异丙隆土壤表面光化学降解研究

异丙隆土壤表面光化学降解研究

论文摘要

本论文主要研究了异丙隆土壤表面光解的影响因素,包括异丙隆本身的添加剂量、土壤湿度、pH值、NO3-和NO2-、化肥(尿素和磷酸二氢钾)、重金属离子以及光源,并初步研究了其在土壤表面光解的产物,得到以下结论:1.高压汞灯下,异丙隆的添加剂量为40μg·g-1时,其光解半衰期T1/2最短,为1.50h;添加剂量为20μg·g-1或80μg·g-1时,其光解速率均减小。在本实验的三个添加剂量水平下,异丙隆在光照的前4h中降解迅速,而后明显降低。这与土壤表面的分子密度有关。2.高压汞灯下,随着土壤中水分的增加,异丙隆在其表面的光解速率加快。在同一异丙隆添加剂量(40μg·g-1)水平下,半衰期由在土壤湿度为40%光解条件下的1.66 h降至80%时的1.04 h.。这主要是因为水分增加了农药分子在土壤中的移动性。3.高压汞灯下,异丙隆在三种pH值的土壤环境中的光解速率为pH7>pH9>pH4,即中性环境较之酸或碱性环境,更有利于异丙隆的光解。其在中性环境中的光解半衰期最短,为2.61h。这与异丙隆对酸、碱稳定的化学性质一致,并且说明了H+和OH-都不能促进异丙隆的光解。4.以高压汞灯为光源,在本实验的添加剂量下,NO3-和NO2-对异丙隆在土壤表面的光解均具有较强的光猝灭效应,照光5h的NO3-光猝灭率为8.30~24.20%,NO2-为14.69~30.62%。NO3-随着添加剂量的增加,其光猝灭效应反而减弱,半衰期分别是异丙隆单独光照时的2.09、1.96、1.28倍。5.UV灯下,尿素不同剂量的添加对异丙隆土壤表面光解均表现出光敏化作用,半衰期分别从异丙隆单独光照时的6.67 h缩短至4.91~5.42 h。在实验剂量添加范围内,半衰期和尿素的添加剂量呈正相关,在尿素添加剂量为40μg·g-1时,对异丙隆光解的影响最大,照光10h光敏率为8.68%。KH2PO4在三个实验剂量添加水平下,只有5:1的水平对异丙隆土壤表面光解有影响,照光10h光敏率为3.26%,而其他两个水平对异丙隆的光解几乎无影响。6.UV灯下,在本实验剂量添加范围内,当土样中重金属离子与异丙隆的添加剂量比为1:1一定时,Pb2+、Cu2+、Cr6+和Cd2+对异丙隆土壤表面光解的影响依次加强,分别使异丙隆光解半衰期延长了0.01、0.15、0.31、0.47倍(相对于异丙隆单独光解半衰期),照光10h的光猝灭率依次为31.77%、19.35%、21.28%、28.64%。并且,只要存在Cr6+,其添加剂量无论大小,都能延缓异丙隆在土壤表面的光解,其影响程度为1:5<1:1<5:1,即土壤中Cr6+存在量越大,越能阻滞异丙隆的光解。7.异丙隆在高压汞灯、UV灯和太阳光三种光源下的光解符合一级动力学方程,其光解速率为高压汞灯>UV灯>太阳光,光解半衰期依次为1.50h、6.67h、8.31d,前两者分别约为后者的44倍和10倍(1d按实际光照时间9:00~17:00共8h计)。8.异丙隆土壤表面紫外光解产物初步推断为苯胺、对异丙基苯胺(4IA),也有可能生成N-(4-(2-羟基)-1-甲基乙基)苯基-N’,N’-二甲基脲(或N-(4-(1-羟基)-1-甲基乙基)苯基-N’,N’-二甲基脲)。主要发生了N-脱甲基和苯环上脱异丙基作用。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 缩略语表
  • 1.前言
  • 1.1 光化学定律
  • 1.2 农药光化学反应原理
  • 1.2.1 直接光解
  • 1.2.2 间接光解
  • 1.3 农药光化学反应动力学
  • 1.4 土壤表面农药光化学降解的研究进展
  • 1.4.1 土壤表面农药光解的主要类型
  • 1.4.2 土壤表面农药光解的影响因素
  • 1.5 异丙隆的研究现状
  • 1.5.1 异丙隆简介
  • 1.5.2 异丙隆在环境中的转化
  • 2.材料与方法
  • 2.1 供试药品及试剂
  • 2.2 试验光源
  • 2.3 主要仪器及设备
  • 2.4 异丙隆的HPLC分析条件
  • 2.5 溶液的配制
  • 2.5.1 异丙隆标准溶液的配制
  • 2.5.2 pH缓冲液的配制
  • 2.6 试验土壤的制备与灭菌
  • 2.7 土样中异丙隆的空白试验和添加回收实验
  • 2.8 异丙隆土壤表面光解
  • 2.8.1 添加剂量的影响
  • 2.8.2 土壤湿度的影响
  • 2.8.3 pH值的影响
  • 3-和NO2-的影响'>2.8.4 NO3-和NO2-的影响
  • 2.8.5 化肥(尿素和磷酸二氢钾)的影响
  • 2.8.6 重金属离子的影响
  • 2.8.7 不同光源的影响
  • 2.9 异丙隆土壤表面光解产物的初步鉴定
  • 2.9.1 异丙隆土壤表面光解产物
  • 2.9.2 异丙隆ESI-LC-MS检测条件
  • 2.10 结果与计算
  • 2.10.1 光解动力学方程的拟合
  • 2.10.2 光解率及光敏(猝灭)率的计算
  • 3.结果与分析
  • 3.1 土样中异丙隆的添加回收实验结果
  • 3.2 添加剂量对异丙隆土壤表面光解的影响
  • 3.3 土壤湿度对异丙隆土壤表面光解的影响
  • 3.4 pH值对异丙隆土壤表面光解的影响
  • 3-和NO2-对异丙隆土壤表面光解的影响'>3.5 NO3-和NO2-对异丙隆土壤表面光解的影响
  • 3.6 化肥(尿素和磷酸二氢钾)对异丙隆土壤表面光解的影响
  • 3.7 重金属离子对异丙隆土壤表面光解的影响
  • 3.7.1 不同种类重金属离子的影响
  • 6+的影响'>3.7.2 不同添加剂量的Cr6+的影响
  • 3.8 不同光源对异丙隆土壤表面光解的影响
  • 3.9 异丙隆土壤表面光解产物的初步鉴定
  • 4.讨论
  • 5.结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 相关论文文献

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