过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药机理探究

1、摘 要本文主要通过单因素试验研究过氧化氢酶对土壤修复作用的最佳条件，包括对温度、pH、过氧化氢酶浓度、反应时间的探究。采用气相色谱法对数据进行测量。得到最佳反应条件后探究该反应动力学和热力学基础，主要采用准一级动力学、准二级动力学拟合方程比较其动力学机理，采用化学反应热力学方程探究各热力学参数。通过拟合比较得出过氧化氢酶去除土壤中的有机氯农药更符合二级反应动力学，热力学参数G>0，S>0,H>0,说明该反应非自发进行，是吸热反应，过氧化氢酶对有机氯农药的修复是熵增的过程。关键词：土壤；过氧化氢酶；最优条件；动力学模型；热力学参数ABSTRACTIn this paper, e

2、xperimental study by single factor catalase optimal conditions for soil remediation action, including temperature, pH, catalase concentration, reaction time to explore. By gas chromatography data measurement. After exploring the optimal reaction conditions for the reaction kinetics and thermodynamic

3、s, mainly quasi-order kinetics, quasi-second order kinetics fit equation to compare the kinetics mechanism by chemical reaction thermodynamic equation explore various thermodynamic parameters.By fitting comparison drawn catalase removal of organochlorine pesticides in soil is more in line with secon

4、d-order kinetic, thermodynamic parameters G> 0, S> 0, H> 0, indicating that the non-spontaneous reaction is endothermic reaction , catalase organochlorine pesticides repair process is entropy.Keywords：Soil; catalase; optimal conditions; kinetic model; thermodynamic parameters 目 录1 概 述11.1 研

5、究背景11.2 研究意义及应用前景11.3 土壤中有机氯农药的来源与危害21.3.1 土壤中有机氯农药的来源21.3.2 土壤中有机氯农药的危害21.4 土壤污染的修复方法32 实验过程42.1 实验药品和仪器42.1.1 污染土壤的制备42.1.2 实验药品42.1.3 实验仪器52.2 有机氯农药提取和净化52.3 土壤有几氯农药含量测定方法52.3.1 有机氯农药标准曲线绘制52.3.2 土壤中有机氯农药含量测定和去除率计算62.4 初始数据测量分析63 探究过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药的最佳条件83.1 探究温度对有机氯农药去除率的影响83.2 探究反应时间对有机氯农药去除率的影响9

6、3.3 探究pH对有机氯农药去除率的影响103.4 探究酶浓度对有机氯农药去除率的影响113.5 确定去除两种有机氯农药的最佳条件134 过氧化氢酶去除有机氯农药的机理探究134.1 反应动力学实验134.2 反应动力学模型探究144.2.1 拟化学反应一级模型144.2.2拟化学反应二级模型154.2.3化学反应动力学拟合结果164.3反应热力学探究174.3.1热力学实验设置174.3.2反应热力学探究175实验结论21谢 辞22参 考 文 献2322过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药机理探究1 概 述1.1 研究背景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

7、,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,并能在空气环境中进行远程传播,导致生物圈大范围乃至全球性的环境被污染。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。1.2 研究意义及应用前景&#

8、160;土壤不仅是我们人类生活的基础，而且也是整个生态系统乃至地球上主要的一种物质，更是人类基本生活的来源和保障。“民以食为天，食以土为本”，表明了土壤对人类生存的意义，特别是对农业的重大作用。随着经济快速发展，中国人口的不断增加，人民对食物尤其是粮食产物的需求越来越大，土壤在人类生活中的作用也日趋增大。但是也正因为农业对土壤需求太大，也导致了土壤的各类污染。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9。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

9、药污染已成为农业发展研究的重题与热点问题。对受污染的土壤采取基本处理和修复，可以减少甚至能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6。1.

