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摘要：目前我国经济发展十分快速，随着人们生活水平的提高，我国农业也在普遍发展。中国是农业大国，有机磷农药的大量使用有效地控制了农作物中杂草和害虫的生长，但同时也造成了严重的环境污染，农药污染问题异常突出。农药作为农业生产的重要投入物质，对农业发展和人类粮食供给做出了巨大贡献。可见化学农药既是农业的保护神，又是危及人类健康和破坏人类生存环境的瘟神。随着农业的可持续发展和人民生活水平的不断提高，农药污染和食品安全问题日趋成为人们关注的焦点，现在国家己经出台有关措施限制了甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷、久效磷、磷胺等五种高毒有机磷农药的生产与销售，然而，由于有机磷农药的长期超量使用，再加上农民对国家政策缺乏了解而仍在继续大量使用，致使目前有机磷农药的污染成为农业生产环境中最严重的污染源之一。因此，有机磷农药残留污染的治理己成为环境污染治理工作的重中之重。
关键词：微生物降解农药；影响因素；应用前景
1微生物降解农药的机理
微生物降解农药的机理主要分为2类，一种是微生物直接作用于农药，然后发生酶促反应，进而降解农药，大多数微生物降解农药都是通过这种机理实现的；另一种是微生物通过改变周围环境而间接影响农药，常见的主要有矿化作用、累积作用、共代谢作用。微生物通过酶促反应降解农药的方式主要有脱氢、还原、水解、氧化等反应类型。其降解过程分为3个步骤：首先，农药吸附于微生物的表面，这导致降解初期发生迟缓的现象；然后，农药通过细胞膜进入微生物细胞内，这是降解过程的一个关键步骤；最后，农药与降解酶在细胞膜内结合发生酶促反应，进而完成对农药的降解。农药与降解酶以及微生物内的其它酶共同作用，发生一系列的生化反应，最终将农药降解为分子量小、毒性低的小分子化合物。降解酶对农药的降解效率要高于微生物本身，其原因是降解酶的抗逆性较强，它比微生物更能忍受异常的环境条件。因此，对降解酶的制剂化技术和固定化技术研究是当前研究的重点方向，以及研究其在土壤中的应用技术。
2有机磷农药的性质及应用
2.1有机磷农药的种类和毒性
目前世界上有机磷农药的品种已有数百种，常用的有100种左右，产量约70余万吨，占农药总量的1/3；我国的有机磷农药也有200余种，常用的有30余种，产量则占全国农药总量的一半以上。有机磷农药按结构可分为磷酸醋、麟酸醋和磷酞胺及其相应的硫代衍生物。有些学者如彭勋等在有机磷农药毒性预测研究中根据有机磷取代基的不同，将有机磷农药分为三类：二甲氧取代基类、二乙基取代基类和非甲乙氧取代基。有机磷农药是有毒农药中最普通的种类，曾因其在环境中易降解、残留时间短、对地下水污染贡献小、对动植物体内酶的活性抑制小、易受到酶的作用而水解等特性，一直被认为是一种污染较小的农药，但通过大量对有机磷农药的毒性研究发现，有机磷农药具有烷基化作用，进入人体后与体内的胆碱醋酶结合，形成较稳定的磷酞化胆碱酷酶，使胆碱酷酶失去活性，丧失对乙酞胆碱的分解能力，以致乙酞胆碱在体内大量蓄积，从而出现与胆碱能神经机能亢进相似的一系列中毒症状，甚至引起死亡。
2.2有机磷农药的生产和使用现状
有机磷农药以其品种多、防治对象多、药效高、应用范围广、作用方式多、药害轻、在环境中降解快、残毒低等特点在杀虫剂中占据了相当重要的地位，至今仍是农药中的主要类别。近年来，虽然开发了不少超高效的新农药，但由于价格及使用习惯等各种因素，新产品还远远不能取代有机磷农药，有人认为，在今后几十年内，有机磷农药仍会有相当的市场。有机磷农药主要用于杀虫剂，尤其是在我国的杀虫剂中，有机磷农药更是占有举足轻重的地位。世界有机磷类杀虫剂产量占整个杀虫剂产量的1/3以上，年销售额在30亿美元以上，居各类农药之首。