農(nóng)藥一旦進入環(huán)境,在非生物和生物因子作用下會發(fā)生降解和代謝,形成一系列的轉化產(chǎn)物。轉化產(chǎn)物的毒性可能比母體更大,可能給人類帶來健康風險、導致生態(tài)系統(tǒng)結構改變、功能破壞。為了避免高毒農(nóng)藥的使用、降低農(nóng)藥對靶標生物抗性和滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要,新的農(nóng)藥品種不斷被開發(fā)出來。但是,對這些新農(nóng)藥在環(huán)境中的轉化機理和轉化產(chǎn)物的研究嚴重不足。三氟咪啶酰胺是杜邦公司2015年新開發(fā)的一種殺蟲劑,已于2018年在中國開展農(nóng)藥殘留登記實驗,后續(xù)將在中國廣泛使用。為了闡明三氟咪啶酰胺在環(huán)境中的降解行為和轉化機理,評價三氟咪啶酰胺及重要轉化產(chǎn)物的生態(tài)毒性,本論文研究了三氟咪啶酰胺在實驗室條件下水體中的光化學降解機理,在土壤中的降解行為和微生物降解機理,同時篩選出土壤中高效降解三氟咪啶酰胺的菌株,并且進一步評估了三氟咪啶酰胺及其重要光解產(chǎn)物TP 8和-TP9對普通小球藻、大型溞和斑馬魚的生物毒性,主要研究結果如下:1.水解實驗結果表明,三氟咪啶酰胺在50℃條件下于pH=4.0,7.2,9.0緩沖溶液中水解,5 d的水解率分別為1.47%,0.48%,0.10%,依據(jù)美國環(huán)保署頒布的EPA 712-C-08-012文件,上述結果表明在三氟咪啶酰胺在25℃的條件下,其水解穩(wěn)定性大于1年。因此,三氟咪啶酰胺的水解作用對其光解的影響可以忽略。2.研究了光源、pH以及自然水體中常見的光敏劑(腐殖酸、NO3-、Fe(Ⅲ))等因素對水體中三氟咪啶酰胺降解動力學的影響,結果表明:不同光源照射下,三氟咪啶酰胺的降解速率依次為:高壓汞燈太陽光氙燈。氙燈照射下,在pH值為4.0、7.2、9.0的緩沖溶液中,三氟咪啶酰胺在pH 9.0的堿性條件下光解最快,隨著pH值的增大,光解速率增高,光解半衰期為18.6-20.2 h;腐殖酸(0-20 mg/L)表現(xiàn)出低濃度促進了三氟咪啶酰胺光解,高濃度抑制三氟咪啶酰胺的光解,三氟咪啶酰胺的光解半衰期為28.6-53.3 h;硝酸根(0-10 mg/L)對三氟咪啶酰胺的光解表現(xiàn)出促進效果,三氟咪啶酰胺的光解半衰期為13.2-27.1 h;三價鐵離子(0-5 mg/L)對三氟咪啶酰胺的光解表現(xiàn)出促進效果,三氟咪啶酰胺的光解半衰期為14.1-18.5 h。3.利用LC-QqQ-MS儀器對三氟咪啶酰胺在純水中的光解產(chǎn)物進行分離鑒定,共獲得11個直接光解產(chǎn)物。