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理化性质对农药降解影响的研究进展【摘要】农药，尤其是高毒、高残留、难降解的化学农药是重要的环境污染物，而通过改变理化性质治理农药污染是一项有效手段。
几十年来，国内外在这方面已进行了大量研究。
本文概括了pH、有机质、温度、湿度对农药降解的影响，总结了农药降解速率随pH值、有机质含量、湿度、温度变化而变化的机理，指出了理化性质对农药降解影响研究中存在的问题及今后的研究方向。
【关键词】农药；理化性质；降解Advance and Prospect of the Effects of Physics and Chemistry Properties to Pesticide-DegradingZHANG Yang1 LI Wen-long2 WANG Yu-jun1(1.College of Resource and Environment Science, Jilin Agricultural University, Changchun Jilin, 130118, China; 2.The Company of Environmental Protection Technology, Ltd. Jilin YuJie, Changchun Jilin, 130000, China)【Abstract】Farm chemicals, especially those highly toxic, highly residual and hard to degrade chemical pesticide, are severe environment pollutants. Pesticide degradation by change the physics and chemistry properties is an effective means to treat pesticide pollution. For decades, there are many research have done in this regard in this world. In the article, the effects of pH, organic matter, temperature, humidity to pesticide-degrading and its advances were reviewed, and summarizes the mechanism of the pesticide-degrading rate increases with pH, organic matter, temperature, humidity changes. Finally, the future research directions and the problems of the physics and chemistry properties to pesticide-degrading were pointed out.【Key words】Farm chemicals; Physics and chemistry properties; Degradation自从人类使用农药以来，化学农药在人类保护农作物免受病虫、草、害危害中发挥巨大作用[1]。
微生物农残降解剂的调查研究摘要：农药的残留严重危害了作物的品质，故农药残留的处理就是当前亟待解决的问题，农残降解剂的推广应用就迫在眉睫，农残降解剂的作用及其效果以及所取得的成果则是我们当前了解的。
关键字：农药降解剂危害微生物前言：化学农药在农业生产中的特殊使用，使其在今后相当长的时期内仍将在植物保护中广泛使用，由于农药及化肥在农业生产中的广泛使用，致使一些有毒物质残留于植物体茎、叶、花果等部位中，给人们食用造成危害。
将微生物降解剂喷洒于农作物及果树的茎、叶、花及果实上，经其分泌物酶降解农药残留物，经过几天的反应，残留农药即行分解而被除去。
这项成果应用，对解决农药残留这一世界性难题作出了巨大贡献[1]。
微生物降解剂可以广泛用于被污染的水体和土壤的修复，对于面源污染的修复是一种低成本、高效率的技术手段。
