法医毒物实践中五种除草剂光催化降解研究进展

法医毒物实践中五种除草剂光催化降解研究进展

陈传治

昆明锦康司法鉴定中心，650051

摘要：在农业现代化的进程中，除草剂的应用范围不断扩大，用量不断增长。除草剂喷施以后可通过喷雾漂移、灌溉、大气沉降和径流等综合作用进入环境水体。水中残留的除草剂不仅对动植物有毒性作用，并且最终对人类的健康和生态环境造成威胁。例如，难以被生物降解的除草剂残留经生物富集作用后可能致癌致畸、神经中毒、对细胞生长产生抑制作用、影响生物繁殖等，因此如何有效清除水体中的除草剂污染问题成为人们日益关注的焦点。本文将重点对光催化降解法医毒物实践中五种除草剂的研究情况进行综述。

关键词：除草剂；光催化降解；进展

1除草剂光催化降解性能与机理

1.1百草枯

百草枯是一种快速灭生性除草剂，具有触杀作用和一定的内吸作用，能迅速被植物绿色组织吸收，使其枯死。百草枯属剧毒类农药，且无特效解毒药，口服中毒死亡率极高，会对人体的肺、肝脏和肾脏有较大的损害作用。疑似百草枯中毒者，活体可取血液、尿液等进行检测。疑似百草枯中毒致死者，要特别注意提取肺组织供检测。高效液相色谱法(HPLC)是检测百草枯的常用分析方法，因其结构中含有离子对，流动相常需添加氨类改性剂和离子对试剂，调节PH为2~4，方能改善因易与C18结合而发生的“拖尾”现象。

相关研究比较了纯品P25Ti02和2.5wt%W掺杂Ti02在相同PH值和最适底物浓度条件下对百草枯的降解效果。研究发现2.5wt%W掺杂Ti02在PH为6.5,，催化剂用量为1gL-1时，对浓度为25PPm的百草枯降解率可达到98%，高于纯品P25Ti02的降解效果。

1.2五氯苯酚

五氯苯酚因其具有良好的木材防腐作用和高效的生物杀灭性而被广泛应用于工农业生产。氯代苯酚由于其C—C1键的稳定性，因而生物及物理方法很难对其完全清除。PCP因其毒性和致癌性美国环境保护署已将其列为重点污染物，1999年被国际癌症研究机构列为人类可疑致癌物，并于2017年被国际癌症研究机构列为一类致癌物。急性中毒者显著病症为体温上升，高达40℃，大汗淋漓，可引起肺部水肿，失水及酸中毒，可于24h内死亡。将检材酸化后，用苯、氯仿等提取五氯酚，采用气相色谱/质谱联用仪可进行检测分析。

相关研究合成了α－Fe203/Zn0复合光催化剂降解PCP。α－Fe203的加入将Zn0的光吸收范围从紫外光区扩展到可见光区，同时抑制了光生电子和空穴的复合，因此相较于纯品Zn0，α－Fe203/Zn0复合光催化剂对PCP具有更高的光催化活性。

1.32，4－二氯苯氧乙酸

2，4－二氯苯氧乙酸是一种激素调节剂类除草剂。其主要用于防治谷物类农田中的阔叶杂草，是一种高风险污染物，对心脏和中枢神经系统有损害作用，且对人类和动物有致癌作用。它可通过多种途径进入人体，并在体内广泛分布，但无优先蓄积部位.采用气相色谱/质谱联用仪可进行检测分析。

相关研究制备了W03/MIL-53(Fe)双功能复合材料，由于W03和MIL-53(Fe)之间的协同作用，有效抑制了光生电子(e－)和空穴(h＋)的复合，从而提高了光生载流子的分离.相同实验条件下，与纯品W03和纯品MIL-53(Fe)相比，W03/MIL-53(Fe)双功能复合材料具有最高的2，4－D光催化降解效率，活性物质主要为h＋。

1.4草甘膦

草甘膦是一种广泛应用于农业生产的有机磷类除草剂。过度使用可造成土壤、水源和食物的污染，可引起严重的急慢性毒理学效应。草甘膦及其代谢物无生色团或荧光基团，因此需进行柱前或柱后衍生化才能用HPLC测定。

相关研究合成了由β－CD，O－C3N4，MoS2组成的新型夹层复合光催化剂，用于GP的光催化降解。复合光催化剂的层状结构使得催化剂有较高的可见光吸收性能，更多的表面活性位点和较低的e－与h＋的复合率。自由基清除实验证明O2－。是主要的活性物质。

1.5阿特拉津

阿特拉津又叫莠去津，是一种被广泛应用于控制玉米田间杂草的三嗪类除草剂。阿特拉津是一种内分泌干扰物，对人类健康方面的负面影响有癌症、生殖缺陷、内分泌紊乱。HPLC是检测阿特拉津的常用分析方法。

相关研究用水热法合成Pd/ZnWO4纳米复合材料降解水中阿特拉津。其中1.65%wtPd/ZnWO4纳米复合材料的孔径分布为62nm左右，带隙低、比表面积大且e－与h＋复合率低，因而具有最高的光催化活性。在其它实验条件不变的情况下当Pd/ZnWO4纳米复合材料中Pd的质量分数从0增加到1时系统对阿特拉津的光催化效率随之从72%显著提高到100%。阿特拉津最终可被Pd/ZnWO4纳米复合材料完全降解为CO2，C1－，NO3－和H2O。

2除草剂光催化降解研究展望

农药残留对环境和人类健康造成严峻的威胁，通过光催化途径降解各种农药，是解决农药污染的有益探索。目前光催化技术研究重点在于进一步拓宽其可见光的吸收光谱、提高量子效率、通过生成异质结或构建Z－directscheme结构复合材料减少光生电子和空穴的复合、延长催化剂的寿命及简化其回收再利用从而提高光催化技术的氧化降解效率和可操作性。未来光催化技术还可通过采用非均相反应、以及与多种技术诸如超声、离子束、fenton氧化、电化学氧化技术等联合使用等以期达到更高的综合催化效率，向着产业化的方向发展。

参考文献

[1]廖林川，王玉瑾，刘俊亭.法医毒物分析[Ｍ].第5版.北京:人民卫生出版社，2016:262－263.

[2]蔡云东.软性材料负载的改性TiO2对水中除草剂的光催化降解[Ｄ].南京:东南大学，2019.