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有机氯农药的测定及研究进展论文

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有机氯农药的测定及研究进展论文

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方法提要

利用固-液萃取原理,借助圆盘固相萃取装置用C18萃取膜萃取地下水中残留有机氯农药和有机磷农药,富集在C18萃取膜上的目标物分别经丙酮、正己烷淋洗后经氮气浓缩、定容。气相色谱-电子捕获检测器测定其中有机氯农药、气相色谱-火焰光度检测器测定有机磷农药。外标法定量。

方法适用地下水、地表水等水体中p,p'-DDE、p,p'-DDD、o,p'-DDT、p,p'-DDT、α-六六六、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六、六氯苯、七氯、艾氏剂、环氧七氯、α-氯丹、γ-氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、六氯苯等16种有机氯农药,和敌敌畏、速灭磷、甲拌磷、二嗪磷、稻丰散、异稻瘟净、甲基对硫磷、杀螟松、马拉硫磷、毒死蜱、溴硫磷、对硫磷、杀扑磷等13种有机磷农药残留量的测定。当取样量为时,方法检出限~(依赖于仪器的灵敏度、分析条件和样品基质等)。

仪器和装置

GC-2010气相色谱(日本岛津公司)配火焰光度检测器(FPD);6890NGC气相色谱(美国安捷伦公司),配微池电子捕获检测器(μECD);或其他相当配制。

圆盘固相萃取设备(美国SUPELCO公司)。

固相萃取圆盘膜ENVI-18DSK(美国SUPELCO公司),直径47mm,厚度;真空泵。

色谱柱HT-8(澳大利亚SGE公司),×220μm;μm;色谱柱,Rtx-OPP2(美国RESTEK公司),×;μm。

试剂

同。

样品采集、保存和制备

同。

分析步骤

1)样品提取。将5mL丙酮小心倒入蓄水器,立刻在低真空状态下抽滤5min。分别再加入5mL甲醇和5mL试剂水,继续在低真空状态下抽滤,待圆盘表面暴露空气前将含有40ng的三苯基膦酸酯、2,4,5,6-四氯-间二甲苯与二丁基氯菌酸酯替代物标准的水样倒入蓄水器中,调整真空度使样品流速保持50mL/min,待水样全部通过圆盘后,继续低真空状态下抽滤5min。最后再将5mL丙酮、10mL正己烷淋洗液依次倒入圆盘,低真空状态下抽滤,用收集瓶收集淋洗液。待淋洗液收集完成后,静置分层,将分层后的有机相转移至浓缩瓶中,N2吹浓缩有机相,最后正己烷定容至,GC测定。

2)有机氯农药分析气相色谱条件(GC-ECD)。进样口温度,270℃;检测器温度,322℃;柱前压,;进样方式,不分流;进样体积,1μL。色谱升温程序:起始温度70℃,保持1min;以10℃/min升至230℃;再以5℃/min升至265℃;再以8℃/min升至320℃,保持3min。

3)有机磷农药气相色谱条件(GC-FPD)。进样口温度,220℃;检测器温度,280℃;吹扫流量,;柱前压,×;空气流量,;氢气流量,;进样方式,不分流进样;进样体积,4μL。色谱升温程序:起始温度120℃;以10℃/min升至200℃,保持5min;以10℃/min升至250℃,保持2min。

定性与定量分析

同。

方法性能指标

1)萃取方式和洗脱剂对回收率的影响(表)。

表 萃取方式和洗脱剂对有机氯和有机磷农药回收率的影响(单位:%)

2) 方法的检出限、线性范围及精密度和准确度。为了验证方法的准确度和精密度,对方法进行 6 次平行实验。结果表明,加标量分别为 2ng/L 和 20ng/L 的 模拟水样,16 种有机氯农药的平均回收率为 ~ 102% ,相对标准偏差 ~ 15% 。加标量分别为10ng/L、100ng/L 的 模拟水样,13 种有机磷农药各组分的平均回收率在 ~104% 之间,平均 回 收率 的相 对 标准 偏 差 在 ~ 17% 之 间,实 验 结果 见 表 和表。

表 有机氯农药方法的检出限、线性范围及精密度和准确度

注: R 为平均回收率,测定次数 6 次; ‘- ’表示未检出。

表 有机磷农药方法的准确度和精密度

续表

注: R 为平均回收率,测定次数 6 次; ‘- ’表示未检出。

3) 色谱图的考察。16 种有机氯农药和 13 种有机磷农药的气相色谱图分别见图和图。

图 16 种有机氯农药标准样品气相色谱图(10ng/mL)

图 13 种有机磷农药标准的气相色谱图(20ng/mL)

六六六、滴滴涕等16种(9种)有机氯农药的气相色谱法测定

方法提要

有机氯农药易溶于正己烷、丙酮等有机溶剂。方法采用正己烷与丙酮(1+1)混合溶剂索氏提取或加速溶剂萃取提取土壤试样中残留有机氯农药,根据检测目标物不同,提取液经氟罗里硅土柱或浓硫酸净化后,气相色谱-电子捕获检测器检测。

方法适用于土壤样品中α-六六六,β-六六六,γ-六六六,δ-六六六,p,p'-DDE,p,p'-DDD,o,p'-DDT,p,p'-DDT,六氯苯,七氯,艾氏剂,七氯环氧,狄氏剂,异狄氏剂,α-氯丹,γ-氯丹等有机氯农药残留分析。方法检出限随仪器灵敏度和样品基质而定,当取样为时检出限在~之间。该方法也可用于沉积物等固体试样中上述有机污染物检测。

试样中共存色素、酯类化合物和其他性质相似污染物会干扰测定,试样提取液需净化后测定。

仪器与装置

气相色谱仪,带电子捕获检测器。

旋转蒸发器。

恒温水浴氮吹仪。

索氏抽提器。

快速溶剂萃取仪美国戴安公司,ASE-200。

毛细管色谱柱DB-5,30m×,μm膜厚;或Rtx-CLⅡ,30m×,μm膜厚。

氟罗里硅土固相萃取柱(1g,)或30m×氟罗里硅土层析柱,填经活化处理后的氟罗里硅土。

样品瓶250mL棕色广口瓶。

试剂与材料

无水硫酸钠优级纯,在650℃马弗炉中灼烧4h,冷却后放置在干燥器中备用。

正己烷、丙酮等均为农残级。

硫酸优级纯。

载气高纯氮。

铜粉或铜片使用前活化除去表面氧化物。活化方法:将铜粉或铜片放入150mL烧杯中,加入适量(1+1)盐酸至完全浸泡铜粉或铜片为止,用玻璃棒搅拌使铜粉或铜片充分接触盐酸后放置1min,加入50mL去离子水,搅匀后弃去盐酸,继续用去离子水洗涤铜粉或铜片3次,然后依次用丙酮、正己烷再各洗3次,最后保存在正己烷中备用。

氟罗里硅土农残级。使用前将氟罗里硅土放在一个浅盘的瓷舟中,用铝箔轻轻盖上,然后在130℃的烘箱中加热过夜,冷却保存在干燥器中备用。

标准储备溶液α-六六六,β-六六六等16种有机氯农药标准。-18℃下保存备用。

替代物标准2,4,5,6-四氯-间二甲苯、二丁基氯菌酸酯混合溶液,浓度100μg/mL。浓度100μg/mL。二级替代物标准储备液:2,4,5,6-四氯-间二甲苯与二丁基氯菌酸酯替代物混合标准溶液或2,4,5,6-四氯-间二甲苯与PCB209混合标准溶液,以正己烷逐级稀释至μg/mL。上述标准均在-18℃下保存备用。替代物标准应在试样提取前添加到每一个试样、空白和标准中。用于监测试样前处理、测定过程带来的污染、损失和基体干扰等。

样品采集与保存

土壤样品采集时需要去掉表层风化层,再用采样铲将土壤样品装于样品瓶中,立刻贴上标签,尽快送实验室检测。

潮湿的土壤样品需要进行冷冻干燥。没有冷冻干燥仪的实验室,可在避光的条件下,自然阴干,一般2~3d即可。分析前,除去树枝、石块等将样品粉碎至40目左右。对直接分析的潮湿样品需同时进行含水量分析,检测结果以干基报出。土壤样品保存在阴凉处,提取液40d内完成检测。

分析步骤

1)土壤试样的提取。

a.索氏抽提法。称取土壤试样及5g无水Na2SO4,加入已活化的铜粉或铜片,混匀后置于滤纸筒,加入μg/mL2,4,5,6-四氯-间二甲苯与二丁基氯菌酸酯替代物混合标准溶液(或PCB209)40μL,转入索式提取器,平底烧瓶中加入70mL正己烷-丙酮(1+1)混合提取液,其中20mL用于浸泡试样。试样浸泡12h后于75℃恒温水浴提取10h。提取液经KD浓缩至5~10mL,待净化。如检测16种有机氯农药应采用氟罗里硅土净化,如检测六六六、滴滴涕、六氯苯等农药,可采用氟罗里硅土净化,也可采用硫酸净化。氟罗里硅土净化需将提取液氮吹至1mL左右。硫酸净化则提取液无需浓缩直接净化。

b.快速溶剂提取法。称取土壤样品、硅藻土及已活化的铜粉或铜片,加40μL浓度为μg/mL替代物混合标准,充分混匀,再转移至底部放有一层纤维滤纸和弗罗里硅土的22mL不锈钢萃取池中萃取。萃取条件:正己烷、丙酮混合萃取溶剂(1∶1,V∶V),萃取温度100℃,压强1500×6895Pa,加热5min,静态时间5min,淋洗体积为60%池体积,氮气吹扫时间为90s,静态萃取次数3次,用高纯氮气吹扫,收集全部提取液。如采用浓硫酸净化,提取液不需浓缩直接净化。如采用氟罗里硅土小柱净化,提取液氮吹至1mL左右,再接净化。

2)提取溶液的净化。

a.氟罗里硅土净化(适用于各种有机氯农药的测定)。氟罗里硅土小柱预先用5mL乙醚-正己烷(15+85)混合溶液淋洗、正己烷顺序活化后,将提取液加入柱液面上层,用25mL乙醚-正己烷(15+85)混合溶液淋洗,淋洗速度为4mL/min,KD浓缩瓶承接淋洗液,氮气浓缩、定容至,气相色谱测定。

b.浓硫酸净化(适用于六六六、滴滴涕、六氯苯等有机氯农药的测定,替代物标准为2,4,5,6-四氯-间二甲苯与PCB209)。在分液漏斗中加入正己烷提取液体积的十分之一的浓硫酸,振摇1min,静置分层后,弃去硫酸层(注意:净化过程中,要防止发热爆炸,加硫酸后,开始慢慢振摇,不断放气,然后再剧烈振摇),按上述步骤重复数次直至正己烷相呈无色透明时止。然后向正己烷相加入约为其体积一半的20g/L硫酸钠溶液。振摇十余次。待其静置分层后弃去水层。重复直至正己烷相呈中性时为止(一般2~4次),正己烷相再经装有少量无水硫酸钠的筒型漏斗脱水,滤入平底烧瓶,旋转蒸发至5~10mL后转入到KD浓缩瓶中,氮气浓缩定容至,气相色谱测定。

3)基体加标。在空白或试样中加入适当浓度有机氯标准和1μg/mL的替代物标准溶液40μL,其后操作同试样处理。

4)校准曲线。校准系列标准溶液配制,用正己烷逐级稀释1μg/mL有机氯农药标准溶液,配制成0ng/mL、1ng/mL、5ng/mL、10ng/mL、20ng/mL、40ng/mL、150ng/mL等不同浓度水平的混合标准系列。每个标准系列点均加入40μL的μg/mL二级替代物标准。通过浓度与对应峰面积建立校准曲线线性方程。

配制的标准溶液,作为确证标准。至少每10个试样或试样分析结束时,应用确证标准验证仪器稳定性及校准曲线可靠性。当确证标准与初始标准偏差超过20%时,应重新配制校准曲线,重新测定偏差区间内所分析的试样。

气相色谱分析条件。进样口温度265℃,不分流进样,进样量1μL。柱前压9×6895Pa,总流量,柱流量,吹扫流量。升温程序,起始温度70℃,保持1min;以10℃/min升温到230℃,继续以5℃/min升温至265℃;再以8℃/min升温至320℃,保持3min。检测器(ECD)温度320℃,尾吹流量30mL/min。

仪器的调试。预热运转至获得稳定基线,调整气相色谱仪,观察色谱峰峰形是否对称,并使各色谱峰达到预期分离效果和分析灵敏度。

用DDT、异狄氏剂检查色谱进样口是否存在污染。如果DDT、异狄氏剂分解率超过15%,需要清洗或更换内衬管,如必要还需清洗进样口。

5)定性及定量分析。

a.定性分析。采用与标准目标物保留时间相比较的方式对样品目标物进行定性。对样品目标物含量达到方法检出限5倍以上的样品,需进行气相色谱-质谱确证或性质不同的第根色谱柱确认。

b.定量分析。定量方法一般为外标法,也可以采用内标法。以标准溶液中目标化合物峰面积对目标化合物浓度作图,得到该目标化合物定量校准曲线。根据样品溶液中目标物峰面积,由定量校准曲线得到样品溶液中该化合物浓度。目标化合物峰面积和定量校准曲线可以由气相色谱仪工作软件自动完成,定量校准曲线也可由EXCEL工作软件完成。对自动积分的峰面积应逐个检查各峰基线,对不合理基线进行手动修正。校准曲线线性相关系数必须满足R2≥。

根据试样溶液测定浓度、定容体积和取样量再计算出试样中浓度。对含水量大的试样需同时测定含水量,检测结果以干基报出。

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

对含量接近检出限水平的试样,应采用与其浓度相近的标准单点校准。对于含量超过校准曲线上限的试样应稀释后测定或减小取样量重新测定,使其峰面积保持在校准曲线的线性范围内。

6)方法性能指标。

a.仪器检出限及精密度。

配制六氯苯等有机氯标准溶液,加入2,4,5,6-四氯-间二甲苯、二丁基氯菌酸酯等溶液6个,按样品分析过程进行分析,获得精密度RSD(n=6)在~之间,空白样品加标回收率在~之间。配制的标准溶液进行GC-ECD测定,按3倍信噪比计算仪器检出限,结果见表。

