天然植物提取物原花青素对水中百菌清光敏化还原脱氯降解研究

摘要

本文建立了百菌清（Chlorothalonil，CTL）及其代谢产物：4-羟基百菌清（C TL-OH）、间苯二腈（Dicyanobenzene）、5-氯-1,3-间苯二腈（5-Chloro-1,3-dicy anobenzene）、2,5-二氯-1,3-间苯二腈（2,5-dichloro-1,3-dicyanobenzene）、2,4,5-三氯-1,3-间苯二腈（2,4,5-trichloro-1,3-dicyanobenzene）共6种物质的统一的HP LC检测方法，并且建立了水溶液中百菌清光化学降解的试验方法，同时也建立了水溶液中氯离子色谱检测方法和羟基自由基的检测方法。另外确立了百菌清水溶液光化学降解产物的制备液相、GC-MS、NMR的研究方法。研究了高压汞灯（HPML）、自然光（太阳光）两种光源照射下，加入磁力搅拌和不搅拌两种处理方式，百菌清以蒸馏水、水库水、池塘水、稻田水4种水为介质的光化学降解效应，且对4-羟基百菌清的光化学降解特性进行了分析；同等条件下研究了原花青素（Oligimers Procyanidolic，OPC）、腐植酸（Humic，HA）和富啡酸（Ful vic，FA）对百菌清光化学降解的影响作用并对降解产物以及加入OPC条件下降解机理进行了一定程度的研究、验证和确定。
　　百菌清水溶液光化学降解实验结果表明，百菌清在高压汞灯和自然光照射下降解反应实验结果：K Sunlight（0.0038μM min-1）< K HPML（0.0044μM min-1），其光敏化效率为高压汞灯>自然光；以四种水体为介质的光降解反应实验得到：百菌清的光降解速率：稻田水>池塘水>水库水，均明显快于相同条件下百菌清在纯水中的降解速率；搅拌处理组光敏化效率小于未搅拌组；4-OH百菌清是已知的百菌清光降解几种产物中毒性最大且大于母体百菌清，在百菌清光降解水溶液中均有检出，其浓度在0.008mg/L~0.015mg/L之间（LOD为0.005mg/L）。
　　添加HA和FA的实验结果表明，百菌清光反应速率显著增加，其光敏化效率为FA> HA；搅拌组光敏化效率小于未搅拌组；4-OH百菌清被检出，且浓度高于同等条件下百菌清自身光降解的产生浓度。
　　添加OPC的实验结果表明，OPC对水体中百菌清的光降解具有光敏化效应，且其效果强于FA和HA；在不同光源下表现为高压汞灯<自然光；在不同水体中的光敏化效果为稻田水≈池塘水<水库水<纯水；搅拌组光敏化效率小于未搅拌组；OPC对水中百菌清光解高毒产物CTL-OH产生的抑制效果，加入OPC后反应体系中均未检出CTL-OH（小于LOD）；OPC改变了水中百菌清光降解途径，抑制了CTL-OH的产生，产生了三种代谢产物。
　　对加入OPC后经过光照处理反应体系进行了氯离子及羟基自由基测定结果为氯离子含量显著增加，未产生羟基自由基，表明此反应为一种还原脱氯反应。
　　对加入OPC后经过光照处理反应体系进行HPLC检测，得到了除百菌清外的三个物质峰：A、B、C。GC-MS分析得到三种物质分子量为161.0、196.0、230.0；经过制备液相分离得到A和B（纯度大于96％）；完整的核磁共振分析得到A结构为5-氯-1，3-间苯二腈（5-Chloro-1,3-dicyanobenzene），B为2，5-二氯-1，3-间苯二腈（2,5-dichloro-1,3-dicyanobenzene），进一步推断出C的分子结构为2，4，5-三氯-1，3-间苯二腈（2,4,5-trichloro-1,3-dicyanobenzene）。根据三种物质出现的先后顺序：C、B、A，得到加入OPC后百菌清的降解途径是一种光敏化还原脱氯反应，具体为百菌清—C—B—A。

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1文献综述

1.1 农药概述

1.2环境中农药的光化学降解极其影响因子概述

1.3 百菌清及百菌清光化学降解概述

1.4 原花青素概述

2.引言

3.材料与方法

3.1. 化学药品和试剂

3.2. 仪器与光源

3.3．光降解实验

3.4．相关仪器检测条件

3.4. 计算方法

4.结果和讨论

4.1.原花青素OPC对水中百菌清的光敏化降解效应

4.2.原花青素OPC对水中百菌清光解有毒产物CTL-OH产生的抑制效果

4.3.太阳光照下原花青素 OPC 对天然水体中百菌清的光敏化降解效应

4.4.太阳光照下HA和FA对中百菌清的光敏化降解效应以及削弱OPC光敏化效应的作用

4.5.OPC对中百菌清的光敏化降解效应的作用机理

5.结论

5.1原花青素OPC对水中百菌清的光敏化降解效应

5.2原花青素OPC对水中百菌清高毒代谢产物4-OH百菌清的抑制效应

5.3自然光下原花青素OPC对自然水水中百菌清的光敏化降解效应

5.4搅拌处理对水中百菌清的光降解的抑制效应

5.5 HA和FA对OPC的抑制效应

5.6原花青素OPC促进水中百菌清光还原脱氯降解的作用机理

6 讨论

6.1光降解过程中百菌清对OPC的影响

6.2 自然水中OPC对百菌清光敏化效应受抑制与HA和FA之间的关系

6.3 OPC应用于水中百菌清降解的实际意义

参考文献

致谢

作者简介

在学期间发表论文与专利