降解有機(jī)磷農(nóng)藥微生物的篩選及降解條件研究.pdf

1、農(nóng)藥使用一方面可以保證農(nóng)業(yè)的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)，另一方面對(duì)土壤、大氣和水環(huán)境帶來不同程度的影響。一些有機(jī)磷農(nóng)藥毒性強(qiáng)、降解慢、作用時(shí)間長(zhǎng)，可在土壤中長(zhǎng)期存在，造成農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標(biāo)，再通過食物鏈危害人體健康。因此，研究有機(jī)磷農(nóng)藥的降解具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。常規(guī)的化學(xué)降解法利用強(qiáng)堿水解，但效率低，很多水解產(chǎn)物也是環(huán)境的污染物。微生物具有種類多、變異快和易于操縱的特點(diǎn)，是生物修復(fù)的重要資源。一些研究表明：利用微生物及其產(chǎn)生的降解酶處理環(huán)境中的有

2、機(jī)磷農(nóng)藥是行之有效的，并已顯示出良好的應(yīng)用前景。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)與自然環(huán)境中微生物對(duì)農(nóng)藥的降解能力存在較大差異，如何充分發(fā)揮微生物的作用，是一個(gè)值得深入研究的問題。 為減輕有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)生物和環(huán)境的危害，減少不必要的損失，有機(jī)磷農(nóng)藥降解方法的研究日益緊迫。對(duì)此，各國的研究人員做了大量的研究工作，開發(fā)出生物法、活性炭吸附法、堿解法、濕式氧化法和光催化降解法等一系列降解有機(jī)磷農(nóng)藥的有效方法。我國多采用生物降解法，其中生物降解菌種的篩選與純

3、化尤為重要。因此，迫切需要尋找對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥降解效果好的優(yōu)勢(shì)菌種，詳細(xì)研究微生物生長(zhǎng)的最佳條件和有機(jī)磷農(nóng)藥降解的最佳條件．這正是本研究需要解決的問題。 本研究采用氣相色譜法測(cè)定有機(jī)磷農(nóng)藥的含量，分光光度法考察微生物的生長(zhǎng)情況。樂果、氧樂果和甲胺磷的保留時(shí)間分別為8 min、4 min和2.5 min，采用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析。 為了獲得有效降解有機(jī)磷農(nóng)藥的微生物，以農(nóng)藥廠污水處理池中的活性污泥為菌源，通過馴化、篩選，分離

4、得到14株可有效降解有機(jī)磷農(nóng)藥的優(yōu)勢(shì)菌種，觀察了菌株的培養(yǎng)特征及個(gè)體形態(tài)，根據(jù)《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》初步鑒定為：13株為假單胞菌屬(Pesudomonas)，一株不動(dòng)菌屬(Acinetobacter)。其中，假單胞菌屬對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥有很好的降解效果。 菌種L1、M1、N1分別對(duì)樂果、氧樂果和甲胺磷具有良好的降解效果，7 h后降解率分別達(dá)到46.99％、46.71％和45.45％，且菌株對(duì)低濃度有機(jī)磷農(nóng)藥的降解效果普遍較好。隨著

5、有機(jī)磷農(nóng)藥濃度的增加，菌株對(duì)其降解率逐漸下降，但去除絕對(duì)量有所提高，這可能與高濃度的有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)菌株有一定的毒性作用和處理時(shí)間較短有關(guān)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于施藥給土壤中帶來的殘留農(nóng)藥量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于本研究中有機(jī)磷農(nóng)藥的使用量，若使用該菌種處理殘留在土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥，有望取得較好的降解效果。因此實(shí)驗(yàn)中選擇L1、M1、N1為研究菌株，進(jìn)一步研究它們的生長(zhǎng)條件和對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的降解條件。通過正交實(shí)驗(yàn)，研究了菌株L1、M1、N1的生長(zhǎng)條件(溫度、pH值

6、和NaCl溶液濃度)。結(jié)果表明，溫度對(duì)菌株生長(zhǎng)的影響很大，菌株在30-40℃生長(zhǎng)較好，在20℃時(shí)生長(zhǎng)較慢，溫度過低會(huì)抑制菌株的生長(zhǎng)，說明溫度在菌株的生長(zhǎng)過程中起著非常重要的作用。初始pH值對(duì)菌株生長(zhǎng)也有非常顯著的影響，菌株在中性和堿性條件下生長(zhǎng)較好(pH≥7)，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膒H值在菌株生長(zhǎng)過程中非常重要；NaCl溶液濃度的影響非常接近，影響不大；各因素之間的交互作用不明顯。在溫度為30-40℃，pH值為7左右，NaCl溶液濃度為0.5 g

7、/L的條件下，菌株的生長(zhǎng)狀況較好。 在菌株降解有機(jī)磷農(nóng)藥條件的研究中發(fā)現(xiàn)，在有機(jī)磷農(nóng)藥濃度為125 mg/L-1000 mg/L，溫度為25.30℃，pH為7-9，降解時(shí)間為3 d時(shí)，菌株對(duì)農(nóng)藥的降解效果較好。各因素的交叉效果較小，控制降解條件可以大大提高有機(jī)磷農(nóng)藥的降解率。菌株對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的耐受濃度可達(dá)2500 mg/L，菌株可降解有機(jī)磷農(nóng)藥的最適濃度為1000 mg/L，大于有機(jī)磷農(nóng)藥使用說明書的最高用量為800 mg/L