多菌灵残留的生物降解
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微生物对环境中农药的降解与去除农药是农业生产中常用的化学物质,虽然能有效地保护农作物免受虫害、病害和杂草的侵害,但也对环境产生一定的负面影响。
农药残留在土壤、水体以及食物中可能会危害当地生态系统的平衡和人类的健康。
因此,寻找一种能够降解和去除环境中农药的方法显得十分重要。
微生物在环境中扮演着关键的角色,它们可以通过降解和去除农药来减轻其对环境的影响。
微生物降解是指微生物利用农药分子作为其生长和代谢的底物,将其转化为无毒或低毒的物质。
而微生物去除则是指微生物通过吸附、转化、活性代谢等方式,将农药从环境中去除。
首先,我们需要了解微生物降解农药的机制。
微生物在降解农药时主要通过酶的作用,将农药分解为更简单的化合物。
这些酶通常是由微生物自身产生的,特定的酶用于特定类型的农药分解。
例如,农药降解微生物能够产生的酶包括脱氯酶、脱甲基酶、氧化酶等。
这些酶能够将农药分子中的有害物质去除或转化为无害物质,达到降解的效果。
其次,我们需要了解微生物去除农药的方式。
微生物通过吸附农药分子表面,改变其化学性质,从而降低其在环境中的毒性。
此外,微生物还可以通过吸附农药分子后,通过代谢将其转化为无害或低毒的物质。
通过这些方式,微生物能够有效地从环境中去除农药。
许多微生物被发现具有降解和去除农药的潜力。
一些细菌和真菌,如假单胞菌、芽孢杆菌和拟青霉等,被广泛应用于农药污染的生物修复和生物处理。
这些微生物能够在不同的环境和条件下进行降解和去除,对多种类型的农药具有良好的适应性。
此外,一些微生物也可以与其他生物和植物协同作用,提高农药的降解效果。
除了微生物降解和去除农药外,还有一些其他方法可以减少农药的环境影响。
例如,通过合理的农药使用和施用技术,减少农药的使用量和浓度,可以有效地降低农药对环境的污染。
此外,通过选择和使用天敌和生物控制剂,可以减少对农药的依赖,并降低其对环境的负面影响。
综上所述,微生物在环境中降解和去除农药方面具有巨大的潜力。
收稿日期:2003-12-11文章编号:1005-6114(2004)01-0031-05农药残留及微生物在农药降解中的应用与展望张韩杰,闫艳春(山东农业大学生命科学学院,271018)摘要:农药在人类防治农作物病虫害、草害等诸方面起到了巨大的贡献,但是因之而来的农药残留问题则对环境和人类健康带来了严重的危害。
为解决这一问题,人们进行了大量的研究,其中微生物的降解作用已引起人们的广泛关注。
综述了农药残留及微生物在其中的应用及发展情况。
关键词:农药;残留;降解;微生物中图分类号:$481.1+8文献标识码:B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。
[12]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,相继提出了“软农药”(so ft p estici des )和“抑菌剂”(f un g istatic )等概念[9],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。
微生物在其中的作用已引起广泛关注,我国科研工作者针对这一问题进行了大量探索。
随着生物技术的迅猛发展,应用微生物进行生物修复已成为环境修复的一个重要内容,本文拟对我国农药残留情况以及微生物在农药降解中的应用作一综述。
1农药残留及其危害1.1农药残留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[6]: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。
食品中多菌灵的危害与现状分析张光辉河南科技大学食品与生物工程学院食品质量与安全123班摘要:本文通过对多菌灵农药残留对人体健康的危害效应和毒理机制进行探讨,找出多菌灵对人体的巨大危害,分析食品中多菌灵危害现状,提出相应的措施来遏制这种现象。
