農(nóng)藥一旦進(jìn)入環(huán)境,在非生物和生物因子作用下會(huì)發(fā)生降解和代謝,形成一系列的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的毒性可能比母體更大,可能給人類帶來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)、導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改變、功能破壞。為了避免高毒農(nóng)藥的使用、降低農(nóng)藥對(duì)靶標(biāo)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(kāi)發(fā)出來(lái)。但是,對(duì)這些新農(nóng)藥在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化機(jī)理和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的研究嚴(yán)重不足。三氟咪啶酰胺是杜邦公司2015年新開(kāi)發(fā)的一種殺蟲(chóng)劑,已于2018年在中國(guó)開(kāi)展農(nóng)藥殘留登記實(shí)驗(yàn),后續(xù)將在中國(guó)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(zhuǎn)化機(jī)理,評(píng)價(jià)三氟咪啶酰胺及重要轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的生態(tài)毒性,本論文研究了三氟咪啶酰胺在實(shí)驗(yàn)室條件下水體中的光化學(xué)降解機(jī)理,在土壤中的降解行為和微生物降解機(jī)理,同時(shí)篩選出土壤中高效降解三氟咪啶酰胺的菌株,并且進(jìn)一步評(píng)估了三氟咪啶酰胺及其重要光解產(chǎn)物TP 8和-TP9對(duì)普通小球藻、大型溞和斑馬魚(yú)的生物毒性,主要研究結(jié)果如下:1.水解實(shí)驗(yàn)結(jié)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(guó)環(huán)保署頒布的EPA 712-C-08-012文件,上述結(jié)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(duì)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(jiàn)的光敏劑(腐殖酸、NO3-、Fe(Ⅲ))等因素對(duì)水體中三氟咪啶酰胺降解動(dòng)力學(xué)的影響,結(jié)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(yáng)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(jìn)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(duì)三氟咪啶酰胺的光解表現(xiàn)出促進(jìn)效果,三氟咪啶酰胺的光解半衰期為13.2-27.1 h;三價(jià)鐵離子(0-5 mg/L)對(duì)三氟咪啶酰胺的光解表現(xiàn)出促進(jìn)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(duì)三氟咪啶酰胺在純水中的光解產(chǎn)物進(jìn)行分離鑒定,共獲得11個(gè)直接光解產(chǎn)物。其中,TP 1是一個(gè)重要的光解產(chǎn)物,在三種光源下,其最大相對(duì)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(duì)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(duì)含量小于三氟咪啶酰胺起始濃度的10%。利用LC-Q-TOF-MS進(jìn)一步對(duì)三氟咪啶酰胺的11個(gè)光解產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定,并結(jié)合密度泛函理論(DFT)分析了三氟咪啶酰胺的分子結(jié)構(gòu)特性,預(yù)測(cè)了三氟咪性酰胺的光降解反應(yīng)活性位點(diǎn)。根據(jù)光解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和DFT計(jì)算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)三氟咪啶酰胺在水體中的光解轉(zhuǎn)化機(jī)理主要是酰胺鍵的斷裂、吡啶環(huán)的開(kāi)環(huán)、羥基取代和氧化。4.三氟咪啶酰胺的土壤降解實(shí)驗(yàn)結(jié)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(dòng)力學(xué)均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)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(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)三氟咪啶酰胺在三種土壤中的殘留濃度基本不變。5.通過(guò)對(duì)定向施藥的土壤進(jìn)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(zhǎng)溫度為30 ℃。最適生長(zhǎng)條件下培養(yǎng)12 d,菌株A對(duì)30 mg/L三氟咪啶酰胺的降解率達(dá)到58.3%。菌株A降解三氟咪啶酰胺的過(guò)程中生成了3個(gè)主要微生物降解產(chǎn)物。通過(guò)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(duì)三氟咪啶酰胺的3個(gè)微生物降解產(chǎn)物進(jìn)行了分離和鑒定。根據(jù)微生物降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),推測(cè)土壤中微生物降解三氟咪啶酰胺的反應(yīng)主要是還原、脫氯、開(kāi)環(huán)和羥基化。6.普通小球藻、大型溞、斑馬魚(yú)的急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,三氟咪啶酰胺、TP 8和TP 9對(duì)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(duì)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(duì)斑馬魚(yú)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(zhuǎn)化產(chǎn)物TP 8和TP 9,均屬于低毒化合物,對(duì)普通小球藻、大型溞、斑馬魚(yú)的急性毒性作用大小順序?yàn)?TP 8TP 9三氟咪啶酰胺。光解產(chǎn)物TP 8和TP 9對(duì)普通小球藻、大型溞、斑馬魚(yú)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(xué)位單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)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(yáng)徽Figure3-9MS/MSspect}o}smofTP1byLC習(xí)叮OF-MS
llTP2的LC.辱TOF-MSScan掃描翻盛FigureX11MSspectrogramofTP2byLC-Q-TOF-MS
?北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文???比母體小，說(shuō)明母體結(jié)構(gòu)上的環(huán)或雙鍵被破壞形成ＴＰ３。在二級(jí)質(zhì)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(zhì)荷??比為４３５．９９７９，與ＴＰ２的一個(gè)碎片離子相同，推測(cè)ＴＰ３的結(jié)構(gòu)和ＴＰ?２相似。??在二級(jí)質(zhì)譜ＴＰ?３的質(zhì)譜碎裂路徑見(jiàn)圖３－１６。??ｘ?１０?５?－ＥＳＩ?Ｓｃａｎ?（ｒｔ?４．４３０?ｍｉｎ）?Ｆｒａｇ＝１３０．０Ｖ?ｇｉｒｌ－ｘｉａｎ４８ｈ．ｄ??
