毒死蜱的微波辅助无极汞灯光降解机理研究

毒死蜱是目前全球应用最广泛的有机磷杀虫剂之一,光化学降解是其主要的环境降解途径.文章研究了毒死蜱在水相中微波辅助无极汞灯(MW-EDML)下光降解过程,并应用LC-MS法对其降解产物进行了鉴定.同时,采用量子化学方法中的密度泛函数方法B3LYP/6-31G(d)基组计算了毒死蜱的量子化学参数,探讨了其光降解特性与分子结...     

基于计算模拟与响应面分析漆酶对己烯雌酚的降解作用

己烯雌酚（Diethylstilbestrol,DES）作为水环境中最具雌激素活性的合成化合物之一,其给生物体和环境带来的危害已经引起人们的关注.本研究首先通过分子对接与分子动力学模拟从理论上分析漆酶与DES的相互作用;其次通过实验分析其降解动力学模型及不同反应条件和介质对漆酶催化转化DES的影响;最后使用响应面分析方法优化漆酶-ABTS系统催化转化DES的最佳条件.计算结果表明,漆酶与DES的反应能够自发进行且它们之间主要存在氢键和疏水作用力.实验结果表明,反应6 h左右,50 mg·L^-1的DES的降解率达到93%以上;根据Michaelis-Menten模型得到的动力学参数K_m和V_max分别为36.18 mg·L^-1和45.98 mg·L^-1·h^-1,模型的R²为0.99.漆酶催化降解DES的最佳pH为6,最佳温度为55℃.几种介质中,ABTS对漆酶催化降解DES的作用最强.通过响应面分析发现,在pH=5.5、55.98℃、1.52 mmol·L^-1 ABTS、31.52 mg·L^-1 DES的条件下,反应0.5 h后ABTS-漆酶系统可将DES完全降解.本研究可为漆酶催化转化DES提供理论基础和实验方法.     

锰过氧化物酶(MnP)对农药毒死蜱降解的初步研究

以广泛使用的有机磷杀虫剂毒死蜱为研究对象,利用白腐菌P.sordida YK-624菌株所产锰过氧化物酶(MnP)对其进行生物降解的初步研究。首先比较确定了MnP降解毒死蜱所需要的降解体系,即对于毒死蜱的降解,需要在有机酸(丙二酸)存在的缓冲体系中进行,此体系不需要表面活性剂Tween 80,但必须含有Mn2+和葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖产生的H2O2。随后对主要影响因素的试验结果表明,MnP降解毒死蜱较好的条件是在pH 4.5的丙二酸缓冲体系中含7.5 mmol/L MnSO4、2.5 mmol/L葡萄糖以及40 U葡萄糖氧化酶,温度30℃。此时,400 U/L的MnP可将30 mg/L的毒死蜱经3 d时间降解77.51%。同时,利用GC-MS对毒死蜱酶降解后的产物进行了初步分析,得到1种可能的酶解产物O,O,O’,O’-四乙基二硫代焦磷酸酯,不同于水解和细菌降解途径,值得进行进一步研究。     

两种介体物质在漆酶降解磺胺类抗生素中的作用

通过比较两种介体物质丁香醛(SA)和1-羟基苯并三氮唑(HBT)对漆酶降解5种典型磺胺类抗生素的影响,考察了介体的起始浓度、pH值、反应温度、漆酶起始浓度等因子的影响,得到介体SA对漆酶催化降解磺胺类抗生素的效果更好.在漆酶+SA反应体系中,反应体系pH值为5~6,反应温度为30℃,SA起始浓度为0.5mmol/L,漆酶起始浓度为0.5mg/mL时,漆酶对5种磺胺类抗生素的降解效果最佳,降解去除率在15min时达到75%左右,1h内均达到97%以上. 本研究表明,适当的介体物质可大大提升漆酶对磺胺类抗生素的降解效果.漆酶在介体物质的作用下对抗生素类污染物的生态净化具有良好的应用潜力.     

