全 文 :中国生态农业学报 2009年 7月 第 17卷 第 4期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, July 2009, 17(4): 721−727
* 国家农业部药检所项目(NC070411)资助
梁菁(1982~), 女, 汉族, 硕士研究生, 主要从事污染物及其监测技术研究工作。E-mail: lj.hn1982@163.com
收稿日期: 2008-08-05 接受日期: 2008-11-25
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.00721
戊唑醇在土壤中的光降解行为动力学研究*
梁 菁 1,2 郭正元 1 彭晓春 1,2
(1. 湖南农业大学资源环境学院 长沙 410128;2. 国家环保部华南环境科学研究所 广州 510655)
摘 要 以高压汞灯为光源, 研究了戊唑醇在土壤中的光化学降解行为及各种因素对光降解的影响。结果表
明, 戊唑醇在高压汞灯下的光降解符合化学反应一级动力学方程。戊唑醇在不同类型土壤中的光解速度为砂
姜黑土>河潮土>红壤>棕壤>紫泥土, 这与土壤有机质和黏粒含量有关;随土壤含水量增加, 戊唑醇的光解速
率加快, 主要是因为水分增加了农药分子在土壤中的移动性;中性环境较酸或碱性环境更有利于戊唑醇的光
解;当土壤中戊唑醇的浓度为 20~100 mg·kg−1时, 其光解速率与浓度呈负相关关系;表面活性剂十二烷基苯
磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵对戊唑醇的降解均具有光猝灭作用;不同添加剂量的尿素对戊唑醇的光解几
乎均表现出光猝灭作用 , 氯化钾则表现为敏化作用。高压汞灯下 , 戊唑醇在土壤中降解半衰期为 10~
22 min。
关键词 戊唑醇 光降解 土壤 高压汞灯
中图分类号: X122; X131.3 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)04-0721-07
Kinetics of tebuconazole photodegradation behavior in soil
LIANG Jing1,2, GUO Zheng-Yuan1, PENG Xiao-Chun1,2
(1. College of Resources and Environment, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;
2. South China Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection, Guangzhou 510655, China)
Abstract Kinetics of tebuconazole photodegradation in soil and the associated influencing factors were investigated under
high-pressure mercury lamp. The results show that tebuconazole photodegradation in soil matches with the first order chemical reac-
tion series. The order of tebuconazole photodegradation rate in different soils is as follows: lime concretion black soil > river culti-
vated fluviogenic soil > krasnozem > brown earth > purple soil. The order is closely related with organic matter and clay content of
the soil. Tebuconazole photodegradation accelerates with increasing soil moisture, because that water enhances pesticide molecule
mobility in soils. Tebuconazole is more rapidly photodegraded in neutral than in acid and alkaline soil conditions. Negative correla-
tions exist between photodegradation rate and tebuconazole concentration of 20~100 mg·kg−1. Surfactants, DDBS and HDTMA have
photoquenching effect on tebuconazole photodegradation. Urea photoquenches tebuconazole photodegradation, while KCl exhibits
photosensitizing effect. Degradation half-life of tebuconazole in soil is 10~22 minutes.