10、3 土壤中有机氯农药的来源与危害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。1.3.1 土壤中有机氯农药的来源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3（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

11、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

12、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。1.3.2 土壤中有机氯农药的危害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

13、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。本课题主要研究高效氯氰菊酯和硫丹两种有机氯农药，其中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。硫丹是一种高毒有机氯杀虫剂，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。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。1.4 土壤污染的修复方法目前，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

14、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7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7 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12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8。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

15、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10。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。2 实验过程2.1 实验药品和仪器2.1.1 污染土壤的制备土壤来源：土壤采自武夷学院天心湖旁，土壤烘干后去草根、石块，粉碎过80目筛。采用高效氯氰菊酯和硫丹两种有机氯农药，配制含有效成分1g的

16、高效氯氰菊酯和硫丹混合溶液500ml，将500g土壤充分润湿并静置浸泡两周后自然风干待用。测得污染土壤初视pH值为5.75，初始硫丹浓度为83.395ug/ml,高效氯氰菊酯浓度为46.68ug/ml。2.1.2 实验药品实验所有药品见表2-1表2-1 实验药品药品纯度来源过氧化氢酶BRMV=cas9000-90-2，Risk R42丙酮AR西陇化工股份有限公司正己烷AR上海试剂厂浓硫酸AR西陇化工股份有限公司无水硫酸钠AR上海展云化工有限公司去离子水实验室自行制备高效氯氰菊酯乳油4.5%湖北邦盛化工有限公司硫丹乳油350g/l德州绿霸精细化工有限公司2.1.3 实验仪器实验中所用仪器见下表表

17、2-2 实验仪器仪器名称型号生产厂家电子天平YP202N上海方瑞仪器有限公司pH计pHS-2C上海天垒仪器仪表有限公司水浴恒温振荡箱SHZ-C常州国华电器有限公司数控超声波清洗仪KQ-25008北京东南仪诚有限公司离心机TDL-80-2B上海安亭科技仪器厂气相色谱仪Agilent7820GC安捷伦有限公司电热恒温鼓风干燥箱DHG-9075A上海慧泰仪器制造有限公司旋转蒸发仪SENCO-R上海普渡生产有限公司2.2 有机氯农药提取和净化有机氯农药的提取与净化，采用超声波提取净化清洗法，用旋转蒸发仪蒸发浓缩。准确称取10.00g污染于三角锥心瓶中+5ml丙酮-正己烷混合溶液（体积比1：1）恒温振荡

18、5min(30），超声波提取90min(100hz),再加入5ml丙酮-正己烷混合液（1；9）,继续在超声波中清洗30min。将清洗液转移离心管中，在速度为1500r/min下离心20min,取上清液用无水硫酸钠去除水分后在40水浴锅中利用旋转蒸发仪蒸发浓缩后定容至25ml,过0.45um滤膜后气相色谱分析，同时设定两个平行实验组。2.3 土壤有几氯农药含量测定方法2.3.1 有机氯农药标准曲线绘制土壤中有机氯含量的测定采用气相色谱法。首先绘制有机氯混合农药的标准曲线。1） 精确称取含有有效成分为0.5g的两种有机氯单一溶液于500ml容量瓶中。2） 用正己烷稀释定容至刻度线得到各单一有机氯浓

19、度为1mg/ml的混合标准溶液。3） 多个浓度梯度的有机氯农药标准有机氯农药配制准确量取1mg/ml的两种有机氯标准混合液于容量瓶中，以正己烷溶剂配制成1.00、2.00、4.00、8.00、16.00、20.00ug/ml共六个不同浓度梯度标准系列过0.45um滤膜，依次有低浓度到高浓度进样分析4。2.3.2 土壤中有机氯农药含量测定和去除率计算土壤中有机氯农药含量测定采用气相色谱法，首先测出两种农药的标准曲线。以峰面积为纵坐标，农药浓度为横坐标拟合出标准曲线，然后根据标准曲线计算出有机氯农药含量2。根据实验测定和不断调整的到气象色谱最优操作条件为：采用ECD检测器，进样量为1ul。进样口温

