纳米Fe3O4协同微生物对除草剂2,4-D的降解

 【目的】采用纳米Fe3O4协同微生物降解水溶液中2,4-D,提高2,4-D的降解效率,为有机氯农药污染环境的生物修复提供理论基础。【方法】利用纳米Fe3O4的还原作用脱去2,4-D环上的氯原子,使其毒性降低或消除;再利用微生物的共代谢作用,引入降解菌,协同降解2,4-D。通过分析纳米Fe3O4与微生物之间的相互关系,揭示纳米Fe3O4与微生物降解的协同作用机理。【结果】纳米Fe3O4对2,4-D有还原降解作用,投加纳米Fe3O4体系中2,4-D浓度降低、氯离子浓度升高,纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程;微生物能以2,4-D为C源,投加降解菌体系中2,4-D浓度降低、微生物生长的OD600值增大,2,4-D为微生物生长提供营养;纳米Fe3O4/微生物联合体系能明显加快2,4-D的降解,7 d时2,4-D的残留率降至35.7%,远低于纳米Fe3O4或微生物单独降解体系中2,4-D的残留率。采用微生物对中间产物2,4-DCP进行降解,反应5 d时,2,4-DCP 的残留率为50.1%,相应地,降解菌生长的OD600值为3.29。【结论】纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D的降解效率显著高于单一纳米Fe3O4或微生物体系;纳米Fe3O4能够刺激微生物的生长,2,4-D还原降解的中间产物2,4-DCP比2,4-D更易于被微生物降解。     

臭氧化降解除草剂2,4-D的机理研究(Ⅱ):降解路径

为了考察除草剂2,4-D在臭氧化反应过程中的降解机理,在前文分析中间产物的基础上,进一步跟踪反应溶液中几个主要中间产物和氯离子的浓度变化趋势,由此提出可能的降解路径。结果说明,2,4-D臭氧化降解过程主要是羟基自由基的间接氧化起作用,臭氧分子的直接氧化所占比重很小。对前文分析出的主要中间产物进行分类,并通过判断反应溶液中中间产物和氯离子浓度随反应时间变化的趋势,可知2,4-D在羟基自由基作用下,主要先产生了2,4-二氯苯酚等含氯的酚类,再经过脱氯,形成无氯的芳香族化合物。苯环结构开裂后,形成了大部分有机酸,另一小部分有机酸在2,4-D初步降解为含氯芳香族化合物时即可产生。脱氯过程有一个初始较慢后来较快的趋势,这说明2,4-D直接脱氯较少,大部分脱氯过程发生在形成2,4-DCP等含氯芳香族中间产物后,此时,脱氯产生无氯的芳香族中间产物。在最后的深度氧化阶段,经过一系列中间产物反应之后,部分2,4-D能降解为水、二氧化碳等终产物。     

利用2,4-D除草剂环境胁迫筛选陆地棉品种资源

[目的]为抗除草剂棉花新品种的选育提供参考。[方法]在棉田喷施2,4-D除草剂造成药害,在受害后的棉田筛选抗2,4-D的棉花品种。[结果]DPX系列陆地棉品种（DPXl09、DPXll4、DPXl20、DPXl60）对2,4-D除草剂的耐、抗性较好,喷药后其生物学性状、叶型、叶色、花冠大小无明显变化,单铃重和衣分明显增加,且生育后期植株长势稳健、吐絮正常,未出现早衰、纤维马克隆值过高、纤维长度明显缩短等现象。喷药后晚熟彩色棉品种ASI在花铃期出现返青现象。[结论]DPX系列品种是很好的耐、抗2,4-D除草剂的转基因抗虫棉品种。     