Key words Tebuconazole, Photodegradation, Soil, High-pressure mercury lamp
(Received Aug. 5, 2008; accepted Nov. 25, 2008)
戊唑醇[(RS)-1-(4-氯苯基)-4, 4-二甲基-3-(1H-1,
2, 4-三唑基甲基)戊醇-3]又名立克秀、富力库、菌
力克、戊康等, 是一种羟乙基三唑衍生物, 属低毒、
高效的三唑类内吸杀菌剂。据报道, 戊唑醇对小麦
纹枯病、白粉病、黑穗病、全蚀病及锈病等多种病
害均有很好的防效[1−4]。另外, 戊唑醇具有生长调节
作用 , 合理使用戊唑醇 , 可显著刺激小麦生长 , 并
有利于增产[5,6]。近十几年来, 农药光降解的研究进
展很快, 尤其是对光敏剂和光活性物质等的研究在
环境污染治理中显示出重要的应用前景[7]。农药的
应用不可避免地进入并污染土壤, 光化学降解是化
学农药在环境中的一个重要降解途径, 在很大程度
上影响着农药在环境中的转归和残留, 也因此被列
为农药环境安全性评价的重要内容之一[8]。戊唑醇
722 中国生态农业学报 2009 第 17卷
作为种子处理剂的使用量在逐年增加 [9], 但有关其
在土壤中的降解行为研究较少。因为戊唑醇在土壤
中的光化学降解会受到土壤中存在着的一些天然物
质(如表面活性剂等)的影响, 肥料施用也可能对戊
唑醇的光化学降解产生影响。因此, 研究这些环境
及人为因子对戊唑醇在环境中归趋的影响是很有必
要的。本文以高压汞灯为光源, 研究了不同因子对
戊唑醇在土壤中光解的影响, 以掌握戊唑醇在不同
条件下土壤中光降解数据, 为今后进一步治理解决
其污染问题提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试戊唑醇标准品纯度为 99.4%, 江苏丰登农
药有限公司提供。称取 50.9 mg的 99.4%戊唑醇标准
品, 置于 500 mL容量瓶中, 甲醇定容, 配制成 101.8
mg·L−1的戊唑醇标准溶液。
试验用光源为高压汞灯(固体光化学反应器, 南
京斯东柯电气设备有限公司), 300 W, 载物盘距光源
5 cm, 光强 4.5 klx, 黑暗对照用铝箔纸包裹置于光
解仪内照光处理。
1.2 戊唑醇的高效液相色谱测定条件
HP1100 型高效液相色谱仪(带紫外检测器及化
学工作站)。色谱柱:250 mm×4 不锈钢柱, 内填充
ODS Hypersid(5μm) ; 流 动 相 : 甲 醇 ∶ 水 =
80∶20(V/V);流速:0.8 mL·min−1;柱温:30 ℃;
检测波长:223 nm;进样量:20 μL;戊唑醇相对保
留时间:5.4 min。采用外标法对戊唑醇进行定量计
算[9], 定量标准曲线见图 1。上述测定条件下分析方
法对戊唑醇的最小检出量为 1.8×10−10 g, 植株中最
低检出浓度为 0.009 mg·kg−1, 土壤和麦粒中最低检
出浓度为 0.004 5 mg·kg−1。
1.3 戊唑醇在土壤中的光化学降解
1.3.1 土壤类型对戊唑醇光化学降解的影响
供试土壤为红壤、河潮土、紫泥土、棕壤和砂
图 1 戊唑醇标准曲线图
Fig. 1 Standard curve of tebuconazole
姜黑土, 分别取自湖南农业大学农场、湖南长沙县、
湖南衡山县、北京和山东, 均未施用过戊唑醇。土
样风干后, 研碎, 除去植物、碎石, 过 20目筛, 按文
献[10]方法测定土壤的基本理化性质 , 其结果见表
1。试验前土样用高压灭菌锅灭菌 30 min。
分别称取上述 5种土壤样品 5 g, 装入培养皿中
(平行 3 次, 并做黑暗对照), 加入 101.8 mg·L−1的
戊唑醇标液 1 mL, 轻轻晃动培养皿, 使土样与溶液
充分混匀并均匀地平铺于皿底, 静置平衡 30 min。
待溶剂完全挥发后, 加入蒸馏水 3 mL湿润土壤, 使
土壤含水量为 60%左右。
将土样置于配有 300 W高压汞灯的光化学反应
仪上进行光照处理, 并每隔一定时间补水 1 次, 保
持土壤湿度在 60%左右。0 min、15 min、30 min、
45 min、60 min、90min取样。
将土样全部转移至 50 mL 离心管中, 加入 10
mL甲醇, 浸泡 30 min后, 超声波提取 10 min, 4 000
