化學(xué)氧化劑-微生物協(xié)同作用對除草劑氟樂靈降解過程的影響

季 麗，宋 超，張 聰，陳家長，胡庚東，孟順龍，范立民，裘麗萍，鄭 堯，劉 穎，吳 偉②

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心/ 農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品質(zhì)量安全環(huán)境因子風(fēng)險評估實驗室(無錫)，江蘇 無錫 214081； 2.農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品質(zhì)量安全控制重點實驗室，北京 100000；3.江蘇省無錫市農(nóng)業(yè)委員會，江蘇 無錫 214000)

化學(xué)氧化劑-微生物協(xié)同作用對除草劑氟樂靈降解過程的影響

季 麗1，2，宋 超1,2①，張 聰1,2，陳家長1,2，胡庚東1,2，孟順龍1,2，范立民1,2，裘麗萍1,2，鄭 堯1,2，劉 穎3，吳 偉1,2②

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心/ 農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品質(zhì)量安全環(huán)境因子風(fēng)險評估實驗室(無錫)，江蘇 無錫 214081； 2.農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品質(zhì)量安全控制重點實驗室，北京 100000；3.江蘇省無錫市農(nóng)業(yè)委員會，江蘇 無錫 214000)

氟樂靈在水產(chǎn)養(yǎng)殖中常被用來清除池塘底部青苔，但是使用過后也會對魚類產(chǎn)生毒性。因此，清除水體過量的氟樂靈對養(yǎng)殖后期魚類生長極其重要。選取過碳酸鈉和過硫酸氫鉀為研究對象，在比較2種氧化劑降解效果的基礎(chǔ)上，研究了化學(xué)氧化劑-微生物協(xié)同作用對除草劑氟樂靈降解過程的影響。結(jié)果顯示，過碳酸鈉比過硫酸氫鉀更適宜作為化學(xué)氧化劑對養(yǎng)殖水體中氟樂靈進(jìn)行降解。單獨使用0.15 mg·L-1過碳酸鈉和φ=0.01%比例、添加濃度為109CFU·mL-1的FJ-01菌液中微生物對氟樂靈5 d的降解率分別為44.79%和66.78%，而兩者結(jié)合處理時5 d的降解率高達(dá)75.87%，顯著優(yōu)于單一的微生物降解或化學(xué)氧化。該研究表明化學(xué)氧化劑和微生物協(xié)同降解是水產(chǎn)養(yǎng)殖中氟樂靈污染水體修復(fù)的良好途徑和方法。

氟樂靈；降解；化學(xué)氧化劑；微生物；水產(chǎn)養(yǎng)殖

氟樂靈是一種應(yīng)用十分廣泛的二硝基苯胺類的選擇性芽前除草劑,其主要作用機理是通過影響雜草的激素生成和傳遞從而抑制細(xì)胞的分裂[1]。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中,該藥常被用來清除池塘底部青苔。有報道顯示,以氟樂靈為主要成分的“護草青苔凈”能迅速降低植物表面張力,從而使絲狀藻、青苔等快速脫水萎縮死亡,能夠高效地去除附著于池塘、網(wǎng)箱網(wǎng)具和蝦、蟹、貝類、蚌和魚類體表上的青苔。此外，由于氟樂靈為芽前除草劑,其對已萌發(fā)生長的水草殺滅作用有限,故在養(yǎng)蟹池塘中該藥用于早春防治池塘青苔的過量生長,起到滅苔不傷草的功效。一般情況下750 mLφ=40%的氟樂靈可用于0.01 km2水面1 m水深的池塘防治青苔[2]。

氟樂靈對人畜低毒,但使用過后會對魚類產(chǎn)生較高的毒性作用[1]。VESNA等[3]對鯉魚進(jìn)行了氟樂靈的急性毒性和亞急性毒性實驗,結(jié)果表明,較高濃度的氟樂靈會嚴(yán)重?fù)p害鯉魚的腎、鰓等部位。馮碧[4]以鯽魚的巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞作為研究對象,探究了氟樂靈對其免疫細(xì)胞的影響，研究結(jié)果顯示,氟樂靈對魚類的巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞均呈現(xiàn)一定毒性,對魚類的免疫系統(tǒng)有顯著影響。因此，清除池塘水體過量的氟樂靈對養(yǎng)殖后期魚類生長極其重要。

