雙草醚鈉鹽的水解動(dòng)力學(xué)及影響因素研究.pdf

1、雙草醚鈉鹽是一種超高效、低毒、廣譜的稻田除草劑。目前國內(nèi)外對該農(nóng)藥環(huán)境行為方面的研究較少，尤其是對農(nóng)藥的水解尚未見報(bào)道。本論文主要探討了水環(huán)境中雙草醚鈉鹽水解行為以及其影響因素，并用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法研究了影響農(nóng)藥在天然水體中降解的主要環(huán)境因素，為進(jìn)一步研究農(nóng)藥在水體中的行為以及防止和治理農(nóng)藥污染提供了科學(xué)依據(jù)。主要內(nèi)容如下： 研究了雙草醚鈉鹽水解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行，結(jié)果表明：(1)水體的酸堿度影響雙草醚鈉鹽在水體中的水解，不同pH值的水體

2、中雙草醚鈉鹽的水解速率不同。在pH值為3、5、7、9、11的緩沖溶液中，雙草醚鈉鹽的水解半衰期分別為：2.61、36.67、288.75、266.54、4.10d。這表明在酸性環(huán)境中有利于雙草醚鈉鹽的降解，而在中性或者弱堿性條件下水解緩慢，化學(xué)穩(wěn)定性好，而強(qiáng)堿性環(huán)境下的水解速度有明顯回升。(2)在試驗(yàn)溫度范圍(15-45℃)內(nèi)，雙草醚鈉鹽水解速率受溫度影響較大，隨溫度升高而加快。pH4時(shí)，雙草醚鈉鹽的溫度效應(yīng)系數(shù)為2.10，即在其它條件

3、一定的情況下，溫度每提高10℃，水解速率平均增加1.1倍。(3)pH4時(shí)，雙草醚鈉鹽水解反應(yīng)的平均活化能為54.28kJ/mol，平均活化焓為51.76kJ/mol。雙草醚鈉鹽的水解反應(yīng)的活化能和活化焓與溫度之間沒有明顯相關(guān)性。而雙草醚鈉鹽水解反應(yīng)的活化熵變化隨溫度升高而減少，表現(xiàn)出顯著相關(guān)性，其平均活化熵為-98.98kJ/mol·K。(4)不同初始濃度的雙草醚鈉鹽在水溶液中的水解速率快慢的順序?yàn)?0mg/L＞10mg/L＞5mg/L

4、，雙草醚鈉鹽的水解反應(yīng)初始速率隨著農(nóng)藥濃度的增大而加快，但是對雙草醚鈉鹽的水解半衰期的影響不大。 研究了環(huán)境因素對雙草醚鈉鹽水解的影響，結(jié)果表明：(1)腐殖質(zhì)的存在對雙草醚鈉鹽的水解有促進(jìn)作用。水溶液中的腐殖酸(HA)和富里酸(FA)可以加快雙草醚鈉鹽的水解反應(yīng)，并且HA和FA濃度越大，使雙草醚鈉鹽水解得越快。HA和FA濃度從0增大到1000mg/L，雙草醚鈉鹽的水解半衰期分別縮短了52﹪和39﹪。(2)利用通入高純N2、O2來

5、調(diào)節(jié)反應(yīng)體系氧含量，試驗(yàn)結(jié)果表明：溶解氧濃度對水體的氧化還原電位有顯著影響。同時(shí)，在氧含量為0.1、0.55、5.21、7.56、9.4mg/L的水解半衰期分別為：97.6、74.5、61.3、59.7、41.5h，表明雙草醚鈉鹽的降解速率隨著氧含量的升高而加快。(3)在無機(jī)鹽濃度較低(0.01mol/L)的狀態(tài)下，雙草醚鈉鹽的水解幾乎沒有受到影響。但NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2濃度由0增至1mol/L,雙草醚鈉鹽的水解半衰

6、期分別增加了121﹪、98﹪、128﹪、80﹪。水溶液中無機(jī)鹽的存在在一定的程度上抑制了雙草醚鈉鹽的水解，而且其濃度越大，水解速率越小。(4)初步研究了以氯化銨、硫酸銨、尿素和碳酸氫氨這四種常用的化學(xué)氮肥作為添加物對水溶液中雙草醚鈉鹽水解的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，與雙草醚鈉鹽在純水中的水解相比，氯化銨和硫酸銨的存在對農(nóng)藥水解有明顯的促進(jìn)作用，水解半衰期均縮短了大約80﹪；而尿素和碳酸氫氨的存在對雙草醚鈉鹽的水解有一定的抑制作用，水解半衰期分

7、別延長了40﹪、50﹪。 設(shè)計(jì)研究了影響雙草醚鈉鹽降解的三因素三水平正交試驗(yàn)?？疾斓娜N影響因素分別是A：溫度；B：pH值；C：水質(zhì)條件。結(jié)果表明：(1)對雙草醚鈉鹽的影響程度的主次順序?yàn)椋?主)C-B-A(次)。忽略各因素之間的交互作用的影響，確定A3B1C3為最優(yōu)方案，即雙草醚鈉鹽最好的降解條件溫度為35℃、pH值為4以及水質(zhì)類型為河水。雙草醚鈉鹽在試驗(yàn)水體中的主要降解途徑為水解。(2)在不同水質(zhì)中雙草醚鈉鹽降解速率快慢順序