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农药氯氰菊酯的生物降解规律研究

董园  
【摘要】:农药氯氰菊酯疏水性大,性质稳定,半衰期较长,在农田环境中易造成农药残留积累,环境污染问题严重。生物降解氯氰菊酯不会造成后续污染,是一种安全有效的处理方法。 本文利用实验室自有菌株--铜绿假单胞菌GF31截取分子量大于10kDa的胞外粗酶用于氯氰菊酯的降解,温度在20~60℃之间,pH值在5.0~9.0范围内,粗酶都能保持较好的降解活力,最适温度约为60℃左右,最适pH7.0左右。 分析了不同浓度、pH值、温度条件下的降解进程、并进行动力学模拟,结果表明:反应速率符合Michaelis-Menten公式,经实验测定求出米氏常数Km是30.38μg·L-1,最大降解速率Vmax是33.78μg·(L·min)-1。在不同pH值、温度条件下农药降解符合一级动力学模型和动态非线性动力学模型,一级动力学模型相关系数R2大于0.9,非线性动力学模型相关系数R2大于0.97。pH5.0~9.0实测数据与两种拟合曲线的吻合度都较好,酶促降解动力学过程具有较宽的pH适应范围;不同温度对降解进程的模拟效果,相比而言,非线性动力学拟合程度更高。 测定外加营养源的铜绿假单胞菌GF31对氯氰菊酯的生物降解规律,可知铜绿假单胞菌GF31能够以50mg·L-1的氯氰菊酯作为唯一碳氮源生长,其降解率是35.41%。无机盐培养基中添加硫酸铵、葡萄糖、蛋白胨均能提高氯氰菊酯降解率,尤其以添加蛋白胨效果最明显,7d后降解率达到81.00%。 经GS-MS对产物检测分析,判定氯氰菊酯首先降解成二氯菊酸和间苯氧基苯甲酸,然后进一步分解。无论是酶促降解还是菌体GF31降解,二氯菊酸和间苯氧基苯甲酸浓度均在降解过程中先增大后减小,其中酶促降解的中间产物再次降解的起始时间比菌体降解提前。


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