《Environmental Technology & Innovation》：Post-fumigation soil vapor extraction of dimethyl disulfide for fumigant capture, residue reduction, and early replanting
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土壤气相抽提首次被用于熏蒸后捕获土壤中的二甲基二硫（dimethyl disulfide, DMDS）。活性炭捕获了施用DMDS总量的79%–89%。早期DMDS提取速率与0.5–2 mm粒径颗粒含量呈正相关，而后期提取速率则与比表面积（spe
中文摘要翻译：
土壤气相抽提首次被用于熏蒸后捕获土壤中的二甲基二硫（dimethyl disulfide, DMDS）。活性炭捕获了施用DMDS总量的79%–89%。早期DMDS提取速率与0.5–2 mm粒径颗粒含量呈正相关，而后期提取速率则与比表面积（specific surface area, SSA）和黏粒含量呈负相关。1.0 L min-1的气流速率下进行24小时SVE处理可使土壤DMDS残留降低97.55%–99.51%，并在熏蒸后1天即实现安全重植黄瓜幼苗，而自然通风14天后土壤仍具植物毒性。研究表明，SVE可作为一种有效的熏蒸后管理策略，用于捕获DMDS、加速残留消减并缩短重植等待期。
论文解读文章
研究背景与科学问题
预植土壤熏蒸是高价值作物（如草莓、番茄、辣椒、生姜及果树苗圃等）土传病虫害防治的重要手段。然而，熏蒸剂在施用后会通过挥发或化学转化迅速释放气体，其高挥发性虽有利于其在土壤中扩散以杀灭靶标生物，但也带来了显著的环境与职业健康风险。超过一半的施用量可能未经有效覆盖而逸散至大气，造成光化学烟雾污染，并危害施药人员、农场工人及周边居民。此外，部分熏蒸剂（如1,3-二氯丙烯、氯化苦及异硫氰酸甲酯）还存在地下水污染风险。现有的减排策略（如深注施药、滴灌施用、专用塑料薄膜覆盖、水封及有机改良等）主要聚焦于熏蒸过程中的药剂保留，但在揭膜后如何有效捕获逸散熏蒸剂、加速残留降解以缩短重植等待期方面尚缺乏有效手段。目前，种植者通常需等待2–3周直至残留降至对幼苗安全的水平，这严重制约了土地利用率与早市经济效益。
针对上述问题，研究人员提出将土壤气相抽提（soil vapor extraction, SVE）技术应用于熏蒸后阶段。SVE通过真空诱导气流将土壤孔隙、孔隙水及颗粒表面的挥发性污染物转移至尾气中，设备相对简单且不破坏土壤结构。本研究以二甲基二硫（dimethyl disulfide, DMDS）为模式熏蒸剂，系统评估了SVE作为熏蒸后策略在捕获残留DMDS、加速土壤净化及实现早期安全重植方面的可行性。
主要研究方法
研究人员从中国三个地点（北京顺义、黑龙江绥化、云南文山）采集表层土壤（0–20 cm），经风干、过筛及水分调节后，以120 μg g-1土壤的田间等效剂量添加液态DMDS，密封平衡24小时后连接SVE装置。研究采用旋转叶片真空泵驱动气流，通过转子流量计控制流速，出口端串联活性炭管捕获挥发出的DMDS。DMDS定量采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析。实验包括两部分：（1）在1.0 L min-1气流速率下比较三种土壤的DMDS提取动力学；（2）以顺义土壤为对象，比较0.5、1.0和1.5 L min-1三种气流速率的效果。同时设置自然通风对照，并开展黄瓜幼苗盆栽试验评价植物毒性。
研究结果
3.1 土壤类型对DMDS捕获的影响
土壤类型显著影响SVE过程中DMDS的时序捕获特征。提取呈现双相模式：初期速率高且在180分钟内急剧下降，随后保持低速率缓慢递减。前5分钟提取速率与0.5–2 mm颗粒比例呈强正相关（r=0.9167, P<0.001），文山土壤因该粒径占比最高（66.32%）而表现出最快的初期提取速率。随着易获取的气相库耗竭，后期提取速率转而受解吸与扩散控制，18–24小时区间提取速率与比表面积（SSA）及黏粒含量呈显著负相关（r=-0.9500和-0.9167, P<0.001），文山土壤因最高的SSA（51.8 m2 g-1）和黏粒含量（12.3%）导致后期提取最慢。
3.2 SVE气流速率对DMDS捕获的影响
前20分钟内，1.5 L min-1气流速率下的DMDS提取速率显著高于0.5和1.0 L min-1，前5分钟达到3.97 mg min-1，分别为后两者的2.83倍和1.62倍。但约600分钟后，0.5 L min-1速率下的提取速率反而更高。最终24小时捕获效率分别为1.5 L min-1时87.14%、1.0 L min-1时89.28%、0.5 L min-1时75.16%。1.0 L min-1实现了捕获效率与气流速率的最佳平衡。
3.3 SVE与自然通风后的DMDS残留对比
SVE处理24小时后，顺义、绥化和文山土壤中溶剂可提取的DMDS浓度分别从38.02、43.74和60.81 μg g-1降至0.93、0.57和0.30 μg g-1，降幅达97.55%–99.51%。相比之下，自然通风24小时后仅降低20.0%–43.0%；即使经过14天自然通风，三种土壤残留仍为1.01–2.76 μg g-1，高于SVE处理后的浓度（0.30–0.93 μg g-1）。
3.4 SVE过程中的DMDS质量平衡
质量平衡计算显示，初始土壤可提取DMDS仅占施用量的31.68%–50.67%，表明大量DMDS在平衡期间已分配至顶空和土壤孔隙气相中。活性炭捕获量占施用量的79.33%–89.35%，未捕获部分（10.40%–20.20%）可能源于降解、不可逆吸附及样品处理损失。
3.5 SVE降低土壤残留对植物毒性的影响
经24小时SVE处理后，DMDS熏蒸土壤中黄瓜幼苗的芽长和鲜重与未熏蒸对照无显著差异（P>0.05）；而经24小时自然通风处理的DMDS熏蒸土壤中，两项指标均显著低于对照（P<0.05），表明SVE成功将残留降至无植物毒性水平。
结论与意义
本研究首次在实验室条件下证实了SVE作为熏蒸后策略的可行性。SVE能够高效捕获DMDS（活性炭捕获率79%–89%），并在24小时内将土壤残留削减97.55%–99.51%，使黄瓜幼苗可在熏蒸后1天安全重植，而传统自然通风需14–35天。研究还发现，1.0 L min-1是最优气流速率，过高流速并不能进一步提高最终捕获效率。这些结果表明SVE是一种极具前景的熏蒸后管理工具，可显著缩短重植等待期、提高土地利用效率并增加农场收益。研究人员强调，后续需开展田间尺度验证，评估其对害虫死亡率、处理均匀性、能耗及DMDS回收再利用的实际效果。
