有机磷农药的微生物降解
农药降解综述

有机磷农药的降解综述摘要:农药是环境中重要的污染物,农药污染严重危害人类健康。
近年来,对农药降解方面的研究越来越多,尤其是在一些难降解、高残留、高毒的有机磷农药降解方面。
该文综述了近年来在有机磷农药降解方面的研究进展,并提出农药降解研究领域的发展趋势和未来工作的展望。
关键词:农药微生物降解有机磷农药有机磷农药主要是用于杀虫剂领域,尤其是在我国的杀虫剂领域中,有机磷农药更是有着举足轻重的地位。
世界有机磷类杀虫剂的产量占整个杀虫剂产量的1/3以上,年销售额在30亿美元以上,而我国的有机磷杀虫剂产量则占整个杀虫剂总量的70%以上[1]。
虽然它的大量使用提高了作物的产量, 但对环境造成一定的危害,而且对人体存在着急性中毒的危险[ 2]。
因此, 了解有机磷农药的特性,研究有机磷农药的降解具有重要的现实意义。
1有机磷农药性质有机磷农药是含磷的有机化合物,根据磷原子的电子构型可知形成化合物时3d 空轨道可参与成键, 形成含d-Pπ配键的5 价磷化合物,因此,有机磷农药的种类十分繁多。
现世界上有机磷农药的种类达 150多种[ 3] 。
有机磷农药一般分为四类 :磷酸酯类、硫代磷酸酯类、硫代膦酸酯类、硫代磷酰胺类。
有机磷农药是醇类与磷酸结合的酯类化合物,或者是磷酸与其它有机酸结合而成的酸酐类化合物,常含有三个磷酯键,所以又被称为磷酸三酯,所有的有机磷农药都含有P=O或P=S基团[4]。
2 有机磷农药的非生物降解2.1 农药的化学降解进入土壤中的农药在有氧或无氧的情况下就会发生氧化.还原反应,例如特丁磷、甲拌磷、异丙胺磷和涕灭威在土壤氧气充足时候很快氧化:对硫磷、杀螟磷、氯硝醚在厌氧条件下能很快分解[5]。
农药的氧化-还原反应是与土壤中的氧化还原电位密切相关的。
当土壤透气性好时,其Eh高,有利于氧化反应进行,反之则利于还原反应进行。
单甲脒在好氧条件下在水稻土中的半衰期为3.69 d,而在厌氧条件下期半衰期为5.56 d,说明单甲脒在厌氧条件下比在好氧条件下降解慢[6]。
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真菌中主要分布在以下几个属:
曲霉属(Aspergillus 青霉属(Pinlcielium) 根霉属(Rhizopus) 木霉属(Trichoderma) 镰刀菌属(Fusarium) 头袍菌属(Cephalospporium) 毛霉属(Mucor)
放线菌:主要分布在链霉菌属(Streptomyces) 藻类:主要分布在小球藻属(Chloralla)
某些有机磷农药虽属于禁用或慎用之列, 但由于其有高效、经济的优势,至今仍在 大量生产并应用,造成生态失衡并直接影 响人们的身体健康 .
1、有机磷农药降解微生物的种类
细菌主要分布在以下几个属 : 假单胞菌属(Pseudomonas) 芽胞杆菌属(Bacillus) 节细菌属 (Arthrobacter ) 黄杆菌属(Flauobacteri) 产碱杆菌属((Alcaligenes)
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有机磷农药微生物降解的研究进展
谢年华 李 斌 张 勤 2007304201911 2007304201919 2007304201929
农药的大量生产和广泛应用,虽然给农业 生产带来了丰收,但也给环境带来了日益严 重的污染问题. 有机磷农药(Ops)在杀虫剂中占据重要的地 位,是世界上生产和使用最多的农药品种 .
