海水中殘殺威的光化學降解研究

摘要：本論文采用實驗室模擬的方法，通過儀器檢測和實驗分析，系統(tǒng)地研究了海水中殘殺威的光化學降解反應。實驗證明：①在300w高壓汞燈的照射下，殘殺威發(fā)生了顯著的光降解；②殘殺威的光降解反應在反應初期，反應常數基本維持穩(wěn)定，表觀上符合一級動力學行為；③實驗中的許多條件因素都能影響殘殺威在水體中的光反應，具體討論因素包括：溶液介質、重金屬離子（Cu2+、Hg2+、Zn2+、Cd2+）和光敏劑。

關鍵詞：殘殺威；光化學降解；海水

中圖分類號：P73 文獻標識碼：A

隨著工業(yè)的發(fā)展和農用化學品的廣泛使用，大量有機污染物排放的水體中，抑制海藻的光合作用，使魚、貝類的繁殖力衰退，降低海洋生產力，導致海洋生態(tài)失調，對環(huán)境造成了嚴重的威脅和惡劣的破壞，已引起了國際社會的廣泛關注。殘殺威（propoxur）化學名稱2—異丙氧苯基—N—甲基氨基甲酸酯，是一種廣泛使用的氨基甲酸酯類農藥，為具有觸殺、胃毒和重蒸作用的殺蟲劑，廣泛用于控制和殺滅各類害蟲。由于殘殺威及其降解中間體在水中的溶液度高，穩(wěn)定性差，是水體環(huán)境和食物資源中存在的潛在污染物，對環(huán)境構成威脅。因此有必要對天然水體環(huán)境中的殘殺威的歸趨途徑進行準確檢測。

目前，在解決水體中的有機污染物的主要方法有如下幾類：生物處理、汽提、活性炭顆粒吸附、焚化、臭氧氧化 、光化學降解技術、聲學降解技術等，相比較于其他幾種技術，光氧化降解技術具有結構簡單、處理效果好、無二次污染等顯著優(yōu)點，目前存在的主要問題是激發(fā)光源的使用壽命短和電/光轉化效率不高，還需要提高污染物對紫外光的吸收效率，優(yōu)化光催化降解條件等。

對于有機污染物在不同介質中測定已經發(fā)展了很多分析方法，歸結起來，有分光光度測定法、色譜法、生物傳感器法以及免疫檢測技術四大類，本實驗把天然海洋環(huán)境中的光反應速率作為主要研究目的，采用紫外－可見分光光度法測定殘殺威光降解反應的發(fā)生，并具體討論了溶液介質、金屬離子、和光敏劑對其降解反應速率的影響。

1 實驗部分

1.3 實驗內容

1.3.1介質比較

由于本實驗是研究海水中的光化學反應，因此，天然海水是首選介質。但是由于天然海水成分復雜，為對比天然海水中的不同物質對光降解反應的影響，本實驗還選擇了人工海水、去離子水作為反應介質。天然海水與人工海水的主要區(qū)別在于前者含有多種有機組分及微量元素，而去離子水相對于天然海水和人工海水而言，缺少前兩者中的陰、陽離子組分，通過比較，可以得出鹽效應對溶液的光化學反應的影響。

1.3.2重金屬離子的影響

天然海水環(huán)境中存在的重金屬離子對光反應的影響是不容忽視的。為進一步分析單一金屬離子對本論文研究對象光反應的影響，選取了天然海水中常見的Cu2+、Hg2+、Zn2+、Cd2+四種痕量金屬進行實驗。

1.3.3光敏劑激發(fā)

光敏劑是能夠引發(fā)有機物發(fā)生光反應的關鍵物質，它們可以促進物質激發(fā)，并使光反應迅速進行。選取蒽醌進行實驗，考慮到它既可以有效激發(fā)反應，又在天然海水中普遍存在。

2 結果與討論部分

2.1 確定光降解反應的發(fā)生

實驗中使用300W的高壓汞燈對殘殺威水溶液進行光照，采用紫外可見分光光度法測定殘殺威濃度。殘殺威的紫外最大吸收峰在220nm處，在實驗過程中每隔一段時間取樣，檢測反應液在220nm處的吸光度發(fā)現，在殘殺威降解過程中，最大吸收峰處的吸光度呈現先升高后降低的趨勢，如圖2-1所示。

2.3 不同影響因素的作用

2.3.1 溶液介質

2.3.2 金屬離子的影響

本實驗僅討論了H2O中不同濃度的金屬離子對殘殺威光降解反應的影響。實驗過程中向反應體系加入海水中各種重金屬離子的含量，得到紫外檢測殘殺威220nm處吸光度曲線和GC檢測殘殺威的光降解曲線，如圖2-3。

2.3.3光敏劑激發(fā)

以上圖表顯示，光敏劑AQ的加入，在不同的介質條件下，都表現出光敏作用，特別是在符合一級動力學反應階段表現的更加突出，其中以在SSW中的作用最為突出。很明顯，光敏劑的發(fā)生作用于光反應溶液介質是密不可分的。此實驗也從另一個角度證明了溶液介質對光反應得影響是不容忽視的。

結語

本論文中，主要以氨基甲酸酯類農藥殘殺威作為研究對象，進行了水體中光化學降解模擬實驗研究，由殘殺威光降解的全部實驗結果，可以得出以下幾個主要結論：

1 實驗證明在300W高壓汞燈照射下殘殺威在去三種介質中都發(fā)生了顯著的光降解反應。

2 實驗中的許多因素都能夠影響滅多威在水體中的光降解，具體作用如下：

（1）溶液介質：在不加入任何其他物質時，天然海水相對于去離子水和人工海水促進了殘殺威光降解反應的進行，當加入光敏劑和入重金屬離子后，會發(fā)現在不同的反應條件下，光反應會表現出不同的效果。

（3）光敏劑：本實驗選擇的光敏劑對殘殺威在三種介質中的光降解反應都表現出促進作用。其中以人工海水中的促進作用最為突出。

參考文獻

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