表 方法的性能指标

b.校准曲线及相关系数。按、、、、100ng/mL、200ng/mL、500ng/mL系列浓度水平配制16种有机氯农药标准,添加替代物标准,GC-ECD分析,建立各组分标准校正曲线。各组分校正曲线的线性相关系数在~之间。

c.方法检出限。方法检出限是将质量分别为20ng的16种有机氯标准加入到空白土壤样品中,按样品前处理分析方法操作,气相色谱测定。根据浓度与仪器的响应(峰高)计算检出限。方法检出限定义为3倍于噪声时信号对应的浓度。经多次测定计算后,方法检出限在~之间。

d.色谱图的考察。

图 9种有机氯农药标准气相色谱图

图 16种有机氯农药标准气相色谱图

7)质量控制。参见前面章节水质样品中有机氯农药、苯并[a]芘测定质量控制部分。

有机氯农药的气相色谱-质谱联用法测定

方法提要

六六六、DDT、六氯苯等有机氯农药易溶于正己烷、丙酮等有机溶剂。方法采用正己烷-丙酮(1+1)混合溶剂并借助索氏提取、加速溶剂萃取等装置提取土壤试样中残留有机氯农药。根据检测目标物不同,提取液经氟罗里硅土或浓硫酸净化后,气相色谱-质谱检测。

方法适用土壤、沉积物等试样中六氯苯,α-六六六,β-六六六,γ-六六六,δ-六六六,p,p'-DDE,p,p'-DDD,o,p'-DDT,p,p'-DDT,六氯苯,七氯,艾氏剂,七氯环氧,狄氏剂,异狄氏剂,α-氯丹,γ-氯丹,灭蚁灵等有机氯农药残留分析。

方法检出限随仪器灵敏度和样品基质而定,本方法检出限~之间。

试样中共存色素、类酯化合物和其他性质相似污染物会干扰测定,需净化后测定。

仪器与装置

气相色谱-质谱仪EI源。

旋转蒸发器。

恒温水浴氮吹仪。

索氏抽提器。

快速溶剂萃取系统。

1L分液漏斗,带聚四氟乙烯活塞。

固相萃取用氟罗里硅土小柱(1g,)或氟罗里硅土层析柱(30m×)。填经活化处理过的氟罗里硅土。

250mL洁净棕色广口样品瓶用于土壤样品采集。

试剂与材料

无水硫酸钠在600℃高温炉中灼烧4h,稍冷后放置在干燥器中备用。

氯化钠在600℃高温炉中灼烧4h,稍冷后放置在干燥器中备用。

硫酸。

弗罗里硅土(美国Suplco公司,60~100目)使用前,130℃烘13h后放入干燥器备用。

正己烷、丙酮等均为农残级,正己烷、丙酮浓缩100倍后上机测试没有干扰。

载气,高纯氦,。

铜粉和铜片使用前活化,活化方法参见试剂与材料部分。

替代物标准2,4,5,6-四氯-间二甲苯、PCB209混合溶液,低温冷藏。

二级替代物标准将2,4,5,6-四氯-间二甲苯、PCB209混合溶液以正己烷逐级稀释至μg/mL,-18℃下保存备用。

标准储备溶液α-六六六,β-六六六,γ-六六六,δ-六六六,p,p'-DDE,p,p'-DDD,O,p'-DDT,p,p'-DDT,六氯苯,七氯,艾氏剂,七氯环氧,狄氏剂,异狄氏剂,α-氯丹,γ-氯丹,灭蚁灵等17种有机氯农药标准。-18℃下保存备用。美国supelco提供。

内标标准液氘代苊、氘代菲、氘代混合标准。50μg/mL。正己烷稀释至10μg/mL,备用。

样品采集与保存

见六六六、滴滴涕等16种(9种)有机氯农药的测定中样品采集与保存部分。

分析步骤

1)试样前处理。索氏抽提、加速溶剂萃取及净化等试样前处理操作参见的分析步骤。分析前试样加入μg/mL氘代内标混合溶液μL。

2)校准曲线。用正己烷逐级稀释有机氯农药标准溶液,配制成、、、、、,5个浓度水平的混和标准系列。分析前各标准均加入μg/mL二级替代物标准40μL和μg/mL氘代内标混合溶液μL。通过标准系列中各目标化合物与内标化合物仪器响应值(峰面积)的比与对应浓度建立校准曲线线性方程。

3)测定条件。气相色谱条件。色谱柱DB-5MS60m×.,μm。进样口温度280℃;不分流进样,进样量1μL;柱前压13×6895Pa;升温程序,初温100℃,保持1min,以30℃/min升至200℃,再以5℃/min升至310℃,保持3min。

质谱条件。色谱-质谱接口温度,280℃;离子源温度,220℃;离子源,EI;电离电压70eV。定性分析以全扫描方式(scan),扫描范围为35~500m/z;定量分析选择离子扫描检测(SIM),各化合物特征离子见表。

表 目标化合物特征离子

测定。质谱联用仪经全氟三丁胺(FC-43)自动调谐,灵敏度和分辨率达到最佳匹配。每天分析运行开始时,都必须以十氟三苯基膦(DFTPP)检查GC-MS系统是否达到性能指标要求。得到背景校正的DFTPP质谱图中关键质量数应达到表的要求。

表 DFTPP关键离子和离子丰度指标

每个工作日分析前,选用5μg/mLp,p'-DDT和异狄氏剂标准溶液,进样1μL,以全扫描方式测定,检查GC进样口是否污染导致DDT降解。只有DDT分解为DDD和DDE或异狄氏剂分解为异狄氏剂醛和异狄氏剂酮的程度小于15%才可以进行分析。

4)标准溶液总离子流图。

图 16种有机氯农药标准特征离子的总离子流色谱图

5)定性及定量分析。参见定性与定量分析部分。定量方法一般为内标法。

6)方法性能指标。替代物标准2,4,5,6-四氯-间二甲苯、PCB209回收率在65%~130%。

标准系列、、、、、150ng/mL的回归方程的线性相关系数>。

将质量分别为、的9种有机氯标准分别加入到空白土壤试样中,按试样前处理分析方法操作,经浓缩定容后按选定的仪器工作条件分析。根据浓度与仪器的响应(峰高)计算检出限。方法检出限定义为3倍于噪声时信号对应浓度,为~。

