微生物降解農(nóng)藥(編輯修改稿)
2025-05-04 03:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ；P－氧化；S－氧化；氧化性脫烷基、脫鹵、脫胺。 還原反應(yīng) 還原反應(yīng)包括硝基還原、還原性脫鹵、醌類還原等?！ ∷夥磻?yīng) 一些酯、酰胺和硫酸酯類農(nóng)藥都有可以被微生物水解的酯鍵，如對(duì)硫磷、苯胺類除草劑等?！ 】s合和共軛形成 縮合包括將有毒分子或一部分與另一有機(jī)化合物相結(jié)合，從而使農(nóng)藥或其衍生物物失去活性。 應(yīng)該指出，在微生物降解農(nóng)藥時(shí)，其體內(nèi)并不只是進(jìn)行單一的反應(yīng)，多數(shù)情況下是多個(gè)反應(yīng)協(xié)同作用來完成對(duì)農(nóng)藥的降解過程，如好氧條件下鹵代芳烴的生物降解，其鹵素取代基的去除主要通過兩個(gè)途徑發(fā)生：在降解初期通過還原、水解或氧化去除鹵素；生產(chǎn)芳香結(jié)構(gòu)產(chǎn)物后通過自發(fā)水解脫鹵或β－消去鹵化烴[6]?！ ?影響微生物降解農(nóng)藥的因素 微生物自身的影響 微生物的種類、代謝活性、適應(yīng)性等都直接影響到對(duì)農(nóng)藥的降解與轉(zhuǎn)化[21,22]。很多試驗(yàn)都已經(jīng)證明，不同的微生物種類或同一種類的不同菌株對(duì)同一有機(jī)底物或有毒金屬的反應(yīng)都不同[5，17，23，24]。另外，微生物具有較強(qiáng)的適應(yīng)和被馴化的能力，通過一定的適應(yīng)過程，新的化合物能誘導(dǎo)微生物產(chǎn)生相應(yīng)的酶系來降解它，或通過基因突變等建立新的酶系來降解它[10]。微生物降解本身的功能特性和變化也是最重要的因素?！ ∞r(nóng)藥結(jié)構(gòu)的影響 農(nóng)藥化合物的分子量、空間結(jié)構(gòu)、取代基的種類及數(shù)量等都影響到微生物對(duì)其降解的難易程度[25～28]。一般情況下，高分子化合物比低分子量化合物難降解，聚合物、復(fù)合物更能抗生物降解[10]；空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的比結(jié)構(gòu)復(fù)雜的容易降解[24]。陳亞麗等 [22]在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，凡是苯環(huán)上有－OH或－NH2的化合物都比較容易被假單胞菌WBC3所降解，這與苯環(huán)的降解通常先羥化再開環(huán)的原理一致。Potter等 [29]在小規(guī)模堆肥條件下研究了多環(huán)芳烴的降解后指出，2－4環(huán)的芳烴比5－6環(huán)的芳烴容易降解?！ ∽匀唤缰械奈⑸锿ǔ？梢越到馓烊划a(chǎn)生的有機(jī)化合物，如木質(zhì)素、纖維素物質(zhì)等，從而促進(jìn)地球的物質(zhì)循環(huán)和平衡。但目前的環(huán)境污染物大多是人工合成的自然界中本身不存在的生物異源有機(jī)物質(zhì)，其中一些是對(duì)人類具有致畸、致突變和致癌作用，往往對(duì)微生物的降解表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗性，其原因可能是這些化合物進(jìn)入自然界的時(shí)間比較短，單一的微生物還未進(jìn)化出降解此類化合物的代謝機(jī)制。盡管某些危險(xiǎn)性化合物在自然界中可能會(huì)經(jīng)自然形成的微生物群體的協(xié)同作用而緩慢降解，但這對(duì)微生物世界來說仍然是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。微生物通過改變自身的信息獲得降解某一化合物的能力的過程是緩慢的，與目前大量使用的人工合成的生物異源物質(zhì)相比，依靠微生物的自然進(jìn)化過程顯然不能滿足要求，因此長(zhǎng)期以往將會(huì)造成整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的失衡[6]。因此，研究一些可以使微生物群體在較短的時(shí)間內(nèi)獲得最大降解生物異源物質(zhì)能力的方法非常重要和迫切?！ …h(huán)境因素的影響 環(huán)境因素包括溫度、酸堿度、營養(yǎng)、氧、底物濃度、表面活性劑等[10，30～33]。劉志培等 [34]研究了甲單脒降解菌的分離篩選；程國鋒等 [23]研究了微生物降解蔬菜殘留農(nóng)藥；鈔亞鵬等 [15]研究了甲基營養(yǎng)菌WB1甲胺磷降解酶的產(chǎn)生和部分純化及性質(zhì)。他們所研究的微生物或其產(chǎn)生的酶系都有一個(gè)適宜的降解農(nóng)藥的溫度、pH及底物濃度，這與Thomas 等 [31]、Donna Chaw 等[26]的研究結(jié)果一致。莫測(cè)輝等 [24]指出，堆肥中微生物降解多環(huán)芳烴的活性與氧的濃度和水分含量密切相關(guān)，當(dāng)堆肥中氧的含量小于18%、水分含量大于75%時(shí)，堆肥就從好氧條件轉(zhuǎn)化為厭氧條件，進(jìn)而影響多環(huán)芳烴的降解效果。Hundt 等 [30]調(diào)查了biaryl化合物在土壤中和堆肥中被細(xì)菌Ralstonia和Pickettii的降解和礦化情況。在土壤水分適宜的條件下，非離子型表面活性劑吐溫80可增強(qiáng)微生物對(duì)biaryl類化合物的利用率，如聯(lián)苯、4－氯聯(lián)苯。Kastner等 [35]認(rèn)為，在堆肥與被多環(huán)芳烴污染的土壤混合的情況下，堆肥中有機(jī)基質(zhì)含量對(duì)于農(nóng)藥降解的作用要大于堆肥中生物的含量對(duì)于農(nóng)藥降解的作用；營養(yǎng)對(duì)于以共代謝作用降解農(nóng)藥的微生物更加重要，因?yàn)槲⑸镌谝怨泊x的方式降解農(nóng)藥時(shí)，并不產(chǎn)生能量，須其他的碳源和能源物質(zhì)補(bǔ)充能量[12]。對(duì)于好氧微生物來說，在好氧條件下可以降解農(nóng)藥，而在厭氧條件下降解效果不好；而對(duì)于厭氧微生物來說，情況可能正相反。也有研究指出在好氧條件下，有的厭氧細(xì)菌也可以代謝一些化合物[6]。 農(nóng)藥微生物降解的新技術(shù)和新方法 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用
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