茶园土壤中残留农药的环境行为[1]

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农药对环境的影响

农药对环境的影响

农药对环境的影响农药是农业生产中常用的化学物质,它可以帮助农民保护作物免受病虫害的侵害,提高农作物的产量和质量。

然而,农药的使用也带来了一些环境问题。

本文将详细介绍农药对环境的影响,并提出几个应对措施。

一、农药对土壤的影响1. 农药残留:农药在农田中使用后,其中一部分会残留在土壤中,长期累积会导致土壤污染。

2. 靶标和非靶标物种的损害:农药会对靶标物种(如害虫或杂草)产生杀菌、杀虫或除草的作用,但同时也会对一些非靶标物种(如蜜蜂、蚯蚓等对生态系统有益的生物)产生负面影响。

3. 土壤微生物的变化:农药的使用会破坏土壤中微生物的种群结构和功能,影响土壤生态系统的平衡和稳定性。

二、农药对水体的影响1. 农药的径流和渗漏:农药在农田中的使用会随着降雨或灌溉水的径流和渗漏进入水体,造成水体污染。

2. 水生动植物的死亡和生态失衡:农药进入水体后,会对水生动植物产生毒害作用,造成一些物种的死亡和生态系统的失衡。

3. 饮用水安全问题:农药残留在水体中会给人们的生活用水带来潜在的健康风险。

三、农药对空气的影响1. 飘散和蒸发:农药的施用会导致一部分农药挥发到空气中,形成农药飘散。

2. 空气污染:农药飘散后,会造成空气中的农药浓度升高,对人体健康和空气质量造成威胁。

四、应对措施1. 合理使用农药:农民要遵守农药的使用规范,正确选择农药的种类和用量,减少过量使用和滥用农药的情况。

2. 推广生物农药和其他绿色农业技术:生物农药具有较低的毒害性,可用于替代部分化学农药的使用。

同时,推广绿色农业技术,如有机农业、生物灭虫剂等,可以减少对环境的污染。

3. 建立农药残留监测体系:建立健全的农药残留监测体系,加强对农产品的监测,确保市场上的农产品安全可靠。

4. 加强宣传教育:加大对农民和公众的宣传教育力度,提高他们的环境保护意识,让他们了解农药的正确使用方法和环境影响,从而减少不必要的环境损害。

总结:农药的使用虽然能够提高农作物产量和质量,但也会对土壤、水体和空气造成一定的影响。

福建省茶园土壤环境质量现状研究

福建省茶园土壤环境质量现状研究

福建省茶园土壤环境质量现状研究介绍福建省是我国重要的茶叶生产基地之一,其茶叶种类繁多,口感鲜美。

然而,茶叶的生长条件严格,需要良好的土壤环境支持,而福建省部分地区的土壤环境质量引发了市场的担忧,也促使了研究人员对福建省茶园土壤环境质量的关注。

本文旨在探讨福建省茶园土壤环境质量现状,为相关企业和政府制定相关政策提供参考。

土壤污染现状福建省的茶园主要分布在南部的福州、泉州、厦门等地。

茶叶对土壤的要求很高,如虫、草害比较少,营养成分较为丰富、土壤酸碱度适宜等。

但是,由于农业、工业以及生活污水等影响,福建省茶园土壤污染呈现出以下特征:重金属污染重金属污染是福建省茶园土壤污染的主要问题之一。

研究发现,福建省茶园土壤重金属含量较高,主要元素包括铜、锌、镉、铅等。

其中,镉的含量较为严重,高达39.45 mg/kg,超过了国家标准(0.3 mg/kg)。

铅的含量也较为严重,达到了107.54 mg/kg,超过了国家标准(60 mg/kg)。

而铜、锌的含量虽然没有超过国家标准,但也高于安全标准。

农药残留茶叶生产过程中的农药使用是茶园土壤污染的另一主要原因。

研究发现,福建省部分地区茶园土壤中农药残留严重,主要有典型的有机磷农药(如甲胺磷、双氯苯氧氯乙酯等)和除草剂(如草甘膦,禾苗灵等)。

其他除了以上两种主要污染物,福建省茶园土壤还存在氨氮、挥发性有机物、难降解有机物等其他污染问题。

对策面对福建省茶园土壤环境质量现状严峻的问题,相关部门应该采取以下措施:制定严格的法规出台关于福建省茶园土壤质量的相关制度和标准,严格执行农业环境保护法,加强土壤污染治理。

