阿特拉津生态毒性与生物降解的研究

阿特拉津在世界范围内已经使用了40多年,目前仍然是应用广泛的化学除草剂之一.在许多国家及地区的地表水、地下水和土壤中都检测出了阿特拉津及其降解产生的中间产物.阿特拉津在土壤和水体中的持留期较长并具有生物蓄积性,不但对粮食和食品安全构成了潜在威胁,而且会扰乱和破坏生物活性,对生态环境的影响具有全球性.因此,深入研究阿特拉津的生态风险问题及其污染水体和土壤的生物修复,已成为目前研究的热点.从阿特拉津生态毒性、阿特拉津降解微生物及降解途径方面,对降解阿特拉津的酶学、遗传学和生物工程研究概况作简要介绍,为更好的利用生物技术修复阿特拉津的污染提供理论依据.     

土壤中阿特拉津环境行为及降解转化研究

针对土壤中阿特拉津环境行为及降解转化问题,介绍了除草剂阿特拉津,主要包括阿特拉津的基本理化性质和目前阿特拉津的使用状况,环境问题,已成为阻碍经济社会发展的因素.水、大气和土壤都已成为经济发展的绊脚石,人们源源不断地将工业及生活垃圾,废气排放到环境当中,带来了严重影响.全球环境日益被破坏,为了全球粮食的供应,农药的使用也为土壤带来了严重的环境问题.探讨了阿特拉津的环境行为及降解转化,包括阿特拉津的环境行为和阿特拉津的降解转化.     

作物植株残体还田土壤对除草剂的截留作用

加入成熟作物植株残体还田的土壤（简称秸秆还田土壤）与自然土壤的土柱淋洗对比实验，研究了玉米秸秆还田土壤对除草剂乙草胺和阿特拉津的截留作用以及水稻秸秆还田土壤对丁草胺的截留作用。结果表明，作物秸秆还田土壤对所研究的三种除草剂有明显的截留作用，在土桩的最上部10cm内，秸秆还田土壤对乙草胺、丁草胺和阿特拉津的截留量分别是自然土壤对其截留量的1.33、1.77和1.88倍。     

阿特拉津生产废水排放对水稻危害的风险分析

阿特拉津是目前世界上广泛使用的除草剂之一,在我国主要使用于东北和华北地区。近年来我国一些地区接连发现了灌溉含有阿特拉津河水的水稻疫苗受害事件。以河北省宣化农药厂的生产工艺为例,通过使用概率评价的方法,进行了阿特拉津对水稻危害的风险分析研究结果表明,这种风险不仅与工厂废水中阿特拉津的排放有关,而且还取决于河水的流量及其风险率所得结果与该厂历史上的实际情况相吻合。     

除草剂生产废水经微生物降解前后的毒理效应

从农田土壤中分离到3株能降解含有阿特拉津、扑草净和扑灭津的除草剂生产废水的假单胞菌.这些菌株在接种后的2～6d内对除草剂废水的降解速率最快,12d后可将原水中的COD_Cr值降低79.54%.此类废水在降解过程中对鱼类的急性毒性也逐渐下降,对受试鱼类24～96h的LC50值随着降解时间的推移而逐渐增大.废水在降解后的4～6d内,经Ames试验测试具有较强的致突变活性,表明此类废水在微生物的降解过程中产生了一些致突变物质.因此对此类废水要严加管理和控制,注意其在环境中可能产生的潜在危害.     

农用化学物质、有毒化学物质污染及其防治

X592 200402164 除草剂阿特拉津对土壤脲酶活性的影响/王金花(山东农业大学)…∥应用生态学报/中科院沈阳应用生态研究所.-2003,14(12).-2281-2284 环图Q-61 研究了阿特拉津对4种典型施肥处理的土壤脲酶活力的影响。结果表明,处理初期,低浓度阿     

除草剂对水稻土微生物的影响

以阿特拉津、丁草胺和甲磺隆 3种除草剂为例 ,采用熏蒸提取法和BIOLOG碳素利用法研究了土壤中除草剂污染与水稻土微生物之间的关系及其环境意义 .结果表明以 10mg·kg-1含量施入水稻土的甲磺隆在施用初期导致微生物生物量下降 ,随培养时间的推移 ,生物量有所恢复 ;相同浓度的阿特拉津和丁草胺对水稻土微生物生物量影响不明显 .BIOLOG数据显示 ,3种除草剂施用初期 (第 2d)微生物碳源利用多样性变化不明显 ,随着培养时间的增加微生物碳源利用多样性发生变化 ,变化趋势因除草剂类型不同而异 :甲磺隆除草剂污染水稻土微生物碳源利用多样性先有明显降低 ,培养后期呈上升趋势 ;阿特拉津和丁草胺除草剂污染水稻土微生物碳源利用多样性基本不受影响 .     

