2022年苯氧羧酸类农药降解的分析研究进展陈波doc.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 苯氧羧酸类农药降解的讨论进展陈波 曾用作落叶剂大量使用过 , 因含有致畸物质二噁英而停用了;目前在中国使用的这类除草剂主要有 2,4- 滴和 2 甲 4 氯;常见苯氧羧酸类除草剂品种常见苯氧羧酸类除草剂通 用 名 化 学 名应 用 作 物品种2,4- 滴2,4-D 2,4- 二氯苯氧乙酸禾谷类作物、大豆、牧草、草坪、非耕地2 甲 4 氯MCPA 2- 甲基 -4- 氯基苯氧乙酸禾谷类作物、碗豆、亚麻、牧草、草坪、非耕地2,4- 滴丙酸2,4- 二氯苯氧丙酸非耕地、草坪dichlorprop 2,4- 滴丁酸 2,4-DB 2,4- 二氯苯氧丁酸
2、大豆、花生、豆科牧草2 甲 4 氯丙酸 mecoprop 2- 甲基 -4- 氯基苯氧丙酸非耕地2 甲 4 氯丁酸 MCPB 2- 甲基 -4- 氯基苯氧丁酸紫花豌豆苯氧羧酸类除草剂易被植物的根、叶吸取,通过木质部或韧皮部在植物体内上下传导,在分生组织积存;这类除草剂具有植物生长素的作用;植物吸取1 / 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 这类除草剂后,体内的生长素的浓度高于正常值,从而打破了植物体内的激素平稳,影响到植物的正常代谢, 导致敏锐杂草的一系列生理生化变化,组织反常和损耗;其挑选性主要是由于形状结构
3、、吸取运转、降解方式等差异打算的;苯氧羧酸类除草剂主要作茎叶处理剂,用在禾谷类作物、针叶树、非耕地、牧 草、草坪,防除一年生和多年生的阔叶杂草,如苋、藜、苍耳、田旋花、马齿 苋、大巢菜、波斯婆婆纳、播娘蒿等;大多数阔叶作物,特殊是棉花,对这类 除草剂很敏锐; 2,4- 滴可作土壤处理剂,在大豆播后苗前施用;2,4- 滴丁酸和2 甲 4 氯丁酸本身无除草活性,须在植物体内经b 氧化后转变成相应的乙酸后才有除草活性;豆科植物缺乏这种氧化酶,而对这两种除草剂具有耐药性;2,4- 滴在低浓度下,能促进植物生长,在生产上也被用作植物生长调剂剂;苯氧羧酸类除草剂被加工成酯、酸、盐等不同剂型;不同剂型的除草
4、活性大小 为:酯 酸盐;在盐类中 , 胺盐 铵盐钠盐 钾盐 ;剂型为低链酯时,具有较强 的挥发性;酯和酸制剂在土壤中的移动性很小,而盐制剂在沙土中就易移动,但在粘土中移动性也很小;在使用这类除草剂时,要留意禾谷类作物的不同生长期和品种对其抗性有差异;如小麦、水稻在四叶期前和拔节后对2,4- 滴敏锐,在分蘖期就抗性较强;另外,防止雾滴飘移或蒸气易对四周敏锐的作物产生药害;2 甲 4 氯对植物的 作用比较缓和 , 特殊是在反常气候条件下对作物的安全性高于 2,4- 滴,飘移药 害也比 2,4- 滴轻;1 降解除草剂的微生物大量讨论证明,自然环境中存在的多种微生物在除草剂降解方面起着重要的作用;通过
5、富集培育、分别挑选等技术已发觉的除草剂降解高效菌主要有细菌、真菌、藻类等,其中细菌由于生化上的多种适应才能和简单诱发突变菌株,从而在农药降解中占有主要位置L1j ;目前常用的降解菌种类大约有30种Ll4j ;有些降解菌可以降解多种除草剂;如假单胞菌Pseudo一研onas可以降解莠去津、西玛津、 2,4一滴等,青霉菌可以降解莠去津、西玛津、敌稗等,曲霉菌可以降解莠去津、西玛津、扑草净等,诺卡氏菌Nocardia 可以降解莠去津、 2,4一滴、茅草枯等;由此也可以看出一种除草剂可以被多种降解菌降 解;2生物降解除草剂的机理 微生物对除草剂的降解作用主要是通过其分泌酶的代谢来完成 s ,其本质 为
6、酶促反应,包括:广谱性酶的偶然性代谢,由基质结构与农药相像的酶进行 的共代谢,以及由利用农药作为能源的适应酶进行的降解代谢;微生物降解除草剂是比较复杂的生理生化过程,要在其体内进行多种反2 / 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 应,通过协同作用来完成对除草剂的降解,而且通常一种微生物不能单独完成一种除草剂的全部降解过程,每种反应均需要不同的微生物参加;目前对于各种除草剂的微生物降解反应类型主要有水解作用 酯键和酰胺键水解 、脱卤作用 取代基上的卤被氢、羧基等取代 、氧化作用 通过合成氧化酶,使分子氧进入有机分
7、子,特殊是带有芳香环的有机分子中,插入1个羟基或形成 1个环氧化物、仍原作用 主要是硝基仍原成为氨基 、甲基化 加入甲基使钝化 、去甲基 化 脱去与 N、O、S相连的烃基 、环裂解 芳香环被单氧酶羟基化等 ;3影响除草剂降解的因素 微生物在降解除草剂中常受到环境因子、除草剂的化学结构和微生物的种类、数量等因素的影响;31环境影响因子 环境因子如土壤的 pH值、温度、含水量、溶氧量及气象条件等均影响微生物对 除草剂的降解 L川;土壤 pH值可直接影响微生物群落种类及微生物数量等,从而对微生物的降解才能产生影响;2,4一滴在厌氧条件和苯的共代谢条件下,半衰期只有 17 d ;而五氯酚在有氧条件下
