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有机磷农药的微生物降解摘要：现今农业发展过程中应用最普遍，种类最多的农药是有机磷农药，虽然原有的降解有机磷农药的化学、物理方法亦收到良好效果，但随着生物技术的卓越发展，微生物对降解农药尤其是有机磷农药发挥着日益重大的作用。
针对有机磷农药的微生物降解问题提出看法，希望促进农业的现代化发展。
关键词：有机磷农药微生物微生物源酶降解中图分类号：x592 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）004-089-02自1960年以来，众多国家开始限制、禁止使用有机氯农药，其逐步被有机磷农药所替代，有机磷农药具有广谱、高效等众多优点，但是随着农业的卓越发展，其被过多使用，产生的负面效应也日益突显，其不仅污染了水资源，而且致使残留在众多农产品中的农药严重超标，食品污染现象十分严重，最终威胁了人类的生存、发展，继而不利于社会的全面、协调与可持续发展。
至此，保护环境的时代背景下，有机磷农药的微生物降解问题备受世人关注，探究如何充分发挥微生物对降解有机磷农药的作用已成为环境保护的重大课题。
1 降解有机磷农药的微生物品种概述当前，我们主要是从被污染的环境介质（例如：被污染的泥土、土壤）中来获取高效降解菌。
现在人们已经分离出的对有机磷农药降解有良好效果的微生物菌群主要有真菌、细菌、放线菌及一些藻类。
真菌基于其较高的降解能力，人们十分关注，主要有：木霉属、曲霉属、酵母菌及青霉属等。
颜世雷等有关人员经过长时间的摇床驯化培养从被污染的土壤里筛选得到2株曲霉菌株，其能够在高浓度氧化乐果环境下生长。
当温度高达28℃时，其降解氧化乐果的比率高达70.38%及61.28%。
因为细菌具有容易引发突变菌株和生化多适应性的优点，故在微生物降解过程中它具有极高的地位。
目前已经分离出的细菌有：芽孢杆菌属、假单胞菌属、黄杆菌属、节杆菌属、不动杆菌属、沙雷氏菌属等。
例如：以解秀平为代表的有关人员从污水曝气池里分离出一株可以以甲基对硫磷以及其在降解过程中产生的对硝基苯酚是仅有的碳源的节杆菌属，其在5h内降解50mg/l的甲基对硫磷以及对硝基苯酚的比率达到85%与98%。
降解农药的微生物资源开发及应用研究农药是农业生产中不可或缺的物质，也是保障农作物高产和粮食安全的重要手段。
但是，长期以来，不正当的使用和管理，使得农药污染一直是农业生产和生态环境中的重要问题。
如何有效地降解农药，减少相关污染，成为了当前农业生产的重要探讨方向。
其中，利用微生物资源进行农药降解是目前的热点和难点之一。
一、微生物资源在农药降解中的重要地位微生物是指大小仅为微米级别的各种生物体，如细菌、真菌、病毒等。
具有代谢活性、适应能力强、环境适应性广等特点，能够通过各种途径进入环境、生态系统和生物圈，是各种生物多样性系统中的重要组成部分。
在农药降解领域，微生物资源具有难以替代的重要地位。
一方面，微生物能够降解多种农药，如有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等；另一方面，微生物对环境的适应性强，能够在不同的条件下进行降解反应，如不同的温度、酸碱度、气氛等。
因此，微生物资源在降解农药中具有广泛的应用前景。
二、微生物资源的种类和来源1.细菌：细菌是微生物资源中的主要代表，具有种类繁多、适应能力强等特点。