丛枝菌根根际细菌群落对阿特拉津胁迫的响应

为了探求丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza,AM)根际细菌群落对阿特拉津胁迫的响应,本试验以摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)为供试AM真菌菌株,以紫花苜蓿(Medicago sativa)为宿主植物,利用盆栽法建立AM共生体后,再施加10 mg·kg-1阿特拉津进行胁迫.当阿特拉津去除率达到50%时,分别采集未接种+未施药(NM.NA)、接种+未施药(AM.NA)、未接种+施药(NM.AT)和接种+施药(AM.AT)4种处理的根际土壤,通过16S rRNA V4高通量测序技术解析了根际土壤细菌群落特征,以及其与接种F.mosseae、施加阿特拉津之间的相关性.结果表明,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为4种处理根际土壤中的三大优势菌群.单独接种F.mosseae或施加阿特拉津均未对根际细菌群落α-多样性产生显著影响,但先接种F.mosseae形成AM后,施加阿特拉津可引起细菌群落Shannon指数显著增加.此外,接种F.mosseae提高了根际土壤中具有阿特拉津降解潜力菌属Arthrobacter、Mycobacterium、Frankia和Stenotrophomonas的相对丰度,其中,Arthrobacter受F.mosseae、阿特拉津及其二者交互作用的显著性影响.本研究结果在一定程度上揭示了AM间接提高土壤中具有阿特拉津降解潜力菌属的相对丰度,也可为利用AM真菌修复阿特拉津污染土壤奠定一定的理论基础.     

Co@AC的包埋固定及其对农药阿特拉津的去除机制

阿特拉津作为一种常用的除草剂,已被国际癌症研究机构列为具有致癌风险的2B组类别,这意味着阿特拉津对人类和生态环境有极大的影响.为实现对水中阿特拉津的高效去除,该研究采用包埋固定化技术(EI)将钴改性活性炭粉末(Co@AC)进行包埋固定,制备新型环境功能材料“EI-Co@AC”.当海藻酸钠为2.5%、氯化钙为4.0%、Co@AC为1.0%、膨润土为2.0%时,制备的EI-Co@AC小球具有最优的机械强度和传质性能,且小球内部具有较高的孔隙率、致密的网状结构以及大量的官能团.当EI-Co@AC投加量为16 g·L^-1、溶液pH为3.0、温度为25℃时,10 h内小球对50 mL、5.0 mg·L^-1的阿特拉津去除率可达92.3%,机理研究表明小球对阿特拉津的去除主要是化学吸附和多分子层吸附.此外,经过5次重复实验后,EI-Co@AC对阿特拉津的去除率仍在75%以上,且小球结构完整,表明EI-Co@AC具有良好的重复使用性能.综上,该研究制备的EI-Co@AC是一种无毒、经济、可重复利用的环境功能材料,可用于水环境中的阿特拉津及其他有机污染物的去除...     

不同光强对阿特拉津和百草枯藻类毒性的影响

分别在20和50μmol·m-2·s-1光照强度下,研究了两种除草剂阿特拉津和百草枯对3株蓝藻:铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa PCC7806、M.aeruginosa XW01、集胞藻Synechocystis PCC6803和两株绿藻:蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa、四尾柵藻Scenedesmus quadricauda的毒害效应.通过测定藻的生长,计算出了半效抑制浓度EC50值,结果表明:高光强下两种除草剂对5株藻的96 h-EC50值均明显低于低光强下的值,显示高光强有促进两种除草剂对藻类毒害的效应.高光强可促使阿特拉津显著提高藻细胞的丙二醛(MDA)含量,提示高光强促进阿特拉津产生更多的自由基破坏细胞膜脂.     

