农药降解的原理及技术

目前，农药是农林业生产中非常重要的防治工具，是主要用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的地调节植物生长的化学试剂、天然物质及其制剂的总称。 不可否认，农药被广泛应用以来，给农业增收带来了可观的经济效益。 同时，农药带来的环境污染问题也是人们不得不面对的威胁，农药残留问题正在严重威胁人类健康以及生态平衡，农药对环境的污染问题引起人们的广泛关注。 因此，必须加快对农药降解的研究进度，尤其是生物降解等环境友好型农药降解方式的研究与开发。 为了便于讨论农药的降解和转化，按农药的化学结构可以分为下述类型。

（1）卤代脂肪烃类农药

卤代脂肪烃杀虫剂作为熏蒸剂，在农业生产和粮食储存中广泛使用，消毒土壤、杀灭线虫和其他有害生物。 滴滴混剂（1，3-二氯丙烯和1，2-二氯丙烷的混合物）用于防治土传线虫。溴甲烷是有效的土壤熏蒸剂和仓库消毒剂，但由于是臭氧层破坏剂已被限制使用。

在这些杀虫剂中有些容易水解，例如顺式或反式1，3-二氯丙烷，但是有些不容易水解，例如二溴氯丙烷。

（2）氯代环烷烃类农药

这类杀虫剂的代表是六六六，化学名称为1，2，3，4，5，6-六氯环己烷。 我国曾长期大量生产和使用六六六，后被禁止使用。 林丹，又称γ-六六六，英文名称为γ-BHC，作为有机氯农药曾广泛地应用于农业生产中，由于其化学性质稳定，具有长期残留性、生物累积性、半挥发性和高毒性，可通过各种环境介质（大气、水、生物等）长距离迁移对人类健康和环境产生危害。

共代谢对林丹的降解是必要的。 在厌氧脱卤过程中，需要加入苯胺、亮氨酸、丙酮酸、亮氨酸-脯氨酸混合物、甲酸盐或葡萄糖作为林丹还原的电子供体。 代谢过程中产生氯代芳香烃化合物，然后再进一步矿化。

（3）卤代芳香烃类农药

该类代表是DDT，DDT 曾经是广泛使用的卤代芳香族杀虫剂。 它是环境中的持久性杀虫剂，容易积累于鱼、动物的组织中，持留于食物链内，已被禁止使用。 DDT 的降解最初需要在厌氧条件下还原性脱卤。 大约300 个菌株的微生物可以使DDT 脱掉1 个氯原子转化为DDD，在厌氧和好氧结合的条件下，DDD 可能完全矿化。(www.xing528.com)

（4）酰胺类农药

酰胺类农药主要用作除草剂，这类除草剂有些可以完全矿化，但有些只能发生微小的转化。 据报道，两种广泛使用的除草剂甲草胺和异丙甲草胺，其所含苯环的邻位上有烷基取代基，可以阻止酶的附着，目前还没有发现有微生物可以矿化它们。

（5）氨基甲酸酯类农药

氨基甲酸酯类杀虫剂是稳定的氯代杀虫剂的替代品。 如涕灭威可用于农作物的杀虫剂和杀线虫剂。 涕灭威降解较快，其过程涉及生物降解和化学降解两方面，但是受土壤组分、pH 值及温度的影响。 涕灭威的好氧生物降解的第一步是将涕灭威氧化为涕灭威硫氧化物，然后氧化为涕灭威砜，再水解形成非氨基甲酸酯肟和腈。 厌氧条件下涕灭威的降解明显高于好氧条件。

目前，微生物降解农药的安全性比较高，人们对农药微生物降解的研究越来越多，很多能够降解农药的微生物菌株（细菌和真菌），已经相继被分离鉴定出来。 但是，由于降解农药的微生物的菌株分离鉴定过程复杂，过程困难，这给微生物降解农药的过程增加了难度。 目前，农药微生物降解的技术尚不成熟，大部分研究成果还仅局限于实验室研究阶段。 建议科研工作者今后从以下几个方面深入开展农药微生物降解的研究。

①培养混合菌、开发高效农药降解菌、继续研究白腐真菌降解农药。

②如何更好地把降解菌固定化作为今后农药微生物降解的研究方向。

结合基因工程和分子生物学，将基因工程菌的研究作为今后农药微生物降解的重点研究方向。