臭氧化降解除草剂2,4-D的机理研究(I):中间产物分析

苯氧羧酸类除草剂2,4-D是一种常见的农业污染物,具有较高的环境危害。将水中的除草剂2,4-D作为控制对象,采用臭氧、臭氧/过氧化氢两个氧化体系在实验室内进行降解。为了探讨2,4-D降解机理,分别采用气相色谱-质谱联机分析方法、高效液相色谱法、离子色谱法等方法对2,4-D的降解过程中可能产生的中间产物进行了检测。结果表明,2,4-D的臭氧化降解中间产物有芳香族化合物和有机酸等,主要包括:2,4-二氯苯酚、(氯)对苯二酚(邻苯二酚)、(氯)苯醌、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、乙酸、草酸、甲酸等。并经过总有机碳分析可知,部分2,4-D经过臭氧、臭氧/过氧化氢体系氧化降解,在反应时间内能彻底降解为二氧化碳、水及某些无机物等终产物。对2,4-D降解中间产物的分析为臭氧化降解除草剂2,4-D降解路径的研究打下基础。     

臭氧化降解除草剂2,4-D的机理研究(Ⅰ):中间产物分析

苯氧羧酸类除草剂2,4-D是一种常见的农业污染物,具有较高的环境危害.将水中的除草剂2,4-D作为控制对象,采用臭氧、臭氧/过氧化氢两个氧化体系在实验室内进行降解.为了探讨2,4-D降解机理,分别采用气相色谱-质谱联机分析方法、高效液相色谱法、离子色谱法等方法对2,4-D的降解过程中可能产生的中间产物进行了检测.结果表明,2,4-D的臭氧化降解中间产物有芳香族化合物和有机酸等,主要包括：2,4-二氯苯酚、（氯）对苯二酚（邻苯二酚）、（氯）苯醌、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、乙酸、草酸、甲酸等.并经过总有机碳分析可知,部分2,4-D经过臭氧、臭氧/过氧化氢体系氧化降解,在反应时间内能彻底降解为二氧化碳、水及某些无机物等终产物.对2,4-D降解中间产物的分析为臭氧化降解除草剂2,4-D降解路径的研究打下基础.     

纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津降解的研究

采用纳米Fe3O4/微生物联合体系降解溶液中2,4-D和阿特拉津,考察了不同2,4-D和阿特拉津初始浓度、微生物接种量、纳米Fe3O4投加量、溶液pH值等对降解效果的影响。结果表明,纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津的降解率显著高于纳米Fe3O4和微生物单一体系;2,4-D和阿特拉津初始浓度在0～10mg·L-1、微生物接种量在0～12mg·L-1、纳米Fe3O4的投加量在0～200mg·L-1范围内,2,4-D和阿特拉津的降解率随其初始浓度、微生物接种量和纳米Fe3O4投加量的增大而增加。溶液pH3.0左右、2,4-D和阿特拉津初始浓度10mg·L-1、微生物接种量12mg·L-1、纳米Fe3O4投加量200mg·L-1,是反应的最佳条件,此实验条件下反应7d,2,4-D和阿特拉津的残留率分别降低至35.7%和54.0%。     

除草剂2,4-D完全抗原的合成与鉴定

通过活化酯法和混合酸酐法,用牛血清蛋白(BSA)和卵清蛋白(OVA)合成2,4-D免疫抗原和包被抗原,再分别采用紫外分光光度法和酶联免疫吸附法(ELISA)进行鉴定.结果是:2种方法合成的完全抗原中2,4-D和蛋白质的偶联比分别为24:1和17:1,抗血清效价为1.28×104～2.56×104.     

打瓜2,4-D丁酯药害的预防

2，4-D丁酯是一种具有较强挥发性的内吸选择性除草剂，常用于小麦、玉米、水稻等作物田间防除田旋花、马齿苋、苍耳等阔叶杂草。     

棉花抗除草剂2,4-D品系抗性遗传分析

利用高抗除草剂2,4-D的亲本与不抗除草剂的品系配制组合,对亲本、F1代和F2代植株进行抗性鉴定、调查、统计,进行棉花抗除草剂2,4-D性状遗传分析,试验结果表明,棉花除草剂2,4-D抗性性状是由一对显性基因控制。该抗除草剂性状属于质量性状遗传,便于在棉花育种中利用,抗性水平较高,能达到800mg/kg以上水平。抗除草剂性状可以在棉花常规育种和杂交种生产利用中发挥作用。     

