毒死蜱的应用现状及降解研究进展

毒死蜱作为替代高毒有机磷农药的品种之一,是目前我国农药畅销品种,但大量使用的同时也带来了残留问题,它在环境中的降解不容忽视。综述了毒死蜱的应用残留及其降解情况,分析了该农药的残留毒性、光解水解动态、土壤吸附降解动态及微生物对该农药的降解作用,以期使毒死蜱更合理有效地应用于农业生产。微生物降解作为毒死蜱降解的有效途径,近年来发展迅速,目前针对毒死蜱微生物降解的研究已拓展到分子领域。基因工程及酶工程的发展应用使毒死蜱的微生物降解呈现出广阔的前景。     

毒死蜱降解菌的筛选及其特性的研究

［目的］筛选对毒死蜱具有良好降解作用的菌株,为利用微生物进行有机磷农药土壤修复提供理论依据。［方法］采用富集分离法从喷施毒死蜱的土壤中分离出4株对毒死蜱有良好降解作用的菌株,经复筛最终得到1株能够高效降解毒死蜱农药的微生物菌株D12,在充分供氧的条件下,研究菌株降解毒死蜱的降解过程、生长条件及其影响因素,并在纯培养的条件下测定该菌株对毒死蜱的降解效果。［结果］当接种量为菌浓度OD560=0.179,最适pH值为7.0,温度为30 ℃,毒死蜱浓度为100 mg/L时,该菌株D12培养6 d后的降解率达到50.4％。该菌生长的最佳毒死蜱浓度为1000 mg/L,对毒死蜱的最大耐受浓度为3 000 mg/L。［结论］试验筛选的菌株D12在基础培养基中对毒死蜱有较强的降解能力。     

基于活的但非可培养细菌降解毒死蜱的研究

[目的]探索降解毒死蜱的新的微生物资源.[方法]应用最大或然数（MPN）法,通过添加适量复苏促进因子（Rpf）从多种土壤及污水生物处理系统中分离活的非可培养（VBNC）资源菌种,根据文献报道的已知毒死蜱降解菌株的系统关系综合分析,初步筛选出与已知降解毒死蜱菌种近缘的VBNC菌株并进行降解试验.[结果]共筛选出6株具有毒死蜱降解能力的菌株,其中菌株CHZYR63对毒死蜱的生物降解能力最强,经Box-behnken响应面法优化后降解率可达70.15％.[结论]可培养化VBNC菌种资源在残留农药降解方面有较大的利用价值,为揭示受染环境中VBNC微生物的形成及其活性化、环境污染物质的共代谢等微生物群体的相互作用机制提供了参考.     

滴灌条件下毒死蜱在土层中迁移转化规律及其对土壤微生物特性的影响

为了解滴灌条件下毒死蜱在土壤中的迁移转化规律,采用土柱模拟试验,研究了滴灌条件下种植作物、代森锌消毒和不同土壤含水率对毒死蜱的分布及土壤酶活性和土壤微生物生物量碳的影响。结果表明：施用于表层的毒死蜱在施用初期主要残留在10 cm以上土层,随着时间的增加,而发生降解并向下迁移。土壤中3,5,6-三氯-2-吡啶酚（TCP,毒死蜱的主要代谢产物）含量在0.1~1.5 mg·kg^-1之间,施药30 d后,40 cm土层中毒死蜱和TCP均有检出。不同处理下,毒死蜱含量在10 cm以上土层存在较大差异,TCP含量在20 cm以上土层存在一定差异。消毒抑制毒死蜱的降解,作物根系促进土壤微生物繁殖,有利于毒死蜱的降解。土壤含水率对10 cm土层毒死蜱含量有较大影响,在未消毒和种植作物处理中,最强的毒死蜱降解分别发生在土壤含水率为80%和70%处理中。毒死蜱和TCP对微生物以抑制作用为主,不同处理的抑制程度不同。毒死蜱在低浓度时对过氧化氢酶和脲酶活性有激活作用,高浓度时存在抑制作用,作物的存在减弱了毒死蜱对两种酶活性的影响。毒死蜱的降解与土壤碱性磷酸酶活性有关,种植作物改变了毒死蜱和土壤碱性磷酸酶的分布。代森锌消毒对过氧化氢酶和脲酶活性有激活作用,对碱性磷酸酶活性有一定抑制作用。     

