控制水库中除草剂浓度的研究

阿特拉津是世界产量最大的除草剂。早在20世纪90年代,阿特拉津在美国饮用水浓度超标的情况,就被视为一次既昂贵又重要的水质问题。在美国俄亥俄州的胡佛水库开展环境质量鼓励项目,其目的旨在由自然资源保护组织提供给当地的农民一定的财政鼓励,进而实施可替代的杀虫剂(农药)的管理方法,以此来降低和保持正常的水库及饮用水中阿特拉津的浓度。事实证明此举可以有效地将饮用水中的阿特拉津浓度控制在正常值内,在改善水质和环境问题的同时,也大大节省了财政的支出。在我国也有很多机构致力于研究阿特拉津使用不当而造成水资源危害的处理办法,但是像这种利用自然资源保护组织提供给当地农民的财政鼓励,进而实施可替代的杀虫剂(农药)的管理方法,目前我国还没有类似的有效的管理方法,希望此法能对我国因使用阿特拉津不当而造成的水资源污染有所借鉴。     

阿特拉津降解菌LY-2的分离鉴定及其对污染土壤的修复

除草剂阿特拉津(2-氯-4-乙胺基-6-异丙胺基-1,3,5-三嗪,2-chloro-4-ethylamino-6-isopropylamino-1,3,5-triazine,Atrazine)在很多国家普遍使用,对自然环境和人类健康造成威胁。本研究利用富集法,从黑龙江省哈尔滨市巴彦县施用多年阿特拉津的玉米地表层土中,分离出高效降解阿特拉津的菌株LY-2。LY-2以阿特拉津为唯一氮源,初步鉴定属于肠杆菌属(Enterobacter sp.)。PCR检测结果表明,LY-2含有阿特拉津降解相关的基因—阿特拉津氯水解酶基因(atrazine chlorohydrolase gene,atzA)、羟基阿特拉津脱乙胺基水解酶基因(hydroxyatrazine N-ethylaminohydrolase gene,atzB)和N-异丙基氰尿酰氨异丙氨基水解酶基因(N-isopropylammelide isopropylaminohydrolase gene,atzC)。LY-2在48 h内对100 mg/L阿特拉津降解率为98.7%;适宜温度为25~35℃,适宜酸碱度为p H 6~9;外加氮源没有降低该菌株对阿特拉津的降解率。土壤修复实验结果显示,培养7 d后,LY-2菌株对阿特拉津污染土壤(100 mg/kg)的降解率高达86.7%,培养14 d后,降解率高达90.1%。LY-2菌株在相对较短的时间内表现出良好的修复效果,在修复阿特拉津污染的土壤方面具有潜在的应用价值。     

微生物降解阿特拉津的研究进展

除草剂阿特拉津长期使用所造成环境污染问题的日益加重,受污染土壤、水体的生物降解、生态修复等诸多问题也受到人们的广泛关注,本文综述了降解阿特拉津的微生物类群、阿特拉津降解酶以及微生物对阿特拉津的作用方式和降解途径,并对其应用前景进行了展望。     

阿特拉津除草剂对土壤微生物生态特征的影响

采用实验室培养试验研究了阿特拉津除草剂对土壤微生物生态特征的影响。结果表明：阿特拉津除草剂10mg／kg浓度处理释放的CO2与对照无明显差异,根据危害系数法的分级方法,其属于无实际危害级农药;阿特拉津除草剂10mg／kg浓度处理在初始阶段,明显降低土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮,随培养时间推移土壤微生物生物量碳和生物量氮有所恢复,随后又有所下降,30d后土壤微生物生物量变化趋于平缓;阿特拉津除草剂对土壤微生物多样性产生一定影响．其影响随培养时间而异。在一定程度上反映出土壤微生物生态特征指标可作为除草剂污染土壤环境质量变异的参考指标。     

土壤中阿特拉津生物降解的研究进展

阿特拉津是农田土壤中广泛使用的除草剂之一,大面积使用可对植物、鱼类以及包括人类在内的哺乳动物造成危害,因此对阿特拉津降解行为的研究是预防和缓解其对生态环境危害的主要途径。本文综述了国内外近20年有关阿特拉津危害和降解方式的研究,阐述了利用植物、微生物以及植物与微生物共生修复阿特拉津污染土壤的最新研究进展,并对每种技术目前存在的问题以及未来研究发展方向进行探讨与展望。通过对各种修复途径特点的比较和分析,认为利用植物与微生物共生即丛枝菌根修复阿特拉津污染土壤的方法是一种绿色、高效、理想的修复技术。     

阿特拉津降解菌FM326（Arthrobacter sp.）的分离筛选、鉴定和生物学特性

采集除草剂阿特拉津污染的土壤,通过直接涂布法和富集驯化培养分离法,分别获得6株和5株能够降解阿特拉津的细菌。通过降解效率和降解动态试验,筛选到1株高效降解阿特拉津的菌株FM326,该菌株能以阿特拉津为唯一的碳源和氮源生长,培养96h后对1000mg·L-1阿特拉津降解效率达到97%。通过生理生化鉴定和16SrDNA序列分析,菌株FM326鉴定为节杆菌属（Arthrobacter sp.）细菌。该菌株表现出最适生长温度30～35℃,最适生长pH值5～9,好氧生长的生长特性。     

