氧化塘法净化有机 农药废水 机理研究

氧化塘法净化有机农药废水机理研究张甫元谭渝云孙美娟张进军�中国科学院水生生物研究所�在水体污染治理中,我们采用氧化塘方法作为有机磷农药废水的三级处理,取得了明显的净化效果�氧化塘法作为生活污水的处理,是一个成熟和有效的处理方法�但作为有机磷农药生产废水的处理则未见报导�因此,进一步探讨有机磷农药在氧化塘这样一种特殊的水生态系统中的净化原理,是有其理论和实践意义的�农药包括除草剂、杀菌剂在水环境中的降解研究,早期大都是关于农药在水环境中残留时间和净化现象的观察,以后进一步研究理化、生物等因素在农药降解中的作用�在生物降解中关于微生物的作用进行过不少研究�近年来又进一步开展农药酶解的研究�农药的生物净化方面的研究可以说从生物个体水平向分子水平迈进了一步,逐步开始接触到农药生物净化的本质�其中��郎�������������‘刁,和�������。���夕��。一��分别对除草剂和有机磷农药的酶学降解做了不少工作���������和������。������〔�,报导了六六六的酶解�此外,�,�一�和其它农药的酶解也有报导卜��我们首先从氧化塘系统中富集分离出有机磷农药分解菌,并对其降解性质进行了观察,确定了起净化作用的生物�同时,通过模拟藻菌系统中代表性毒物的降解试验,证明不同种群的生物在净化过程中各自的功能�此外,还研究了对硫磷在氧化塘系统中代谢途径,最后,又从对硫磷分解菌制备了无细胞酶制剂�酶制剂具有很高的对硫磷水解活性,在理论上解释净化过程中对硫磷降解的本质�本文将讨论关于有机农药的酶解研究在环境科学中的理论和实践意义�一、对硫磷和对硝基酚分解菌的富集、分离及降解特性进入氧化塘的废水,主要是对硫磷、马拉硫磷、乐果及对硝基酚的生产废水�其中对硫磷对水生生物毒性和在水中的化学稳定性都比其它两种高�因此,选择对硫磷作为研究净化过程的代表性农药�从氧化塘系统中采来的水样分别连续加对硫磷和对硝基酚富集,最终分离出���一��、���一�两种好气性细菌一极毛杆菌���������������,具有很高的对硫磷和对硝基酚的分解活力,其分解速率分别达到���克�升�天和�克�升�天�对���一�菌的对硝基酚降解动力学研究表明,此菌降解对硝基酚的速度与时间的动力学方程为���一�一八��一入���式中,匹—对硝基酚的浓度对时间的微分�����,�一分解常数�才—瞬时间�这一方程通解为��一��一�����一���当对硝基酚起始浓度为�毫克�升,温度为��℃菌液浓度在波长�叨毫微米处的光密度值为����,时,按方程式计算的理论值与实际值见图飞�实验开始时,对硝基酚的浓表�各级级化塘出水口水样对硝基酚降解速率比较���一��菌�一级氧化塘出水二级氧化塘出水鱼种湖出水半分解期�小时��天未有明显分解与一级塘分解速率比较�����������六�帜御��二��一����,一�����娜泛篇雹常琳普���������反应时间�分钟“�分光光度计波长,�毫微米处菌液光密度为����地比较高,以致适应这类毒物作为基质的微生物种群数量比较多,显示出较强的净化能力�而在下游的水体中,毒物含量减少,相应的微生物种群数量也减少,净化能力随之降低�图���卜�菌降解对硝基酚钠的动力学模式����一�����一�����二、对硫磷及其中间产物对度高显示出对细菌代谢能力有一定的抑制作用,分解速率比较慢�随着对硝基酚被细菌利用,含量逐渐降低,同时由于细菌增殖,分解对硝基酚的能力也相应加强�这就形成了对硝基酚的降解与反应时间的关系成为负二次方程的抛物线性质�细菌的浓度与对硝基酚的分解速度成正比�图���同时我们用各藻类光合作用影响及藻菌模拟系统中对硝基酚的降解为了解水生态系中主要成分藻类对农药忍受能力,为藻菌模拟试验以及氧化塘运转提供依据,我们观察了对硫磷及其中间产品二乙基硫代磷酸醋和对硝基酚对常见藻类栅藻光合作用的影响�上述各种物质对栅藻光合放氧半抑制浓度如表��由表�可见对硫表�对硫磷及其中间产物对栅藻光合放氧的半抑制浓度�叨舰�东�蓄份�权嘲�八�六�,�,且哥驾鉴世�����������������菌液浓度���〕��毫微米�图���一��菌数量与对硝基酚钠降解速率的关系级氧化塘出水加入低浓度的对硝基酚作模拟降解试验,并与���一�菌浓度较低的情况进行了比较,见表、��由表�可见,在氧化塘系统中接近进水部分分解速率高,而随后分解能力逐渐降低�同时,在鸭儿湖治理前的自净调查中也观察到对硫磷的含量以负指数函数����。。一”�递减�可见这些现象的生物学基础就在于接近废水源毒物含量相对对硫磷二乙基硫代对硝基酚对硝基酚钠硫酸醋�������������半抑制浓度�������!����毫克�升��工业品氯化物经纯化,制备成二乙基硫代磷酸醋的钾盐磷及其中间产物对藻类的毒性顺序