阿特拉津(Atrazine)，通用名为“莠去津”，化学名称为2-氯-4-乙，胺基-6-异丙胺基-1，3，5-三嗪，分子式为C8H14CIN5，相对分子量为215.69。阿特拉津是瑞士一位学者于1954～1955年发现的一种三氮杂本衍生物，由一家化学公司开发的一种除草剂，1958年申请瑞士专利，1959年投入商业生产。阿特拉津是选择性内吸传导型苗前苗后除草剂，适用于玉米高粱果园和林地等，可防除一年生禾本科杂草，对某些多年生杂草也有一定的抑制作用。因此在国内外杂草防除上占有重要的地位。该除草剂自1959年投入商业生产以来，在世界范围内得到了大面积的推广和使用。阿特拉津虽然是一种低毒除草剂，但在土壤中具有比较长的持留性，其半衰期长，使用量大，已造成严重的环境污染。近年来的科学研究证明阿特拉津是一种环境雌激素，它会对任何野生动物产生激素类的作用，或阻碍生殖功能，或引发癌症等。因为它的分子中含有一个氯原子，对任何哺乳动物都具有毒害(致畸、致癌、致突变)。国外有研究表明，阿特拉津可能对人体具有致癌性，长期接触阿特拉津会导致动物卵巢癌和乳腺癌的发生。而且发现阿特拉津等三苯类除草剂能使人体内CYP19酶的活性升高，干扰人体内分泌平衡。阿特拉津还会对生物体的内分泌系统产生破坏作用，引起一系列病症，甚至引起癌症。阿特拉津不仅通过食物链的传递影响人体健康和使肝肾、心脏、血管出现中毒症状，而且也可能造成人类心血管系统发生问题和再生繁殖困难。因此，阿特拉津被列为环境荷尔蒙的可疑物质，受到各国政府的监控。
我国是一个农业大国，农药的生产与使用量均居世界前列，达到200 000 t(纯品)，占世界总产量的1／10。我国从20世纪80年代开始使用阿特拉津，近年来使用面积不断扩大，1996年阿特拉津全年的使用量为1800t，至2000年，每年用量平均以20％的速度递增。与我国相比，发达国家使用阿特拉津的历史较早，面积较大。在美国，阿特拉津被列为最广泛使用的除草剂之一，每年喷洒3.5×103kg，占其除草剂使用总量的60％。在日本，阿特拉津于1965年作为农药登录，现在全日本每年的生产量为1750t。研究表明，在所施用的农药中，有20％～70％会长期残留与土壤中；而阿特拉津的结构稳定，水溶性强，难以降解，被微生物矿化的过程十分缓慢。因此，被阿特拉津污染的土壤的生物修复技术成为研究的热点。
1 阿特拉津污染的土壤的生物修复技术
1．1 微生物修复
此过程主要是利用自然环境中自然生长的微生物或投加的特定微生物，在人为促进工程化条件下，分解阿特拉津，把阿特拉津分解成无害的有机物，修复被污染的环境。被污染的土壤中的阿特拉津的降解可以由改变土壤理化条件来完成，也可以借助特殊驯化的微生物或构建工程微生物来提高降解速度。
1．2微生物与化学修复
用化学试剂吸附固定阿特拉津，或者通过表面活性剂的增溶作用；增加有机污染物的水中溶解度，再利用现场的微生物降解。
2 微生物对阿特拉津的作用方式
在土壤和水环境中，微生物对阿特拉津的作用方式可分为直接作用和间接作用。
2．1 直接作用
大多为酶促反应引起，有以下几种。
2．1．1 矿化作用
微生物作用下，使有机化合物完全分解为无机产物，也就是彻底降解，不产生对环境有威胁的中间产物。这也是农药生物降解的最理想方式。
2．1．2 共代谢作用
在多步骤的酶促反应中，各种酶对底物的专业性强，在生长底物被多步反应彻底分解时，某些中间产物的分子只是部分地被改变，而不能被后来专一性强的酶所降解，但是自然环境中的其他微生物或物理化学因子可能会降解这种中间产物。共代谢方式在微生物代谢过程中十分常见，是一种微生物降解阿特拉津的重要方式。
2．1．3 生物浓缩和累积作用
这是指微生物菌体细胞吸附和吸收环境中的残留阿特拉津。先是阿特拉津与细胞膜的类脂结合，再被菌体吸收。这和微生物的代谢有关，阿特拉津在被吸收的同时也可能被转化。
2．2 间接作用
微生物的作用改变了环境中的酸碱度，影响了土壤的氧化还原电势，从而引起次生的化学降解。
3 降解阿特拉津的微生物
3．1 真菌
烟曲霉、焦曲霉、白腐真菌和菌根真菌等都能降解阿特拉津，其中自腐真菌具有较高的氧化降解能力，可降解多种环境污染物。
