气候变化导致农业中农药和肥料的使用增加,从而导致接收农业径流的水生生态系统中农药和硝酸盐水平升高。sunbet申搏环境与健康研究院殷冉副教授提出了一种原位利用硝酸盐光化学控制水中农药类新污染物的新机制。本研究证明了远紫外光(UV222)对硝酸盐的光解可以迅速降解表层水中的四种农药,其降解速率常数比UV254对硝酸盐的光解高出37.1至144.75倍。农药降解的改善不仅归因于UV222相比于UV254的增强直接光解,还与UV222/硝酸盐过程中新生成的羟基自由基(HO•)和活性氮物种(例如,NO2•和ONOO–)的增加有关。研究小组测定了222 nm下硝酸盐光解的固有量子产率,并将这些值纳入动力学模型,从而能够准确预测硝酸盐的光降解和反应物种的生成。虽然活性氮物种在UV222/硝酸盐过程中主要促进农药降解,但它们也导致硝化副产物的形成。通过使用稳定同位素标记的硝酸盐(15NO3–)结合质谱,研究小组确认这些硝化副产物是由硝酸盐光解生成的活性氮物种形成的。此外,研究小组还证明,UV222/硝酸盐过程在真实表层水中增加了高毒性氮氯化产品(例如,三氯硝基甲烷)在后氯化过程中的形成潜力。
研究结果以“Reactive Nitrogen Species Generated from Far-UVC Photolysis of Nitrate Contribute to Pesticide Degradation and Nitrogenous Byproduct Formation”为题,11月6日发表于环境领域顶级期刊Environmental Science & Technology(论文链接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.4c05332)。sunbet申搏环境与健康研究院殷冉副教授为论文第一和通讯作者。本研究得到了基础科学中心项目、江苏省青年基金项目和中央高校基本科研业务费国际合作项目的支持。