2、有机磷农药微生物降解的机制
有机磷农药降解方法及应用研究新进展

3、生物法
生物法利用微生物或酶的催化作用降解有机磷农药。微生物降解是通过微生 物体内的酶系统将有机磷农药分解成小分子。这种方法具有环保、经济等优点, 但需要合适的微生物种群和适宜的生长条件。酶降解是有机磷农药降解的另一种 生物法。在酶降解中,特定的酶能够催化有机磷农药的分解反应,将其分解成小 分子。这种方法具有高效、专一性强等优点,但需要寻找合适的酶源,且酶的稳 定性可能影响其应用效果。
四、应用前景
微生物降解技术具有广阔的应用前景。目前,已经开发出了一些基于微生物 降解的生物修复技术,用于治理有机磷农药污染土壤。这些技术包括:
1、生物强化技术:通过添加具有降解能力的微生物,提高土壤中有机磷农 药的降解速率;
2、生物堆肥技术:将有机废弃物与污染土壤混合堆肥,通过微生物的作用 将有机磷农药降解为无害物质;
四、结论
有机磷农药降解方法及应用研究新进展为解决环境和食品安全问题提供了新 的思路和方法。随着科学技术的发展和研究的深入,相信未来会有更多高效、环 保、经济的有机磷农药降解方法被发现和应用,为保护环境和人类健康做出更大 的贡献。
参考内容
有机磷农药(OPPs)是农业生产中广泛使用的一种合成杀虫剂,然而,它的 滥用或不合理使用可能会导致土壤污染。土壤中的有机磷农药对环境和人类健康 构成威胁,因此,研究如何有效降解土壤中的有机磷农药具有重要意义。在这篇 文章中,我们将探讨有机磷农药污染土壤的微生物降解研究进展。
1、物理法
物理法中的热分解和光分解是常见的有机磷农药降解方法。热分解通过加热 将有机磷农药分解成小分子,光分解则利用紫外线、可见光等光源照射有机磷农 药,使其分解成小分子。这两种方法均能有效地降解有机磷农药,但需要较高的 能量输入,且可能产生二次污染。
微生物降解有机磷农药甲胺磷的研究

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。
微生物降解有机磷农药酶促机制

1微生物降解有机磷农药有机磷农药(organophosphorus pesticides,OPs)是农药中很重要的一类,具有高效的杀虫能力,为增加粮食生产、防治疾病传播作出了巨大贡献。
但是,有机磷农药的生产、运输和大量使用对生态环境中其他非靶标生物乃至土壤、水、大气整个生态系统产生的负面影响日益严重,尤其是果蔬等农产品中的农药残留通过食物链在生物体内富集对人类造成严重危害更不容忽视。
有机磷农药污染降解技术可分为热降解、光降解、化学降解和生物降解。
生物降解(biodegra-dation)是通过生物的作用将农药分解为无毒或低毒小分子化合物,并最终降解为水、CO2和矿物质的过程。
相对于物理、化学降解技术,生物降解具有高效、彻底、无二次污染的优势,20世纪40年代后已经成为研究热点。
作物本身、微生物都能够降解有机磷农药残留,但植物的降解很缓慢,周期很长,微生物由于其强大的代谢多样性,在有机磷农药残留降解中具有更大的优势。
2有机磷农药降解酶微生物对于农药的降解可分为酶促和非酶促反应。
所谓酶促反应是指微生物以胞内酶或分泌的胞外酶直接作用于农药,经过一系列生理生化反应,最终将农药完全降解或分解成分子量较小的无毒或毒性较小的化合物的过程。
而非酶促形式指的是微生物通过代谢改变农药的环境离子浓度、pH等物理、化学性质,从而间接促使降解农药的过程。
酶促反应是微生物降解农药的主要形式,微生物本身含降解农药的酶系基因,或本身虽无该酶系基因,但是经诱导或环境存在选择压,基因发生重组或改变产生了新的降解酶系。
20世纪80年代,Munnecke等发现有机磷农药降解酶比产生这类酶的微生物菌体更能忍受异常环境条件,如来源于假单胞菌的降解酶在10%的无机盐、1%的有机溶剂、50℃下都能保持高活性,而该酶的产生菌在同样的条件下却不能生长,而且,酶的降解效果远远胜于微生物本身,特别是对低浓度的农药更有效。
因此,人们的思路从应用微生物菌体净化农药污染转向利用有机磷农药降解酶。
微生物对有机磷农药的降解

5.2降解酶基因的克隆、表达调控及基因工程的构建 降解酶基因的克隆、 降解酶基因的克隆 ( GMO );
