臭氧對水中甲基對硫磷的降解.pdf

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1、第31卷第2期湖北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Vol.31No.22009年6月JournalofHubeiUniversity(NaturalScience)Jun.,2009文章編號:100022375(2009)0220197204臭氧對水中甲基對硫磷的降解123吳繼國,CHANY.S.Gilbert,林里(1.南方醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生與熱帶醫(yī)學(xué)學(xué)院,廣東廣州510515;2.香港理工大學(xué)應(yīng)用生物與化學(xué)系,香港;3.中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/有害生物控制與資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東廣州510275)摘要:通過研究

2、臭氧對水中甲基對硫磷的降解,探索臭氧對甲基對硫磷的降解機(jī)制和影響因素.將臭氧氣體充入反應(yīng)器中與甲基對硫磷進(jìn)行反應(yīng),采用GC2MS和標(biāo)準(zhǔn)樣品對中間產(chǎn)物進(jìn)行定性分析,并用HPLC同時監(jiān)測甲基對硫磷的殘留量和中間產(chǎn)物的生成量.結(jié)果表明,臭氧對甲基對硫磷的降解由臭氧直接氧化和羥基自由基間接氧化共同完成,降解歷程遵循假一級反應(yīng)動力學(xué).50mmol/L離子清除劑叔丁醇使甲基對硫磷的降解速率降低60%,而溶液pH值對降解速率則無明顯影響.通過GC/MS分析,確定了甲基對氧磷為甲基對硫磷的臭氧降解中間產(chǎn)物.甲基對氧磷的生成

3、量受到溶液pH和甲基對硫磷起始濃度的影響,較低溶液pH和較高甲基對硫磷起始濃度均有利于甲基對氧磷的積累,而離子清除劑則對甲基對氧磷的生成量沒有顯著影響.關(guān)鍵詞:甲基對硫磷;甲基對氧磷;臭氧;降解中圖分類號:X592文獻(xiàn)標(biāo)志碼:ADOI:10.3969/j.issn.100022375.2009.02.022甲基對硫磷是一種廣譜高效高毒有機(jī)磷殺蟲劑,曾被大量地用于農(nóng)業(yè)害蟲的防治.廣泛大量的使用造成了甲基對硫磷在環(huán)境與食品中的普遍殘留,對人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響,如產(chǎn)生急性中毒、生殖毒性與神經(jīng)毒性等.研究農(nóng)藥等有毒

4、物的降解技術(shù)對于有毒化學(xué)物的污染修復(fù)具有重要意義.臭氧具有極高[122]的氧化性,在清除食品農(nóng)藥殘留和氧化飲用水中微量有機(jī)污染物的方面得到越來越廣泛的應(yīng)用.水[325]溶液中的一些農(nóng)藥如甲拌磷、2,42D、地蟲靈和芽根靈等也能被臭氧高效降解.在大多數(shù)情況下,臭氧[6]對有機(jī)物的降解只是將母體化合物轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物,而不是將其完全礦化.因此理解臭氧對農(nóng)藥的降解過程、降解中間產(chǎn)物和影響降解的因素是有效利用臭氧降解農(nóng)藥等有機(jī)污染物的理論基礎(chǔ).到目前為止,關(guān)于臭氧對農(nóng)藥的降解機(jī)理及其降解中間產(chǎn)物的研究較少.本文中研究

5、臭氧對甲基對硫磷的降解作用,分析了pH和離子清除劑叔丁醇對降解動力學(xué)及中間產(chǎn)物形成的影響,以期了解臭氧降解甲基對硫磷的影響因素及反應(yīng)機(jī)制.1材料與方法1.1試劑標(biāo)準(zhǔn)品甲基對硫磷(methylparathion,CAS#2982020,純度99.9%)、甲基對氧磷(methylparaoxon,CAS#95023526,純度99.0%)購自Supelco公司.色譜純甲醇購自Sigma公司.分析純二氯甲烷、叔丁醇(tert2butylalcohol,TBA)、KH2PO4購自廣州化學(xué)試劑廠.1.2甲基對硫磷與臭

6、氧反應(yīng)產(chǎn)物的制備甲基對硫磷與臭氧的反應(yīng)在由250mL量筒改裝成的反應(yīng)裝-1置中進(jìn)行,9902B型臭氧發(fā)生器(PoSengozonior)產(chǎn)生的臭氧氣體(濃度為0.4mgL)經(jīng)反應(yīng)裝置底部的氣體擴(kuò)散器充入甲基對硫磷水溶液中進(jìn)行反應(yīng).甲基對硫磷水溶液與臭氧反應(yīng)25min后,取50mL反應(yīng)后樣品于250mL分液漏斗,用100mL二氯甲烷萃取二次,合并有機(jī)相,用RE22000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至2mL,改為氮吹致干,殘?jiān)?.5mL丙酮溶解,用氣相色譜2質(zhì)譜聯(lián)收稿日期:2008211213基金

7、項(xiàng)目:中山大學(xué)2香港理工大學(xué)聯(lián)合研究基金(A2PD94)、廣東省自然科學(xué)基金(07300488)資助作者簡介:吳繼國(19752),男,博士,講師;林里,通訊作者,Email:linl@mail.sysu.edu.cn198湖北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)第31卷用儀(GC2MS)進(jìn)行定性分析.1.3臭氧對甲基對硫磷的降解臭氧對甲基對硫磷的降解分4組進(jìn)行:(1)對照組;(2)甲基對硫磷起-1始濃度(10、20、30mgL)的影響;(3)溶液pH(2.05、3.45、5.29、7.95)的影響;(4)50mmol/

8、L自由基清除劑TBA的影響.各處理組分別反應(yīng)0、1、2、3、5、8、10、15、20、30min后,用移液管從反應(yīng)裝置取樣約5mL,并向樣品中加入適量Na2SO3,以終止臭氧與農(nóng)藥的反應(yīng).經(jīng)處理后的樣品用于HPLC測定甲基對硫磷殘留量及反應(yīng)產(chǎn)物(甲基對氧磷)的生成量.1.4GC2MS分析安捷倫6890氣相色譜25973N質(zhì)譜聯(lián)用儀(AgilentTechnologies,美國)用于定性分析.色譜柱為HP52MS毛