Simulation study on vertical transport of atrazine in soil column

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｔｒａｚｉｎｅ (2 ｃｈｌｏｒｏ 4 ｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ 6 ｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｍｉｎｏ ｓ ｔｒｉａｚｉｎｅ)ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｈｅｒｂｉｃｉｄｅａｎｄｍａｉｎｌｙｕｓｅｄｆｏｒｃｏｎｔｒｏｌｏｆｃｅｒｔａｉｎａｎｎｕａｌｂｒｏａｄｌｅａｆａｎｄｇｒａｓｓｗｅｅｄｓａｎｄｐｒｉｍａｒｉｌｙｈａｓｂｅｅｎｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎｃｏｒｎｏｒｉｎｃｏｒｎ ｗｈｅａｔｄｏｕｂｌｅｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎＮｏｒｔｈｅａｓｔａｎｄＮｏｒｔｈｏ…     

Simulation study on vertical transport of atrazine in soil column

A simulation experiment on vertical transport of herbicide atrazine (2-chloro-4-ethylamino-6-isopropylamino-s-triazine) in soil column was conducted using lysimeter system. The atrazine concentrations in leaching water and soil samples in column at 8 layers with 10 cm thick of each layer were detected by high-performance liquid chromatography. The results show total atrazine amount in leaching water increases nonlinearly with the leaching time and the herbicide application rate, and the atrazine concentrations in column soil decrease with the vertical depth after water leaching. The distribution of atrazine mass in the system after 154 days were that among the applied atrazine, 0.3 ％ is out through leaching water, 1％ is methanol extractable residues in soil, 46 ％ is methanol nonextractable residues in soil, and 52 ％ is other loss (including volatilization and degradation). The study indicates movement of atrazine in agriculture soil may not only have relation to the properties of herbicide, but also to the herbicide application history.     

Distribution of atrazine in a crop-soil-groundwater system at Baiyangdian Lake area in China

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｔｒａｚｉｎｅ(2ｃｈｌｏｒｏ4ｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ6ｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｍｉｎｏｓｔｒｉａｚｉｎｅ)ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｓｅｌｅｃｔｉｖｅｐｒｅａｎｄｐｏｓｔｅｍｅｒｇｅｎｃｅｈｅｒｂｉｃｉｄｅｓｆｏｒｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｂｒｏａｄｌｅａｆａｎｄｇｒａｓｓｙｗｅｅｄｓ.ＴｈｉｓｈｅｒｂｉｃｉｄｅｉｓｐｒｉｍａｒｉｌｙｕｓｅｄｉｎｃｏｒｎｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎＮｏｒｔｈｅａｓｔａｎｄＮｏｒｔｈｏｆＣｈｉｎａ,ａｎｄａｓｏｆｔｅｎｔｉｍ…     

Long-term tillage effects on atrazine and fluometuron sorption in Coastal Plain soils

Conservation tillage (CnT) management practices are known to increase levels of soil organic matter (SOM) in southeastern Coastal Plain soils. Plant residues in CnT systems accumulate at the surface and, with time, will form a layer enriched in SOM. The authors hypothesize that herbicide sorption will be highest in this SOM-enriched zone of CnT systems when compared to sorption at a similar depth in conventional tillage (CT) systems. The objective was to characterize the impact of two different tillage systems, CnT and CT, on sorption of atrazine [6-chloro-N-ethyl-N′-(1-methylethyl)-1,3,5-triazine-2,4-diamine] and fluometuron [N,N-dimethyl-N′-3-(trifluoromethyl)phenyl urea] in plots of Norfolk loamy sand (fine-loamy, siliceous thermic Typic Kandiudult). The plots have been under CnT and CT management for 18 yrs. Bulk (0–15 cm) and five equal incremental soil samples to a 15 cm depth were collected from 10 CnT and 10 CT plots, and the atrazine (ATR) and fluometuron (FLMT) sorption coefficients (K_d) were measured using batch equilibration. Significantly higher herbicide K_d values occurred in the CnT 0–3 cm samples, indicating that the highest amount of herbicide sorption occurred in the top few cm of soil. This corresponded to the stratified soil organic carbon (SOC) contents in topsoil of the CnT plots. In addition, analyses of covariance using SOC as the covariant to test for tillage effects indicated complex interactions among SOC, tillage, and depth. Those results confirm that tillage and soil depth will affect SOC contents of a Norfolk loamy sand, which correspondly will influence the magnitude of ATR and FLMT sorption.     