【相似文獻(xiàn)】
相關(guān)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(xué)學(xué)報(bào);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(yáng)琰;;光解性塑料戶外暴露試驗(yàn)方法的驗(yàn)證試驗(yàn)[J];合成材料老化與應(yīng)用;2018年03期
4 陳子健;黃國(guó)城;孟凡剛;;不同分子尺寸溶解性有機(jī)物的光解行為研究[J];化學(xué)通報(bào);2018年03期
5 陳慧;賈曉晨;李瑞敏;賈青竹;;水體中營(yíng)養(yǎng)鹽離子及溶解性有機(jī)質(zhì)對(duì)磺胺二甲基嘧啶光解的影響[J];天津科技大學(xué)學(xué)報(bào);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(xué);;鉻雜氮團(tuán)簇CrN_n~+的生成及光解[J];火炸藥學(xué)報(bào);2017年06期
7 黎展毅;劉國(guó)光;金小愉;謝艷;溫小情;;表面活性劑對(duì)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(shù);2018年11期
9 鄒雅竹;龔道新;;鹵素離子對(duì)順式氯氰菊酯在水中光降解的影響[J];價(jià)值工程;2016年23期
10 王海,習(xí)志群,徐曉白;有機(jī)化合物光解實(shí)驗(yàn)室模擬測(cè)定法[J];環(huán)境化學(xué);1994年03期
相關(guān)博士學(xué)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(zhuǎn)化機(jī)理及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的生物毒性研究[D];北京科技大學(xué);2019年
2 王德高;多環(huán)芳烴和多溴代聯(lián)苯醚的光化學(xué)行為研究[D];大連理工大學(xué);2007年
3 李富華;布洛芬在水環(huán)境中的光解行為及機(jī)理研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年
4 林晶;精噁唑禾草靈和解草唑的水解、光解及對(duì)大型溞的急性毒性變化[D];大連理工大學(xué);2008年
5 龍凌亮;一系列有機(jī)小分子熒光功能材料的設(shè)計(jì)、合成及其應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);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(xué);2012年
7 魏政榮;鹵代化合物紫外光解和超快動(dòng)力學(xué)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所）;2008年
8 張鳳秀;潤(rùn)滑油類羧酸酯的綠色合成、光降解特性及其對(duì)土壤生態(tài)的影響[D];西南大學(xué);2009年
9 谷希斌;鹵代烴光解動(dòng)力學(xué)研究和取向分子光解實(shí)驗(yàn)裝置[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（大連化學(xué)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(xué);2004年
相關(guān)碩士學(xué)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(xué);2007年
2 肖杰;溶解性有機(jī)質(zhì)對(duì)多環(huán)芳烴光解的影響機(jī)制[D];大連理工大學(xué);2013年
3 孟翠;水環(huán)境中化學(xué)防曬劑的光解動(dòng)力學(xué)和機(jī)理研究[D];南京大學(xué);2011年
4 程燕;丙草胺在水體中的光化學(xué)降解研究[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);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(xué);2012年
6 葛昕;毒死蜱·氟啶脲在甘藍(lán)中殘留消解動(dòng)態(tài)及氟啶脲在玻片表面的光解[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年
7 劉毅華;三唑酮的水環(huán)境化學(xué)行為研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年
8 李榮霞;脫葉劑在棉纖維上的檢測(cè)和衰減特性研究[D];浙江理工大學(xué);2013年
9 黃春年;磺胺二甲嘧啶在水溶液中的光化學(xué)降解研究[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);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(dòng)態(tài)及其光化學(xué)降解[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年
本文編號(hào)：
2865941