关键词:多菌灵农药;检测;使用现状;对策;预防The harm of carbendazim and present situationanalysis in foodGuangHui ZhangClass 3,Food quality and safety translation,College of Food andBioengineeringHenan University of Science and Technology Abstract:This article through to carbendazim pesticide residues on the harm to human body health effect and toxicology mechanism were discussed, and find the carbendazim huge harm to human body, the analysis of carbendazim in food hazards present situation, proposes the corresponding measures to curb this phenomenon.前言农药残留是由于农药的应用而残存于生物体、农产品或环境中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。
随着科技快速发展,越来越多的农药投入农业生产活动,农药残留问题日益突出,已引起世界范围的广泛关注[1]。
对于农药残留,人们往往重点关注对环境或者农产品的影响,而忽略对于农产品加工产品对人的危害,尤其是主要面向儿童消费群体的各种果汁和果酱等[2],这使得农药残留问题对人们生活造成更多的隐患。
多菌灵的毒性及风险评估研究进展作者:徐信燡施春雷来源:《南方农业·上旬》2019年第12期摘要多菌灵是一种高效、低毒、内吸、广谱性苯并咪唑类杀菌剂,广泛应用于蔬果生产中,但易产生农药残留和食品安全问题。
综述了多菌灵在蔬果中的残留现状及降解、毒性、毒理学评价、残留风险评估研究进展。
关键词多菌灵;残留;降解;毒性;风险评估中图分类号:TS207.5 文献标志码:C DOI:10.19415/ki.1673-890x.2019.34.011多菌灵是一种高效、低毒、内吸、广谱性苯并咪唑类杀菌剂,通过干扰遗传物质DNA生物合成,尤其是阻止核苷酸的生物合成,干扰病原物的细胞分裂过程,被广泛用于粮食、棉花、油料作物、水果、蔬菜、花卉等的真菌病害防治中。
目前,多菌灵在美国是禁用的,但在中国及欧盟等多个国家(地区)均允许使用。
在我国,多菌灵在蔬菜中的残留限量为0.1~3.0 mg·kg-1(如白菜类0.5 mg·kg-1,茄果类3.0 mg·kg-1),欧盟的残留限量为0.1 mg·kg-1,要求相对较高。
随着我国人民物质生活水平的提高,人们对健康食物日益关注,对食物中农药残留问题也越发敏感,因此对我们农业生产的安全性提出了更高的要求。
1 多菌灵在蔬果中的残留现状多菌灵是蔬菜、水果生产中广泛使用的一种杀菌剂,不可避免地在蔬果中有一定残留,尤其是设施蔬菜、水果的残留发生率相对更高。
金彬研究大棚栽培条件下多菌灵在黄瓜果实上的残留量变化,发现大棚黄瓜坐果后向果实直接喷雾,施药7 d后,残留量略高于最高残留限量[1]。
田丽等报道了2015—2017年陕西省市售水果中杀菌剂残留状况,发现多菌灵的检出率和超标率最高,分别为48.2%和2.1%[2]。
李运朝等评估河北省番茄和黄瓜中杀菌剂农药的残留状况及居民的膳食摄入风险,其108份番茄和108份黄瓜样品的残留分析表明,11.1%的番茄样品和22.2%的黄瓜样品检出了多菌灵残留[3]。
微生物对土壤农药残留的降解与解机制分析农药的使用在现代农业中起着至关重要的作用,但与此同时,农药残留问题也引发了广泛关注。
土壤是农药的重要储存和转化介质,微生物对土壤农药残留的降解起着关键作用。
本文将分析微生物对土壤农药残留的降解机制,以期为农业生态环境的保护与农药残留的治理提供科学依据。
一、微生物降解农药的机制微生物降解农药是通过微生物菌群中一系列特定的酶的活性参与完成的。
