微生物降解阿特拉津的研究进展-化工

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1、微生物降解阿特拉津的研究进展-化工微生物降解阿特拉津的研究进展骆红月　尹锐　高楠（沈阳化工大学，辽宁沈阳110142）【摘要】随着阿特拉津在我国大范围的应用，随之而来的环境污染也日趋严重，已经严重影响到我国粮食生产和农业经济的发展。本文综述了阿特拉津的危害，降解阿特拉津的微生物类群，及其降解特性、降解途径，展望了阿特拉津的生物降解趋势。关键词阿特拉津；生物降解；微生物；降解特性1　阿特拉津的应用情况及危害阿特拉津又名莠去津，化学名称：2-氯-4-二乙胺基-6-异丙胺基-1，3，5-三嗪，它的除草性质是1957年由瑞士的H.盖辛和E.克努斯利发现的，1958年由瑞士的嘉基公司开发生

2、产，由于其成本低、效果好，迅速发展成世界产量最大的除草剂，是目前应用最广泛的除草剂之一。阿特拉津适用于多种一年生禾本科和阔叶杂草、玉米、高粱、甘蔗等旱田作物防除马唐、稗草、狗尾草、十字花科、豆科杂草，尤其对玉米有较好的选择性，对某些多年生杂草也有一定抑制作用。与此同时它所带来的污染也是十分明显的，作为一种高效的除草剂，它具有一定的生物毒性，在水中浓度达到一定程度能抑制多种藻类植物的光合作用和生长，对人畜低毒，通过皮肤，口鼻及其他的裸漏部位进入血液循环系统，严重的引起呕吐、腹泻、腹胀等中毒反应，对人的肝、肾、肺、心脏以及血管系统产生危害和再生困难，甚至具有潜在的致癌性[1]。我国作

3、为一个农业大国，农药的生产和使用量均据世界前列，我国于70年代开始生产，1996年全年的使用量达到1800t~2000t，以每年平均20%的的速度递增，据研究表明有20%至70%的阿特拉津会长期残留在土壤中，然而阿特拉津的结构稳定、易溶于水、难降解、微生物对其的矿化作用也十分缓慢，在不同的土壤环境中其降解中期也不同，半衰期为8-52周，土壤长时间的留有阿特拉津对于土壤的质量影响十分严重，以牺牲土地质量而获得高效的农业生产，越来越受到环境保护者和环境科学工作者的关注，修复污染土壤问题已经迫在眉睫。2　降解阿特拉津的微生物种类由于阿特拉津结构稳定，水溶性强，极其容易吸附到土壤的固相上

4、，其具有的均三氮苯环结构能抵御大多数微生物的降解，但微生物的种类基数大，容易异变，适应能力突出，科学工作者们已经分离鉴定出了许多种微生物，大致分为细菌、真菌、藻类、放线菌等，其中以细菌的研究最为深入和广泛。2.1　细菌通过科学工作者的寻找，能高效降解阿特拉津的细菌主要包括；红球菌和假单胞菌。红球菌广泛存在于土壤中，且需要氧的存在才能降解阿特拉津，但是它也能降解许多有机污染物，如烃类、卤代烃、卤代芳香烃类化合物，而且加入一种易降解基质并不一致切常常能加速其讲解难降解物质；假单胞菌对阿特特拉津矿化的已发现的主要微生物[4-5]。2.2　真菌能够降解阿特拉津的真菌有：烟曲霉、焦曲霉、绿

5、色木霉、黄丙曲霉、黄体青霉、粉红镰孢、红垂蘑菇、尖镰孢、斜卧青霉、串珠镰孢、匍枝跟霉、微紫青霉、等。在分解阿特拉津的过程中真菌可以吸收大量的阿特拉津到细胞组织中且氮和阿特拉津的浓度均影响阿特拉津的同化量[1,12]。2.3　藻类据近些年的研究表明藻类不仅能富集农药，而且能将农药降解为无毒无害的化合物或以农药为磷源、氮源。但是藻类对阿特拉津的降解存在局限，只有当阿特拉津在非毒性浓度下才能降解阿特拉津否则会对藻类产生毒害。3　微生物对阿特拉津的降解途径3.1　脱烷基降解阿特拉津的微生物都可以产生脱乙基阿特拉津和异丙基阿特拉津。在阿特拉津不饱和土壤中，以及侧脸的降解要比异丙基侧脸的降解

6、速度会几倍，而二者的继续降解速度很慢。这就是不饱和区中脱乙基阿特拉津持留性高切频繁发生的原因，例如，红球菌在降大量的实验实验研究表明微生物对阿特拉津的降解途径主要分为三种：脱烷基、水解、开环[13,20]。解阿特拉津后不能进一步分解脱乙基阿特拉津和异丙基阿特拉津这两种产物。3.2　水解羟基阿特拉津一般有化学水解得到，但由于阿特拉津的两个烷基的存在，是的微生物脱氯较为困难,也有微生物能够降解得到羟基阿特拉津。1995年Mandelbaum等从阿特拉津污染的土壤中分唯为一氮源的细菌假单细胞ADP[14,16-18]，后来的大量实验表明此细胞可以产生三种水解酶：AtrA、AtrB、At

7、rC可以催化水解阿特拉津的脱氯反应以及产生的羟基阿特拉津[7,9]。3.3　开环与脱烷基降解支链相比，阿特拉津开环更难。在阿特拉津开环讲解过程中，氧作为电子受体的存在非常重要，与厌氧条件相比，好氧条件下，阿特拉津的开环降解速度要快100多倍，因此在深层土壤中，氧气的缺乏会成为阿特拉津降解的阻碍。目前能使阿特拉津开环降解的菌株多为假单孢细菌红球菌较少。4　微生物对阿特拉津污染土壤的作用方式微生物对土壤污染修复的实现主要通过两条途径，一是利用土著降解性微生物进行修复，即依靠改善外界环