过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药机理探究毕业论文附册.doc

毕业论文（设计）附册过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药机理探究院 系 ：生态与资源工程学院专 业： 环境工程工程与工艺年级（班级）：姓 名：学 号:指导教师：职 称：讲师完成日期：2016年 6月 1 日目 录1. 武夷学院毕业论文（设计）任务书2. 武夷学院论文题目的文献综述3. 武夷学院本科毕业论文（设计）开题报告4. 武夷学院本科生毕业论文（设计）中期检查表5. 武夷学院本科毕业论文(设计)指导教师评分表6. 武夷学院本科毕业论文(设计)评阅登记表(A,B)7. 武夷学院毕业论文(设计)答辩记录8. 武夷学院本科毕业论文 (设计)答辩评议意见及成绩评定9. 武夷学院本科毕业论文(设计)成绩单10.武夷学院毕业论文（设计）指导记录填写说明1、签名、时间、答辩记录和指导记录四部分内容必须手写，其他内容都可以打印；2、打印排版时，表格中填写的内容都以宋体五号、单倍行距进行排版；3、填写标注的内容在填表时进行删除；4、参考文献按国家标准文后参考文献著录规则（GB/T 77142005）进行撰写排版；5、为了填写装订方便，建议附册的内容全部单面打印；6、本填写说明，在存档装订时，不装入附册；7、各学院可以根据专业需要，对附册的内容和项目进行适当增加和修改，并报教务处备案。武夷学院毕业论文（设计）任务书生态与资源工程 学院 2016届 化学工程与工艺 专业学生姓名学 号20124121056课题名称过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药机理探究一、毕业论文（设计）的主要任务本次毕业论文主要任务是在往届学生的探究基础上探究化学反应动力学机理。其中我们需要完成的各个步骤是： 选定实验材料和实验方法，对实验方案的编写和确定。在实验过程中首先采用单因素实验法对过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药探究，分析所有数据和总结出最优条件，然后在最优条件下对该反应的动力学做基本探究。 二、毕业论文（设计）的要求毕业设计要求采用精密仪器，保证所有数据准确性所有的研究成果以数据图标的形式体现，以文字叙述作为实验结论三、进度计划及指导安排2015年9月10 布置毕业实验（设计）任务,下达任务书2015年9月30 开题报告2015年10月 完成实验方案的撰写和确定实验器材和仪器2015年11月 进实验室开始着手毕业实验2016年1月 完成所有实验部分及数据处理2016年4月 完成毕业论文初稿撰写2016年5月 指导教师审核评阅2016年6月 完成毕业论文答辩工作任务书审定日期： 年 月 日 指导教师（签字） 任务书批准日期： 年 月 日 教研室主任（签字） 任务书下达日期： 2015 年 9 月 10 日 学 生 （签字） 过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药机理探究文献综述 所在院系： 指导教师：土壤是我们人类生活的基础，在农业产业发展和生态系统平衡中起着重要的作用。但是随着农业发展，土壤中农药的大量使用，使得土壤环境遭受巨大污染。有关农药污染的报道越来越多，其中挥发性的有机氯农药污染尤为严重。本文主要研究过氧化氢酶对土壤的修复作用，包括：去除土壤中有机氯农药的最佳条件，以及在最佳反应条件下初步探究此反应的动力学反应模型。一、研究背景及动态有机氯农药是一类有代表性的持久性有机污染物,他们具有半挥发性、持久性和高毒性,并能通过食物链在生物体中富集。有机氯农药可以在不同的环境介质间迁移,并能在大气环境中进行远程传输,导致大范围乃至全球性的环境污染。早在20世纪70年代,西方发达国家就意识到有机氯农药在环境中的残留危害进而禁止对其的使用,我国也在1983年禁止了有机氯农药的生产和使用。但由于过去的时间里有机氯农药的使用量大,而它们的难降解和持久性特征使得这些有机氯农药在环境中降解缓慢、并且长时间滞留。