推广有机耕种指导和推广有机农业,保持茶树生态平衡,控制农药使用,改变农业污染现状。

建立污染防治体系建立茶园土壤污染源管理,控制化肥、农药使用,开展有针对性的污染治理工作。

福建省作为茶叶重要的产区之一,其土壤环境质量现状面临一定的压力。

本文研究发现,福建省茶园土壤主要污染原因是重金属、农药残留等,需要加强治理和监管。

残留农药对环境生态的影响

残留农药对环境生态的影响

残留农药对环境生态的影响随着农业现代化的不断推进,农药的使用量也在不断增加。

农药的使用可以改善作物产量、提高农业效益,但也带来了环境生态上的问题。

残留农药对环境生态的影响是一个较为严重的问题。

一、残留农药的概念残留农药是指在农作物、畜禽产品以及土壤中存在并达到一定浓度的农药,其作用是消除或者控制有害生物。

二、残留农药对环境的影响残留农药对环境的影响主要体现在以下几个方面。

1.破坏农田微生物的生态环境农田的微生物数量是决定农田生产力的重要因素之一。

农药的使用过量会破坏农田微生物的生态环境,使农田的生产力下降,甚至无法种植出健康的作物。

2.影响地下水的质量农药使用完后,一定部分残留在作物、土壤、水体以及地下水中。

残留农药会随地表水或者土壤及地下水的流动而传输,最终会进入水体中,从而污染地下水。

这种污染对人体健康及生物多样性都带来严重威胁。

3.损害土壤生态平衡农药的残留会对土壤微生物、土壤有机质的分解、钝化、氮素的固定、磷素的吸收等方面带来负面影响。

长期使用农药会使土壤生态平衡遭到破坏,土地的可持续利用能力减弱,致使农作物的产量和品质下降。

三、解决残留农药问题的措施为了减少并解决残留农药的问题,必须采取科学、合理、环保的措施。

1.规范农药使用农药的使用要严格按照农药管理部门规定的用药标准和用药方法。

合理选用适宜的农药,按要求使用,以减少残留农药的问题。

2.加强农作物质量检测农作物质量检测可以及时发现残留农药的信息,对于残留超标的农产品进行及时处理。

3.推广有机农业有机农业是一种以自然力为基础的生态农业,其在生态环境保护和提高土地质量方面表现出优越性。

推广有机农业可以减少农药使用,从而减少残留农药问题。

4.促进土壤修复技术的发展土壤修复技术可以促进农田微生物和土壤生态平衡的恢复,从而保护土壤质量和水体质量。

结语残留农药对环境生态的影响是一个重要的环境问题,为了减少这一问题的产生,大家需要从自己做起,加强农药管理,规范农药使用,推广有机农业和促进土壤修复技术的发展,保护我们的生态环境,让我们的地球更加美好。

土壤中主要的农药残留及其迁移方式

土壤中主要的农药残留及其迁移方式

土壤中主要的农药残留及其迁移方式系别:XXXXXXXX专业:XXXX班级:XXXXXXX学号:XXXXXXXXX姓名:XXX土壤中主要的农药残留及其迁移方式土壤是生态环境的重要组成部分,是人类赖以生存的主要资源之一。

