農(nóng)藥污染的危害與生物修復

單蘭淅

（江蘇省泗洪中學高二（6）班）

農(nóng)藥污染的危害與生物修復

單蘭淅

（江蘇省泗洪中學高二（6）班）

農(nóng)藥是農(nóng)產(chǎn)品種植中不可或缺的生產(chǎn)資料，但其會給農(nóng)作物本身、土壤、空氣、水體帶來污染，對此采用生物修復的技術能夠有效地降低農(nóng)藥帶來的危害。

農(nóng)藥；污染；生物修復

引言

農(nóng)藥是為防治農(nóng)作物病蟲害而被生產(chǎn)的藥劑，其效果顯著，但同時因為其成分多為毒性物質，對農(nóng)作物本身以及周邊的水體、土壤和空氣都有一定的危害，并進一步影響人體的健康。對此我們需要從多個角度來進行優(yōu)化，其中生物修復技術具有效果好、副作用小等特點，值得我們進一步研究和應用。

1 農(nóng)藥與農(nóng)藥污染

農(nóng)藥是指用于預防、控制農(nóng)作物病蟲害或有目的地調(diào)整農(nóng)作物生長的混合劑。由此可見，我們使用農(nóng)藥可以防治害蟲、消滅雜草、控制生長等幾個方面。而農(nóng)藥污染，是指在農(nóng)藥的生產(chǎn)、運輸、銷售以及使用階段對自然環(huán)境和人體造成的危害。本文主要討論農(nóng)藥在使用階段以及使用后對周邊環(huán)境以及人體造成的污染。

農(nóng)藥污染成為全球環(huán)境污染的主要課題之一，在發(fā)展比較落后的農(nóng)業(yè)國家尤為嚴重。現(xiàn)階段全世界因為農(nóng)藥中毒的人口在200萬以上,其中大約4萬人死亡。我國受到的農(nóng)藥污染也十分嚴峻。一方面，作為農(nóng)業(yè)大國，我國擁有遼闊的平原和林帶，農(nóng)業(yè)人口眾多；另一方面，我國現(xiàn)階段使用的農(nóng)藥依然以傳統(tǒng)毒性農(nóng)藥為主，在化學農(nóng)藥中高毒殺蟲劑占六成以上。

2 農(nóng)藥污染是危害

農(nóng)藥污染給環(huán)境和人體健康帶來的危害是多方面的。

2.1 土壤污染

有些農(nóng)藥是直接施用在地下或地表，即使針對農(nóng)作物噴灑的農(nóng)藥，也會因為雨水的沖刷等不可避免地會被土壤所吸附。通常來說，農(nóng)藥在使用后九成左右都會落入土壤。在土壤中的農(nóng)藥所造成的危害包括：局毒性物質被農(nóng)作物根系所吸收，進一步存留在作物的莖、葉、花、果實、種子中，降低了作物的品質，危害食用者的健康；農(nóng)藥中的部分物質會和土壤中的膠粒結合，使得土壤容易產(chǎn)生板結，影響其通透性，弱化了作物根系的呼吸作用；土壤中的農(nóng)藥會殺死土壤中的害蟲，也會對良性的微生物、昆蟲造成傷害，影響生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.2 空氣污染

農(nóng)藥的施用方式通常是地表人工的噴霧器噴灑或采用航空器在高于農(nóng)作物一定距離的上空噴灑，這都會對空氣造成直接的污染，而如果風力較大，其污染的范圍也會迅速擴大。同時農(nóng)藥也會以土壤表層、作物或水面蒸發(fā)進入空氣。存在于空氣中的農(nóng)藥會直接進入周邊人群、動物的呼吸系統(tǒng)，對生物體的健康造成極大的危害。也會對周邊其他植物造成危害等。

2.3 水體污染

農(nóng)藥在施用后如果被雨水等沖刷，很容易被帶入周邊的河流湖泊，而針對水稻等噴灑的農(nóng)藥，會直接進入水體，這都會造成地表水體污染。當然土壤中的農(nóng)藥成分在長期的沉降下，也會進入地下水體，造成地下水污染。水體污染帶來的危害包括：水中部分生物大量死亡，造成生物多樣性的破壞和生態(tài)系統(tǒng)平衡的破壞；人類及動物食用了被農(nóng)藥污染的地表水和地下水，會造成中毒以及各類疾病的產(chǎn)生等。

當農(nóng)藥對水體、土壤和空氣污染之后，就會進一步對其他生物乃至人類造成危害。前文已經(jīng)對各種污染情況下對生物的污染進行了分析，梳理后主要包括：（1）農(nóng)藥污染的水、空氣，被人和其他生物食用、呼吸，造成直接的危害；（2）人類和動物食用了施用了大量農(nóng)藥的農(nóng)產(chǎn)品，所造成的潛在性、長期性的健康危害。事實上，食品中農(nóng)藥各類毒性物質的超標在國內(nèi)已經(jīng)屢見報端，其引起的后果包括不孕不育、胎兒畸形、智力下降、器官癌化等，觸目驚心，甚至有學者認為五十年后我國國民會因為農(nóng)藥的過度使用而整體不能生育。由此可見，農(nóng)藥污染帶來的危害是極其嚴重的，而我們需要通過合理的方式來進行緩解直至消除。