環(huán)境中農(nóng)藥殘留的降解方法主要有化學(xué)氧化方法和微生物降解方法[5]。水產(chǎn)養(yǎng)殖中常用的氧化劑有過碳酸鈉和過硫酸氫鉀。這2類化學(xué)氧化劑因具有增氧、安全等特點而在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)上作為增氧劑和水處理劑大量使用,是目前水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)上應(yīng)用最廣泛的化學(xué)氧化劑[6]。季麗等[7]前期研究重點考察了降解菌株FJ-01對氟樂靈的降解效果。但因微生物本身的生長以及對化學(xué)物質(zhì)的代謝特點,其在前期的作用效果并不十分突出,降解速率較低。如適度利用化學(xué)氧化劑進(jìn)行前期預(yù)處理,再進(jìn)行微生物的后續(xù)降解,對養(yǎng)殖環(huán)境中氟樂靈的降解則會更加快速和高效。因此,選取過碳酸鈉和過硫酸氫鉀為研究對象,在比較2種氧化劑降解效果的基礎(chǔ)上,研究了化學(xué)氧化劑-微生物協(xié)同作用對除草劑氟樂靈降解過程的影響。

1 材料與方法

1.1 儀器

實驗器材為安捷倫7890A 氣相色譜儀,高純氮氣,檢測器為μ-ECD，色譜柱為HP-5MS石英毛細(xì)柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),SIGMA 2-16K低溫冷凍離心機,QHZ-98B全溫度光照振蕩培養(yǎng)箱,PGX-150B智能光照培養(yǎng)箱,TOMY Autoclave SS-325型全自動高壓滅菌器,SHR-080恒溫生化培養(yǎng)箱,ZHJH-1214雙面氣流式無菌工作臺,TH-100BY單槽超聲波清洗機,全自動控溫型養(yǎng)殖系統(tǒng)(內(nèi)含60個100 cm×60 cm×50 cm玻璃水族箱)等。

1.2 試劑

φ=48%的氟樂靈乳油由鎮(zhèn)江建蘇農(nóng)藥化工有限公司提供;φ=98.4%的氟樂靈標(biāo)準(zhǔn)品由國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供;過碳酸鈉由天津市凱信化學(xué)工業(yè)有限公司提供;過硫酸氫鉀由Aladdin試劑(上海)有限公司提供;葡萄糖為分析純,二氯甲烷為色譜純,牛肉膏、酵母膏、蛋白胨、瓊脂粉均為國藥集團化學(xué)試劑公司產(chǎn)品;其他試劑均為分析純,由國藥集團化學(xué)試劑公司提供。

1.3 實驗方法

在實驗室各水族箱中放入200 L基礎(chǔ)條件一致的養(yǎng)殖水(來自周邊養(yǎng)殖池塘,過濾后滅菌使用。不投放養(yǎng)殖生物,不充氧),水溫控制在(30±1) ℃,水質(zhì)pH值為7.0,t(光)∶t(暗)為12 h∶12 h,光照強度為2 500 lx。根據(jù)養(yǎng)殖生產(chǎn)中的實際使用濃度及考慮多次使用后濃度的疊加,加入48%的氟樂靈乳油并混合均勻,使水體中氟樂靈的最終濃度分別接近0.05 mg·L-1,形成含氟樂靈的模擬養(yǎng)殖水體。

2種化學(xué)氧化劑在降解氟樂靈時的對比實驗：選擇水產(chǎn)養(yǎng)殖上應(yīng)用最廣泛的氧化劑過碳酸鈉和過硫酸氫鉀作為化學(xué)降解劑,同時參考了其在養(yǎng)殖生產(chǎn)上的實際使用濃度,設(shè)置5個不同的實驗組,即對照組(CK)、0.15 mg·L-1過碳酸鈉實驗組(L+N)、0.30 mg·L-1過碳酸鈉實驗組(H+N)、0.15 mg·L-1過硫酸氫鉀實驗組(L+K)、0.30 mg·L-1過硫酸氫鉀實驗組(H+K),每個組設(shè)3個平行。因過碳酸鈉和過硫酸氫鉀遇水會產(chǎn)生氣體,故實驗時先用天平準(zhǔn)確稱取氧化劑,然后直接投入養(yǎng)殖水中,并攪拌均勻。分別在實驗開始后每隔0.5 h測定養(yǎng)殖水體中氟樂靈含量,持續(xù)5 h,以了解化學(xué)氧化劑對氟樂靈的降解效果。

