壳聚糖金属配合物对有机磷农药的降解作用研究

论文摘要

有机磷农药作为目前使用最广的农药类别之一,占杀虫剂总量的70%。有机磷农药在防治病虫害方面起着十分重要的作用。然而,大量使用有机磷农药对环境造成严重污染;另一方面,由于有机磷农药相对较易水解因而暂时不能完全禁用。农药的不当使用,使得蔬菜等农产品农药残留严重超标。因此,促进有机磷农药的降解,减少其残留的技术开发将是当前及今后所迫切需要的。本文首先探索优化有机磷农药的检测方法,然后在不同条件下制备了不同分子量的壳聚糖金属配合物,并将这些配合物与有机磷农药进行作用,筛选出对有机磷农药具有降解效果的金属配合物,探明降解条件对降解效果的影响,对有良好降解效果的配合物进行初步表征,最后对降解产物进行分析鉴定,主要研究结果如下:1.建立了一种目标性强又具备一定代表性的有机磷农药检测方法,对气相色谱的载气流速、进样口温度、程序升温等因素进行深入探索,对固相萃取中洗脱液的选择、流量及流速进行研究,确定出固相萃取-气相色谱检测农药这项技术中各个参数的最佳设置,并对各参数对检测结果的影响做出较为全面的分析,通过考察回收率、检测限、线性范围和变异系数对方法进行了验证。结果表明:建立的方法峰形好,灵敏度高,分析时间较短。方法检测限为1.12.5μg/L,线性范围为0.14mg/L,相对标准偏差为2.0%7.4%,回收率为69.1%108.2%,完全满足农残检测要求。2.研究了不同分子量的壳聚糖和壳寡糖分别与钙、镁、铁、锌四种金属的络合,并研究了各配合物对有机磷农药的降解效果,筛选出具有降解效果的配合物并进行初步表征。研究结果表明,黏度为5cp（Mv=5.89×104）的壳聚糖-铁配合物和壳寡糖-锌配合物（Mv=2298.9）对有机磷农药的降解效果较好,其中,5cp壳聚糖-铁配合物对敌敌畏、氧化乐果、乐果的降解率分别达到55.6%,23.2%,37.8%;壳寡糖锌配合物对乐果和氧乐果的降解率达到100%和65.2%。而不同合成的条件、络合金属及壳聚糖分子量对降解率都有影响,研究表明,氨基金属摩尔比为1:2、pH=4、20oC及反应6h条件下金属配合物对有机磷农药的降解效果最好。3.对降解有机磷农药的条件进行研究。研究表明,在自然水解条件下,pH和温度对农药水解有直观的影响,随着温度、pH的升高,有机磷农药的半衰期大幅度缩短,即pH和温度是影响农药水解的最主要因素。但在金属配合物的环境下,由配合物引起的降解占主导作用,pH和温度对降解效果的影响不大。4.对有机磷农药的降解产物进行初步分析鉴定。结果表明,有机磷农药会降解成农药中间体,条件的改变可能会影响中间体的结构,不同结构的有机磷农药降解途径相差很大,键的断裂方式及基团的重组都不相同,而最终的降解产物是无机物和一些无机阴离子。上述研究对有机磷农药的检测方法进行了有效的补充,筛选出的金属配合物以及最适条件、降解产物的分析为降解有机磷农药的研究提供了理论数据,具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 0.1 研究背景
• 0.1.1 有机磷农药及有机磷农药残留
• 0.1.2 壳聚糖及其金属配合物的研究进展
• 0.1.3 有机磷农药检测方法研究进展
• 0.1.4 有机磷农药降解研究进展
• 0.2 研究内容与意义
• 0.2.1 研究内容
• 0.2.2 技术路线
• 0.2.3 研究意义
• 参考文献
• 1 固相萃取-气相色谱法检测8 种有机磷农药的方法及条件优化
• 1.1 材料与方法
• 1.1.1 试剂与仪器
• 1.1.2 试验方法
• 1.2 结果与讨论
• 1.2.1 气相参数的确定
• 1.2.2 线性范围与检出限
• 1.2.3 重复性实验
• 1.2.4 固相萃取条件的优化
• 1.3 结论
• 参考文献
• 2 壳聚糖金属配合物的制备、筛选和表征
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试剂及仪器
• 2.1.2 实验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 壳聚糖分子量及脱乙酰度
• 2.2.2 配合物的水溶性
• 2.2.3 金属配合物对有机磷农药的降解作用
• 2.2.4 壳寡糖配合物对有机磷农药的降解作用
• 2.2.5 不同合成条件对降解率的影响
• 2.2.6 壳聚糖铁配合物红外光谱分析
• 2.2.7 壳聚糖铁配合物的差动热分析
• 2.3 结论
• 参考文献
• 3 金属配合物对有机磷农药的降解作用及在不同条件 的降解规律
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试剂及仪器
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 反应时间对降解效果的影响
• 3.2.2 底物相对浓度对降解效果的影响
• 3.2.3 不同温度、PH条件下配合物对敌敌畏的降解规律
• 3.2.4 不同温度、PH 条件下配合物对氧化乐果的降解规律
• 3.2.5 不同温度、PH 条件下配合物对乐果的降解规律
• 3.2.6 配合物中金属元素的测定
• 3.3 结论
• 参考文献
• 4 金属配合物对有机磷农药的降解产物分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试剂及仪器
• 4.1.2 仪器的分析条件
• 4.1.3 CTS-Fe 和 COS-Zn 对敌敌畏、氧化乐果、乐果、毒死蜱的降解产 物研究
• 4.1.4 CTS-Fe 和 COS-Zn 对敌敌畏、氧化乐果、乐果、毒死蜱的降解中 间产物研究
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 CTS-Fe 和 COS-Zn 对敌敌畏的降解产物研究
• 4.2.2 CTS-Fe 和 COS-Zn 对乐果的降解产物研究
• 4.2.3 CTS-Fe 和 COS-Zn 对氧化乐果的降解产物研究
• 4.2.4 CTS-Fe 和 COS-Zn 对毒死蜱的降解产物研究
• 4.3 结论
• 参考文献
• 5 结论
• 致谢
• 个人成果