异丙隆土壤表面光化学降解研究

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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。
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