20、度270，柱流量1.43ml/min,检测器温度270进样分流比为20：1。初始温度为100，保留1min，以20/min速度程序升温至120，保持1min;以10/min升温至220保持1min；再以10/min速度升温至250保持1，最后再以10/min速度升温至260保留两分钟。设实验初始土壤中有机氯浓度含量为(mg/ml)，采用酶处理后土壤中含有机氯浓度含量为(mg/ml)，则去除率计算公式为 2.4 初始数据测量分析根据实验过程中不断调整和测定，分析得到气象色谱测定时硫丹的保留时间为6.73，高效氯氰菊酯的保留时间为7.5。故利用这两个时间点的峰面积作相应的数据处理1。（1）硫丹农药

21、的标准曲线表2-3 硫丹农药浓度与峰面积的关系实际浓度（ug/ml）1.002.004.008.0016.0020.00峰面积2.24.58.917.635.846 图2-1 硫丹农药标准曲线（2）高效氯氰菊酯农药的标准曲线表2-3 高效氯氰菊酯农药浓度与峰面积的关系实际浓度（ug/ml）1.002.004.008.0016.0020.00峰面积21.142.984.5168.9337.7413.2图2-2 高效氯氰菊酯农药标准曲线3 探究过氧化氢酶去除土壤中有机氯农药的最佳条件3.1 探究温度对有机氯农药去除率的影响准确称取1.00g供试污染土样于25ml锥形瓶中，取5ml浓度为50mg/l

22、的过氧化氢酶溶液倒入锥形瓶中，利用缓冲溶液调节至pH为7，设置30，32，35，40，42，45六个段三个组放入恒温震荡箱(转速设为150r/min)恒温震荡18h后取出。经提取清洗净化后浓缩用正己烷定容为5ml，过0.45um滤膜后进样测定。取三组实验结果平均值，经测量和计算得到不同温度下农药的峰面积和去除率。见表3-1和3-2表3-1 不同温度下过氧化氢酶对土壤中硫丹的去除率反应温度/303235404245峰面积23.321.519.727.228.433浓度ug/ml9.979.218.4511.6012.1114.04去除率88.05%88.95%89.86%86.08%85.48%

23、83.17%表3-2 不同温度下过氧化氢酶对土壤中高效氯氰菊酯的去除率反应温度/303235404245峰面积119114.697.9128.1142.1185.6浓度ug/ml6.025.774.836.538.569.77去除率87.10%87.63%89.64%86.00%81.65%79.07%以温度为横坐标，去除率为纵坐标，做出不同温度下两种农药去除率的关系曲线如图3-1图3-1 不同温度下两种农药去除率曲线3.2 探究反应时间对有机氯农药去除率的影响准确称取1.00g供试污染土样于25ml锥形瓶中，取5ml浓度为50mg/l的过氧化氢酶溶液倒入锥形瓶中，利用缓冲溶液调节至pH为7，

24、将恒温震荡箱条件设置为：150r/min，30。分别将调节好pH的样品瓶放入恒温震荡箱中震荡反应12h,14h,16h，18h,20h。每组反应结束取出的样品经提取清洗净化后浓缩用正己烷定容为5ml，过0.45um滤膜后进样测定。取三组实验结果平均值，经测量和计算得到不同反应时间下农药的峰面积和去除率。见表3-3和3-4表3-3 不同反应时间过氧化氢酶对土壤中硫丹的去除率反应时间/h1214161820峰面积19.22018.932.924.8浓度ug/ml8.248.588.1214.0010.60去除率90.11%89.71%90.26%86.21%88.29%表3-4 不同反应时间过氧化