静电纺丝纤维膜固定化漆酶对水中双酚A的降解性能

采用乳液静电纺丝技术原位固定漆酶,利用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)对载漆酶电纺纤维膜的形貌结构进行表征.载酶电纺纤维呈壳-核结构,平均直径为(650±30)nm,表面有许多纳米级孔道;漆酶被成功包埋固定于纤维内部,且保留了79.8%的酶催化活性.以双酚A(Bisphenol A,BPA)为目标污染物,对比电纺纤维膜固定化漆酶和游离漆酶对BPA的降解性能,考察p H值和温度等因素对BPA降解效率的影响.研究结果表明:在优化条件下,电纺纤维膜固定化漆酶对BPA的降解率达80%左右;与游离漆酶相比,固定化漆酶对p H值和温度均表现出更好的耐受性.这主要是因为漆酶被包埋在纤维内部,纤维的聚合物外壳结构可以保护漆酶,减少外界环境对漆酶的影响,而纤维表面的多孔结构可以为漆酶与BPA的接触反应提供通道.     

漆酶/ABTS介体系统对吲哚的降解研究

采用纯漆酶与介体2,2-连氮-双-(3-乙基苯并噻吡咯啉-6-磺酸)(简称ABTS)组成的漆酶/ABTS介体系统对低浓度吲哚进行降解实验。综合考虑,选取降解条件为pH 3、ABTS 0.5 mmol/L,漆酶添加量1 U/mL时,对低浓度吲哚溶液的降解效果最佳,降解率达到80%以上。介体ABTS的加入对降解率的提高发挥了重要作用。体系中决定吲哚降解率高低的重要因素为pH和介体浓度,漆酶添加量影响较小。在HPLC谱图2.4 min和2.7 min出现的新物质可能是氧化吲哚和靛红。     

真菌WZ-Ⅰ对有机磷杀虫剂毒死蜱的酶促降解

从高效降解真菌镰孢霉属WZ-Ⅰ(Fusarium LK.ex Fx)中提取了降解酶,研究了该降解酶的分离条件及对毒死蜱的降解特性,研究表明,其胞内酶对毒死蜱的降解率高达60.8%,细胞碎片对毒死蜱的降解率为48%,但由(NH₄)₂SO₄沉淀提取的胞外酶液对毒死蜱的降解率仅为11.3%,经8次非诱导条件下培养提取粗酶液,酶活力损失较少,判断WZ-Ⅰ菌株的毒死蜱降解酶为胞内酶且属于组成酶.以牛血清白蛋白为标准蛋白测得粗提酶中可溶性蛋白的含量为3.36mg·mL^-1;该酶对毒死蜱的酶促降解最适pH为6.8,在pH 6.0～9.0之间都有较高的活性;最适温度为40℃,在实验温度范围(20～50℃)内该降解酶均具有较好的降解活性,但在55℃时,酶活迅速降低,降低到最高酶活力的41%.测得粗提酶中其米氏常数K_m为1.049 26mmol·L^-1,v_max为0.253 5μmol·(mg·min)^-1.研究结果表明该酶具有较好的热稳定性和pH稳定性,对热和pH均具有较好的耐受力,高效降解真菌WZ-Ⅰ所产生的胞内酶对毒死蜱具有较好的降解效果.     

Cd对不同形态漆酶修复DDT污染土壤的影响

研究了重金属Cd对游离漆酶和同定化反胶团漆酶修复土壤有机氯农药DDT污染的影响.结果表明.游离漆酶对土壤中DDT各组分均有不同程度降解,且均随着cd浓度的增大而降低,含量越高的组分降解率越高.受到Cd污染的影响也越大(P,P'-DDT>P,P'-DDD>0.P'-DDT>P,P'-DDE);当Cd浓度分别为0、0.5、1和2 mg·kg-1时,游离漆酶对土壤中DDT总量的降解率分别为50.68%、32.50%、14.92%和13.40%.固定化反胶团漆酶比游离漆酶能更有效地降解DDT,DDT降解率在无Cd和有Cd存在时(Cd浓度为0.5 mg·kg-1)分别提高20%和30%左右.     