因此,有机氯农药仍然是环境中检出率最高的一类持久性有机污染物。有机氯农药随食物链积累最终有可能达到人体，损害人类健康。故研究一种能够有效去除有机氯农药修复土壤的方法刻不容缓。对受污染的土壤实施基本处理和修复，可以阻断污染物进入食物链，防止对人体造成损害，促进土地资源的保护和可持续利用。酶修复是通过直接利用某些特定酶来降解有机农药，常见的酶有水解酶和氧化还原酶。 前者有磷酸酶及对硫磷酯酶等，水解酶水解产物的毒性通常已经降低；后者包括过氧化物酶和多酚氧化酶，过氧化物酶可由植物与微生物分泌产生，多酚氧化酶主要有酪氨酸酶和漆酶。上述酶可通过氧化、还原及脱 H及水解等方式降解农药。故本研究采用了过氧化氢酶作为修复酶，酶修复是有效、可行与可靠的一种修复技术，国外研究较多，我国起步略晚。所以酶吸附技术具有很好的发展前景。全球农业因病、虫、草三害而造成的粮食损失占每年粮食总产量的一半左右。有机农药的使用大概可以挽回其中30 %的损失。目前，全球生产和使用的有机农药已达1300 多种，其中广泛使用的约为250多种。我国已迈入世界农药生产大国，1994年我国农药产量为 2616万t ，约占世界农药总产量的1/10。在未来一定时间内，有机农药仍是保证产量、增产和维持粮食稳定增长的重要手段；同时有机农药用带来的环境污染引起了广泛的关注，农药污染已成为农业发展研究的重题与热点问题。二、评述有机氯农药对土壤的污染来源主要是农田土地中使用的大量多氯有机合成杀虫剂。由于此类药物的大范围广泛使用，加之其稳定性好，降解性很差，故能在土壤中不断富集。土壤中有机氯农药污染来源分为直接污染和间接污染两种形式（1） 有机氯农药直接进入土壤一种是农户在种植作物前直接喷洒在土壤表面预防作物病虫灾害的发生，或者在种植时谷物薯类种子上拌有农药预防鼠类侵袭。这种直接进入土壤的情况在作物生长前期要远大于作物生长后期；另一种是直接喷洒在植物表面时滴落在土壤表面。这种污染程度要视作物外形的生长状况而定，对于叶片较大而叶子长得紧密的植物而言，进入土壤的农药就相对较多，而对于叶片较小而且稀疏的植物则容易使大量农药直接滴落土壤表面造成污染。另外还要看农药性质而定，雾滴大的农药更有可能进入土壤表面，加之如果在施农药时遇风或雨水也更易造成对土壤的直接污染。 （2） 有机氯农药间接进入土壤一种是附着在植物作物叶片表面的农药，随着作物植株的生长和风吹日晒，雨水冲刷，作物表面农药最终落入土壤；另一种是在农药喷洒过程中，随着风进入空气中的气态或雾状有机氯农药，最后随空气中的小水滴液化，最后直接降落在土壤表面；还有一种是灌溉土地的水源遭到有机氯农药的污染，然后有机氯农药就随灌溉用水进入土壤；最常见的一种就是，植物叶片表面的的农药，随着植物枯萎时的残枝散叶深埋到土壤中，待植株残体腐烂后有机氯农药分解至土壤中累积起来。土壤虽然有一定的自净能力，但当土壤中的污染很大，含量超过了土壤的环境容量时，土壤的毒性也会很大，对整个生态环境都有严重的影响。土壤中有机氯农药的污染会对土壤中所种农作物，土壤中的生物和微生物、人体和动物造成污染11。土壤中的有机氯农药会在作物生长过程中通过根系的吸收进入整个植株，并不断累积，当污染物达到一定量时很有可能造成作物大量死亡，对农民收益造成极大影响。土壤中的有机氯农药量过大时会杀死土壤中的部分生物。如土壤中的蚯蚓起到疏松土壤和增肥土地的作用，造成土壤肥力下降，从而进一步影响作物生产。另外高毒性的有机氯农药还很有可能杀死土壤中的各种微生物群，土壤自净能力一步步遭到破坏最后形成恶性循环。另外土壤中的有机氯农药能够通过食物链不断积累最后进入人类和和动物身体内。能在心脏、肝、肾等人体组织中不断累积起来，由于有机氯农药的脂溶性大，所以在脂肪中的蓄积量最多。最严重的是蓄积的残留有机氯农药也能通过母乳排出，或转入动物卵蛋等组织，影响下一代的发育和成活率。在土壤表面的农药经雨水常年冲刷，最后进入地下水，对人类的生命安全造成威胁。本课题主要研究高效氯氰菊酯和硫丹两种有机氯农药，下面概括一下硫丹和高效氯氰菊酯两种农药的毒性和危害性。