研究发现,农药在土壤中的残留是导致农药对环境造成污染和生物危害的根源。

土壤已经成为农药的重要“储存库”和“集散地”之一,当土壤中农药残留积累到一定程度,便会对土壤生物造成不同程度的毒害。

土壤中的残留农药还可通过挥发、扩散、质流产生转移,污染植物、大气、地表水体和地下水,并可通过生物富集和食物链使农药的残留浓度在生物体内富集,最终危及人体健康。

同时也有一部分农药被土壤中的有机颗粒物等吸附,其可提取性和生物有效性降低,暂时退出循环过程,即发生老化现象。

一:土壤中主要的农药残留以持久性有机污染物(POPs)等为主要特征的土壤、大气和水体污染是当前人类面临的最为突出的生态与环境问题之一,不仅危害土壤和水体生态系统的结构和功能,而且对农林牧副渔业的生产安全、区域生态安全、人类的生存与健康及经济和社会的可持续发展构成巨大威胁。

POPs是一组具有毒性、持久性、易于在生物体内富集、能进行长距离迁移和沉积、对源头附近或远方环境与人体产生损害的有机化合物。

在该组有机化合物中OCPs尤其能够通过农产品、水体以及食物链放大效应进入人体而积累在人体内肝、肾、心脏等脂肪较多的组织,严重威胁着人类的健康与生存,因此,土壤OCPs残留、迁移和生态风险评价成为当前土壤学、生态学和环境科学的重要研究内容。

作为土壤、大气和水体中POPs的重要来源,OCPs包括氯苯类和氯化脂环类两大类有机化合物。

OCPs的危害主要来源于它的1、持久性和难降解性 2、生物蓄积性 3、半挥发性 4、高毒特性。

二:有机氯农药的残留特征有机氯农药是人类历史上最早出现的有机合成农药,其最为典型的产品就是滴滴涕和六六六,他们是以苯为原料生产的氯代苯及其衍生物。

无公害茶园施用农药技术

无公害茶园施用农药技术

无公害茶园施用农药技术无公害茶园在生产中,既要面临通过喷施农药控制病、虫害达到高产目的,又要考虑施用农药后的农药残留问题。

农药残留是指茶叶中的微量农药原体及其有毒的代谢物、降解物的总称。

农药残留是通过直接喷施农药对植物体或从土壤、水和空气等间接方式带入茶园而产生的。

国家制定出了农药安全使用规定,规定在茶园中禁止使用高毒农药和高残留农药。

一、无公害茶园安全合理使用农药要做到以下六点:1.慎重选择农药品种根据茶树上使用农药的特殊要求,选择药效高、毒性低、残留期短和对茶叶品质无不良影响的农药品种。

2.适时喷药选择在病虫生长发育过程中薄弱环节适时喷药,应在病虫发生初期,出现中心病(虫)植株时喷药。

如对蛾类害虫的防治,在幼虫低龄期(一般在3龄前);对粉虱和蚧类选择卵孵化初期或泌蜡初期,可以收到良好的效果。

3.使用适当剂量和浓度农药使用的剂量和浓度,要根据农药的有效成份和防治对象,经试验后确定。

防止盲目提高用药剂量和浓度。

4.要掌握良好的喷药技术根据病虫所处部位,重点喷施。

如早、晚施药,避免高温、大风、雨前施药。

5.按安全间隔期采茶为了确保采下的鲜叶加工制成干茶,农药残留低于允许残留极限标准,必须按各种农药的安全间隔期采茶。

6.轮换用药一般每年使用同一种农药的次数不超过二次为宜,以免病虫产生抗药性。

二、茶园中允许使用的农药及最后一次施药离收获的天数(安全间隔期):1.乐果40%乳油常用药量为125毫升/亩,稀释倍数2000~3000倍液,喷雾防虫可防治小绿叶蝉、介壳虫等,每个采茶批次用药次数为1次,施用乐果安全间隔期为7天。

2.敌敌畏80%乳油,常用药量为150毫升/亩,稀释倍液1500倍液,喷雾防虫可防治小绿叶蝉、茶毛虫、茶卷叶蛾,每个采茶批次使用次数为1次,施用敌敌畏安全间隔期为6天。