蜜环菌漆酶对氯酚类污染物催化降解条件优化

利用蜜环菌发酵所得的漆酶粗酶液直接对2种氯酚类污染物2,4-二氯酚(2,4-DCP)和2-氯酚(2-CP)进行催化降解实验,探讨了反应时间、pH值、反应温度、氯酚浓度、以及漆酶酶量对其降解效果的影响,得出了最适降解条件并对其降解动力学进行分析.结果表明,在适宜的条件下,漆酶粗酶液可有效降解2,4-DCP和2-CP且蜜环菌漆酶催化降解2,4-DCP的能力较强,2,4-DCP最适降解温度为40℃,最适浓度为75 mg.L-1,最适酶量为0.1 U.mL-1,最适pH值为6.5,在最优条件下反应10h后,2,4-DCP最高降解率可达97%以上.2-CP最适降解温度为50℃,最适浓度为100 mg.L-1,最适酶量为0.1 U.mL-1,最适pH值为6,在最优条件下反应10 h后,2-CP最高降解率高达93%以上.蜜环菌漆酶粗酶液对2,4-DCP和2-CP的降解反应符合一级动力学特征.结果表明蜜环菌粗漆酶液能有效转化氯酚类化合物,说明该酶在酚类污染物治理和环境保护等方面有潜在应用价值.     

转解毒酶基因工程菌的解毒作用研究

用已构建的可降解有机磷酸酯等杀虫药剂的转解毒酶基因工程菌,测定了对特异性底物--乙酸萘酯---NA-和--乙酸萘酯---NA-的分解作用,证明该工程菌高效地表达了解毒酶基因.将该工程菌细胞固定化后,通过对--NA和--NA的降解实验,测定了固定化细胞的酶活.用固定化细胞降解有机氯酸酯类的三氯杀虫酯-7504-、拟除虫菊酯类的溴氰菊酯和有机磷酸酯类的毒死蜱,结果表明,固定化细胞对该3类杀虫剂均具有一定的降解效果.用转解毒酶基因工程菌喂有机磷中毒的鸡,表明该转解毒酶基因工程菌对有机磷中毒的鸡,无论是急性中毒还是慢性中毒都有较明显的解毒作用.     

遗传稳定型六六六、甲基对硫磷降解基因工程菌的构建及特性研究

通过转座子介导同源重组的方法,将甲基对硫磷水解酶基因mpd导入到六六六降解菌BHC-A的染色体上, 构建了能同时降解六六六和甲基对硫磷的基因工程菌BHC-A-mpd. 对其生长特性和降解特性的研究表明, 工程菌在LB培养基中的生长特性与原始菌株没有差别, 生长至对数期A600nm值都可达到2.5;对六六六的降解特性和原始菌株相同, 可在10h内将5mg/L的六六六完全降解. mpd基因在BHC-A-mpd中稳定表达,BHC-A-mpd可以降解多种有机磷类农药.该基因工程菌的构建为六六六和甲基对硫磷复合污染环境的生物修复奠定了基础.     

土壤中毒虫畏和倍硫磷复合污染物的降解规律

采用土壤室内培养,气相色谱仪测定的方法,研究了毒虫畏和倍硫磷2种有机磷杀虫剂的复合污染物在红壤中的降解规律.结果表明:在复合污染下,倍硫磷的降解显著快于其在单一污染下的降解;土壤水分饱和条件下,倍硫磷的降解与对照差异不大,而毒虫畏的降解量在加入农药后的前21d比对照高33.3%～1 250%;在土壤干旱条件下,倍硫磷的降解量比对照略有降低,而毒虫畏的降解量在前期则比对照显著增加;施用氮肥能促进复合污染物的降解;在去除有机质的红壤矿物中,倍硫磷的化学降解量比对照降低22.4%～30.8%,而在加入农药后的前21d,毒虫畏的化学降解量比对照增加42.1%～2 370%,随后又下降.因此,复合与单一农药的污染物在土壤中的降解规律是不同的,复合污染的有机磷农药在土壤中的降解是相互影响的.     