微生物降解农药主要包括以下几个方面的机制:1. 非特异性酶降解:一些广谱酶在降解农药中发挥着重要作用。
例如,脱氯酶和氧化酶可以降解多种有机氯农药,抗性酶可以降解多种有机磷农药。
2. 特异性酶降解:有些微生物通过产生特异性酶来降解特定的农药分子。
这些酶通常与农药分子的结构特征高度吻合,从而具有高效降解的能力。
3. 协同作用:微生物之间通过协同作用来降解农药。
例如,一些微生物可以分泌酶来降解农药的酯基,而其他微生物则可以利用这些酯基作为能源,形成共生关系,提高农药降解效率。
二、影响微生物降解农药的因素微生物降解农药的效率受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 菌群多样性:土壤中的微生物菌群多样性对降解农药起着重要作用。
菌群的多样性越高,就意味着对不同种类农药的降解能力也更广泛。
2. 温度和湿度:适宜的温度和湿度条件有利于微生物的生长和酶的活性,从而促进农药的降解。
过高或过低的温度和湿度都会对微生物降解农药产生不利影响。
3. pH值:不同微生物对pH值的适应能力不同,因此土壤的酸碱度对微生物降解农药也有一定影响。
适宜的pH值能够提供有利于降解酶的活性的环境。
4. 表面活性剂:土壤中的表面活性剂可以促进农药与微生物的接触,提高降解效率。
适量添加表面活性剂有助于提高农药残留的降解速度。
三、微生物降解对土壤农药残留的治理意义微生物降解农药对于土壤农药残留的治理具有重要意义:1. 降解能力:微生物降解农药是一种天然的解决方法,能够将农药降解为无害的物质,减少农药对环境和人体的危害。
国内多菌灵的研究进展多菌灵又称棉萎灵、卡菌丹、霉斑敌、苯并咪唑44号,是一种高效低毒内吸性广谱杀菌剂,属苯并咪唑类化合物,化学性质稳定,有内吸治疗和保护作用。
它是一种被广泛使用的广谱杀菌剂,对多种作物由真菌(如半知菌、多子囊菌)引起的病害有防治效果,是苯并咪唑类杀菌剂和代谢物,可用于叶面喷施、拌种和土壤处理。
多菌灵原是1967年由美国杜邦公司开发的杀菌剂苯菌灵的中间产物。
在1970年,我国沈阳化工研究院张少铭等科学家也独立发现了多菌灵的杀菌这一性质。
到20世纪70年代中期时,中国、联邦德国已先后实现多菌灵的工业化生产,到20世纪80年代时,多菌灵在我国已发展成为工业化产量最大的内吸杀菌剂品种之一。
高浓度多菌灵对植物体内的多种酶存在影响,在美国和欧盟国家是禁用农药,在我国和其他一些国家则允许使用。
在美化市容的情况下,一些娱乐场所如高尔夫在一些国家可允许使用。
随着对多菌灵的研究,科学家发现高浓度的多菌灵对动物存在危害,可损伤某些动物的睾丸导致不孕不育,影响动物的内分泌发生紊乱。
笔者介绍了多菌灵对微生物、植物、动物的影响及其降解方面的研究进展,旨在为多菌灵的安全使用提供借鉴。
1 多菌灵的化学本质及其理化性质1.1 化学本质英文通用名:Carbendazim。
中文名:多菌灵、棉萎灵、苯并咪唑、贝芬替、2-(甲氧基氨基甲酰)苯并咪唑、甲基-1H-苯并咪唑-2-基氨基甲酸酯、卡菌丹、霉斑敌、苯并咪唑44号。
英文别名:methyl 1H-benzimidazol-2-ylcarbamate;carbendazol;methl 2-benzimidazolecarbamate;1H-benzimidazole-2-carbamicacid methyl ester;2-Benzimidazolecarbamic acid methyl ester。
化学分子式:C9H9N3O2。
结构式见图1。
相对分子质量:191.19。
花牛苹果田间试验农残降解动态分析研究刘 谨(天水市秦州区农产品质量安全监督管理总站,甘肃天水 741000)摘 要:为了解花牛苹果安全状况,文章通过研究毒死蜱、马拉硫磷、多菌灵在花牛苹果上的降解规律,分析残留动态变化,掌握其安全间隔期。
结果表明:不同农药在花牛苹果中的残留降解变化较大,在相同条件下,马拉硫磷降解速度最快,多菌灵次之,毒死蜱最慢,其安全间隔期分别为15 d、10 d和10 d。
关键词:花牛苹果 农药残留 降解 动态1 实验目的通过田间施药试验,探讨毒死蜱、马拉硫磷、多菌灵在花牛苹果上的残留降解动态,掌握其安全间隔期,指导果农科学施药,合理采收,保障消费安全。
