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有机磷农药残留的生物降解和OPH法检测研究

王丽红  
【摘要】:有机磷农药是农业生产中使用最为广泛的一大类农药,它的大量应用引发了环境污染,进而影响人类健康等一系列问题。当前,解决有机磷农药的环境残留问题,采用有机磷降解菌和水解酶来检测与降解应该是一条较为合适、有效的途径。本文一方面从微生物和酶两个不同的角度探求降解有机磷农药残留的方法,以降低水体和土壤有机磷农药的污染;另一方面初步探索有机磷农药残留的酶法快速检测,为水体环境和蔬菜、水果食品中有机磷农药残留的检测提供有效的分析手段。具体研究内容如下: 为给降解三唑磷残留提供有效的微生物源,从三唑磷生产厂周围的土壤中筛选出了一株能高效降解三唑磷的细菌。经鉴定,此细菌的种属为Klebsiella sp.,在pH=7.0-8.0,温度32-37℃的范围内生长良好;该菌在以三唑磷为唯一碳源或唯一氮源生长的同时实现降解,三唑磷为唯一氮源时的生长和降解速率远高于唯一碳源的情况,实验结果表明,甲醇为外加碳源,三唑磷为唯一氮源是最佳的培养基设计;降解途径的研究表明:降解菌首先将三唑磷水解,然后将其水解产物1—苯基—3—羟基—1,2,4—三唑进一步降解。 除微生物降解之外,本论文从酶降解的角度研究了生物法降解有机磷农药残留。首先,采用(NH_4)_2SO_4分级沉淀、脱盐处理、SephadexG-100凝胶层析的分离纯化流程,从有机磷水解酶粗粉中分离纯化出了高纯度的有机磷水解酶。然后,研究固定化酶降解甲基对硫磷,从不同材料的膜载体固定有机磷水解酶的比较中,发现亲水膜比疏水膜适合作固定化酶载体;在此基础上,将有机磷水解酶固定在聚醚砜微滤膜上,并制成酶膜生物反应器,用于降解甲基对硫磷;戊二醛化学交联法固定时,酶液与10%牛血清白蛋白溶液的比例在3:1~2:1,与交联剂的比例在7:2~7:4范围内,固定化效果较好,并发现牛血清白蛋白和膜载体有降低酶活损失的作用;将固定化的酶膜装于酶膜反应器降解甲基对硫磷,实验结果表明:反应器的降解速率与固定化酶量呈正比,也随底物浓度的增加而加快,当流速低时,降解速率随流速增大而加快,到7ml/min以上时,降解


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