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【新闻】关于微生物降解农残的技术野百合属

发布时间:2020-10-18 15:47:02 阅读: 来源:热风枪厂家

农药是人们主动投放于环境中数量大、毒性广的一类化学物质。在过去几十年中,有机氯、有机磷等农药的开发与应用曾为人类在农、林业防治病虫害,提高农作物产量中起到了不可磨灭的作用。但对那些性质比较稳定、难于分解消失有毒农药的长期、大量使用,已造成严重的全球性环境污染和生态破坏。近年来,由于人们对环境和生态平衡的日益重视,生物农药也引起了人们的广泛兴趣,但就目前的科技水平来看,化学农药在很长的一段时间内还是不可替代的,因此解决环境中存在的农药残留问题已经成为世界各国的研究热点。

1、农药残留及其危害

农药作为目前农业增产的主要依靠,在农业中具有广泛的应用。目前我国农药的施用方法仍以药液喷洒和粉剂喷洒为主。研究表明

:施用农药后,仅有1%~2%的药作用于防治对象本体,有10%~20%附着在作物本体上,其他80~90%的农药主要散落在农作物的周边环境,如农田、土壤或漂浮于大气,与尘埃吸附形成气溶胶。试用后的农药经过一段时间的降解、代谢等作用后,其含量会降低到一定的水平,通常,我们把残存在环境中和生物体内的微量农药称作残留农药,它包括农药原体残留量及其具有比原体毒性更高或相当毒性的降解物的残留量。农药残留不仅造成环境污染、妨碍生物生长,而且直接或间接地危害人体健康,这已引起世界各国的广泛关注。

自泰勒等人发现DDT的高效杀虫能力以来,不同种类的农药相继得到了开发和应用。仅杀虫剂类目前就有4类:有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类和氨基甲酸酯类。有机氯类农药是高残留、生物富集性很强的一类农药,目前已被禁止生产,但由于已被广泛大量地使用了多年,因此在环境仍有残留,对环境和人的威胁还很大。有机磷类、拟除虫菊酯类和氨基甲酸酯类农药尽管残留期较短,但仍有一定时间的残留期,加之被广泛使用,仍对土壤、大气和水源等造成了不同

2.程度的污染。

中国农药第一网的小编把农药杀虫剂的危害大致归结为4个方面:(1)有益生物被杀伤,控制作用减弱。(2)害虫抗药性增加,防治成本提高,对环境污染加重。(3)农副产品中农药残留量增加,危害人体健康。(4)污染土壤、大气和水源,严重破坏了我们的生存环境。由于水果、蔬菜等农药残留超标的普遍存在,农药中毒事件时有发生,严重影响人体健康。农药残留的危害已引起人们的普遍关注。寻找有效的农药降解方式,解决农药残留问题是科学家需要面对、亟待解决的重要课题。 2、农药降解的影响因素

农药在环境中主要有吸附和降解两种去向,其中农药的降解又可分为生物降解和非生物降解两种方式。在光、热及化学因子作用下发生的降解现象为非生物降解;而在动植物体内或微生物体内外的降解作用属生物降解。生物降解主要是微生物降解在农药降解中占据了主导地位。

(1)环境因子:农药进入环境后,会受到一些环境因子的作用,如:温度、湿度、pH值、含水量、有机质含量、粘度及气候等。一般来说在高温湿润、有机质含量丰富、pH偏碱性的情况下,农药易于被降解残留低。ThomasB和JenniferK等对土壤中莠去净、乐果、氟乐灵的降解情况进行了研究,发现当土壤中加入堆肥、茎秆、木屑等以提高有机质含量时土壤中农药的降解效率明显提高。

(2)农药本身的因素:农药的分子结构、农药的使用浓度及农药的用药历史等也影响农药的降解性能。农药因其在分子结构及理化性质方面不同,对生物降解的敏感性差别很大。如:2,4-D与2,4-T,由于在第5位C原子上增加了1个氯原子,就会使降解所需的时间从14d增至200d,2,4,5-T相当难被微生物降解。

(3)微生物的影响:由于农药降解的主要方式是在微生物的作用下进行,因此微生物对于农药的降解具有重大的影响。微生物的种类多样、数量繁多,有利于农药的降解。王倩如等从活性污泥中分离出一株蜡样芽孢杆菌和一株嗜中温假单胞菌,混合菌比单一菌降解率高,对甲胺磷的去除率可达95.15%~97.14%。 3、微生物在农药降解中的应用

3.微生物降解农药的机理

微生物对农药的作用方式可分为两大类,一类是微生物直接作用于农药,通过酶促反应降解农药,常说的农药微生物降解多属于此类;一类是通过微生物的活动改变了化学和物理的环境而间接作用于农药。常见的作用方式有矿化作用、共代谢作用、生物浓缩或累积作用和微生物对农药的间接作用。微生物通过酶促反应降解农药的方式主要有氧化、脱氢、还原、水解、合成等几种反应类型.

当微生物农药的降解作用是由其胞内酶引起时,整个降解过程通过3个步骤:(1)将农药吸附于微生物细胞表面,这一过程是一种动态平衡,也是导致降解初期出现迟缓期的关键阶段。(2)农药穿透细胞膜进人膜内,在菌量一定时,农药对细胞膜的穿透率决定了其穿透细胞膜的量,农药对细胞膜的穿透是降解的限速步骤。农药的这种穿透率与农药分子结构参数(主要是亲脂性参数和空间位阻参数)密切相关。(3)农药在细胞膜内通过与降解酶结合发生酶促反应,这是一个快速过程。

4.农药降解微生物种类

大量研究证明,自然环境中存在的多种微生物在农药降解方面起着重要的作用,科研工作者通过富集培养、分离筛选等技术已发现了许多能够降解农药的微生物川。近年来,随着有机磷类农药的大量使用和拟除虫菊醋类、除草剂类农药的兴起,围绕这类农药的降解微生物的筛选与研究工作取得了一定的进展。

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