2 材料与方法2.1 材料与仪器供试农药:毒死蜱、多菌灵、马拉硫磷;苹果样品:选用当地大面积栽培的花牛苹果为检测对象;检测仪器:GDYN-308S农药残毒快速检测仪(长春吉大天鹅仪器有限公司生产);农药残毒快速检测试剂缓冲液、酶、显色剂、底物均为东莞市绿健生物科技有限责任公司生产。
2.2 田间试验设计与方法试验设在天水市秦州区太京镇田家庄花牛苹果主栽区,每667 m2作为一个试验小区,农药采用WS-16P型背负式手动喷雾器均匀喷洒。
试验共设3个处理,每处理3次重复。
每处理区随机选取5棵果树,在其东、南、西、北、中5个方位各取10个苹果,每隔5 d取样1次,共取样5次,样品采集选用多点混合采样方法。
将取得苹果样品带回实验室进行农残检测分析。
农残检测采用农药残留酶抑制率速 测法。
3 结果与分析3.1 毒死蜱、多菌灵和马拉硫磷在花牛苹果上的降解动态从表1和图1可以看出,毒死蜱在花牛苹果上药后5 d酶抑制率为76.86%,农残超标,药后10 d酶抑制率为53.17%,其农残仍超出国家限量标准,至药后15 d,酶抑制率达20.36%,残留量符合国家限量标准。
多菌灵药后5 d酶抑制率为70.17%,而马拉硫磷酶抑制率为62.83%,多菌灵药后10 d酶抑制率为26.02%,而马拉硫磷酶抑制率为18.68%,均达到国家限量标准,至药后15 d,酶抑制率达9.65%和5.54%,残留量相当低。
输美食品多菌灵残留风险分析报告一,基本资料多菌灵英文名称 carbendazim,属于氨基甲酸酯类农药,是一种广谱杀菌剂,在中国、欧洲、日本、南美被允许并广泛使用,但未被美国批准使用。
故美国FDA对输美食品中多菌灵的限量是不得检出(检出限10ppb)。
甲基托布津英文名称thiophanate-methyl,同样作为氨基甲酸酯类杀菌剂,被包括美国在内的很多国家允许使用。
美国批准使用甲基托布津的植物名称以及限量在美国联邦法规CFR.40.180.371中详细说明,见图1。
二,安全评估经科学证明,甲基托布津在植物体内代谢之后可产生代谢产物——多菌灵。
美国官方测定甲基托布津含量时,以甲基托布津的化学当量换算,计算甲基托布津与代谢产物多菌灵的总和,作为甲基托布津的含量。
在美国联邦法规CFR21.346a中提到,如果一种农药未被美国允许使用,但此农药为某种允许使用农药的代谢物或者降解物,且原始农药含量与代谢物以及降解物经过化学当量计算,总量小于原始农药的限量,那么此食品上的降解或代谢农药也被视为安全。
也此可推论,甲基托布津的代谢物多菌灵,在甲基托布津的允许使用产品范围内是被视为安全(图1)摘自CFR.40.180.371的,前提是甲基托布津和它的代谢产物多菌灵的总量小于最大限量。
如果产品中含有甲基托布津,或者含有甲基托布津与多菌灵混合物,或者仅含有多菌灵,只要通过化学当量换算,总量未超过甲基托布津限量,就被视为安全。
在图1所列的允许使用甲基托布津的产品及限量中,常见的产品有:苹果2ppm、香蕉2ppm、樱桃20ppm、洋葱头0.5ppm、桃3ppm、花生0.1ppm、梨3ppm、番茄0.1ppm、草莓7ppm、冬瓜1ppm、黄瓜1ppm、芒果1ppm、南瓜1ppm、菠萝1ppm、蒜0.5ppm等。
三,美国FDA通报情况分析经查询美国FDA网站,搜索2009年至今美国进口产品预警,发现因多菌灵被检出而被通报的产品共159批次,其中包含橙汁17批、西方雪果4批、枸杞子10批、姜1批、芋头8批、甘薯2批、山药11批、木瓜12批、豆类11批、辣椒32批、仙人掌5批、莓类(红莓、黑莓)10批、蘑菇罐头5批、香菇干1批、药草提取物5批、榴莲果1批、荔枝1批、芦笋1批、大米2批、芙蓉花2批、山金车1批、蜂蜜3批、菠菜1批、牛油果1批、菠萝9批、苹果1批、樱桃1批。
