CN108373199A - 一种提高农药杀草敏生物降解效率的方法 - Google Patents

一种提高农药杀草敏生物降解效率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高农药杀草敏生物降解效率的方法。(1)在无氧手套箱中，向刻度瓶中加入1mL浓度为232μmol/L的杀草敏溶液和50mL营养液，模拟地下水厌氧环境。(2)向刻度瓶中加入10克含有铁还原厌氧微生物的土壤和0.2克氢氧化铁，营造铁还原厌氧条件。(3)将刻度瓶放到振荡器上恒温匀速振荡165天后，刻度瓶中的杀草敏含量有了明显的减少。本发明通过在实验室条件下模拟地下水厌氧环境，成功地证实了通过人工手段改变地下水氧化还原条件为铁还原厌氧条件时，农药杀草敏能发生显著的生物降解；而且简单实用、成本低、不产生二次污染。

Description

一种提高农药杀草敏生物降解效率的方法
技术领域
本发明涉及一种地下水农药污染的处理方法，具体涉及通过铁还原厌氧条件提高农药杀草敏(Chloridazon)降解效率的方法。
背景技术
农药的过量使用往往会导致严重的环境污染问题，包括土壤污染、地下水污染和地表水污染。此外，一些农药极具持久性，在被禁止使用多年之后依然能从环境中检测得到。农药进入农田之后可能会向下渗透，最终进入到地下水中。在世界上很多地区地下水都是主要的饮用水源，直接关系到人体健康。因此，地下水中的农药污染对于饮用水安全是一个极大的挑战。杀草敏，是一种选择性传导型除草剂，主要用于甜菜种植前和紧急虫害事故前后杀死害虫，杀草敏已经在全世界范围内的许多国家大量使用。
国内对于杀草敏在地下水中的含量还没有明确的规定，然而在欧洲杀草敏经常被发现在地下水中的含量超标(Loos et al,《Water Research》2010年第14卷4115-4126页)。同时，关于如何将杀草敏从地下水环境中去除的研究鲜见报道。生物降解是至今为止从地下水环境中去除农药最有效的方式(Fenner et al,《Science》2013年第341卷752-758页)。但是，生物降解技术很大程度上受到微生物种类和生物活性、温度、营养物质浓度、氧化还原条件等因素的影响。因此，该技术实施时有一定的局限性。例如，某种农药只能由特定的微生物种类生物降解，其他微生物则无法降解。此外，地下水一般在土壤下很深的地方，氧气含量很低，故好氧生物降解通常难以实现。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高杀草敏生物降解效率的方法，其核心是通过提供铁还原厌氧条件来促进杀草敏的生物降解。通过改变地下水氧化还原条件来促进有机污染物生物降解的原位修复技术是目前新兴的一种地下水污染修复技术。因此，获知目标污染物在何种氧化还原条件下具有能够生物降解且具有较高的降解速率至关重要。
具体步骤是：
(1)在无氧手套箱中，向刻度瓶中加入1mL浓度为232μmol/L的杀草敏溶液和50mL营养液(营养液成分见表1)，模拟地下水厌氧环境。
(2)向刻度瓶中加入10克含有铁还原厌氧微生物的土壤和0.2克氢氧化铁，营造铁还原厌氧条件。
(3)将刻度瓶放到振荡器上恒温匀速振荡165天后，刻度瓶中的杀草敏含量有了明显的减少。
表1:营养液成分
本发明通过在实验室条件下模拟地下水厌氧环境，成功地证实了通过人工手段改变地下水氧化还原条件为铁还原厌氧条件时，农药杀草敏可以发生显著的生物降解，是一种很有潜力的针对地下水中农药杀草敏的原位修复技术；而且简单实用、成本低、不产生二次污染。
附图说明
图1为本发明实施例铁还原厌氧条件下从刻度瓶中取样的过程图。
图2为本发明实施例铁还原厌氧条件下生物组、非生物组和空白组第1天和第165天时的杀草敏浓度变化图。
具体实施方式
实施例：
(1)设置3个生物组、3个非生物组和3个空白组共9个刻度瓶，在无氧手套箱中，向所有刻度瓶中加入10克含有铁还原微生物的土壤和50mL营养液(营养液成分见表1，作用是保证营养元素不会成为杀草敏生物降解的限制条件)，分别向上述生物组和非生物组的每个刻度瓶中各加入0.2克氢氧化铁，封口后用氮气交换试瓶顶部空间气体10次，确保厌氧环境。
(2)向所有刻度瓶中加入1mL浓度为232μmol/L的杀草敏原液，向非生物组刻度瓶中分别加入1mL浓度为50mmol/L的氯化汞和1mL浓度为100mmol/L的三氮化钠溶液来杀死微生物；用无氧水调节溶液体积使所有刻度瓶的初始杀草敏浓度相等。
(3)将所有刻度瓶盖上锡箔纸(防止杀草敏发生光降解)，放到恒温振荡器上振荡，振荡频率为150rpm；实验周期为165天，刻度瓶静置过夜后用针管取上清液作为作为样品；样品用高效液相色谱仪(HPLC)检测其中的杀草敏含量。
(4)实验结果表明非生物组和空白组中的杀草敏含量经过165天没有明显的变化，而生物组中的杀草敏含量经过165天减少了约20％。由此可以推测改变地下水环境为铁还原厌氧条件可以显著地提高杀草敏生物降解的速率。
如图1所示，刻度瓶内为厌氧环境，只能通过针管取样，由于培养基为土壤，需要将针管插入试瓶后倾斜静置一夜，取瓶中上清液作为样品。
从图2可以明显看出经过细菌灭活处理的非生物组和没有添加氢氧化铁的空白组中杀草敏浓度没有明显变化，而生物组中165天时的杀草敏浓度相比于实验开始时减少了20％左右。

Claims (1)

1.一种提高农药杀草敏生物降解效率的方法，其特征在于具体步骤为：
(1)在无氧手套箱中，向刻度瓶中加入1mL浓度为232μmol/L的杀草敏溶液和50mL营养液，营养液成分见表1，模拟地下水厌氧环境；
(2)向刻度瓶中加入10克含有铁还原厌氧微生物的土壤和0.2克氢氧化铁，营造铁还原厌氧条件；
(3)将刻度瓶放到振荡器上恒温匀速振荡165天后，刻度瓶中的杀草敏含量有了明显的减少；
表1:营养液成分
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