目前已经有很多关于 GMO 的研究, 比如, WilfredChen[ 10] 构建 的带有有机磷水解酶基 因的工程大肠杆菌, 可 以迅速的降解有机磷农 药。但是, 随着分子生 物学的迅猛发展, 新技 术,新方法不断涌现, 降 解酶基因克隆、表达调 控以及GMO 的构建将 会针对性更强, 效果更 明显。
降解
有机磷农药
主要内容
1 、有机磷农药简介 2 、微生物降解有机磷农药 3 、有机磷农药降解酶 4 、微生物降解农药的作用机理 5 、微生物降解农药的研究进展 6、 前景展望
1 、有机磷农药简介 有机磷农药简介
有机磷农药是农药中很重要的一类,一直在国 有机磷农药是农药中很重要的一类,一直在国 内外大量生产和广泛使用。目前,世界上的有 机磷农药的商品已达百种,我国使用的有机磷 农药约有30种,包括杀虫剂,除草剂等。农药 农药约有30种,包括杀虫剂,除草剂等。农药 在农业生产中广泛使用,而有机磷农药占整个 农药的60%,在有机磷农药中80%以上是剧毒 农药的60%,在有机磷农药中80%以上是剧毒 的有机磷农药如;甲胺磷,甲基对硫磷,对硫 磷,久效磷,敌敌畏等,仅甲胺磷的使用量一 年就高达6.5万吨,其他大吨位的有机磷农药还 年就高达6.5万吨,其他大吨位的有机磷农药还 有乐果,氧化乐果和辛硫磷等。它具有高效的 杀虫能力,为增加粮食生产防治疾病传播做出 了巨大贡献。但是有机磷农药的生产运输和大 量使用对生态环境中其他非靶生物乃至土壤、 水、大气整个生态系统产生的负面影响日益严 重,尤其是水果蔬菜等农产品中的农药残留通 过食物链在生物体内富集对人类找成严重危害 更不容忽视。
6.2 在识别降解酶基因的基础上,对降解基因 进行克隆与表达,构建工程菌,提高降解 能力,制备降解酶;
有机磷农药的微生物降解
时问 的摇床驯化培养从被污染 的土壤里筛选得到 2株 曲霉菌 药 的酶系基因 ,或者是即是微生物 自身没有携带 可以降解有 株,其能够在高浓度氧化乐果环境下生长。当温 度高达 2 8 ℃ 机磷农药 的酶系 , 但 是受农药 的影响 , 微生物 的基 因也会 随之 时, 其降解氧 化乐果的比率高达 7 0 . 3 8 %及 6 1 . 2 8 %。 因为细菌具有容易引发突变菌株和生化多适应性的优点 , 发生 改变或者重组 ,继而新降解 酶系应运而生 。在分离获得 的具有抗辐射 性的不动杆菌 US T B . 0 4降解 甲基对 硫磷的时
的毒死蜱 降解完毕 。 石利利等人对 假单胞菌 DL L . 1 在水溶液 介质 中对 甲基对硫磷的降解有 的环境介质 ( 例如: 被污 染的 其降解机理是什么等做了深入、 细致的研究 , 其 结果表 明假单 泥土、 土壤 ) 中来获取高效 降解菌 。现在人们 已经分离出的对 胞菌 D L L . 1可 以将 甲基对硫 磷全部转变 为无机离 子 N0 、 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 、 NO , 。 , 而对硝基苯酚是其 中间产物 。
与9 8 %。而 以金彬 明为代表的有关人员主要是从受有机磷污 3 限制有机磷农药的微生物 降解 的因素
浊后 的 海 水 样 中筛 选 、 分 离 出一 株 蜡 样 芽 孢 杆 菌 菌 株 , 其 在 温 3 . 1微生物 自身条件 的限制 度高达 2 8 摄 氏度 的情 况下降解 甲胺 磷的比率 高达 4 8 . 9 %。 微生物本身的降解能力是限制有机磷农药微生物 降解 的 除 此 以外 , 诸 如 可 以 降 解 甲 拌磷 、 对硫 磷 等 的 小球 绿 藻属 因素 中最重要的因素, 不 同种类的微生物, 其代谢活动各具特 之类 的一些藻类一定程度上也可 以降解有机磷农药,但是学 色 , 适应性 也千差万别 , 而且 同类型 的不 同菌株对相 同的有机
有机磷农药的微生物降解
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%。
有机磷农药的微生物降解技术
有机磷农药的微生物降解技术金潇,颜冬云,秦文秀(青岛大学化学化工与环境学院,山东青岛266071)摘要:有机磷农药的微生物降解技术具有成本低、不产生二次污染等优点,逐渐为人们所关注。
为此,介绍了微生物降解的生物种类,并对其获得方法、降解机理、影响因素及基因工程菌的构建与应用等方面的研究进展进行了综述。
