基于旱地土壤环境风险的农药毒死蜱的施用限值研究

通过开展田间试验,研究毒死蜱在玉米、小麦和大豆3种作物田土壤中的降解及环境风险,基于毒死蜱及其降解产物TCP的残留特征和环境风险,计算毒死蜱施用限值.研究表明玉米田土壤中的毒死蜱残留量大于大豆田和小麦田;毒死蜱在农田土壤中的降解速率随着施用浓度的增加而提高.小麦、大豆、玉米3种作物种植土壤中毒死蜱及TCP的短期和长期生态风险均有差异.玉米、大豆和小麦3种作物农田中,当超过推荐剂量施用毒死蜱,毒死蜱及TCP均具有较高短期风险和长期生态风险,相对于毒死蜱,TCP对土壤的生态风险更高.基于旱地土壤的毒死蜱及TCP的环境风险,通过模型计算农药毒死蜱在大豆田中的施用限值为0.4412 kg·hm^-2,在小麦田中的施用限值为0.5034 kg·hm^-2,在玉米田中的施用限值为0.5487 kg·hm^-2.     

菌株Cupriavidus sp. DT-1对液体和土壤中TCP的降解

采用液质联用（HPLC-MS）的方法检测菌株Cupriavidus sp.DT-1降解2-羟基吡啶（2-HP）的代谢产物.并用三亲结合、荧光定量PCR （q-PCR）方法评价降解菌对3,5,6-三氯-2-吡啶酚（TCP）污染土壤的修复效果.结果表明,菌株可以进一步降解2-HP,依次生成尼古丁蓝、马来酰胺酸和反丁烯二酸,直至转化成菌株DT-1生长的碳源.接种菌株DT-1对污染土壤中TCP的降解起到较大的促进作用,2组试验土壤中TCP （50mg/kg）降解率分别为94.4%和86.7%,未接种菌株的土壤中TCP降解率仅为20.4%和28.4%.带有绿色荧光蛋白基因gfp标记的菌株DT-1-gfp可在土壤中存活35d以上,并对TCP污染土壤的细菌群落丰度有显著的恢复作用.     

给水厂残泥对稻田土壤溶液毒死蜱残留的影响

研究已证实给水厂残泥(WTR)具有作为稻田土壤添加物控制农业区毒死蜱迁移的巨大潜力,但不同施加强度条件下毒死蜱在添加WTR土壤中的残留特征尚待研究。该研究通过72 d厌氧培养实验,考察了不同施用浓度条件下,WTR对稻田土壤水溶液体系中毒死蜱及其代谢产物TCP残留的影响。结果表明:土壤水溶液体系中毒死蜱及TCP总残留量均随毒死蜱施用浓度以及WTR添加量(w=0~10%)的增加而增加。5~25 mg/kg施用浓度范围内,添加WTR对体系中毒死蜱降解速率影响显著。添加w=10%WTR时,体系中毒死蜱残降解速率降低了6%~19%,与未添加WTR土壤相比,毒死蜱总残留量增加了46%~66%。进一步分析表明这主要是由于添加WTR降低了各施用浓度条件下毒死蜱及TCP生物可利用态含量。添加w=10%WTR使得土壤中毒死蜱生物可利用态含量所占比例分别降低了48%~69%;未添加WTR土壤中TCP均以生物可利用态为主(占89%),相比之下,添加WTR土壤中TCP则均以残渣态为主(占59%~75%)。但与此同时,WTR削弱了毒死蜱与TCP对体系中微生物毒害作用。与未添加WTR土壤相比,添加10%WTR的土壤总菌丰度提高了1.6倍。综上所述,在土壤中添加WTR能有效降低毒死蜱与TCP迁移造成的生态风险,但可能并不适用于毒死蜱污染土壤的快速生物修复技术中。     

镰刀菌(Fusarium sp.)对2,4,6-三氯苯酚的降解特性及其机制

为了解镰刀菌(Fusarium sp.)降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)的因素影响规律,研究了温度、p H、外加碳源、氮源、氯离子及TCP浓度对其降解特性的影响,分析了其降解动力学与降解途径.结论:镰刀菌能以TCP为唯一碳源和能源物质进行生长繁殖,TCP降解最适条件为:氮源Na NO3(0.2 g·L~(-1)),30℃,p H=6~7.外加碳源葡萄糖对降解TCP具有明显的抑制作用.氯离子浓度低于0.2 g·L~(-1)时对降解TCP具有一定的促进作用,但随着氯离子浓度的增加,TCP的降解受到了抑制.镰刀菌对TCP降解速率随着其浓度的升高而减缓.镰刀菌能降解10~50 mg·L~(-1)的TCP,其降解反应符合零级降解动力学方程.镰刀菌降解TCP过程中检测到2,6-二氯苯酚(RT 12.521 min),可推测TCP是通过2,6-二氯苯酚途径进行降解的.     

