過(guò)氧化氫酶去除土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥機(jī)理探究畢業(yè)論文附冊(cè)(編輯修改稿)
2024-07-10 18:33 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 些特定酶來(lái)降解有機(jī)農(nóng)藥，常見(jiàn)的能用于生物修復(fù)的酶主要有水解酶和氧化還原酶。前者有磷酸酶及對(duì)硫磷酯酶等，水解酶水解產(chǎn)物的毒性通常已經(jīng)降低；后者包括過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶，過(guò)氧化物酶可由植物與微生物分泌產(chǎn)生，多酚氧化酶主要有酪氨酸酶和漆酶。上述酶可通過(guò)氧化、還原及脫 H及水解等方式將農(nóng)藥分解成結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單的小分子化合物 [6]。本次研究采用了過(guò)氧化氫酶來(lái)修復(fù)土壤，研究并測(cè)量過(guò)氧化氫酶對(duì)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的去除率和初步探索其去除機(jī)理。 三、結(jié)論 過(guò)氧化氫酶去除硫丹和菊酯兩種農(nóng)藥的最佳實(shí)驗(yàn)條件為：反應(yīng)溫度 35℃、反應(yīng) pH 為 最佳反應(yīng)時(shí)間為 16h、最適宜的反應(yīng)酶濃度為 40mg/l。在最優(yōu)條件下，以過(guò)氧化氫酶修復(fù)土壤去除土壤中的中的揮發(fā)性有機(jī)氯農(nóng)藥可以達(dá)到很好的效果，且對(duì)操作反應(yīng)條件要求不高，該方法對(duì)兩種農(nóng)藥去除率均達(dá)到很高，能夠有效地投入使用。 根據(jù)過(guò)氧化氫酶對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥的去除原理，利用擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、擬二 級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，來(lái)研究不同酶濃度下過(guò)氧化氫酶對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥去除的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，對(duì)比模型的決定因子 R2值，擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合參數(shù)為最優(yōu) （硫丹 R2=，菊酯 R2=），說(shuō)明過(guò)氧化氫酶對(duì)土壤的修復(fù)作用更符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)。 在動(dòng)力學(xué)探究的基礎(chǔ)上，得到該反應(yīng)符合二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，且得到最優(yōu)條件35℃即 308K，酶濃度 40mg/l 時(shí)化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)為 （硫丹）； （菊酯）。化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，故在探究熱力學(xué)參數(shù)時(shí)首先探究在不同溫度梯度時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)。再根據(jù)相應(yīng)公式計(jì)算出該反 應(yīng)熱力學(xué)參數(shù)。 根據(jù)表可知，在以上五個(gè)溫度下，該反應(yīng)的吉布斯自由能Δ G0 均小于零 ,說(shuō)明該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。在達(dá)到酶的最佳活性溫度之前，隨著溫度的升高，Δ G0逐漸降低，說(shuō)明溫度越高越有利于該反應(yīng)進(jìn)行，Δ H00,說(shuō)明該反應(yīng)是吸熱過(guò)程，故也符合溫度越高越有利于該反應(yīng)進(jìn)行。同時(shí)還可以看出此過(guò)程Δ S00,說(shuō)明過(guò)氧化氫酶對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥的修復(fù)是熵增的過(guò)程，更促進(jìn)了該反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。 參考文獻(xiàn)： [1] 胡家朋 ,吳代赦 ,肖麗盈 ,劉瑞來(lái) ,饒瑞曄 ,賴文亮 . 羥基磷灰石的制備及其對(duì)水中氟離子的吸附 [J].環(huán)境工程學(xué)報(bào) ,2021， 09(4):18231830. [2] 陳菊 ,周青 .土壤農(nóng)藥污染的現(xiàn)狀與生物修復(fù) [J].生物學(xué)教學(xué) ,2021,31(11). [3] 李培軍 ,張海榮 ,孫鐵桁等 ,有機(jī)污染土壤修復(fù)原理與技術(shù) [M]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社 ,2021. [4] 陳耀華 ,葛成軍 ,林偉 .有機(jī)氯農(nóng)藥污染土壤的修復(fù)研究進(jìn)展 [J].