菌株BR13降解有机磷农药的特性研究

从农药厂污水处理池的活性污泥中分离得到一株降解有机磷农药的假单胞菌株BR13,该菌对浓度为0.4％的有机磷农药草甘膦的最高降解率为64％,研究了该菌的降解特性.结果表明农药浓度是0.4％时该菌能旺盛生长,其遗传稳定性较好,在第3天的降解率最佳且较稳定;该菌最有利于降解有机磷的条件如下:接种量4％、浓度为2％的蔗糖作碳源...     

漆酶降解阴离子型聚丙烯酰胺/聚丙烯酸酯活性的理性设计

为探究漆酶降解聚丙烯酸酯（PAA）/阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）的微观机理,采用对接模拟了其结构模型与枯草芽孢杆菌漆酶（B. subtilis laccase）的结合.根据-CDOCKER_Energy score打分最高的原则,对获得的最佳结合构象进行分析.然后基于亲和力虚拟氨基酸突变进行丙氨酸（ALA）扫描和饱和突变.结合模式分析表明,HPAM比PAA可更深地埋入活性口袋,B. subtilis laccase对HPAM的亲和力和结合能皆高于PAA.相互作用分析表明,疏水相互作用可能对B. subtilis laccase与底物的结合起到促进作用,而氢键作用会阻碍该酶与底物的结合.通过ALA扫描进一步得知,ARG487、GLY486和TYR133是B. subtilis laccase降解HPAM的关键氨基酸残基,而ASP113和TYR133是B. subtilis laccase降解PAA的关键氨基酸残基.通过饱和突变表明,ASP113>ARG可以提高B. subtilis laccase降解PAA的活性,这些数据为理性设计增强活性的B. subtilis laccase突变体提供了理论参考.     

玻璃纤维附载TiO2光催化降解有机磷农药

研究以四异丙醇钛为原料,配制成胶体用玻璃纤维附载ＴｉＯ２的过程;同时利用附载的ＴｉＯ２光催化降解有机磷农药。结果表明,低浓度的４种有机磷农药,３７５Ｗ中 汞灯短时间照射有机磷将完全被光催化氧化至ＰＯ＾３－４;玻璃纤维上附载的ＴｉＯ２不易脱落。     

七株有机磷农药降解菌的降解特性比较

对分离自同一有机磷农药污染土壤的7株有机磷农药降解菌的降解特性进行了比较,7株降解菌都能利用甲基对硫磷为唯一碳源生长,并生成中间代谢产物对硝基苯酚.对硝基苯酚的降解经过一段延滞期,不同菌株降解对硝基苯酚的能力和延滞期有很大差异.降解菌株对多种有机磷类农药和芳香族化合物具有降解能力,其降解谱表现了一定的差异.用PCR方法从7株降解菌中克隆了有机磷农药水解酶基因.     

荧光猝灭滴定法研究土壤腐殖质与氨基甲酸酯类农药相互作用

为研究氨基甲酸酯类农药在溶解有机质参与下的迁移转化过程,利用荧光猝灭滴定法研究了土壤HS(腐殖质)与氨基甲酸酯类农药的相互作用. 结果表明,呋喃丹和西维因的荧光都能不同程度地被FA(富里酸)和HA(腐殖酸)猝灭,主要猝灭机理为静电结合猝灭. 采用静态猝灭模型计算出氨基甲酸酯类农药与HS的K(结合常数),lg K由大到小为呋喃丹-HA(4.96)>西维因-HA(4.93)>呋喃丹-FA(4.72)>西维因-FA(4.68). HA与氨基甲酸酯类农药的lg K明显大于FA与氨基甲酸酯类农药,表明HS与氨基甲酸酯类农药间的作用力有疏水作用. 进一步研究表明,氢键作用对HS与氨基甲酯类农药结合有一定的影响.      