3 生物修復技術與農(nóng)藥污染治理

對于農(nóng)藥污染的治理，現(xiàn)階段我們還存在諸多的問題，并需要針對性的措施來解決，比如法律方面的不足、農(nóng)藥創(chuàng)新性低、農(nóng)藥施用技術差等，對此本文主要從生物技術的角度來分析其對農(nóng)藥污染的治理。每一個生命都是一個化學反應中心，生命的運轉就是持續(xù)的化學反應。在這種理念下，利用生物強大的生化能力，對農(nóng)藥進行降解，是具有可行性的。生物對農(nóng)藥污染的修復表現(xiàn)在宏觀和微觀兩個方面。

3.1 宏觀恢復

在人類對耕地、水田、林地、果園、魚塘、草原等進行長期使用并施用了過多的農(nóng)藥之后，如果在一個時間節(jié)點突然對其廢棄不再使用，或者不再使用農(nóng)藥，則這些殘留在水體和土壤乃至空氣中的農(nóng)藥污染物，將會慢慢地被雜草、水生生物、農(nóng)作物等吸收降解。當然，一方面，我們不可能采用廢棄耕種這種“玉石俱焚”的方式，即使完全不使用農(nóng)藥也很難實現(xiàn)；另一方面，農(nóng)藥的危害性又如此之大，不得不進行降解。因此比較現(xiàn)實的方式是，制定一定的目標，基于相應的生物修復性將沒茬農(nóng)作物施用的農(nóng)藥殘留進行最大程度地、針對性地降解。比如對于東北、西北等地一年一季的玉米、棉花等作物，在秋季收獲后，可以任其雜草叢生，不進行管理，以達到降解農(nóng)藥的效果。又比如在對于果園等類型的林地，可以縱容一些對樹木生長競爭很小的草類在地表叢生，使得對樹枝噴灑的農(nóng)藥不至于對土壤太過于污染。以宏觀降解農(nóng)藥殘留污染，也可以有一定的針對性，比如通過研究找出對某種農(nóng)藥污染物降解強的生物。但這種方法有利于對土壤、水體等農(nóng)藥殘留進行降解，很難對已經(jīng)被污染的農(nóng)作物產(chǎn)品中的農(nóng)藥污染物進行降解。

3.2 微觀降解

微生物雖然個體體積很小，以單個細胞甚至沒有細胞結構的形式存在，但他們能夠整體存在于一定空間中，單位體積中的微生物數(shù)量非常多，且繁殖、變異的周期很短，因此適用于各類污染物降解工程中。實踐中人類已經(jīng)擅長了使用微生物降解石油污染、降解化學品污染甚至降解白色污染等，取得了很好的效果，因此將這種方式應用到農(nóng)藥污染物的降解方面，也是可行的。

現(xiàn)階段學界已經(jīng)分離了多種能夠對農(nóng)藥污染物進行降解的微生物，不僅有細菌、真菌、放線菌，還包括一些藻類，而基于人類目前的研究成果，細菌的降解效果是最為有效的。比如假單胞菌屬能夠對包括DDT、艾氏劑、敵敵畏、西維因等在內(nèi)的二十多種農(nóng)藥污染物進行降解；其次是真菌，比如曲霉屬能夠對包括敵百蟲、滅草隆、撲草凈、二硝基苯胺等在內(nèi)的十余種農(nóng)藥殘留進行降解。通常來說，一種農(nóng)藥可以由多種微生物來降解，比如常見的DDT就能夠被芽孢桿菌屬、土壤桿菌屬、氣單胞菌屬、鐮刀菌屬、諾卡氏菌等約二十種微生物來降解。

利用微生物對農(nóng)藥污染物進行降解的具體途徑是，利用誘變育種等方式對遭到某種農(nóng)藥污染嚴重的土壤中分離出的優(yōu)質菌種進行培養(yǎng)，或者采用基因工程對微生物進行定向培養(yǎng)，進而得到最優(yōu)的能夠對該類農(nóng)藥進行降解的微生物群體。對于受到某種農(nóng)藥污染的土壤、水體，可以將這些微生物群體散播其中，以達到降解污染物的目的。目前很多學者對能夠降解不同農(nóng)藥的關鍵基因進行了認定，比如甲基對硫磷的降解基因為mpd，硝基苯酚的降解基因為pnp，除草劑水解酯酶基因為sulE與ampA等。和生物宏觀降解不同的是，微生物也可以對作物內(nèi)的農(nóng)藥殘留進行降解，一定程度上降低農(nóng)藥在農(nóng)作物里的殘留，使得其品質得到提升。

結語

綜上所述，農(nóng)藥的使用雖然能夠有效地減少農(nóng)產(chǎn)品的病蟲害，一定程度上促其增產(chǎn)，但其對周邊土壤、空氣和水體也會產(chǎn)生污染，對人類健康產(chǎn)生危害。對此我們需要對農(nóng)藥污染殘留進行有效地降解。采用生物修復的方式，其優(yōu)勢是多方面的，包括安全性高、效率高、費用低、應用范圍廣等，但同時我們也一定要注意單類生物的修復功能具有針對性，其發(fā)揮效果也需要一定的外部溫濕度環(huán)境，同時也需要注意其對周邊環(huán)境的負面影響。

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