1.农残降解剂的推广应用情况高州市种植水果170万亩，总产量83万吨。
其中：荔枝种植面积72万亩，产量14.6万吨，龙眼种植面积51万亩，产量8.5万吨，香蕉种植面积29万亩，产量54万吨，其它杂果23万亩，产量6.9万吨。
被誉为“全国水果第一市”和“中国荔枝、龙眼、香蕉之乡”。
战氏绿谷高州分公司在茂名高州地区从2000年开始试用农残降解剂，逐年扩大面积使用，到2005年10月达到8万多亩，其中使用植物有荔枝500亩、龙眼3万亩、香蕉3万亩、杨桃100亩、蔬菜2万亩、黄榄100亩[2]。
2001--2002年在人参、柴胡、板蓝根、五味子、花生、水曲柳、苏子、香花槐等作物上应用土壤农残降解剂均获得了理想的效果，尤其是消除土壤中沉积残留的乙草胺、阿特拉津、五氯硝苯等有显著的作用[3]。
2.农残降解剂的作用21世纪的高产农业实质上仍可称为“化学农业”，这是因为人类面临着人口增长和耕地面积减少的巨大压力，如果立即停止使用化肥和农药，人类将重蹈饥饿的灾难。
但是土壤受到污染严重制约了种植业结构的调整，因此采取得力措施消除土壤中富集的有害化学物质，是确保农作物产量和质量同步提高的关键。
Bethesda,Maryland,December 17-18,2001[J].Radiation research,2003,159(6):812-834[28]Lee J H,Choi I Y,Kil I S,et al.Protective role of superoxide dismu －tases against ionizing radiation in yeast[J].Biochimica et biophysica acta,2001,1526(2):191-198[29]周炳荣,焦炳华.细胞凋亡DNA 断裂的分子机制[J].国外医学免疫学分册,1998,21(1):6-10[30]郑辉,涂序珉,甄荣,等.不同剂量辐射损伤后T 淋巴细胞亚群,TH1和TH2变化观察[J].中国辐射卫生,2009,18(1):282-284[31]吴显劲,孟庆勇,袁汉尧.琼枝麒麟菜多糖对辐射损伤小鼠腹腔巨噬细胞的影响[J].中国职业医学,2007,34(4):287-288,291[32]王亚飞,孟庆勇.粗江蓠多糖对辐射损伤小鼠NK 细胞的影响[J].放射免疫学杂志,2009,22(6):557-559[33]朱咏梅,钟进义.海生多糖肽对亚急性辐射损伤小鼠的防护作用[J].中华放射医学与防护杂志,2004,24(5):419-420[34]LUSTER MICHAEL I,PORTIER CHRISTOPHER,PAIT,et al.Risk Assessment in Immunotoxicology :I.Sensitivity and Pre －dictability of Immune Tests [J].Toxicological Sciences,1992,18(2):200-210[35]马天翔,吴久鸿,史宁,等.红景天中苷及其醇类化合物抗辐射有效活性成分体外筛选研究[J].解放军药学学报,2013,29(3):203-205,209[36]郭娟,张琰君,曾丽华,等.丹参素对电离辐射损伤人胚肝细胞L-02DNA 的防护作用[J].时珍国医国药,2012,23(2):499-500收稿日期：2013-11-30农产品中残留农药的降解去除方法研究进展杨丽维，陈颖，张峻*（天津市林业果树研究所，天津300384）摘要：对农产品中残留农药的降解去除方法进行了综述。
微生物降解农药的研究进展一、简述农药作为现代农业中不可或缺的一部分，对于提高农作物产量和防治病虫害起到了关键作用。
农药的过量使用不仅会导致环境污染，还可能对人体健康产生潜在威胁。
寻找一种高效、环保的农药降解方法显得尤为迫切。
微生物降解农药作为一种新兴的技术手段，逐渐受到研究者的关注。
微生物降解农药是指利用微生物的代谢活动将农药分解为无毒或低毒物质的过程。
这种降解方式具有高效、环保、低成本等优点，且不会对环境产生二次污染。
已有多种微生物被证实具有降解农药的能力，如细菌、真菌和放线菌等。
这些微生物通过分泌特定的酶类，将农药分子中的化学键断裂，从而实现农药的降解。
随着研究的深入，微生物降解农药的机理逐渐得到揭示。
