噻虫嗪的水解与光解作用及对土壤呼吸作用影响研究

发布时间：2020-06-13 04:08

【摘要】： 噻虫嗪属于烟碱类杀虫剂的一种,具有很好的应用前景。然而,作为一种新型杀虫剂,它在环境中的迁移、转化行为还没有被系统研究,因此,很有必要研究其迁移转化特性。为此,本论文系统地研究了噻虫嗪的水解、光解和它对土壤呼吸的影响,为正确预测噻虫嗪在环境中的行为,指导人们合理使用该农药,减轻它对环境造成负面作用提供重要的依据。本文首先研究了噻虫嗪的水解行为。结果表明,噻虫嗪的水解符合一级动力学方程,其水解速率随pH值和温度的升高而增加,根据GC-MS的鉴定结果,噻虫嗪的主要水解产物为3-(2-)氯-噻唑-5-甲基)-4-氧代-(1,3,5)恶二嗪。Cu~(2+)、Fe(OH)_3对噻虫嗪的水解具有明显催化作用,腐殖酸对噻虫嗪的水解具有抑制作用。Cu~(2+)的催化机理有以下两个方面:(1)由于噻虫嗪分子中的C=N基上的N具有一对孤对电子,能够和溶液中Cu~(2+)螯合形成螯合物,这样使与之相连的C原子上的电子云密度降低,更有利于亲核试剂的进攻。(2)Cu~(2+)在水中形成金属羟基络合物,金属羟基络合物是一种活性更强的亲核试剂,更有利于噻虫嗪的水解。Fe(OH)_3的催化水解噻虫嗪的机理如下:噻虫嗪的C=N基团上的N拥有孤对电子,可能与Fe(OH)_3中的Fe配合,使C=N键上的C的电子云密度降低,更容易受到OH~-的进攻。此外,溶液中悬浮Fe(OH)_3带正电荷,并且Fe(OH)_3本身对有机物具有一定的吸附能力,在它的周围吸附大量带负电荷的OH~-和噻虫嗪,这样导致局部反应物浓度增加,使水解速率加快。腐殖酸抑制噻虫嗪水解的原因在于:腐殖酸中的许多官能团都具有一些酸的性质,抑制了噻虫嗪水解;另外腐殖酸可通过氢键等作用吸附农药而减弱噻虫嗪的水解;腐殖酸可以通过络合作用或吸附作用使Cu~(2+)对噻虫嗪水解的催化作用丧失;腐殖酸也可以减弱Fe(OH)_3的催化能力。本文研究了噻虫嗪的光解行为。以氙灯为光源,研究了噻虫嗪的光解行为,研究发现:噻虫嗪的光解很好地符合一级动力学方程;噻虫嗪的光解速率随pH值的升高和温度的升高而增加,向水中通入氧气有利于噻虫嗪的光解,其原因是噻虫嗪在光解过程中有光致水解反应的发生和间接光解反应的发生。硝酸根对噻虫嗪的光解具有催化作用,但随着水中硝酸根浓度的增加,其催化作用会逐渐减弱,其原因是硝酸根与噻虫嗪对光的竞争性吸收。Fe(Ⅲ)对噻虫嗪的光解具有催化作用,其原因是Fe(Ⅲ)/ Fe(Ⅱ)的光氧化还原循环反应过程中产生的活性物质加速了噻虫嗪的分解。水中悬浮的
【图文】：

水解速率,常数,K值,杨克

图 1-1 水解速率常数与 pH 的关系Fig. 1-1 Relationship of hydrolytic constant and pH是一条普遍的规律。杨克武等[5]研究表明：在温度 0~50℃时，温度提，水解速率常数K将提高 10％，温度提高 10℃，K值将提高 2.5 倍，温高 25℃，，K值将提高 10 倍。这虽然是一个局部经验，但也反映出有机

噻虫嗪,光解,冷阱,磁力搅拌

2 石英冷阱 3 光源 4 电源 5 滤清器 6 磁力搅拌图 2-1 噻虫嗪的光解仪Fig. 2-1 Equipment for photolysis of thiamethoxam
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X592

【引证文献】