高级氧化处理程序对除草剂丁基拉草及乐灭草之降解

高級氧化處理程序對除草劑丁基拉草及樂滅草之降解PhotodegradationofHerbicidesButachlorandOxadiazonUsingAdvancedOxidationProcesses研究生:劉碧松BisongLiu指導教授:林耀堅Yaw-JianLin[摘要摘要]近幾年來，農藥在臺灣的使用量隨著食物需求量的增加而提高，其中丁基拉草與樂滅草為台灣廣為施用的兩種除草劑，且其在環境中具有安定性高、殘留期長之特性，在水中屬於持久性的污染物。利用光解處理農藥等有機污染物質是一種值得開發的技術，因光解為自然環境中污染物降解的重要途徑之一。而本研究乃利用直接光解與高級氧化處理程序的二氧化鈦光催化法和photo-Fenton程序處理水溶液中的農藥，其中測試的反應參數包括污染物濃度、不同材質的反應器、不同光源、光照時間、H2O2與Fe2+的劑量和pH值，繼而探討其在不同反應情況下，除草劑之光催化降解速率、降解速率常數、半衰期、礦化程度以及降解前後毒性的變化，並將實驗數據資料利用統計軟體Statistix®(V2.0)加以分析及比對其間之關係。由結果發現丁基拉草或樂滅草無論在直接光解或二氧化鈦光催化程序中，當濃度提高，其反應速率亦隨著增加。在直接光解中，反應器材質以紫外光搭配石英對丁基拉草與樂滅草處理的效果最佳。而處理方法中，以photo-Fenton對丁基拉草與樂滅草降解的效果最佳。在直接光解與二氧化鈦程序中丁基拉草與樂滅草之濃度會隨著光照時間的增加而減少，但其毒性抑制率卻只有些微的變化，可能為光解所產生之中間產物更具毒性所導致。丁基拉草與樂滅草於直接光解與二氧化鈦程序中，TOC隨著光照時間的增加而減少；但在photo-Fenton系統中，TOC卻隨著光照時間的增加而增加，可能為中間產物不穩定所造成；丁基拉草與樂滅草於直接光解與二氧化鈦程序中，其Cl-產量隨著光照時間的增加而增加，表示去氯作用為丁基拉草與樂滅草的降解途徑之一。關鍵字:丁基拉草、樂滅草、高級氧化處理程序、二氧化鈦、毒性【Abstract】Inthepastfewdecades,thereissignificantincreaseofpesticideusagetosupporttheincreasingdemandoffoodproductioninTaiwan.ButachlorandoxadiazonarethemostwidelyusedherbicidesinTaiwan.Duetotheirrelativelyhighstabilityandretardationfactors,butachlorandoxadiazonwerepersistentenvironmentalpollutantsinwaters.Thetreatmentoforganiccontaminantssuchaspesticidesthroughphotodegradationisavaluabletechnique.Butachlorandoxadiazonsamplesinwaterweretreatedusingdirectphotodegradation,TiO2photocatalysisandphoto-Fenton.Theexperimentalfactorsincludepesticideconcentrations,reactionvessles,differentlightsources,exposuretime,H2O2andFe2+concentrationsandpHonthedegradationofbutachlorandoxadiazon.Degradationrates,rateconstant,halflives,degreeofmineralizationandtoxicityhavebeenstudied.Thedegradationrateshadbeenincreasedwiththeincreaseofpesticideconcentrations.UsingquartzvesselsandUVcanefficientlydegradebutachlorandoxadiazon.Photo-Fentonisthebestmethodtodegradebutachlorandoxadiazon.Thetoxicityofsamplesonthedirectandindirectphotodegradationshowedonlyslightlydifferencewiththeincreaseofexposuretime.Inthemineralizationofbutachlorandoxadiazon,withtheexpo