r·min−1 离心 10 min, 倾出上清液, 再用 8 mL、
6 mL甲醇超声分别提取 8 min、6 min, 4 000 r·min−1
离心 10 min。合并 3次提取上清液, 用 0.45 μm滤膜
过滤后, HPLC待测。每处理设 2个重复。设黑暗对
照(铝箔包裹)。
表 1 供试土壤样品的基本理化性质
Tab. 1 Physical and chemical properties of the tested soils
土壤
Soil
采集地
Collecting site
有机质含量
Organic matter
content (g·kg−1)
pH
阳离子交换量
Cation exchange
capacity (cmol·kg−1)
黏粒含量
Clay content
(%)
红壤
Krasnozem
湖南农业大学
Hunan Agricultural University
27.1 4.0 7.3 29.7
河潮土
River cultivated fluviogenic soil
湖南长沙县
Changsha County, Hunan Province
14.5 5.5 9.1 21.8
紫泥土 Purple soil 湖南衡山县
Hengshan County, Hunan Province
34.5 5.1 10.8 40.8
棕壤 Brown earth 北京 Beijing 20.3 6.5 24.0 16.1
砂姜黑土
Lime concretion black soil
山东 Shandong 13.2 8.7 12.8 5.5
第 4期 梁 菁等: 戊唑醇在土壤中的光降解行为动力学研究 723
1.3.2 土壤含水量对戊唑醇光化学降解的影响
选择红壤为供试土壤, 称取土样 5 g 于培养皿
中(以下同), 向土样中加入戊唑醇标液 1 mL, 蒸馏
水调节土样含水量分别为 0%、40%、60%、80%、
100%(平行 3次, 并做黑暗对照)。其余操作同 1.3.1。
1.3.3 土壤 pH对戊唑醇光化学降解的影响
参照参考文献[11]配制 pH 2、pH 4、pH 7、pH 9、
pH 11的缓冲溶液。称取土样后, 加入戊唑醇标液 1
mL以及配制好的不同 pH缓冲溶液(平行 3次, 并做
黑暗对照)。将土样置于高压汞灯下光照。光照期间,
每隔一定时间, pH 2的土样补加适量的 0.2 mol·L−1
HCl溶液, pH 4的土样补加适量的 0.2 mol·L−1 HAc
溶 液, pH为 7、9、11的土样补加适量的蒸馏水。
其余操作同 1.3.1。
1.3.4 戊唑醇不同添加剂量对其光化学降解的影响
称取 5 g土样, 加入不同量的戊唑醇标液, 使土
样中戊唑醇含量分别为 20 mg·kg−1、40 mg·kg−1、
60 mg·kg−1、80 mg·kg−1、100 mg·kg−1。其余操
作同 1.3.1。
1.3.5 土壤中表面活性剂对戊唑醇光化学降解的影响
阴离子表面活性剂 (十二烷基苯磺酸钠 ,
DDBS):称取 5 g土样, 加入戊唑醇标液 1 mL以及
配制好的不同浓度 DDBS 水溶液, 使土壤 DDBS 含
量为 1 mg·kg−1、20 mg·kg−1、80 mg·kg−1。其余
操作同 1.3.1。
阳离子表面活性剂 (十六烷基三甲基溴化铵 ,
HDTMA):称取 5 g土样, 加入戊唑醇标液 1 mL以
及配制好的不同浓度 HDTMA 水溶液 , 使土
壤 HDTMA 含量为 1 mg·kg−1、20 mg·kg−1、80
mg·kg−1。其余操作同 1.3.1。
1.3.6 化肥对戊唑醇光化学降解的影响
尿素:称取 5 g土样, 加入戊唑醇标液 1 mL以及
配制好的不同浓度的尿素溶液, 使土壤中戊唑醇与尿
素剂量比为 1︰1、1︰5、1︰10。其余操作同 1.3.1。
氯化钾:称取 5 g土样, 加入戊唑醇标液 1 mL以
及配制好的不同浓度的氯化钾溶液, 使土壤中戊唑醇
与氯化钾量比为 1︰1、1︰5、1︰10。其余操作同 1.3.1。
1.4 光解动力学方程的拟合
很多研究表明, 可用一级动力学方程来描述农
药光化学降解反应的动力学情况, 其表达式为:
−dC/dt=Kt (1)
将式(1)积分得到下式:
Ct=C0exp(−Kt) (2)
式中, C0为农药的初始浓度, Ct为 t时刻农药的残留
浓度, K 为光解速率常数。当戊唑醇光解 50%, 即