7)质量控制。参见前面有关章节水样中有机氯农药、苯并[a]芘测定质量控制部分。

有机氯的测定及研究进展论文

这是一篇综述性关于化学痕量分析的论文。如果没有自己做试验,那综述性论文是很好的选择,因为不需要做试验,查一些资料,就可以自己整理出来。气相色谱有机痕量分析进展摘要对气相色谱有机痕量分析的进展进行了评述,共引用文献63篇。关键词气相色谱;有机痕量分析;前处理;综述前言 痕量分析是指样品中低含量物质的测定,这些低含量物质通常被称为痕量组分。所谓痕量分析这个概念是一个动态的概念,是随着科学技术的发展而变化的。梁汉昌[1]认为,现代痕量分析是指检测纯物质或混合物中所含浓度为10-9-100×10-6,或者更低的组分。朱明华[2]认为,含量在100 ppm以下的组分的分析,称为痕量分析(TraceAnalysis)。 随着国民经济的发展和高新技术的不断出现,各行业各领域对物质纯度和质量的要求越来越高,环境及生命体中的痕量组分也会对自然界及生物体造成很大影响,从而促进和推动了痕量分析技术的发展。因此,研究并建立更加灵敏、更加准确的痕量分析方法具有重要的现实意义。 诸多分析方法,如气相色谱法[3]、液相色谱法[4],质谱法、红外光谱法、拉曼光谱法[5],毛细管电泳法[6],电化学法[7]、毛细管电色谱法一电喷雾质谱测定法[8]、导数分光光度法[9]等都可以用于有机痕量分析。气相色谱法由于具有分离效率高,选择性好,灵敏度高,分析速度快,直接进样样品用量少,一次进样可以同时分析多种组分等突出优点,特别适用于有机痕量物质的分析。但是有机痕量分析是一项面大、面广、难度大、要求高的工作,不仅包括仪器本需要解决的检测灵敏度和分离的问题,还包括极为关键的内容,如样品采集、运输、存储、制备等。气相色谱有机痕量分析样品预处理 环境中有机污染物(包括环境激素),食品中某些成分,药物中的杂质等的分析大都涉及痕量水平的检测,必须适应不同基体和大量共存物等复杂因素,是一项系统的痕量分析工作。在早期,人们把注意力集中于发展高灵敏和高选择性的色谱分析方法上。通过二十年来的实践,人们认识到在这些分析中,样品的前处理是整体分析方法中不可忽略的一个环节,而且往往还是影响分析成败的关键。我国在样品前处理技术方面已有一定的发展,但不平衡。现就近年来国内外对样品前处理技术的进展作一简要介绍。溶剂萃取 溶剂萃取是各类样品最常用的处理技术之一。液-固萃取(LSE)和液-液萃取(LLE)一直是应用最为广泛的样品前处理方法,如索氏提取,兼有富集和排除基体干扰的效果,过去美国EPA500,600,800系列方法大都采用这个方案,其缺点是要耗用较大量的有机溶剂(数10 mL)并易引入新的干扰(溶剂中的杂质等),还需要费时的浓缩步骤,易导致被测物的损失,造成空气污染,效率也较低。 微量溶剂萃取和连续萃取在方法和设备上均作了改进,前者每次萃取只需耗用100-1000μL的溶剂,灵敏度有所提高;连续萃取法结合气相色谱测定海水中的痕量有机物,检测限可达10 ppt水平(辛烷)[10]。 快速溶剂萃取(ASE)是由Bruce等自1995年以来介绍的一种萃取技术[11],适用于固体和半固体样品的前处理技术是在加压(7-12 MPa,最高可达20 MPa)和加热(50-200℃)条件下进行萃取,适用于固体样品(10-30 g),溶剂用量15-45mL,全程约15 min。ASE在飘尘、底泥、食品和鱼肉中的除草剂、含磷农药,多氯二苯呋喃和多氯联苯的监测中已得到广泛应用,回收率和相对标准偏差(RSD)均优于一般萃取法12]。微波萃取 微波萃取是指在微波能的作用下,用有机溶剂将样品基体中的待测组分萃取出来的过程。以往微波处理仅用于无机分析,自20世纪80年代末期逐渐扩展到有机分析。微波萃取的萃取速度快,溶剂用量少,回收率高,可以同时处理多个样品。主要适用于固体或半固体样品。微波萃取的原理是:利用极性分子吸收微波能量来加热具有极性的溶剂,如:甲醇、乙醇、丙酮和水等等。由于萃取过程是在密封罐中进行,内部压力可达1 MPa以上,因此,溶剂沸点比常压下的溶剂沸点提高了许多。这样用微波萃取可以达到常压下使用同样的溶剂所达不到的萃取温度,可以提高萃取效率。对有机氯农药的微波萃取试验表明,萃取温度120℃时可获得最好的回收率。微波萃取技术已应用于土壤、沉积物、海洋生物、食品和蔬菜中的多环芳烃、农药残留、有机金属化合物、重金属及有毒元素的萃取测定,回收率一般优于索氏提取和超声波萃取法[13],该法易于实现自动化[14]。但微波萃取技术在应用时可能出现微波泄露的问题,作为一种新兴技术,有待进一步研究。液相微萃取 液相微萃取或溶剂微萃取是1996年发展起来的一种新型的样品前处理技术,最初是由Jeannot和Cantwell提出的[15]。此技术是将有机液滴挂在气相色谱(GC)微量进样器针头上对物质进行萃取。微量进样器,既用作GC进样器,又用作微量分液漏斗。LPME分动态和静态两种,静态LPME,用10μL微量进样器抽取1μL溶剂,浸入到水样中,水样中有机物通过扩散作用分配到有机溶剂中,一定时间后,将溶剂抽回进样器中,进GC分析。与静态LPME操作不同,动态LPME用微量进样器抽取1μL溶剂,将微量进样器浸入到样品中,抽取3μL样品进入进样器中,停留一定时间,推出3μL样品,如此反复,取有机溶剂进行GC分析。该技术是在液-液萃取的基础上发展起来的,与液-液萃取相比,LPME可以提供与之相媲美的灵敏度,甚至更佳的富集效果,同时,该技术集采样、萃取和浓缩于一体,灵敏度高,操作简单,而且还具有快捷,廉价等特点。另外,它所需要的有机溶剂也是非常少的(几至几十μL),是一项环境友好的样品前处理新技术,特别适合于环境样品中痕量、超痕量污染物的测定。另外,LPME技术在处理样品时只需一个搅拌器、一支普通的微量进样器或多孔性的中空纤维,这些特点使液相微萃取与便携式的气相色谱仪很容易联用,可望对环境污染物进行简单、快捷的现场分析,因此更具有较广泛的应用前景[16]。微蒸馏 蒸馏包括简单蒸馏,分馏,减压蒸馏、水蒸气蒸馏等。蒸馏技术是挥发性和半挥发性有机物样品精制的第一选择。但是在进行色谱分析样品制备时,蒸馏通常不是第一选择技术。具有蒸馏时间短,能够制备多种样品、可进行小体积样品蒸馏等优点的微蒸馏技术可以成功的用于色谱分析前样品的精制或者混合样品的预分离。Tim Mansfeldt曾用微蒸馏技术测定了土壤中的氰化物[17],得到了很好的效果。固相萃取(SPE) 固相萃取是70年代初发展起来的样品前处理技术,固相萃取主要用于复杂样品中微量或痕量目标化合物的分离和富集。例如,生物体液中(如血液,尿等)药物及其代谢产物的分析,食品中有效成分或有害成分的分析,环境水样中各种污染物的分析都可使用SPE进行样品预处理。该技术利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附,与样品的基体和干扰化合物分离,然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附,达到分离和富集目标化合物的目的。据统计,现在将近有50%的环境样品采用这个方法。固相萃取是净化和富集相结合的方法,特别适用于水样样品,样品量不受限制,少到几毫升多至几十升都可适应。从实验技术上讲,SPE接近于一般的顶替色谱,样品藉重力或加压通过萃取床层,除去基体,富集待测物,然后用少量(若干毫升)适当的溶剂洗脱回收待测物。 SPE所用固定相主要有硅胶、反相C18固定相(RP-C18)、石墨化碳黑、苯乙烯-二乙烯基苯系列聚合物、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。这些固定相对不同有机物的选择性不同,SPE可利用固定相的选择性来萃取样品中各种有机物,从而提高目标物的分析灵敏度。固相萃取的萃取床层有两种形式,一是柱状,商品预装柱的装填量约100~500 mg,另一是以较细的颗粒混于聚四氟乙烯纤维中形成状(disc),装填量约30 mg-10 g,其优点是层薄而紧,不易发生渗漏,样品通过速度可较快(~1 L/min)。当用气相色谱一电子捕获检测器(GC-ECD)测定有机氯等非极性农药残留时,一般采用氧化铝一银盐吸附柱,硅胶吸附柱的净化分离效果不如氧化铝柱。 SPE主要用于痕量分析中,其最大优点是减少了高纯溶剂的使用,易于自动化,当它与热脱附装置联用时可避免使用溶剂,降低实验成本及溶剂后处理费用。SPE与LLE相比,避免了LLE中易出现的乳化问题。但对有些样品,SPE空白值较高,灵敏度比LLE方法差,极性化合物的萃取也存在一些问题。后来逐渐发展了SPE-GC/GC-MS18]在线分析方法。在线方法的优点是自动化分析,分析物损失少,外来污染少,方法精密度高,适于大批量样品的分析,但缺点是顺序操作,程序不灵活,导致不同步骤的优化较复杂,甚至不能优化。固相微萃取 近年来,在SPE的基础上发展出了固相微萃取(SPME)样品前处理技术,但它不是把待测物全部分离出来,而是通过样品(例如水样)与萃取剂(固相)之间的平衡分配来实现分离。该法的基本技术是将一附着有适当涂层的弹性石英丝(丝径100-150μm)浸入样品(浸入方式)或置于样品上部空间(顶空方式),待平衡一段时间(2-30 min)后,样品中的待测物即被吸附于涂层上,吸附量与样品中待测物的原始浓度成正比,并与待测物的物化性质和平衡条件有关,然后将石英丝导入气相色谱进样室,待测物受热挥发进入色谱系统。SPME保留了SPE的优点,避免了SPME中样品高空白的缺点,完全避免使用溶剂。该法对水中挥发性有机物的测定取得了较好的效果,以聚硅氧烷为涂层,达到了饮用水中挥发性有机物的检测要求(法)。此法也已成功地应用于排放水中氯苯、PCB、PCDD、除草剂、农药、酚等的监测,数据与液液萃取法基本平行,RSD稍低[19]。应用聚丙烯酸涂层,结合GC-MS,对水中氯酚用SPME方法进行预处理,效果也令人满意[20]。 把涂层石英丝悬置于水样的顶端空间中,藉气相中的待测物与涂层平衡分配,开发了顶端空间的SPME技术。适当提高平衡温度或缩小顶端(气相)空间的体积,此法甚至可适用于水中沸点稍高物质的分析,缩短了样品萃取时间,易于测定各种介质中挥发性有机物[21]。顶空-固相微萃取(HS-SPME)在重现性上可与静态顶空方法相比,在灵敏度上可以与动态顶空方法相比,是目前应用最为广泛的顶空分析方法。顶空样品制备技术 顶空气相色谱不是一种新技术,此技术从气相色谱出现初期就一直在应用着。顶空分离技术广泛用于把挥发性物质从液体或固体样品中的基体中分离出来[22]。它的原理是:在恒温的条件下,样品中挥发性物质在气-液(或气-固)两相间分配,达到平衡时,取液上蒸气相进行GC分析。因此,平衡温度和平衡时间是影响分析灵敏度的主要因素。而分析的准确度主要取决于良好的恒温状态和分析环境,另外要注意样品瓶和瓶密封塞不能对样品有吸附效应。顶空分离有以下特点:(1)可用于测定不能直接汽化的试样(液体、固体)中的微量挥发性组分,不需对样品进行特殊处理;(2)色谱柱不会由于直接注入水样或高沸点物质或非挥发性组分而污染;(3)由于在气相中,挥发性组分的浓度比其它组分的浓度高,因此,可以提高挥发性组分的检测灵敏度。(4)不使用试剂,操作简单,可与气相色谱联用。吹扫-捕集法(动态顶空法) 吹扫-捕集法可看作是一个连续的顶空技术,主要用于样品中挥发性物质的分析,该方法在理论上可测定水中全部挥发性有机物。吹扫-捕集的原理是依据许多有机化合物具有挥发性的特点,利用气体将挥发性物质从样品中吹扫出来,吹扫出来的组分被捕吸附的化合物吹脱出来,直接用色谱仪进行分析。这样可以将水体中的痕量有机物富集到足以用色谱能够检测的浓度。此法不但克服了色谱分离中溶剂主峰掩盖其它峰的问题,而且比静态顶空有更高的检测灵敏度,更适于痕量和超痕量分析,美国环保局实验室应用吹扫-捕集技术测定公共饮用水和各种环境样品中挥发性有机物。利用吹扫捕集-气相色谱分析法时,最好使用大口径( mm)毛细管色谱柱;如用填充柱时,应选择冷柱头进样方式,以便使各组分得到很好的分离。另外吹扫流量、吹扫和捕集时间是影响分析灵敏度的主要因素,最好用标准样品在已知的条件下通过实验获得。国内已开展了一些气提法富集水中痕量有机物研究,但挥发性有机物回收率低,不够稳定,其应用面亦窄。许丽娟[23]等人改进了气提装置,深入、系统地研究了气提法的实验条件对挥发性有机物收率的影响,并确定了最佳富集条件。在进行了合成样品实验的基础上以气提法富集GC-MS联用方法对多个水样进行定性定量分析,取得了令人满意的结果。超临界流体萃取(SFE) 超临界流体萃取(SFE)是近几年出现的一种特殊分离技术。SFE主要使用超临界状态的C02作萃取剂,兼有气体的渗透能力和液体的分配作用。超临界流体对物质的溶解能力接近于液体,但其粘度接近于气体,扩散系数介于液体和气体之间,即它既有良好的溶解能力,又有高效的传输能力。目前最常用的流体CO2,临界温度℃,临界压力 MPa)。流出液中的C02在常压下挥发,待测物用溶剂溶解后进行分析。与传统的溶剂提取方法相比,SFE有很多优点。首先可以避免使用大量溶剂,提高萃取效率,减少了分析时间,降低对样品污染的可能性,特别适合于环境、生物等方面的组成复杂、组分易变的样品[24],而且可以自动化。SFE是近几年才发展起来的,很多实验参数和条件还有待进一步优化和明确。萃取液的压力、温度已能很好的控制,但其它一些问题,如细胞组织的萃取、萃取液通过细胞时的速度、滞留时间、样品物质的干扰等还需要进一步的研究[25]。膜分离技术 膜分离是近年来新发展起来的可用于分析化学领域中的新技术之一。利用待测物与溶剂或待测物与大分子物质(如蛋白质或其他高聚物)的传递速度的差异而使彼此得以分离。膜萃取是用膜将目标分析物从样品溶液(给体)萃取到萃取剂(受体)中。如果系统保持较长时间,相间可建立平衡。在样品处理过程中,尽可能将目标分析物从给体转到受体上。膜萃取可与反相-液相色谱(RP-HPLC)[26]、GC[27,28]和毛细管电泳(CE)等在线联用。膜萃取克服了水本身的干扰、选择性较高,然而低极性膜不适合极性有机污染物分析。膜萃取成功地测定了水样中许多有机污染物[29],有些膜对水中低浓度物质有较高的富集倍数。超声悬浮技术 超声悬浮技术是利用声辐射力将物体悬浮在超声驻波场声压结点处的无容器处理技术,该技术能够以非接触的方式处理体积为几μL甚至几十pL的样品,避免因容器壁的不确定性吸附、记忆效应和污染而引起的分析物的损失,排除由于容器壁与样品间的相互作用对细胞反应的干扰以及容器壁引起的光学干扰,且对被悬浮物体的物理化学性质无特殊要求,是基于单颗粒或小液滴研究的强有力工具,特别适合于材料的深过冷(远离凝固平衡状态)研究和小体积痕量分析,可使检测极限降低1-3个数量级。超声悬浮技术在生物科学与生物技术中的应用越来越引人注目,展示了诱人的前景。尽管如此,它还处于初始阶段,国内基本是一个空白。 回顾样品前处理技术已取得相当的成就,但有机痕量分析的科学家们仍在不断努力发展更有效、更合理、更简便可靠的新技术和新方法。由于各种样品来源和存在形式比较复杂,待测物也多种多样,不太可能找到一个统一的或“万能”的前处理方法,要根据检测要求和样品情况,因地制宜地制订出适当的方案。在所有已知的方法中,固相萃取法、固相微萃取法将继续发展,应用面将更广,方法将更趋于自动化。在固体样品方面,除改进的液固萃取(快速、微波协助等)外,超临界流体萃取将随着对其机理认识的深化,得到更好的选择性和处理效果。膜技术,特别是微透析和支持液膜的应用是值得注意的发展动向。色谱技术的联用,如GC/GC,LC/GC以及LC/CE(毛细管电泳)将为样品分析,特别是有机痕量分析提供更为广阔的应用领域。样品中的挥发性有机物将仍以顶端空间法(包括吹扫-捕集)为主要的前处理方式。其他的样品前处理技术,如电化学富集,免疫化学色谱也是值得注意的发展内容。借助于计算机技术的智能化的样品前处理方案也将是一个研究方向。

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1 溴系阻燃剂的毒理学研究进展2 爬行动物应用于毒理学研究的现状3 环境内分泌干扰物对鱼类性别分化的影响4 污染场地中有机氯农药对土壤原生动物群的影响5 铀胁迫对两种蓝藻生长及抗氧化酶活性的影响6 人血淋巴细胞检测浊漳河地表水的遗传毒性7 水体Hg2+对中华绒螯蟹肝胰腺和血淋巴酶活性的影响8 西维因对雄性罗非鱼(GIFT Oreochromis niloticus)内分泌干扰效应的研究9 镉对血管内皮细胞损伤及其致动脉硬化的毒理学机制10 丁烯氟虫腈对家蚕(Bombyx mori)的急性毒性与风险评价11 山西工矿区土壤二氧化硫与多环芳烃复合污染对小麦种子萌发和幼苗生长的影响12 基质诱导硝化测定的土壤中锌的毒性阈值、主控因子及预测模型研究13 镉对不同生态型水稻的毒性及其在水稻体内迁移转运14 氯化镉和敌敌畏突发胁迫下斑马鱼的行为差异15 毒死蜱对雄性小鼠生殖毒性的影响

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有机氯农药检测论文

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保护环境——保护人类自己的家。保护环境,就是保护人类生存的环境,使地球不受到污染。环保意识,从我做起,从点点滴滴做起,从一张小纸屑开始做起。 同学们你们知道吗?“环保”这两个字写起来十分容易,但是做起来却十分的困难。如果我们不做到“环保”,那么也许在五年后,也许在十年后,也许就在未来的某一天,我们的世界又将会变成什么样子的呢?可能是天灰蒙蒙的,到处都可以看到垃圾,每隔三两天就会来一次沙尘暴,就会来许许多多人们无发想象的事情…… 最近,人们乱砍乱伐,使大自然的生态平衡遭到了破坏。沙丘吞噬了万顷良田,洪水冲毁了可爱的家园,大自然的报复让人类尴尬哑然。梅水溪曾经说过,没有自然,便没有人 类,这是世界一大朴素的真理。一味地掠夺自然,征服自然,只会破坏生态系统,咎由自取,使人类濒于困境。最近人们乱捕乱杀,使人类的朋友惨遭涂炭。"千山鸟飞绝,万径人踪灭",这就是对捕杀动物后果的最真实的写照。从大学生的伤熊事件到愚人们的疯狂捕猎,人类是否也将要把枪口对准自己?切记,保护动物就等于保护我们自己。顾炎武曾经说过,天下兴亡,匹夫有责。保护环境与维护生态平衡的历史重任要落到我们跨世纪一代的肩上。让我们都来关爱自然,热爱地球吧,手挽手、肩并肩、心连心地铸起一道绿色环保的大堤,捍卫资源、捍卫环境、捍卫地球、捍卫我们美好的家园吧