研究者发现，微生物降解农药的过程涉及到多个生物化学反应，包括氧化、还原、水解等。
这些反应能够将农药分子转化为更易降解的小分子物质，进而被微生物完全利用。
微生物降解农药的效率还受到多种因素的影响，如温度、湿度、pH值以及农药的种类和浓度等。
关于微生物降解农药的研究已经取得了一定的进展。
研究者通过筛选具有高效降解能力的微生物菌株、优化降解条件以及研究降解过程中的关键酶类等方面，不断提高微生物降解农药的效率。
一些研究还关注于将微生物降解农药技术应用于实际生产中，为农业生产提供更为环保、安全的解决方案。
尽管微生物降解农药具有诸多优点，但其在实际应用中仍面临一些挑战和限制。
某些农药分子结构复杂，难以被微生物完全降解；不同地区的土壤和气候条件也可能影响微生物降解农药的效果。
未来研究需要进一步深入探索微生物降解农药的机理和影响因素，以期为该技术的广泛应用提供更为坚实的理论基础和实践指导。
微生物降解农药作为一种环保、高效的农药降解方法，具有广阔的应用前景。
随着研究的不断深入和技术的不断完善，相信微生物降解农药将在未来农业生产中发挥越来越重要的作用，为农业可持续发展贡献力量。
1. 农药在现代农业生产中的重要性农药在现代农业生产中扮演着举足轻重的角色。
食品中农药残留的降解机制研究食品安全一直是人们关注的焦点之一。
在现代农业生产中，农药的使用被广泛应用于作物保护，以提高农产品的产量和质量。
但是，这也给食品中的农药残留问题带来了挑战。
农药残留可能对人体健康带来风险，因此对农药降解机制的研究变得至关重要。
农药降解可以是生物降解或非生物降解，也可以是两者的联合作用。
生物降解是指通过微生物的降解作用将农药分解成无毒物质的过程。
微生物可以分解农药中的化学键，并将其转化为更简单的物质，进而从环境中去除。
非生物降解主要是指降解物化学反应，例如水解、氧化、光解等等。
这些反应可以通过环境中的温度、湿度、光照等因素来促进。
在农药降解机制研究中，有一些关键的因素需要考虑。
首先，农药降解速度受到农药的性质和环境因素的影响。
不同类型的农药具有不同的化学结构和降解特性。
某些农药易于降解，而另一些则更难以降解。
此外，环境因素如温度、湿度、光照等也会对降解速率产生影响。
其次，微生物在农药降解过程中起着重要作用。
不同类型的微生物具有不同的降解能力，因此研究微生物的种类和功能是非常重要的。
另外，农药残留的降解速度还受到土壤类型、pH值和有机质含量等因素的影响。
农药降解的机制可以通过多种方法来研究。
一种常用的方法是通过对样本进行分析，确定其中农药残留量的变化趋势。
利用高效液相色谱、气相色谱等仪器设备，可以测定样品中农药的含量，并将其与降解前后进行比较。
通过这种方法可以了解农药降解的速度和程度。
此外，也可以进行土壤微生物的分离和培养，研究它们对农药降解的影响。
通过比较降解效果，可以评估不同微生物对不同农药的降解能力。
农药残留的降解机制研究有着重要的意义。
首先，这有助于我们了解农药在环境中的行为和去除途径。
通过掌握农药的降解规律，可以有效地减少农药在食品中的残留量，提高食品安全。
其次，研究农药降解机制也有助于发展新的降解剂和技术，以加速农药的去除过程。
这对于保护生态环境和人类健康都具有重要意义。
土壤中农药的污染状况及降解研究进展一．农药的种类1．农药按主用途不同，分杀虫剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀软体动物剂、杀菌剂、杀线虫剂、除草剂、植物生长调节剂等。
2．按原料的来源及成分分类：（1）无机农药:主要由天然矿物质原料加工、配制而成，故又称为矿物性农药。
常见的有石灰石，硫磺，砷酸钙，磷化铝，硫酸铜。
（2）有机农药：a.天然有机农药：指存在于自然界中可用作农药的有机物质。
烟草、除虫菊、鱼藤、印楝、川楝及沙地柏等。
b.微生物农药：主要指用微生物或其代谢产物所制得的农药。
如苏云金杆菌、白僵菌、农用抗菌素、阿维菌素（Avermectin）等。
c.人工合成有机农药：即用化学手段工业化合成生产的可作为农药使用的有机化合物。
如对硫磷、乐果、稻瘟净、溴氰菊酯、草甘磷等。
二、农药对农田土壤的危害和影响1．农药对农田理化性质的影响。
被农药长期污染的农田土壤会出现明显酸化；土壤养分（氮，磷，钾等）随污染程度加重而减少；土壤空隙度变小，从而造成土壤结构板结。
