农药残留降解设备设计与开发
本文通过目前的现状，针对当今的急需解决的农药残留危害问题，需要制作一个降解农药残留设备。虽然降解农药残留的方法有多种，但是由于臭氧是目前世界公认的绿色强氧化剂，臭氧发生器以空气为原料，工作能耗低，运行费用低，经济效益好，不会造成二次污染，尤其是能进一步难降解有机物的生物降解度，优点突出，所以选择利用臭氧降解农药残留的方法。本文选择的是制作一个臭氧发生设备来产生臭氧从而达到降解农药残留的目的。电路设计的是以555定时器为核心，电路共分臭氧发生电路、控制电路、电源电路以及3个部分。最后通过对单元电路的仿真与分析实现对臭氧发生器的控制。关键词 农药残留，降解设备，臭氧发生器，555定时器目录
1引言2
1.1研究背景2
1.2农药残留的危害2
1.3研究现状2
1.4研究意义3
1.5方法研究3
2系统概述6
2.1可行性分析6
2.2需求分析7
3 臭氧介绍7
3.1臭氧介绍 7
3.2国内外臭氧研究趋势 7
4系统设计10
5单元电路设计仿真与分析13
结论17
致谢18
参考文献19
1引言
1.1研究背景
中国是一个农药使用大国,每年使用农药的量大概在23万吨,品种达一千多种,并且百分之九十五以上是油溶性农药。由于缺乏安全使用农药的意识和知识,农药使用超用量、计量,尤其是在蔬菜、水果、茶叶等作物上高毒甚至剧毒农药的使用,以及不按照安全间隔期进行采收等,导致很多农产品农药残留量超过国家标准。国家质量监督检验检疫总局2001年第三季度宣布产品质量检查结果,在23个城市大型蔬菜批发市场采样,47.5%的蔬菜农药残留超过了国家标准。根据“中国质量新闻”报道，农药中毒事件导致2万至4万人受害,实际的数字可能在20万和40万人之间。农药是一种节制防预病虫害的化学药剂,能够很好地维持农业畜牧业方面的发展与生产,在关于人们对农副产品的要求方面,农药起到独一无二的作用,农作物、农副产品能否损害我们全人类的健康,这是由农药的使用量所决定的。生活中,与我们息息相关的蔬菜水果中也许或多或少有着一些农药残留,会对
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的蔬菜农药残留超过了国家标准。根据“中国质量新闻”报道，农药中毒事件导致2万至4万人受害,实际的数字可能在20万和40万人之间。农药是一种节制防预病虫害的化学药剂,能够很好地维持农业畜牧业方面的发展与生产,在关于人们对农副产品的要求方面,农药起到独一无二的作用,农作物、农副产品能否损害我们全人类的健康,这是由农药的使用量所决定的。生活中,与我们息息相关的蔬菜水果中也许或多或少有着一些农药残留,会对人类的身体内部的机能造成损伤。果蔬农药残留超标问题及农产品安全问题是迫切需要解决的,而且降低农产品农药残留将是一项长期和艰苦的工作。
1.2农药残留的危害
影响农业：大量农药的使用，比如说除草剂，使得土地寸草不生，几年后荒漠化严重，所以，这种类型的农药的危害非常严重。
影响贸易：许多国家对农药残留的把关特别严格，因为这会伤害到百姓的身体，许多国家都对农作物产品的进口提高要求，农药残留很低才能过关，比如说，欧洲国家对于我们的茶叶进口就很严格，只有低于百分之一不到，才能允许进口。随着农药的大量推广使用，农产品的收成也得到了许多提高，越来越多的人开始使用农药，但是随着农药的大量使用，许多生态问题也慢慢暴露出来。大量的农药使用，造成了很大的污染，包括对土地，水质，空气。而且农药的残留物还会对人体家禽家兽产生伤害，少量的农药残留五在动物体内慢慢积累也会产生很大的危害。农民长时间的接触也会对他们的身体健康带来伤害。所以，对农药残留进行检测，才显得非常重要。
1.3研究现状