有机磷农药毒死蜱研究进展

毒死蜱作为替代高毒有机磷类农药的主要品种,在我国应用日益广泛。随着用量的增加,势必加大该类农药污染的程度。文章综述了毒死蜱的研究热点问题,主要包括毒死蜱的环境行为,对土壤酶和微生物、植物及水生生物的影响,以及毒死蜱的微生物降解等;同时对未来研究方向进行了展望。     

机械化学法降解2,4,6-三氯苯酚

以金属氧化物为磨料,在常温常压,行星式球磨机转速500r/min条件下,通过机械化学法降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)。用气相色谱测定产物中剩余TCP含量,电位滴定法测定各反应阶段产物中游离氯离子含量,X射线衍射仪检测各金属氧化物磨料的晶粒尺寸和形状。结果表明磨料对TCP的摩尔配比越大,TCP降解率越高,当MgO与TCP摩尔配比为80:1时,TCP降解率达98.36%;6h后游离氯离子含量占投料TCP中总氯含量的76%,有>2/3的有机氯已转化为无机氯;不同磨料中,碱土金属氧化物对TCP降解效果较好。     

聚-γ-谷氨酸在环境中降解特性的初步研究

通过液相色谱分析聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)在环境水样和土样中的降解率,以及降解产物谷氨酸的生成量,研究γ-PGA在环境中的降解特性。研究表明:γ-PGA在环境水样中的降解较慢,10d后,0.5%γ-PGA在鱼塘水样中仅降解了1.6%,谷氨酸的含量也仅为120mg/kg。γ-PGA在环境土样中降解明显,γ-PGA在土壤中放置20d,仅保存了7.6%,而谷氨酸含量达到了3.2mg/g土样。γ-PGA在灭菌土壤中降解的半衰期是未灭菌土壤的3.7倍,这说明γ-PGA在环境土样中的降解主要是微生物的作用。从土壤中分离的γ-PGA生产菌株B. subtilis CCTCC202048能降解γ-PGA,通过PCR扩增从该菌株中得到了γ-PGA降解酶基因。该研究将为γ-PGA在环境中的使用奠定理论基础。     

以毒死蜱为案例的环境保护综合名录政策的实证研究

通过对毒死蜱生产技术的国内外发展研究,说明山东谦诚公司发明的吡啶双定向氯化合成三氯吡啶酚钠工艺,具有技术先进性、经济合理性、环境可达性,是我国独创的,是毒死蜱生产技术的重大突破。环境保护综合名录认为吡啶双定向氯化合成三氧吡啶酚钠工艺是重大突破,具有技术先进性、经济合理性、环境可达性;通过对产品的全过程控制,分析毒死蜱对人体、作物土壤均有影响但是利大于弊。是可以接受的,被列入环境友好工艺。     

土壤-地下水系统中石油烃的迁移和生物降解述评

石油烃具有生物累积性,能长期留存在环境中。准确掌握环境中石油烃的行为及归宿,对有效控制石油烃污染、保护人类健康具有重要意义。生物降解是石油烃在土壤-地下水系统中归宿的主要途径。重点阐述了石油烃在土壤-地下水系统中的迁移,降解石油烃的微生物,生物降解机理,影响生物降解的因素,微生物修复技术,以及利用微生物分子生态学来监测生物降解过程的现状,并展望了未来的发展方向。     

好氧与厌氧交替加速2,4,6-三氯酚的生物降解

2,4,6-trichlorophenol（TCP）是一种较难生物降解的有机化合物,而TCP还原脱氯是其生物降解的关键,该过程通常在厌氧条件下进行。TCP对位的氯离子比邻位难脱除,所形成的中间产物4-氯酚（4-CP）在厌氧条件下很难得到进一步降解。然而,此时将反应体系切换成好氧条件时4-CP则可得到有效降解。基于好氧和厌氧交替可共存的特点,采用垂直折流板式生物反应器降解TCP。相比单纯厌氧降解,厌氧和好氧交替模式可明显加速TCP的生物降解。对于初始浓度为50 μmol/L的TCP,完全去除的时间可从34 h缩短至12 h。该运行模式可缓解中间产物对TCP降解的抑制,4-CP的代谢产物苯酚在好氧条件下可得到迅速降解,缓解了其抑制作用,加速TCP在厌氧条件下的生物降解。     