中国科学院东北地理所在人工湿地去除有机磷农药的机制与强化技术研究中获进展

正中国科学院东北地理与农业生态研究所水环境污染与防治学科团队以吉林西部稻田退水中典型有机磷农药毒死蜱为重点研究对象,探究了毒死蜱(CP)及其有毒降解产物3,5,6-三氯-2-吡啶酚(TCP)在潜流人工湿地中的降解机制,量化了多元胁迫条件对毒死蜱降解效率的贡献,通过优化湿地基质和湿地微生物群落结构,有效提高了人工湿地对毒死蜱及TCP的去除效率。     

毒死蜱降解菌的驯化筛选及高活性毒死蜱降解菌群的构建

[目的]通过对3种活性污泥的长期驯化、微生物多样性分析及优势菌筛选与复配,构建一种对毒死蜱具有高降解活性的菌群.[方法]以农药公司的3种不同废水处理工序的污泥为材料,利用毒死蜱长期胁迫驯化以获得高效降解毒死蜱的活性污泥;随后,在驯化后的3种活性污泥中筛选优势菌株,并以筛选的菌株构建复合菌群用于毒死蜱的降解.[结果]以毒死蜱为碳源,在驯化后的活性污泥中筛选到3株具有毒死蜱降解活性的菌株(Paracoccus MLCa-1、Klebsiella MLCp-2、Serratia MLCs-1),并对3种菌株进行复配,构建了复合菌群MLCF7.复合菌群MLCF7对100 mg/L毒死蜱降解率达82.84％.[结论]复合菌群对毒死蜱具有高降解活性,表明其在农药污染生物修复中具有应用潜力.     

具毒死蜱降解功能的水稻内生菌降解特性及应用

为挖掘毒死蜱降解内生菌资源、强化功能内生菌在农业生产中的应用,通过微生物梯度驯化技术,从农药池周边生长的水稻根组织中分离纯化获得一株能以毒死蜱为唯一碳源的降解内生菌CP40,研究了该菌株的毒死蜱降解特性及对作物中残留毒死蜱降解的影响。基于16S rRNA和细菌形态学特征,将菌株CP40鉴定为芽孢杆菌（Bacillus sp.CP40）。菌株CP40含有机磷降解酶基因opd,异源表达该基因后毒死蜱的降解率达58.4%。降解条件优化实验表明,毒死蜱初始浓度为10 mg·L^-1、温度为30℃、pH为7时,菌株CP40对毒死蜱的降解效果最佳。此外,发现菌株CP40具有促生能力,接种菌株CP40可显著促进水稻生长,并能将水稻体内毒死蜱含量降低30.9%。研究表明,功能内生菌在调控水稻体内毒死蜱的降解过程中可发挥重要作用。     

黑碳对土壤中毒死蜱降解的影响

通过吸附试验及降解试验分别测定了农药毒死蜱在添加不同含量两种黑碳的土壤中的吸附特征和降解动态,以阐明黑碳对土壤中农药降解的影响作用规律。结果表明,添加黑碳土壤对农药毒死蜱的吸附随黑碳含量增加而逐渐增强,而毒死蜱的降解则逐渐减缓,高温下燃烧制备的黑碳（BC850）具有更大表面积和微孔性,对农药的吸附作用更大,延缓毒死蜱土壤降解作用也更明显。土壤中添加黑碳BC450含量为0.1%～1.0%时,毒死蜱降解半衰期为31.6～47.5d,分别为对照土壤的1.3～1.9倍;黑碳BC850添加浓度为0.1%～1.0%时,土壤中毒死蜱降解半衰期为31.5～71.5d,分别为对照土壤的1.3～2.9倍。说明土壤中含少量黑碳可增强对农药毒死蜱的吸附作用,进而降低毒死蜱的微生物可用性,延缓其土壤降解,这种影响作用程度与黑碳的含量和性质有关。     