漂移除草剂广灭灵和2,4-D高效降解菌株的筛选

从遭受不同程度广灭灵和2,4-D漂移危害的土壤中,筛选出对二者具有抗性的菌株.选用萌发后玉米主根和黄瓜芽长均为1 mm的种子,使之分别在广灭灵和2,4-D溶液中继续萌发,在第3天测得玉米主根的长度与广灭灵溶液的剂量呈线性相关,第4天测得黄瓜芽的长度与2,4-D溶液的剂量呈线性相关,并分别以这些数据作标准曲线.同时,向一...     

2，4-二氯苯氧基乙酸在土壤中的吸附淋溶特性

农药在土壤中的吸附和淋溶特性是评价其环境行为的重要指标,特别是决定了其在土壤中的迁移性.本文分别利用振荡平衡法和柱淋溶法研究了2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-D)在不同土壤中的吸附和淋溶特性及其影响因素.结果表明,2,4-D在3种供试土壤上的吸附特性能较好地用线性吸附等温线拟合,吸附常数Kd在0.95～1.54 L·kg-1之间,很难被土壤吸附.影响2,4-D在土壤中吸附的因素主要是土壤pH值,其次是有机质含量.土壤pH值增高,离子态的2,4-D量增加,吸附减弱;2,4-D在土壤中具有较强的淋溶性,影响其淋溶性能的主要因素是土壤pH值,pH值越高,淋溶性能越强.     

三种不同生物质炭对2,4-二氯苯氧乙酸吸附特性的研究

以植物类生物质原料(玉米秸秆和毛杨树叶)、城市污泥两类原材料在400℃条件下制备生物质炭(秸秆、毛杨树叶以及城市污泥三种生物质炭分别表示为J400、Y400和W400),使用酸洗法去除生物质炭表面灰分优化生物质炭,采用批量吸附实验的方法分析三种生物质炭对2,4-二氯苯氧乙酸(简称2,4-D)的吸附特性,并结合元素分析及显微红外等分析方法,探讨生物质原料对生物质炭吸附2,4-D吸附特性的影响。结果表明:三种生物质炭的元素含量、O/C、H/C和(H+O)/C存在差异,大小顺序均为W400Y400J400,表明秸秆生物质炭具有更强的疏水性和更低的极性,有利于提高生物质炭对有机物的吸附能力。吸附试验显示秸秆生物质炭、杨树生物质炭、污泥生物质炭对2,4-D的吸附特性及吸附能力不同,吸附量大小依次为2.732、2.650、2.633 mg·g(-2)。三种生物质炭的红外光谱结果相似,但在O-H、饱和C-H和不饱和C-H面外振动等处存在差异;污泥生物质炭在吸附2,4-D后多处位点的吸收峰发生变化,而杨树和秸秆生物质炭发生变化的位点较少;污泥生物质炭与其他两种生物质炭对2,4-D的吸附机制差异较大。     

超声辅助磁性纳米四氧化三铁催化过氧化氢降解亚甲蓝染料的研

建立了一种基于超声辅助磁性四氧化三铁纳米微粒催化过氧化氢降解亚甲蓝染料的方法,研究了四氧化三铁纳米微粒浓度、过氧化氢浓度、pH值、反应时间、超声时间和温度等对催化降解反应的影响.结果表明,当四氧化三铁纳米粒子浓度为600mg/L,过氧化氢浓度为0.32mol/L,pH值为5,超声时间为3min,温度为30℃,反应时间为2h时,模拟染料废水中亚甲蓝的去除率最高可达到95%.     

