[发明专利]一种模拟水体环境中活性氧物种对芳香性农药转化机制的方法

说明书

一种模拟水体环境中活性氧物种对芳香性农药转化机制的方法

技术领域

本发明属于环境保护领域，具体而言，涉及一种模拟水体环境中活性氧物种对芳香性农药转化机制的方法。 

背景技术

残留在水体环境中的有机农药的浓度相对较低、代谢途径复杂，因此，难以捕捉有机农药在水体环境中的代谢产物、并且难以分析其代谢途径，而这些有机农药的代谢产物对水生生态系统和人类健康存在危害。 

因此，如何弄清楚残留在水体环境中有机农药的代谢产物以及代谢途径，从而为进一步探索这些代谢产物的生态毒理作用是本领域技术人员亟待解决的技术问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟水体环境中活性氧物种对芳香性农药转化机制的方法，为了实现本发明的目的，拟采用如下技术方案。 

本发明涉及一种模拟水体环境中活性氧物种对芳香性农药转化机制的方法，其特征在于包括如下步骤： 

（1）配置浓度在50-500μM芳香性农药的水溶液，取适量的体积的芳香性水溶液于光催化反应装置内，然后加入0.2-5.0g/L的P25TiO₂催化剂，制得悬浮液；继续搅拌10-60min，使其达到吸附-脱附平衡；打开高压汞灯，在预先设定的时间间隔中取出少量的悬浮液体，过0.2μm滤膜，备用分析； 

（2）在Cometro6000系列的HPLC(kromasilC18,250×4.6mm,5μm)上完成分析，流动相A(CH₃OH):B(纯水)=20:80-80:20(v/v),柱温为23-30℃，流速为1.0mL/min，进样量为20μL；从而得在不同光催化时间芳香胺类农药的峰面积。 

在本发明的一个优选实施方式中，所述的光催化反应装置为：10-1000W 主波长在200-400nm的紫外灯为光源，容器为30-300mL的双层派瑞克玻璃，紫外灯与反应器平行放置；紫外灯和光催化反应容器两者的距离保持在10-50cm，使得达到光催化反应容器表面的光强约为0.02-1.40mW/cm²，并通过循环水冷却保持反应器恒温在0-50℃。 

在本发明的另一个优选实施方式中，所述的芳香性农药选自苯胺类、取代脲类、三嗪类和硝基苯类；优选地，苯胺类农药选自甲草胺（AL），乙草胺（AC），毒草胺（PR），丁草胺（BU）和异丙草胺（ME），其结构式为： 

在本发明的另一个优选实施方式中，依据HPLC分析结果，利用Langmuir-Hinshelwood动力学模型对芳香胺类农药光催化降解过程进行模拟。 

在本发明的一个优选实施方式中，苯胺类的代谢途径包括羟基化、醚键的断裂和氯乙酰胺基的断裂步骤。 

通过本发明的方法，可以弄清楚芳香性农药在水体环境中活性氧物种作用下的代谢产物以及代谢途径，从而为芳香性农药在水体环境中迁移转化规律及其环境影响评价提供理论依据。 

附图说明：

图1：100μmol/L甲草胺(AR)，乙草胺(AC)，毒草胺(PR)，丁草胺(BU)和异丙草胺(ME)在催化剂TiO₂用量为1.0g/L时的光催化降解曲线；内图：光催化降解过程中-ln(C/C₀)对时间作图。 

图2：100μmol/L甲草胺(AR)，乙草胺(AC)，毒草胺(PR)，丁草胺(BU)和异丙草胺(ME)在催化剂TiO₂用量为1.0g/L时暗吸附量的比较。 

图3：Gaussian体系B3LYP/6-31+G(d,p)基组对毒草胺吸氢反应、取代反应和加成反应的相对能量变化图。 

图4：甲草胺(AR)，乙草胺(AC)，毒草胺(PR)，丁草胺(BU)和异丙草胺(ME)光催化降解60分钟时的降解产物HPLC分布图。 

具体实施方式：

实施例1： 

1.光催化反应装置：10-1000W主波长在200-400nm的紫外灯为光源，容器为30-300mL的双层派瑞克玻璃，紫外灯与反应器平行放置。紫外灯和光催化反应容器两者的距离保持在10-50cm，使得达到光催化反应容器表面的光强约为0.02-1.40mW/cm²，并通过循环水冷却保持反应器恒温在0-50℃。