新型农药噻虫嗪的水解和光解研究.pdfVIP

第三届全国环境化学学术大会论文集 E-31 新型农药噻虫嗪的水解与光解研究 郑立庆 刘国光 周庆祥 谢友海 河南师范大学化学与环境科学学院，河南 新乡 453007 关键词：噻虫嗪；水解；光解 分 类：环境化学与毒理学研究 1 引言 噻虫嗪(thiamethoxam)属于第二代新烟碱类杀虫剂，对于新烟碱类农药的环境行为，国 内外已经研究了第一代新烟碱类杀虫剂的代表－吡虫啉，包括吡虫啉的光解、水解、及它在 土壤中的迁移转化和它对土壤呼吸的影响。但对作为第二代新烟碱类杀虫剂的代表噻虫嗪的 研究却很少。人们只是预测噻虫嗪较吡虫啉有更高的生物活性、更高的安全性和更宽的活性 谱。 水解和光解是农药在环境中进行转化的主要途径。本文通过模拟试验，研究噻虫嗪在环 境中的水解和光解规律及影响因素。 2 实验部分 2.1 水解试验 用移液管准确量取500mg/L的噻虫嗪母液2mL加入100mL的容量瓶中，然后分别用 pH=6 、7、8、9、10的缓冲溶液定容，摇匀后放入恒温水浴锅（25 ℃±1.0 ）、（35℃±1.0 ） 和（45 ℃±1.0 ）。每个样品设三个平行样，定期取样。在实验进行前要对所使用的容器和缓 冲溶液进行高温高压灭菌，为了抑制实验过程中微生物的生长，每个容量瓶中加入0.2gNaN3 固体。 2.2 噻虫嗪光解试验 光解试验以500w的长弧氙灯为光源。氙灯外用石英冷阱，通冷却水以保持反应器内温 4 度的稳定。光解反应管为石英管，距光源7cm，光照度为1.05×10 1x。同时进行暗对照。在 进行不同温度的实验时，反应器外面用水浴锅加热，反应器内温度精度可以控制在±1 ℃。农 药的初始反应浓度为10mg/L，溶液体积为150mL。 3 结果与讨论 3.1.噻虫嗪的水解 实验结果表明，在pH=7和8时，其水解缓慢，噻虫嗪在pH=7 时，3个月内仅水解7%，在 pH=8 时，1个月内水解40% ，随着pH值的进一步升高，其水解加速。有机物的水解可以分为 酸催化水解，碱催化水解和中性水解三大类从以上对实验结果的分析可以看出，噻虫嗪的水 解是以碱催化水解为主。对在pH=8 、pH=9和pH=10 的水解结果进行数据拟合，其结果见表1。 可以看到，噻虫嗪在pH=8 、pH=9和pH=10 时，其水解符合一级动力学方程。 表1.噻虫嗪在25 ℃时的水解方程 样品 水解方程 水解速率常数 水解半衰期 R （k ） （t0.5 ） pH=8 lnC =2.3154–0.0162t 0.0164 42.78d 0.9972 pH=9 lnC =2.3443–0.1524t 0.1524 4.55d 0.9957 pH=10 lnC =2.2788–0.3222t 0.3222 2.15d 0.9993 噻虫嗪在不同温度下的水解结果表明，在pH分别为8、9和10的情况下，噻虫嗪的水解 速率都随着温度的升高而增加；在同一温度下，塞虫嗪的水解速率随pH 的升高而增加。通 过对试验结果进行数据拟合可知得在不同的温度下，其水解都很好的符合一级动力学方程。 V-59 第三届全国环境化学学术大会论文集 比较不同pH 时温度与速率常数可以看出，在pH一定时，其反应速率常数随温度升高而增加； 在温度为45 ℃时，pH=9和pH=10 的反应速率常数十分接近，这说明当溶液中的OH-浓度达到 一定水平后，当温度较高时，温度成为噻虫嗪水解速率快慢的决定因素。 3.2 噻虫嗪的光解 研究农药在作物表面的光化学降解，通常以正己烷、甲醇和丙酮等有机溶剂作为模拟 作物表皮成分的反应介质。本实验选用丙酮和甲醇作