2．农药对土壤生物的影响。
土壤动物的丰度是沃土的重要标致。
农药作为害虫的杀手，对其它益虫，有益的动物也不心慈手软。
农药在土壤中的残留将对土壤中的微生物，原生动物以及其它的节肢动物，如步甲，虎甲，蚂蚁，蜘蛛，环节动物，如蚯蚓，软体动物，如蛞蝓，线形动物，如线虫等产生不同程度的危害。
乐果施用10天之后，显著降低土壤微生物的呼吸作用。
有机磷农药污染的土壤中，动物种群的种类和数量明显减少。
3．农药对作物的影响。
残存于土壤中的农药对作物生长十分不利。
过量滥用除草剂，或者用含除草剂量很高的废水灌溉农田，会对作物生长产生重创。
当土壤中农药残留较大时，作物果食的农药水平也较高，谁吃了，谁倒霉。
三、土壤中农药的来源途径农药进入土壤的途径有三种情况：（1）农药直接进入土壤包括施用的一些除草剂，防治地下害虫的杀虫剂和拌种剂，后者为了防治线虫和苗期病害与种子一起施入土壤，按此途径这些农药基本上全部进入土壤；(2)防治病虫害喷撒农田的各类农药。
理化性质对农药降解影响的研究进展
自从人类使用农药以来， 化学农药在人类保护农作物免受病虫、草、害危害中发挥巨大作用[1]。
农药对生态环境的危害首先表现在它对环境介质的污染，主要是对土壤、水体和大气的污染。
据调查，农药施入农田后，粉剂农药的利用率仅为10％，液体农药的利用率仅为20％左右其余40％-60％降落到土壤中[2]，20％-40％的药剂悬浮在空气中[3]。
空气中的农药又会通过降水返回陆地，并可能随着降水污染水源或渗透到地下水中。
农药对环境的污性质对人类的健康生态的平衡造成了严重的影响[4-6]。
农药在环境中会自行降解，理化性质如pH、有机质含量、温度、湿度等均对降解速度及机理有决定性的影响[7]。
本文主要概述了理化性质对农药降解速率和降解机理的影响，并对该领域今后的研究方向进行了展望，以期为农药污染的修复研究提供理论依据。
1 pH 对农药降解速度的影响
pH 值是影响化学农药性质的条件之一， 也是影响微生物活性的主要因素之一，微生物在环境中对农药的降解有很大的作用。
王利妮等[8]研究了厌氧环境下污泥pH 对五氯酚降解速率的影响，结果得出在pH 为4-8 之间，当pH 在6.7-7.2 范围内时，五氯酚的去除率最高。
这是因为当pH 值为6.7-7.2 时活性污泥中的微生物大多都具有很高的活性。
James 和Kevin 研究得出， 土壤中磺酰脲类除草剂的降解速率与pH 值明显呈负相关[9,10]。
磺酰脲类除草剂在pH 为5.2-6.2 的土壤悬浊液和缓冲水溶液中的水解远比中性或pH 为8.2-9.4 时快。
当pH 超过10.2 时，水解速度也会加快[11]。
Llaria Braschi 等[12]研究得出，在pH 在2-9 范围内时醚苯磺隆的水解符合假一级反应方程，pH 为酸性时水解快，pH 为中性或碱性时水解则较慢。
刘姝等[13]对不同的pH 对TiO2光催化降解苯酚和邻氯苯酚进行了研究。
分析得出， 苯酚溶液在pH 在1-7 范围内降解率随着pH 值增
大， 大约在pH 在5-7 范围内时降解率出现峰值。
当pH 值大于7 之后，在7-11 范围内，随着pH 值的增大，降解率持续下降直到pH 值为11 降解率达到最低点，当pH 为13 时又出现了较好高的降解效果。
溶液pH 值的变化对TiO2光催化降解邻氯苯酚也有一定的影响。
但结果与苯酚并不相同，邻氯苯酚溶液在pH 值1-13 之间降解率随着pH 值的不断升高而逐步减小，酸性条件下pH 值1-5 降解率都较高，而碱性条件不利于邻氯苯酚的光催化降解， 在pH为13 时也没出现变化。
据分析，pH 对苯酚和邻氯苯酚TiO2光催化降解率不同应该与C-H 键能和C-Cl 键的不同有关。
有些实验结果得出当农药介质环境pH 调到强酸或强碱时农药会重新出现较好的降解效果，其中也许会是农药在强酸强碱环境下发生的酸碱化学反应。
2 有机质含量对农药降解速度的影响
有机质能为微生物的活动和生长提供其所需要的能量。
杜丽亚等[14]研究得出， 提高灭菌土壤有机质时均对DDT 的降解产生抑制作用，不灭菌时提高土壤有机质处理均促进DDT 的降解。