Ct=C0/2 时, 所需的时间即为光解半衰期, 以 T1/2表
示, 则:
T1/2=ln2/K=0.693/K (3)
所有试验数据的统计分析均采用 Excel2003, 将
光解试验数据直接拟合一级动力学方程(2)求得戊唑
醇光解速率常数 K 和 T1/2。并计算光解率、光敏(猝
灭)率、残存率:
(%) 100%− ×对 残 残对 残
黑暗 照 存量 光照后 存量光解率 = 黑暗 照 存量
(4)
光敏(猝灭)率(%)=
100%×处 -单独 处单独 处
混合照光 理的光解率 照光 理的光解率
照光 理的光解率
(5)
残存率(%)=(1−光解率)×100% (6)
2 结果与分析
2.1 不同类型土壤对戊唑醇光化学降解的影响
黑暗对照样品戊唑醇的浓度在整个试验过程中
无明显变化, 故认为戊唑醇在该试验条件下是稳定
的, 观察到的戊唑醇量的变化均是由光解引起的。
红壤、河潮土、紫泥土、棕壤和砂姜黑土对戊
唑醇光降解行为的影响见表 2和图 2。
由表 2 可以看出戊唑醇在土壤中的光解规律较
好地符合化学反应一级动力学方程, 但在不同土壤
中光解速率存在较大差异。从图 2 可以看出, 戊唑
醇在砂姜黑土中光降解最快, 在紫泥土中最慢。显
然, 土壤有机质越多, 戊唑醇在土壤中的光解率就
表 2 不同类型土壤对戊唑醇光化学降解动力学参数的影响
Tab.2 Photodegradation kinetics parameters of tebuconazole in different kinds of soil
土壤
Soil
光解动力学方程(Ct=C0e−kt)
Photodegradation kinetic equation
光解速率常数(K)
Photodegradation rate constant
R2 半衰期
Half-life (min)
红壤 Krasnozem y=5.467 9 e−0.043 0x 0.043 0 0.968 5 16.12
河潮土
River cultivated fluviogenic soil
y =8.383 8 e−0.056 9x 0.056 9 0.881 2 12.18
紫泥土 Purple soil y =5.659 4 e−0.032 5x 0.032 5 0.833 9 21.32
棕壤 Brown earth y =5.541 9 e−0.041 7x 0.041 7 0.965 6 16.62
砂姜黑土
Lime concretion black soil
y =9.572 9 e−0.067 5x 0.067 5 0.935 5 10.27
724 中国生态农业学报 2009 第 17卷
图 2 不同类型土壤对戊唑醇光化学降解的影响
Fig. 2 Photodegradation of tebuconazole in different soils
越小。土壤黏粒含量对戊唑醇的光降解也有很大影
响, 戊唑醇在质地较粗的砂姜黑土中的半衰期比质
地黏重的紫泥土中短 11.05 min。戊唑醇在土壤中的
光解率与土壤黏粒、有机质含量呈负相关。这可能
主要由于土壤有机质吸附戊唑醇, 保护其不被光解,
有机质含量越高, 土壤对戊唑醇的吸附性越强;或
土壤有机质如胡敏酸、富里酸等均为自然光猝灭剂,
含有大量基团如羟基、氢氧根、羰基及许多脂肪环、
碳氮结构等, 这些基团均有强烈吸附光的能力, 从
而导致土壤中光强减弱, 减缓了戊唑醇的分解[12]。
此外, 土壤质地越粗, 越有利于光线的穿透;另外,
光降解可能与土壤酸碱性有关, 如图 2中 30~60 min
内戊唑醇在红壤中的光解速率较在河潮土中快。
2.2 土壤含水量对戊唑醇光化学降解的影响
由表 3和图 3可以看出, 随土壤中水分增加, 戊
唑醇在土壤中的半衰期减小, 光解速率加快。这一
方面可能是因为潮湿的表面土壤在光照条件下形成
的大量自由基加速了农药的光解;另一方面可能是
水分的增加能增强农药及其光解产物在土壤中的移
动性[13], 使下层农药分子迁移到土壤表面发生光解,
表层产物分子向下层扩散, 进一步刺激了光解反应
正向进行。
2.3 土壤 pH对戊唑醇光化学降解的影响
由表 4和图 4可以看出, pH对土壤中戊唑醇的
光降解具有一定的影响。高压汞灯下, 戊唑醇在土
图 3 土壤含水量对戊唑醇在土壤中光解的影响
Fig. 3 Photodegradation of tebuconazole in soils with