多菌灵在菌类的残留限量标准一、食用菌中多菌灵的残留限量在食用菌中,多菌灵的残留限量应符合以下标准:1. 香菇(Lentinus edodes):不得检出(低于0.02mg/kg)2. 平菇(Pleurotus ostreatus):不得检出(低于0.02mg/kg)3. 金针菇(Flammulina velutipes):不得检出(低于0.02mg/kg)4. 猴头菇(Hericium erinaceus):不得检出(低于0.02mg/kg)5. 竹荪(Dictyophora indusiata):不得检出(低于0.02mg/kg)二、药用菌中多菌灵的残留限量在药用菌中,多菌灵的残留限量应符合以下标准:1. 灵芝(Ganoderma lucidum):不得检出(低于0.02mg/kg)2. 银耳(Tremella fuciformis):不得检出(低于0.02mg/kg)3. 黑木耳(Auricularia auricula):不得检出(低于0.02mg/kg)4. 茯苓(Poria cocos):不得检出(低于0.02mg/kg)5. 蜜环菌(Armillariella mellea):不得检出(低于0.02mg/kg)三、进出口菌类中多菌灵的残留限量对于进出口菌类,多菌灵的残留限量应符合以下标准:1. 出口食用菌:根据进口国家或地区的相关法规和标准执行。
2. 进口食用菌:在进口时,应符合我国的相关残留限量标准。
3. 出口药用菌:根据进口国家或地区的相关法规和标准执行。
4. 进口药用菌:在进口时,应符合我国的相关残留限量标准。
四、不同生长阶段菌类中多菌灵的残留限量不同生长阶段的菌类,多菌灵的残留限量应符合以下标准:1. 培养阶段:不得检出(低于0.02mg/kg)2. 出菇阶段:不得检出(低于0.02mg/kg)3. 子实体阶段:不得检出(低于0.02mg/kg)4. 老熟阶段:不得检出(低于0.02mg/kg)五、不同栽培方式菌类中多菌灵的残留限量不同栽培方式的菌类,多菌灵的残留限量应符合以下标准:1. 室内栽培:不得检出(低于0.02mg/kg)2. 室外栽培:不得检出(低于0.02mg/kg)3. 林下栽培:不得检出(低于0.02mg/kg)4. 盆栽:不得检出(低于0.02mg/kg)。
扬州工业职业技术学院2009 — 2010学年第二学期毕业设计(论文)(课程设计)课题名称:多菌灵残留的生物降解研究设计时间:2010.12.10—2011.12.25系部:化学工程系班级:0803生物化工姓名:刘佳指导教师:田连生目录摘要 (3)Abstract (4)1 绪论 (5)1.1农药污染的危害 (5)1.2 我国土壤农药污染现状 (6)1.2.1 常用化学农药的种类和特点 (6)1.2.2 我国土壤农药污染现状 (6)1.3 农药污染带来的各方面影响 (7)1.3.1 农药污染对土壤生物的影响 (7)1.3.2 农药污染对农作物的影响 (8)1.3.3 农药污染对农产品的影响 (8)1.4 多菌灵的理化性质 (9)1.5 存在问题及研究意义 (9)1.6 多菌灵降解方式 (10)1.7 多菌灵降解的意义 (10)2 实验部分 (12)2.1 试验材料 (12)2.2 实验仪器 (12)2.3 多菌灵降解菌的分离与纯化 (12)2.4 种子液制备 (12)2.5 16SrDNA序列分析 (13)2.6 多菌灵降解率的检测 (13)2.7 多菌灵浓度的影响 (14)2.8 氮源对菌株降解多菌灵的影响 (14)2.9 pH值对菌株降解多菌灵的影响 (14)2.10 培养温度对菌株降解多菌灵的影响 (14)3 结果与讨论 (15)3.1 菌株的筛选与鉴定 (15)3.2 多菌灵浓度对降解率的影响 (15)3.3氮源多菌灵降解的影响 (15)3.4 pH值多菌灵降解的影响 (16)3.5 培养温度对多菌灵降解的影响 (16)3.6 讨论 (17)4 结论 (18)参考文献 (19)致谢 (20)多菌灵残留的生物降解研究刘佳0803生物化工摘要:本文采用富集培养法,在长期施用多菌灵的土壤中分离纯化得到一株对多菌灵降解效能高的菌株RF33-2。
经生理生化和序列同源性分析,鉴定为短小芽孢杆菌。
菌株RF33-2降解多菌灵的最适pH值6.0~10.0,最适温度35.0~40.0 ℃。
该菌株在多菌灵浓度为1O、3O、50、100、300 mg/L 的无机盐培养基中,30 ℃振荡培养24 h后,其对多菌灵的降解率分别为42.44%、48.97%、77.19%、78.66%和9O.O7%。