而我国的有机磷杀虫剂产量则占整个杀虫剂总量的70%以上，如再加上有机磷除草剂(如草甘磷、草胺磷等)，则更为引人注目。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于有机磷农药的不合理使用，有机磷农药在为人类社会带来巨大经济效益的同时，也带来了负面影响，即造成土壤、水体污染，粮食、蔬菜、水果中农药残留超标，破坏生态平衡、危及人畜安全等各种社会问题。据文献报导，我国每年因有机磷农药中毒的人数己占世界同类中毒伤亡事故的50%，由此表明，如何降低农产品中有机磷农药的残留和解决农田生态系统中有机磷农药污染问题，己成为急需解决的问题。
3有机磷农药对环境的影响
3.1微生物本身因素
农药污染的降解与转化因微生物的种类、适应性以及代谢活性等因素直接相关，另外，不同种类的微生物或者同一种类的不同菌株对同一种农药的反应都不相同。
3.2对土壤的污染
土壤是农药在环境中的“贮藏库”与“集散地”，施入农田的农药大部分残留于土壤环境介质中，经有关研究表明施用有机磷农药后，仅有1%-2%的农药作用于防治对象本体，有10%-20%附着在作物本体上，其他80%-90%的有机磷农药主要散落在农作物的周边环境，如农田、土壤或漂浮于大气，其中对土壤的污染最为严重。土壤中的有机磷农药主要来源于农业生产过程中防治农田病、虫、草害直接向土壤施用的农药；农药生产和加工企业废气排放以及农业上采用喷雾时，粗雾粒或大粉粒尘降到土壤上；农药生产和加工过程中的废液、废渣排放以及运输过程中的事故泄漏等；被污染植物残体分解以及随灌溉水或降水带入到土壤中。我国受农药污染的耕地约1600万公顷，有机磷农药是造成土壤污染的主要种类，污染状况非常严重，耕地环境质量不断下降。
4有机磷农药微生物降解的研究进展
4.1有机磷农药降解菌
(l)从受污染的土壤、水体底泥、污水处理厂出口的污泥等受污染的环境介质中进行筛选、驯化、富集和分离。如从农药厂附近长期受农药污染的土壤中分离出一株甲基对硫磷降解菌HS-MP12，24h内对500mg/L和200mg/L的甲基对硫磷降解率分别为86.6%和95.7%。从农药厂废水处理池的污泥中分离到一株久效磷高效降解菌株M-1，24h对100mg/L的久效磷降解率为92.47%。(2)定向培育优良菌种近年来也备受关注，其方法是在土壤中通过人为多次施药，培育可降解该农药的微生物，当再次施药时，经降解速率的测定，如发现农药在该土壤中的降解速度快于未施药土壤，则可确定降解该农药的微生物种群己培育起来，尔后可从中分离出高效降解菌株，如通过向土壤中施加蔡丙酸草胺诱发该农药降解菌的产生并分离。(3)在上述两种方法的基础上利用化学诱变剂或其他诱变方法获得新的降解菌。
4.2开发及应用生物降解菌剂或酶制剂
继续深入研究降解菌株的相关降解酶性质和作用机理，阐明对应降解基因的表达调控机制；利用基因工程技术，采用密码子优化和分子伴侣共表达策略等实现降解酶的异源大量表达，获得高效甲氧基丙烯酸酯类农药生物降解菌剂或高产量酶制剂投入实际生产实践中，达到消除环境中农药残留的目的。
结语
农药的微生物降解研究越来越多，比如降解菌的固定化技术，基因工程技术发现与合成高效降解酶，构建出复合菌体系这些方向。对土壤中微生物修复的研究较少，因此，进行有机磷农药污染土壤的微生物修复研究，对保护土地资源和促进农业的可持续发展具有非常重要的现实意义。
参考文献:
[1]韩贞禄，杨丽丽．农村农药使用现状的调查[J]．农药科学与管理，2007，28(10)：55-57．
[2]尤民生，刘新．农药污染的生物降解与生物修复[J]．生态学杂志，2004，23(1)：73-77．
论文作者:吉立广
论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/16
标签：农药论文; 有机磷论文; 微生物论文; 土壤论文; 杀虫剂论文; 对硫磷论文; 胆碱论文; 《防护工程》2017年第31期论文;