different moisture
图 4 不同 pH 缓冲溶液对土壤中戊唑醇光降解的影响
Fig. 4 Photodegradation of tebuconazole in soils with
different pH
壤中的光降解半衰期在缓冲溶液 pH 为中性时最小,
缓冲溶液呈酸性或者碱性时戊唑醇的光降解半衰期
都增大, 但随着酸性和碱性的增加, 光解速率又有
所加快。这说明 H+和 OH−均可抑制戊唑醇的光解反
应。但其光解的途径需要对戊唑醇光解产物进行检
测才能进一步确认。
2.4 土壤中不同含量戊唑醇对其光化学降解的影响
土壤中添加的戊唑醇剂量不同, 其光解速率也
不同, 表现为添加剂量越高, 光解速率越慢。由表
5 可以看出, 40 mg·kg−1和 60 mg·kg−1两个低添
加剂量的半衰期相近 , 而二者与高添加剂量 (100
mg·kg−1)处理间差异明显。可能是当戊唑醇添加剂
量很大时, 土壤表面单位面积农药负荷量增加, 造
表 3 土壤含水量对戊唑醇在土壤中光化学降解动力学参数的影响
Tab. 3 Photodegradation kinetics parameters of tebuconazole in soils with different moisture
含水量
Water content (%)
光解动力学方程 (Ct=C0e−kt)
Photodegradation kinetic equation
光解速率常数 (K)
Photodegradation rate constant
R2 半衰期
Half-life (min)
0 y=4.933 7 e−0.025 3x 0.025 3 0.969 1 27.39
40 y =5.659 6 e−0.039 1x 0.039 1 0.908 9 17.72
60 y =5.467 9 e−0.043 0x 0.043 0 0.968 5 16.12
80 y =6.037 2 e−0.043 5x 0.043 5 0.890 1 15.93
100 y =6.223 0 e−0.046 4x 0.046 4 0.878 5 14.94
第 4期 梁 菁等: 戊唑醇在土壤中的光降解行为动力学研究 725
表 4 不同 pH 缓冲溶液对土壤中戊唑醇光化学降解动力学参数的影响
Tab. 4 Photodegradation kinetics parameters of tebuconazole in soils with different pH
pH 光解动力学方程 (Ct=C0e
−kt)
Photodegradation kinetic equation
光解速率常数 (K)
Photodegradation rate constant
R2 半衰期
Half-life (min)
2 y=7.086 6 e−0.041 8x 0.041 8 0.839 6 16.58
4 y =6.768 5 e−0.040 6x 0.040 6 0.870 7 17.09
7 y =8.074 8 e−0.049 1x 0.049 1 0.814 5 14.11
9 y =7.766 3 e−0.044 5x 0.044 5 0.808 3 15.57
10 y =7.822 1 e−0.046 7x 0.046 7 0.810 3 14.84
表 5 不同添加剂量对土壤中戊唑醇光化学降解动力学参数的影响
Tab. 5 Photodegradation kinetics parameters of tebuconazole in soils with different concentrations of tebuconazole
戊唑醇添加剂量
Adding dose of tebuconazole
(mg·kg−1)
光解动力学方程 (Ct=C0e−kt)
Photodegradation kinetic equation
光解速率常数 (K)
Photodegradation rate
constant
R2 半衰期
Half-life (min)
20 y=5.467 9 e−0.043 0x 0.043 0 0.968 5 16.12
40 y =6.994 7 e−0.039 1x 0.039 1 0.840 9 17.72
60 y =7.137 9 e−0.039 2x 0.039 2 0.837 5 17.68