3.辛硫磷50%乳油,常用药量为200毫升/亩,稀释倍数1000倍液,喷雾防虫,可防治茶尺蠖、粉虱、刺蛾类等。

每个采茶批次使用1次,施用辛硫磷安全间隔期为5天。

农药使用的环境问题

农药使用的环境问题

农药使用的环境问题农药使用是现代农业生产中的常见做法,它可以帮助农民控制农作物的病虫害,提高农作物的产量和质量。

然而,农药使用也引发了一系列的环境问题。

本文将详细介绍农药使用的环境问题以及如何减少其对环境的不良影响。

一、农药使用引发的环境问题1. 水体污染:农药使用过程中可能会导致农药残留物流入水体,污染河流、湖泊和地下水。

这些农药残留物不仅对水生生物造成威胁,还可能危害人类身体健康。

2. 土壤退化:农药在施用后,往往会在土壤中残留一段时间。

长期的农药使用会导致土壤中的微生物受到抑制,降低土壤的肥力,进而影响农作物的生长和发育。

3. 生态平衡失衡:农药的使用不仅可以杀死目标害虫,也会对其他非害虫生物造成伤害。

这可能导致生态系统中的生物多样性减少,破坏生态平衡。

二、减少农药使用对环境的不良影响的方法1. 选择更环保的替代品:研发和推广更环保的农药替代品是减少农药使用对环境的不良影响的重要途径。

比如,可以选用对环境影响较小的生物农药来替代化学农药。

2. 合理使用农药:根据作物的需求和病虫情况,科学地使用农药,避免过量施用。

此外,还可以根据天气情况和病虫害的发生规律,选择适当的时间和方法施用农药。

3. 推广有机农业:有机农业是一种减少农药使用的可行方式。

有机农业通过使用有机肥料、生物农药和合理的耕作方式,不仅保护了环境,还可以生产出更健康和安全的农产品。

4. 加强监管和培训:加强农药使用的监管力度,确保合格的农药得到有效运用。

同时,培训农民科学使用农药,提高他们的农药使用技能和环保意识,减少农药的滥用和误用。

5. 提倡生物防治:研究和推广生物防治技术,通过引入天敌和病原微生物来控制病虫害,减少农药的使用。

生物防治不仅可以保护环境,还可以提高农作物产量和品质。

三、结语农药使用的环境问题是一个与人类生活息息相关的问题,我们应该积极采取措施来减少其不良影响。

通过选择更环保的替代品、合理使用农药、推广有机农业、加强监管和培训以及提倡生物防治等措施,我们可以减少农药使用对环境的负面影响,实现农业的可持续发展。

农药残留在环境中的行为过程、危害及治理措施

农药残留在环境中的行为过程、危害及治理措施

农药残留在环境中的行为过程、危害及治理措施内蒙古自治区巴彦淖尔市015000摘要:农药是现代化农业的重要组成部分,而农药的使用却是一把双刃剑,科学安全使用农药,对防病治虫、促进农业稳产高产具有重要的作用,但是由于不科学使用农药与施药技术落后等原因,会导致农药残留在植物与环境中,造成危害。

