微生物降解有机氯农药研究进展
林燕
有机氯农药是用于防治植物病虫害的组成成分中含有有机氯元素的有机化合物，是20世纪80年代前应用最主
要和最有效的农药品种之一，主要用于控制影响农业及滋扰人们生活的虱子、蚊子、跳蚤等害虫，由于具有价格低
廉、高效广谱等特点，在世界范围内得到广泛应用。
有机氯农药主要分为以苯为原料和以环戊二烯为原料两大类。由于其结构较稳定，生物体内酶难于降解，所以
积存在动、植物体内的有机氯农药分子消失缓慢。由于这一特性，通过生物富集和食物链的作用，环境中的残留农
药会进一步得到浓集和扩散。通过食物链进入人体的有机氯农药能在肝、肾、心脏等组织中蓄积，特别是这类农药
脂溶性大，在体内脂肪中容易蓄积，蓄积的残留农药也能通过母乳排出，或转入卵蛋等组织，影响后代。
为了去除环境中有机氯农药残留，人们已经尝试过的物理化学方法包括挖掘、焚烧、热解吸附法、微波增强热
处理法、表面活性剂洗土法、超临界液体抽提法和硫酸处理法等，但是这些方法都对土壤有干扰和破坏效应。而微
生物降解具有成本低、效率高、无二次污染、生态恢复性好等优点，已在降解石油、农药等环境污染物中得到广泛
应用，成为当前环境科学研究的热点。
典型有机氯污染物的微生物降解
邻二苯酚
邻二氯苯（o-dichlorobenzene），广泛用作有机物和有色金属氧化物的溶剂、防腐剂，也可作杀虫剂。具有高
的刺激性，吞咽和吸入有中等毒性。对水体和大气可造成污染，在对人类重要食物链中，特别是在水生生物中可发
生生物蓄积。
筛选降解菌对其进行微生物降解是解决邻二苯酚残留问题的主要途径之一。不同碳源、不同氮源、温度、pH值、
装液量对降解菌生长的影响不同。研究表明，菌株DXL-1的最适碳源为葡萄糖，最适氮源为酵母膏，利用有机氮明
显优于无机氮。菌株在25～35℃、pH 7.0～7.5条件下都能较好的生长。影响邻二氯苯降解率的因素主要有温度、
pH值、邻二氯苯初始浓度、接种量。通过对单因素分析降解率的影响试验和正交实验的方法对降解条件进行优化，
菌株DxL-1降解邻二氯苯的最佳条件为：邻二氯苯初始质量浓度为120mg/L，温度为32℃，PH值为7.0，接种量为
10%。培养4天后，菌株DXL-1降解邻二氯苯的降解率达到85.52%。同时，通过单一菌株与混合菌株降解能力比较，
混合菌株对邻二氯苯的降解能力优于单一菌株，菌株之间存在协同降解作用。
六六六
六六六又名六氯环已烷，是有机氯杀虫剂的一种，具有高度的化学、物理和生物学稳定性。其半衰期较长(在土
壤中为2～4年)，属持久性有机污染物 (Persistent Organic Pollutants)。其在自然界中的存在，导致了一系列
的环境问题，造成了难以修复的环境危害。
对于残留在土壤中的六六六，可以采用筛选降解菌对其进行降解。实验证明，BHC-A降解茵对六六六污染土壤
的原位生物修复效果良好。原本六六六在土壤环境中的自然条件下降解非常困难，其在自然环境中的半衰期长达30
年左右。通过对土壤施用降解菌BHC-A后7天农药降解率达到86.16％，土壤中的六六六残留量降至0.31mg/kg，15
天后降至0.22mg/kg。降解率达90．18％，其含量符合农业生产的生态环境标准。在实验期间(15天)，对照区土壤
中六六六的残留量变化差异不显著。由此可见在自然环境条件下相当长的时间内六六六在土壤中的污染仍然难以解
决。因此通过人工投加农药高效降解菌株BHC-A实施原位生物修复技术可以有效降解本地区大田土壤中的六六六残
留污染，改善土壤质量。
五氯酚
五氯酚(pentachlorophenol，PCP)作为有机氯农药广泛地用作杀菌剂、杀螺剂、杀藻剂、杀虫剂和除草剂，此
外也用作木材防腐剂等，从而进入水体、河流与湖泊的沉积物、土壤等环境。由于其化学性质稳定、残效期长、毒
性高，对生物和人体具有广谱毒性和致突变性。
白腐菌在对五氯酚这类难降解有机物的生物修复中显示出良好的应用前景。因为这种担子菌类降解污染物具有
