【摘 要】
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苯醚甲环唑是三唑类杀菌剂的一个代表品种,在我国广泛应用于水稻真菌病害,其化学性质稳定,自然条件下难以自发降解,易长期留存于水环境中,具有潜在的风险。本文针对水体中苯醚甲环唑的潜在危害大且相关去除研究局限的问题,探究了UV/PS和Fe2+/PS两种氧化体系对苯醚甲环唑的降解效果,考察了常规影响因素(氧化剂投加量、p H等)以及环境因素(碳酸氢根离子、腐殖酸)对于苯醚甲环唑的氧化效能的影响,并对UV/
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苯醚甲环唑是三唑类杀菌剂的一个代表品种,在我国广泛应用于水稻真菌病害,其化学性质稳定,自然条件下难以自发降解,易长期留存于水环境中,具有潜在的风险。本文针对水体中苯醚甲环唑的潜在危害大且相关去除研究局限的问题,探究了UV/PS和Fe2+/PS两种氧化体系对苯醚甲环唑的降解效果,考察了常规影响因素(氧化剂投加量、p H等)以及环境因素(碳酸氢根离子、腐殖酸)对于苯醚甲环唑的氧化效能的影响,并对UV/PS体系氧化过程的中间产物以及降解路径进行了分析,采用了ECOSAR软件进行了生物毒性预测。研究结果表明,UV/PS主要基于SO4-·氧化苯醚甲环唑,PS投加量的增加和苯醚甲环唑初始浓度的降低均会促进反应的进行;改变初始p H值对降解苯醚甲环唑的影响效果不显著;最佳反应条件:苯醚甲环唑浓度为1 mg/L、PS投加量为0.8mmol/L、p H为5、温度为(25±2)℃,反应20 min后,此时去除率可达96.37%。碳酸氢根和腐殖酸的浓度均会对降解产生抑制作用,且腐殖酸的抑制作用更明显。对UV/PS体系进行可行性分析时得知,单独PS不具备氧化降解苯醚甲环唑的能力,单独紫外虽可以使苯醚甲环唑发生直接光解反应,但其反应速率远远不及UV/PS体系产生的SO4-·对苯醚甲环唑的氧化速率。UV/PS体系中自由基捕获实验结果显示,不同p H条件下产生的自由基种类不同,酸性条件下由于不具备产生OH·的条件,有效自由基种类为SO4-·;中性条件下主要是SO4-·与少量OH·共存,两者共同主导苯醚甲环唑的降解;而在碱性条件下时OH·为降解过程中主要有效的自由基。Fe2+/PS体系中改变苯醚甲环唑初始浓度、溶液初始p H值、Fe2+投加量、碳酸氢根浓度和腐殖酸投加量等反应条件对降解苯醚甲环唑的表观速率的影响呈现出良好的线性关系(R2≥90%),符合准一级动力学过程;反应对p H依赖性极强,酸性条件下更有利于苯醚甲环唑的去除;碳酸氢根和腐殖酸均会不同程度的影响苯醚甲环唑的降解效率,且碳酸氢根的抑制作用更强。UV/Fe2+/PS体系可改善不同的初始p H和碳酸氢根浓度对Fe2+/PS体系和UV/PS体系的影响,当p H=3时,UV/Fe2+/PS体系对苯醚甲环唑的反应速率可达0.2208 min-1,均高于UV/PS体系的0.1561 min-1和Fe2+/PS体系的0.1999 min-1;在具有相同浓度的碳酸氢根时,对比UV/PS体系与Fe2+/PS体系,降解苯醚甲环唑的反应速率分别提高了4%和22%。利用GC/MS对UV/PS体系降解中间产物进行了分析,共检测出13种产物,主要为苯酚类有机物、酮类有机物等,降解途径主要涉及醚键裂解、脱氯氢化、脱氯羟基化、氯代和脱氢等反应。采用ECOSAR软件对UV/PS体系降解苯醚甲环唑的中间产物的生物毒性进行了预测,结果表明,几乎所有的中间产物的毒性均比母体苯醚甲环唑低,降低了环境的威胁。
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