外加有机氮源如酵母浸出粉、胰蛋白胨、酵母膏可促进该菌株对多菌灵的降解效果,而无机氮源尿素的加入会抑制对多菌灵的降解作用。
关键词: 多菌灵;残留;生物降解;降解率Biodegradation of Carbendazim residuesLiu jia0803 Bio-ChemicalAbstract:Carbendazim is a benzo-pyrazole pesticides because the crop residues on the longer term, so on its residue analysis has been more and more attention. In this paper, the long-term application of carbendazim purified from the soil of one pairs of carbendazim degradation of performance of a high strain RF33-2. The physiological and biochemical and sequence homology analysis, the bacterial degradation of carbendazim optimum pH value of 6.0~10.0, and the optimum temperature of 35.0~40.0 ℃. Bacterium in the carbendazim concentration of 10, 30, 50 , 100,300 mg/L of the inorganic salt medium, 30% after 24 h shaking culture, its degradation rate of carbendazim were 42.44%, 48.97%, 77.19%, 78.66%, and 90.07%. Add a small amount of organic nitrogen sources such as yeast extract, tryptone, yeast extract can promote the degradation of carbendazim strains, add a small amount of inorganic nitrogen sources urea inhibit strains of carbendazim degradation.Keywords:Carbendazim; residue; bio-degradation; degradation rat1 绪论1.1农药污染的危害[1]在人类农业生产中,农药很早就被用于农作物病虫害的防治,在农业经济的发展中起着十分重要的作用。
由于农药具有成本低、见效快、省时省力等优点,在世界各国的农业生产中被广泛生产使用,仅1985年,世界的农药产量就达200多万t。
然而大量化学农药,特别是高毒、高残留、难降解农药的使用,是造成环境污染的主要“杀手”。
据美国康奈尔大学研究发现:全世界每年使用农药400余万t,而实际发挥效能的仅有1%,其余99%都散逸于土壤、空气及水体之中,造成环境污染。
农药污染范围广,面积大,时间长,不仅污染农作物和土壤,而且还进一步污染到地面水体和地下水以及海洋环境,它们在杀死靶标生物的同时,也或多或少地杀死非靶标生物,对周围环境乃至整个生态环境造成严重的破坏,直接威胁着人类的生存环境和身体健康。
农药进入环境主要有三种途径:一是农药直接喷洒在土壤中用于防治地下害虫、去除杂草;二是为防治病虫草害而喷洒于作物叶面,其中至少会有90%的农药落入土壤当中;三是在喷雾和喷粉使用农药时,部分农药弥漫于大气中,并随着气流和风迁移,散布到环境的各个角落。
叶面呼吸大气中农药蒸汽根部吸收土壤水溶液农药植物吸收农药的途径表皮渗透土壤大气中农药大气中农药干湿沉降图1 植物吸收农药的途径农药对人、畜健康和地球生态安全的影响也是当今备受关注的热门话题。
