THE DEGRADATION OF TRIAZINE AND URACIL HERBICIDES IN SOIL

Summary. The rates of degradation of three triazine and two uracil herbicides were followed at 13·2 and 31·2°C in one soil. Soil was treated with 8 ppm of 2-chloro-4-ethyl-amino-6-isopropylamino-1,3,5-triazine (atrazine), 2-chloro-4,6-bisethylamino-1,3,5-triazine (simazine), 2-mcthylthio-4-ethylamino-6-isopropylamino-1,3,5-triazine (ametryne), 3-sec-butyl-5-bromo-6-methyluracil (bromacil) and 3-tert-butyl-5-chloro-6-methyluracil (terbacil) and monthly samples analysed chemically to determine the amounts remaining. Evaluation of the rate constant at two temperatures permitted calculation of the energy of activation from the Arrhenius equation. It was determined to a first approximation that soil degradation followed a first order rate law with no lag period and that the rate could be related to molecular structure. The energies of activation in kcals/mole were: atrazine 10-8, simazine 9-2, ametryne 6-1, bromacil 3-0, and terbacil 6-1. These values suggest breakage of the common carbon-chlorine bond in atrazine and simazine but breakage of a different bond in ametryne. Examination of bond energies and known mechanisms of breakdown for triazines supported the hypothesis of breakage of the bond at the two position. The data on decomposition of the uracils indicate that the carbon-halogen bond was broken in each molecule. Degradation des triazines et des uraciles herbicides dans le sol Resume. Les taux de degradation de trois triazines et de deux uraciles herbicides ont ete observes α 13,2 et 31,2° C dans un sol. Ce sol a ete traitea la concentration de 8 ppm avec la 2-chloro-4-ethyIainino-6-isopropylamino-1,3,5-triazine (atrazine), la 2-chloro-4,6-bisethylamino-l,3,5-triazine (simazine), la 2 methylthio-4-ethylamino-6-isopropylamino-1,3,5-triazine (ametryne), le 3-sec-butyl-5-bromo-6-methyluracile (bromacil) et le 3-tert-butyl-5-chloro-6-methyluracile (terbacil). Des echunlillons ont ete analyses chimiquement tous les mois pour determiner les residus. L'evaluation du taux constant a deux temperatures a permis le calcul de l'energie d'activation d'apres l'equation d'Arrhenius. Selon une premiere approximation, la degradation a suivi une loi de taux de premier ordre sans periode de retard et le taux peut etre reliea la structure moleculaire. Les energies d'activation en kcals/mole furent: atrazine 10,8, simazine 9,2, ametryne 6,1, bromacil 3,0 et terbacil 6,1. Ces valeurs suggerent une rupture d'une liaison carbone-chlore dans I'atrazine et la simazine mais la rupture d'une liaison differente dans l'ametryne. L'examen des energies de liaison et des mecanismes connus de degradation pour les triazines amene a formuler l'hypothese de la rupture d'une liaison en position deux. Les resultats relatifs aux uraciles indiquent tjue la liaison carbone-halogene a ete rompue dans chaque molecule. Der Abbau von Triazin- und Uracilherbiziden im Boden Zusammenfassung. Die Abbaurate von 3 Triazin- und 2 Uracilherbiziden im Boden wurde bei 13,2 und 3l,2°C untersucht. Aus dem mit 8 ppm 2-Chlor-4-athylamino-6-isopropylamino-1,3,5-triazin (Atrazin),2-Chlor-4,6-bisathylamino-[3,5-lriazin (Simazin), 2-Methyllhio-4-athylamino-6-isopropylamino-1,3,5-triazin (Ametryn), 3-scc-Butyl-5-brom-6-methyluracil (Bromacil) und 3-tert-Butyl-5-chlor-6-methyluracil (Terbacil) behandelten Bodenruckstanden wurden monatlich Proben entnommen und chemisch die Ruckstande erniittelt. Die Bestimmung der Geschwindigkeitskonslantcn bei zwei Temperaturen eriaubte die Borechnung der Aktivicrungscnergic nach der Arrhenischen Gleichung. In erster Annaierung verlief der Abbau als Prozcss erster Ordnung ohne Latenzphase und die Abbaurate stand in Beziehung zur Struktur des Molekuls. Die Aktivierungsenergie betrug fur Atrazin 10,8, Simazin 9,2, Ametryn 6,1, Bromacit 3,0 und Terbacil 6,1 kcal/Mol. Diese Werte lassen fur Simazin und Atrazin einen Bruchder der bcide Herbizide gemeinsamen Kohlensloff-Chlorbindung vermuten, wahrend im Falle des Ametryn eine andere Bindung hiervon betroffen war. Die Prufung der Bindungsenergien und der bekannten Abbau me chanismen bei Triazinen unterstCitzcn die Hypothcse, dass der Bruch in der 2-Position erfolgte. Die Ergebnisse fur die Uracile deuten darauf hin, dass bei beiden Molekuien der Abbau an der Kohlenstoff-Halogenbindung ansetzte.