农药残留的降解是农药残留和农药中毒对环境的负面影响的重要研究之一。随着人类对农业产品的需求不断扩大,农药的使用在一个快速增长阶段,人类安全的自然分解不能满足需求,所以我们通过科学技术来促进农药的降解提高农产品的安全。现在的技术是无法让化学杀虫剂被取代的,所以农药残留仍然是全世界的研究热点。目前，农药残留在土壤中的降解和去除农药残留的农药残留量比较少，对土壤和水的降解研究也比较少，且方法也比较简单，现代研究者正积极探索利用物理、生物和化学方法，对农产品农药残留进行降解。臭氧是一种极有特殊气味的不稳定气体,属强氧化剂,具有较强的氧化性,其在水中的氧化还原电位为,仅次于氟,因此具有很强的氧化、杀菌功能`。国外对于臭氧的应用起步的比较早，应用的领域也会比较多，体系也会更立体。食品，医疗，运输，饮料等多个行业都有用到臭氧。在中国,臭氧杀菌主要用于生产水净化、生产工具、工作服消毒、矿泉水的杀菌保质,用于食品行业处于起步阶段。然而,臭氧活性高的特点,高渗透性和无毒的降解产物使臭氧在食品行业也有巨大的潜力,特别是在农药降解的应用和保存水果和蔬菜。在一定条件下,臭氧可以完全分解成无机杀虫剂,臭氧本身是分解成氧气,不会造成二次污染。
1.4研究意义
随着农药的使用量的加大，农药残留带来的污染问题和对人类的危害也严重的，所以开发农药残留降解设备是非常必要的。开发农药残留降解设备是减少环境农药残留、降低农药毒负面作用的一个重要研究，一旦开发成功对人类的帮助是巨大的，污染问题以及农药对人类的危害都会大大减轻。开发农药残留降解设备有利于农业的发展，一定程度上保证了农作物的食用安全，降低了对环境的污染，对国家的建设也有着巨大的帮助。
1.5方法研究
目前国内外农药残留降解方法是多种多样的，主要有超声波技术、吸附、洗涤和电离辐射等物理方法,水解、氧化分解和光化学降解等化学方法,微生物、降解酶和工程菌等生物降解方法。物理方法都是比较简单不需要设备就能解决的，其他方法需要一些设备可以进行农药残留降解，我选择的则是氧化分解法中的臭氧来降解农药残留。而臭氧可以通过制造臭氧发生器来产生臭氧，臭氧发生器是制取或生产臭氧的设备装置，其工作原理即是生产臭氧的机理和方法。目前生产臭氧的方法主要有:电晕放电法（DBD）、核辐射法、紫外线照射法、等离子体射流法和化学法等。核辐射法用于这方法确实有点浪费，不合适。
1.5.1紫外线照射法
紫外线照射法原理其实和臭氧层的形成是相同的，就是光波中的紫外光会使氧气分子O2分解并聚合成臭氧O3。波长λ＝185nm(10-9m)的紫外光效率最高，此时，光量子被O2吸收率最大。但是电气低压汞紫外线灯,光转换效率非常低，只有0.6％至1.5％，紫外线照射法每产生1kg臭氧就要消耗很巨大的电量，总的来说收益远远低于投资，所以说并不能投入到工厂生产中。
但是，紫外线照射发也有很多特别显著的优点，比如：对环境不敏感，多次照射发生反应实现臭氧的多次产生；可以控制臭氧浓度线性灯的输出功率。这些优点非常适合治疗病人和制定臭氧仪器的标准。
1.5.2电解法
电解法是已经存在了很
1引言2
1.1研究背景2
1.2农药残留的危害2
1.3研究现状2
1.4研究意义3
1.5方法研究3
2系统概述6
2.1可行性分析6
2.2需求分析7
3 臭氧介绍7
3.1臭氧介绍 7
3.2国内外臭氧研究趋势 7
4系统设计10
5单元电路设计仿真与分析13
结论17
致谢18
参考文献19
1引言
1.1研究背景
中国是一个农药使用大国,每年使用农药的量大概在23万吨,品种达一千多种,并且百分之九十五以上是油溶性农药。由于缺乏安全使用农药的意识和知识,农药使用超用量、计量,尤其是在蔬菜、水果、茶叶等作物上高毒甚至剧毒农药的使用,以及不按照安全间隔期进行采收等,导致很多农产品农药残留量超过国家标准。国家质量监督检验检疫总局2001年第三季度宣布产品质量检查结果,在23个城市大型蔬菜批发市场采样,47.5%的蔬菜农药残留超过了国家标准。根据“中国质量新闻”报道，农药中毒事件导致2万至4万人受害,实际的数字可能在20万和40万人之间。农药是一种节制防预病虫害的化学药剂,能够很好地维持农业畜牧业方面的发展与生产,在关于人们对农副产品的要求方面,农药起到独一无二的作用,农作物、农副产品能否损害我们全人类的健康,这是由农药的使用量所决定的。生活中,与我们息息相关的蔬菜水果中也许或多或少有着一些农药残留,会对
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
的蔬菜农药残留超过了国家标准。根据“中国质量新闻”报道，农药中毒事件导致2万至4万人受害,实际的数字可能在20万和40万人之间。农药是一种节制防预病虫害的化学药剂,能够很好地维持农业畜牧业方面的发展与生产,在关于人们对农副产品的要求方面,农药起到独一无二的作用,农作物、农副产品能否损害我们全人类的健康,这是由农药的使用量所决定的。生活中,与我们息息相关的蔬菜水果中也许或多或少有着一些农药残留,会对人类的身体内部的机能造成损伤。果蔬农药残留超标问题及农产品安全问题是迫切需要解决的,而且降低农产品农药残留将是一项长期和艰苦的工作。