常见的降解细菌包括土壤细菌（如绿脓杆菌、假单胞菌等）、水生细菌（如铜绿假单胞菌、弧菌等等）和产氨细菌（如硝化细菌、亚硝化细菌等等）。
2.真菌：真菌是典型的微生物资源，具有菌丝发达、代谢能力强等特点。
常见的降解真菌包括腐生真菌（如白僵菌、木棒菌等）和土壤真菌（如根瘤菌、薄殼瘤菌等）。
3.病毒：病毒作为一类微生物，通常未被研究的对象，但近年来，随着生物技术的快速发展，其在降解农药中也发挥了重要作用。
4.其他：除了以上几类微生物资源，还有其他微生物资源，如藻类、原生动物等，这些微生物能够通过各种途径进入生态系统中，发挥其在降解农药中的重要作用。
三、微生物资源在降解农药中的应用研究1.降解机理的研究：降解农药是一项复杂、有机的生物化学过程，在探讨微生物降解机理的过程中，需要考虑很多因素，如生物学特性、理化条件、营养物质等。
微生物对农药污染物降解的机制研究与环境治理农药是农业生产中常用的化学物质，它们的使用在一定程度上提高了农作物的产量和质量。
然而，长期以来，农药的过量使用和不当排放已经导致了农药污染的严重问题。
农药污染物的存在对环境、人类健康和生态系统造成了巨大威胁。
因此，寻找高效、环境友好的污染物处理方法，成为了当前研究的热点之一。
微生物是一类天然的生物降解剂，它们可以通过代谢和转化作用降解农药污染物。
微生物对农药的降解机制主要包括酶系催化、代谢产物转化和共代谢作用等。
本文将重点探讨微生物对农药污染物降解的机制研究，并提出相应的环境治理策略。
一、酶系催化微生物通过产生特定的酶来降解农药污染物。
酶是生物体内的一种蛋白质，它可以催化特定的生化反应。
许多微生物通过适应性进化，产生了具有较高降解能力的酶。
以农药杀死害虫为例，通过研究微生物酶的降解机制，可以发现一些新的降解途径和酶基因，从而提高农药污染物的降解效率。
二、代谢产物转化微生物对农药污染物的降解通常通过代谢产物转化来实现。
在微生物代谢过程中，一些农药分子被特定酶催化降解，产生一系列代谢产物。
这些代谢产物可能具有较低的毒性和生物活性，从而降低了对环境和生物体的危害。
三、共代谢作用微生物降解农药污染物的机制中，还存在着共代谢作用。
共代谢作用指的是微生物在正常代谢的同时，对非代谢底物也发生转化。
一些微生物在正常生长过程中会产生一些酶，这些酶在特定条件下能够催化降解农药污染物，从而实现对其的去除。
针对微生物对农药污染物降解的机制研究，可以结合环境治理的实际需求制定相应策略。
以下是一些有效的环境治理方法：1. 合理使用农药降低农药使用量和频次，选择低毒性、低残留的农药，从源头上减少对环境的污染，为微生物降解创造良好的条件。
2. 联合应用微生物将多种具有不同降解能力的微生物联合应用，通过它们的协同作用，提高农药降解效率。
例如，某些细菌可以降解农药的氨基基团，而另一些真菌可以降解农药的苯环，二者结合使用可以发挥协同效应，提高降解效率。
杀虫剂从应用以来给人们带来了巨大的经济价值，但是带来利益的同时也给人类带来的威胁，如杀虫剂对环境的污染，食品中杀虫剂的残留的问题严重威胁着人类的健康和生态的平衡，杀虫剂污染问题已备受全球关注。
因此，加强对杀虫剂降解的研究，特别是生物降解的研究，解决杀虫剂对环境、食物污染的问题是人类迫切需要解决的问题。
生物降解是指利用微生物或其他生物将存在于土壤、地下水和海洋中的有毒、有害污染物降解为二氧化碳和水或转化为无害物质的系统，与物理化学方相比，被公认为是一种有效、安全、廉价和无二次污染的方法。
