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農(nóng)藥及其它危險(xiǎn)性-展示頁

2025-01-07 03:12本頁面
  

【正文】 用農(nóng)藥的半衰期表示,也可以用消失 75%~100% 的時(shí)間表示。l 選擇防治效果佳、持留時(shí)間短的農(nóng)藥,既可以有效防治病蟲害,又不致污染環(huán)境。l 作用巨大,風(fēng)險(xiǎn)猶存。第二節(jié) 農(nóng)藥污染與微生物的作用l 第二次世界大戰(zhàn)后,化學(xué)農(nóng)藥得到迅速發(fā)展,至 1981年,全世界的農(nóng)藥制劑已達(dá)10000種以上,歸屬于 600多種化合物。l 一類降解除草劑 Fermon(N,N二甲基 N苯基脲 )的微生物群落,包括 3種 Corynforms菌、 1種假單孢菌和一種產(chǎn)堿菌 (Alicaligenes sp.),它們均能夠單獨(dú)降解 Fermon。l 共酶現(xiàn)象是指一些污染物(非生長(zhǎng)底物)不能作為微生物生長(zhǎng)的唯一碳源,而只能在生長(zhǎng)底物被利用時(shí),通過微生物產(chǎn)生的酶,將該污染物轉(zhuǎn)化為不完全的氧化物。Arthrobacter sp.u殺蟲劑二嗪噥的降解二嗪噥Streptomyces sp. Arthrobacter sp. Streptomyces sp.被降解5. 共代謝( cometabolism)l 共代謝是指生長(zhǎng)底物和非生長(zhǎng)底物共酶的現(xiàn)象。二、微生物群落的生物降解功能二、微生物群落的生物降解功能1. 提供特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 主要是生長(zhǎng)因子類物質(zhì): Stirling等人( 1976)從環(huán)己烷上富集分離得到的微生物群落:假單孢菌屬 (Pseudomonas)諾卡氏菌屬 (Nocadia sp.)產(chǎn)生出生長(zhǎng)素Nocadia 用甲烷生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白CH3CH2OH抑制 CH4SCP假單孢菌生絲微菌3CH2OH該群落中的其他菌為:黃桿菌、不動(dòng)小桿菌3. 改善單個(gè)微生物的基本生長(zhǎng)參數(shù)l 微生物之間構(gòu)成了類似食物鏈的關(guān)系 如降解黑苔酚的 3種細(xì)菌之間的情況黑苔酚假單孢菌中間代謝產(chǎn)物擴(kuò)展短桿菌、短小桿菌其他代謝物l 單個(gè)微生物對(duì)某種物質(zhì)無降解能力,但混合后則能夠降解該物質(zhì)。l 通常,任何有毒物質(zhì)在混合培養(yǎng)條件下的通常,任何有毒物質(zhì)在混合培養(yǎng)條件下的速率均快于單個(gè)菌群的降解速率速率均快于單個(gè)菌群的降解速率 為什么要研究單個(gè)的、純化了的微生物為什么要研究單個(gè)的、純化了的微生物菌株,并研究其特點(diǎn)?菌株,并研究其特點(diǎn)?1. 微生物本身的特性必須清楚:生理生化、微生物本身的特性必須清楚:生理生化、遺傳、降解能力;遺傳、降解能力;2. 降解機(jī)制、代謝過程。l 理論上,微生物具有降解自然界產(chǎn)生的有機(jī)化合物的代謝機(jī)制,但是由于:l 新合成的化合物結(jié)構(gòu)新穎;l 微生物對(duì)這些化合物無降解機(jī)制 因此,新的化合物往往對(duì)微生物的降解表現(xiàn)出抗逆性。 多數(shù)對(duì)生物具有毒害作用。第六章 農(nóng)藥及其它危險(xiǎn)性化合物的微生物降解第一節(jié) 微生物降解理論基礎(chǔ)一、概述?人工合成的化學(xué)物質(zhì)越來越多 “CAB”登記的化學(xué)物質(zhì)已經(jīng)達(dá)到 600多萬種216。 每周以 6000種的速度增加;216。l 由于這些化學(xué)物質(zhì)對(duì)人有致畸、致突變和致癌作用,故稱為危險(xiǎn)性化合物(hazardous chemicals)。l 環(huán)境微生物學(xué)工作者的任務(wù)l 從特定環(huán)境中分離純化得到某些具有特定降解能力的微生物純培養(yǎng);l 馴化出降解某些污染物的微生物菌株,使其降解能力更強(qiáng)大;l 通過基因工程手段來改造微生物以使其具有特定的降解能力。降解機(jī)制、代謝過程。u除草劑茅草枯的降解 混合菌株的降解率比單個(gè)菌株的降解率高 20% 。生長(zhǎng)底物是能被微生物用作為唯一碳源的物質(zhì)。