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有机氯农药在蔬菜土壤中的残留及啶虫脒降解菌的筛选

张慧  
【摘要】: 有机氯农药是最为典型的持久性有机污染物,斯德哥尔摩公约(POPs公约)优先控制的12种持久性有机污染物全部为有机氯化合物。我国是世界上OCPs生产和使用大国,湖南省是种植历史悠久的蔬菜生产大省。本文选择湖南东部七个地区的蔬菜土壤作为研究对象,对土壤中有机氯农药残留水平和分布特征进行分析,初步揭示土壤的环境质量和污染特点。论文取得以下重要的研究结果: (1)湖南东部蔬菜土壤中检出有机氯农药11种,它们的平均含量依次为:∑DDTs∑HCHs环氧七氯γ-氯丹狄氏剂艾氏剂,OCPs浓度范围为29.19~77.46μg/kg。 (2)土壤环境中OCPs的主要形态是HCHs和DDTs。它们的残留量范围分别为0.15~16.80μg/kg和6.05~57.91μg/kg,远低于我国的《食用农产品产地环境质量评价标准》(HJ332-2006)中DDTs和HCHs的指标限值;但还有一些采样点HCHs和DDTs高于荷兰的土壤修复目标值。 (3)DDTs及其代谢物的残留明显比HCHs的同系物高。与国内外其他地区蔬菜等农田土壤中的有机氯农药含量相比较,湖南东部蔬菜土壤中HCHs、DDTs含量较低。 (4)绝大部分地区土壤中α-HCH/γ-HCH比值大于1,DDT/(DDE+DDD)比值小于1,表明HCHs和DDTs主要来自于早期的使用,但岳阳和衡阳地区近期可能有新的DDTs农药输入。 (5)艾氏剂、狄氏剂、γ-氯丹和环氧七氯也有不同程度的检出,它们主要来自于早期使用的残留。 (6)初步分析湖南省东部蔬菜土壤中HCH对土壤生物的风险很低,而从食物链角度所做的风险评价则表明该地区土壤中的DDT具有一定的风险。 由于农药残留而引起的土壤污染已经成为严重的环境问题,利用微生物降解农药残留是目前研究的热点。本研究应用微生物富集驯化方法,筛选分离到两株啶虫脒降解细菌,分别命名为AC2和AC3,对它们进行初步的鉴定。采用单因素多水平试验确定菌体的最适生长条件,同时研究不同环境条件下菌体的降解效率。研究结果包括: (1)通过形态观察、生理生化特征测定和16S rDNA序列分析,确定菌株AC2为沙门氏菌属(Salmonella sp.),AC3是副百日咳博德特氏菌(Bordetella parapertussis)。 (2)对菌株AC2、AC3生长条件的研究表明,AC2的最适生长温度为37℃,最适pH为7.0,最适啶虫脒初始浓度为150mg/L,菌体的生长量随着接种量的增加而增加,但到10%后,增加量不大,确定最适的接种量为10%,最适碳源是葡萄糖和蔗糖,最适氮源是牛肉膏;AC3的最适生长温度为37℃,最适pH为7.0,最适啶虫脒初始浓度为300mg/L,最适接种量是10%,最适碳源是柠檬酸和葡萄糖,最适氮源是牛肉膏和酵母膏。 (3)AC2在pH为7.0,温度为37℃,接种量为10%,添加葡萄糖的情况下,对150mg/L的啶虫脒去除力最强;AC3在pH为7.0,温度为37℃,接种量为10%,添加牛肉膏或酵母膏的情况下,对300mg/L的啶虫脒降解效率最高。


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