微生物以其代谢方式丰富多样、底物范围广等优点成为生物降解的主体。
1.杀虫剂种类最常用的杀虫剂主要包括有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类、烟碱类和杂环类，它们中有一些杀虫剂是高毒、高残留的农药，给生态环境带来了严重的污染。
如DDT，硫丹，辛硫磷，呋喃丹等。
因此研究它们的生物降解对人类的生命安全和生态平衡具有重要的意义。
2.有机磷、有机氯类杀虫剂生物降解研究有机磷和有机氯类杀虫剂的生物降解主要有：李健等从哈尔滨市郊区农田中采集土样，经分离、纯化得到76个菌株，然后以甲胺磷为惟一碳源和能源，从其中筛选出高效降解甲胺磷的菌株LAl、LA2和LA3。
3个菌株的最适生长条件温度为25℃，pH值为6.5。
经鉴定LAl属于曲霉属，LA3属于梨形孢属，LA2未定名。
当初始甲胺磷浓度为3g/L时，3个菌株都具有降解能力，降解效率分别为68.67％、80.33％、78.67％。
这表明曲霉属和梨形孢属对甲胺磷具有降解潜力。
李玉梅，王根林采用富集驯化培养方法，从哈尔滨农药厂污水处理池的活性污泥中筛选获得2株能彻底降解氧化乐果的菌株假单胞菌属和气球菌属。
氧化乐果浓度为100mg/L时，两株菌在1d内可完成降解，氧化乐果浓度为400mg/L时，两株菌在3d内可完成降解，浓度在10130mg/L时7d内可完成降解，浓度达2000mg/L 时7d内降解率可分别达75.28％和72.42％。
四种农药在环境水体中降解研究共3篇四种农药在环境水体中降解研究1四种农药在环境水体中降解研究随着农业生产的不断发展，农药的使用成为了现代农业的必备手段。
但同时，农药在使用过程中也会对环境水体产生污染，严重影响了水体的水质和生态环境。
因此，在环境保护的要求下，研究农药在水体中的降解成为了学术研究的重要方向。
本文将对四种农药在环境水体中的降解情况进行介绍。
一、氯丹氯丹是一种有机污染物，也是一种具有广泛用途的有机农药，产生的污染物对环境和人体危害颇大。
氯丹在水体中降解的速度较缓慢，而且氯丹的降解产物对环境的污染也不可忽视。
研究表明，氯丹的主要降解方式是微生物降解，自然降解较慢，需要一定时间进行降解。
二、草甘膦草甘膦是一种广谱除草剂，具有高效、广谱、低毒的特点，但对水环境的影响也很大。
草甘膦在水体中的降解速度较快，但其降解产物如磷酸甘氨酸、甘氨酸等也对水环境产生了威胁，甚至会引起植物的异常生长和水生生态系统的紊乱，从而影响到水体的水质和生态环境。
三、克百威克百威是一种有机磷类农药，具有广泛的杀虫、杀菌、除草功能，但其也是常见的有机污染物之一。
克百威在水体中的降解速度较慢，但一旦克百威被降解，会产生稳定而有毒的磷酸化物质，对水体的生态环境和水质都会产生极大的影响。
四、乙草胺乙草胺是一种具有高效广谱、低毒、环保的杀草剂，但在水环境中的污染问题也引起了人们的关注。
乙草胺在水体中的降解速度非常快，不会产生任何严重的污染物，不会对环境水体造成影响。
综上所述，不同种类的农药在水体中的降解速度与降解产物也有很大的区别。
加强对农药在水体中的污染物的研究，提高对农药在水环境中的监测与管理，对于维护生态环境和水质的健康具有极为重要的意义农药对水环境的污染是当今所面临的重要环境问题之一，不同种类的农药降解速度及其降解产物对水环境的影响也不同。
加强对农药在水环境中的监测与管理，重视农药降解产物对水环境的影响，有助于保护水生态系统和水质健康。
微生物降解有机磷农药甲胺磷的研究