化學(xué)氧化劑-微生物協(xié)同作用對氟樂靈的降解實驗：選擇對比實驗中降解效果最佳的1種氧化劑和作用濃度,對養(yǎng)殖水體中氟樂靈進(jìn)行化學(xué)氧化,5 h后再加入一定濃度的FJ-01菌液,對氟樂靈進(jìn)行微生物降解,實驗持續(xù)時間為5 d。之所以選擇化學(xué)氧化劑作用5 h后再加入微生物,是考慮到過碳酸鈉或過硫酸氫鉀為氧化劑,對微生物有一定的滅活和殺生作用,不可同時加入實驗水體。而通過預(yù)實驗發(fā)現(xiàn)該2種氧化劑加入水體3 h后對微生物幾乎沒有影響。

降解菌株FJ-01的篩選和培養(yǎng)方法見前期研究[7]。降解菌液是用FJ-01菌株在肉湯培養(yǎng)基中培養(yǎng)至菌濃度為109CFU·mL-1時備用。使用時稀釋至0.01%。實驗期間,每隔5 h對實驗水體進(jìn)行攪拌,保證各種反應(yīng)和采樣的準(zhǔn)確性。

1.4 儀器分析

養(yǎng)殖水體中氟樂靈的測定采用氣相色譜法,具體條件為:色譜柱HP-5MS石英毛細(xì)柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);升溫程序:70 ℃保持1 min,以30 ℃·min-1升至185 ℃,保持2.5 min,以25 ℃·min-1升至280 ℃,保持5 min。載氣:高純氮氣,流速為1.2 mL·min-1;進(jìn)樣量1 μL,不分流進(jìn)樣。進(jìn)樣口溫度:230 ℃。檢測器:μ-ECD,檢測器溫度300 ℃。該條件下氟樂靈保留時間為8.73 min。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析

實驗數(shù)據(jù)使用SPSS 19.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析。氟樂靈降解率(%)=(Ct-C0)×100/C0。式中,Ct為養(yǎng)殖水體中氟樂靈的最終濃度,mg·L-1;C0為養(yǎng)殖水體中氟樂靈的初始濃度,mg·L-1。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種化學(xué)氧化劑在降解氟樂靈時的對比實驗

以過碳酸鈉和過硫酸氫鉀為化學(xué)氧化劑,對添加0.05 mg·L-1氟樂靈的養(yǎng)殖水體的化學(xué)降解效果見圖1。

CK為對照組,L+N和H+N分別為0.15 和0.30 mg·L-1過碳酸鈉實驗組, L+K和H+K分別為0.15 和0.30 mg·L-1過硫酸氫鉀實驗組。

經(jīng)5 h后對照組去除率為4.13%,這主要是受揮發(fā)和光解的影響,而實驗組氟樂靈去除率為37.19%～45.45%,與對照組差異極顯著(P<0.01),表明過碳酸鈉和過硫酸氫鉀對氟樂靈具有化學(xué)降解作用。0.15 mg·L-1過碳酸鈉實驗組1 h降解率為29.5%,5 h降解率為44.13%;0.30 mg·L-1過碳酸鈉實驗組1 h降解率為33.72%,5 h降解率為45.45%。高濃度與低濃度過碳酸鈉在5 h時對氟樂靈的降解效果已無顯著差異(P>0.05),但在實驗初始1 h內(nèi)存在顯著差異(P<0.05)。過碳酸鈉低、高濃度組1 h降解率分別為5 h總降解率的67.05%和74.19%,表明過碳酸鈉的作用主要在實驗接觸后1 h內(nèi)完成。

0.15 mg·L-1過硫酸氫鉀實驗組1 h降解率為16.36%,5 h的降解率為37.19%;0.30 mg·L-1過硫酸氫鉀實驗組1 h降解率為18.84%,5 h降解率為40.17%。高、低濃度過硫酸氫鉀實驗組在5 h的實驗過程中效果差異不顯著(P>0.05)。過硫酸氫鉀低、高濃度組1 h降解率分別占5 h總降解率的43.99%和46.90%。

將同等濃度的過碳酸鈉實驗組與過硫酸氫鉀實驗組進(jìn)行比較,無論是1 h還是5 h的降解效果,過碳酸鈉實驗組均顯著高于過硫酸氫鉀組(P<0.05)。綜合以上實驗結(jié)果,選擇0.15 mg·L-1過碳酸鈉作為化學(xué)氧化劑進(jìn)行下一步實驗。