溶解性有机质对毒死蜱在土壤-植物系统中残留的影响

采用盆栽试验方法,研究了来源于绿肥(GM)、堆制过的猪粪(CP)、新鲜猪粪(PM)中的溶解性有机质(DOM)对农药毒死蜱消解及其在土壤-植物系统中残留的影响。结果表明:DOM能促进毒死蜱在土壤中的降解,显著降低植株对毒死蜱的吸收。在所研究的毒死蜱和DOM浓度范围内,添加GM、CP、PM处理可使土壤-植物系统中毒死蜱总残留量比对照处理(CK)分别减少10.6%、31.1%和36.0%,其中土壤中毒死蜱残留量降低了5.76%,16.39%和37.36%;植株中毒死蜱积累量降低了61.39%,35.12%和20.81%。研究结果可为有机肥的合理施用及农产品的质量安全控制提供参考。     

氯代吡啶类污染物吸附与转化技术研究进展及挑战

氯代吡啶类除草剂的大量生产及在农业生产和生活中的广泛应用,使其在废水、饮用水等环境中被不断检出,对生态环境和人类健康造成潜在危害。氯代吡啶类农药残留及其高效去除与转化技术,是水环境污染控制研究的热点和难点。从结构上看,碳氯键断裂是实现氯代吡啶类化合物降解的关键所在。基于国内外研究进展,综述了此类污染物的去除转化技术,从污染物吸附、高级氧化处理、催化氢化及耦合联用技术等角度,系统阐述了污染物去除转化的关键因素、相关工艺作用机制及现存技术挑战。在现有技术中,吸附法仍面临新型吸附材料研发、吸附剂再生等问题;高级氧化技术污染物矿化率高,但氧化效率低、运营成本高;催化氢化法定向选择催化降解污染物,但存在污染物降解不完全的问题;生物处理技术经济有效,但对污染物的去除转化率仍有待提高。研究表明:由于氯代吡啶类污染物的难降解特性及各工艺的局限性,单一的处理技术难以实现污染物矿化,多种处理方法联用是实现污染物高效去除的可行策略。开展环境中氯代吡啶类污染物的转化技术与机制研究,可为实现风险性污染物高效脱毒、降解提供参考。     

多溴联苯醚的降解途径研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)属溴代阻燃剂,是一类分布广、难降解、高生物毒性的持久性有机污染物,具有极高的生态风险。开展PBDEs降解途径的研究,可降低典型环境中持久性有机污染物的污染风险,在其污染修复治理等方面具有重要的科学意义。该文在分析PBDEs结构、种类及危害的基础上,对国内外PBDEs降解途径研究近况进行了系统的总结与评述,分析了光降解、零价铁降解、微生物降解等降解方式的优点与不足,并对多溴联苯醚降解的研究进行了展望,为持久性有机污染物的相关降解研究提供参考借鉴。     

蒽醌-2-磺酸盐强化电辅助微生物体系对偶氮染料的脱色效果

为了提高微生物对偶氮染料的降解效率,将电辅助引入微生物还原降解过程,对比研究了EAMS（电辅助微生物体系）、ECS（电化学体系）和MS（微生物体系）对偶氮染料活性艳红X-3B的降解效果,并考察了不同摩尔浓度的AQS（蒽醌-2-磺酸盐）对电微生物体系降解染料的强化作用.结果表明:反应24 h时,EAMS对活性艳红X-3B的去除率达到99.8%,比MS（去除率为61.9%）和ECS（去除率为27.1%）二者之和还要大10.8%;EAMS对活性艳红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征.当c（AQS）为0.050 mmol/L时,降解最快,一级动力学常数为1.962 h-1,是未添加AQS（0.2644 h-1）的7.42倍.加入AQS后,体系中电流升高,说明AQS加快了降解过程中电子传递速率.研究显示,AQS的加入实现了电极-远离电极的微生物-染料之间多相反应界面远程电子传递过程,使整个体系的微生物都可以快速发挥作用,达到强化降解偶氮染料.      