3．2 放线菌
至目前为止，所发现的参与阿特拉津降解的放线菌为诺卡氏菌。
3．3 细菌
降解阿特拉津的细菌主要是红球菌和假单胞菌。红球菌广泛的存在于土壤中，具有降解多种有机污染物的能力，如烃类、卤代烃类、卤代芳烃类。假单胞菌是矿化阿特拉津的重要细菌。土壤杆菌和黄单胞菌、欧文氏菌和新发现的革兰氏阴性兼性厌氧球菌的对阿特拉津有降解作用。
4 阿特拉津降解酶
阿特拉津降解酶的研究比较晚，对于降解涉及到的酶、基因和中间代谢产物知道得很少。1999年。我国科学家报道了ADP菌株降解阿特拉津的酶学机理。ADP假单胞菌株降解阿特拉津的前三步需要3种酶：第一种酶催化水解脱氯产生羟基阿特拉津；第二种酶催化羟基阿特拉津脱酰胺基，产生，N-异丙基氰尿酰胺；第三种酶转化N-异丙基氰尿酰胺，生成氰尿酸和异丙胺。温度是菌类降解阿特拉津的重要影响因素。胡宏韬分离出的AT菌在4～20℃范围内。随着温度的升高降解能力会增强。环境中的pH随AT菌的降解作用而下降。
5 微生物降解阿特拉津的途径
5．1 脱烷基
脱烷基即脱乙基或脱异丙基过程，微生物降解阿特拉津可以产生脱乙基阿特拉津和脱异丙基阿特拉津。在不饱和区，乙基侧链的降解速度要比异丙基侧链的降解速度快几倍。这两种物质继续降解的速度很慢。所以不饱和区中脱乙基阿特拉津持留性高且被频繁发现。例如红球菌(TE1)降解阿特拉津产生脱乙基阿特拉津和脱异丙基阿特拉津后不能再进一步降解这两种产物。
5．2 水解
水解即脱氯，用羟基取代。阿特拉津化学水解产生羟基阿特拉津。由于阿：特拉津的2个烷基使微生物脱氯较为困难。有些微生物能降解阿特拉津产生羟基阿特拉津。如报道的假单胞菌ADP，菌株和YAYA6菌株均可使阿特拉津脱氯。
5．3 开环
在阿特拉津的降解中，氧作为电子受体非常重要。与厌氧条件相比，有氧条件下阿特拉津的降解要快100多倍。因此深层土壤中，氧气的缺乏会阻碍阿特拉津的降解。目前发现的能使阿特拉津开环的菌株多为假单胞菌，红球菌较少。
6 微生物降解阿特拉津的研究趋向
目前，阿特拉津在除草剂的应用中占有很大的比例，其对人类健康和生态环境的影响尚需要继续深入地研究。另外，应当加强阿特拉津污染的生物治理和修复的研究，以消除阿特拉津对环境造成的污染。微生物对农药的降解途径包括氧化还原、水解、脱卤、缩合、脱羧、异构化等，其实质是酶促反应。农药降解酶对环境的耐受性降解效果远胜于微生物本身，特别是对低浓度农药，利用降解酶可以作为净化农药残留的有效手段。因此，有关农药降解酶的研究受到广泛关注。
另外，在以下几个方面研究也很热门。(1)真菌对阿特拉津的降解有待进_步研究，降解酶和基因水平方面的研究很少有报道。这方面需要深入研究。(2)细菌对阿特拉津的降解已进入降解酶和基因水平，并取得了一定的成果。但细菌种类多样，代谢途径丰富多彩，需要从环境中筛选出更多的阿特拉津高效降解菌，并进一步研究其对阿特拉津的降解机理降解酶及基因，以便更好利用细菌的降解潜力。对在不同土壤中的阿特拉津及其降解中间产物进行预测，进而为土壤的修复提供理论基础。(3)实验室环境和自然环境的过渡。降解阿特拉津多在实验室环境中进行，而自然环境中多种菌共生，生态系统复杂。因此，如何将实验室中获得的高效菌株应用到实际生态系统中是个急需探讨的问题。(4)阿特拉津降解的基因操作。基因操作是当今环境生物技术的研究热点。这一技术的进步极大地推动了阿特拉津的生物降解的研究。阿特拉津降解菌的降解基因的进一步寻找，筛选和构建高效菌株是这方面的研究热点。
7 结语
现在，阿特拉津在除草剂中还是主要种类，还在大量应用。其对生态环境的污染以及对人和其他动物的健康的影响正日益受到关注。利用微生物降解阿特拉津是一个新颖而很有前景的研究课题。因此大幅度提高微生物降解阿特拉津的能力，修复土壤和水体。具有十分广阔的发展前景，处于探索阶段。但是国内外的大量研究表明，这种降解处理具有物理和化学方法无可比拟的优越性，如成本低、效率高、对环境的影响小、没有二次污染、不破坏土壤、处理操作简单。随着生物技术的发展，将不断筛选和构建高效菌株。
推荐访问： 除草剂 阿特 现状 生物降解 研究
