新烟碱类杀虫剂环氧虫啶在好氧土壤中的降解研究

摘要

环氧虫啶是我国具有自主知识产权的自行创制的新烟碱类杀虫剂，由于其对于吡虫啉抗性害虫表现出较高的杀虫活性而具有良好的市场前景。但为了确保环境和农产品安全，有关环氧虫啶在土壤中降解规律的研究仍有待于深入开展。
　　本论文采用14C标记手性环氧虫啶异构体为示踪剂，综合运用核素示踪技术和现代仪器分析技术，将液体闪烁测量技术和液-质联用技术相结合，在对映体层面上着重研究了环氧虫啶在三种好氧土壤中的降解速率、降解产物及降解途径，旨在为评估其对环境和人类健康的风险，科学、安全、合理的使用及正式登记注册提供科学依据。
　　环氧虫啶120h内在三种典型土壤中的消减实验表明，环氧虫啶两种对映异构体在形成结合态残留、母体降解方面不存在对映体差异。环氧虫啶在土壤中迅速形成结合态残留，可提态残留比重不断减少，在土壤中形成结合态残留的程度由高到低依次为中性黄松土＞碱性滨海盐土＞酸性红砂土;环氧虫啶母体添加到土壤中后迅速消减，属于易降解农药，消减动态显著符合一级动力学方程。环氧虫啶在中性黄松土、碱性滨海盐土、酸性红砂土中的半减期分别为53.32h、77.02h、23.10h。环氧虫啶在三种土壤中的降解速率由快到慢依次为酸性红砂土＞中性黄松土＞碱性滨海盐土。通过对母体半减期与土壤理化性质的相关性分析可知，土壤pH对环氧虫啶降解速率的影响最大，环氧虫啶在酸性条件下更容易降解。
　　环氧虫啶80天内在三种典型土壤中的培养实验表明，环氧虫啶两种对映异构体在形成降解产物和降解途径方面并未显示出对映体差异。好氧条件下环氧虫啶在土壤中由于结构中氧桥的断裂开环失去手性特征并迅速降解，在培养期间共生成三种降解产物。经鉴定，产物M1为1-（6-氯烟酰）-2-硝基亚甲基-咪唑烷，M2为1-（6-氯烟酰）-2-羧基-咪唑啉，M3为1-（6-氯烟酰）-2羟基-咪唑烷。在培养初期，M1为主要的降解产物，随着培养时间的延长，M1逐渐转化为M2和M3。在不同的土壤中，三种降解产物的动态变化有着显著的不同，在中性黄松土中，M1较快地降解成M2和M3;在碱性滨海盐土中，M1优先降解成M2，M3的比重有限;在酸性红砂土中，M1转化成M2和M3的速率较慢。依据降解产物的结构信息和在不同土壤中的动态变化，推断出了环氧虫啶好氧条件下在土壤中可能的降解途径，可能发生的降解反应有醚键开裂、脱硝基、羧基化、羟基化等。这与在淹水条件下培养的降解途径有较大的不同。这说明，环氧虫啶的降解情况会随着所施用环境的不同而不同。

目录

声明

论文说明

致谢

摘要

主要术语与缩略语表

第一章 引言

1 农药在土壤中的主要环境行为

1．1 吸附

1．2 迁移淋溶过程

1．3 结合态残留

1．4 降解作用

1．5 手性农药的环境行为研究

2 土壤中农药残留的研究分析技术概述

2．1 土壤样品前处理技术概述

2．2 农药残留检测技术概述

3 环氧虫啶的研究进展

3．1 新烟碱类杀虫剂的研究进展

3．2 环氧虫啶的研究进展

4 选题依据及研究意义

第二章 环氧虫啶在好氧土壤中的降解产物和降解途径

1 材料与仪器

1．1 14C-环氧虫啶

1．2 试剂

1．3 供试土壤

1．4 仪器

2 实验方法

2．1 土壤的培养与投料

2．2 样品提取

2．3 提取液浓缩预处理

2．4 HPLC-LSC分析

2．5 HPLC-QTOF-MS分析

2．6 数据处理

3 结果与讨论

3．1 环氧虫啶母体在好氧土壤中的消减

3．2 环氧虫啶在好氧土壤中的降解产物鉴定

3．3 环氧虫啶在好氧土壤中的降解产物的动态变化

3．4 环氧虫啶在好氧土壤中的降解路径推断

4 本章小结

第三章 环氧虫啶在好氧土壤中的快速降解现象研究

1 材料和仪器

2 实验方法

2．1 土壤的培养与投料

2．2 可提态残留的确定

2．3 结合态残留研究

2．4 HPLC分析条件

2．5 母体降解动态研究

2．6 数据处理

2．7 环氧虫啶溶液标准曲线的绘制

3 结果与讨论

3．1 环氧虫啶在好氧土壤中可提态残留的形成动态

3．2 环氧虫啶在好氧土壤中结合态残留的形成动态

3．3 环氧虫啶在好氧土壤中的消减动态

3．4 环氧虫啶的非对映体选择性降解

4 本章小结

第四章 小结与展望

1 本论文主要结论

2 本论文创新点及展望

参考文献

作者简介及攻读硕士学位期间发表论文情况