关键词:有机磷农药;微生物降解;影响因素;基因工程菌中图分类号:X592文献标识码:A文章编号:1006-060X(2011)09-0093-05Technology of Microbial Degradation for Organophosphorus PesticidesJIN Xiao,YAN Dong-yun,QIN Wen-xiu(College of Chemical Engineering and Environmental Sciences,Qingdao University,Shandong266071,PRC)Abstract:Technology of microbial degradation organophosphorus pesticides has gradually gathered significant environmental concerns for its low cost and no-secondary pollutions.This paper mainly introduced the biological species for microbial degradation,and the advances in obtaining methods of degrading microorganisms,degrading mechanism, influencing factors,construction and application of genetic engineering strains were summarized.Key words:organophosphorus pesticides;microbial degradation;influencing factor;genetic engineering strains有机磷农药(Organophosphorus pesticides,Ops)是一种在环境中广泛使用的杀虫剂,具有高效、广谱等优点,自20世纪60年代以来,逐渐取代了有机氯农药。
有机磷农药的微生物降解
水解酶
氧化酶 还原酶 裂解酶 磷酸变位酶 氧化酶
酶催化作 亲 核 进 攻 脱 对 硫 磷 降 解 甲 胺 磷 水 解 包 括 甲 氧 将 硝 基 碳 一 磷 键 分 子 内 重 排 羟 基
用
烷 氧 基 、对 的途径
的主要途径 基 、 乙 氧 还 原 成 断 裂 , 有 产 生 磷 酸 酯 化 、
硫 磷、甲 胺
基 等 , 有 氨基 机 磷 矿 化 和 磷 酸 烯 醇 苯 环
磷等有机磷
机磷农药
的 必 经 途 式丙酮酸 开环
农药降解途
降解去毒
径
径
重要途径
有些合成的化合物不能直接被微生物代谢 , 但若存在另一种可供碳源和能源的辅助基质时 , 它们则可被部分降解 , 发生一种共代谢作用[9] 。 如 : 门多萨假单胞菌 DR - 8 菌株降解甲单脒产物 为 2 , 4 - 二甲基苯胺和 NH3 过程中 , DR - 8 菌株 不能以甲单脒作为碳源和能源而生长 , 只能在添 加其他有机营养基质作为碳源的条件下降解甲单 脒 , 且降解产物未完全矿化[3 ] 。石利利等[10 ]在研 究假单胞菌 DLL - 1 在水溶液介质中降解甲基对 硫磷的性能及降解机理中发现 , DLL - 1 菌可以将 甲基对硫磷完全降解为 NO2- 和 NO3- 。自然界中
Yonezawa Y[5]等提出由微生物细胞内的酶引 起农药的降解时 , 整个过程分为三步 , 首先是化 合物在微生物细胞膜表面的吸附 , 这是一个动态 平衡 ; 其次是吸附在细胞膜表面的化合物进入细 胞膜内 , 在生物量一定时 , 化合物对细胞膜的穿 透率决定了化合物穿透细胞膜的量 ; 最后是化合 物进入微生物细胞膜内与降解酶结合发生酶促反
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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%。
而以金彬明为代表的有关人员主要是从受有机磷污浊后的海水样中筛选、分离出一株蜡样芽孢杆菌菌株,其在温度高达28摄氏度的情况下降解甲胺磷的比率高达48.9%。
除此以外,诸如可以降解甲拌磷、对硫磷等的小球绿藻属之类的一些藻类一定程度上也可以降解有机磷农药,但是学界对其的研究却少之又少。
