典型有機殺菌藥物在環(huán)境中由OH引發(fā)的降解機理及動力學研究.pdf

1、有機化學藥物在當今人類的生產(chǎn)和生活中用量巨大，這些化學藥物起到了抗菌殺菌的作用，對人類和農(nóng)作物的健康具有重要意義，但同時也大量排放到環(huán)境當中，在大氣、水、土壤中不斷被檢測到。這類物質(zhì)在環(huán)境中能夠進一步遷移、轉(zhuǎn)化和富集，危害生態(tài)安全和人類健康。目前環(huán)境中的藥物污染表現(xiàn)出了難降解，在環(huán)境中存在形式多樣，以及降解環(huán)境復雜的特點。個人護理用品(PPCPs)和具有POPs性質(zhì)的農(nóng)藥作為新型有機污染藥物被廣泛關(guān)注。
　　本文選取個人護理用品添

2、加劑三氯生、抗生素藥物左氧氟沙星、和有機氯農(nóng)藥林丹作為研究對象。選取具有強氧化性的OH自由基作為引發(fā)劑，重點研究它們在OH自由基存在條件下的降解機理，為環(huán)境降解和廢棄物處理提供了計算依據(jù)。全文采用了量子化學高精度密度泛函的方法（Density FunctionalTheory，DFT），在MPWB1K/6-311+G(3 df,2p)//MPWB1K/6-31+G(d，p)水平下重點計算了這三種物質(zhì)由OH引發(fā)的降解路徑，給出了熱力學數(shù)據(jù)

3、和動力學常數(shù)，得到一些重要結(jié)論:
　　1.三氯生在氣相條件下的OH降解機理和動力學研究。
　　作為一種廣譜殺菌劑，三氯生被大量用于生產(chǎn)和生活中，排放到環(huán)境中可對環(huán)境產(chǎn)生危害和污染。為了研究其在環(huán)境中的降解轉(zhuǎn)化過程，量子化學計算的方法被用來計算其反應過程，并使用變分過渡態(tài)理論計算了其動力學數(shù)據(jù)。計算了OH引發(fā)的加成和抽提兩條反應路徑，并且研究了其進一步分解成酚類、醛類和其他易降解物質(zhì)的反應。研究了三氯生在環(huán)境中轉(zhuǎn)化成為二噁英、

4、呋喃、和多氯聯(lián)苯的降解機理和反應路徑，表明三氯生在環(huán)境中可以轉(zhuǎn)化成為毒性更大的持久性有機污染物，給環(huán)境帶來潛在污染。在298.15 K時，加成反應和抽提反應的反應比例分別是kadd/ktotal=0.955和kabs/ktotal=0.045。說明加成反應是三氯生由OH引發(fā)的降解的主要反應，同時三氯生的抽提反應可在環(huán)境中進一步反應，轉(zhuǎn)化成為二噁英。
　　2.林丹在大氣中的光催化反應機理研究
　　研究了OH自由基引發(fā)的林丹在大

5、氣中光降解反應的機理。使用密度泛函(DFT)理論計算提出了林丹在大氣中的鏈式反應機理。給出了每一降解步驟的勢壘和反應熱數(shù)據(jù)。同時用量子化學計算方法證明林丹脫Cl無法直接從鏈式結(jié)構(gòu)直接脫去HCl得到，給出了合理的脫C脫Cl機理，明確了林丹在大氣中降解礦化的路徑。
　　3.左氧氟沙星在水中由OH引發(fā)的降解反應機理研究
　　高級氧化方法可應用于左氧氟沙星的降解。利用OH自由基的高氧化活性可有效的去除水中的抗生素。研究OH自由基降解