食品检测与食品安全姓名: 姓名:卢周舟 学号: 学号:43208419 得分: 得分: 摘要: 由于我国处于社会主义初级阶段, 我国食品相关行业生产力水平远远达不到发达 摘要: 国家水平,而且食品企业诚信意识不强(尤其是民营、私营企业) 、食品消费价值水平低下、 安全意识观较差,种种原因,造成了我国食品安全问题仍十分严峻。食品安全控制已成为当 务之急。主要针对食品中的添加剂、毒素、有害微生物等对人身体有害或可能要害的成分进 行食品检测。随着科技的进步,食品检测在未来面临着更多的机遇和挑战。 关键词: 关键词:食品安全,食品检测,添加剂,毒素,农药残留,微生物,基因芯片,免疫学 技术,仪器分析 引论 民以食为天,毋须置疑,食品安全问题关系到每个人的健康,影响着社会的稳定发展和 不断进步。如若不能把好食品安全关,势必造成重大人身安全事故,造成社会秩序的紊乱, 最终影响执政党的地位和形象, 阻碍社会经济的快速发展。 运用高科技实施高质量的食品检 测工作势在必行! 1 我国食品安全问题概述 当前形势下,我国颁布了《食品卫生法》和《农产品质量安全法》等相关法律,用以规 范食品安全相关问题,并在省市地区各级政府建立了食品安全管理条例。2010 年以来,我 国食品安全状况相对以前来说,有着明显的提升。在 2010 年上半年的食品抽样检测中,其 合格率超过了 90%,并且保持着进出口食品高合格率。然而,由于我国处于社会主义初级阶 段, 我国食品相关行业生产力水平远远达不到发达国家水平, 而且食品企业诚信意识不强 (尤 其是民营、私营企业) 、食品消费价值水平低下、安全意识观较差,种种原因,造成了我国 食品安全问题仍十分严峻,具体表现为:1)微生物污染食源现象严重。毋庸置疑的是,致 病性微生物所导致相关疾病是当前食品安全面临的首要问题, 就我国而言, 大部分的食物中 毒都是由于致病性的微生物而引发。 致病性微生物在我国常见的一般有以下几种: 沙门氏菌、 肠出血性大肠杆菌、 单核细胞增生李斯特氏菌, 微生物污染食源的现象每年都呈上升的趋势。 2)施肥以及农药导致食品安全问题。毫无疑问,中国是个农业大国,大米、小麦以及蔬菜 种植过程中,大量使用化肥、农药以及生长调节剂,往往使食品在源头就被污染,大面积、 大剂量地使用化肥、农药,会导致食物中硝酸盐积累增加,世界卫生组织公布的食物致癌物 质中,亚硝酸盐是最为主要的,其对人体的伤害是巨大的。当前农药残存也是构成食品安全 问题的重要因素,有机蔬菜是当前最为火热的话题。3)由于生产经营者的法律意识淡薄, 更有良知缺乏的问题,致使食品生产加工领域假冒伪劣问题突出。4)食品添加剂滥用问题。 食品在加工过程中,不可避免投入各种添加剂,来迎合不同人体口感要求,然而,不法加工 组织肆意添加防腐剂、色素以及各种化学保鲜物质,导致食品安全隐患大大升高,如媒体报 [1] 道中涉及的三氯氰胺奶粉案以及地沟油案。 食品安全事件频发 检测责任与机遇并存 食品产业链上的各个环节, 都相当关注安全及质量问题, 包括如何加强企业本身的食品 安全意识以及道德观念。随着《中华人民共和国食品安全法》的颁布实施,食品安全在食品 行业管理中的重要性日益显现, 并受到了社会各界的广泛关注。 食品安全已经成为当今社会 焦点话题。 食品安全与品质检测水平是构建和完善中国食品安全保障体系的重要环节和技术支撑。 食品安全正日益上升为全民重视的高度。无论是国内生产的食品,还是国外的泊来品,都应 该有一整套可操作的检测、监控程序。特别是当某个食品出现问题时,职能部门更应该在第 一时间介入调查,以科学公正的态度,拿出令人信服的检测结果和评估报告,如此一来,既 维护了商家的利益,又保护了消费者的利益。 国内食品检测的暴露漏洞 食品检测是进、出市场的最后一关,可是在一些地方或有或无,形同虚设,暴露了食品 检测存在“短腿”。我国许多企业的关键检测仪器和设备检测能力差,检测灵敏度低,检测 技术落后,食品安全问题主要集中在微生物超标,农兽药残留超标,食品添加剂超标,有毒 有害物质超标,检出有害生物等传统检验项目中。 防堵食品安全监管漏洞刻不容缓。目前中国虽然建立了由质检、工商、食药监、医疗卫 生等部门组成的食品监督体系, 但上述部门的工作制度在一定程度上已经程式化, 检查之前 事先通知,或者让商家主动送检,这种做法难以检出问题。 据悉,现行的食品安全监管体制实行的是分段监管,涉及到农业、林业、渔业、质监、 工商、 卫生、 食品药品、 出入境检验检疫等多个部门,食品检验机构分散、 低水平重复建设、 重复检测、检测信息不能共享等问题随之衍生。因此,整合“检测计划、检测经费、检测信 息、 检测能力”四项就成了食品安全工作的重中之重, 但是关于如何整合却没有现成的经验 可供借鉴。 食品安全控制已成为当务之急 随着经济的发展,农业生产中大量使用化肥、农药、兽药,地球的生态环境正在遭受着 前所未有的破坏,食品的质量和安全受到威胁,进而威胁人类自身的健康和安全?此外,化 学添加剂、转基因等技术的应用,也增加了人们对食品安全问题的忧虑。因此,食品安全控 制已成为当务之急。 食品安全涉及食源性危害关键检测技术和实验室检测能力, 发达国家在食品安全卫生控 制方面呈现两个明显趋势:一是安全卫生指标限量值逐步降低;二是检测技术日益趋向于高 技术化、系列化、速测化和便携化。因此,在我国“十一五”规划中已将提高企业的自检自 控能力列为发展目标之一,对食品生产企业严格实施食品安全市场准入制度,从企业保证 “菜篮子”产品质量安全的必要条件抓起,采取生产许可,出厂强制检验等监督措施?在促 进食品出口方面推行从养殖场, 种植基地等原产地到出口离境的全过程监管, 帮助和监督出 口生产企业按照进口国的要求进行生产和管理,确保出口产品质量,对进口的食品,利用食 品安全控制技术与方法,加大检测力度,确保进口食品符合国家的安全卫生要求,使我国的 [2] 食品质量安全保障体系得到大幅度的提高,全面提升我国食品产业的质量水平。 2 食品检测的主要内容 食品添加剂的检测 食品添加剂是指为改善食品品质和色、 香、 味以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品 中的化学物质或天然物质。目前,全世界发现的各类食品添加剂有 14000 多种。截止 1999 年我国允许使用的食品添加剂有 l587 种。食品添加剂是食品工业的基础原料,对食品的生 产工艺、产品质量、安全卫生都起到至关重要的作用。 但是违禁、滥用以及超范围、超标准使用添加剂,都会给食品质量、安全卫生以及消费 者的健康带来巨大的损害。 食品添加剂的种类和数量越来越多, 对人们健康的影响也就越来 越大。 随着研究的不断改进和发展, 原来认为无害的添加剂, 近年来发现还可能存在慢毒性、 致癌作用、致畸作用及致突变作用等各种潜在的危害,因而更加不能忽视。 食品加工企业必须严格遵照执行食品添加剂的卫生标准,加强卫生管理,规范、合理、 安全地使用添加剂,保证食品质量,保证人民身体健康。食品添加剂的分析与检测,则对食 品的安全起到了很好的监督、保证和促进作用。 譬如硝酸盐和亚硝酸盐是肉制品生产中最常使用的发色剂。 在微生物作用下, 硝酸盐还 原为亚硝酸盐,亚硝酸盐在肌肉中乳酸的作用下生成亚硝酸,而亚硝酸极不稳定,可分解为 亚硝基,并与肌肉组织中的肌红蛋白结合,生成鲜红色的亚硝基肌红蛋白,使肉制品呈现良 好的色泽。 但由于亚硝酸盐是致癌物质——亚硝胺的前体, 因此在加工过程中常以抗坏血酸 钠或异构抗坏血酸钠、烟酰胺等辅助发色,以降低肉制品中亚硝酸盐的使用量。我国《食品 添加使用卫生标准》(GB2760—1996)规定:亚硝酸盐用于腌制肉类、肉类罐头、肉制品时的 最大使用量为 /kg, 硝酸钠最大使用量为 /kg, 残留量(以亚硝酸钠计)肉类罐头 不得超过 /kg,肉制品不得超过 /kg。亚硝酸盐可通过盐酸萘乙二胺法测定当 量,硝酸盐可经沉淀蛋白质、除去脂肪后,将样品提取液通过镉柱,使其中的硝酸根离子还 原成亚硝酸根离子。 2.2 食品中常见毒素和几种典型毒素的性质和检测方法 在日常生活中,我们每天都会接触到由不同公司,不同地方生产的食品。但在近几年, 国内经常出现食品质量问题。五年前,肯德基的鸡翅被发现加入了工业染料苏丹红。随后, 问题咸蛋又发现含有工业染料苏丹红。不法商人用 “瘦肉精”喂养猪只,令食用的猪肉里 含有对人体心脏有害的“瘦肉精” 。市场用孔雀石绿养鱼,令鱼类中含有有害物质孔雀石绿。 去年,又发现三鹿奶粉中非法添加有害物质三聚氰胺。 食品安全不但发生在国内,而且在我们身边也经常发生。 2007 年暨南大学珠海学院就 发生了一起严重的食物中毒事件, 不少师生感到身体不适。 学生因为进食不干净食物发生肠 胃炎的事件时有发生。质量不安全食品也在市场上泛滥。 因此,食品质量问题不得不引起人们关注。 食品中常见毒素有霉菌毒素, 动物性天然毒素和植物性天然毒素。 其中食品中常见的霉 菌毒素有黄曲霉毒素,展青霉毒素,单端孢霉烯族化合物,玉米赤霉烯酮,杂色曲霉素,棒 曲霉素,岛青霉毒素和其他霉菌毒素。常见的动物性天然毒素有动物肝脏中的毒素,河豚毒 素,岩蛤毒素,螺累毒素和组胺。常见的植物性天然毒素有氰苷,红细胞凝集素,皂苷,龙 [3] 葵碱,秋水仙碱,棉酚和毒蘑菇。 譬如黄曲霉毒素是黄曲霉(Aspergillus flavus) 和寄生曲霉()等的代 谢产物,主要存在于霉变的花生、 谷物、 果仁和大米等食物中,食用油等制品中也经常发现黄 曲霉毒素。 它是由黄曲霉和寄生曲霉代谢产生的一组化学结构类似、 致毒基团相同的化合物, 目前已分离鉴定出 18 种,主要是黄曲霉毒素 B1、B2、G1、G2 以及由 B1 和 B2 在体内经过 羟化而衍生成的代谢产物 M1、M2 等,B1 为毒性及致癌性最强的物质。B1 是二氢呋喃氧杂 萘邻酮的衍生物,即含有一个双呋喃环和一个氧杂萘邻酮(香豆素) ,前者为基本毒性结构, [4] 后者与致癌有关。 黄曲霉毒素对人类健康的危害主要是由于人们食用被黄曲霉毒素污染的 食物,途径有二,其一是由受黄曲霉毒素(主要为 B1) 污染的植物性食物摄入,其二是经饲料 而进入奶或乳制品(包括乳酪、 奶粉等) 的黄曲霉毒素(主要为 M1) 。 黄曲霉毒素 B1 的半数 致死量为 0. 36 mg/ kg 体重,属特剧毒的毒物范围(动物半数致死量 10 mg/ kg ,它的毒性 比氰化钾大 10 倍,比砒霜大 68 倍) ,它引起人的中毒主要是损害肝脏,发生肝炎、肝硬化、 [5] 肝坏死等。因此,黄曲霉素的检测方法在食品检测中极为重要。 国内外有关黄曲霉素 B1 的检测方法主要有:薄层色谱法、酶联免疫测定法、高效液相 色谱法和荧光光度法。试验采用了免疫亲和柱对饲料中黄曲霉素 B1 进行净化,对高效液相 [6] 色谱荧光检测方法进行了研究,为监控饲料中黄曲霉素 B1 提供了简便可行的方法。 食品中有害微生物 现代食品行业, 有很多有害的微生物严重危害食品的品质和人们的健康, 甚至会引起一 些严重的疾病。而随着经济的迅速发展,对各类食品的需求也日益增大,因有害微生物引起 的各类食物中毒事件也逐渐增多。然而,使用传统的检测方法即非选择性和选择性增菌、生 长法及血清学鉴定虽然比较准确,但费力、耗时,一般需 4—7 d 才能完成。此外,低水平 的病原菌污染,食品加工后导致菌体的“致伤”及食品其它成分的干扰等因素,使得传统的 检测方法受到了一定的限制。 因此,需及时发现致病菌,控制污染及其可能对人体健康产生的危害。分子生物学技术 的发展使得许多食品工作者得以寻求更为快速有效的方法来检测病原菌, 以期增加敏感性和 显著地减少检测时间。其中,PCR 技术是比较有效,也是应用得最为广泛的一种检测方法之 [7] 一。 3 食品安全检测发展方向分析 随着用硫磺熏制毒辣椒、毒粉丝案,用病死猪肉加工肉馅案,用罂粟壳加工卤肉案,劣 质奶粉导致大头娃娃案,三氯氰胺以及苏丹红等一个个食品安全事件被媒体揭露,一个个重 要的问题摆在眼前: 如何有效加强食品安全检测?食品安全检测技术趋势如何?为了保障我 国食品安全,政府启动并实施了一系列食品安全保障体系建设的重大举措:制订了一系列与 食品安全相关的法律和法规,发布了一系列涉及食品安全的国家标准和行业标准,初步建立 了我国食品安全保障体系,而其技术支撑就是食品安全检测技术和仪器。 基因芯片检测技术趋势 早前 Anthony 等人建立了一个在短时间内通过测定致病性微生物含量的方法来快速检 测食品安全性能,其通过 158 例经血培养鉴定为阳性的样品进行检测,其有效合格率达到 80%。Carl 等针对四种细菌(大肠埃希菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、空肠弯曲菌)的单一研究, 而推出了基因检测法,此法大力提高了检测的精度,而且节省检测时间,可操作性强。其主 要方法是:从水以及食品中,分离出相关的致病性微生物或者是其他微生物,通过沙门菌、 志贺菌和大肠埃希菌的标准菌株作对照,比较观察相关细菌的特征,从而得出相关微生物的 致病因子。基因芯片检测技术与常规检测方法、PCR 检测方法相比较而言,其检测细菌的种 类广泛,检测的合格率高达 99%,检测时间大大缩短。基因芯片技术一般而言,其检测时间 为四个小时,传统的 PCR 技术需要八个小时。基因芯片检测技术的发展,大力变革了食品安 全检测相关理念,尤其是对前转基因食品的安全检测。因为当前形势来看,对于转基因食品 的安全问题,争议很大,而且现今仍没有通行的检测方法,但是基因芯片检测技术可以对转 基因食品进行精确地检测。 利用分析当前通用的基因报告以及各种基因特意片段, 将其制成 [8] 芯片样品,然后与被检测的食品进行简单杂交,即可准确判定转基因食品的特征性能。 免疫学技术 免疫学技术是利用抗原和抗体直接的反应, 加之免疫相关技术来检测细菌。 免疫学技术 的优点是可直接选择细菌,而不需要对细菌进行分离,直接通过免疫法进行细菌的筛选。因 为抗原与抗体间的反应种类很多,所以,免疫学方法也不统一,当前在食品安全检测中,常 常用到的是免疫磁珠分离法、免疫力检测试剂条、免疫乳胶试剂、免疫酶技术、免疫深沉法 或免疫色谱法等。免疫法具备非常高的精确度,被检测食品可通过增菌后,在短时间中便能 检测到,而且更为突出的一点便是,抗原与抗体之间的反应时间相当短。在免疫磁珠分离大 方法中,能迅速采集以及浓缩大量的食品中的微量细菌,并分析其危害性,可以有效预防 TDH 阳性副溶血性弧菌所带来的食物中毒。而胶体金免疫层析法能准确地检测出沙门氏菌, 通过抗体的置入能有效形成免疫层析条, 组织此类细菌的相关危害, 为当前食品安全检测提 [9] 供了良好的前景。 农药残存检测技术趋势 目前绝大多数色谱农药残留的检测都是通过选择性的检测器:电子俘获检测器(ECD) 、 氮磷检测器(NPD) 、火焰光度检测器(FPD) 、荧光检测器、质谱(MSD)以及近几年发展起来 的免疫分析检测方法。ECD 主要用于检测有机氯、菊酝类等含卤素的农药,灵敏度非常高; NPD 主要用于检测含氮、磷的有机磷、氨基甲酸脂类等农药;FPD 主要检测有机磷类农药; 荧光检测器主要用于液相色谱仪的氨基甲酸酝类农药的衍生化检测。 近年来, 随着农药事业 的发展,农药残留检测的验证技术需要重新认识。MSD 是验证分析最常用的技术,也可以用 于定量分析,但价格昂贵、技术要求高。自从出现毛细管色谱柱后,二维色谱发展很快。使 用不同的两个仪器或使用一个具有双柱(不同极性) 、双通道、双检测器的仪器,一次取样 可同时获得两组信息。美国 FDA、欧共体等都是先采用此法作定性检测的。此法比较适合中 国实际, 具有广阔的应用前景, 刘长武等人研究出二维色谱快速检测数十种农药的检测方法。 美国已经报道利用快速扫描技术在大约 1h 定性定量检测几百种不同类型的农药。色谱等仪 器分析技术对于检测技术人员和仪器要求较高, 但可以对于农药残留进行定性定量分析、 可 以检测几种甚至几百种已知和未知的农药,检测灵敏度高,可以提供科学准确、公正的检测 数据,作为仲裁依据。作为一种实验室快速检测技术,可以与现场快速检测技术结合,发挥 [10] 各自优势,增加监督管理的力度。 转基因食品检测技术 对于转基因食品, 尚无统一的定义。 可以理解为含有转基因生物成分或者利用转基因生 物生产加工的食品。 转基因食品, 也可以是多种不同的转基因生物及非转基因生物的混合物。 目前转基因食品主要来源于转基因植物。 对转基因产品的安全性, 一直是世界各国及联合国 等国际组织关心的焦点问题,2000 年联合国通过了“生物安全议定书” ,得到了全世界绝大 多数国家的认可,并已生效。该议定书中最重要的措施之一就是对转基因产品要进行检验, 以明确其种类, 确定是否是已批准的或已获得许可的转基因产品, 以防止一些具有风险的转 基因产品任意扩散,造成不可挽回的损失。总的来说转基因食品检测方法主要有 3 种: (1) 核酸检测方法, 它包括了聚合酶链式 Fxj~PCR、 连接酶链式反应(LCR、 指纹图谱法 RFLP, AFLP 及 RAPL 等)、 探针杂交法等; (2)蛋白质检测方法, 包括蛋白质单向电泳、 蛋白质双向电泳、 [11] Westem 杂交分析及 ELISAl(3)酶活性检测方法等。 基因芯片技术可以解决大数量基因检测问题,是一种更有效、快速,特别是高通量的检 测方法。基因芯片又称 DNA 微阵列,是指将许多特定的寡核甘酸片段或基因片段作为探针, 有规律地排列固定于支持物上形成的 DNA 的分了阵列。 芯片与待测的荧光标记样品的基因按 碱基配对原理进行杂交后, 再通过激光共聚焦荧光检测系统等对其表面进行扫描即可获取样 品信息。我国开发的转基因产品检测芯片基本上能实现:确定是否是转基因产品、是哪种转 基因产品、 是否是我国已批准的转基因产品。 目前研制的芯片能检测国内外已批准商品化转 基因作物物种:大豆、玉米、油菜、棉花、马铃薯、烟草、西红柿、木瓜、西葫芦、甜椒等; 含有启动子、终止子、筛选基因与报告基因等通用基因位点用作筛选是否是转基因产品,含 有并包括抗虫、耐除草剂、雄性不育与育性、恢复基因等各物种特定的目的基因,及品种特 异的边界序列用于确定是哪种转基因品种。 仪器分析的趋势 随着社会经济的不断发展,各个国家在食品安全卫生控制方面,正在逐步降低安全卫生 指标限量值,这对食品安全检测技术提出了更高的要求。一方面食品安全检测技术日益趋向 于高技术化、系列化和智能化,使检测仪器朝着高灵敏度和高选择性的复杂仪器体系发展, 分析方法的联用成为仪器分析的一个热点;另一方面,现场检测仪器在小型便携化的同时,向 专业化、速测化、自动化和智能化、信息化纵深发展。高灵敏度、高选择性的新型动态分析 检测和无损检测方法及多元参数的检测技术成为检测技术的发展趋势。 生物传感器技术、 生 物芯片技术和电子鼻等仿生感觉技术必将发挥越来越大的作用。 所以目前的食品现场快速检 测主要呈现 5 大趋势:(1)由于高新技术的应用,检测能力不断提高,检测灵敏度越来越高, 残留物的超痕量分析水平已达到 10-7g;(2) 在保证检测精度的前提下, 食品检测所需时 间越短越好。检测速度不断加快,智能化芯片和高速电子器件与检测器的使用,使食品安全 检测周期大大缩短;(3)选择性不断提高,高效分离分段、各种化学和生物选择性传感器的 使用,使在复杂混合体中直接进行污染物选择性测定成为可能;(4)由于微电子技术、生物 传感器、智能制造技术的应用,检测仪器向小型化、便携化方向发展,使实时、现场、动态、 快速检测正在成为现实。 )目前市场上的食品安全快速检测技术产品大多是进口产品或 (5 国外技术生产的产品, 检测成本很高。检测产品国产化,研究生产具有我国自主知识产权 的食品安全快速检测技术产品是大势所趋。 针对我国的特殊国情, 目前我国基层单位很多速测技术的应用还只处于定性或半定量水 平, 易用型的小型化仪器的应用是目前和今后快速检测技术的发展趋势。 另外食品样品复杂 多样,前处理烦琐费时,建立快速检测方法的同时进一步完善样品的前处理方法,研制适合 的小型前处理装置,对于缩短现场快速测定时间及提高测定的准确性具有重要的意义 参考文献: 参考文献: 【1】张经华 北京市理化分析测试中心食品安全检测 能力建设 与应用 【2】 2010-8-6 中国设备网 2 【3】暴铱,郭磊,陈佳,林缨,谢剑炜. 生物毒素检测技术研究进展.分析化 3 学,2009,37(5);764-771 【4】李书国,陈辉,李雪梅,任媛媛. 粮油食品中黄曲霉毒素检测方法综述. 粮油食品科 4 技,2009,17(2);62-65 【5】丁平,侯亚莉,程晓伟。高效液相色谱法测定饲料中黄曲霉素 B1。饲料研究,2006, 5 9:61-63 【6】黎健豪 食品中常见毒素和几种典型毒素的性质和检测方法 6 【7】叶云,容元平 PCR 技术检测食品有害微生物的应用 7 【8】蒋士强 1 我国食品安全保障体系建设和检测技术的现状[ J ] 1 分析仪器, 2008, (3) : 8 1 - 61 【9】解立斌, 黄建, 霍军生. [ J ]. 国外医学: 卫生学分册, 2007, 34 (7) : 192 - 196. 9 【10 10】张彦峰. [D ]. 天津: 南开大学 10 【11 11】CC Rosa, HJ Cruz,MV, et al1Op tical biosensor based on nitrite reduc2tase 11 immobilised in controlled pore glass[ J ]1Biosensors and Bioelec2tronics, 2002, 17 (1 - 2) : 45 - 521