2 有机磷农药的微生物降解机理分析
2.1 微生物的有关活动改变微环境继而间接促进农药被降解
通常有三类作用形式:(1)种间协同代谢,主要是指相同环境下的数种微生物相互联合来代谢一种有机磷农药,在此培养混合菌可谓是俱佳解决办法。
(2)共代谢作用,即微生物虽然有可利用的碳源存在,但仍对原先不能够利用的物质进行分解代谢的一种现象。
王永杰等人运用共代谢的方法从污泥中分离得到一株降解乐果的菌株g1,其降解乐果的比率高达60%。
艾涛等有关人员以共代谢的方法分离得到一株降解乐果的真菌菌株l3,在120h之内,此菌株降解乐果的比率高达29.2%。
(3)矿化作用,其主要含义是微生物直接将有机磷农药作为生长基质,并将把它全部分解成co2和h2o等无机物的过程。
李晓慧从长期被毒死蜱污染的污水处理池里分离得到一株毒死蜱高效降解菌株,在24h之内,其可将100mg/l 的毒死蜱降解完毕。
石利利等人对假单胞菌dll-1 在水溶液介质中对甲基对硫磷的降解有何性能、影响因素有哪些以及其降解机理是什么等做了深入、细致的研究,其结果表明假单胞菌dll-1可以将甲基对硫磷全部转变为无机离子no2-、no3-,而对硝基苯酚是其中间产物。
2.2 微生物直接作用于有机磷农药
该降解方式的实质就是包括脱氢、氧化、水解、还原及合成等作用的促酶反应,要么是微生物自身就含有可以降解农药的酶系基因,或者是即是微生物自身没有携带可以降解有机磷农药的酶系,
但是受农药的影响,微生物的基因也会随之发生改变或者重组,继而新降解酶系应运而生。
在分离获得的具有抗辐射性的不动杆菌ustb-04降解甲基对硫磷的时候,没得到任何最终产物及中间产物。
至此可得出:ustb-04并不是作用于p=o键,相反,其首先致使苯环上的c-c键发生断裂。
而阮少江等发现,催化后的甲胺磷经甲胺脱氢酶po43-及ch3sh。
至此,其推断存在于自然界的甲胺磷的降解从p=n的断裂开始的可能性比较大。
而且,具有不同的关于微生物降解其他有机磷的方法的报道。
3 限制有机磷农药的微生物降解的因素
3.1 微生物自身条件的限制
微生物本身的降解能力是限制有机磷农药微生物降解的因素中最重要的因素,不同种类的微生物,其代谢活动各具特色,适应性也千差万别,而且同类型的不同菌株对相同的有机底物的反应也各不相同。
加之,微生物具有较强的适应环境的能力,很容易驯化,经过一阶段的适应新生化合物可以促使微生物产生与之对应的酶
系降解它,且还可以借助于基因突变来构建新酶系降解它。
传统主要是采用单一的微生物菌株的纯培养来降解农药的微生物,但是这一方式不如混合培养合理,前者一般情况下没有生物降解需要的整个酶的遗传合成信息,其在降解难度较高的化合物中没有充足的训话时间,继而无法进化出整个代谢途径,相反,后者则更能抵御微生物降解时产生的毒物质。
3.2 农药种类的影响
诸如农药化合物的空间结构、分子量、数量及取代基的种类均会或多或少地制约微生物对它的降解。
一般地,高分子化合物的降解难度要比低分子量化合物的降解难度高的多,且复合物与聚合物抵抗生物降解的能力更强;空间结构复杂的要比简单的更难降解。
以陈亚丽为代表,其曾报道,假单胞菌wbc-3很容易降解苯环上有_nh2、_oh的化合物;potter等人借助于小规模堆肥研究了多环芳烃的降解问题,并指出5-6环的芳烃要比2-4环的难降解的多。
同时,存在于土壤中的活性酶备受有机磷农药的制约,且随着外界环境的改变抑制程度也会发生变化,不同种类的有机磷农药对酶的制约也不一样,相应地,有机磷农药对酶的活性的不仅有刺激性,且各不相同。
至此,酶对众多农药展现出不同的降解活性。
除此以外,微生物的生存与生活也深受外部环境的影响,继而一定程度上削弱了微生物的降解能力及影响了其代谢活性。
归纳起来这些因素是温度、水分、酸碱度、营养状况、底物浓度、氧气量、表面活性剂等。
4 结语
新形势下,随着科学技术的卓越发展,尤其是微生物技术的日新月异,有机磷农药的微生物降解已经取得了可喜可贺的成绩,而且新生的降解酶、降解微生物与生物工程的有机结合,微生物对有机磷农药的降解作用将会大大增强。
不过,不能忽视的是竭尽所能
地使微生物发挥对农药的降解作用,继而达到微生物经济、高效率地降解有机磷农药是当务之急。
参考文献:
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