降解毒死蜱的高效复合微生物菌剂的制备及研究

将菌株D1、D2分别与小克银汉按一定比例富集培养制成两种复合微生物菌剂(Ⅰ、Ⅱ),在充分供氧的条件下,通过气相色谱法研究两种复合菌剂的生长条件并筛选一种对毒死蜱有较好降解效果的高效复合微生物菌剂。结果表明,当接种量菌浓度为OD560=0.906时,两种菌剂生长的最适温度均为30℃,最适pH均为7.0;当毒死蜱浓度为100mg·L-1时,培养5d后两种复合菌剂的降解效率分别为81.21%和86.57%,当温度为30℃、pH为6.0～8.0、毒死蜱浓度为20mg·L-1时,对毒死蜱的降解效率最高。本研究工作为复合菌剂的大规模生产提供了理论参数,为利用微生物进行有机磷农药土壤修复提供了理论依据。     

3种挺水植物对水体中毒死蜱去除的过程和效率分析

以水培试验为基础,比较了3种挺水植物在抑菌和不抑菌条件下对培养液中毒死蜱的降解作用。结果表明,植物处理系统中毒死蜱的去除率显著高于无植物对照,不抑菌条件下的显著高于抑菌条件下(P<0.05);不同植物处理系统,植物和微生物对毒死蜱的降解贡献差异较大。水生鸢尾、水葱和菖蒲的去除贡献分别为67.70%、62.37%和65.29%,微生物的去除贡献分别为13.56%、17.92%和13.79%,植物的贡献起主导作用。抑菌条件下植物生物量增量低于不抑菌条件下的,微生物对植物生长有促进作用。     

毒死蜱主要代谢物3,5,6-TCP在土壤、植物中的累积与转化

本研究应用盆栽试验和室内土壤培养试验,考察毒死蜱主要代谢物3,5,6-三氯-2-吡啶(简称3,5,6-TCP)在植物、土壤中的累积与转化,研究毒死蜱代谢产物累积量变过程及其影响因素。结果表明:(1)推荐剂量喷施毒死蜱的第7天和第14天,3,5,6-TCP在植物体和土壤中的累积量达到峰值,直到20d后,植物体内几乎测不出3,5,6-TCP残留,而土壤中3,5,6-TCP残留量仍较高,其降解速度较慢。(2)3,5,6-TCP在5种土壤中的累积量主要与土壤自身物理性质有关,并随着温度和施用量的增加而增加,与施肥量和湿度相关不大,5种土壤中3,5,6-TCP的残留累积量在0.14～0.21μg/g。(3)在厌氧条件下培养土壤样品,应用色谱保留时间验证3,5,6-TCP在土壤中能继续转化生成3,5,6-三氯-2甲氧基吡啶(TMP),表明毒死蜱代谢转化途径与微生物量及种类有关,使得毒死蜱的安全降解具有可行性。     

毒死蜱对锦鲫性腺的影响及其在鱼组织中的富集

采用半静态法,在测定毒死蜱对锦鲫急性毒性的基础上,分析了亚致死剂量(96 h-LC50的1/5、1/10、1/20、1/40)作用30 d,毒死蜱对锦鲫(Carassius auratus)的性腺指数(GSI)的影响,并考察了毒死蜱暴露过程和清水恢复过程中锦鲫不同组织对毒死蜱的富集作用,为评价毒死蜱环境生态风险提供依据.结果表明,毒死蜱对锦鲫的96 h-LC50为1.400 mg/L,0.280 mg/L的毒死蜱能够显著抑制雄性锦鲫性腺的发育,毒死蜱在其肌肉和肝脏中的富集量在处理后20 d左右达到累积和释放的动态平衡,组织中的富集量为肝脏>肌肉,清水恢复30 d各组织富集量顺序保持不变.     

纳米二氧化钛光催化降解毒死蜱的动力学研究

以高压汞灯为光源,研究纳米二氧化钛(TiO2)降解毒死蜱的反应动力学,考察纳米TiO2用量、毒死蜱起始质量浓度及溶液pH值对毒死蜱光催化降解速率的影响.结果表明,纳米TiO2最佳用量为50～100 mg/L,毒死蜱初始质量浓度在5～80 mg/L时,其降解反应符合一级反应动力学规律,表现为毒死蜱质量浓度越大,降解速率常...     