80 y =6.865 0 e−0.035 2x 0.035 2 0.794 3 19.69
100 y=4.760 0 e−0.025 9x 0.025 9 0.985 0 26.76
图 5 不同添加剂量对土壤中戊唑醇光降解的影响
Fig. 5 Photodegradation of tebuconazole in soils with
different concentrations of tebuconazole
成农药分子过度重叠而阻止了分子对光子的吸收 ,
从而减慢了光解速率。说明添加浓度越高, 戊唑醇
的降解越慢, 而当添加浓度差异不大时, 其对光解
速率的影响也不大。
2.5 土壤中表面活性剂对戊唑醇光化学降解的影响
阴离子表面活性剂(DDBS):由表 6 和图 6a 可
以看出 , 在添加浓度范围内 , 阴离子表面活性剂
DDBS 对戊唑醇的光降解有猝灭作用, 且随 DDBS
浓度增加, 猝灭作用增强。这可能是由于阴离子表
面活性剂改变了戊唑醇土壤体系的紫外吸收特征 ,
使整个光解土壤体系发生改变。由此可以推测阴离
子表面活性剂的猝灭作用可能与其改变了戊唑醇混
合光解体系的吸收光谱有关[14]。
阳离子表面活性剂(HDTMA):由表 6 可知, 添
加阳离子表面活性剂 HDTMA 使戊唑醇的光解半衰
期明显推迟, 总体表现出光猝灭作用。而从图 6b可
以看出, 光解前 37~62 min内, HDTMA对戊唑醇的
光解表现出光敏化效应, 敏化强度与 HDTMA 的添
加浓度呈反比。而之后的光解时间内逐步表现猝灭
效应, 即阻碍了戊唑醇的光解。可能是由于阳离子
表面活性剂本身吸收并消耗了一部分光子, 影响了
戊唑醇对光的吸收, 进而对戊唑醇产生了光屏蔽作
用, 使其光解速度减小。
2.6 化肥对戊唑醇光化学降解的影响
现在农业上使用较多的主要有氮肥、钾肥, 本
试验选用农业生产中常用的化肥尿素和氯化钾作为
表 6 表面活性剂 DDBS 和 HDTMA 对戊唑醇在土壤中光化学降解动力学参数的影响
Tab. 6 Photodegradation kinetics parameters of tebuconazole in soil added with different amount surfactants of DDBS and HDTMA
表面活性剂
Surfactant
添加量
Adding amount (mg·kg−1)
光解动力学方程 (Ct=C0e−kt)
Photodegradation kinetic equation
光解速率常数 (K)
Photodegradation rate constant
R2 半衰期
Half-life (min)
0 y=5.467 9 e−0.043 0x 0.043 0 0.968 5 16.12
1 y=7.488 1 e−0.040 3x 0.040 3 0.831 9 17.20
20 y=5.617 4 e−0.027 1x 0.027 1 0.896 8 25.57
DDBS
80 y=4.735 6 e−0.017 4x 0.017 4 0.948 8 39.83
0 y=5.467 9 e−0.043 0x 0.043 0 0.968 5 16.12
1 y=6.801 3 e−0.042 7x 0.042 7 0.914 5 16.23
20 y=5.263 3 e−0.029 8x 0.029 8 0.965 0 23.26
HDTMA
80 y=5.990 4 e−0.031 5x 0.031 5 0.902 1 22.00
726 中国生态农业学报 2009 第 17卷
图 6 DDBS(a)和 HDTMA(b)对戊唑醇在土壤中光化学降解的影响
Fig. 6 Photodegradation of tebuconazole in soils added with different amount DDBS (a) and HDTMA (b)
影响戊唑醇光解的添加物。
尿素:从表 7 和图 7a 可以看出, 土壤中戊唑
醇∶尿素为 1∶1和 1∶10时, 尿素对戊唑醇光解表
现出猝灭作用;戊唑醇∶尿素为 1∶5时, 尿素对戊
唑醇光解几乎无影响。尿素是一种碳酸的二酰胺 ,
由于分子中同时含有两个氨基, 所以一般呈碱性。
尿素的存在增加了 OH−的含量 , 而 OH−可抑制戊
唑醇分子在光照射下的光降解 , 故尿素对戊唑醇
