三种有机磷农药的降解转化机理的理论研究

发布时间：2017-12-13 06:45

本文关键词：三种有机磷农药的降解转化机理的理论研究

【摘要】：有机磷农药是一类含有C-P、C-S、C-O以及P=O键的化合物,由于其高效杀菌性,而被广泛应用于农业生产中。因此该类农药进行环境后的降解转化过程则成为环境保护的热点之一。由于极易挥发,进入大气后与大量的OH自由基反应是有机磷农药的主要降解途径。本论文采用量子化学方法密度泛函方法,以三种有机磷农药(O-甲基-N,N,N',N'-四甲基磷酰二胺(MTMPDA)、O-乙基-N,N,N',N'-四甲基磷酰二胺(ETMPDA)和O,S-二甲基-甲基硫代磷酸酯(OSDMMP))为研究目标,对它们与大气中大量的OH自由基的反应微观机理进行详细地剖析。同时,还对产物与大气中强氧化物质,比如NO和O_2等,发生的二次反应历程进行研究,以确定这三种农药与最终降解产物相比其毒性变化情况。本论文得到的主要研究结果如下:1.在两种理论水平下,即:ωB97XD/6-311++G(3df,2pd)//ωB97XD/6-31+G(d,p)和M062X/6-311++G(3df,2pd)//M062X/6-31+G(d,p),反应中涉及的各物种的几何构型参数相近,单点能也彼此吻合。2.MTMPDA+OH反应主要通过OH抽提与N原子相连的CH_3上氢原子的方式进行;OH抽提与O原子相连的CH_3上氢原子与前者相比没有竞争性。生成的两种产物中,(CH_3)3CH_2N_2P(=O)OCH_3与大气中的O_2和NO发生进一步反应并没有导致MTMPDA毒性明显地降低;(CH_3)4N_2P(=O)OCH_2与大气中的O_2和NO发生进一步反应生成的最终产物与MTMPDA相比毒性明显降低。3.ETMPDA+OH反应主要通过OH抽提亚甲基上氢原子相连的方式进行;OH抽提与N原子相连的CH_3上氢原子和OH抽提乙基中甲基上氢原子的反应通道能垒相对较高。生成的三种产物中,(CH_3)3CH_2N_2P(=O)OCH_2CH_3与大气中的O_2和NO发生进一步反应并没有导致ETMPDA毒性明显地降低;(CH_3)4N_2P(=O)OCH_2CH_2以及(CH_3)4N_2P(=O)OCHCH_3与大气中的O_2和NO发生二次反应生成的最终产物与ETMPDA相比毒性明显降低。4.OSDMMP+OH反应经历三种H-抽提反应通道,分成生成产物CH_3SP(=O)(CH_3)OCH_2、CH_2SP(=O)(CH_3)OCH_3和CH_3SP(=O)(CH_2)OCH_3。其中生成前两种产物需要跨越的能垒相与第三种产物需要跨越的能垒更低,因此,更具有竞争优势。CH_3SP(=O)(CH_3)OCH_2和CH_2SP(=O)(CH_3)OCH_3在环境中发生后继反应生成的最终降解产物,其毒性比初始反应物OSDMMP有明显的降低;而CH_3SP(=O)(CH_2)OCH_3发生二次反应后的降解产物,与OSDMMP相比其毒性没有明显的变化。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X592

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 麦锦惠;;城市污水处理厂A~2O工艺改进措施探讨[J];科技经济导刊;2016年16期

2 李嘉伟;;城市污水中PPCPs类微量污染物的去除[J];广东化工;2015年07期

3 朱洪;;农药废水降解技术的比较及优化分析[J];北京农学院学报;2014年04期

4 刘静;李亚茹;王杰;陈凯凯;;高级催化氧化法去除水中邻苯二甲酸酯的研究进展[J];生态环境学报;2014年05期

5 秦宁;何伟;孔祥臻;徐福留;;中国水生生态系统中多环芳烃的生态毒性与生态风险研究进展[J];中国科技论文;2013年12期

6 杨旭;王继富;万鲁河;陈瑛;齐少群;贾晓丹;;大庆典型区域湿地水体污染物迁移变化特征研究[J];生态环境学报;2013年05期

7 崔硕;刘俊建;张铁坚;刘俊良;;污水处理过程中持久性有机污染物的去除规律研究[J];节水灌溉;2012年10期

8 王明晖;聂晶;李静;;光催化技术在水处理中的研究进展[J];能源与环境;2012年02期

9 徐香;李先国;孙书文;褚嘉杰;;Theoretical Study on the Photodegradation Mechanism of Pyrethroid Insecticide Fenvalerate in Water[J];结构化学;2012年04期

10 潘力军;金银龙;;二氧化钛光催化降解饮用水有机污染物的研究进展[J];环境与健康杂志;2012年03期