麦草畏厌氧污泥的驯化和最适降解条件研究【字数:7602】
目录
摘要 I
引言 1
1 材料与方法 7
1.1实验材料与仪器 7
1.1.1 供试污泥 7
1.1.2 培养基 7
1.1.3 厌氧发酵装置 7
1.2 麦草畏厌氧降解活性污泥的富集驯化 8
1.3.1 富集液的制备 8
1.3.2 温度对活性污泥降解麦草畏的影响 9
1.3.3 pH对活性污泥降解麦草畏的影响 9
1.3.4 初始浓度对活性污泥降解麦草畏的影响 9
1. 4 麦草畏检测条件 9
2 结果分析 11
2.1 活性污泥降解特性的研究 11
2.1.1麦草畏厌氧降解活性污泥的驯化 11
2.1.2 温度对活性污泥降解麦草畏的影响 11
2.1.3 pH对活性污泥降解麦草畏的影响 12
2.1.4 初始浓度对活性污泥降解麦草畏的影响 13
3 讨论 14
3.1 环境因素对活性污泥降解能力的影响 14
3.2 活性污泥应用的展望 14
3.3 下一步工作设想 14
致谢 15
参考文献: 16
麦草畏厌氧污泥的驯化和最适降解条件研究
摘要
麦草畏是一种苯甲酸类激素型选择除草剂,被广泛用于玉米、小粒谷物、甘蔗等作物的杂草防除。作为目前使用量最多的除草剂之一,麦草畏在创造巨大经济效益的同时,也导致了一系列生态与环境安全问题,给人类健康和生态稳定带来了威胁。目前国内外对于有氧条件下麦草畏降解的研究已相对成熟,而厌氧条件下的麦草畏降解菌株分离筛选、降解特性等研究尚存在诸多空白。本研究将自主设计厌氧发酵装置,向装置中加入采集自某农药厂的厌氧污泥和含500 mg/L麦草畏的厌氧培养基,通过近60天的驯化,装置中麦草畏浓度小于50 mg/L,随后向装置中泵入含500 mg/L麦草畏的厌氧培养基,流速2 L/d,经过60天的驯化,装置中麦草畏的浓度稳定在50 mg/L左右,麦草畏降解率达91.3%,表明在经过120天的驯化后,最终得到了具有高效麦草畏降解能力的活性污泥 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072#
。通过研究不同条件(温度,pH和底物浓度)对该活性污泥降解麦草畏的影响,确定了在温度3037℃、pH 6.07.0、麦草畏初始浓度50100 mg/L时,活性污泥拥有最佳的麦草畏降解能力,为将来该活性污泥的应用提供了理论基础。
引言
麦草畏的简介及使用情况
麦草畏(3,6二氯2甲氧基苯甲酸)是一种苯甲酸类激素型选择除草剂,因其低毒、高效、广谱等优点,主要用于控制作物田中阔叶型杂草,麦草畏的应用不仅用于农业领域,还可以用于铁路路堤、排水沟和花园的除草[1]。自1961年由美国维尔斯科尔化学公司(Velsicol Chemical Crop)成功创制以来,麦草畏发展迅速,目前已成为世界上使用量仅次于草甘膦的除草剂[2,3]。
麦草畏的除草机制
麦草畏作为苯甲酸系列激素性除草剂的一种,具有内吸传导作用,像其他的苯甲酸除草剂一样,麦草畏具有生长素类似物(auxinlike growthregulator)的性能[4]。麦草畏在施用后能快速地被阔叶杂草吸收,并集中在其代谢旺盛的组织或器官,干扰植物正常激素的功能,导致植物器官畸形,从而使得杂草植株死亡[5]。麦草畏因其具有特殊的化学结构,水溶性良好,能够被植株快速吸收,并迅速发挥作用,能够在714天使得杂草枯死,与杂草相反,禾本科植物在吸收麦草畏后能够快速将其代谢,从而免受其伤害,因为麦草畏的选择性,所以其能够广泛用于田间除草[5,6]。
麦草畏的药害
麦草畏在环境中的扩散
通常情况下,麦草畏化学性质十分稳定,不容易蒸发也不易在紫外照射下分解,在强酸和强碱下也较难分解,麦草畏在土壤中半衰期的长短受环境温度和土壤类型的影响,一般为14 d151 d[7]。因其水溶性高(4500 mg/L),麦草畏在土壤中的吸附能力微弱[8],在水中以阴离子形式存在,难以被吸附,易随地表径流进入地下水,从而造成水体和土壤的污染[9],Sangami S.和Manu B. 在甘蔗作物地表径流水中就曾检测到浓度高达97.4 mg/L的麦草畏[10]。
麦草畏对动物的危害
虽然麦草畏属于毒性较小的除草剂,但其对动物依然具有一定毒性。人体在接触或吸入麦草畏之后,其生理毒性主要表现在损伤血液、肝、肾等方面,并会抑制乙酰胆碱酯酶的活性,从而导致神经系统疾病[1]。相关实验还表明,麦草畏会使正在分裂的细胞中姐妹染色单体发生互换,从而影响细胞正常的周期,引起细胞中毒[11]。在麦草畏的生产过程中,会不可避免的残留一些致癌物质,如硫酸二甲酯等,这些物质能够导致实验动物的先天性生理缺陷,并导致癌症的产生[12]。各国都规定了关于麦草畏残留的严格限制,美国环保署规定饮用水中麦草畏的最大残留限制为200 μg/L[13],欧盟则规定大多数农产品中麦草畏的最大残留量为0.05 mg/kg[14]。
麦草畏对植物的危害
麦草畏对植物的药害主要表现在对非靶标植物的危害和不合理使用时对作物造成的药害。麦草畏能够随河流进行迁移,具有很强的扩散能力,容易对河流沿途敏感的阔叶植物造成药害,破坏生态环境[15]。在田间除草时,若施用量和时间不当,会造成植物茎秆弯曲、叶片卷曲[16],在幼苗期施用不当时会抑制早熟禾的生长,严重时还会导致缺苗现象的发生[17]。
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