(1) 高效氯氰菊酯的危害高效氯氰菊酯是国内和国际上常用的一种农业杀虫剂有机农药，主要防治农作物上发生的鳞翅目害虫，具有强毒性。如果使用过量或不当使用，其对人类的生存环境(土壤、水体和大气)会带来极大的损害。高效氯氰菊酯属神经毒剂，作用方式一般为触杀、胃毒。接触部位皮肤感到刺痛，尤其在口、鼻周围但无红斑。很少引 起全身性中毒。接触量大时会引起头痛、头昏、恶心、呕吐、双手颤抖，全身抽搐或惊厥、昏迷、休克。 (2) 硫丹的危害硫丹是一种高毒有机氯杀虫剂，也叫赛丹，工业品为浅黄棕色结晶，具有二氧化硫的气味。硫丹主要用于农作物中防治棉花、茶叶、果树、蔬菜、烟草等的害虫，它对高等动物有毒，人体吸入、摄入或经皮肤吸收后会中毒，主要损害中枢神经系统和运动中枢、小脑、脑和肝、肾、生殖系统等，人体过度接触可导致急性中毒。尤其是该药自然降解慢，残留期长，有生物富集作用，有的还有致癌性。同时，硫丹对鱼类也有毒性。在我国许多江河湖泊及池塘、水库，一些不法分子利用硫丹毒鱼，给渔业造成巨大的损失。当硫丹投入水体后，大多鱼类都难逃脱死伤的命运，鱼类中毒后，浮出水面，狂游不止，乱窜，有时跳出水面，最后头朝上，尾巴朝下，失去平衡而死亡。硫丹在土壤中的存在对微生物群落结构有着重大的影响，故而土壤的质量也受到很大影响。目前，对污染土壤的修复技术研究较多，修复技术的种类和名称繁多，根据污染土壤所采用的措施划分，可分为物理修复、化学修复和生物修复。（1） 物理修复方法物理修复方法主要包括有物理分离法，溶液淋洗法、固化稳定法、冻融法、以及电动力法等。（2） 化学修复方法 化学修复方法主要包括溶剂萃取法、氧化法、还原法和土壤改良剂投加技术等方法。（3） 生物修复方法生物修复方法又包括：微生物修复方法、植物修复方法、植物-微生物联合修复方法、动物修复、酶工程技术等。生物修复技术克服了物理与化学修复技术工程量大、费用高、易造成二次污染的缺点。同时生物修复技术还能将修复后的有机氯农药残留量降到最低。本课题主要研究酶工程技术来修复有机氯污染的土壤。酶修复是通过直接利用某些特定酶来降解有机农药，常见的能用于生物修复的酶主要有水解酶和氧化还原酶。前者有磷酸酶及对硫磷酯酶等，水解酶水解产物的毒性通常已经降低；后者包括过氧化物酶和多酚氧化酶，过氧化物酶可由植物与微生物分泌产生，多酚氧化酶主要有酪氨酸酶和漆酶。上述酶可通过氧化、还原及脱 H及水解等方式将农药分解成结构简单的小分子化合物6。本次研究采用了过氧化氢酶来修复土壤，研究并测量过氧化氢酶对土壤中有机氯农药的去除率和初步探索其去除机理。三、结论过氧化氢酶去除硫丹和菊酯两种农药的最佳实验条件为：反应温度35、反应pH为7、最佳反应时间为16h、最适宜的反应酶浓度为40mg/l。在最优条件下，以过氧化氢酶修复土壤去除土壤中的中的挥发性有机氯农药可以达到很好的效果，且对操作反应条件要求不高，该方法对两种农药去除率均达到很高，能够有效地投入使用。根据过氧化氢酶对有机氯农药的去除原理，利用拟一级反应动力学、拟二级反应动力学，来研究不同酶浓度下过氧化氢酶对有机氯农药去除的反应动力学，对比模型的决定因子R2值，拟二级动力学拟合参数为最优（硫丹R2=0.9937，菊酯R2=0.9965），说明过氧化氢酶对土壤的修复作用更符合拟二级动力学反应。在动力学探究的基础上，得到该反应符合二级反应动力学，且得到最优条件35即308K，酶浓度40mg/l时化学反应平衡常数为0.0005（硫丹）；0.0015（菊酯）。化学反应平衡常数只与温度有关，故在探究热力学参数时首先探究在不同温度梯度时的化学平衡常数。再根据相应公式计算出该反应热力学参数。根据表可知，在以上五个温度下，该反应的吉布斯自由能G0均小于零,说明该反应自发进行。在达到酶的最佳活性温度之前，随着温度的升高，G0逐渐降低，说明温度越高越有利于该反应进行，H00,说明该反应是吸热过程，故也符合温度越高越有利于该反应进行。同时还可以看出此过程S00,说明过氧化氢酶对有机氯农药的修复是熵增的过程，更促进了该反应的自发进行。参考文献：1 胡家朋,吴代赦,肖丽盈,刘瑞来,饶瑞晔,赖文亮. 羟基磷灰石的制备及其对水中氟离子的吸附J.环境工程学报,2015，09(4):1823-1830.2 陈菊,周青.