有机磷农药在厌氧消化系统中的降解研究

发布时间：2020-05-30 07:17

【摘要】：有机磷类杀虫剂是国内外主要的农药药剂,虽然对减少作物的损失取得了较好的控制效果。但由于长期使用导致害虫的抗药性增加,进而用量加大、残留超标,引发食品安全问题。本研究为了解决有机磷农药持久污染环境以及有机磷农残危害人体健康的巨大问题,用成本低廉、操作简单、降解效果良好的厌氧消化方法在30℃条件下将系统中的有机磷农药(乐果)降解,同时得到了沼气(Biogas)这一绿色清洁能源。实验应用有机磷农药(乐果)对乙酰胆碱酯酶抑制的原理,采用分光光度法测定了有机磷农药(乐果)在废弃白菜厌氧消化系统(湿发酵)料液中的浓度变化。结果表明,在实验设置的厌氧消化系统负荷之下,160mg/L(64mg)的乐果是此系统有机负荷下能够消解的极限;所有滴加乐果的系统的降解高峰期有所不同:10~50mg/L的在第3d(降解率为93.2%、75.5%、73%、77.6%、81%);60~90mg/L的在第4d(82.7%、82.9%、77.1%、77.6%);100~120mg/L的在第6d(89.1%、83.7%、78.3%);130~160mg/L的在第7d(78.1%、69.2%、52.9%、50.3%);乐果的初始浓度越高,其在系统中的降解周期越长。运用Matlab7.0数学软件对实测实验数据进行拟合,结果表明:10~160mg/L浓度的乐果降解曲线符合修订后的Rayleigh模型,每个浓度降解曲线的R2大于0.990。随着有机磷农药初始浓度的增高,较之没有滴加有机磷农药的对照组,其累积产气量依次明显降低。没有滴加乐果的对照组和滴加乐果的实验组累积产气量的曲线均符合一级动力学原理,经计算机拟合,各组的实验数据均符合修正后的Gompterz模型,并且各组系统的相关系数R2均大于0.993。日产沼气量实测数据显示:未滴加乐果的系统日产气量高峰为220mL(第8d);滴加乐果的实验组日产气高峰分别为:240 mL(第8d)、230 mL(第9d)、300 mL(第8d)、300 mL(第11d)……140 mL(第23d)、90mL(第20d);结果表明,当乐果初始浓度达到80mg/L时开始对系统的日产气量、累积产气量产生负影响。实验周期中对各组系统的甲烷含量进行了检测,未滴加农药的对照组甲烷平均含量为65.2%;滴加乐果的系统分别为:62.7%、60.3%、61.5%、62.2%......56.7%、52.4%、50.1%。平均甲烷含量数据表明,当乐果浓度初始浓度达到80mg/L(56mg)时可以导致甲烷含量的明显下降。同时,有机磷乐果的加入会致使发酵料液变酸,随着乐果农药的消解,整个厌氧消化系统的pH又恢复正常;在整个厌氧消化周期内,各系统料液pH值始终保持在6.2~7.4之间。厌氧消化系统的建立可以行之有效地降解有机磷农药乐果,且降解周期较短,能够在降解有机磷农药的同时将废弃蔬菜能源化,是一种切实可行的便于推广的解决有机磷污染和农残问题的方法。
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X592;S216.4

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