菜农在种植水果蔬菜时,缺乏科学管理理念,滥用农药,导致农药在果蔬产品中残留量超标,如果消费者未充分洗净,可能会对人体健康造成危害影响。

有机磷农药是较为常用农药中的一种。

本文分析了在环境中的残留行为与危害,提出了应对措施建议。

关键词:农药;环境;残留;蔬菜在我国农业生产有着十分重要的作用,是我国国民经济的基础。

随着人口的不断增加,人们对农产品的需求不断增长,农业经济的重要地位日益显现。

在农业生产中,为了保证农作物增产、农民增收,不可避免地要使用农药。

有机磷农药作为一类高效、广谱的杀虫剂正被广泛地用于农业防害以及家庭、仓储等的杀虫,但大量使用后产生的环境危害也日益严重。

农药的急性中毒,特别是果蔬食品污染后引发的群体中毒事件屡有发生。

因此对有机磷农药进行危害分析很有必要。

一、农药农药是指在农业生产中用于预防农作物病虫害、消除杂草、促进或控制植物生长的各种药剂的统称。

农药是农业上用以防治病、虫、草害的有毒化学物质。

由于具有高效、速效、方便、适应性广、经济效益显著等特点而被广泛应用于农业生产中,但是由于长期大量地使用农药,在得到显著效益的同时,也产生了广泛的副作用。

农药残留指使用农药后残留于生物体、农副产品和环境中的微量农药及其有毒的代谢物的总量。

研究农药残留的组分和数量及其对人、畜、其他生物和环境可能造成的毒害和污染,目的是通过科学合理使用农药以减少其对环境的污染及对人畜和生态系统的不良影响。

二、农药在环境中残留行为喷洒后的农药在环境中主要去向:一是沉积到粑标农作物上,二是直接或间接进人土壤中,三是通过降雨或地表径流冲刷,使大气中或地表土壤中的农药进人到水系中,四是通过蒸发作用与气流运动进人到大气中。

茶园污染及控制措施

茶园污染及控制措施
染。
1 2 2 工业 和汽车 污染 .. 随着 工业发 展 和 汽 车增 多 , 大气 污 染 物 的沉 降 对 土壤造 成不 同程 度 的 污染 , 其 是 汽油 中因 添加 尤 有铅 , 在燃 烧过程 转化 成含铅 的 卤化 物 , 它们 的 可溶 性较 高 , 降解后 与有机 质相结合 , 造成 空气 和土 壤污 染 。工厂 的废弃 物 , 冶炼 、 如 电镀 、 印染 、 革 、 工 鞣 化 等工 厂所 释放 的废 气是 茶园 土壤重金 属污染 的另 一
污染 物主要 包括酸 , , 碱 重金属 ( 、 、 、 、 、 铜 汞 铬 镉 镍 铅 等) 盐类 , 射性元 素铯 、 的化合 物 , 放 锶 含砷 、 、 的 硒 氟 化合 物 ; 有机 污 染 物主 要包 括 有机 农 药 、 类 、 化 酚 氰 物、 油、 石 合成 洗 涤剂 以及 由城 市污 水 、 泥及 厩肥 污
带 来 的有害微 生物 。
定毒性 的亚 硝酸 盐 , 间接 污染 茶 叶。未 经 过无 害
化 处理 或处 理 不彻 底 的有 机肥 , 石油 化 物 、 塑料 、 有 害 病原体 、 虫卵及 杂 草 种 子 随肥 料 施人 茶 园 会 引起 化学 和 生物 污染 。除此 之外 , 活 垃 圾 的 扩 散 、 生 酸 雨 、 水排 放等 , 有可能 给不 同地 区的茶 园带 来污 污 都
防治 , 量减少 化 学农 药 的用 量和 用 药次 数 。在必 尽
严 重 , 园土 壤 中砷 的有效 性增加 , 茶 茶树对 砷 的吸 收 和积储也 随 之升 高 , 以茶 叶 中砷 的污染 程 度 也 随 所
之 加重 。
须进行 化学 防治 时 要选 用 高 效低 毒 低残 留农 药 , 改 进喷施 技术 , 可 能减 少农 药 对 土 壤 的污 染 。选 择 尽
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茶园土壤中残留农药的环境行为廖 万 有(安徽省农业科学院茶叶研究所,祁门 245600)[摘 要]本文从农药在土壤中的吸附与结合残留、迁移、降解、根际环境对农药降解作用等方面,探讨了茶园残留农药在土壤环境中的行为规律,并就茶园中土壤残留农药的净化治理提出了建议。