l 兩種緊密結(jié)合的產(chǎn)甲烷菌群落(methanobacillus omelianski):CH3CH2OH CH3COOH + H2產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌CO2 + H2 CH4產(chǎn)產(chǎn) 甲甲 烷烷 菌菌7. 提供一種以上初級(jí)底物利用者l 有一種以上初始利用者存在,每個(gè)初始利用者都能完全代謝底物?;旌吓囵B(yǎng)菌株的降解能力大大高于單個(gè)菌株的純培養(yǎng)。l 統(tǒng)計(jì)顯示,我國(guó)農(nóng)藥的使用量已達(dá) 50~60萬 t/a。一、農(nóng)藥的使用及對(duì)土壤的污染一、農(nóng)藥的使用及對(duì)土壤的污染二、農(nóng)藥在土壤中的持留性二、農(nóng)藥在土壤中的持留性l 持留時(shí)間長(zhǎng),控制病蟲害和雜草的效果則愈好;但對(duì)土壤和環(huán)境的污染也越嚴(yán)重。u化學(xué)農(nóng)藥在土壤中的持留性化學(xué)農(nóng)藥在土壤中的持留性1. 取決于農(nóng)藥的化學(xué)特性:容易分解的農(nóng)藥,在土壤中的持留時(shí)間短;性質(zhì)穩(wěn)定的則持留時(shí)間長(zhǎng)。表 311 部分l 有機(jī)氯殺蟲劑持留的時(shí)間長(zhǎng),有機(jī)磷殺蟲劑持留的時(shí)間短。l 氯代烴類農(nóng)藥的半衰期一般為 2~5年,是危害環(huán)境的主要類型之一,我國(guó)已經(jīng)停止生產(chǎn)。l農(nóng)藥的持留性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)農(nóng)藥的持留性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)l 一般來說,具有易失去電子的取代基 (如 OH、 COOH, NH2)的芳香族化合物要比具有易獲得電子的取代基 (如 NO SO3H、鹵代基 )的芳香族化合物更易于氧化代謝。 三、農(nóng)藥對(duì)土壤微生物的影響l 與農(nóng)藥本身的特性有關(guān);l 受土壤 — 氣候條件,農(nóng)作物種類,土壤耕作,施肥技術(shù)、采樣的方法和時(shí)間,微生物分析和化學(xué)分析等因子的影響 。 l 酚類除草劑 (五氯酚鈉、二硝基磷甲酚 )對(duì)土壤真菌、硝化細(xì)菌和好氧纖維分解菌有抑制作用,對(duì)其它腐生細(xì)菌沒有明顯影響。 l 安全系數(shù) (SC): 能使某類微生物數(shù)量下降 50%的化學(xué)農(nóng)藥的濃度 (LC50)和實(shí)際使用濃度( mg/kg土)之比。系數(shù)小于 1時(shí),對(duì)各類土壤微生物都有抑制作用。 脫烴作用 發(fā)生在某些有烴基連接在氮、氧或硫原子上的農(nóng)藥 (如三氯苯類和甲胺類 )。 酰胺及酯的水解 許多農(nóng)藥是無機(jī)酸類的脂,如磷酸酯類殺蟲劑 (對(duì)硫磷,馬拉硫磷 ),或是酰胺類,如苯胺類除草劑。 氧化作用 微生物通過氧化酶的作用,使分子氧進(jìn)入有機(jī)分子或進(jìn)入帶有芳香環(huán)的有機(jī)分子。 還原作用NO2 NH2對(duì)硫磷 氨基對(duì)硫磷M還原醌類 酚類M還原M還原生成 硫醇環(huán)裂解 芳香環(huán)在微生物產(chǎn)生的雙加氧酶的作用下,使環(huán)裂開。 去毒作用 經(jīng)微生物作用后變有毒為無毒。 五、微生物轉(zhuǎn)化農(nóng)藥的方式五、微生物轉(zhuǎn)化農(nóng)藥的方式 2.活化作用 經(jīng)微生物作用后變無毒為有毒或使有毒物質(zhì)毒性加劇。2,4DB(2,4二氯苯氧丁酸 ) (無毒 )2,4 D (一種除草劑)微生物結(jié)合 通過復(fù)合或加成作用,使微生物的代謝產(chǎn)物與農(nóng)藥結(jié)合,形成更復(fù)雜的物質(zhì),如氨基酸、有機(jī)酸、甲基或其它基團(tuán)加在作用底物上。 改變毒性譜 一類具有生態(tài)意義的轉(zhuǎn)化作用,它能將對(duì)某一類生物有毒的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成影響另一類生物的產(chǎn)物。u14個(gè)脫氯作用最活躍的細(xì)菌:假單孢菌 6個(gè)種,黃單孢菌、歐文氏菌各 4個(gè)種;u其它細(xì)菌:芽孢桿菌 3個(gè)種,無色桿菌、產(chǎn)氣氣桿菌 (Aerobacteraerogenes)、根癌土壤桿菌(Agrobacterinm tumefaciens)、巴斯德梭菌 (Clostridium pasterianum)和密西根棒桿
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