其中,TP 1是一個重要的光解產(chǎn)物,在三種光源下,其最大相對含量為三氟咪啶酰胺起始濃度的9.28-10.8%;而TP 8是主要的光解產(chǎn)物,在三種光源下,其最大相對含量為三氟咪啶酰胺起始濃度的44.6-59.5%;其它產(chǎn)物的相對含量小于三氟咪啶酰胺起始濃度的10%。利用LC-Q-TOF-MS進一步對三氟咪啶酰胺的11個光解產(chǎn)物進行結構鑒定,并結合密度泛函理論(DFT)分析了三氟咪啶酰胺的分子結構特性,預測了三氟咪性酰胺的光降解反應活性位點。根據(jù)光解產(chǎn)物結構和DFT計算結果,發(fā)現(xiàn)三氟咪啶酰胺在水體中的光解轉化機理主要是酰胺鍵的斷裂、吡啶環(huán)的開環(huán)、羥基取代和氧化。4.三氟咪啶酰胺的土壤降解實驗結果表明,三氟咪啶酰胺在土壤中的降解主要由土壤中微生物決定的。未滅菌條件下,三氟咪啶酰胺的降解動力學均符合一級動力學方程。飽和持水量60%,三氟咪啶酰胺在三種不同土壤中的半衰期為38.3-70.0 d,飽和持水量120%,三氟咪啶酰胺在三種不同土壤中的半衰期為48.1-72.2 d。而在滅菌條件下,實驗時間內三氟咪啶酰胺在三種土壤中的殘留濃度基本不變。5.通過對定向施藥的土壤進行液體富集、分離和純化,獲得能夠高效降解三氟咪啶酰胺的菌株A,其降解三氟咪啶酰胺的最適底物濃度為30 mg/L,最適pH值為6.0,最適生長溫度為30 ℃。最適生長條件下培養(yǎng)12 d,菌株A對30 mg/L三氟咪啶酰胺的降解率達到58.3%。菌株A降解三氟咪啶酰胺的過程中生成了3個主要微生物降解產(chǎn)物。通過16S rDNA鑒定,能夠高效降解三氟咪啶酰胺的菌株A屬于假黃單胞菌屬(Pseudoxanthomonas indica sp)。利用LC-Q-TOF-MS對三氟咪啶酰胺的3個微生物降解產(chǎn)物進行了分離和鑒定。根據(jù)微生物降解產(chǎn)物的結構,推測土壤中微生物降解三氟咪啶酰胺的反應主要是還原、脫氯、開環(huán)和羥基化。6.普通小球藻、大型溞、斑馬魚的急性毒性實驗結果表明,三氟咪啶酰胺、TP 8和TP 9對普通小球藻的96 h半抑制濃度(96 h-IC50)分別為501.1 mg/L,128.8 mg/L和239.9 mg/L;對大型溞48 h半致死濃度(48 h-LC50)分別為38.9 mg/L,30.9 mg/L和33.9 mg/L;對斑馬魚96 h半致死濃度(96 h-LC50)分別為346.7 mg/L,28.2 mg/L和162.1 mg/L。三氟咪啶酰胺、光解轉化產(chǎn)物TP 8和TP 9,均屬于低毒化合物,對普通小球藻、大型溞、斑馬魚的急性毒性作用大小順序為:TP 8TP 9三氟咪啶酰胺。光解產(chǎn)物TP 8和TP 9對普通小球藻、大型溞、斑馬魚的急性毒性作用均高于母體,可能具有比母體更大的生物毒性。
【學位單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X592;TQ450.26
【部分圖文】：