2.2 化學(xué)氧化劑和微生物單獨作用對氟樂靈的降解

圖2顯示，實驗5 d內(nèi),不添加任何降解劑的空白對照組氟樂靈質(zhì)量濃度由0.060 5(實測值)下降為0.054 6 mg·L-1,降低9.75%,表明因揮發(fā)和光降解等因素造成氟樂靈降低率不大于10%。

CK為對照組,L+N為0.15 mg·L-1過碳酸鈉實驗組, B為109 CFU·mL-1 FJ-01菌液實驗組。

采用0.15 mg·L-1過碳酸鈉的化學(xué)降解組5 d內(nèi)氟樂靈下降至0.033 4 mg·L-1,降解率為44.79%,但實驗5 h的降解率即為44.13%,5 h和5 d的降解率無顯著差異(P>0.05)。表明化學(xué)氧化劑的降解作用主要在實驗后5 h內(nèi)。

采用0.01%比例、添加濃度為109CFU·mL-1的FJ-01菌液的微生物降解組5 d內(nèi)氟樂靈下降至0.020 1 mg·L-1,降解率為66.78%,降解率遠(yuǎn)高于化學(xué)氧化組,呈極顯著差異(P<0.01),但實驗5 h的降解率僅為29.42%,1 d時為39.17%,表明微生物降解雖較化學(xué)氧化徹底,但前期(1 d內(nèi))的速率遠(yuǎn)低于化學(xué)氧化。

2.3 化學(xué)氧化劑和微生物協(xié)同作用對氟樂靈的降解

在模擬的養(yǎng)殖水體中,5 h前添加0.15 mg·L-1過碳酸鈉,之后以0.01%比例添加濃度為109CFU·mL-1的FJ-01菌液,研究兩者協(xié)同作用對氟樂靈的降解效果(圖3)。實驗5 h時,降解率為45.12%,5 d時氟樂靈濃度下降至0.014 6 mg·L-1,降解率高達(dá)75.87%。5 d時降解效果顯著優(yōu)于單一的微生物降解組或化學(xué)氧化組(P<0.01)(圖4)。

CK為對照組,L+N+B為0.15 mg·L-1過碳酸鈉(5 h前添加)和109 CFU·mL-1 FJ-01菌液實驗組(5 h后添加)。

L+N為0.15 mg·L-1過碳酸鈉實驗組,B為109 CFU·mL-1 FJ-01菌液實驗組,L+N+B為0.15 mg·L-1過碳酸鈉和109 CFU·mL-1 FJ-01菌液實驗組。直方柱上方英文小寫字母不同表示各實驗組間氟樂靈濃度差異顯著(P<0.05)。

3 討論

3.1 氧化劑的降解機制探討

通過模擬實驗,發(fā)現(xiàn)化學(xué)氧化劑對氟樂靈的降解作用主要發(fā)生在與水體接觸后5 h之內(nèi),0.15 mg·L-1過碳酸鈉更加適宜處理養(yǎng)殖水體中氟樂靈污染和殘留。過碳酸鈉溶于水中可分解出活性氧,具有很強的氧化能力,其用途十分廣泛,可用作果蔬保鮮劑等[8]。過硫酸氫鉀是過硫酸氫鉀復(fù)合鹽的活性物質(zhì),具有極強的非氯氧化能力,并且在使用和處理過程中符合安全和環(huán)保要求,所以現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于消費領(lǐng)域和工業(yè)生產(chǎn)中,可作氧化劑和消毒劑等。此2類化學(xué)氧化劑因具有增氧、安全等特點而在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)上作為增氧劑和水處理劑大量使用,是目前水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)上應(yīng)用最廣泛的化學(xué)氧化劑[9]。

作為氧化劑,考察其氧化能力主要看其進(jìn)入水體后的作用產(chǎn)物。過碳酸鈉進(jìn)入水體后形成過氧化氫和碳酸鈉,以過氧化氫來體現(xiàn)其氧化性[10];而過硫酸氫鉀進(jìn)入水體后形成過氧化氫和硫酸氫鉀,同樣以過氧化氫來體現(xiàn)其氧化性。過氧化氫在中性介質(zhì)中的氧化還原電位為1.10 V,具有較強的氧化性。而在水體中生成等量的過氧化氫,過碳酸鈉使用量要低于過硫酸氫鉀,因此相同使用濃度下,過碳酸鈉對氟樂靈的作用效果顯著高于過硫酸氫鉀(P<0.05)[11]。由于過碳酸鈉本身含有過氧化氫,其進(jìn)入水體后可立即釋放新生氧,進(jìn)行氧化反應(yīng),而過硫酸氫鉀則需先與水反應(yīng)生成過氧化氫,然后再行氧化反應(yīng),故過碳酸鈉在1 h內(nèi)對氟樂靈的降解率顯著高于過硫酸氫鉀(P<0.05),但過硫酸氫鉀的持續(xù)氧化能力好于過碳酸鈉[12]。因過硫酸氫鉀的市場售價高達(dá)20元·kg-1,而過碳酸鈉僅為4.0元·kg-1,綜合該實驗結(jié)果及對微生物的安全性,選擇0.15 mg·L-1過碳酸鈉作為化學(xué)氧化劑對養(yǎng)殖水體中氟樂靈進(jìn)行化學(xué)氧化預(yù)處理。