【食品与营养科学】说了这么一句话:随着人民生活水平的提高,生活节奏的加快,食品消费结构的变化,促进了我国食品工业的快速发展,要求食品方便化,多样化,营养化,风味化和高级化,为了达到这些要求就离不开食品添加剂。论文这件事儿,是得你自己好好思考的~

农业机械的研究进展论文

纵观人类历史,每一次人类生产力水平的飞跃都离不开创新, 创新思维 的培养有利于我国自主创新水平的提高,由中国制造向中国创造转变,从而提高我们的国际竞争力。下面是我为大家推荐的机械设计制造及其自动化 毕业 论文,供大家参考。

机械设计制造及其自动化毕业论文 范文 一:农业机械自动化建设

一、我国农业机械自动化的发展现状

农业机械自动化的定义:农业机械或者装备在自身运行期间或运作状态下不依靠人手操作或感官而独立的将其完成。农业机械自动化可以大幅度降低农副产品的生产本金、减少农民劳作带来的疲劳、提高农副产品的生产效率等,而且还可以整体提升农产品的质量与产量,因此,农业机械的改善应从降低生产本金、提升生产效率与质量出发,不断的进行设备的完善,以达到高尖精的目的。随着我国农业经济的逐渐繁荣,机械自动化技术也为现代化农业的发展起着一定的推动作用。农业机械自动化水平的提升,农业机械自动化的范围应该得到进一步发展与扩大,使农业机械化水平保持整体发展的良好趋势。农业机制水平的不断提高,增强了我国农业厂家的生产能力,随着农业机械能力的不断加强,其涉及的领域也在不断的拓展,主要的市场有农机销售、设备维护与田间作业等。随着农业机械自动化市场的不断扩宽,促进了国际间的技术沟通与合作,我国的一部分大型企业用市场交换技术的形式,来学习国外的先进技术与 企业管理 经验 ,从而提高国产农业机械的质量与生产效益。但由于多方面的因素,同发达国家相比较,我国的农业机械自动化仍有许多需要提高的地方,在农业机械自动化的进程当中也存在着一定的问题。

1.农业机械制造水平低

同发达国家相比我国的农业机械制造水平较低,有多种农业机械产品是仿造发达国家的机械产品。在农业机械自动化设备中,仅仅对农业机械做了部分改进或是增加设备来降低生产农业机械设备的成品,这在一定程度上限制了产品的应用与推广。所以,开发符合生产需要的农机设备应作为我国农业机械设备主要的发展方向[1]。

2.我国农业机械自动化发展不稳定

因为我国的农业自动化发展水平相对偏低,在相关农业机械科学技术方面未能得到应有的利用,例如:全球定位系统、检测监控系统与动态控制系统等有利于我国农业发展的软件技术水平较低,无法满足我国农业机械自动化水平的发展需要。我国相关农业管理部门对精准农业方面的研究管理强度还不够,导致我国农业发展不够成熟稳定。

二、我国农业机械自动化的发展模式

通过对当前我国农业机械自动化所面对的实际问题出发,想要改善我国农业机械自动化进程主要应从以下几个方面来分析:

1.政府加强对农业机械技术方面的引导与扶持

我国政府可以通过一系列政策来鼓励农民购买农业机械,对购买农业机械的农民进行补贴等政策,使农业机械的应用得到更大范围的推广。并通过科技创新等奖励政策来鼓励生产机械的企业与科研机构。政府应该结合我国各个地区的自然情况出台相应的政策,因地制宜才能更好的推进我国农业机械自动化发展,加强我国农业机械质量监督与管理工作,促进我国农业机械的科研成果得到实际的应用。相关农业机械企业同样需要加强科研技术的投入,并积极主动的参与到国内的农业机械产品方面的竞争[2]。

2.提高我国农业机械自动化控制水平

在我国农业机械自动化技术的研发与制造的发展过程当中,值得注意的是提高我国农业机械自动化水平的可靠性。想要提高我国农业机械自动化水平,首先要提高农机自动化控制技术。企业在生产农业机械产品的同时应该考虑的主要因素有:农民当前对农机产品的要求、农民的购买农机产品能力、采用的农业机械自动化技术、农业产品质量改善、农民保养农机产品的方便性[3]。

3.如何推动精准农业的发展进程

目前,我国精准农业的发展进程相对不够稳定,与一些成熟的发达国家相比,我国的农业机械自动化水平相对较低,进一步提升我国精准农业机械自动化的发展进程,不但能够促进我国农业机械自动化相关技术的发展与完善,更能够展示出我国农业科技水平的提升,从而提高我国在农业机械自动化技术在国际上的地位与话语权。近年来,国际上的精准农业发展着重点在节约用水与节肥等相关农业技术方面,节约用水与节约用肥可以通过精准农业技术来有效实现,从而达到节约资源的目的,这是我国实现可持续发展战略的具体表现。我国相关人员在学习国外先进技术的同时,更要集中科学研发知识,实现精准灌溉与精准施肥技术,从而推进我国精准农业机械自动化水平的发展。随着国际智能化发展与加强,农业机器人与智能化系统在一些发达国家已经得到很大程度的推广,由此可以看出,我国在农业机械方 面相 对于发达国家已有了很大距离。所以,我国应该抓住新时代的机会,坚持科学发展观与自主研发精神,大力发展我国农业自动化技术。

三、 总结

目前,我国农业排名世界第二,成为仅次于美国的农业大国,但是我国农业机械化设备的技术与其他农业大国差距较大。农业机械化扩散程度和农机设备使用率与美国等先进国家相比也相差较远,但是伴随着我国经济的快速发展,现代化农业的脚步也在不断加快。同时也要加快我国科技技术的创新与管理,按照市场走向来运作,把握好机会,实现农业机械化的跳跃式进步,为我国农业的整体实力提升做贡献。

机械设计制造及其自动化毕业论文范文二:农业机械数字化设计的研究

一、数字化设计技术在农业机械设计中的应用现状

传统的设计技术只是简单满足使用者的需求,数字化设计技术则是运用计算机技术来缩短产品的设计周期、降低产品的设计成本并进行后期的维护。对于农业机械的设计来说,它有着广阔的市场,而且可以设计的种类非常多,但是农业机械的设计一般都没有使用数字化设计技术,所以长期以来农业机械的设计水平相对较低。而运用数字化设计技术可以使农业机械设计有着更好的发展前景,使设计出来的农业机械更加完善。目前,农业机械的种类相对固定,功能没有太大的改变,而且没有过多的创新。比如,在播种机的设计中应该考虑根据不同的播种对象来进行相应的设计,即可以分为条形播种机和精密播种机,要根据不同的播种条件来进行相关的设计。另外还可以按照播种机工作原理的差异设计机械式和气力式播种机,数字化设计技术能够将这些种类进行区别设计。将数字化设计技术运用于农业机械的设计过程中将会使农业机械的种类更加丰富,使同一种类的产品有不同的功能区分,完善目前农业机械设计的不足之处,使农业机械能够得到更广泛、更有效的运用。