8、半衰期 33 d 比在厌氧条件下 半衰 期171 d 更易降解 引;Patterson 在利用试验室柱试验法讨论地下水中莠去 津的生物降解时发觉,水中含氧量增多会大大加快莠去津的生物降解速率;Nina发觉水体中,增加氧的含量可以加速苯氧乙酸和氯苯酚的降解速度;32除草剂的化学结构 化合物的结构打算了其溶解性,并因此影响其能否被微生物所摄取;除草剂化 学结构中所含的卤素、氮、氢等原子,会降低有机物的生物降解性,这类基团 的数目越多,生物降解性越差;而羟基和羧基的存在,就有利于生物降解性;除草剂的化学结构仍打算了其被微生物降解的速度;对于芳香族化合物,苯环 上取代氯的数目越多,降解越困难,并且苯环
9、上间位取代类型最难降解,如 2,4,5一涕的生物降解比 2,4一滴要难,在 20天内, 2,4,5一涕几乎未被降解,但2,4一滴降解达 90以上;33微生物自身的影响 微生物的种类、数量、代谢活性、适应性等都直接影响到其对除草剂的降 解与转化;讨论证明,不同的微生物种类或同一种类的不同菌株对同一有机底 物或有毒金属反应不同;另外,微生物具有较强的适应和被驯化的才能,新的 化合物能诱导微生物产生相应的酶系来降解它,或通过基因突变等建立新的酶 系来降解它;微生物自身的功能特性和变化是影响降解最重要的因素;4 微生物对苯氧羧酸类除草剂的降解 2,4- 滴作为苯氧羧酸类的代表品种,是应用极为广泛的一类
10、化合物,主要3 / 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 用于防治禾本科作物中的阔叶杂草;2,4- 滴在土壤中降解很快,半衰期只有16周,但是在酸性、低温条件下,会增加残留性;由于苯氧羧酸类含有苯环 结构,一般难以生物降解,假如不能快速地降解,就有可能会污染地表水和蓄 水层;目前很多国家已禁止使用2,4一滴,但由于大多数进展中国家仍在广泛使用,这类农药的污染问题并未得到缓解;为明白决该类药剂的污染问题,不少学者致力于对 2,4一滴降解菌的讨论;讨论发觉Reutropha JMP 菌含有质粒 pJp4,可以很好地降
11、解 2,4一滴;另外 pEMTlk质粒也能够很好地降解 2,4一滴; 2,4 一滴降解途径主要包括脱烷基和水解脱氯,最终产生 CO;苯氧羧酸类除草剂易被微生物降解,发生以下反应:环羟基化作用,长链 脂肪酸部分发生氧化作用,酯链断裂、脱氯和环破裂等作用;如 2,4-D在土壤 中降解形成有机酸:5 微生物的固定化技术 微生物降解作用是环境中农药分解和转化的重要途径,利用固定化微生物技术固定这些有降解作用的微生物,再用这些固定化产物处理农药或其废水的 讨论已取得一些成果,显示出良好的应用前景;如武淑文等采纳 PV A一硼酸一 纱布固定皮氏伯克霍而德氏菌 Burkhold eria pickettii
12、 在流化床反应器中4 / 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 处理不同浓度的喹啉废水,喹啉初始浓度为100、350、500 mgLttg ,喹啉完全去除所需时间分别为 25、6、1 2 h ;Ramanathan等将恶臭假单胞菌Pseudomonas spA3固定于海藻酸钠,置于瓶内,可在48 h 内将1 mmolL的甲基对硫磷降解 99;Edgehill 讨论发觉包进聚氨基甲酸酯泡沫的黄质菌 Flavobacterium 细胞,每克每天能降解 35440 mg五氯酚钠 PCP,并始终 能连续 25 d ;6
13、问题与展望 目前已发觉了很多降解除草剂的微生物,但是自然界中仍有很多降解菌未被发 现和熟悉,信任通过多种途径和方法,仍将分别和挑选出更多具有高效降解活 性的菌株,而利用微生物的固定化技术,综合治理除草剂对环境的污染,就将 显出迷人的应用前景;然而利用微生物对环境中的除草剂进行降解,仍有很多 问题需要考虑, feLON试验室挑选出的降解菌是在相当高的挑选压下分别得到,用纯培育的方式进行试验,而其使用环境中含有大量的土著微生物,生存条件 很复杂,因此其降解活性往往和试验室的差别很大;此外,从试验室得到的微 生物在向大田释放和直接应用时,其对环境的安全性及对人或其他生物是否有 害仍有待于深化细致的讨
14、论;5 / 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 中文参考文献 1 虞云龙,樊德方,陈鹤鑫农药微生物降解的讨论现状与繁衍策略 J 环 境科学进展, 1996,43:2836 2 郑金来,李君文,晃福寰常见农药降解微生物讨论进展及展望 J 环境 科学讨论, 2001,142:6264 3 虞云龙,宋风呜,正式等一株广谱性农药降解菌 Alcaligenes spJ 浙江农业高校学报, 1997,23z111115 4 张宏军,崔海兰,周志强等莠去津微生物降解的讨论进展 J 农药学学 报 20024a:11 6 5 和
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