土壤农药污染的现状与生物修复J.生物学教学,2006,31(11).3 李培军,张海荣,孙铁桁等,有机污染土壤修复原理与技术M. 中国环境科学出版社,2006.4 陈耀华,葛成军,林伟.有机氯农药污染土壤的修复研究进展J.华南热带农业大学学报,2006,12(4).5 罗军,王成刚,廖华,胡月玲,陈志良.土壤有机农药污染的降解机理与生物修复技术J.环境污染治理技术与设备,2003.6 张建,柴多里.浅谈化学农药的污染与治理J.广东化工，2011.7 王璐.土壤农药污染的生物修复技术进展J.内江科技,2009.8 朱遐. 生物修复的研究和应用现状及发展前景J.生物技术通报,2006.本科毕业论文（设计）开题报告生态与资源工程 学院 2016届 化学工程与工艺 专业学生姓名学 号课题名称过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药机理探究一、本课题的研究背景、意义，在国内外的研究现状和发展趋势，尚待研究的问题有机氯农药是一类有代表性的持久性有机污染物,他们具有半挥发性、持久性和高毒性,并能通过食物链在生物体中富集。有机氯农药可以在不同的环境介质间迁移,并能在大气环境中进行远程传输,导致大范围乃至全球性的环境污染。早在20世纪70年代,西方发达国家就意识到有机氯农药在环境中的残留危害进而禁止对其的使用,我国也在1983年禁止了有机氯农药的生产和使用。但由于过去的时间里有机氯农药的使用量大,而它们的难降解和持久性特征使得这些有机氯农药在环境中降解缓慢、并且长时间滞留。因此,有机氯农药仍然是环境中检出率最高的一类持久性有机污染物。有机氯农药随食物链积累最终有可能达到人体，损害人类健康。故研究一种能够有效去除有机氯农药修复土壤的方法刻不容缓。全球农业因病、虫、草三害而造成的粮食损失占每年粮食总产量的一半左右。有机农药的使用大概可以挽回其中30 %的损失。目前，全球生产和使用的有机农药已达1300 多种，其中广泛使用的约为250多种。我国已迈入世界农药生产大国，1994年我国农药产量为 2616万t ，约占世界农药总产量的1/10。在未来一定时间内，有机农药仍是保证产量、增产和维持粮食稳定增长的重要手段；同时有机农药用带来的环境污染引起了广泛的关注，农药污染已成为农业发展研究的重题与热点问题。对受污染的土壤实施基本处理和修复，可以阻断污染物进入食物链，防止对人体造成损害，促进土地资源的保护和可持续利用。酶修复是通过直接利用某些特定酶来降解有机农药，常见的酶有水解酶和氧化还原酶。 前者有磷酸酶及对硫磷酯酶等，水解酶水解产物的毒性通常已经降低；后者包括过氧化物酶和多酚氧化酶，过氧化物酶可由植物与微生物分泌产生，多酚氧化酶主要有酪氨酸酶和漆酶。上述酶可通过氧化、还原及脱 H及水解等方式降解农药。故本研究采用了过氧化氢酶作为修复酶，酶修复是有效、可行与可靠的一种修复技术，国外研究较多，我国起步略晚。所以酶吸附技术具有很好的发展前景。二、完成任务的研究思路和方案首先对所有材料进行配置：例如酶浓度的配置，有机氯农药的选择，污染土壤的制备研究思路是在探究出反应最佳条件后再对实验进行进一步探究根据大量参考文献得出土壤中有机氯农药的提取方法，采用气相色谱仪测定，最后分析数据，得出结论。三、其它需要的条件主要仪器设备：电子天平、pH计、水浴恒温振荡箱、数控超声波清洗仪、离心机、气相色谱仪、电热恒温鼓风干燥箱、旋转蒸发仪实验室清洁通风四、课题工作的总体安排及进度 2015年9月10 布置毕业实验（设计）任务,下达任务书2015年9月30 开题报告2015年10月 完成实验方案的撰写和确定实验器材和仪器2015年11月 进实验室开始着手毕业实验2016年1月 完成所有实验部分及数据处理2016年4月 完成毕业论文初稿撰写2016年5月 指导教师审核评阅2016年6月 完成毕业论文答辩工作五、指导教师评语指导教师签名： 2016年 9 月 30 日六、院系意见： 院系（盖章） 2016年 9月30日本科生毕业论文（设计）中期检查表 学院 2016届 化学工程与工艺 专业学生姓名学 号课题名称过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药机理探究已完成的工作与不足之处： 已完成毕业实验方案计划，开始着手实验。