二、数字化设计技术应用于农业机械设计的前景

由于现今农业机械的设计水平相对落后,所以数字化设计技术必然在农业机械的设计过程中有更广阔的应用前景。比如,可以将虚拟技术运用于农业机械设计中、数字化设计技术与农业机械设计协同设计以及在农业机械的设计中注重增强创新意识,下面将对这些数字化设计技术在农业机械设计中的运用前景进行详述。

将虚拟技术运用于农业机械设计中

虚拟技术是利用计算机技术来生成产品的三维图像设计,通过虚拟技术可以使设计人员更加清楚地了解产品的形状,另外虚拟技术可以对机械运动进行仿真模拟,即可以模拟所设计的产品的功能,这样就便于设计人员对产品进行改进,更大程度上保障了产品设计的可行性。通过虚拟技术还能够加快产品设计的速度,完善产品的质量。

数字化设计技术与农业机械设计协同设计制造

在农业机械的制造过程中运用数字化设计技术能够最大程度提升产品的可靠性,降低产品设计过程中的成本费用和设计时间。利用这一技术能够使设计方案得到较快地更改,避免不够完善的计划造成生产成本浪费。

农业机械数字化设计过程中更加注重创新设计

现今的农业机械种类和样式差异不大,没有较大的改良,所生产的农业机械不能完全满足农民的需要,而且作用较单一,如果能够对农业机械进行创新设计,那么将会使农业产品的种类更加完善,并且能够更大限度的提高农业生产率。数字化设计技术可以较快捷、可靠地帮助研发人员设计出不同的农业机械,这将是未来农业机械的设计的必然发展方向。

三、小结

我国是一个农业大国,农业机械对于我国农业的发展而言有着非常重要的作用。数字化设计技术的运用将使我国的农业机械发展更加完善,促进我国农业的快速发展。

标题:《我国农业机械化发展的现状及工作推进建议》正文:“三农”事业一直是我国非常关注的事业之一,虽然我国已经走上了现代农业的发展道路,我国的农业也正在从传统的粗放型经营模式向集约型模式转变,尤其是农业的机械化程度的发展,极大地提高了我国农业的综合生产能力,可以说我国在农业发展上已经取得了一定成绩,但是在发展过程中,还是存在这样或者那样的问题。因此,作为农业机械化工作者有责任去探寻解决办法,以促进我国农业事业的发展。就目前我国农业发展情况来看,进一步加快农业机械化发展是十分必要的。以下笔者先从我国农业机械化发展过程中经常遇到的问题出发,然后同大家共同探讨如何做好农业机械化推广工作。

细菌农药研究进展论文

生态环境治理的形势与政策论文篇二:《新时期生态环境治理的政策创新》 摘要:环境政策是政府在保护环境方面所采取的一切对策和行动。合理利用市场机制,完善综合环境政策,是当前世界各国生态环境治理的新趋势。中国生态环境形势严峻,创新生态环境治理政策,提升政策效能,必须在科学发展观的统领下,实现对政治、经济、 文化 、社会等资源的整合,建立健全国家环境管理与社会环境管理的良性互动机制,以确保可持续发展战略的实施,为构建和谐社会和建设社会主义小康社会提供良好的生态环境保障。 关键词:生态环境;治理政策;创新 中国正处于建设“两型社会”,实现科学发展和全面建设小康社会与社会主义和谐社会的历史转型新时期。在当前经济迅速发展、城镇化和工业化快速推进的过程中,经济增长方式转变缓慢,重化工业仍是工业化的主导形式,各种盲目发展和低水平发展的现象泛滥,资源消耗的集中度仍然很高,资源和环境面临的压力依然很大。在“十五”期间,中国各项经济指标都超额完成,但是,环保指标却没有完成;“十一五”前四年,中国经济克服了地震等自然灾害和国际金融危机等不利因素,仍然取得了令人鼓舞的成就。在生态环境保护方面,尽管累计单位国内生产总值能耗下降了,化学需氧量、二氧化硫排放量分别下降了和。可是,生态环境状况整体变化不大,局部地区仍在不断恶化,突发性环境事件进入高发常发态势[1]。“中国正承受扭曲发展观带来的恶果”,环境问题成为“已到眼前的危机”。创新生态环境治理政策,强化生态建设与环境管理工作,迅速扭转当前生态环境不断恶化的趋势,确保环境质量不断提高,为社会经济发展创造良好的环境条件,是实现科学发展,全面建设小康社会与和谐社会的现实要求。 一、现行生态环境治理政策的主要缺陷 1.侧重于具体事务与专项目标,缺乏全面的统筹协调。中国环境政策起步于计划经济时代,逐步形成于改革开放的过程中。在以“经济建设”为中心的思想指导下,制定环境政策的目的在于解决经济建设和社会发展中发生的具体环境问题。环境政策的重点一直是制定专项环境管制措施以实现一些具体的环境管理目标,而较少地关注如何将生态环境综合治理纳入到区域经济发展的战略之中以全面预防和解决环境问题。因此,生态环境政策重污染破坏的事后治理、末端治理,缺乏从全过程上对环境资源的使用进行有效规范控制的制度措施;规制性政策多,经济、技术政策偏少;实用的政策不够,政策间缺乏协调。 2.配套措施不全,实际操作性不强。环境政策是组织环境管理活动,指导社会环境行为的行动指南。近年来,中国借鉴国际通行做法,加强政策创新,制定了一些环境治理的新政策,如环境影响评价政策、生态补偿政策、绿色 保险 与绿色信贷政策等。为了照顾各地不同的具体情况,适当保持政策的稳定性与统一性,不少环境政策,国家只是作了原则性的规定,而将执行时的具体要求留待实践后再行详细制定,致使许多政策不能得到有效的贯彻实施。 3.公众参与面小,政策的社会基础薄弱。环境管理牵涉面广,工作复杂,需要社会各方面的支持与配合。但是,中国环境政策在制定和实施中,公众参与面较小。政府一直沿用“命令―控制”的方式进行生态环境治理方式,通过将环境管理目标责任化,行政强制化,并过分地依靠行政处罚来保障管理绩效,对个人及企业参与协助环境管理不够重视 [2]。企业、个人、非营利性社会组织等参与环境管理的范围、程度、效果等还处于起步阶段,生态环境管理的社会基础薄弱,直接影响到政策实施的实际效果。 二、生态环境治理政策创新是新时期加强生态环境管理工作的现实要求 1.发挥市场作用,实行综合治理是当前国际环境政策的新特点。广泛利用市场机制的调节作用,制定综合环境政策,是当前环境管理绩效好的国家的共同点。在环境管理机制较为完善的国家,都允许污染许可证和资源配额的交易,征收污染税、原料税、产品税、资源税、排污费、使用费、补偿费等,提供财政补贴、优惠贷款和环境基金,实行押金―退款制度,建立环境资源损害赔偿责任等。利用市场机制解决环境问题是一种低成本的有效途径,采用经济手段对个人和企业有激励作用,可以较好地鼓励公众协助、参与环境管理。以美国为例,在经过农业大开发、独立战争、南北战争和工业化建设后,美国也出现了严重的环境问题。但是,通过一系列行之有效的生态环境管理政策和措施,环境治理效果显著,恢复良好。其中最为突出的是“泡泡政策”,即污染权交易制度。由国家或地区对污染总量实行控制,逐步下降。然后将污染排放额度分解交易给企业。企业有权对获得的污染排放额度进行交易。这样,政府控制总量,企业如果新成立、扩产等,需要增加排污的,必须到具有排污额度的企业购买。通过市场调节,达到控制污染排放的目的。这一政策的实施效果很好,使美国空气污染物总量得到了较好的控制,并已在水污染物等方面推广。 2.创新环境政策,转变环境管理方式是新发展阶段的现实要求。面对生态环境面临的巨大压力,环境管理改革却远远滞后,管理绩效低下,环境污染没有得到有效控制,生态破坏仍在继续,有的地方还愈演愈烈。在经济、社会发展的新形势下,经济体制变革正在引导着社会利益关系的调整和重组。经济高速增长对资源、环境的严重挑战还刚开始,环境管理面临的形势可能会更加严峻。 三、新形势下生态环境治理政策的创新 1.充分发挥市场机制的调节作用,促进政府环境治理措施的落实。借鉴美国成功的排污权交易机制和中国甘肃省张掖市水权交易的探索,合理引入市场机制,通过对现有环境资源的交易机制进行改革,建立健全生态环境资源权益交易的市场机制 [3]。首先,根据市场经济的基本规律,在对所有生态环境资源(包括环境容量,以排污量来体现)进行综合评估的基础上,将符合市场交易特征的生态环境资源的全部或部分权益确定为可以进入市场交易的品种。其次,根据自然生态系统的科学规律合理确定供应总量的限度,科学合理地确定交易品种的基准价格。最后,通过市场独特的价格形成机制,使环境资源的景观价值、生态价值和存在价值内化为环境资源的交易价格,实现生态环境资源的外部经济性。这样,可以充分发挥市场机制的调节作用,促进生态环境管理政策与措施的落实。 2.改革环境 财税 政策,确保环境投入。生态环境建设是一项公益事业,投入需求多,社会效益大,直接的经济效益却不是很明显。近年来,中国加大了生态建设与环境保护的投入,对于加强环境管理、优化生态环境起到了十分重要的作用。但是,目前生态环境投入的主要来源是中央,地方环境投入十分有限。由于资金预算安排的确定性不强,资金 渠道 与管理使用分离,导致资金投入方向混向,资金使用效益不高。为了保证生态建设与环境保护的资金持续投入,充分发挥资金的使用效益,有必要改革环境财税政策。一是借鉴国际上成功的环境经济政策,建立起中国的环境税收政策,并将环境税收定为地方税种,保证地方环境投入的资金来源。二是完善中央财政的财政补偿、转移支付等具体政策,保证中央财政的持续投入。三是加强财政预算管理,增加预算的法定性,保证资金落实并且不受干预和影响。 3.建立和完善绿色GDP核算制度,促进地方经济增长方式的转变。加强对自然资源损耗的监测,统计社会生产过程中的自然资源损耗以及由于废物排放和自然资源使用造成的生态破坏与环境污染损失,在此基础上,对其价值量进行核算;并对预防和减少环境污染和恢复环境而发生的各种费用、为环保而设立环境管理机构发生的各项费用、降低和改善环境污染的研究开发及利于环保的设施支出等,也进行核算;同时,对推动社会进步和造成社会无序和发展倒退的“支出”进行区别统计。根据这些核算和统计数据,计算出社会发展的环保支出,建立起绿色GDP核算体系。从而,实现将地方经济建设与社会发展的生态环境成本纳入到GDP的核算中,切实衡量社会经济发展的真实状态,促进地方切实转变经济增长方式,实现科学发展。 4.建立绿色经济政策,支持环保产业和绿色经济的发展。建立和推行企业产品环境成本核算办法,将产品使用过期后的环保处理费用纳入到产品定价之中,杜绝发生类似于廉价白色泡沫塑料泛滥而处理成本实际很高的现象。建立起绿色保险、绿色信贷等环境经济制度,促进绿色贸易,引导企业积极承担环保责任。建立促进清洁生产的激励机制,大力推进清洁生产,将清洁生产作为企业减污增效、政府环境质量管理的重点工作,对实施清洁生产的试点企业、重点污染源防治项目以及对资源综合利用率高、污染物少的技术工艺的推广应用给予优先资金扶持,对重点污染排放企业强制实行清洁生产审核,充分调动企业实施清洁生产的自觉性和积极性。加大对环保产业的支持力度,促进环保产业(包括环保服务业)的发展。 5.促进环境中介组织发展,支持和鼓励公众参与环境管理。公众是环境质量的最终感受者,环境保护直接关系到广大公众的切身利益,公众有权力也有义务参与环境管理。大力支持和鼓励公众广泛参与环境管理,有助于各项环境管理政策措施得到切实执行并发挥出最大效能。环境中介组织是公众参与环境管理的主要渠道和重要形式。需要制定鼓励政策,引导环境中介组织健康发展,拓宽环境中介组织在生态环境立法、环境影响评价、环境纠纷处理、生态环境知识宣传等方面发挥作用的渠道,将部分政府做不好、做不了的事情转交给各类环保组织,促进政府职能的转变,确保政府能够真正将主要精力用于环境生态监管。发达国家就经常用“公众评估”的办法来核算绿色GDP,也就是由相关的专业部门和较独立的咨询机构在较大范围内进行公众咨询,调查公众对生态影响的评估,然后 总结 公众的评估意见,并作为绿色GDP的补充,起到了很好的效果。因此,充分发挥环境中介组织在环境管理中的作用,可以实现政府与民间社团组织的良性互动,提高环境管理政策的效能。 参考文献: [1]邹静昭.2009年全国环境质量状况如何?[N].中国环境报,2010-01-26(5). [2]方世南.环境友好型社会与政府在环境治理中的作为[J].学习论坛,2007,(4):40-43. [3]李雄华.试论环境资源权益交易的市场机制[J].生态经济.2009,(9):40-43. 生态环境治理的形势与政策论文篇三:《治理农药污染保护农业生态环境》 [摘 要]随着社会的进步,人们从原始的耕种方式渐渐地科学化。现代农业生产中,越来越多的农药种类投入到了农业生产中,而且药量变得越来越大,相应的农药污染问题也变得越来越严重,不仅对农业生态产生了重大的问题,而且对人类的生活也产生了很大的威胁。如何的合理使用农药,降低农药污染问题值得我们深思。本文将从以下几个方面对如何治理农药污染,保护农业生态环境的问题进行探讨。 [关键词]农药;污染;农业;农业环境 土壤是人类赖以生存和发展的一种重要的资源,它为人类的生存和发展提供了最根本的物质基础。我国是一个农业大国,农业是我国国民的经济基础,为了满足我们对事物的需求,提高农业的生产量,化肥、农药和生产调节剂被大量的使用在农业生产上,如果这些东西过量或者不正确使用,都会导致土壤被污染,破坏农业生态环境,污染了农产品,从而威胁人类的身体健康。所以,治理农药污染,保护农业生态环境是一件刻不容缓的事情。 一、农药污染的现状 农药污染主要是针对农产品,尤其是对蔬菜、水果的污染比较大,许多的蔬菜、水果都存在着农药残留量超标的问题,从而引起食用者身体不适,比如:急性食物中毒、慢性食物中毒等。近几年,我国因为农药而导致的食物中毒事件频繁发生,造成了经济损失惨重。通过抽样调查发现,农药污染超标高达百分之三十左右,而其中蔬菜的有机磷农药残留问题相当的严重。 二、农药污染的原因 1、历史原因 20多年前,人类还没有意识到农药对农业生态环境的影响,从而大量的使用农药,管理机制不够完善,监督力度不够强大,也不了解农药的危害性,从而导致农药残留物比较多。比如:六六六的产量在很长一段时间里占我国农药产量的百分之六十以上,致使土壤、水、大气的污染相当的严重。据调查了解到,这种农药的残留期高达三十年以上。 2、农药使用不恰当 由于条件的限制,农村地区的农民普遍存在一个问题,那就是知识水平低,从而导致他们的环保意识比较差,为了提高农产品的产量,达到杀虫、杀菌、杀草的目的,他们大量的使用农药,有的还使用高浓度的农药,有的不按照严格的安全隔离使用,还有的在采收前还在使用农药,这样以来,农产品上农药的残留物相当的多,从而导致污染比较严重。 3、监管部门监督力度不够 政府部门对农药的监管力度不够,导致个别企业为了提高经济效益,生产严重超标的农药,从而导致农药污染比较严重。 三、农药污染带来的影响 农药已经是现代农业生产中必不可缺的手段之一,在农药使用的过程中,农药通过喷洒、蒸发等方式进入到大气、土壤、河流中,对环境造成严重的影响。同时在杀虫、杀菌、杀草的过程中,过分的铲除病虫害的天敌,从而导致生态失衡,农药的残留物也通过各种方式存在,从而危害人类的健康,破坏农业生态环境。 1、污染空气 人类在使用农药的过程中,农药通过扩散、蒸发等方式对大气造成一定的污染。比如:农药通过蒸发,飘散在大气中,造成污染范围扩大。此外,在生产农药时,工厂会排放出大量的废气,这样对大气也有很大的影响。 2、污染水体 在使用农药时,农药的残留物会依附在土壤里,部分会通过蒸发混合在大气中,遇到雨天,这些残留物就会混合在 雨水 中,导致水体污染。 3、土壤污染 在使用农药时,部分农药会被喷洒在土壤里,从而对土壤造成污染;部分会被混合在大气中,部分会落在水里,这样以来,通过对农田进行浇灌,农药的残留物又被浇灌在土壤里,对土壤再次造成伤害。 4、对农作物和其他动物造成伤害 农户为了提高生产率,减少害虫、杂草对农产品的破坏,就大量的使用农药,甚至使用超标的农药,农产品上农药的残留物量过大,导致农产品污染严重。此外,在使用农药时,对一些水生生物、飞禽、动物、植物的生命带来危害,减少它们的种类。 四、治理农药污染保护农业生态环境的措施 1、减少化学农药的使用 由于科技水平和生产条件的限制,化学农药依然是防治害虫的重要手段之一。然而,随着技术的进步,近些年来生物农药得到了发展,它有着自身的优点,比如:高效、无毒、无污染、不伤天敌、选择性强等。它是一种细菌农药,比起化学农药是比较好的治虫药物,虽然它难以在短时间里大面积普及应用,但是相对于化学药剂是一个好的选择。 2、加强农药污染的监督、检测 政府部门要加强农产品的质量监督、检测,做到及时发现问题,及时解决问题,从而营造一个全社会齐抓共管的和谐氛围。 3、提高农民的环境保护意识 各级政府应该经常组织一些活动,大力宣传环境保护的重要性,提高全国人民的农业环境保护意识。比如:通过电视等媒介大力宣传农药的使用方法以及农业生态环境保护的重要性。此外,对农民进行培训,提高他们农药的使用技术,让他们正确、科学、合理的使用农药,把污染降到最低,使农产品达到无公害化。 4、禁止农药包随意丢弃 农民在使用农药的过程中,有许多的不正确的地方,尤其是对使用过的农药的包装废弃物的处理不恰当,很多人在用完后就随意的丢弃,而这些包装袋或多或少的还存在一些农药的残留物,这样以来,通过扩散就会对土壤、大气、水等造成污染,还可能对人、牲畜的生命带来危害。所以有关部门应该对农民进行教育,禁止他们随意丢弃。此外,还可以通过回收的方法,减少农药包的随意丢弃。 结束语 农业环境的好坏,直接影响着人类的健康问题。因此,在农药的管理中,政府应该建立健全相关的法律制度,严厉监管农药的生产及使用。同时农户在农药的使用中要做到规范性、科学性、合理性。农药生产者在生产过程中要要规范。只有这三者的相互配合,那么农药污染问题自然就会迎刃而解,食用者再也不用担心食品安全问题了。 参考文献 [1] 许海萍,农药对生态环境的污染及综合防治[J].现代农业,2001(6). [2] 蒲慧晓,农药环境污染及防治措施[J],北方环境,2012(8). 猜你喜欢: 1. 形势与政策有关生态文明的论文 2. 形势与政策关于生态环境保护的论文 3. 环境为主题的形势与政策论文 4. 形势与政策有关生态文明建设的论文 5. 环境保护相关的形势与政策论文 6. 2016形势与政策环境保护论文