[摘要]对培养的华丽曲霉菌种降解甲胺磷的效果进行了研究，并对不同条件下的降解情况进行了讨论。
实验结果表明，当甲胺磷浓度一定时，华丽曲霉菌种的用量在80 kg/hm2时降解的效果最好。
当农药浓度在2．00-300mg/kg范围内，华丽曲霉菌均有明显的强降解作用。
同时也对华丽曲霉菌种降解甲胺磷的代谢机制进行了推测。
[关键词]甲胺磷降解
有机磷农药(Organophosphates简称OPS)一直国内外广泛生产和使用的农药产品，其产品已达上百种。
国内广泛使用的约有30种，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。
甲胺磷是其中用量最大，用途广泛的一种水溶性的广谱杀虫、杀蜗剂。
化学名称为：O，S－甲基胺基硫代磷酸酯。
结构式见下图所示。
该农药具有胃毒、触杀和内吸作用可用于防治水稻、棉花、玉米等作物的多种害虫。
甲胺磷的结构式
尽管甲胺磷农药属非持久性农药，却由于其在我国使用而广、频繁量大，易在土壤、水体中短时间内积累，已超过一般微生物的净化能力，必然会对环境产生污染，对人、畜构成潜在的威胁，在某些环境条件下也会有较长的残存期并在动物体内产生蓄积作用。
我国近10年来发生的农药中毒事故大多数集中于高毒有机磷农药，尤其是甲胺磷。
因此，甲胺磷已成为我国优先检测的10种农药品种之一。
能分解甲胺磷的微生物系有细菌、放线菌、酵母、霉菌、藻类等，尤以细菌为多。
许多科研工作者对此作了大量的研究，筛选出能够降解甲胺磷的一些菌种。
从甲胺磷的结构来看，可能降解甲胺磷微生物有以下几种情况：①能以甲胺磷为唯一碳源和能源生长的矿化菌。
由于甲胺磷为C1化合物，因此这类菌必为甲基营养菌。
而矿化菌又可分为：(a)不能利用甲胺磷作唯一氮源；(b)能利用甲胺磷作唯一氮源；②不能利用甲胺磷为碳源和能源生长，但辅加其它可利用碳源后，可降解甲胺磷的共代谢菌其又可分为；(c)不能利用甲胺磷为碳、氮源；(d)能利用甲胺磷为唯一氮源。
若某菌不能以甲胺磷为氮源生长，就意味着其无法打开p-N键。
因此，必然不能单独降解甲胺磷为无机磷。
所以，从有效彻底降解甲胺磷的角度考虑，无疑(b)、(d)两类菌比(a)、(c)两类菌更有潜在实际应用价值。
有研究表明甲胺磷在没有经过灭菌的土壤和水体中比在灭菌的有价值。
甲胺磷在没有灭菌的土壤和水体中比在灭菌的土壤和水体中降解快；富含有机质的土壤中比在较贫瘩的土壤中降解快；在污浊的水体中比在相对清洁的水体中降解快。
这些结果说明，微生物对在土壤和水体中的甲胺磷的降解起重要作用。
本文以优化培养的华丽曲霉菌种1作为研究对象，对甲胺磷在土壤中的降解情况进行研究。
同时，通过实验对华丽曲霉菌种1分解甲胺磷的机理进行了推测。
一、实验材料、培养菌种以及分析方法
1．实验材料：
华丽曲霉菌种，由中国农业大学提供。
并在实验室中进行培养优化，得到华丽曲霉菌种1号，菌体密度约109，用于实验研究。
培养基：牛肉蛋自胨培养基(g/L)，控制pH值在7．0左右，培养温度在35℃。
实验农药为：50％的甲胺磷乳液(天津农药化工厂)。
实验土壤：东北黑土(基本理化性能：粘土、有机质53．5g ／kg、pH值8．4、CEC31．25mmol／kg)。
2．试验方法：
称取30．00g土壤(风干，过20目筛)于150 ml，三角烧瓶中。
加入一定量的1000ug/mL甲胺磷乳液混匀。
定量加入华丽曲霉菌种1菌剂。
相当于菌浓度为2．5 x107／g(土壤)。