TP1的LC-Q-TOF-MS產(chǎn)曲翻子陽徽Figure3-9MS/MSspect}o}smofTP1byLC習叮OF-MS

llTP2的LC.辱TOF-MSScan掃描翻盛FigureX11MSspectrogramofTP2byLC-Q-TOF-MS

?北京科技大學博士學位論文???比母體小，說明母體結構上的環(huán)或雙鍵被破壞形成ＴＰ３。在二級質譜產(chǎn)物離??子模式下，ＴＰ?２形成了許多特征碎片離子（圖３－１５）。ＴＰ?３的［Ｍ－Ｈ］？的質荷??比為４３５．９９７９，與ＴＰ２的一個碎片離子相同，推測ＴＰ３的結構和ＴＰ?２相似。??在二級質譜ＴＰ?３的質譜碎裂路徑見圖３－１６。??ｘ?１０?５?－ＥＳＩ?Ｓｃａｎ?（ｒｔ?４．４３０?ｍｉｎ）?Ｆｒａｇ＝１３０．０Ｖ?ｇｉｒｌ－ｘｉａｎ４８ｈ．ｄ??
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 岳永德;乙撐硫脲在土壤中光解的影響因素[J];環(huán)境科學學報;1989年03期

2 朱玉杰;董旭;童舟;褚玥;王梅;孫明娜;段勁生;高同春;;新奧苷肽的水解和光解特性[J];農(nóng)藥;2018年11期

3 馬玫;李維義;王浩江;陽琰;;光解性塑料戶外暴露試驗方法的驗證試驗[J];合成材料老化與應用;2018年03期

4 陳子健;黃國城;孟凡剛;;不同分子尺寸溶解性有機物的光解行為研究[J];化學通報;2018年03期

5 陳慧;賈曉晨;李瑞敏;賈青竹;;水體中營養(yǎng)鹽離子及溶解性有機質對磺胺二甲基嘧啶光解的影響[J];天津科技大學學報;2018年04期

6 李陶琦;丁可偉;許洪光;卜建華;肖嘯;鄭衛(wèi)軍;葛忠學;;鉻雜氮團簇CrN_n~+的生成及光解[J];火炸藥學報;2017年06期

7 黎展毅;劉國光;金小愉;謝艷;溫小情;;表面活性劑對水溶液中萘普生光解行為的影響[J];環(huán)境污染與防治;2018年03期

8 張維瑋;孫賢波;劉勇弟;;水中土霉素的紫外光解研究[J];水處理技術;2018年11期

9 鄒雅竹;龔道新;;鹵素離子對順式氯氰菊酯在水中光降解的影響[J];價值工程;2016年23期

10 王海,習志群,徐曉白;有機化合物光解實驗室模擬測定法[J];環(huán)境化學;1994年03期

相關博士學位論文 前10條

1 林宏芳;新農(nóng)藥三氟咪啶酰胺在環(huán)境中的轉化機理及其轉化產(chǎn)物的生物毒性研究[D];北京科技大學;2019年

2 王德高;多環(huán)芳烴和多溴代聯(lián)苯醚的光化學行為研究[D];大連理工大學;2007年

3 李富華;布洛芬在水環(huán)境中的光解行為及機理研究[D];廣東工業(yè)大學;2016年

4 林晶;精噁唑禾草靈和解草唑的水解、光解及對大型溞的急性毒性變化[D];大連理工大學;2008年

5 龍凌亮;一系列有機小分子熒光功能材料的設計、合成及其應用研究[D];湖南大學;2010年

6 王彥輝;吡嘧磺隆在湖南稻煙輪作區(qū)土壤體系行為研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學;2012年

7 魏政榮;鹵代化合物紫外光解和超快動力學研究[D];中國科學院研究生院（武漢物理與數(shù)學研究所）;2008年

8 張鳳秀;潤滑油類羧酸酯的綠色合成、光降解特性及其對土壤生態(tài)的影響[D];西南大學;2009年

9 谷希斌;鹵代烴光解動力學研究和取向分子光解實驗裝置[D];中國科學院研究生院（大連化學物理研究所）;2003年

10 張衛(wèi);農(nóng)藥阿維菌素在環(huán)境中降解和代謝研究[D];浙江大學;2004年

相關碩士學位論文 前10條

1 孔虹;毒死蜱在水中的光解和微生物降解研究[D];安徽農(nóng)業(yè)大學;2007年

2 肖杰;溶解性有機質對多環(huán)芳烴光解的影響機制[D];大連理工大學;2013年

3 孟翠;水環(huán)境中化學防曬劑的光解動力學和機理研究[D];南京大學;2011年

4 程燕;丙草胺在水體中的光化學降解研究[D];安徽農(nóng)業(yè)大學;2004年

5 鄧歡;百菌清在黑土中的光解及淋溶規(guī)律研究[D];吉林農(nóng)業(yè)大學;2012年

6 葛昕;毒死蜱·氟啶脲在甘藍中殘留消解動態(tài)及氟啶脲在玻片表面的光解[D];安徽農(nóng)業(yè)大學;2009年

7 劉毅華;三唑酮的水環(huán)境化學行為研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學;2005年

8 李榮霞;脫葉劑在棉纖維上的檢測和衰減特性研究[D];浙江理工大學;2013年

9 黃春年;磺胺二甲嘧啶在水溶液中的光化學降解研究[D];安徽農(nóng)業(yè)大學;2011年

10 牛大水;毒死蜱和百菌清在大棚和露地辣椒中殘留消解動態(tài)及其光化學降解[D];安徽農(nóng)業(yè)大學;2010年

本文編號：2865941