3.2 微生物的降解機制探討

通過培養(yǎng)降解細(xì)菌的方法來降解環(huán)境介質(zhì)中氟樂靈已有報道。BELLINASO等[13]在被氟樂靈污染的土壤中分離得到利用氟樂靈作為碳源的8株細(xì)菌。通過生化鑒定和分子生物學(xué)鑒定發(fā)現(xiàn),這些菌株屬于Pseudomonas、Bacillus和Brevundimonas3個屬。在該研究中,FJ-01菌株也是利用無碳培養(yǎng)基在被污染的養(yǎng)殖水體中分離出來的,通過鑒定,該菌株屬于Leucobacter屬[7]?？梢?降解氟樂靈的菌株對生長環(huán)境具有選擇性。將微生物應(yīng)用于養(yǎng)殖水體氟樂靈的修復(fù)時需要考慮實際的養(yǎng)殖情況。然而,關(guān)于微生物降解氟樂靈的機制應(yīng)該具有共性,都是通過烷基化方式來進(jìn)行第1步降解[14]。

4 結(jié)論

通過模擬實驗,發(fā)現(xiàn)采用0.15 mg·L-1過碳酸鈉預(yù)氧化并以0.01%比例添加濃度為109CFU·mL-1的FJ-01菌液的微生物進(jìn)行處理,5 d降解率高達(dá)75.87%,降解效果顯著優(yōu)于單一的微生物降解或化學(xué)氧化。該研究表明化學(xué)氧化劑和微生物協(xié)同降解是水產(chǎn)養(yǎng)殖中氟樂靈污染水體修復(fù)的良好途徑和方法。

[1] 朱文達(dá),陳彩娟.48%氟樂靈乳油土壤處理防除禾本科雜草的效果[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2003(3):57-58.[ZHU Wen-da,CHEN Cai-juan.Triforalin 48 EC Controls the Gramineous Weeds in the Direct Seeding Cotton Field[J].Hubei Agricultural Sciences,2003(3):57-58.]

[2] 季麗,張騫月,晏濤,等.氟樂靈在養(yǎng)殖水體環(huán)境中消解動態(tài)的模擬研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報.2015,34(1):182-189.[JI Li,ZHANG Qian-yue,YAN Tao,etal.Simulation Study on Dynamics of Trifluralin Degradation in Aquaculture Water[J].Journal of Agro-Environment Science,2015,34(1):182-189.]

[3] VESNA P H,VESELA K.Effects of Trifluralin:Human Health and Ecological Risk Assessment[R].New York,USA:Syracuse Environmental Research Association,2011.

[4] 馮碧.三種環(huán)境激素對魚類免疫細(xì)胞活性與功能的影響[D].杭州:浙江大學(xué),2003.[FENG Bi.Relationship and Immnocytotoxic Effects of Three Environmental Hormones on Lymphocytes and Macrophages in Crucian Carp (Carassiusauratus) in Vitro[D].Hangzhou:Zhejiang University,2003.]

[5] AUDUS L J.The Biological Detoxication of Hormone Herbicides in Soil[J].Plant and Soil,1951,3(2):170-192.

[6] 吳偉,徐跑,蔣高中.漁業(yè)環(huán)境保護[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2013:45-58.[WU Wei,XU Pao,JIANG Gao-zhong.Fishery Envrionmental Protection[M].Beijing:China Agricultural Press,2013:45-58.]

[7] 季麗,吳偉.氟樂靈降解菌株的分離鑒定及降解特性研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,44(3):390-393,531.[JI Li,WU Wei.Isolation,Identification and Characterization of Trifluralin-Degradation Bacteria[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(3):390-393,531.]