前期实验过程有点手足无措，不顾通过阅读大量文献和指导教师指导均得到很好的解决。完成了污染土壤的制备，实验仪器和材料的调整和购买。原始土壤的净化、提取和测定。实验过程测定标准曲线是找到目标物是一大难点。所以不断试验找到最合适的程序升温条件，最终找到明显且峰型完整的目标产物。学生（签字）： 2016年 11 月 30 日 期中评价与建议： 指导老师（签字）： 2016年 11月 30 日 院系毕业论文（设计）领导小组意见： 签字（盖章） 2016年 11月 30 日 本科毕业论文(设计)指导教师评分表生态与资源工程 学院 2016届 化学工程与工艺 专业学生姓名学 号课题名称过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药机理探究指导教师评语：指导教师（签名）： 2016年 5 月 20日 评定成绩 （满分100）毕业论文（设计）指导老师评分参考标准项目评价指标满分值得分工作态度与工作量按进度圆满完成任务；工作量饱满；工作努力，遵守纪律；严守学术规范，作风严谨务实。20文献综述与外文摘要能独立查阅文献和从事其它形式调研，文献数量和范围符合要求；具有收集、整理各种信息及获取新知识的能力；文献综述撰写规范，评述科学；外文摘要符合要求，译文准确，质量好。20开题报告选题依据科学，研究的内容和目标明确，研究方案合理可行。10研究水平与实际能力能熟练掌握和运用所学专业基本理论、基本知识和基本技能分析解决相关理论和实际问题；实验设计合理，有详细的原始实验数据记录或工作记录，并能正确的分析和处理数据，理论分析与计算正确；论点正确、鲜明，中心明确，阐述清楚，对研究的问题有较强的分析和概括能力，论据充分，材料观点统一。25论文撰写质 量论文结构严谨，层次清晰，结论正确，技术用语准确；行文流畅，语句通顺；论文格式符合规范要求；图表完备、整洁，符号统一，编号齐全。10学术水平与 创 新具有一定的学术水平或应用价值；对与课题相关的理论或实际问题有新的见解，有一定的创新。15总分100武夷学院本科毕业论文(设计)评阅登记表生态与资源工程 学院 2016届 化学工程与工艺 专业学生姓名学 号课题名称过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药机理探究评阅教师姓名陈吓俤职称评阅教师评定成绩得分（满分100）评阅教师评语： 评阅教师（签名）： 可否提交小组答辩可以答辩 修改后答辩 不可以答辩评阅完成日期毕业论文（设计）评阅教师评分参考标准指标分值评 价 要 素评分参考得分选题15选题有较大理论意义、现实意义或实用价值，有新意1215分选题有一定理论意义或实用价值711分选题缺乏新意或脱离生产实践，价值不大7分以下文献综述15有比较完善的文献综述，能全面地反映该学科及相关领域的发展状况，归纳总结正确。1215分有文献综述，基本能反映该学科发展的状况612分缺少文献综述6分以下调研论证20工作量饱满，研究方案和手段科学和理，论点鲜明，论据确凿，有说服力18-20分工作量饱满，研究方案和手段科学可行，论点正确，论据可靠，有一定的说服力1517分工作量较为饱满，研究方案和手段科学较为可行，有一定的研究材料和依据，但论文缺乏一定的深度1114分能对观点进行一定的论述，但工作量较少，基本观点有错误或主要材料不能说明观点10分以下论文撰写质量20结构严谨，逻辑严密，语言流畅；表达准确、简明扼要；层次清晰，重点突出，注重现代技术进行文字和图像的处理，论文完全符合规范化要求1820分论文结构合理，层次比较清楚，文理通顺，基本达到规范化要求1517分论文结构基本合理，符合逻辑，文章层次分明，语言通顺、准确、达到规范化要求尚未达到上述要求1114论文结构有不合理部分，逻辑性不强，文题不符，或文理不通，有抄袭现象，达不到规范化要求10分以下学术水平与创新30对研究的问题有深刻的分析和独到见解，有较高的学