有機(jī)氯農(nóng)藥的微生物降解

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1、有機(jī)氯農(nóng)藥的微生物降解摘要：本文綜述了有機(jī)氯農(nóng)藥的來(lái)源，危害，降解解功能微生物的種類以及典型有機(jī)氯農(nóng)藥的降解途徑以及影響微生物降解效果因素等，在各種能夠降解有機(jī)氯農(nóng)藥菌的微生物中，假單胞菌屬(Pseudomoruas)是最活躍、農(nóng)藥適應(yīng)能力最強(qiáng)的菌株，與有機(jī)氯農(nóng)藥微生物降解過(guò)程的酶：主要要有脫氯化氫酶、水解酶和脫氫酶三種，它們通過(guò)共代謝，中間協(xié)同代謝或礦化等作用完成降解過(guò)程。由于有機(jī)氯農(nóng)藥的持久性和廣泛污染性，研究出新的能夠降解有機(jī)氯農(nóng)藥的微生物及菌酶以及降解機(jī)理及中問(wèn)產(chǎn)物的類型是未來(lái)農(nóng)藥降解的主要研究重點(diǎn)。關(guān)鍵詞：有機(jī)氯農(nóng)藥；微生物降解；酶；機(jī)理前言：農(nóng)藥是重要的

2、農(nóng)用物資，在世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要角色，對(duì)防治病、蟲(chóng)、草、鼠害、保證農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)有著非常重要的作用。有機(jī)氯農(nóng)藥(OrganochlorinePesticides，OCPs)，也被稱為典型的持久性有機(jī)污染物，由于其突出的持久性、生物積累性和生物毒性等特征而受到全世界的廣泛關(guān)注[1[[2]是20世紀(jì)80年代前應(yīng)用的最主要和最有效的農(nóng)藥品種之一，由于其具有價(jià)格低廉，高效廣譜等特點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，可以通過(guò)食物鏈富集，逐級(jí)上去，最終在哺乳動(dòng)物，特別是人體脂肪組織中蓄積，對(duì)人類的健康構(gòu)成威脅，所以，自20世紀(jì)70年代末世界范圍內(nèi)就陸續(xù)禁止生產(chǎn)和使用高殘尉毒的有孰

3、氯農(nóng)藥[4-5]。研究發(fā)現(xiàn)．北京地區(qū)總OCPs類物質(zhì)平均含量高達(dá)77.7ug/kg超出了土壤環(huán)境質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GBl5618-1995)50ug/kg。浙江省平均值為34.41ug/kg，其中最高值超過(guò)了土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)500ug/kg[6]。此外，甚至南極地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了0.12-2.8ug/kg的DDT殘留，常年不化的冰層也檢出了0.04ng/kg的DDT。降解有機(jī)氯的方法有很多種，如化學(xué)法、物理法和生物法。其中物理法和化學(xué)法，如焚燒、電化學(xué)法等都普遍存在著處理成本高，易造成二次污染，去除效果差等缺點(diǎn)，而生物法則主要利用微生物對(duì)OCPs的特異性降解機(jī)理進(jìn)行降解，

4、該法處理效果明顯，在降解殘留農(nóng)藥過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，成為目前治理殘留農(nóng)藥污染的主要手段之一。一：有機(jī)氯農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)有機(jī)氯農(nóng)藥是一類氯代芳香烴的衍生物?；衔锝Y(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，DDT、HCH分子結(jié)構(gòu)式如圖1-1所示：二、有機(jī)氯農(nóng)藥的特征有機(jī)氯農(nóng)藥作為一種典型的持久性有機(jī)污染物，具有如下特征：1持久性有機(jī)氯農(nóng)藥殘留成分在環(huán)境中十分穩(wěn)定，目前，在許多國(guó)家和地區(qū)的土壤、水體和動(dòng)植物體中仍能檢測(cè)到有機(jī)氯農(nóng)藥產(chǎn)品的主要種類HCH，DDT的殘留，在自然環(huán)境的各類介質(zhì)中都難以降解，例如大氣、水、土壤等等。其中在水中的持久性可以達(dá)到數(shù)十天甚至幾十年；在土壤中的持久能力更強(qiáng)，多數(shù)可以達(dá)到

