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我国农田有机和生物污染研究工作展望|英雄联盟比赛竞猜网址

官方网站:总结:农田生态健康问题关系到国计民生。积极开展耕地污染驱动机制、防治研究,获取中国耕地第一手信息,是保障国家农产品安全和人体健康的根本市场需求。

本文将结合国家重点研发项目“化学生物污染与高毒农田危害防治机理研究”的工作进展,谈谈以往研究中必须注意的一些研究思路,以期为我国“十四五”期间的重点科技规划提供科学支持。农地制度是保障国家粮食安全和农产品供给的最重要基石。提高农田系统的可持续生产力,满足人类生产和生活,是国民经济发展的根本市场需求。

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近年来,随着农药、邻苯二甲酸酯、激素、抗生素、抗性基因等外源有机和生物污染物的大量投入,病原微生物在农田系统中大量积累,导致了一系列资源和环境问题。我国农田系统中这两类污染物种类繁多,污染特征不明,污染过程和机理不详,很难积极开展研究。因此,现阶段我国不同农田系统的有机污染和生物污染的实际情况尚不清楚。迫切需要积极开展全国区域尺度的系统研究,获取中国农田的第一手资料,以确保全国农产品生产的安全和质量以及农田生态系统的平衡健康。

在农田污染与防治领域,“十三五”国家重点R&D规划对有机和生物污染进行了探索性任务部署。目前,“农业面源和重金属污染农田综合防治修复技术研发”重点项目中,有两个项目涉及有机和生物污染。

第一个是2016年第一批启动的“农田化学/生物污染及剧毒危害防控机制研究”,是基础研究的第一层次;第二个是“高毒农田危害化学/生物污染防治技术及产品研发”,2017年第二批启动,具有二级关键共性技术成功研究的性质。本文将从第一批项目启动以来的研究效益出发,谈谈以往研究中必须注意的一些研究思路,以期为我国“十五”期间的重点科技规划提供科学支持。1项目实施效益自项目启动以来,我们以防治污染和恢复健康土壤为重点,以高强度利用和人为干预为突破口,分析了农田有机和生物污染的组成过程和影响因素,从源头筛选、过程分析、定向防治和农田污染强化修复的全链跟踪吸引了人们的关注。

以东北、黄淮海、长江中下游、华南四大农业主产区水稻、小麦、玉米、大豆、蔬菜五种种植制度下的黑土、潮土、水稻土、红壤等典型农田系统为主要研究对象,从源头削减效应、过程控制与效应、区域调控与措施三个层面逐步推进, 重点分析了高毒农田危害造成的化学/生物污染的特征和来源,农田污染的演变规律及其主要控制因素。 污染物对农田系统影响的途径、效应和机制、农业主产区化学/生物污染农田自净功能恢复的原则、关键途径和技术对策等四大任务,有序推进了研究工作。目前,阶段性研究已取得初步成效,特别是在自律性残留标记化合物的制备、研发和 该项目的实施打破了高比活性同位素标记农药制备的技术瓶颈。世界上首次开创了一种安全高效的放射性标记毒死蜱替代氯气的制备方法,国内首次自主制备了高比活性的14C-毒死蜱。

同时,优化了14C-磺胺嘧啶的微制备方法,高比活性的14C-磺胺嘧啶总母产率比现有制备方法提高了13%。这为从质量平衡的角度跟踪有机污染物在环境介质中的迁移转化和残留代谢奠定了基础,特别是为与融合残留量密切相关和减少相关的研究奠定了基础,为解决我国农业生产多年来受残留农药影响而受到限制的根本性工业问题获得了适当的物质保障。制定了《有机肥中土霉素、四环素、金霉素、强力霉素含量测定国家标准》(GB/T 32951— 2016),该标准于2017年3月1日月末实施;建立了土壤中邻苯二甲酸酯的测定方法,并已提交国家标准化管理委员会批准。本发明构建的基于高通量基因芯片技术的实时检测抗性基因和粪便污染来源的方法,可实时检测200多种抗性基因,并可区分人、猪、牛、鸡、鸭等9种抗性基因的粪便污染源。

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超过国际先进设备水平。相关成果发表在《自然微生物学》上,获得国家授权发明专利。

完成土壤致病菌的检测方法,构建基于毒力基因检测大肠杆菌和沙门氏菌的特异性引物探针和反应条件,创建土壤人畜共患致病菌实时检测的qPCR方法体系;建立了PMA-定量聚合酶链反应检测大肠杆菌O157: H7等活菌数的方法。该方法用于定量聚合酶链反应和平板计数法测定细胞外DNA(死菌)数和活的不可培养(VBNC)状态数,与土壤中不能培养的病原菌的活菌数密切相关。1.2积极开展代表性农业主产区典型有机和生物污染物农田污染特征调查。