[关键词]茶园土壤;残留农药;降解转化[中图分类号]S571.1;S154.1 [文献标识码]A [文章编号]1006-5768(2007)03-0112-03农药是茶业生产中的重要生产资料,随着现代茶业生产的发展,农药的使用也相应增加,无庸讳言,长期使用农药对环境生物安全和茶产品的卫生安全都将产生不利影响,农药与环境及茶产品的卫生安全性己成为我国茶业可持续发展中的关键难题。

大量试验统计表明,茶园中喷施到树冠部的农药,有30%随风漂移到大气中或周边环境,70%落在施药区,最后触到病虫的农药仅占4%。

可见,大部分农药最终都进入生态环境,其中,土壤是农药在环境中的“贮藏库”与“集散地”,据初步估算,施入茶园的农药有80%~90%最终都进入土壤,从而使茶园土壤环境的潜在污染日趋严重。

虽然土壤自身的净化作用(如挥发、扩散、稀释、吸附、降解等作用)可以减少土壤中农药的污染程度,但如果进入土壤中的农药含量在数量和速度上超过土壤的自净能力,即超过土壤的环境容量,终将导致土壤的农药污染。

鉴此,本文就茶园残留农药在土壤中的环境行为作一探讨,以期为有效净化和消除农药对茶园生态系统的影响提供治理依据。

l 农药在土壤中的吸附与结合态残留农药一旦进入土壤,首先与土壤发生吸附作用。

吸附作用是农药与土壤固相之间相互作用的主要过程,是导致农药在土壤中残留和污染的主要行为,它直接或间接影响着其他过程,如农药在土壤中的挥发性、移动性以及生物和化学降解。

土壤对农药的吸附,主要以粘土矿物吸附和有机质吸附(包括腐殖质吸附)二种方式。

大量研究发现,由于有机农药分子大部分属于非极性分子,因而有机质(腐殖酸)对有机农药具有很大的亲和性,而粘土矿物因具有较强的极性,它们对有机农药的吸附量几乎是微不足道。

农药在土壤中的吸附机制可归纳为6种类型,分别是:l.1 离子键结合 根据农药的化学性质,可把农药分为离子型和非离子型,前者在一定的pH介质中可离子化,与土壤有机质中腐殖质的羧基或酚羧基相互结合,[收稿日期] 2006-12-27 从而形成较为稳定的物质。

l.2 氢键相互作用 含有大量氧和羟基功能团的腐殖质容易与农药分子相应的功能团形成氢键结合,氢键结合是非离子型极性农药与土壤有机质吸附的重要作用机制。

l.3 电荷转移复合物 土壤腐殖质的缺电子部分如醌基或富电子中心如联苯酚,与具有供电子或受电子特性的农药分子通过电子供受机理形成电荷转移复合物。

1.4 疏水性结合 农药中非极性或弱极性基团为主的化合物与土壤有机质表面存在的疏水性基团,如脂肪、树脂、腐植酸和富啡酸的脂肪族支链、高含碳量木质素衍生物等产生表面聚集。

随着非极性和疏水性农药化合物在土壤中停留时间的延长,就会与土壤产生螯合作用。

1.5 配位体交换 土壤中广泛存在的弱性配位体(如结合态水分子)与农药的多价阳离子配位交换,使多价阳离子与基质结合或被基质吸附。

l.6 范德华力 范德华力存在于所有吸附剂和吸附质之间的相互作用中,它包括弱的短距离的偶极和诱导偶极相互作用。

由于范德华力随距离的增大而迅速减弱,所以它对吸附的贡献只有在一些离子与吸附表面近距离接触时才会达到最大,或者通过近距离接触被邻近的吸附离子所保留。

这种引力主要存在于非离子型、非极性分子或弱极性分子的吸附作用中。

随着土壤对农药的吸附作用的变化,在一定的条件下残留农药将与土壤有机质形成稳态、失活性的结合残留物。

据报道,有90%的化学农药在土壤中会形成结合残留,其结合残留量可占施药总量的20%~70%,而其中与土壤有机质结合的约占总结合残留态的70%—90%。

土壤中农药结合残留物的形成, 一方面增加了农药在土壤中的残留时间,另一方面又降低了农药的生物有效性、移动性和被茶树的吸收性,但仍会对土壤中的植物、动物、微生物等产生一定的生态效应。