5、十幾年、幾十年，有個(gè)別的可以達(dá)到數(shù)百年。有資料表明，這主要是由于在自然條件下，有機(jī)氯農(nóng)藥具有極強(qiáng)的抗生物代謝，光降解，化學(xué)分解的能力。排放到環(huán)境中的有機(jī)氯農(nóng)藥極難分解，它們可以在諸如水，土壤和沉積物等環(huán)境介質(zhì)中持續(xù)幾年甚至幾十年或更長(zhǎng)的時(shí)間[7]。2生物蓄積性有機(jī)氯農(nóng)藥難溶于水，易溶于有機(jī)脂?？稍谏矬w內(nèi)蓄積，為親脂疏水性化合物[8]。水和土壤系統(tǒng)中的有機(jī)氯農(nóng)藥，將被轉(zhuǎn)移到固相或有機(jī)組織的脂質(zhì)，進(jìn)行緩和的食物鏈積累，并逐級(jí)遞增，最終影響人體健康。3長(zhǎng)距離遷移性有機(jī)氯農(nóng)藥可以在全球范圍內(nèi)遷移，在室溫下，有機(jī)氯農(nóng)藥可以蒸汽形式從水體或土壤中等介質(zhì)中進(jìn)入大氣環(huán)境，或吸附在

6、大氣顆粒物上，并能隨顆粒物在大氣環(huán)境中長(zhǎng)距離遷移，進(jìn)而重新沉降到地面上[9][10]。在高溫度、低緯度地區(qū)，有機(jī)氯農(nóng)藥的蒸汽壓高，在低溫、高緯度地區(qū)，有機(jī)氯農(nóng)藥的蒸汽壓低，進(jìn)而可以從蒸汽中分離出來(lái)落入極地表面。而這個(gè)過(guò)程可以重復(fù)發(fā)生，呈現(xiàn)出所謂的“全球蒸餾效應(yīng)"和“蚱蜢效應(yīng)”，導(dǎo)致全球污染的蔓延。有研究表明，即使在人口稀少的南極地區(qū)，其生物體內(nèi)也已檢測(cè)到有機(jī)氯農(nóng)藥的存在[11]。有機(jī)氯農(nóng)藥可以通過(guò)大氣傳輸從熱帶和亞熱帶揮發(fā)到低溫地區(qū)，這是有機(jī)氯農(nóng)藥因冷凝和再揮發(fā)的影響，所引起的分級(jí)沉降而導(dǎo)致的階段性遷移過(guò)程。所以具有高揮發(fā)性的有機(jī)氯農(nóng)藥在高緯度地區(qū)有較高的濃度，例如

7、HCHs；而低揮發(fā)性的有機(jī)氯農(nóng)藥，則不容易遷移到高緯度地區(qū)，這類有機(jī)氯農(nóng)藥有DDT、狄劑和硫丹等[12][13]4高毒性有機(jī)氯農(nóng)藥能夠在食物鏈中逐級(jí)傳遞，并在全球范圍內(nèi)遷移，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成潛在危害。其慢性毒理作用主要表現(xiàn)在影響人體神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)，并侵害肝臟、腎臟，明顯增加女性患乳腺癌、子宮癌等疾病的概率[6]，代謝產(chǎn)物具有性激素類作用，影響動(dòng)物體的正常生理活動(dòng)，有“環(huán)境激素”之稱，可導(dǎo)致免疫系統(tǒng)、荷爾蒙、生殖系統(tǒng)疾病乃至誘發(fā)癌癥[14][15]．其致毒性不僅影響本代，而且會(huì)波及后代．對(duì)于大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，有機(jī)氯農(nóng)藥都具有高毒性。由于人類早期認(rèn)識(shí)的誤