1.2农药残留的危害
影响农业：大量农药的使用，比如说除草剂，使得土地寸草不生，几年后荒漠化严重，所以，这种类型的农药的危害非常严重。
影响贸易：许多国家对农药残留的把关特别严格，因为这会伤害到百姓的身体，许多国家都对农作物产品的进口提高要求，农药残留很低才能过关，比如说，欧洲国家对于我们的茶叶进口就很严格，只有低于百分之一不到，才能允许进口。随着农药的大量推广使用，农产品的收成也得到了许多提高，越来越多的人开始使用农药，但是随着农药的大量使用，许多生态问题也慢慢暴露出来。大量的农药使用，造成了很大的污染，包括对土地，水质，空气。而且农药的残留物还会对人体家禽家兽产生伤害，少量的农药残留五在动物体内慢慢积累也会产生很大的危害。农民长时间的接触也会对他们的身体健康带来伤害。所以，对农药残留进行检测，才显得非常重要。
1.3研究现状
农药残留的降解是农药残留和农药中毒对环境的负面影响的重要研究之一。随着人类对农业产品的需求不断扩大,农药的使用在一个快速增长阶段,人类安全的自然分解不能满足需求,所以我们通过科学技术来促进农药的降解提高农产品的安全。现在的技术是无法让化学杀虫剂被取代的,所以农药残留仍然是全世界的研究热点。目前，农药残留在土壤中的降解和去除农药残留的农药残留量比较少，对土壤和水的降解研究也比较少，且方法也比较简单，现代研究者正积极探索利用物理、生物和化学方法，对农产品农药残留进行降解。臭氧是一种极有特殊气味的不稳定气体,属强氧化剂,具有较强的氧化性,其在水中的氧化还原电位为,仅次于氟,因此具有很强的氧化、杀菌功能`。国外对于臭氧的应用起步的比较早，应用的领域也会比较多，体系也会更立体。食品，医疗，运输，饮料等多个行业都有用到臭氧。在中国,臭氧杀菌主要用于生产水净化、生产工具、工作服消毒、矿泉水的杀菌保质,用于食品行业处于起步阶段。然而,臭氧活性高的特点,高渗透性和无毒的降解产物使臭氧在食品行业也有巨大的潜力,特别是在农药降解的应用和保存水果和蔬菜。在一定条件下,臭氧可以完全分解成无机杀虫剂,臭氧本身是分解成氧气,不会造成二次污染。
1.4研究意义
随着农药的使用量的加大，农药残留带来的污染问题和对人类的危害也严重的，所以开发农药残留降解设备是非常必要的。开发农药残留降解设备是减少环境农药残留、降低农药毒负面作用的一个重要研究，一旦开发成功对人类的帮助是巨大的，污染问题以及农药对人类的危害都会大大减轻。开发农药残留降解设备有利于农业的发展，一定程度上保证了农作物的食用安全，降低了对环境的污染，对国家的建设也有着巨大的帮助。
1.5方法研究
目前国内外农药残留降解方法是多种多样的，主要有超声波技术、吸附、洗涤和电离辐射等物理方法,水解、氧化分解和光化学降解等化学方法,微生物、降解酶和工程菌等生物降解方法。物理方法都是比较简单不需要设备就能解决的，其他方法需要一些设备可以进行农药残留降解，我选择的则是氧化分解法中的臭氧来降解农药残留。而臭氧可以通过制造臭氧发生器来产生臭氧，臭氧发生器是制取或生产臭氧的设备装置，其工作原理即是生产臭氧的机理和方法。目前生产臭氧的方法主要有:电晕放电法（DBD）、核辐射法、紫外线照射法、等离子体射流法和化学法等。核辐射法用于这方法确实有点浪费，不合适。
1.5.1紫外线照射法
紫外线照射法原理其实和臭氧层的形成是相同的，就是光波中的紫外光会使氧气分子O2分解并聚合成臭氧O3。波长λ＝185nm(10-9m)的紫外光效率最高，此时，光量子被O2吸收率最大。但是电气低压汞紫外线灯,光转换效率非常低，只有0.6％至1.5％，紫外线照射法每产生1kg臭氧就要消耗很巨大的电量，总的来说收益远远低于投资，所以说并不能投入到工厂生产中。
但是，紫外线照射发也有很多特别显著的优点，比如：对环境不敏感，多次照射发生反应实现臭氧的多次产生；可以控制臭氧浓度线性灯的输出功率。这些优点非常适合治疗病人和制定臭氧仪器的标准。
1.5.2电解法
电解法是已经存在了很
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