多孔菌漆酶修复DDT污染土壤的动力学

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DDT是一种高毒性、高残留的有机农药,它破坏农业生态平衡,危害人体健康。生物修复具有成本低、工艺简单、不易造成二次污染的特点。因此,广泛应用于土壤DDT污染的修复。酶修复具有效率高、耗时短、成本低、易操作的优势,是一种经济有效的新型DDT污染土壤的治理方法。 本试验用多孔菌制备了漆酶,并测定游离漆酶的动力学常数(Km)值。利用漆酶修复DDT污染土壤,探讨了不同气氛、土壤的不同类型、土壤不同的pH值和Eh值等因素对漆酶降解DDT的影响,同时进行了以上不同条件下漆酶降解污染土壤中DDT的动力学研究。主要结果如下: 1.对多孔菌产生的漆酶粗酶液通过用硫酸铵盐析和Sephadex G-75葡聚糖凝胶柱层析进行纯化。硫酸铵盐析后,酶活力提高一倍,活力回收78%:Sephadex G-75葡聚糖凝胶柱层析后,漆酶最高活力达到13.54 U,酶活力提高3.8倍,活力回收72%。 2.以邻联甲苯胺为底物测定游离漆酶的动力学常数,测得Km=14.21mmol/L。 3.采用批试验的方法研究不同气氛对漆酶降解DDT的影响,对于DDT初始浓度为4.85 mg/kg的供试赤红壤,漆酶处理后在氧气、空气和氮气下的浓度分别降低到1.529 mg/kg、2.5543 mg/kg和2.892 mg/kg,其降解率分别为68.54%、47.48%和40.52%。试验表明土壤通气性越好,漆酶对土壤中DDT的降解效率越高。 漆酶修复土壤DDT污染的动力学研究结果表明,不同气氛下多孔菌漆酶对DDT的降解反应符合一级动力学特征。 4.采用批试验的方法研究土壤类型对漆酶降解DDT的影响,对于DDT污染的水稻土、菜园土、红壤、砖红壤和赤红壤,其结果都是在DDT总量中所占比例较大的组分O,P′-DDT、P,P′-DDD和P,P′-DDT的降解率较高;所占比例较小的P,P′-DDE的降解率较低。酶处理后,这五种土壤DDT总量的降解率分别为:61.68%、54.38%、52.01%、49.08%和47.48%。表明土壤类型对多孔菌漆酶修复DDT污染土壤影响显著。漆酶修复土壤DDT污染的动力学研究结果表明:在不同的土壤类型下多孔菌漆酶对DDT的降解反应符合一级动力学特征。 5.采用批试验的方法研究土壤pH值对漆酶降解DDT的影响,结果表明土壤pH范围在2.5—4.5之间酶处理后降解率较高,pH大于5.5以后,漆酶处理降解率迅速降低,不同pH的DDT污染土壤酶修复后降解率由高到底排序为:pH3.5>pH4.5>pH2.5>pH5.5>pH6.5,pH3.5时处理效果最好,此时DDTs浓度从初始的4.86 mg/kg降低到2.448 mg/kg。pH2.5、pH3.5、pH4.5、pH5.5和pH6.5对应的降解率分别为:46.1%、49.7%、47.4%、42.2%、38.7%。表明土壤pH值对多孔菌漆酶修复DDT污染土壤影响显著。 漆酶修复土壤DDT污染的动力学研究结果表明,在不同土壤pH值的条件下多孔菌漆酶对DDT的降解反应符合一级动力学特征。 6.采用批试验的方法研究Eh值对漆酶降解DDT的影响,土壤中氧化还原电位越高,土壤通气性越好,则漆酶对土壤中DDT的降解率越高,高中低三种Eh的DDT污染土壤酶修复效果由高到底排序为:高Eh>中Eh>低Eh,其降解率分别为:51.5%、42.8%、34.8%。表明土壤Eh值对漆酶降解DDT有显著影响。 研究结果表明:在不同的土壤Eh值条件下,多孔菌漆酶对DDT的降解反应符合一级动力学特征。
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