[8] USEPA.Field Applications of in Situ Remediation Technologies:Chemical Oxidation[R].Washington DC,USA:Solid waste and Emergency Response,1998.

[9] 趙丹,閻秀蘭,廖曉勇,等.不同化學(xué)氧化劑對焦化污染場地多環(huán)芳烴的修復(fù)效果[J].環(huán)境科學(xué),2011,32(3):849-856.[ZHAO Dan,YAN Xiu-lan,LIAO Xiao-yong,etal.Chemical Oxidants for Remediation of BTEX-Contaminated Soils at a Coking Sites[J].Environmental Science,2011,32(3):849-856.]

[10]GOMEZ M V,CABALLERO R,VAZQUEZ E,etal.Green and Chemoselective Oxidation of Sulfides With Perborate and Sodium Percarbonate:Nucleophilic and Electrophilic Character of the Oxidation System[J].Cheminform,2007,38(34):331-336.

[11]FELL R T,MEUNIER B.Oxidation of Thioureas With Potassium Monopersulfate:An Efficient Method for Their Environmentally Safe Degradation[J].Comptes Rendus De Lacademie des Sciences,2000,3(4):285-288.

[12]張丹.納米材料表面分子印跡技術(shù)研究及其對農(nóng)藥的特異性識別[D].上海:華東師范大學(xué),2012.[ZHANG Dan.Study on Surface Molecularly Imprinting Technology Based on Nanomaterials and Their Applications in Specific Recognition of Pesticide[D].Shanghai:East China Normal University,2012.]

[13]BELLINASO M D L,GREER C W,PERALBA M D C,etal.Biodegradation of the Herbicide Trifluralin by Bacteria Isolated From Soil[J].FEMS Microbiology Ecology,2003,43(2):191-194.

[14]DIMOU A D,SAKKAS V A,ALBANIS T A.Trifluralin Photolysis in Natural Waters and Under the Presence of Isolated Organic Matter and Nitrate Ions:Kinetics and Photoproduct Analysis[J].Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry,2004,163(3):473-480.

(責(zé)任編輯： 陳 昕)

Synergistic Effects of Chemical Oxidant and Bacteria on Degradation Process of Trifluralin.

JILi1,2,SONGChao1,2,ZHANGCong1,2,CHENJia-zhang1,2,HUGeng-dong1,2,MENGShun-long1,2,FANLi-min1,2,QIULi-ping1,2,ZHENGYao1,2,LIUYing3,WUWei1,2

(1.Freshwater Fisheries Research Center, Chinese Academy of Fishery Sciences/ Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Aquatic Products on Environmental Factors (Wuxi), Ministry of Agriculture, Wuxi 214081, China;2.Key Laboratory of Control of Quality and Safety for Aquatic Products, Ministry of Agriculture, Beijing 100000, China;3.Wuxi Aquaculture Technique Popularization Station, Wuxi 214000, China)

Trifluralin is often used in aquiculture to clear off green moss in the bottom of a fish pond, but it is found to have some toxic effect on fish. It is, therefore, essential to remove excessive trifluralin from the pond for the growth of the fish at their late stages. In this paper two chemicals, sodium percarbonate and potassium persulfate, were tested as oxidant. Based on comparison between the two in trifluralin degradation effect, further studies were done on synergistic effects of the chemicals and bacteria on degradation process of trifluralin. Results show that sodium percarbonate is more suitable than potassium persulfate for use as oxidant to oxidize trifluralin in fish ponds. The separate use of 0.15 mg·L-1sodium percarbonate and 0.01% 109CFU·mL-1FJ-01 bacteria degraded trifluralin by 44.79% and 66.78% within 5 days, respectively, while the two used together increased the degradation rate significantly up to 75.87%. The findings indicate that the use of chemical oxidant and bacteria together is an effective method of remedy trifluralin polluted pond water. The study may shed light on the issue of quality safety of aquatic product.

trifluralin; degradation; chemical oxidant; bacteria; aquaculture

2017-02-06

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201503108);農(nóng)業(yè)部財政項目(GJFP2016009)

X52

A

1673-4831(2017)08-0743-05

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.08.010

季麗(1989—),女，江蘇泰州人,碩士,主要研究方向為漁業(yè)生態(tài)環(huán)境與水產(chǎn)品質(zhì)量安全。E-mail: 1040486245@qq.com

① 通信作者E-mail: songc@ffrc.cn

② 共同通信作者E-mail: wuw@ffrc.cn