为什么要做生物降解,微生物能降解土壤中的农药残留?

为什么要做生物降解?

到今年年底,各种塑料制品都将告别我们的生活,迎来它们的“期限”。继国家发展改革委、生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染控制的意见》后,北京、山东、浙江等地近日发布了“塑料禁令”的升级版,成为“塑料禁令”。“塑料禁令”后可迅速取代塑料材料投放到空中,尤其是为“可生物降解塑料”提供了广阔的市场空间。

生物降解是微生物将有机物转化为简单的无机物。在自然界中,各种生物和尸体的排泄物都是通过微生物的分解而转化为简单的无机物。微生物也能降解合成有机化合物。如通过氧化,把奥德里奇剂变成狄尔里奇剂;通过还原,将含有硝基的杀虫剂还原为胺;芳香基团的裂解也是微生物降解的一种常见反应。

微生物的降解使生命元素的循环成为可能,降解各种复杂的有机化合物,从而维持生态系统的良性循环。

为什么要做生物降解

  为什么你的产品需要生物降解?我认为有三个原因

1、如果没有合格的生物降解试验报告,不符合国家塑料禁令的要求,该产品不可销售。

2. 无论是制造商还是贸易商,你都需要一份合格的检测报告来证明你的产品的质量

3.以前没有生产可降解塑料的塑料企业也将转型生产可降解塑料。在研发过程中和出货前都需要测试报告

中国已公布相关检测标准如下:GB 18006.1-1999一次性可生物降解餐饮用具通用技术要求一次性可生物降解餐饮用具降解性试验方法,HBC 1-2001一次性饮食用具环境标志产品技术要求,QB/T 2461-1999可降解聚乙烯包装膜试验标准等。

微生物能降解土壤中的农药残留?

化学农药以其见效快、防治谱广、性质稳定、便于贮运、价格低廉等优点,在防治农作物病虫草害及消灭卫生害虫、疾病等方面发挥着巨大作用,但大量使用农药也带来了环境污染、杀伤天敌和病虫草害产生抗药性等副作用,导致了农药残留增加、地力减退及农产品品质下降等不良后果,特别是毒性大、性质稳定的农药农残期长且不易降解,给人类健康带来了严重威胁。

近几年微生物该农业上的应用也比较广泛,对于农残的降解也起到重要的作用。微生物的降解作用是对土壤中农药最主要也是最彻底的净化。对农药有降解能力的微生物有细菌、放线菌、真菌等。利用生物本身或生物产品来降解污染物的生物修复方法具有无毒、无残留等优点,是消除农药残留或者降低残留农药毒性的一种相对廉价而有效的方法,微生物菌剂做肥料施用时不同程度地表现出对作物病虫害的抑制作用。利用枯草芽孢杆菌降解土壤中农药技术研究具有十分重要的意义。

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  枯草芽孢杆菌作为一种复合生物菌剂,含有多种从土壤中筛选出来能促进作物生长并抑制病原菌繁殖的菌种,不仅为作物提供养分以促进作物生长,还能产生拮抗物质以抑制土壤有害病原微生物的繁殖,收到很好的土壤生物污染防治效果。

微生物降解有机磷农药的作用方式可分为两大类,一是微生物直接作用于有机磷农药,通过酶促反应降解农药,常说的微生物降解有机磷农药多属于此类;二是通过微生物的活动改变了化学和物理的环境而间接作用于有机磷农药,一般有矿化作用、共代谢作用、生物浓缩或累积作用及其它的间接作用等。

温度对枯草芽孢杆菌生长影响的试验结果表明,其适宜生长温度为25~35℃。最适生长温度为30℃。水解试验结果表明,温度在25℃时,枯草芽孢杆菌表现出高效的降解能力,故认为环境温度选择在25~35~C为宜。

在实验室评价了枯草芽孢杆菌对目标农药的降解性能,结果表明,枯草芽孢杆菌具有非常强的降解目标农药(甲基对硫磷)的能力,是一株比较理想的降解菌。在水解试验中,甲基对硫磷在水体中降解非常缓慢,21天后浓度变化很小,加入枯草芽孢杆菌后,其浓度显著降低,在土壤降解试验中,也表现出相当高效的降解能力。当土壤中甲基对硫磷浓度低于500 mg/kg,加入枯草芽孢杆菌后,24 h降解率达45.0%~49.2%,而相应未投加降解菌的对照土壤中仅为10%。

