土壤和水环境中氯噻啉的降解行为和降解产物研究

发布时间：2020-08-09 12:55

【摘要】：农药在环境中的自然降解分为化学降解和生物降解,其中水解和光解是主要的化学降解途径,土壤中微生物降解和植物降解是重要的生物降解代谢途径。由于农药的降解可能会产生高毒产物,对环境安全和非靶标生物造成威胁,因此,研究农药的自然降解行为、降解机理和降解产物的生态毒性,对于明确农药的环境归趋评价和生态风险评估意义重大。氯噻啉是我国自主研发的第四代新烟碱类杀虫剂,目前国内外对氯噻啉环境行为和降解产物的研究较少,无法对氯噻啉及其降解产物的环境风险做出客观评价。因此,本研究以超高效液相色谱串联飞行时间质谱的高分辨率、高灵敏度和精确质量测量特性为基础,结合量子化学理论对降解机理的研究和标准品验证法,对不同土壤和水溶液中氯噻啉的降解行为、降解机理和降解产物进行了系统的研究,结果如下:1.建立了氯噻啉在UHPLC-QTOF/MS上的仪器方法,使用该方法时氯噻啉在0.05~10 mg/L的范围内浓度和峰面积呈现良好的线性关系。建立了氯噻啉在黑土、红土和潮土三种土壤中以及四种溶液中的前处理方法,方法的回收率(83.73%~104.91%)和RSD(3.25%~9.33%)满足实验要求,可用于氯噻啉降解试验中的样品处理。2.通过土壤降解、水解和光解试验研究了氯噻啉在不同土壤和水环境中的降解行为。研究结果表明,氯噻啉好氧条件下在黑土、红土和潮土中可以稳定存在,而在积水厌氧条件下的降解速率稍快,其中积水厌氧条件下在黑土和潮土中半衰期分别为18.24 d(易降解)和53.32 d(中等降解)。除了50℃时在pH9的缓冲溶液中氯噻啉水解速度略快(半衰期为4.95 d),其他条件下的水解速率都很慢,因此氯噻啉具有一定的水解稳定性。氯噻啉在pH4、pH7、pH9的缓冲溶液和超纯水中的光解半衰期分别为16.50 h、14.75 h、2.46 h、2.63 h,在酸性和中性条件下较难光解,在碱性条件下易光解。3.使用UNIFI数据分析软件对氯噻啉的降解数据进行了降解产物鉴定,共解析出10个符合降解规律且匹配度较高的降解产物。使用标准品对其中2个化合物进行了保留时间和二级质谱的比对,验证了这2个降解产物的正确性。采用Gaussian 16的DFT方法,在B3LYP/6-3l g(d)的计算水平上对反应物、过渡态、中间体和产物进行了结构全优化、频率计算、过渡态寻找、IRC验证、零点能校正和反应的活化能计算,阐释了降解反应发生的过程。4.测定了氯噻啉对大型n灪兔鄯涞募毙远拘

本文编号：2787147