毒死蜱在猕猴桃上的残留动态研究

为了制定毒死蜱在猕猴桃上的安全使用标准,采用田间试验法研究了毒死蜱在猕猴桃上的残留动态,应用气相色谱分析方法,测定了毒死蜱在猕猴桃上的残留量.毒死蜱在猕猴桃中消解较快,在套袋果实中半衰期为3.16 d,安全闻隔期为19 d,在不套袋的果实上的半衰期为3.37 d,安全间隔期为18 d,属于易降解的农药(T1/2＜30 d).使用浓度为1∶1000水溶液在幼果期均匀喷施一次,28 d后,样品中检测出毒死蜱残留远低干国际上关于毒死蜱的农残限量(0.02 mg/kg).     

白蚁防治药剂在模拟房屋白蚁预防施工土壤中残留降解性动态研究

[目的]研究房屋白蚁预防药剂毒死蜱和联苯菊酯在合肥地区土壤中的降解动态。[方法]以毒死蜱和联苯菊酯为供试药剂,研究白蚁预防药剂在土壤中的残留降解性.[结果]添加浓度为50mg／kg时,毒死蜱和联苯菊酯的回收率分别为96．90％和93．25％,变异系数分剐为2．76％和4．02％、毒死蜱在土壤中的降解可以分为先快后慢2个阶段,而联苯菊酯在土壤中的降解符合一级动力学方程,、2种药剂的降解速度都较快,但联苯菊酯的降解速度比毒死蜱慢,毒死蜱的半衰期为79．68d,联苯菊酯的半衰期为94．96d。由2种药剂的降解方程计算得联苯菊酯的有效期为911d,毒死蜱的有效期为478d。[结论]该研究为白蚁防治药剂在房屋白蚁预防工程中的合理应用、安全性评价以及制定行业质量标准提供了理论依据。     

两种叶菜类蔬菜对毒死蜱的吸收转移规律

采用水培方法,研究了毒死蜱对两种叶菜类蔬菜菠菜和生菜生长的影响、在不同培养液中的降解速度以及在蔬菜中的吸收和转移规律。结果表明,低浓度毒死蜱(1.0和10.0mg·L-1)对两种供试蔬菜的生长没有明显影响,但高浓度毒死蜱(100.0mg·L-1)对两种蔬菜的生长均有一定的影响,而且生菜对毒死蜱较菠菜更为敏感。两种蔬菜均能明显促进毒死蜱在溶液中的降解,在不同溶液中的降解速度如下:菠菜-培养液>生菜-培养液>塘水>培养液。两种供试蔬菜对毒死蜱均有很强的吸收能力,而且具有相似的吸收规律。毒死蜱在菠菜根中达到最大吸收值所需的时间比生菜根所需的时间短,但在茎和叶中所需的时间两种蔬菜相同。     

毒死蜱和甲胺基阿维菌素苯甲酸盐在甘蓝及玻片上的消解动态与复合效应研究

研究毒死蜱、甲胺基阿维菌素苯甲酸盐(以下简称甲维盐)单剂以及两者的混剂在田间甘蓝中的消解动态和室内玻片上的光解情况.田间试验表明,单剂与混剂中的毒死蜱在甘蓝中的消解半衰期差异不显著,甲维盐在甘蓝中的消解半衰期差异显著.光解试验表明,甲维盐与毒死蜱的剂量比为10∶1时,甲维盐对毒死蜱的光解产生显著的促进作用,其作用效应与剂量比成正相关;毒死蜱与甲维盐剂量比为3∶1时,毒死蜱对甲维盐的光解产生显著的促进作用,剂量比为5∶1时达到饱和.结合田间试验毒死蜱与甲维盐在甘蓝中的初始剂量比为168∶1,表明过量的毒死蜱加快了甲维盐在甘蓝中的消解,而低剂量的甲维盐对毒死蜱在甘蓝中的消解影响不显著.