海水中三唑磷的光化学降解研究

论文摘要

三唑磷是20世纪70年代开发出的一种高效、中毒（经皮低毒）、广谱的有机磷杀虫、杀螨剂,是一种具有良好发展前景的硫代磷酸酯类农药。三唑磷在应用过程中将不可避免地进入到池塘、河流、湖泊等水体中,最后汇入海洋,造成环境污染和生态效应。因此,为了防止这些问题,对三唑磷在水环境中的行为研究具有十分重要的现实意义。光化学降解是农药施用后在环境中分解、转化的重要途径之一。本论文在已有科学研究的基础上,采用实验室模拟的方法,以三唑磷为研究对象,考察了其在水环境中的光化学降解行为。通过仪器检测和实验分析,系统地研究了三唑磷的光降解反应。实验结果如下:1.动力学行为在300 W高压汞灯照射下,在所选取的实验条件下,三唑磷发生了光降解反应,且降解初期符合一级反应动力学行为。各种实验条件下速率常数（k）的变化范围为0.00160～0.03028 min-1。2.反应影响因素（1）照射光源:在天然日光照射下,三唑磷在天然海水（NSW: natural seawater）、人工海水（ASW: artificial seawater）和去离子水（DW: deionized water）中降解均较缓慢。而高压汞灯对光反应的激发效率明显高于太阳光,三种介质中三唑磷都能够发生明显的光降解。（2）光照强度:三唑磷在500 W高压汞灯照射下比300 W高压汞灯照射下降解速率明显要快,这主要是由于三唑磷的光解受光强的影响较大。（3）初始浓度:高压汞灯下,在DW、ASW、NSW中,三唑磷的光解速率与其初始浓度呈负相关关系。初始浓度越大,三唑磷的光降解率越低,同一初始浓度下,随着时间的延长,三唑磷的浓度逐渐减小。（4）溶液介质:在300W高压汞灯照射下,三唑磷在DW、ASW和NSW中的半衰期分别为107.97 min、109.50 min、80.50 min。三唑磷在NSW中的光降解速率大于其在人工海水和去离子水中的光降解速率,这主要是由于天然海水呈弱碱性以及海水中存在的有机光敏剂所引起的。（5）重金属离子:重金属离子对光反应的影响,与溶液介质有一定的关系。不同浓度的四种重金属离子在不同介质中的作用不尽相同。本论文验证了Pb2+、Cd2+、Cu2+、Fe3+的存在对三唑磷的光降解反应的影响。通过改变金属离子的浓度观察其对光反应的影响,证明了不同浓度的重金属离子对三唑磷光降解反应的作用有所不同。此外,实验还证明了重金属离子对三唑磷光降解反应的影响是与溶液介质相互作用的结果。（6）光敏剂:在不同介质中,光敏剂对三唑磷的光降解都表现出显著的促进作用。0.02 %（V/V）的丙酮使DW、ASW和NSW中的三唑磷光降解半衰期缩短了79 min、80 min、57 min。1mg/L的蒽醌使DW、ASW和NSW中三唑磷光降解的半衰期分别缩短了57 min、54 min、41 min。（7）硝酸盐及亚硝酸盐:在去离子水和天然海水中,添加不同浓度的硝酸盐及亚硝酸盐均对三唑磷的光降解表现出不同程度的抑制作用,且抑制作用均随硝酸盐及亚硝酸盐添加浓度的增加而增强。3.pH测定:对三唑磷光降解过程中反应液进行pH检测,发现在不同介质中pH均表现为降低趋势,但降低的程度及变化曲线各不相同。本论文针对海水中三唑磷农药,对其光降解的反应情况、动力学及影响因素等方面进行研究,取得了一系列研究结果。根据实验模拟结果,我们可以更好地了解天然海洋环境中该种农药的降解情况,为海洋环境中农药污染的治理提供重要的理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 1 文献综述
• 1.1 光化学反应
• 1.1.1 光化学反应概述
• 1.1.2 光化学反应原理
• 1.2 农药的光化学降解
• 1.2.1 农药及其环境行为
• 1.2.2 农药的光化学降解反映类型及机理
• 1.2.3 农药的光化学降解的意义
• 1.2.4 三唑磷的理化性质及应用
• 1.3 光降解反应动力学研究
• 1.4 海洋中农药的光化学降解影响因素
• 1.4.1 光照条件
• 1.4.2 溶液介质
• 1.4.3 酸度
• 1.4.4 重金属离子
• 1.4.5 硝酸盐与亚硝酸盐
• 1.4.6 光敏剂
• 1.5 小结
• 2 实验部分
• 2.1 实验设备、仪器与试剂
• 2.1.1 实验设备
• 2.1.2 分析仪器
• 2.1.3 实验试剂
• 2.1.4 反应溶液介质
• 2.2 实验装置
• 2.3 实验内容与步骤
• 2.3.1 实验内容
• 2.3.2 实验步骤
• 2.4 反应动力学研究
• 3 结果与分析
• 3.1 确定三唑磷光降解反应的发生
• 3.1.1 紫外可见分光光度法
• 3.1.2 高效液相色谱法
• 3.2 不同影响因素的作用
• 3.2.1 照射光源的影响
• 3.2.2 光照强度的影响
• 3.2.3 不同浓度的三唑磷的光解
• 3.2.4 溶液介质的影响
• 3.2.5 重金属离子的影响
• 3.2.6 光敏剂激发
• 3.2.7 硝酸盐和亚硝酸盐的影响
• 3.3 PH 检测
• 4. 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果