这是因为灭菌的土壤中几乎没有微生物，提高的有机质主要体现在其吸附有机农药的作用；相反，不灭菌的土壤中存在大量微生物，提高的有机质作为微生物的能源物质提高了土壤中微生物的活性，从而促进了DDT 的降解。
提高土壤有机质处理后期，常常出现DDT 的浓度会升高的现象，估计是提高土有机质除了具有的吸附农药和提高微生物活性的作用外，对DDT 还产生了其他方面的影响。
Samantha[15]的研究说明，沉积物中的自然有机物质加速了十二烷基钠的生物降解。
赵旭等人[16]通过向辽河流域沉积物中添加外加碳源或去除沉积物中有机质来观察其对γ-666、p,p′-DDT 的缺氧生物降解， 研究得出外加碳源后的沉积物中的γ-666、p,p′-DDT 降解速率明显高于未填加外加碳源的沉积物中的γ-666、p,p′-DDT 降解速， 而去除有机质的沉积物中的γ-666、p,p′-DDT 降解速最慢。
实验结果表明，沉积物中的有机质与外加碳源同时为微生物的生长提供能源， 提高了γ-666、p,p′-DDT 的缺氧生物降解速率。
以上实验大多研究得出有机质的提高有利于农药的降解，但是有机质升高的时候有机质对农药的吸附会不断升高，有机质到达一定高度后
农药的降解和吸附可能会有新的变化，并没有人指出。
3 温度对土壤中农药降解速度的影响
Oppong 等[17]研究表明，醚苯磺隆在30℃时的降解半衰期为11-13 d，10℃时为30-79d，30℃时降解速率明显高于10℃时降解速率。
磺酰脲类除草剂在土壤中的降解随温度和湿度的提高而加快，同时与土壤类型有关[18]。
刘静等[19]研究得出，4 种菊酯类农药的降解率都随温度的升高而变快。
庾琴等[20]研究表明，啶虫脒的降解符合正温度效应，即温度越高消解越快。
赵晓松等[21]研究得出五氯硝基苯在4℃-30℃范温度范围内，随温度升高，降解速率加快。
因为温度的升高使五氯硝基苯粘度降低，扩散速度加快，更容易被微生物活动所利用。
同时随着温度的升高微生物生长到了最适宜温度，加快了五氯硝基苯的降解速率。
4 湿度对土壤中农药降解速度的影响
水分的增加可提高农药的化学水解， 并利于微生物代谢降解[22]。
土壤湿度从田间持水量的25%增加到46%及75%， 绿磺隆的降解速率增加了46%及62%。
可见，土壤含水量对磺酰脲类除草剂降解的影响[23]。
醚苯磺隆在田间持水量分别为25%和75%时的降解速率分别为87.5%和97.5%， 表明醚苯磺隆随土壤湿度增加降解速率增大[17]。
Hautala[24]研究了土壤湿度对一些农药光解的影响，结果表明，土壤湿度增大使西维因光解加快。
William 等[25]的研究表明，咪唑啉酮除草剂在干燥的土壤表面光解速率很慢，土壤水分减少将增强土壤对除草
剂的结合程度。
岳永德[26]研究了土壤湿度对甲基对硫磷、氟乐灵和三哇酮均有加速光解速率的作用。
这种影响对氟乐灵光解表现得最为明显。
氟乐灵在4 种土壤中光解半衰期在15%的湿润土壤条件下比风干土壤条件平均缩短15 倍，表明水分在氟乐灵的土壤光解中起重要作用。
当土壤的持水量调节到100%时，土壤的透气性会变得非常低，应该会影响到农药在有氧环境下的降解。
5 结语与展望
地球的环境和生态系统是人类得以健康生存的基础。
农药是人类为了保证农作物增产，防治农作物病虫害，大量农药不可避兔地使用在农业生产中。
大量的使用杀虫剂、除草剂、杀菌剂等，造成了农药在环境中过量的积累，反而影响了农作物的正常生长，甚至影响了人类健康。
农药的降解是环境中农药污染去除的主要作用，降解的速率和机理受多方面因素影响，其中土壤理化性质对农药的降解起着决定性作用。
pH 是影响农药降解的重要因素之一， 环境中微生物都有个最适合生长活动的pH 值，在最适合温度时农药的微生物降解最快，不同农药的降解速率对pH 的变化有不同的反应。
有机质对农药的降解具有双重影响，一方面有机质为微生物降解农药提供能量，一方面有机质对农药也有很强的吸附性，农药的降解速率一般随着有机质含量升高而加快。
温度对农药降解有着极显著的影响，农药会随着温度的升高而降解
越快，可能是温度影响农药的物理挥发、影响水解反应速率同时农药的稳定性也会随着温度升高而降低。
农药在有水分的环境下降解会比干燥环境快很多，土壤水分的增加将降低土壤与农药的结合程度， 也会为微生物降解农药提供水分，如果水分过多时也会影响土壤的透气性，从而对农药降解也会产生影响。