柱前衍生-气相色谱法测定柑橘中2,4－D残留量研究初报

为了解决柑橘出口中2,4-D残留监测问题,研究了快速测定柑橘中2,4-D残留方法。样品经酸性乙腈提取,用酸性硅藻土净化,经三甲基氢氧化硫(TMSH)衍生后,用带电子捕获检测器的气相色谱仪进行测定。试验结果表明:2,4-D的最低检出量为5×10-13g,最低检出浓度为4×10-4mg/kg,在0.001、0.01、0.1mg/kg三种添加水平下,添加回收率范围为77.16%～97.72%,变异系数范围为3.30%～8.65%。该分析方法快速、准确、灵敏,重现性好,适用于柑橘中2,4-D残留量的检测。     

过氧化氢氧化对甲基苯甲醛制备对甲基苯甲酸研究

[目的]探讨过氧化氢氧化对甲基苯甲醛制备对甲基苯甲酸的工艺条件。[方法]以30%过氧化氢为氧化剂,在碱性条件下氧化对甲基苯甲醛制备对甲基苯甲酸,采用正交试验探讨了对甲基苯甲酸的最佳合成工艺条件,并通过测定熔点、红外光谱表征了目标化合物。[结果]优化的合成条件为:物料摩尔比对甲基苯甲醛∶30%过氧化氢=1∶6,反应温度为40℃;氢氧化钾浓度为60%。该工艺条件下,对甲基苯甲酸产率达到91%以上;重复性试验结果显示,对甲基苯甲酸的平均收率达91.7%。[结论]为对甲基苯甲酸的工业化生产奠定了基础。     

白藜芦醇抑制过氧化氢诱导的IPEC-J2细胞凋亡及其机制

为了研究白藜芦醇抑制过氧化氢诱导的IPEC-J2细胞凋亡及其机制,利用过氧化氢(Hydrogen peroxide,H_2O_2)建立IPEC-J2细胞凋亡模型,然后分别使用不同浓度的白藜芦醇(Resveratrol,Rel)对IPEC-J2细胞预处理,通过MTT、流式细胞术和蛋白质免疫印迹试验,检测白藜芦醇对H_2O_2诱导的IPEC-J2细胞凋亡的保护作用及其机制。结果表明:50μmol/L的白藜芦醇通过ERK1/2和AKT信号,可以明显抑制50μmol/L过氧化氢诱导的IPEC-J2细胞凋亡。     

超声强化O3／H2O2降解咔唑的影响因素

利用超声波强化O3／H2O2（US／O3／H2O2）反应器降解含咔唑废水,考察了pH值、水温、反应时间、臭氧投加量、过氧化氢投加量和超声作用功率对咔唑降解率的影响。结果表明,单独的超声或臭氧作用对咔唑的降解率远低于两者的协同作用,pH值、温度、反应时间和臭氧投加量增加均能显著提高咔唑的降解率。通过正交试验,得出最佳工艺条件．pH值为1：2,温度为60气,超声功率为40w,反应时间为20min,臭氧投加量为2g／h,30％过氧化氢投加量为3．75ml／L。     

高效液相色谱法测定柑橘中2,4-二氯苯氧乙酸残留

建立了柑橘中2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)残留的高效液相色谱(HPLC)测定方法.样品用水提取,提取液经二氯甲烷萃取、浓缩后,用丙酮溶解.丙酮溶液上硅胶固相萃取柱,用甲醇洗脱,洗脱液氮气吹干后用流动相溶解.HPLC条件:二极管矩阵检测器检测;波长:282 nm;色谱柱:ODS-3 C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相:甲醇-水为8∶2(体积比),pH 3.0.在0.2～2.0 mg/kg添加范围内,回收率86.5%～96.6%,变异系数2.45%～8.35%,最低检测限为0.05 mg/kg.     

四磺基锰酞菁催化高香草酸与过氧化氢荧光反应的研究

在四磺基锰酞菁存在下 ,高香草酸与过氧化氢作用可形成强荧光二聚体 ,由此建立的测定水溶液中过氧化氢的荧光方法可用于本地区雨水样品的分析。测定所用的荧光试剂不含辣根过氧化物酶 ,从而避免了生物酶在使用过程中因可能的失活给分析工作所带来的困难。方法的检测限为 7.1× 1 0 - 8mol/L,对 1 .0× 1 0 - 6mol/L H2 O2 作 6次平行测量 ,标准偏差为 3 .1 %。