一旦环境条件发生变化,仍能重新释放到环境茶业通报.2007.29(3):112-114 Journal of Tea Business29卷3期廖万有茶园土壤中残留农药的环境行为113中,表现出较高的生物有效性,从而增加土壤环境中有害物质浓度。

因此,结合残留态农药可能带来的环境后果应引起人们的高度重视。

2 农药在土壤中的迁移农药在土壤中的移动主要以水平迁移和下渗淋溶二种方式,其中,下渗淋溶是土壤中农药迁移的主要模式,其迁移能力不仅与农药性质有关,而且与土壤理化性质如质地、有机质、土壤胶体所带电荷性质和含水量等有关。

有机农药在下渗过程中,不断发生着吸附与解吸、迁移转化、降解和挥发等环境行为。

土壤对农药的吸附能力越强,其移动性越弱,同一种农药,在土壤有机质低的比高的更容易移动。

茶园土壤中的残留农药一般情况下主要残留在0~30cm的表层中,30cm以下土层的残留量较少,l00cm以下土层中则更少。

利用Helling提出的土壤薄层分析法,测定土壤中农药移动性的R f值得出:溴氰菊酯和氯氰菊酯的R f值小于O.16,属于不易移动的农药,而氰戊菊酯的R f值小于0.1,属于难移动的农药。

3 农药在土壤中的降解农药进入土壤后,经过一系列的物理、化学、生物反应,其数量和毒性不断有所下降,据研究资料表明,常用农药在土壤中残留期长短的大致次序是:含重金属农药>有机氯农药>拟除虫菊酯农药>有机磷农药。

影响农药在土壤中降解的因素可以用如下图例表示:能够彻底消除土壤中农药污染的途径主要是降解和转化。

一般来讲,在土壤中同时存在非生物和生物两种类型的降解和转化,农药的生物降解是农药解毒的最有效的途径,尽管农药可被动、植物吸收转化,但是主要的作用还是由微生物来完成。

众所周知,微生物的一大特点就是代谢的多样性,因此,环境中存在的各种天然物质,特别是有机化合物,几乎都可以找到使之生物降解的微生物。

这是因为微生物具有种类多、分布广、个体小、繁殖快、比表面积大和好气、嫌气、无机营养型代谢及发酵和胞外酶代谢等多种代谢形式,较之其他生物更容易适应不同生态条件。

当环境中存在新的污染物时,微生物可通过自然变异产生新酶系,来降解或转化那些原来不能被生物降解的污染物。

微生物对农药降解总的过程可表示为:农药(土壤)+微生物(酶)→微生物(酶)+降解产物(中间产物、C02、H20) 该过程包括下列几个步骤:(1)农药在土壤中的吸附、固定与存在形态;(2)微生物在土壤中的分布、酶在土壤中的存在形态;(3)土壤酶(脱离活体的酶)对污染物的分解作用;(4)污染物或初级分解产物透过活体细胞壁进入细胞内;(5)活体细胞内酶对污染物的进一步的分解作用。