现代生物技术在环境保护中的应用和前景 内容包括 现代生物技术 生态环境 环境保护 生物技术 前景 - 摘要 针对我国目前 生态状况,论述了现代 生物技术在治理环境污染,保护生态环境中的应用 和发展 前景。 关键词 现代生物技术 生态环境 环境保护 1 我国生态环境现状 目前我国由于 “三废”污染、农用化肥和农的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响 了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水, 则有8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿t,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2 500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 2 现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、研究 、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题 在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪 80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法 比较,生物治理方法具有许多优点。 (1)生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 (2) 利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 (3)生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。 所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理,有毒有害物质的无害化处理等各个方面。 3 现代生物技术在环境保护中的应用 污水的生物净化 污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。 污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。 白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响 着生态和环境,研究 和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌,另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用 。 有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法 进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造,此方面目前 一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(PHAs),研究人员正设法构建出自溶性PHAs生产菌种,即将PHAs重组菌进行发酵,在积累大量的PHAs后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,PHAs析出,以简化胞内产物PHAs的提取过程,降低提取成本。 化学农药污染的消除 一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法,而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物,有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2和H2O,这种降解途径彻底,一般不会带来副作用;有的是通过共代谢作用,将农药转化为可代谢的中间产物,从而从环境中消除残留农药,这种途径的降解结果比较复杂,有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应,就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造,改变其生化反应途径,以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染,最好全面推广生物农药。 所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果,例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。 参考 文献 1 孔繁翔. 环境生物学[M]. 北京:高等 出版社,2000 2 陈坚. 环境生物技术[J], 生物工程进展,2001(5) 3 姜成林,徐丽华. 微生物资源的开发与利用[M].北京:中国 轻工业 出版社,2001 -求采纳

