[01016145]养殖环境中菊酯类农药的微生物降解及残留监控技术研究

拟除虫菊酯类农药是一类高效、广谱农药,具有低毒、排泄迅速、能被生物降解等特点,因此,经常用于渔业生产上杀灭寄生虫和敌害生物.但是,最近研究表明,拟除虫菊酯类农药具有蓄积性,并且有些品种有致癌、致畸、致突变和神经毒性等生理作用,其中拟除虫菊酯类农药中氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯已被禁止使用. 宁波市是中国主要的水产品出口地区之一,2007年,蒋长征等对宁波市养殖水产品中拟除虫菊酯类农药的残留状况进行了调查,结果发现宁波市市售养殖水产品中不同程度的存在该类农药污染,主要原因是:①拟除虫菊酯类农药在农田使用后,随地表径流进入近海养殖海域;②养殖用户缺乏科学理论的知识,在清塘时大量使用拟除虫菊酯类农药,导致近海海域水环境和沉积物中环境质量恶化,造成农药残留污染.由于此类农药对鱼、贝和甲壳类等水生生物毒性较大,因此,近年来,频繁发生污染、养殖生物死亡事件.同时,由于此类农药的降解速度较慢且属亲脂性农药,易被水生生物富集,从而对水体生态系统和水产品质量产生严重影响,最终导致市售水产品中该类农药出现超标现象,其残留给人类健康带来了巨大的威胁.因此,为保障人类身体健康,各国纷纷制定菊酯类农药残留限量标准,如美国、欧盟、日本等国家规定了菊酯类农药的残留限量要求;而且日本在2007年实行针对中国的进口食品监控计划,对中国水产品中的农药(禾草丹、溴氰菊酯、呋喃硫威)残留进行检测,拟除虫菊酯类农药造成的环境和食品污染已成为发达国家设置贸易绿色壁垒的重要手段.因此,如何有效的去除拟除虫菊酯类农药的残留污染和进行监控对保护近海生态环境、发展绿色养殖和保障食品安全具有重要意义.以生物修复为理论基础的农药残留降解技术为解决这一难题提供了新的思路,微生物降解作为环境中农药降解的主要方式,具有以下优点:①农药本身在自然界中的降解速度较慢,而利用微生物可加速农药的降解过程;②利用微生物对农药的降解通常只是一个自然过程的强化,不会导致二次污染和污染物的转移,可使环境中的污染物减少到最小程度.然而,微生物降解农药的研究主要集中在土壤、水果和淡水沉积物等环境,而对于近海环境和海洋水产品中拟除虫菊酯类农药残留的降解和农药积累模式研究较少.同时,判断农药生物修复能否成功依赖于精确的检测技术,因此农药残留分析技术对农药生物修复的发展具有重要作用,可为农药残留的监控、生物修复的进行及效能提供技术支持.在农药的分析检测中,固相萃取(Solid Phase Extraction,SPE)作为一种新型样品前处理技术,广泛应用于农药残留分析中,正成为样品净化的主流方法.但是,传统的固相萃取材料主要为键合材料,如C8、C18等,选择性不强,在富集分析物的同时,不能较好的除去基质和干扰物质,从而影响最后的分析.虽然利用抗体选择性的免疫吸附剂具有较高的特异性,但是其具有制备复杂、耗时、稳定性较差和对操作条件要求严格等缺点.因此,农药残留检测,尤其是进行多残留成份的检测,迫切需要新型高效、制备简便、具有专一识别某一种或某一类的填料基质.分子印迹技术是基于分子识别理论的一种模拟抗体-抗原相互作用,可获得在空间和结合位点上与某一或某一类分子相匹配的聚合物的技术,因此,基于分子印迹技术的分子印迹固相萃取(Molecularly imprinted solid phase extraction,MISPE)技术,具有高特异性与高选择性、制备简单、稳定性好和可重复使用等优点,利用MISPE对样品提取液进行选择性净化,与GC/GC-MS相结合,建立拟除虫菊酯类农药的快速提取、净化和富集于一体的样品前处理技术,可极大的缩短样品制备时间.因此,新型农药检测技术的发展,不仅对明确生物修复过程中农药的降解途径和机理具有重要的应用,而且对农药残留监控技术的发展具有重要的推动作用.最终通过该项目的实施建立的检测手段与微生物降解农药技术相结合,对近海环境的保护、农药残留监控等具有重要意义.