華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) ,2021,12(4). [5] 羅軍 ,王成剛 ,廖華 ,胡月玲 ,陳志良 .土壤有機(jī)農(nóng)藥污染的降解機(jī)理與生物修復(fù)技術(shù) [J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備 ,2021. [6] 張建 ,柴多里 .淺談化學(xué)農(nóng)藥的污染 與治理 [J].廣東化工， 2021. [7] 王璐 .土壤農(nóng)藥污染的生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)展 [J].內(nèi)江科技 ,2021. [8] 朱遐 . 生物修復(fù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景 [J].生物技術(shù)通報(bào) ,2021. 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告 生態(tài)與資源工程 學(xué)院 2021 屆 化學(xué)工程與工藝 專業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 課題名稱 過(guò)氧化氫酶去除土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥機(jī)理探究 一、本課題的研究背景、意義，在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，尚待研究的問(wèn)題 有機(jī)氯農(nóng)藥是一類有代表性的持久性有機(jī)污染物 ,他們具有半揮發(fā)性、持久性 和高毒性 ,并能通過(guò)食物鏈在生物體中富集。有機(jī)氯農(nóng)藥可以在不同的環(huán)境介質(zhì)間遷移 ,并能在大氣環(huán)境中進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸 ,導(dǎo)致大范圍乃至全球性的環(huán)境污染。早在 20 世紀(jì) 70 年代 ,西方發(fā)達(dá)國(guó)家就意識(shí)到有機(jī)氯農(nóng)藥在環(huán)境中的殘留危害進(jìn)而禁止對(duì)其的使用 ,我國(guó)也在 1983 年禁止了有機(jī)氯農(nóng)藥的生產(chǎn)和使用。但由于過(guò)去的時(shí)間里有機(jī)氯農(nóng)藥的使用量大 ,而它們的難降解和持久性特征使得這些有機(jī)氯農(nóng)藥在環(huán)境中降解緩慢、并且長(zhǎng)時(shí)間滯留。因此 ,有機(jī)氯農(nóng)藥仍然是環(huán)境中檢出率最高的一類持久性有機(jī)污染物。有機(jī)氯農(nóng)藥隨食物鏈積累最終有可能達(dá)到人體，損害人類健康 。故研究一種能夠有效去除有機(jī)氯農(nóng)藥修復(fù)土壤的方法刻不容緩。 全球農(nóng)業(yè)因病、蟲、草三害而造成的糧食損失占每年糧食總產(chǎn)量的一半左右。有機(jī)農(nóng)藥的使用大概可以挽回其中 30 %的損失。目前，全球生產(chǎn)和使用的有機(jī)農(nóng)藥已達(dá) 1300 多種，其中廣泛使用的約為 250多種。我國(guó)已邁入世界農(nóng)藥生產(chǎn)大國(guó)， 1994年我國(guó)農(nóng)藥產(chǎn)量為 2616萬(wàn) t ，約占世界農(nóng)藥總產(chǎn)量的 1/10。在未來(lái)一定時(shí)間內(nèi)，有機(jī)農(nóng)藥仍是保證產(chǎn)量、增產(chǎn)和維持糧食穩(wěn)定增長(zhǎng)的重要手段；同時(shí)有機(jī)農(nóng)藥用帶來(lái)的環(huán)境污染引起了廣泛的關(guān)注，農(nóng)藥污染已成為農(nóng)業(yè)發(fā)展研究的重題與熱點(diǎn) 問(wèn)題。 對(duì)受污染的土壤實(shí)施基本處理和修復(fù)，可以阻斷污染物進(jìn)入食物鏈，防止對(duì)人體造成損害，促進(jìn)土地資源的保護(hù)和可持續(xù)利用。酶修復(fù)是通過(guò)直接利用某些特定酶來(lái)降解有機(jī)農(nóng)藥，常見(jiàn)的酶有水解酶和氧化還原酶。 前者有磷酸酶及對(duì)硫磷酯酶等，水解酶水解產(chǎn)物的毒性通常已經(jīng)降低；后者包括過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶，過(guò)氧化物酶可由植物與微生物分泌產(chǎn)生，多酚氧化酶主要有酪氨酸酶和漆酶。上述酶可通過(guò)氧化、還原及脫 H 及水解等方式降解農(nóng)藥。故本研究采用了過(guò)氧化氫酶作為修復(fù)酶，酶修復(fù)是有效、可行與可靠的一種修復(fù)技術(shù)，國(guó)外研究較多，我國(guó)起步略 晚。所以酶吸附技術(shù)具有很好的發(fā)展前景。 二、完成任務(wù)的研究思路和方案 首先對(duì)所有材料進(jìn)行配置：例如酶濃度的配置，有機(jī)氯農(nóng)藥的選擇，污染土壤的制備 研究思路是在探究出反應(yīng)最佳條件后再對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步探究 根據(jù)大量參考文獻(xiàn)得出土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥
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