非专一性、彻底性、广谱性及适于固液两种基质等特点，它还有着独特的胞外酶系，对许多异生物质有独特的降解
能力和降解机理，其中对白腐菌研究得最多的是黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)。
通过研究发酵过程中黄孢原毛平革菌的生物量、酶活变化及降解五氯酚和木质素的降解情况发现黄孢原毛平革
菌的生长趋势、酶活变化以及五氯酚和木质素的降解速度都呈基本一致的趋势。前l0天生物量、酶活增长非常迅速，
到第l0天，达到最高，之后逐渐下降，五氯酚和木质素的降解率也随之变化，证明了微生物的生长情况、酶系的活
性是和降解率紧密相关的。同时紫外光谱和红外光谱分析结果也表明在白腐菌的作用下，稻草中的木质素结构遭到
严重破坏，难降解的大分子长键烃被切断成易降解的小分子短键烃。因而，白腐菌在降解五氯酚的同时，也达到了
处理难降解稻草木质素的独特效果。
黄孢原毛平革菌虽然长时间被认为是不能产漆酶的白腐真菌，但研究证明它在特定培养基上——利用农、林、
食品工业的残渣(香蕉皮和玉米芯)作为固态发酵的底物，具有较好的产漆酶能力。这样既解决了这些含碳水化合物
高的废物引起的环境的问题，又能生产更有利用价值的真菌漆酶。
黄孢原毛平革菌降解五氯酚基本流程如下：当香蕉皮与玉米芯混合比例为l ∶ 2、诱导剂为CuSO4时，黄孢原
毛平革菌能获得最高漆酶活，使用硫酸铜和藜芦醇做诱导剂都可提高漆酶酶活。同时利用该条件下所产的漆酶酶液
对五氯酚污染的污水进行了处理，比较了粗酶液与纯化酶液以及添加介质与不添加介质体的处理效果，发现纯化漆
酶优于粗酶液，添加介质ABTS能提高漆酶活性，提高处理率。利用低成本的农林业残渣作为发酵底物生产真菌漆酶
并应用到污染物修复中去，这将是一条既经济又高效的途径，对环境污染治理产生一定意义。
百菌清
百菌清(Chlorothalonil)，化学名称2,4,5,6-四氯-1,3-苯二腈。毒理试验表明，用百菌清饲喂大鼠后发现对
肾脏有致癌作用，致突变性较强。
关于百菌清的微生物降解已有较多的研究报道。Sato和Tanaka(1987年)发现百菌清在土壤含水量为60％、温
度为30℃时可以发生快速降解。有机质的添加可以促进百菌清在土壤中的降解，其原因是由于土壤腐殖质的化学作
用以及真菌的降解能力的增加。随后Katayama等(1991年)发现土壤中许多细菌能够降解百菌清。Motonaga等(1995
年)分离到百菌清的降解菌TBI。
但这些菌株需要外加碳源才能降解百菌清。而且TPN-OH可溶于水，且毒性更大。重污染土样更易引起微生物的
变异而获得对百菌清的抗性和降解能力。
现在最新研究获得了在含百菌清的无机盐培养基平板上均能生长且都出现透明圈的降解菌，能够利用百菌清为
惟一底物进行生长，说明该菌株对百菌清具有一定的降解效果，降解率可达到90.4％。
发展趋势
微生物降解有机氯农药具有其他降解途径无法企及的优点，因而具发展前景广阔，必将为环境治理起到积极的
作用。该研究领域今后主要将向以下三方面发展。
1．微生物降解受环境条件等外部因素的限制，研究微生物生长繁殖最佳条件有利于提高微生物降解污染物效率。
弄清环境因素对微生物降解的作用机理，为有机氯农药污染环境的生态修复提供适宜条件的配套应用技术。
2．微生物降解有机氯残留，改善土壤污染时，往往一种微生物只能对应降解一种或少数几种农药污染。由于微
生物降解的狭隘性，需要对应筛选不同的菌株。但尚未真正获得广谱高效的降解菌株的情况下，应重点开展高效降
解菌、降解酶筛选及其降解特性与制剂研发等内容的研究。
3．目前，对有机氯农药本身的危害已经研究的较为透彻，但是对其代谢产物的危害研究尚存不足，因此，在有
机氯农药降解途径的研究基础上，着重对代谢产物的毒性研究，特别是对代谢产物的持久性及其对环境的污染和非
目标生物的潜在危害的评价，以建立完整的有机氯农药危害评价体系。