表现出的猝灭作用可能和改变了反应系统的 pH
有关。
氯化钾:从表 7 可知, 不同添加比例的氯化钾
均对土壤中戊唑醇光解有光敏化作用。在试验范围
内, 半衰期和氯化钾量呈正相关, 当戊唑醇∶氯化
钾为 1∶1 时, 对戊唑醇光解的影响最大, 光敏率为
17.93%。由图 7b可以看出, 氯化钾在光解前 42 min
内阻碍了戊唑醇的降解, 即氯化钾的添加对戊唑醇
的光解表现出光猝灭效应 , 且戊唑醇∶氯化钾为
1∶10时, 猝灭效应最强;而之后的光解时间内表现
为光敏化效应, 促进了戊唑醇的光解, 敏化强度与
氯化钾的量呈反比, 在戊唑醇∶氯化钾为 1∶1 的
表 7 尿素和氯化钾对戊唑醇在土壤中光化学降解动力学参数的影响
Tab. 7 Photodegradation kinetics parameters of tebuconazole in soils added with different amount urea and KCl
化肥
Fertilizer
戊唑醇∶化肥
Tebuconazole∶fertilizer
光解动力学方程(Ct=C0e−kt)
Photodegradation kinetic equation
光解速率常数(K)
Photodegradation rate constant
R2 半衰期
Half-life (min)
1∶0 y=5.467 9e−0.043 0x 0.043 0 0.968 5 16.12
1∶1 y=5.236 3e−0.026 9x 0.026 9 0.928 2 25.76
1∶5 y =7.541 6e−0.044 1x 0.044 1 0.888 4 15.71
尿素
Urea
1∶10 y =5.837 4e−0.025 7x 0.025 7 0.877 3 26.96
1∶0 y =5.467 9e−0.043 0x 0.043 0 0.968 5 16.12
1∶1 y =7.742 9e−0.052 4x 0.052 4 0.898 2 13.23
1∶5 y =7.794 3e−0.049 1x 0.049 1 0.870 7 14.11
氯化钾
KCl
1∶10 y =7.749 6e−0.045 6x 0.045 6 0.871 2 15.20
图 7 尿素(a)和氯化钾(b)对戊唑醇在土壤中光解的影响
Fig. 7 Photodegradation of tebuconazole in soils added with different amount urea (a) and KCl (b)
第 4期 梁 菁等: 戊唑醇在土壤中的光降解行为动力学研究 727
敏化效应最强。氯化钾为中性, 而戊唑醇在中性土
壤中光解速率最快(表 4、图 4), 所以, 氯化钾对戊唑
醇光解表现出的敏化作用机理可能与反应系统的
pH有关。
3 小结
戊唑醇在高压汞灯下的光降解符合化学反应一
级动力学方程。其在几种不同类型土壤中的光降解
具有明显差异, 光降解速率为砂姜黑土>河潮土>红
壤>棕壤>紫泥土, 半衰期分别为 10.27 min、12.18
min、16.12 min、16.62 min、21.32 min。
戊唑醇在干土(含水量 0%)及含水量为 40%、
60%、80%、100%的土壤中的半衰期分别为:27.39
min、17.72 min、16.12 min、15.93 min、14.94 min, 随
着土壤中水分的增加, 戊唑醇的光解速率加快。
土壤 pH 对戊唑醇的光降解速度有明显影响 ,
中性土壤中降解最快。
戊唑醇添加量为 20 mg·kg−1以上时, 其在土壤
中的光解速率与浓度呈负相关 , 随添加剂量从 20
mg·kg−1到 100 mg·kg−1光解速率减慢, 半衰期也
从 16.12 min延长到 26.76 min。
土壤中阴、阳两种表面活性剂均抑制戊唑醇的
光降解, 且阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对
土壤中的戊唑醇的猝灭作用与其添加浓度呈正相关。
在试验的浓度范围内, 除添加比例为戊唑醇∶
尿素=1∶5 时, 尿素对戊唑醇光降解半衰期无明显
影响外, 其他不同添加比例的尿素均对戊唑醇的光
解表现为猝灭作用;而添加不同比例的氯化钾对戊
唑醇光降解均有敏化作用。
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