零价锌对水、土壤中硫丹和溴虫腈的降解研究

发布时间：2018-04-09 22:07

本文选题：硫丹　切入点：溴虫腈　出处：《南京农业大学》2015年硕士论文

【摘要】：化学农药作为农业丰收的保障在世界各地被广泛应用,给人类带来巨大的效益的同时也带来了负面的影响。农药过量和不合理使用对人类和生态环境造成严重的后果,农药污染已成为全球关注的焦点。硫丹,是一种广谱性有机氯杀虫剂。由于其在环境中的持久性,生物蓄积性,较高的生物毒性,致癌性和生殖内分泌的影响干扰素的潜在致突变性,2011被正式列为持久性有机污染物(POPs)。溴虫腈是新一代的芳基吡咯类杀虫杀螨剂,高效广谱,应用普遍。因为其用量不断增长,溴虫腈造成的环境污染及在农产品中的残留问题备受关注。溴虫腈对水生生物及蜜蜂、鹌鹑等的毒性较高。但是目前,降解环境中的溴虫腈的研究报道较少。用零价金属去除污染物是近几年发展起来的一种新的污染物降解治理技术。该方法价廉易得,所需工艺简单;对有些有机污染物能够迅速降解且可以原位修复地下水污染,具有广阔的应用前景。采用微米级零价锌还原去除水、土壤中的硫丹和溴虫腈是有效可行的手段。本文以硫丹和溴虫腈作为研究对象,应用零价锌快速高效降解水及土壤中的硫丹、溴虫腈,并研究其反应机理和各种影响因素对实验结果的影响。研究内容包括两部分:1、零价锌降解水及土壤中的硫丹应用零价锌快速高效降解水及土壤中的硫丹,并对其反应机理和影响因素进行探究。(1)零价锌能够在180 min降解90%以上的硫丹。(2)在水和土壤介质中,体系pH越低,越有利于硫丹降解。硫丹还原降解过程中体系pH值逐渐升高,其变化与该条件下硫丹的降解趋势密切相关。在反应初期,pH迅速升高,体系中大量氢离子在零价锌转化为锌离子的过程中被消耗,对应着相对较高的硫丹降解速率,而此后的反应中降解速率明显降低,相应的pH变化也趋于平缓。(3)在水中,无溶解氧更有利于硫丹还原降解,溶解氧的存在对降解有一定的阻碍作用,尤其是对β-硫丹的效果更明显。(4)零价锌比零价铁对硫丹的降解作用强。(5)在土壤中,阳离子表面活性和非离子表面活性剂可以加快降解反应,而阴离子表面活性剂抑制降解反应。CPC和TW-20由于其亲电头部与硫丹分子中的氯原子产生静电作用而促进了零价锌还原降解硫丹的过程。(6)锌粉用量在0.1 g-1.0 g范围内,随着锌粉用量增加,硫丹的降解半衰期逐渐缩短。锌粉用量的增加对硫丹降解效率的提高是因为提供了更多的活性位点与污染物反应。(7)土壤性质对零价锌降解硫丹效果的差异不显著。(8)推测了零价锌还原降解硫丹的反应途径。零价锌还原降解硫丹可能是多次脱氯反应。零价锌能够还原硫丹分子中的四个氯原子,生成5,6,-二氯-8,9,10-三降冰片-5-烯-2,3-亚基双甲撑亚硫酸酯,大大降低了硫丹的毒性。2、零价锌对水及土壤中溴虫腈的降解作用应用零价锌快速高效降解水及土壤中的溴虫腈,并对其反应机理和影响因素进行探究。(1)在水和土壤介质中,体系pH越低,越有利于溴虫腈降解。(2)无溶解氧存在的体系中溴虫腈降解率达到95.91%,而有溶解氧的体系中其降解率仅为89.83%,溶解氧的存在对降解进程有一定的阻碍。(3)零价锌降解水中溴虫腈的半衰期为51.70 min,远小于应用零价铁降解水中硫丹的半衰期173.30 min。在其他实验条件相同的情况下,零价锌的还原降解能力显著优于零价铁。(4)锌粉用量在0.1 g-1.0g范围内,锌粉用量增加溴虫腈的降解半衰期逐渐缩短。适当剂量的锌粉是保证溴虫腈高效还原降解重要因素。(5)土壤性质对零价锌降解溴虫腈无显著影响。(6)零价锌还原降解溴虫腈可能是脱溴反应,生成2-(4-氯苯基)-1-乙氧基甲基-5-三氟甲基吡咯-3-腈。
[Abstract]:Application of zero - valent zinc in water and soil media has attracted much attention in recent years . It is a new generation of arylpyrrole insecticidal and acaricidal agents . ( 6 ) The degradation rate of zinc powder in water and soil is about 89.83 % , and the degradation rate of zinc powder is only 89.83 % .

【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X592

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