粤桂琼区域水源地有机磷农药的生态风险评价

利用气相色谱-质谱检测粤桂琼(广东、广西、海南三省区)区域水源地9个采样点水样中的有机磷农药浓度,构建了淡水生物对有机磷农药的物种敏感性分布,并计算出各类水生生物的HC₅(hazardous concentration for 5% the species)值;采用基于浓度加和模型的混合物风险商值法和商值概率分布法,评价了粤桂琼区域水源地中敌敌畏、内吸磷、阿特拉津、甲基对硫磷、乐果、马拉硫磷和对硫磷7种有机磷农药的的生态风险,同时利用聚类分析法对9个采样点进行了生态风险评价. 结果表明:粤桂琼区域水源地7种有机磷农药的总质量浓度在nd~1 260.95 ng/L之间,平均值为184.68 ng/L,主要以马拉硫磷、甲基对硫磷、对硫磷和乐果为主. 东莞东江南支流、玉林苏烟水库和柳州柳江水源地的生态风险级别相对较高. 敌敌畏、对硫磷、甲基对硫磷的HC₅值均低于0.1 μg/L,这3种物质对生态系统毒性效应较大. 根据风险商结果排序可知,粤桂琼区域水源地预防的重点为甲基对硫磷、对硫磷和马拉硫磷对水生生物的危害,其中甲基对硫磷是对混合风险商贡献最高的污染物,其危害指数达21.313;在95%的置信区间内,甲基对硫磷、对硫磷和马拉硫磷的生态风险较大,风险商超过1的概率为5%,应作为最优先控制的污染物.      

高铁酸钾与O3对有机磷农药的去除效力对比及应用前景

本文介绍了臭氧/高铁酸钾技术降解有机磷农药的基本化学机理以及在国内外的研究现状,从五个方面对比了臭氧和高铁酸钾去除有机磷农药的的优劣性,分析了今后有机磷农药降解的研究方向。     

5种海鱼脑AChE对2种有机磷农药的敏感性比较

以鲈鱼、黄鱼、美国红鱼、真鲷和黑鲷为实验材料,采用半抑制浓度(IC_(50))和双分子速率常数(K_i)为指标,通过体外抑制作用比较了5种海鱼脑乙酰胆碱酯酶[AChE(EC 3.1.1.7)]对马拉硫磷和甲基对硫磷的敏感性。结果表明:(1)5种海鱼脑AChE基础活性为10.18～22.64[μmol/(min·g)],黄鱼的酶活性最高,鲈鱼的酶活性最低。(2)对马拉硫磷,由IC_(50)所得到的AChE敏感性为:黄鱼、鲈鱼、真鲷>黑鲷>美国红鱼;由K_i所得到的AChE敏感性为:鲈鱼、黄鱼、真鲷>黑鲷>美国红鱼。对甲基对硫磷,由IC_(50)所得到的AChE敏感性为:鲈鱼>黄鱼、真鲷、黑鲷>美国红鱼;由K_i所得到的AChE敏感性为:鲈鱼、黄鱼、黑鲷>真鲷>美国红鱼。鲈鱼和黄鱼对2种有机磷农药都较为敏感。(3)鱼脑AChE活力抑制作用与水体中的有机磷农药具有良好的剂量—效应关系。在1～100mg/L浓度范围内,两者间呈现较好的线性相关性,其相关系数基本上都在0.98以上。根据AChE的敏感性及其对有机磷农药的线性响应程度,黄鱼和鲈鱼脑AChE分别适于作为监测马拉硫磷和甲基对硫磷的指示酶。