一般来讲,在土壤中微生物代谢农药的方式主要是以酶促和非酶促二种方式。

在酶促代谢中又分为四种方式:①生物降解,农药作为微生物生长所需的碳源或能量来源而被利用。

在这种情况下,农药被降解为二氧化碳和其它无机物。

从环境保护的观点来看,这种矿质化过程是对农药的彻底解毒。

②协同代谢,也叫共代谢,与生物降解相对,协同代谢不能把农药作为唯一的营养或能量来源而加以利用,微生物必须得到另外的养分才能生长并代谢农药。

因而,协同代谢所涉及的酶往往没有底物的专化性。

协同代谢一般影响茶园农药降解的环境因素114 茶业通报 2007不能将一种农药彻底降解,但是存在着这样的可能性,即几种微生物一起分步代谢一种农药。

在混合培养的条件下,一种微生物的代谢产物可能成为另一种微生物的底物,甚至被彻底转化为无机物质。

协同代谢可导致农药代谢中间产物的积累,而这些中间产物的毒性或会降低或会增强,这将引起一定的环境效应,有时会抑制微生物本身的生长或代谢过程。

③聚合或轭合,聚合过程是由微生物中介的农药或者它的中间产物与它们自己或其他化合物形成一个较大的多聚物,而轭合是农药或中间产物与其他化合物连接,形成甲基化、乙酰化、烷基化化合物,甚至糖苷或氨基酸轭合物。

微生物聚合在将农药与土壤有机质结合到一起的过程中起着很重要的作用,它不但影响农药的有效性和生物可降解性,而且涉及多次施药条件下结合残留的环境效应问题。

④生物积累,农药的生物积累是一个被动吸收过程,湿热灭菌后的菌体可以吸收更多的有机氯农药就是一个很好的证明,疏水性强的农药更容易被微生物积累于体内。

不同种类的微生物对农药的积累能力亦有差异,农药的微生物积累不但降低周围环境的农药含量,而且促进了农药的转移和食物链中的生物浓缩。

在微生物的非酶促代谢中,主要以间接作用为主,可分为二种方式:一是利用微生物的代谢产物作为光敏物,吸收光能并传递给农药分子,或作为电子受、供体等方式来促使残留农药活化而发生降解反应。

二是通过微生物的大量活动,导致土壤环境参数如酸碱度、氧化还原电位的改变,来促进农药的非生物降解,从而降低农药药效的持续性。

在土壤中微生物代谢农药的途径归纳起来有氧化(羟基化、脱烃基、β-氧化、脱羟基、醚键开裂、环氧化、芳环杂环开裂)、还原(如硝基苯还原为苯胺类)、水解(如醚、酯或酰胺键类农药在酯酶、酰胺酶、磷酸酶作用下降解)、合成等4种类型。

其中,氧化是微生物降解农药的重要酶促反应,如羟基化是苯环开裂和进一步分解的先决条件,而水解则是农药降解中最常见的一步。

然而,在农药的实际降解中通常至少需要二个或多个作用途径的组合才能完成。

4 根际环境的农药降解根际是受植物根系影响的根—土界面的一个微区,也是植物—土壤—微生物与其环境条件相互作用的场所。

由于根系的存在,增加了微生物的活动区域和生物量。

这种微生物在数量和活动上的增长,是根际非生物化合物代谢降解的有利因素。

植物的根际环境是一个复杂的、动态的微型生态系统,该系统具有特殊性、复杂性、动态性、开放性的特点。

根际环境作为一个在植物生长、吸收和分泌以及土壤、水、大气、微生物等综合作用下形成的具有独特物理、化学和生物学性质的微型生态系统,对于污染的产生、迁移转化和归宿有着重要的影响,根际微生态区域实际上成为外源污染物(如重金属、农药等)进入食物链的第一个重要屏障。

根际微生态系统是土壤圈系统中最有生命力和最活跃的子系统,由于根系的穿插,植物可将大气中的氧经叶、茎传输到根部,形成氧化的微环境,能刺激好氧微生物的生长和活性。

同时,根系的代谢作用可释放如糖类、醇类和酸类等物质以中和土壤的pH、吸着或螯合重金属,使生物酶被保护在植物体内或吸附在植物的根表面,不受到损伤,从而保持降解土壤中农药污染的活性。

研究发现,在离根表1~2mm土壤中细菌数量可达l×109个/cm3,几乎是非根际土的10~100倍。

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