微生物降解多溴联苯醚研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)广泛用于电子电器设备、自动控制设备、建筑材料和纺织品等商品化产品中。作为工业阻燃剂,它是一类环境中广泛存在的全球性有机污染物。由于其结构稳定,难以降解,具有环境持久性、迁移性、生物富集性及对生物和人体具有毒害效应等特性,对其微生物降解的研究已成为当前生命科学的新兴热点。文章详细地探讨了国内国外微生物厌氧,有氧降解PBDEs以及其降解基因的最新研究进展,并针对目前的研究状况对今后PBDEs的微生物降解研究方向进行了展望。     

石油烃在胶州湾多介质中迁移-转化模型研究

在分析石油烃主要迁移-转化过程的基础上,根据化学污染物在多介质环境中迁移-转化模型的基本原理,建立了石油烃在胶州湾多介质海洋环境中迁移-转化箱式模型,主要包括大气挥发、浮游植物富集、微生物降解、悬浮颗粒物吸附和水动力交换5个迁移-转化过程.通过模型模拟与验证表明,该模型逻辑结构及动力学方程基本合理,而且所确定的模型参数也基本能够反应胶州湾海域的地域化特征.结合模型灵敏度分析表明,石油烃在胶州湾多介质海洋环境中主要决定于大气挥发、微生物降解和水动力交换等迁移-转化过程.     

天然降解性质粒在控制环境持久性有机污染物中的应用

本文结合我国目前环境污染日益严重的实际情况，根据微生物在生物圈内的能量流动和物质循环，以及自净中起的重要作用，从微生物遗传工程的角度，特别是如何利用对环境污染物有很强降解能力的质粒角度论述了利用微生物控制环境污染问题。人工构建的新功能工程菌具有降解范围广、效果好的优点，对控制环境污染具有其它理化方法所不及的优势。这无疑为解决环境污染提供了新途径，这对改善环境、控制环境污染都有极其重要的意义。     

催化湿式共氧化降解内分泌干扰物双酚A的研究

以NaNO2为催化剂、2,4,6-三氯苯酚(TCP)为共氧化物质对内分泌干扰物双酚A(BPA)进行了催化湿式共氧化(CWCO)降解,研究发现,在NaNO2存在的条件下,TCP的加入极大地促进了BPA的降解:在170℃、0.5MPa氧气压力条件下反应6h后,催化湿式共氧化体系中COD去除率达到了71.2%,而BPA单独氧化降解时,COD去除率仅为24.7%.在此基础上考察了反应温度、氧气压力、反应时间、TCP浓度和NaNO2浓度对BPA降解效率的影响,筛选出了最优反应条件(170℃的反应温度、0.5MPa的氧气压力、6h的反应时间、0.5mmol/L BPA、0.5mmol/L TCP和0.1mmol/L NaNO2).在优化条件下,BPA和TCP去除率分别达到了100%和96.4%,同时反应后溶液的可生化性大大提高,BOD5/COD值从反应前的0.08增加到了0.95.另外,GC-MS结果表明,BPA和TCP降解的产物主要为小分子有机酸,分别是乙酸,2-甲基戊二酸,丁二酸,3-甲基己二酸,己三酸以及1-丙烯基-1,2,3-三羧酸.该共氧化技术为污染水体中BPA和TCP的同时去除提供了一种可能性.     

Fe~0-厌氧微生物降解2,4-二氯酚的效应及机理

以2,4-二氯酚(2,4-DCP)为目标污染物,采用间歇试验,接种厌氧混合微生物,考察葡萄糖共基质条件下不同pH值时零价铁(Fe)0对2,4-DCP生物降解的效应,并对Fe0与厌氧微生物联合体系的作用机理进行探讨。结果表明:Fe0与厌氧微生物联合作用可提高2,4-DCP的降解效果,且中性或偏碱性环境下联合体系对目标污染物的促进效果较酸性环境明显,初始pH值为8时目标污染物的降解效果最好。Fe0在厌氧条件下腐蚀产生的OH-可有效平衡葡萄糖发酵产生的有机酸,使体系挥发性脂肪酸(VFA)的浓度维持在较低水平(300 mg/L),同时促使联合体系pH值上升从而利于目标物2,4-DCP的降解。Fe0在酸性环境的腐蚀较强,腐蚀产物以Fe2+为主,Fe3+含量较少。不同pH值时"Fe0+微生物"体系的COD去除率与目标物降解效果有一定相关性。     

毒死蜱的微波辅助无极汞灯光降解机理研究

毒死蜱是目前全球应用最广泛的有机磷杀虫剂之一,光化学降解是其主要的环境降解途径.文章研究了毒死蜱在水相中微波辅助无极汞灯(MW-EDML)下光降解过程,并应用LC-MS法对其降解产物进行了鉴定.同时,采用量子化学方法中的密度泛函数方法B3LYP/6-31G(d)基组计算了毒死蜱的量子化学参数,探讨了其光降解特性与分子结...