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微生物降解阿特拉津的争辩进展
骆红月 尹锐 高楠
(沈阳化工高校,辽宁沈阳110142)
【摘要】随着阿特拉津在我国大范围的应用,随之而来的环境污染也日趋严峻,已经严峻影响到我国粮食生产和农业经济的进展。本文综述了阿特拉津的危害,降解阿特拉津的微生物类群,及其降解特性、降解途径,展望了阿特拉津的生物降解趋势。
教育期刊网http://.;生物降解;微生物;降解特性
1 阿特拉津的应用状况及危害
阿特拉津又名莠去津,化学名称:2-***-4-二乙***基-6-异丙***基-1,3,5-三嗪,,1958年由瑞士的嘉基公司开发生产,由于其成本低、效果好,快速进展成世界产量最大的除草剂,是目前应用最广泛的除草剂之一。阿特拉津适用于多种一年生禾本科和阔叶杂草、玉米、高粱、甘蔗等旱田作物防除马唐、稗草、狗尾草、十字花科、豆科杂草,尤其对玉米有较好的选择性,对某些多年生杂草也有确定抑制作用。与此同时它所带来的污染也是特殊明显的,作为一种高效的除草剂,它具有确定的生物毒性,在水中浓度达到确定程度能抑制多种藻类植物的光合作用和生长,对人畜低毒,通过皮肤,口鼻及其他的裸漏部位进入血液循环系统,严峻的引起呕吐、腹泻、腹胀等中毒反应,对人的肝、肾、肺、心脏以及血管系统产生危害和再生困难,甚至具有潜在的致癌性[1]。我国作为一个农业大国,农药的生产和使用量均据世界前列,我国于70年月开头生产,1996年全年的使用量达到1800t~2000t,以每年平均20%的的速度递增,据争辩表明有20%至70%的阿特拉津会长期残留在土壤中,然而阿特拉津的结构稳定、易溶于水、难降解、微生物对其的矿化作用也特殊缓慢,在不同的土壤环境中其降解中期也不同,半衰期为8-52周,土壤长时间的留有阿特拉津对于土壤的质量影响特殊严峻,以牺牲土地质量而获得高效的农业生产,越来越受到环境疼惜者和环境科学工作者的关注,修复污染土壤问题已经迫在眉睫。
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2 降解阿特拉津的微生物种类
由于阿特拉津结构稳定,水溶性强,极其简洁吸附到土壤的固相上,其具有的均三氮苯环结构能抵制大多数微生物的降解,但微生物的种类基数大,简洁异变,适应力气突出,科学工作者们已经分别鉴定出了很多种微生物,大致分为细菌、真菌、藻类、放线菌等,其中以细菌的争辩最为深化和广泛。
细菌
通过科学工作者的查找,能高效降解阿特拉津的细菌主要包括;红球菌和假单胞菌。红球菌广泛存在于土壤中,且需要氧的存在才能降解阿特拉津,但是它也能降解很多有机污染物,如烃类、卤代烃、卤代芳香烃类化合物,而且加入一种易降解基质并不全都切经常能加速其讲解难降解物质;假单胞菌对阿特特拉津矿化的已发觉的主要微生物[4-5]。
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真菌
能够降解阿特拉津的真菌有:烟曲霉、焦曲霉、绿色木霉、黄丙曲霉、黄体青霉、粉红镰孢、红垂蘑菇、尖镰孢、斜卧青霉、串珠镰孢、匍枝跟霉、微紫青霉、等。在分解阿特拉津的过程中真菌可以吸取大量的阿特拉津到细胞组织中且氮和阿特拉津的浓度均影响阿特拉津的同化量[1,12]。
藻类
据近些年的争辩表明藻类不仅能富集农药,而且能将农药降解为无毒无害的化合物或以农药为磷源、氮源。但是藻类对阿特拉津的降解存在局限,只有当阿特拉津在非毒性浓度下才能降解阿特拉津否则会对藻类产生毒害。
3 微生物对阿特拉津的降解途径
脱烷基
降解阿特拉津的微生物都可以产生脱乙基阿特拉津和异丙基阿特拉津。在阿特拉津不饱和土壤中,以及侧脸的降解要比异丙基侧脸的降解速度会几倍,而二者的连续降解速度很慢。这就是不饱和区中脱乙基阿特拉津持留性高切频繁发生的缘由,例如,红球菌在降大量的试验试验争辩表明微生物对阿特拉津的降解途径主要分为三种:脱烷基、水解、开环[13,20]。
解阿特拉津后不能进一步分解脱乙基阿特拉津和异丙基阿特拉津这两种产物。
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水解
羟基阿特拉津一般有化学水解得到,但由于阿特拉津的两个烷基的存在,是的微生物脱***较为困难,也有微生物能够降解得到羟基阿特拉津。1995年Mandelbaum等从阿特拉津污染的土壤中分唯为一氮源的细菌假单细胞ADP[14,16-18],后来的大量试验表明此细胞可以产生三种水解酶:AtrA、AtrB、AtrC可以催化水解阿特拉津的脱***反应以及产生的羟基阿特拉津[7,9]。
开环
与脱烷基降解支链相比,阿特拉津开环更难。在阿特拉津开环讲解过程中,氧作为电子受体的存在特殊重要,与厌氧条件相比,好氧条件下,阿特拉津的开环降解速度要快100多倍,因此在深层土壤中,氧气的缺乏会成为阿特拉津降解的阻碍。目前能使阿特拉津开环降解的菌株多为假单孢细菌红球菌较少。
4 微生物对阿特拉津污染土壤的作用方式
微生物对土壤污染修复的实现主要通过两条途径,一是利用土著降解性微生物进行修复,即依靠改善外界环境条件(如添加养分元素、转变环境介质理化性质等)来增加土著微生物的降解效率或激发其降解力气,从而完成修复。另一条途径则是利用外源微生物进行修复,通过接种具有强降解力气的外源性微生物,来降解原土壤中的污染物[3-4]。这时就不得不考虑外源微生物在原环境中的定殖力气及其对原环境的影响,应更加关注使用的平安性。除了微生物的降解力气,修复效果还取决于农药本身和外界环境条件[14]。农药的结构和组成、表现出的物理化学性质和生物可利用性等,都预备了农药的降解性。土壤的温湿度、养分成分、氧化还原电位、pH等条件[8,10],都能影响微生物的代谢过程及其与土著微生物间的竞争关系,使微生物的降解力气下降,甚至完全丢失,影响修复效果。
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5 总结
微生物对环境的适应力气强、代谢方式多样、代谢速度快,而且种类繁多、分布广泛、简洁获得,因此利用微生物进行污染修复具有无限潜力。微生物污染修复还具有高效、经济、平安和无二次污染等优点,更重要的是可以对大面积污染进行有效治理,因此利用微生物修复污染土壤拥有宽敞的应用前景。
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[责任编辑:汤静]