草本植被过滤带对径流中泥沙和除草剂的去除效果

除草剂阿特拉津的大量使用在提高农业生产效率、增加作物产量的同时,也导致了严重的环境污染。该研究通过在土槽上进行浑水冲刷试验,定量研究了禾本科草本植被过滤带（狼尾草Pennisetum alopecuroides (Linn.) Spreng和野古草Arundinella hirta (Thunb.) C. Tanaka）对径流、泥沙、以及阿特拉津的拦截效果。结果表明,禾本科草本植被过滤带能有效拦截径流,拦截率可达88%;并显著降低泥沙和阿特拉津流失量,但其作用效果受泥沙和阿特拉津的进水浓度影响较大。当进水泥沙浓度为20、40、60 g/L时,植被过滤带对泥沙的拦截率分别为95%、93%、85%;当进水阿特拉津浓度为0.3、0.6、0.9 mg/L时,植被过滤带对阿特拉津的拦截率分别为95%、92%、91%。另外,植被过滤带对泥沙和阿特拉津的拦截率随时间延长呈逐渐降低趋势,试验开始后第1、10、20、40、60分钟的泥沙拦截率分别为97%、95%、93%、91%、87%,阿特拉津拦截率分别为97%、93%、90%、86%、84%;同时,阿特拉津出流浓度与径流量有显著相关关系（r1=0.88,r2=0.93,r3=0.94）,表明径流量在一定程度上决定了阿特拉津出流浓度和出流量。研究证实,植被过滤带能有效降低阿特拉津随径流流失量,对阿特拉津引起的农业面源污染具有较好防治效果。     

不同施肥处理下旱地红壤中阿特拉津的环境归趋及其调控研究

红壤是广泛分布于我国南方地区的重要土壤类型,其低pH、低有机质含量的特征不利于微生物群落功能,可能影响有机污染物的降解。阿特拉津是常见的选择性内传导性除草剂,但目前对红壤中阿特拉津的转化规律及调控原理缺乏认识。本研究采集长期施用化肥或有机肥(猪粪)的旱地红壤,设置添加木质素和牡蛎壳粉等不同组合处理的微宇宙试验,采用同位素示踪、定量PCR、高通量测序等方法,研究施肥及土壤改良措施对红壤中阿特拉津矿化特征及降解微生物的调控作用。结果表明,在14周培养期间,旱地红壤对阿特拉津的矿化率低于0.33%。牡蛎壳粉有效提高红壤pH值、改变土壤细菌群落,大幅增加了阿特拉津的矿化,并导致atzC和trzN等降解功能基因的富集。木质素则显著增加了阿特拉津与土壤有机质的结合,但对污染物的矿化没有明显作用。本研究结果有助于阐明旱地红壤中阿特拉津的环境归趋,并为发展适用于红壤的污染物控制技术提供科学依据。     

白马河流域除草剂及其代谢产物的时空分布特征与生态风险评价

[目的] 探讨典型除草剂阿特拉津（ATR）及其代谢产物脱乙基阿特拉津（DEA）、脱异丙基阿特拉津（DIA）在作物生长季（6—9月）的污染特征以及时空变化,为农业小流域除草剂的管理、使用与保护决策提供科学依据。[方法] 在白马河流域沿程设立18个采样点,基于实地监测和室内分析,探讨污染物的时空变化特征,并运用熵值法进行生态风险评价。[结果] ①所有采集水样中均有ATR及代谢产物检出,其中ATR在6—7月的地表水样中100%检出,8—9月检出率稍有下降,代谢产物DEA,DIA在前两月检出率较低,后两月检出率增加。②白马河污染物空间分布表明,各污染物浓度最高值大多出现于河流上游和中游,下游浓度均相对较低。这可能与河流下游河道宽阔、水流量大、稀释作用较强有关。③生态风险评价结果显示ATR,DEA和DIA风险等级均为中等,其原因是该河流的水负荷低,稀释能力不足。[结论] 相对于大流域,白马河作为典型农业流域的小支流,水量小、稀释能力不足,造成污染的生态风险高于许多大流域。     

农用除草剂对土壤保水剂吸液性能的影响

吸液性能是土壤保水剂在进行农业抗旱应用时的重要参考指标之一。除草剂在农业生产上应用广泛,其淋溶进入土壤中会影响保水剂的吸液性能,原因在于除草剂分子导致保水剂膜结构破裂,改变了保水剂水凝胶表面的微形貌特征,从而导致其吸液性能的下降。该文采用扫描电镜分析技术和分形分析方法,研究了3种农用除草剂(阿特拉津、甲草胺、苯磺隆)对保水剂水凝胶表面微形貌特征的影响规律,并探讨了其对保水剂吸液性能的影响机制。结果表明,0.5、1、2mg/L质量浓度的除草剂甲草胺和苯磺隆溶液降低了保水剂的吸液能力和水凝胶表面微形貌的单分形维数,但其对保水剂吸液性能的影响并不显著;然而,除草剂阿特拉津对保水剂水凝胶表面微形貌特征的影响比较明显,阿特拉津质量浓度越大,保水剂的吸液质量越小,当质量浓度为2mg/L时,保水剂水凝胶表面的膜结构发生一定程度的破坏,保水剂吸液性能也显著降低,相对降低幅度达到9.64%,保水剂水凝胶表面孔隙分布的单分形维数值和多重分形谱奇异性指数跨度均随着阿特拉津浓度的加大而减小,表明其孔隙分布更为均匀,网络结构的复杂度减小。