百草枯遇土钝化是什么原理？

百草枯是一种广谱、触杀性的除草剂，它的主要作用机制是干扰植物的光合作用，导致植物体内产生过多的活性氧，从而破坏细胞膜，使植物迅速失水、坏死。但是，当我们谈论百草枯“遇土钝化”时，这里面涉及到一系列复杂的化学反应和物理过程，足以让它药力大打折扣，甚至失效。

核心原理：吸附与络合

百草枯之所以遇土会失效，最根本的原因在于土壤中的各种成分对它产生了强大的吸附和络合作用。可以想象一下，土壤就像一个巨大的“捕集网”，而百草枯就是网中的“小鱼”。

1. 土壤胶体——吸附的“主力军”

土壤是由矿物质颗粒（沙、粉砂、黏土）和有机质构成的。其中，土壤胶体是关键。土壤胶体包括：

黏土矿物： 它们通常带有负电荷，表面积非常大，而且结构中存在很多层状缝隙。百草枯分子（双价阳离子）很容易被这些带负电荷的表面吸附，尤其是进入黏土矿物的层状结构中，形成牢固的结合。这就像把百草枯“镶嵌”进了黏土颗粒的微观结构里，让它难以释放出来。
腐殖质（土壤有机质）： 腐殖质是动植物残体分解形成的复杂有机大分子，它们富含各种官能团，比如羧基（COOH）、酚羟基（OH）等。这些官能团可以与百草枯分子通过氢键、范德华力以及配位键等多种方式结合。腐殖质的吸附能力非常强，尤其是在pH值适宜的情况下，它能像“海绵”一样将百草枯牢牢吸住。

2. 形成“牢笼”——物理封闭与化学阻隔

物理吸附： 黏土矿物的层状结构，就像一个一个细小的“口袋”，把百草枯分子“装”进去。土壤颗粒之间的空隙也会将百草枯“夹”住，限制了它的自由移动和与植物根系接触的机会。
化学络合： 腐殖质上的某些官能团，特别是带有孤对电子的原子（如氧、氮），可以与百草枯分子中的氮原子形成络合物。这种络合作用非常牢固，就像给百草枯套上了一个“枷锁”，让它失去了与植物细胞膜作用的能力。

3. 隔离与稀释——降低接触概率

土壤本身就是由无数个大小不一的颗粒组成的。当百草枯被喷洒到土壤表面后，它不会均匀地分布在每一个角落。

局部集中： 百草枯可能会优先吸附在某些富含有机质或黏土的区域。
颗粒包围： 大部分的百草枯会被土壤颗粒，尤其是细小的黏土和有机质颗粒所包围和隔离。这意味着，即使有一部分百草枯没有被完全吸附，它也难以与植物根系或其他需要被杀灭的目标直接接触。这种物理上的隔离大大降低了百草枯的有效浓度。

4. 降解作用——“化为乌有”的可能

虽然吸附是主要原因，但土壤中的微生物和某些化学反应也能对百草枯进行一定程度的降解。

微生物降解： 土壤中存在许多微生物，其中一些能够利用百草枯作为碳源或能量源，通过酶的作用将其分解成无毒的物质。不过，这个过程相对较慢，通常不是百草枯迅速失效的主要原因。
化学降解： 在某些土壤条件下，例如强光照射或某些土壤化学物质的存在下，百草枯也可能发生缓慢的化学分解。

为什么说“钝化”而不是“完全分解”？

需要强调的是，“钝化”更准确地描述了这一过程。这意味着百草枯的活性大大降低，或者说它变得不活跃了，但它本身并没有完全消失。吸附在土壤胶体上的百草枯，在理论上可能还存在，只是无法发挥其除草作用。除非经过很长的时间，并且在某些特定条件下，它才可能被完全降解。

举个形象的比喻：

想象一下，你带了一瓶有毒的药水，想去毒害一棵小树。

未遇土： 你直接把药水泼在小树的叶子上，药水直接接触到了树叶，树叶很快就“中毒”了。
遇土： 你把药水倒在了地上。地上有很多细小的泥沙（相当于土壤胶体），这些泥沙立刻就把药水“吸”住了，就像磁铁吸铁粉一样。药水被紧紧地粘在泥沙颗粒上，甚至被“包裹”在泥沙堆里。而且，地上的泥沙很多，药水被摊得非常稀。小树的根系想去吸收这个药水，却发现大部分药水都被泥沙“抱”住了，根本无法轻易接触到。即便是有些药水在泥沙缝隙里，浓度也已经非常低了。

总结一下，百草枯遇土钝化的原理，就是土壤中的黏土矿物和腐殖质，通过强大的物理吸附和化学络合作用，将百草枯分子牢牢地“锁住”，形成一个“屏障”，使得百草枯无法与植物的细胞接触，从而失去了其原有的生物活性。这是一个多因素共同作用的结果，主要归功于土壤胶体对百草枯的“捕获”能力。

网友意见

我说为什么又有人问，原来因为之前的问题被关闭了……

遇土钝化是因为吸附，参考上面的回答，不重复了，说些其他的。

1，百草枯“百分百致死”的说法是夸大的说法，一开始死亡率确实接近100%，后来案例多了，形成完整的治疗方案后死亡率有下降，有很多救活的例子，比如2018年苏州杀鱼弟。

2，利用吸附原理，用陶土或活性炭洗胃的做法早就有了。百草枯最凶险的是引起肺纤维化，这是因为百草枯的氧离子和腐胺构效接近，会被主动运输到肺。所以陶土或活性炭洗胃要第一时间进行才有效。

3，现在百草枯已经禁用了，再来讨论没必要。过去因为相关企业宣传，百草枯变成了一种被xx耽误的史诗级发明……遇土钝化只是宣传中的说法，“土壤钝化”在砂质土壤中效果不好。而且宣传有机农业的时候，农药和除草剂可不是这个画风。

再贴一下文献：

A large body of research has shown that the main mechanism in the adsorption of BP cations to soil particles is cation exchange due to electrostatic (coulombic) forces by the soil' s negatively charged sites at mineral and organic surfaces of the soil particles (Hayes et al. 1975), and it is speculated that, to a lesser degree, other forces are also responsible (Weber et al. 1965; Burns et al. 1973). These include charge transfer, hydrogen bonding, and van der Waals forces (Knight and Tomlinson 1967; Burns et al.1973; Cheah et al. 1997; Gondar et al. 2012).^[1]
大量研究表明，联吡啶阳离子吸附到土壤颗粒上的主要机制是土壤颗粒矿物和有机表面的负电荷位置产生的静电（库仑）力引起的阳离子交换（Hayes et al.1975），推测其他相互作用力在其中也起到了作用（韦伯等人，1965年；伯恩斯等人，1973年）。其中包括电荷转移、氢键和范德华力（Knight和Tomlinson 1967；Burns等人1973；Cheah等人1997；Gondar等人2012）

参考

1. ^ Fabio Sartori & Edgar Vidrio (2018): Environmental fate and ecotoxicology of paraquat: a California perspective, Toxicological & Environmental Chemistry, DOI: 10.1080/02772248.2018.1460369

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