表面活性劑對水環(huán)境中敵草快水解行為的影響

賀星名

摘 要：研究了不同類型的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉（SDBS） 、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）對敵草快水解作用的影響.結(jié)果表明， SDBS 可以促進(jìn)敵草快在水環(huán)境中的降解，SDBS的濃度由0增大到300mg/L，敵草快的水解速率常數(shù)K值分別增大了約11倍，其半衰期由182d降低到17d。而十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）這種陽離子型表面活性劑則對敵草快的降解不起促進(jìn)作用，相反還呈現(xiàn)出阻礙降解的情況。

關(guān)鍵詞：表面活性劑；敵草快；農(nóng)藥水解；水環(huán)境保護(hù)

農(nóng)藥作為一種不可替代的農(nóng)用化學(xué)品在全球范圍內(nèi)被廣泛地使用。農(nóng)藥的合理使用需要有農(nóng)藥在環(huán)境和作物上的消解規(guī)律、環(huán)境行為等數(shù)據(jù)作為科學(xué)依據(jù)。敵草快這類聯(lián)吡啶類除草劑進(jìn)入我國市場時間不久，對其的合理使用和環(huán)境安全性的研究較少，因而研究敵草快在水環(huán)境中降解行為是十分必要的。

水解反應(yīng)為許多農(nóng)藥降解的主要過程，因此，水解特性是評價農(nóng)藥在環(huán)境中穩(wěn)定性的一個重要指標(biāo)，它對于預(yù)測農(nóng)藥在水體中的殘留特性以及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律有著重要的意義。敵草快是一種水溶性極強(qiáng)的除草劑，因此進(jìn)行敵草快在水環(huán)境中的降解行為的研究，無論是對于該藥藥效的持久性，還是評價其在環(huán)境中的持久性，以及對于水生生態(tài)系統(tǒng)中該除草劑的消除都具有積極的意義。

敵草快，又稱利農(nóng)，國際通用名diquat，化學(xué)名稱1，1-乙撐-2，2-雙聯(lián)吡啶二溴鹽，英文名稱1，1-ethylene-2，2-biphridyldibromide。分子式：C12H12Br2N2。

結(jié)構(gòu)式：2Br-

敵草快是一種高效、低毒的滅生性除草劑，也是一種應(yīng)用廣泛的水生雜草除草劑，對闊葉雜草有很強(qiáng)的防除能力。目前對敵草快的合理使用和環(huán)境安全性的研究較少，水環(huán)境中降解轉(zhuǎn)化研究還未見報道，本文研究了不同表面活性劑在不同濃度下對敵草快在水環(huán)境中降解的影響，得出不同的水解常數(shù)、半衰期等相關(guān)動力學(xué)參數(shù)，據(jù)此評價敵草快在環(huán)境中的水解性質(zhì)，為評價敵草快在生態(tài)環(huán)境中的安全性提供科學(xué)依據(jù)。

一、實驗部分

1.試驗材料

儀器：Unico WFUV-2100型可見-紫外分光光度計，人工氣候箱，燒杯、容量瓶等實驗室常用玻璃儀器。

試劑：敵草快標(biāo)準(zhǔn)品（由農(nóng)業(yè)部藥檢所提供，純度為97.8%），氫氧化鈉（AR），鹽酸（AR），甲醇（GR），十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）， 吐溫80（TW-80），十六烷基三乙基溴化銨（CTAB）以上試劑均為分析純。

2.試驗方法及過程

（1）試驗方法。

使用Unico WFUV-2100型分光光度計對敵草快進(jìn)行測定

（2）溶液的配制。

敵草快標(biāo)液的配制：準(zhǔn)確稱取0.0500g敵草快標(biāo)準(zhǔn)品（實際稱量值為0.0510g），用色譜純甲醇定容至50mL容量瓶中配制成1020mg/L敵草快母液，從母液中取25mL入100mL容量瓶中，用N2吹干后用去離子水定容，配制成255mg/L敵草快標(biāo)液。

（3）波長掃描及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。

分別取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0mL的敵草快標(biāo)液（255mg/L），去離子水定容至25mL，即得到濃度為1.02、2.04、3.06、4.08、5.10、10.2mg/L的敵草快溶液。

取濃度為3.06mg/L的敵草快溶液進(jìn)行波長掃描，波長掃描范圍為250-350nm。每隔2nm掃描一次，確定敵草快的最大吸收波長。

于最大吸收波長處測定1.02-10.2mg/L的敵草快溶液的吸光度，以敵草快溶液的濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)做其標(biāo)準(zhǔn)曲線（如圖1）。

（4）不同濃度 SDBS 對敵草快在水環(huán)境中降解的影響。

分別以濃度為0，300，600，900，1200mg/L SDBS 溶液為介質(zhì)分別加入1mL敵草快標(biāo)液（255mg/L），定容到25mL容量瓶中放入人工培養(yǎng)箱中，25℃恒溫避光水解.每隔一定時間取其用Unico WFUV-2100型分光光度計測吸光度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得出敵草快各時段的濃度從而得出水解速率常數(shù)K和半衰期T1/2。

（5）不同濃度 CTAB 對敵草快在水環(huán)境中降解的影響。

分別以濃度為0，300，600，900，1200mg/L CTAB 溶液為介質(zhì)分別加入1mL敵草快標(biāo)液（255mg/L），定容到25mL容量瓶中放入人工培養(yǎng)箱中， 25℃恒溫避光水解.每隔一定時間取其用Unico WFUV-2100型分光光度計測吸光度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得出敵草快各時段的濃度從而得出水解速率常數(shù)K和半衰期T1/2。

二、結(jié)果與討論

1.敵草快波長掃描圖和標(biāo)準(zhǔn)曲線

敵草快溶液紫外光區(qū)掃描和標(biāo)準(zhǔn)溶液測定結(jié)果見圖1。由圖1可知敵草快在250—350nm紫外區(qū)的最大吸收波長為310nm， 在310nm波長條件下測定敵草快標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（C）與吸光度（A）呈線性關(guān)系，其關(guān)系式為：y=0.0522x-0.0018。

2.表面活性劑對敵草快水解影響的測定結(jié)果

將不同表面活性劑對敵草快的水解影響的實驗數(shù)據(jù)整理，分析建模，用一級化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程：Ct=C0×e-Kt來擬合敵草快的水解行為。式中：Ct：t時刻的農(nóng)藥濃度（mg/L），C0：0時刻的農(nóng)藥濃度（mg/L），K：水解速率常數(shù)（d-1），t：反應(yīng)時間（d），半衰期T1/2=ln2/K（d）。經(jīng)計算得速率常數(shù)K和半衰期T1/2，其結(jié)果見表1

從表1的數(shù)據(jù)結(jié)果來看，在沒有表面活性劑存在的條件下，敵草快的水解能較好的用一級化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程來擬合，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.8009；而在不同類型表面活性劑中敵草快的水解并不全都符合一級化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程，當(dāng)陽離子型表面活性劑CTAB存在于敵草快溶液中時，敵草快的水解用一級化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程來擬合的相關(guān)系數(shù)很差，當(dāng)CTAB的濃度從0mg/L增大到1200mg/L時，擬合的相關(guān)系數(shù)從0.8009逐漸下降到0.0560。endprint