基于SWAT模型的泗河流域除草剂迁移模拟

泗河流域农药污染对南四湖湖泊乃至南水北调工程具有重要的影响,为了解流域农药迁移过程并对其采取治理措施,本研究在泗河流域通过实地采样与调查、室内实验分析、数据统计等手段,借助SWAT模型对流域除草剂阿特拉津及其代谢产物进行迁移模拟.结果表明,除草剂输出与流域径流量有很高的相关性,输出时间以7~8月份为主,输出量占全年的69%以上.且受河道长度、耕地分布等因素的影响,阿特拉津的输出量以东部上游地区和中部地区为主,流域出水口处的阿特拉津输出量居中等水平;阿特拉津代谢产物DEA和DIA的输出量的空间分布相似,以下游流域出口处和中部地区为主.本研究可为流域除草剂迁移治理提供理论支持.     

潮土中阿特拉津解吸滞后特征

采用批量动态实验方法,研究了阿特拉津初始浓度与解吸时间对潮土中阿特拉津解吸滞后特征的影响.结果表明:土壤溶液中阿特拉津的浓度随其解吸时间的增加而逐渐下降,二者间可用经验指数公式表达.阿特拉津连续解吸5d后,阿特拉津的初始浓度从50μg·L^-1增加到2 000μg·L^-1时,对应解吸率分别为23.1%、30.4%、33.0%、36.4%和38.5%.土壤吸附阿特拉津与对应土壤溶液中阿特拉津浓度关系可用传统和依时解吸等温线2种方式描述.无论传统还是依时解吸等温线都与吸附进行到168h的吸附等温线之间存在着解吸的滞后现象.传统和依时Freundlich解吸等温线参数能对吸附解吸等温线的滞后作用进行量化,滞后系数ω只适合传统解吸等温线的滞后量化,而滞后系数H和λ对2类解吸等温线都适用.     

莠去津对野生植物群落下土壤微生物功能多样性的影响

为探明亚致死剂量农药对土壤微生物多样性影响,基于大田控制试验,采用Biolog-ECO微平板技术分析喷施亚致死剂量的莠去津对野生植物群落下土壤微生物群落功能多样性的影响.结果表明:① 莠去津的喷施浓度对土壤微生物群落利用全部碳源的能力无显著影响（P>0.05）,但与喷施处理后第30天相比,处理后第60天的土壤微生物群落利用全部碳源的能力有所降低,其中处理Ⅰ〔喷施浓度（以质量浓度计）为1 200 g/hm2〕、处理Ⅲ（喷施浓度为300 g/hm2）显著下降（P < 0.05）,而CK（对照组）、处理Ⅱ（喷施浓度为600 g/hm2）降低程度不显著（P>0.05）,并且其各处理间土壤微生物群落对全部碳源的利用能力大小为CK >处理Ⅲ >处理Ⅱ >处理Ⅰ.② 喷施处理后第30天土壤微生物群落对碳水化合物类碳源的利用能力最强,对羧酸类碳源的利用能力相对较弱;喷施处理后第60天土壤微生物群落对碳水化合物类碳源的利用能力降幅最大,处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ分别下降了0.63、0.78、0.85、0.76.③ 喷施除草剂后第30天处理Ⅱ的Shannon-Wiener指数和Simpson指数显著低于其他处理（P < 0.05）,而第60天各处理间多样性指数无显著差异;与喷施处理后第30天相比,第60天各处理多样性指数都有所下降,但没有显著差异（P>0.05）.④ 对土壤微生物群落碳源利用能力进行主成分分析结果显示,提取的与土壤微生物碳源利用相关的主成分累积贡献率为86.6%,主成分1能够区分喷施处理后两个时期的土壤微生物群落特征.⑤ 冗余分析（RDA）表明,pH是土壤微生物利用碳源能力差异的重要影响因素之一.研究显示,除草剂莠去津的施用可在一定程度上降低野生植物群落下土壤微生物群落功能多样性.