25、氢酶对土壤中菊酯的去除率反应时间/h1214161820峰面积99.210592.3123.9104.8浓度ug/ml4.915.234.526.305.22去除率89.49%88.79%90.85%86.51%86.81%以反应时间为横坐标，去除率为纵坐标，做出不同反应时间两种农药去除率的关系曲线如图3-2图3-2 不同反应时间下两种农药去除率曲线3.3 探究pH对有机氯农药去除率的影响准确称取1.00g供试污染土样于25ml锥形瓶中，取5ml浓度为50mg/l的过氧化氢酶溶液 倒入锥形瓶中，利用缓冲溶液分别调节至pH为pH4，pH5,pH6，pH7，pH8.将调节好pH的三组试样放置在温度

26、为30，转速为150r/min的恒温震荡箱中振荡反应18h后取出。经提取清洗净化后浓缩用正己烷定容为5ml，过0.45um滤膜后进样测定。取三组实验结果平均值，经测量和计算得到不同pH条件下农药的峰面积和去除率。见表3-5和3-6表3-5 不同反应pH过氧化氢酶对土壤中硫丹的去除率pH45678峰面积31.325.632.919.719.9浓度ug/ml13.8111.3114.518.738.82去除率83.44%86.43%87.60%89.53%86.88%表3-6 不同反应pH过氧化氢酶对土壤中菊酯的去除率pH45678峰面积98.863.2141.177.976.6浓度ug/ml4.

27、882.887.263.713.63去除率89.54%90.83%91.43%92.06%90.21%以反应pH为横坐标，去除率为纵坐标，做出不同反应时间两种农药去除率的关系曲线如图3-3图3-3 不同反应pH两种农药去除率曲线3.4 探究酶浓度对有机氯农药去除率的影响准确称取1.00g供试污染土样于25ml锥形瓶中，分别取5ml浓度为40mg/l,45mg/l,50mg/l,55mg/l,60mg/l的过氧化氢酶溶液倒入锥形瓶中，并用缓冲溶液调节每组试样pH至7，调好pH后的三组试样瓶放置在温度为30，转速为150r/min的恒温震荡箱中振荡反应18h后取出。经提取清洗净化后浓缩用正己烷定容

28、为5ml，过0.45um滤膜后进样测定。取三组实验结果平均值，经测量和计算得到不同酶浓度时农药的峰面积和去除率。见表3-7和3-8表3-7 不同浓度过氧化氢酶对土壤中硫丹的去除率酶浓度mg/l4045505560峰面积21.825.129.769.426.1浓度ug/ml9.3310.7212.6529.3111.14去除率88.80%87.14%84.82%80.86%79.63%表3-8 不同浓度过氧化氢酶对土壤中菊酯的去除率酶浓度mg/l4045505560峰面积88.592.599.5134.296.1浓度ug/ml4.304.534.926.874.732去除率90.78%90.30

29、%89.45%85.27%84.86%以过氧化氢酶浓度为横坐标，去除率为纵坐标，做出不同酶浓度时两种农药去除率的关系曲线如图3-4图3-4 不同酶浓度两种农药去除率曲线3.5 确定去除两种有机氯农药的最佳条件通过多次实验对比和数据分析可得，在35时，两种农药去除率可达89%；pH为7时，两种农药去除率分别为89.53%和92.06%；在反应时间为16h时，两种农药去除率分别为92.26%和90.32%；在酶浓度为40mg/l时，两种农药去除率分别为88.80%和90.78%。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

30、40mg/l。在最优条件下，过氧化氢酶对两种农药均能达到很好的去除效果。4 过氧化氢酶去除有机氯农药的机理探究4.1 反应动力学实验反应动力学的探究均在反应最佳条件下进行，对于不同时间的控制均控制在最佳反应时间的前后称取一定量（10.00g）的污染土壤样品,倒入100ml锥形瓶中，在锥形瓶中加入50ml浓度为40mg/l的过氧化氢酶，用缓冲溶液将pH值调节为7，放入温度为35，转速为150r/min的恒温震荡箱中震荡反应。分别于900min.915min,930min,945min,960min,975min,990min1005min,1020min时摇匀取上层混合液体经提取净化浓缩定容后过