针对我国典型农业主产区的污染特征、主要土壤和作物类型,在长江中下游和东北珠江三角洲地区水稻、保护地蔬菜、小麦、玉米等作物区的36个县和100多个点完成了采样点埋设、样品采集和污染物提取测量。多项调查结果表明,旱地和水稻土中滴滴涕、HCH、毒死蜱和吡虫啉等有机氯农药的检出率不高,稻田中有英雄联盟比赛竞猜网址机氯农药的残留量远高于旱地;东北地区检测到莠去津等除草剂残留,可能与近年来东北地区玉米、大豆种植结构调整中凸显的生产问题有关;邻苯二甲酸酯在保护地农田土壤中广泛检出,在蔬菜中100%检出,浓度超过mgkg-1;抗生素中四环素类被广泛检测。1.3典型农田有机/生物污染机理研究取得初步成效。

围绕不同的农田-污染物研究体系,开展了典型有机/生物污染物土壤多界面迁移转化的机理和驱动效应研究,解释了毒死蜱和-HCH在旱地和稻田生态系统中的界面迁移和代谢过程。阐述了类固醇雌激素在典型农田土壤中的传导迁移特征,阐述了邻苯二甲酸酯在典型土壤和蔬菜中的吸附、生物富集的动态过程和代谢转化的机理,研究了抗生素抗性细菌在土壤中的滞留、抗性基因水平迁移的频率以及抗生素和抗性基因在土壤-植物界面上的迁移规律,从基因水平上解释了病原菌的分子机制 1.4整合各种环保修复材料,积极开展农田有机/生物污染控制研究。

在农田有机/生物污染的区域控制和措施方面,通过整合纳米材料、生物炭、微生物代谢调节剂等多种环保修复材料,积极开展污染减排和控制研究,取得突出效益。阐述了纳米零价铁活化过硫酸盐体系、微波活化过硫酸盐体系和亚硫酸钠活化过硫酸盐体系对典型有机污染物加速水解的作用和原理,明确提出了浸渍温度诱导生物炭产生环境自由基加速化学污染物水解的催化机理,阐述了改性生物炭积累磷增加养分收缩、防止抗生素从土壤向生菜系统转移的污染控制和跃进双效控制方法的原理。

具体而言,不同的电子受体和电子往复调控影响有机氯农药还原转化的机理,以及可行性构成了基于电子受体和电子往复途径耦合还原生物源元素的污染减排调控方法原理。2不存在的主要问题及前期工作建议如上所述,涉及有机和生物污染的两个项目已部署在首批国家重点R&D计划专项“农业面源和重金属污染农田综合防治修复技术研究与开发”中。但由于项目指南中包含的污染物种类太多,主要有机污染物有农药、邻苯二甲酸盐、抗生素、激素四大类,抗生素抗性基因、致病菌两大类生物污染物,研究体系相当庞大,工作无法展开讨论。

虽然我国典型农业产区农田系统污染时空变异性较大,但从项目实施到目前控制的积累信息来看,农田抗生素、激素、抗生素抗性基因和病原菌的产出主要来自禽畜粪便的使用,部分环保农药出口农田后半衰期短、风险低。这些污染物在源头上得到轻度预防和控制;典型有机污染物向农田的释放和输出引发的最突出的问题主要包括三个方面:一是含氯有机农药的污染(包括已经停产的传统有机氯农药和一些尚未停产的含氯有机磷农药,如毒死蜱等。

)主要涉及水稻、小麦等重点种植系统的典型旱地/稻田系统的地下生态风险;其次,东北主要农业产区莠去津等除草剂的污染主要涉及调整玉米、大豆种植结构的农业生产产业问题;第三,邻苯二甲酸酯污染主要涉及设施农业中农产品的安全风险。因此,建议在农田有机和生物污染及防治领域讨论以往的任务部署,突出重点,重点关注出口农田系统后不存在小环境和人体健康风险的典型污染物的设计和任务部署,允许农业生产的工业问题,并在“十四五”期间启动滑动项目反对。

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前期工作建议重点研究涉及自律研发的“卡脖子”核心技术,重点研究典型有机污染农田生态功能恢复与优化的综合治理原理与技术研发。支持上述核心技术研发的关键科学任务还包括以下几个方面:(1)生物元素循环耦合的有机氯污染增强与减少原理与技术;(2)基于同位素示踪的污染来源及减排原理与技术;(3)多接口源头控制-隔离-还原和高效防控邻苯二甲酸酯的原理和技术。|官方网站。

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