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  枯草芽孢杆菌在非灭菌土壤中对农药的降解效果

试验结果显示,在自然非灭菌土壤中农药的降解要比灭菌土壤中快得多。这是因为农药在自然土壤中,除了化学降解及物理降解外,还有土壤微生物的作用。而接种了枯草芽孢杆菌后,土壤中农药的降解则更为迅速。在培养1.5天后,自然土壤中农药只降解了24.4%,而在接菌的土壤中农药已降解了62.1%。到第5天,接菌的土壤中已经检测不到农药,而在自然土壤中同样的过程则需要12天。这表明在接菌土壤中,接种的微生物对土壤中农药降解的作用是明显的,接种降解菌可以大大加速农药的降解。

茵剂不同用量对土壤中农药的降解效果

经过3天时间,未加菌的对照土壤中农药降解率仅为31.0%,而4种不同菌剂量的处理,降解率均达到了82.3%以上,表明该菌对农药降解率随菌剂量的增加而提高。但是,当菌剂量达到一定程度后,降解率增加的趋势变缓。当菌剂量从0.1 ml增加到0.5 ml时,降解率的增加值为5.6个百分点,而菌剂量从1 ml增加到5 ml时,降解率的增加值则仅为0.2个百分点。所以,在某一处理条件下,存在一个最佳菌剂用量。 菌剂加入方式对土壤中农药的降解效果  微生物对农药的降解效果因农药及降解菌加入方式不同而有很大差异,这是因为农药和降解菌在土壤中的移动性,加入方式直接影响到农药与降解菌的有效接触。为此探讨了农药与微生物的有效接触问题。分别讨论了两种情况:

(1)农药和菌剂同时都从土柱上部加入  先用一定量的水将土壤润湿,然后称重,用等量的土制成2个土柱,分别从上面加入等量的农药,其中一个土柱从表层均匀滴加菌剂,另一土柱则均匀滴加等量的水。然后于室温放置3天。3天后将2个土柱分成上、中、下3层分别取样,每层3 cm,分别测定各层土壤中的农药含量。  试验结果显示,在未加菌的土柱中,甲基对硫磷绝大部分集中分布在0~3 cm的上层,土壤中农药含量为98.3 mg/kg,而中层和下层土壤中的农药含量则很低,分别为0.994 mg/kg和0.172mg/kg。这表明该农药的移动性较差,极易被上层土壤吸附。而在加菌土柱中,3层土壤中农药的含量都很低,上层土壤中农药含量为46.4 mg/kg,中层和下层土壤中的农药含量分别为0.584 mg/kg和0.155 mg/kg。表明吸附在土壤上层中高浓度的农药已被枯草芽孢杆菌降解。

(2)茵剂在土壤垂直方向的移动性  先将受试农药与土壤充分拌匀,使土壤中农药的初始浓度为50 mg/kg(以干土重计),然后将土壤分成等量的2份制成2个土柱,其中一个土柱由土壤上部加入菌剂,另一个土柱不加菌,而加入等量的水。然后于室温条件下放置3天。3天后将2个土柱分成上、中、下3层分别取样,每层3 cm。  测定结果显示,未加菌的各层土壤中农药含量较为接近,但有微小差别,即上层<中层<下层,这是由于表层土壤的光照及通气条件都优于下层土壤,农药的自然降解作用相对较强之故。  加菌土柱各层中农药含量与未加菌的土柱相比,其上层和中层土壤中农药含量大幅度降低,降解率比未加菌的土壤分别高59%和38%,而下层土壤中农药含量仍很高。由此可以推断,当从土壤表层加入菌剂时,降解菌有一定的移动范围,在本试验条件下降解菌的活动范围为上层和中层土壤,即降解菌可达6 cm的深度。

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  喷施菌剂对土壤中农药的降解效果

土壤中农药为人为施的甲基对硫磷,农药浓度设计为22.5 kg/hm2.菌剂用量设计为5、10、15、30和40 kg/hm2.农药和菌液分别用压力喷雾器均匀喷施,喷施农药1天后喷施菌液,定期采集土样测定其农药含量。48 h试验测定显示,降解菌对受试土壤中农药具有很好的降解作用。随着菌剂用量的增加,土壤中农药降解效果越明显。当菌剂用量为15 kg/hm2时,48 h后降解率已达45.9%;当菌剂用量为30 kg/hm2时,降解率达65.2%;随后菌剂量的增加对土壤中农药的降解率效果不大。所以在本试验条件下,选择菌剂用量30 kg/hm2为最佳用量。

在实际应用中,须根据土壤中农药含量多少,适当选择最佳菌剂用量,才能达到预期的降解去除效果。

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