20世纪60年代,有机氯农药污染给自然环境带来的严重后果最先被人们认识;70年代初,六六六和DDT被逐出杀虫剂家族;80年代初,有机磷农药的剧毒品种被清除出常规农用化学品名单;90年代以来,包括杀虫剂、除草剂、杀菌剂和植物激素等数十种农药在内的环境激素类化学农药和持久(难降解)有机毒物的危害性及其监控问题成为人们关注的焦点,它们对动物的毒性主要有:1)影响人和动物生殖繁衍,造成动物雌性化、腺体病变和后代生命力退化;2)引起动物脏腑器官功能和免疫功能下降;3)“三致”作用(致癌、致畸、致突变)。
这不仅直接危害到人类健康,而且可造成许多野生动物的种群消亡,引发地区生态危机和生物多样性。
而环境激素类化学农药目前在我国产销应用量巨大,特别是多菌灵是目前农业上防治植物病害的主要杀菌剂。
因此,其在环境中残留的降解,已成为我国急待解决的问题。
1.2 我国土壤农药污染现状土壤是人类环境的基本要素之一,是人类赖以生存和进行生产活动的物质基础,它与人类健康有着密切的联系。
在巨大人口压力和耕地减少的情况下,农林土壤大量施用化肥、农药以及其他一些化学物质,而且其施用量将可能在很长时间内维持较高的水平,这些化学物质在土壤中不断积累,使生态系统受到严重的干扰和破坏,引起土壤环境恶化、土壤肥力下降和土壤生产力下降等负面效应,极大的影响了农林耕地的可持续利用,也使污染土壤的面积进一步增加,这种增加在发展中国家表现的更为明显,因此,农药污染土壤修复技术的研究,将成为农业环境治理的热点领域。
1.2.1 常用化学农药的种类和特点化学农药按其功能不同,主要分为杀虫剂、除草剂和杀菌剂三大类;而依据化学结构不同,可分为有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类、氨基甲酸酯类和无机农药等多种类型。
这些化学农药的共同特点是:⑴有毒性,且靶向性差;⑵残留性,一般分为高残留、中残留和低残留等;⑶迁移性和累积性,可通过空气、土壤或地下水发生迁移,甚至在生物体内累积。
1.2.2 我国土壤农药污染现状我国是农业大国,每年平均发生病虫害约27~28亿亩次,农药,尤其是化学农药的使用,依然是保证粮食作物增产、稳产的重要和有效手段。
目前,全国农业使用化学农药为80~100万t左右,有机磷农药占40%,高毒农药占37.4%,这些农药无论以何种方式施用,均会在土壤残留,而且在我国农药的有效利用率低,据测定仅为20%~30%(发达国家的有效利用率为60%~70%)。
若按单位面积施药量计算,我国农药用量是美国的2倍多。
根据23个省(自治区/直辖市)的统计,2000年共发生农业环境污染事故891起,污染农田4万hm2,直接经济损失达2.2亿元[6]。
据联合国的一份统计资料表明,我国的农副产品因为化学农药的残留问题,每年有74亿美元的出口商品受到不利影响。
在相当长的一个时期内,人们对农药的使用主要是着眼于对有害生物的防治和提高经济效益,然而,对于施用后进入人类和动植物生存的生态环境中可能产生的不良影响未给与足够的重视。
化学农药大量使用,一方面杀死了许多无辜的生物,破坏了生态系统的平衡;另一方面,又通过食物链的富集和放大作用,给人类和高等动物造成严重的危害。
有机磷和有机氯农药是造成土壤农药污染的主要种类。
目前世界上的有机磷农药商品达上百种,在我国使用的有机磷农药约30余种,使用量为20万t,其中80%以上是剧毒农药,如甲胺磷、甲基对硫磷、对硫磷、久效磷、敌敌畏等,其中甲胺磷的使用量一年就高达6.5万t。
目前我国有机磷农药占据农药主导地位的局面难以在短期内改变,仍将长期使用。
有机氯农药是造成土壤农药污染的另一大类,我国有机氯农药的主要污染地区集中在华北和华东地区,在土壤、农产品、河流沉积物中都检测到了该类农药的残留。
2000年太湖流域农田土壤中15种多氯联苯同系物检出率为100%,六六六、DDT超标率为28%和24%,上海市郊区农田中的DDT含量严重超标,南京市菜地土壤中六六六和DDT的检出率为100%。
虽然随着时间的推移,这些禁用有机氯农药的残留在逐渐降低,但目前仍在使用的有机氯农药如二氯杀螨醇、五氯酚和五氯酚钠等,同样造成土壤、植物和水源的污染。