微生物修復(fù)*潛力
數(shù)據(jù)顯示,目前我國(guó)每年化學(xué)農(nóng)藥用量超過(guò)130萬(wàn)噸,平均每畝931.3克,是發(fā)達(dá)國(guó)家的兩倍。由于施用技術(shù)落后,農(nóng)藥的利用率只有20%~30%左右,70%~80%的農(nóng)藥進(jìn)入土壤和水體,導(dǎo)致土壤和農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留污染嚴(yán)重。
根據(jù)中國(guó)科學(xué)院南京土壤科學(xué)研究所和全國(guó)各地環(huán)境監(jiān)測(cè)站的檢測(cè)數(shù)據(jù),約有1600萬(wàn)公頃農(nóng)田被農(nóng)藥污染,占中國(guó)耕地的10%以上。綠色和平組織2009年的檢測(cè)結(jié)果顯示,中國(guó)90%的農(nóng)產(chǎn)品有農(nóng)藥殘留,66%的樣品至少有5種不同的農(nóng)藥殘留,沃爾瑪?shù)囊粋(gè)草莓有13種農(nóng)藥殘留。2010年春節(jié)期間海南的毒豇豆事件和2010年4月青島的毒韭菜事件都是由有機(jī)磷農(nóng)藥污染引起的。
由此可見(jiàn),我國(guó)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境中農(nóng)藥殘留問(wèn)題已經(jīng)十分嚴(yán)重。此外,農(nóng)藥殘留是一種非點(diǎn)源污染,濃度低,范圍廣。使用傳統(tǒng)的物理和化學(xué)處理方法既困難又昂貴,而且存在二次污染。
微生物修復(fù)技術(shù)被公認(rèn)為*潛力的修復(fù)技術(shù),在解決農(nóng)藥面源污染問(wèn)題、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全方面發(fā)揮著重要作用。
由于其種類(lèi)繁多、代謝類(lèi)型豐富,微生物可以將污染物完全分解為二氧化碳、水、無(wú)機(jī)化合物等對(duì)環(huán)境和人體無(wú)害的物質(zhì)。此外,微生物降解農(nóng)藥具有底物特異性,只能降解一種或一類(lèi)結(jié)構(gòu)相似的農(nóng)藥,復(fù)合農(nóng)藥污染的修復(fù)成本會(huì)增加。另一方面,降解*產(chǎn)品的保質(zhì)期以及現(xiàn)場(chǎng)降解和修復(fù)效果的穩(wěn)定性需要進(jìn)一步提高。
解密的兩大技術(shù)
農(nóng)藥污染土壤的微生物修復(fù)主要采用兩種技術(shù),一是生物修復(fù)技術(shù),二是生物刺激技術(shù)。
生物修復(fù)技術(shù)包括兩種技術(shù):通過(guò)添加外來(lái)菌株進(jìn)行生物增強(qiáng)和通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用原始菌株進(jìn)行生物刺激。
生物激勵(lì)技術(shù)已在美國(guó)、日本和其他國(guó)家得到應(yīng)用,因?yàn)樗褂昧耸芪廴緢?chǎng)地上的原始*,不存在因添加外來(lái)微生物而造成的污染問(wèn)題。然而,由于受污染地點(diǎn)沒(méi)有可降解菌株或可降解菌株的降解效率低,生物刺激可能具有修復(fù)效果差和時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)。
生物強(qiáng)化通過(guò)添加大量高效降解菌株,并在一定時(shí)間內(nèi)形成優(yōu)勢(shì)菌群,以達(dá)到快速修復(fù)污染的效果,在世界各地得到廣泛應(yīng)用。然而,生物強(qiáng)化也可能導(dǎo)致問(wèn)題,例如,由于外源接種微生物與本土微生物的競(jìng)爭(zhēng)或由于各種生物和非生物因素,修復(fù)效果不穩(wěn)定。
目前,農(nóng)藥污染土壤的微生物修復(fù)研究主要集中在生物增強(qiáng)和生物刺激方面。這兩種技術(shù)的結(jié)合可以相輔相成,并可能達(dá)到更好的修復(fù)效果。
微生物對(duì)農(nóng)藥污染的修復(fù)效果取決于菌株的降解能力,以及污染物的生物利用度和*與本土微生物之間的競(jìng)爭(zhēng)性。
影響農(nóng)藥污染生物修復(fù)的因素還包括農(nóng)藥污染物的特性、環(huán)境中微生物的生態(tài)結(jié)構(gòu)和各種環(huán)境因素。農(nóng)藥的生物降解性因其結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)而異。