补加一定量的蒸馏水，使其水份含量为土壤持水量的50％。
混匀，盖上棉塞，置于35℃恒温培养箱中，定期取样测定土壤中甲胺磷含量。
3．分析方法：
样品的前处理：取土样15g两份，一份用来测定土壤含水量，另一份作以下处理，将土样装入三角瓶中加50-60mL的丙酮和石油醚(1：：1)，混匀、静置过夜，然后振荡2h后过滤，用丙酮冲洗3次，滤液加2％-4％硫酸钠和石油醚后用分液漏斗分离，水层弃去。
石油醚层用无水硫酸钠过滤，在旋转浓缩器中浓缩，定容至5mL，用于气相色谱测定。
4．实验仪器：
岛津GC-6A气相色谱仪，检测器FID，色谱柱2m OV－17+E－CA，柱温150℃，检测室温度250℃，汽化室温度250℃，载气流量：N250 mL/min,H260 mL/min，Air 60 mL／min，纸速8 mm／min，进样量2uL。
该法回收率达90％，变异系数39％。
二、结果与讨论
1．不同华丽曲霉菌种用量处理的降解效果
从总体上看施用高效华丽曲霉菌种1号能有效地降低农药残留含量。
在施用相同浓度的甲胺磷乳液的情况下，施用华丽曲霉菌种15，40，80和160 kg／hm2，能分别进一步降解残留农药38．56％、40．25％、76．53％和74．56％。
残留农药在自然降解的同时又显著降低。
通过方差分析可知施用80和160 kg/hm2菌剂的农药残留量与对照差异显著，但施用量超过80 kg／hm2，则差异不显著。
施用75 kg/hm2华丽曲霉菌种，既降低成本，又能达到较好的降解效果。
2．甲胺磷浓度对华丽曲霉菌在土壤中作用的影响
实验结果见表1．农药甲胺磷浓度在2．00-300mg／kg范围内华丽曲霉菌作用24 h后，降解率达83．0％-95．85％，而相应的对照试验中降解率不足10％左右，表明农药浓度在2．00-300mg／kg范围内华丽曲霉菌均有明显的强降解作用。
3．土壤水份影响
水份含量的影响试验结果见表2，在模拟旱田与水田中华丽曲霉菌均有明显作用。
24 h后土壤中甲胺磷农药的降解率均达到95％以上，而对照试验中降解率则很低。
所以含水量高有利于土壤中农药的微生物降解。
4．不同用菌时间的降解效果
施用农药后到植株收获前，选择一个最佳用菌时间，充分发挥降解菌的降解能力，尽可能地利用农药的自然降解。
试验表明，后期施菌或同一用量分多次施用，都能提高降解效果。
根据田间实际情况选择施用方式和时间，以施药3d用菌，降解率最高，这也可能说明植物体内的农药残留主要是在施药前期农药含量高时吸收的，而植物体内的酶类未能快速降解。
从而造成积累。
三、华丽曲霉菌种代谢甲胺磷的机制
从甲胺磷的酯键结构考虑，推测认为华丽曲霉菌种降解甲胺磷主要为水解作用。
其可能的降解途径如图2所示。
当甲胺磷变为无机磷后，其产物包括：CH3OH，CH3SH、NH3和PO34-，其中的不含磷的简单C1化合物可被甲基营养菌进一步代谢。
由于不同的条件下华丽曲霉菌种降解甲胺磷的途径可能会有所不同。
因此，具体的降解途径尚待研究。
四、结论
在实验室条件和田间的条件下，对培养的华丽曲霉菌种降解甲胺磷的效果进行了考察，并对不同条件下的降解情况进行了讨论。
实验结果表明，当甲胺磷浓度一定时，华丽曲霉菌种的用量在80kg／hm2时降解的效果最好。
当农药浓度在2．00—300mg／kg范围内，华丽曲霉菌均有明显的强降解作用。
同时含水量高也有利于土壤中农药的微生物降解。
最后对华丽曲霉菌种降解甲胺磷的代谢机制进行了推测。