31、0.45um滤膜进样检测。4.2 反应动力学模型探究因本实验为初步探究此类反应的动力学机理，实验在进行到16小时时基本达到平衡，故采用积分法确定速率方程。分别假设反应为一级和二级反应模型，采用作图比较线性关系的方式来确定反应级数和性质5。4.2.1 拟化学反应一级模型拟化学反应一级动力学模型如式（1）所示 （1）则： （2）式中：为反应时间为t时测得的农药浓度，为反应起始污染土壤中农药的浓度，为一级反应速率常数；以ln(Cx)对作图即可确定速率常数，如图4-1和4-2所示。图4-1 三个浓度下硫丹拟一级反应动力学图4-2 三个浓度下菊酯拟一级反应动力学4.2.2拟化学反应二级模型二级反应动力学

32、模型的表达式为 (1)则： （2）式中：为反应时间为t时测得的农药浓度，为反应起始污染土壤中农药的浓度，为二级反应速率常数；以对t作图即可确定速率常数，如图4-3和4-4所示。图4-3 三个浓度下硫丹拟二级反应动力学图4-4 三个浓度下菊酯拟二级反应动力学4.2.3化学反应动力学拟合结果两种农药的拟合结果见表4-1表4-1 两种农药动力学模型的拟合结果农药动力学模型浓度mg/l 动力学参数硫丹k R2一级动力学模型400.00380.9841500.00220.9742600.0020.988二级动力学模型400.0050.9937500.00020.9814600.00020.9882菊酯一

33、级动力学模型400.0070.9798500.00520.9944600.00540.9912二级动力学模型400.00150.9953500.0010.9965600.00110.9929对比模型的决定因子R2拟二级动力学模型拟合参数为最优（硫丹R2=0.9937，菊酯R2=0.9965），可推测过氧化氢酶对土壤中有机氯农药的化学反应更符合二级反应模型。4.3反应热力学探究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

34、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。4.3.1热力学实验设置称取一定量（10.00g）的污染土壤样品,倒入100ml锥形瓶中，在锥形瓶中加入50ml浓度为40mg/l的过氧化氢酶，用缓冲溶液将pH值调节为7，放入温度为30、31、32、33、35，转速为150r/min的恒温震荡箱中震荡反应。分别于900、915,930,945,960,975,990，1005,1020min时摇匀取上层混合液经提取净化浓缩定容后过0.45um滤膜进样检测。4.3.2反应热力学探究该化学反应是在等温、等压不做非体积功的条件下进行的，故可以利用计算得出的G作为过程自发方向的判据

35、。根据不同温度下反应动力学平衡常数探究化学反应热力学参数： (3) (4) 式中：R为气体常数取值为8.314J/(molK)，取最佳反应条件35，过氧化氢酶浓度为40mg/l时的化学反应平衡常数计算G0。图4-5,4-6表示不同温度时的平衡常数。图4-5 硫丹不同温度时反应平衡常数图4-6 菊酯不同温度时反应平衡常数图4-7为ln(K)对1/T作图，利用斜率和截距结合公式可分别计算出G0、S0、H0的值，见下表4-3所示 图4-7 两种农药为ln(K)对1/T作图表4-3不同温度下过氧化氢酶作用于农药热力学参数农药T(K)LnK硫丹30323.20239.79708.80-9.2130421

36、.53-8.5130520.57-8.1130619.90-7.8230819.46-7.60菊酯30314.66163.89479.32-7.6030412.76-7.1330511.65-6.8130611.01-6.6430810.52-6.50根据表可知，在以上五个温度下，该反应的吉布斯自由能G0均大于零,说明该反应非自发进行。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，H0>0,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S0>0,说明过氧化氢酶对有机氯农药的修复是熵增的过程。5实验结论过氧化

37、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，