综述了在环境中降解农药的微生物种类、微生物降解农药的机理、在自然条件下影响微生物降解农药的因素及农药微生物降解研究方面的新技术和新方法。文章认为,在农药的微生物降解研究中,应重视自然状态下微生物对农药的降解过程,分离构建应由天然的微生物构成的复合系,利用微生物复合系进行堆肥或把堆肥应用于被污染的环境是消除农药污染的一个有效方法。 关键词:微生物 生物降解 农药降解 农药 20世纪60年代出现的第一 次“绿色革命”为人类的粮食安全做出了重大贡献,其中作为主要技术之一的农药为粮食的增产起到了重要的保障作用。因为农药具有成本低、见效快、省时省力等优点,因而在世界各国的农业生产中被广泛使用,但农药的过分使用产生了严重的负面影响。仅1985年,世界的农药产量为200多万t[1];在我国,仅1990年的农药产量就为万t[2],其中甲胺磷一种农药的用量就达6万t[3]。化学农药主要是人工合成的生物外源性物质,很多农药本身对人类及其他生物是有毒的,而且很多类型是不易生物降解的顽固性化合物。农药残留很难降解,人们在使用农药防止病虫草害的同时,也使粮食、蔬菜、瓜果等农药残留超标,污染严重,同时给非靶生物带来伤害,每年造成的农药中毒事件及职业性中毒病例不断增加[3~6]。同时,农药厂排出的污水和施入农田的农药等也对环境造成严重的污染,破坏了生态平衡,影响了农业的可持续发展,威胁着人类的身心健康。农药不合理的大量使用给人类及生态环境造成了越来越严重的不良后果,农药的污染问题已成为全球关注的热点。因此,加强农药的生物降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题,是人类当前迫切需要解决的课题之一。 这些农药残留广泛分布于土壤、水体、大气及农产品中,难以利用大规模的工程措施消除污染。实际上,在自然界主要依靠微生物缓慢地进行降解,这是依靠自然力量、不产生二次污染的理想途径。但自然环境复杂多变,影响着农药生物降解的可否和效率。近年随着对农药残留污染问题的重视,科学家们对农药生物降解进行了大量的研究,但许多问题需要进一步探明。本文整理出了近年来对农药生物降解的研究进展,提出存在的问题,建议有效的研究途径,旨在为加强农药的生物降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题提供依据。 1 农业生产上主要使用的农药类型 当前农 业上使用的主要有机化合物农药如表1所示。其中,有些已经禁止使用,如六六六、滴滴涕等有机氯农药,还有一些正在逐步停止使用,如有机磷类中的甲胺磷等。 表1 农业生产中常用农药种类简表[7]类 型 农 药 品 种有机磷:敌百虫、甲胺磷、敌敌畏、乙酰甲胺磷、对硫磷、双硫磷、乐果等杀虫剂 有机氮:西维因、速灭威、巴沙、杀虫脒等 有机氯:六六六、滴滴涕、毒杀芬等杀螨剂 螨净、杀螨特、三氯杀螨砜、螨卵酯、氯杀、敌螨丹等除草剂 2,4-D、敌稗、灭草灵、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等杀菌剂 甲基硫化砷、福美双、灭菌丹、敌克松、克瘟散、稻瘟净、多菌灵、叶枯净等 生长调节剂 矮壮素、健壮素、增产灵、赤霉素、缩节胺等 人们发现,在自然生态系统中存在着大量的、代谢类型各异的、具有很强适应能力的和能利用各种人工合成有机农药为碳源、氮源和能源生长的微生物,它们可以通过各种谢途径把有机农药完全矿化或降解成无毒的其他成分,为人类去除农药污染和净化生态环境提供必要的条件。 降解农药的微生物类群 土壤中的微生物,包括细菌、真菌、放线菌和藻类等[8,9],它们中有一些具有农药降解功能的种类。细菌由于其生化上的多种适应能力和容易诱发突变菌株,从而在农药降解中占有主要地位[8]。一在土壤、污水及高温堆肥体系中,对农药分解起主要作用的是细菌类,这与农药类型、微生物降解农药的能力和环境条件等有关,如在高温堆肥体系当中,由于高温阶段体系内部温度较高(大于50 ℃),存活的主要是耐高温细菌,而此阶段也是农药降解最快的时期。通过微生物的作用,把环境中的有机污染物转化为CO2和H2O等无毒无害或毒性较小的其他物质[10,11]。通过许多科研工作者的努力,已经分离得到了大量的可降解农药的微生物(见表2)。不同的微生物类群降解农药的机理、途径和过程可能不同,下面简要介绍一下农药的微生物降解机理。 微生物降解农药的机理 目前,对于微生物降解农药的研究主要集中于细菌上,因此对于细菌代谢农药的机理研究得比较清楚。 表2 常见农药的降解微生物[11,12] 农 药降 解 微 生 物 甲胺磷芽孢杆菌、曲霉、青霉、假单胞杆菌、瓶型酵母 阿特拉津(AT)烟曲霉、焦曲霉、葡枝根霉、串珠镰刀菌、粉红色镰刀菌、尖孢镰刀菌、斜卧镰刀菌、微紫青霉、皱褶青霉、平滑青霉、白腐真菌、菌根真菌、假单胞菌、红球菌、诺卡氏菌 幼脲3号真菌 敌杀死产碱杆菌 2,4-D假单胞菌、无色杆菌、节杆菌、棒状杆菌、黄杆菌、生孢食纤维菌属、链霉菌属、曲霉菌、诺卡氏菌、 DDT无色杆菌、气杆菌、芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、埃希氏菌、假单胞菌、变形杆菌、链球菌、无色杆菌、黄单胞菌、欧文氏菌、巴斯德梭菌、根癌土壤杆菌、产气气杆菌、镰孢霉菌、诺卡氏菌、绿色木霉等 丙体六六六白腐真菌、梭状芽孢杆菌、埃希氏菌、大肠杆菌、生孢梭菌等 对硫磷大肠杆菌、芽孢杆菌 七 氯芽孢杆菌、镰孢霉菌、小单孢菌、诺卡氏菌、曲霉菌、根霉菌、链球菌 敌百虫曲霉菌、镰孢霉菌 敌敌畏假单胞菌 狄氏剂芽孢杆菌、假单胞菌 艾氏剂镰孢霉菌、青霉菌 乐 果假单胞菌 2,4,5-T无色杆菌、枝动杆菌 细菌降解农药的本质是酶促反应[13~15],即化合物通过一定的方式进入细菌体内,然后在各种酶的作用下,经过一系列的生理生化反应,最终将农药完全降解或分解成分子量较小的无毒或毒性较小的化合物的过程。如莠去津作为假单胞菌ADP菌株的唯一碳源,有3种酶参与了降解莠去津的前几步反应。第一种酶是A tzA,催化莠去津水解脱氯的反应,得到无毒的羟基莠去津,此酶是莠去津生物降解的关键酶;第二种酶是A tzB,催化羟基莠去津脱氯氨基反应,产生N-异丙基氰尿酰胺;第三种酶是A tzC,催化N-异丙基氰尿酰胺生成氰尿酸和异丙胺。最终莠去津被降解为CO2和NH3[16]。微生物所产生的酶系,有的是组成酶系,如门多萨假单胞菌DR-8对甲单脒农药的降解代谢,产生的酶主要分布于细胞壁和细胞膜组分[5];有的是诱导酶系,如王永杰等 [17]得到的有机磷农药广谱活性降解菌所产生的降解酶等。由于降解酶往往比产生该类酶的微生物菌体更能忍受异常环境条件,酶的降解效率远高于微生物本身,特别是对低浓度的农药,人们想利用降解酶作为净化农药污染的有效手段。但是,降解酶在土壤中容易受非生物变性、土壤吸附等作用而失活,难以长时间保持降解活性,而且酶在土壤中的移动性差[8],这都限制了降解酶在实际中的应用。现在许多试验已经证明,编码合成这些酶系的基因多数在质粒上,如2,4-D的生物降解,即由质粒携带的基因所控制[18]。通过质粒上的基因与染色体上的基因的共同作用,在微生物体内把农药降解。因此,利用分子生物学技术,可以人工构建“工程菌”来更好地实现人类利用微生物降解农药的愿望。 微生物在农药转化中的作用 (1)矿化作用 有许多化学农药是天然化合物的类似物,某些微生物具有降解它们的酶系。它们可以作为微生物的营养源而被微生物分解利用,生成无机物、二氧化碳和水。矿化作用是最理想的降解方式,因为农药被完全降解成无毒的无机物,如石利利等 [19]研究了假单胞菌DLL-1在水溶液介质中降解甲基对硫磷的性能及降解机理后指出,DLL-1菌可以将甲基对硫磷完全降解为NO2-和NO3-。 (2)共代谢作用 有些合成的化合物不能被微生物降解,但若有另一种可供碳源和能源的辅助基质存在时,它们则可被部分降解,这个作用称为共代谢作用,这一作用最初是由Foster等[12]提出来的。如门多萨假单胞菌DR-8菌株降解甲单脒产物为2,4-二甲基苯胺和NH3,而DR-8菌株不能以甲单脒作为碳源和能源而生长,只能在添加其他有机营养基质作为碳源的条件下降解甲单脒,且降解产物未完全矿化,属于共代谢作用类型[5]。关于共代谢的机理,现在还存在争论。由于共代谢作用而推动的顽固性人工合成化合物的降解一般进行的较慢,而且降解程度很有限,参与共代谢作用的微生物不能从中获得碳源和能源,但是自然界中还是广泛存在着大量的具有共代谢功能的微生物,它们可以降解多种类型的化合物。共代谢作用在农药的微生物降解过程中发挥着主要的作用[5,17,20]。 微生物降解农药的生化反应[10,12] 氧化反应 微生物体内的氧化反应包括:羟化反应(芳香族羟化、脂肪族羟化、N-羟化);环氧化;N-氧化;P-氧化;S-氧化;氧化性脱烷基、脱卤、脱胺。 还原反应 还原反应包括硝基还原、还原性脱卤、醌类还原等。 水解反应 一些酯、酰胺和硫酸酯类农药都有可以被微生物水解的酯键,如对硫磷、苯胺类除草剂等。 缩合和共轭形成 缩合包括将有毒分子或一部分与另一有机化合物相结合,从而使农药或其衍生物物失去活性。 应该指出,在微生物降解农药时,其体内并不只是进行单一的反应,多数情况下是多个反应协同作用来完成对农药的降解过程,如好氧条件下卤代芳烃的生物降解,其卤素取代基的去除主要通过两个途径发生:在降解初期通过还原、水解或氧化去除卤素;生产芳香结构产物后通过自发水解脱卤或β-消去卤化烃[6]。 影响微生物降解农药的因素 微生物自身的影响 微生物的种类、代谢活性、适应性等都直接影响到对农药的降解与转化[21,22]。很多试验都已经证明,不同的微生物种类或同一种类的不同菌株对同一有机底物或有毒金属的反应都不同[5,17,23,24]。另外,微生物具有较强的适应和被驯化的能力,通过一定的适应过程,新的化合物能诱导微生物产生相应的酶系来降解它,或通过基因突变等建立新的酶系来降解它[10]。微生物降解本身的功能特性和变化也是最重要的因素。 农药结构的影响 农药化合物的分子量、空间结构、取代基的种类及数量等都影响到微生物对其降解的难易程度[25~28]。一般情况下,高分子化合物比低分子量化合物难降解,聚合物、复合物更能抗生物降解[10];空间结构简单的比结构复杂的容易降解[24]。陈亚丽等 [22]在试验中发现,凡是苯环上有-OH或-NH2的化合物都比较容易被假单胞菌WBC-3所降解,这与苯环的降解通常先羟化再开环的原理一致。Potter等 [29]在小规模堆肥条件下研究了多环芳烃的降解后指出,2-4环的芳烃比5-6环的芳烃容易降解。 自然界中的微生物通常可以降解天然产生的有机化合物,如木质素、纤维素物质等,从而促进地球的物质循环和平衡。但目前的环境污染物大多是人工合成的自然界中本身不存在的生物异源有机物质,其中一些是对人类具有致畸、致突变和致癌作用,往往对微生物的降解表现出很强的抗性,其原因可能是这些化合物进入自然界的时间比较短,单一的微生物还未进化出降解此类化合物的代谢机制。尽管某些危险性化合物在自然界中可能会经自然形成的微生物群体的协同作用而缓慢降解,但这对微生物世界来说仍然是一个新的挑战。微生物通过改变自身的信息获得降解某一化合物的能力的过程是缓慢的,与目前大量使用的人工合成的生物异源物质相比,依靠微生物的自然进化过程显然不能满足要求,因此长期以往将会造成整个生态系统的失衡[6]。因此,研究一些可以使微生物群体在较短的时间内获得最大降解生物异源物质能力的方法非常重要和迫切。 环境因素的影响 环境因素包括温度、酸碱度、营养、氧、底物浓度、表面活性剂等[10,30~33]。刘志培等 [34]研究了甲单脒降解菌的分离筛选;程国锋等 [23]研究了微生物降解蔬菜残留农药;钞亚鹏等 [15]研究了甲基营养菌WB-1甲胺磷降解酶的产生和部分纯化及性质。他们所研究的微生物或其产生的酶系都有一个适宜的降解农药的温度、pH及底物浓度,这与Thomas 等 [31]、Donna Chaw 等[26]的研究结果一致。莫测辉等 [24]指出,堆肥中微生物降解多环芳烃的活性与氧的浓度和水分含量密切相关,当堆肥中氧的含量小于18%、水分含量大于75%时,堆肥就从好氧条件转化为厌氧条件,进而影响多环芳烃的降解效果。Hundt 等 [30]调查了biaryl化合物在土壤中和堆肥中被细菌Ralstonia和Pickettii的降解和矿化情况。在土壤水分适宜的条件下,非离子型表面活性剂吐温80可增强微生物对biaryl类化合物的利用率,如联苯、4-氯联苯。Kastner等 [35]认为,在堆肥与被多环芳烃污染的土壤混合的情况下,堆肥中有机基质含量对于农药降解的作用要大于堆肥中生物的含量对于农药降解的作用;营养对于以共代谢作用降解农药的微生物更加重要,因为微生物在以共代谢的方式降解农药时,并不产生能量,须其他的碳源和能源物质补充能量[12]。对于好氧微生物来说,在好氧条件下可以降解农药,而在厌氧条件下降解效果不好;而对于厌氧微生物来说,情况可能正相反。也有研究指出在好氧条件下,有的厌氧细菌也可以代谢一些化合物[6]。 农药微生物降解的新技术和新方法 转基因技术的应用 20世纪后半叶是分子生物学、分子遗传学等学科迅速发展的时期,各种不同的生物学技术不断涌现;同时在21世纪初,生物信息学、基因组学、蛋白质组学等新的学科迅速兴起。这一切都为人工创造“超级农药降解菌”提供了必要的条件。因此,利用转基因技术进行目的性的人工组装“工程菌”成为有魅力的发展目标。同时,因为微生物降解农药的本质是酶促反应,所以,有人直接提取微生物合成的酶系来离体进行农药等有机化合物污染物的降解研究[15]。 多菌株复合系的构建及应用 以往研究农药的生物降解偏重于用单一微生物菌株的纯培养[17,23],现在已经证明,单一菌株的纯培养效果不如混合培养。因为单个微生物不具备生物降解所需的全部酶的遗传合成信息,而且它们在难降解化合物中驯化的时间不足以进化出完整的代谢途径,同时许多纯培养的研究发现,在生物降解过程中会有毒性中间物质积累,因此彻底矿化通常需要一个或一个以上的营养菌群(如发酵-水解菌群、产硫菌群、产乙酸菌群及产甲烷菌群等)。一种微生物降解一部分,经过数种微生物的接力作用和协同作用,经过多步反应将有毒化合物完全矿化,微生物的群体作用更能抵抗生物降解中产生的有毒物质[6]。笔者等利用菌种间协同关系构建的复合系不仅高效率分解木质纤维素,而且菌种组成长期稳定,不易被杂菌污染[36,37],在此基础上赋予农药分解功能的复合系对多种农药具有强烈的分解能力,其作用机理有待作进一步的细致工作。关于混合培养中的微生物群落的代谢协同作用,至少可以将微生物群落分为7种:(1)提供特殊营养物;(2)去除生长抑制物质;(3)改善单个微生物的基本生长参数(条件);(4)对底物协调利用;(5)共代谢;(6)氢(电子)转移;(7)提供一种以上初级底物利用者[6]。另外,分子生态学技术的应用证明,目前人类能够分离纯化的微生物种类及其有限,甚至自然界中99%的微生物目前无法纯培养[38],因而只有培育复合系才能包含这些重要而无法纯培养的微生物种类。2 研究中存在的问题 虽然农药残留的微生物降解研究已经取得了很大的进展,而且也有了一些应用的实例,但研究大多局限在实验室中,农药降解菌完全走出实验室到实际应用中还有一段路要走。农药微生物降解的问题主要有以下几方面。 单一菌株的纯培养问题 以往的研究主要集中在单一菌株的纯培养上,在实验室内获得纯培养的菌株,然后研究它的特性、降解机理等。然而这一方法完全不符合实际情况,自然状态下,是多种微生物共存,通过微生物之间的共同作用把农药降解。农药残留往往存在于土壤、农副产品、废弃物等复杂环境中,即使在实验室内一株菌的降解活性再大,到了这种复杂条件下可能无法生存或起不到期望的作用。 环境条件对微生物降解农药的影响 外部环境对微生物生长和对农药的降解影响很大,如环境的温度、水分含量、pH、氧含量等,而自然环境中这些因素变化很大,这直接影响到微生物对农药的降解。如何克服环境的影响从而充分发挥目标微生物的作用是需要解决的重大问题。 微生物降解目标化合物对降解的影响 目标化合物的浓度是否能使微生物生长,另外,农药污染环境的化合物组分很不稳定,波动很大,这给以工程措施微生物降解农药化合物带来困难。 微生物与被降解物接触的难易程度 被农药污染的环境有土壤、空气、水体及蔬菜瓜果等,对于土壤和水体的污染,微生物很容易与污染物接触,从而发挥它们的降解功能。但是,对于被农药污染的食品来说,利用微生物降解残留的农药很难,因为微生物无法与存在于物体内部的残留农药接触,无法发挥它们的作用,而只能降解残留在物体表面的部分。这种限制需要人们尽快解决,从而扩大微生物降解农药的应用范围。 微生物的适应性问题 所接种的微生物能否适应污染的环境,这不仅包括上述提到的物理环境,还涉及到生物之间的关系。接种到环境中的微生物受到抑制物的影响,或者受到包括捕食者在内的土著微生物的影响,甚至受到拮抗作用而不能生长等,这些都可以造成接种的微生物不能成为优势菌从而失去对农药的降解作用。构建多菌株复合系,具有稳定性和抗污染性强的优点,但即使是多菌混合培养的复合系也同样存在能否成为优势群体的问题。 3 堆肥法消除污染物 现代城市生活垃圾、有机固体废弃物、污泥中含有大量的有机污染物及重金属,农业有机固体废弃物中也含有大量的残留农药及其由于利用污水灌溉等可能导致的其他污染物。而堆肥法是消除这些污染,使有机固体废弃物无害化、资源化和产业化的有效途径之一。在堆肥过程中,通过堆肥体系中微生物的降解作用和挥发、沥滤、光解、螯合和络合等非生物方法消除污染物。堆肥法消除污染物主要有:(1)将被污染的物质或污染物与堆肥原料一起堆制处理;(2)将污染物质与堆制过的材料混合后进行二次堆制;(3)在被污染的土壤中添加堆肥产品,利用堆肥中的微生物消除土壤污染[39]。所以,堆肥法既可以消除污染,又可得到高质量的堆肥产品,对环境污染治理和农业的可持续发展意义重大。20世纪90年代以来,国内外有很多学者在此方面做了大量研究且取得了一定的进展[26,40~43]。 将人工构建微生物的复合体系,接种到农药污染土壤中,或利用活性的农业有机废弃物堆肥来改良已经被污染的土壤是一个好办法,因为活性堆肥内含有复合的微生物体系,在污染的土壤环境中更容易成为优势菌群。这就涉及到复合系的构建,微生物复合系的构建需要传统的和现代的方法相结合。从已有的堆肥体系中和已经污染了的土壤环境中分别富集培养微生物,得到土著微生物的复合系和堆肥菌复合系,然后进行复合微生物体系内部各个组分的特性、功能和多样性研究。菌株的抗药性鉴定,再把各个有功能的组分重新复合,组成一个新的复合体系,这一复合系不仅具有强有力的功能,又更能适应土著环境。直接应用复合系治理土壤污染,或者利用复合系生产农业有机废弃物堆肥来改良土壤。 4 结 语 很多研究已经证明,在农药污染的一些环境中诱导出天然的降解农药的微生物,那么是否可以采取一些条件控制措施,充分调动这些土著微生物的作用,尽量采用原位生物修复,而不用人为地接种微生物,这值得进一步探讨和研究。

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