研究报告
赵擎,张学维,周润生,宋哲,严佳颖,周磊,修光利.过一硫酸盐降解毒死蜱[J].环境科学学报,2020,40(4):1214-1222
过一硫酸盐降解毒死蜱
- The degradation of chlorpyrifos by peroxymonosulfate
- 基金项目:国家自然科学基金(No.21806037)
- 赵擎
- 1. 国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室, 华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237;2. 上海市环境保护化学污染物环境标准与风险管理重点实验室, 华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237
- 张学维
- 国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室, 华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237
- 周润生
- 国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室, 华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237
- 宋哲
- 国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室, 华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237
- 严佳颖
- 国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室, 华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237
- 周磊
- 1. 国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室, 华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237;2. 上海市环境保护化学污染物环境标准与风险管理重点实验室, 华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237;3. 上海污染控制与生态安全研究院, 上海 200092
- 修光利
- 1. 国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室, 华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237;2. 上海市环境保护化学污染物环境标准与风险管理重点实验室, 华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237;3. 上海污染控制与生态安全研究院, 上海 200092
- 摘要:本研究采用过一硫酸盐降解有机磷农药毒死蜱,系统地考察了降解过程的动力学、降解产物、降解机制及其生态毒性风险.结果表明,过一硫酸盐能有效降解水溶液中的毒死蜱.过一硫酸盐降解毒死蜱的体系中起作用的不是SO4·-和·OH等活性自由基,而是过一硫酸盐本身.提高过一硫酸盐投加量会促进毒死蜱的降解;碱性条件有利于其去除过程;离子强度的升高会抑制毒死蜱的降解;腐殖酸的存在也会抑制毒死蜱的降解,但其仅在高腐殖酸浓度时呈现明显的抑制作用.产物鉴定表明,过一硫酸盐直接降解毒死蜱主要有去乙基化、PS的氧化和C—O的断裂3条途径.经ECOSAR生态毒性模型预测发现毒死蜱的降解产物对鱼、水蚤和绿藻的生物毒性均低于毒死蜱母体.研究表明,过一硫酸盐可以作为水处理中降解毒死蜱的有效手段,为去除水体中毒死蜱的实际应用提供了可行性依据.
- Abstract:The present work was designed to remove chlorpyrifos, a typical organophosphorus pesticide in aquatic system by direct oxidation of peroxymonosulfate. Oxidation kinetics, products, mechanism and potential ecotoxicity of the degradation products were investigated systematically. The experimental results revealed that PMS can effectively oxidize chlorpyrifos in aqueous solution. The removal of chlorpyrifos was mainly attributed to the direct oxidation by peroxymonosulfate rather than reactive oxygen species such as SO4·- and ·OH. Increasing peroxymonosulfate level could lead to faster chlorpyrifos degradation, and alkaline conditions were beneficial to the removal process. The increase of ionic strength inhibited the degradation of chlorpyrifos. In addition, the presence of humic acid exhibited a detrimental effect on chlorpyrifos decay, and the inhibitory effect was exacerbated at high humic acid concentrations. Products identification indicated that the main pathways for chlorpyrifos degradation included deethylation, oxidation of PS bond and C—O bond cleavage. Using ECOSAR ecotoxicity model, the biological toxicity of all the identified products was found to be lower than that of chlorpyrifos to fish, leech and green algae. Our contribution suggests that PMS can be appiled as an effective means for chlorpyrifos degradation and detoxication. These findings would also provide a feasible basis for the practical application of peroxymonosulfate to remove chlorpyrifos from water.