生物酶破解有机磷农药残留难题

　　

  5月25日，北京佳农新贸易发展有限公司与中国农业科学院生物技术研究所在京签署国家“863”计划最新研究成果——有机磷降解酶技术转让协议，并将有机磷降解酶制剂起名为“比亚”降解酶。作为我国唯一具有自主知识产权和国际领先水平的生物酶农药降解技术，将有望解决长期以来有机磷农药残留问题。

    有机磷农药80%进入环境

    中国农业科学院生物技术研究所范云六院士在接受《科学时报》记者采访时介绍说，农药是现代农业不可缺少的生产资料，其中有机磷农药是应用最广泛的一类，国内外都大量生产并大面积使用。但是，有机磷农药真正用于毒杀虫害的量通常仅占使用总量的很少部分，约10%～20%左右，其余大部分都直接进入了环境。国家环保总局进行了“持久性有机污染物在农田生态系统中的环境行为与生态效应”研究，目前已完成了部分农药在我国两个省对地下水污染影响的调查，检测了100多份地下水样。在某省甘蔗地20～40米的地下水中仍有甲拌磷等农药检出。

    统计资料显示，我国农药年施用量达130余万吨，平均每亩施用近1公斤，比发达国家高一倍。特别是对生长期短的蔬菜、瓜果类食品来说，由于虫害多，超量施药，造成农药残留超标现象日渐加重。范云六说，长久以来，农药用药水平是造成食物链及土壤生态环境污染的重要原因，许多低浓度有毒污染物的影响是长期的，有的可能长达数十年乃至数百年。有机磷农药对农牧业生产的污染问题日趋严重。

    范云六说，农药残留还直接影响到我国农产品在国际市场上的竞争力。近两年来，欧盟对茶叶农药残留限量的规定项目不断增多，严重阻碍了我国茶叶对欧的出口。从5月29日开始，日本针对进口农产品的新规定《食品中残留农业化学品肯定列表制度》将付诸实施。这项制度涉及了所有农业化学品的管理，范围之广、标准之严前所未有。日本是我国农产品出口的第一大市场，这一新标准将大大提高我国农产品企业的出口成本。估计将直接影响我国近80亿美元农产品的出口额。

    为大规模商品化生产奠基

    有机磷降解酶又称磷酸三酯酶，通过水解有机磷农药分子中的磷酯键而使其脱毒。中国农业科学院生物技术研究所项目主持人伍宁丰研究员向记者介绍说，有机磷降解酶的优点，一是广谱性，由于有机磷农药都有类似的结构，只是取代基不同，所以一种有机磷降解酶往往可以降解多种有机磷农药；二是高效性，降解效率比化学法高得多，以对硫磷为例，酶的降解速率是化学法的2450倍。虽然国内外对有机磷降解酶的研究有一些进展，但是，由于这种酶在原始菌株中含量太低，难以大量生产且生产成本高昂，因此目前世界上还没有可用于大规模商品化生产的有机磷降解酶制剂。而随着人们环保生态意识的增强，有机磷农药降解酶的使用无疑将有着巨大的社会效益、生态效益和经济效益。

    2001年初，中国农业科学院生物技术研究所承担的国家“863”计划项目“有机磷农药降解酶制剂的研制”正式启动，在范云六的带领和指导下，课题组全体研究人员经过五年多夜以继日的辛勤工作，成功地利用酵母高效表达了有机磷降解酶，有机磷降解酶表达量达到6g/L以上，这是国内外目前报道的有机磷降解酶最高的表达量。

    2006年3月14日，受农业部委托，由金鉴明院士等著名专家组成的鉴定委员会对“有机磷农药降解酶制剂的研制”项目进行了鉴定，鉴定委员会专家一致认为，这项“863”研究居国际领先水平。目前，该成果已在3吨发酵罐的中试水平上确立了利用基因工程酵母菌生产有机磷降解酶的稳定的发酵工艺，其发酵方法简单易行、发酵原料易得、技术指标优越，为有机磷降解酶的大规模廉价生产奠定了基础。

    别用洗涤灵“安慰”自己了

    这项“863”技术的“买方”——北京佳农新贸易发展有限公司董事长丁毅告诉记者，他们通过大量的调研发现，许多承包大专院校和机关食堂的个人和公司都不愿意正视蔬菜上农药残留物这一严峻的现实，多数人认为，拿盐水泡一泡就可以食用了。现在，不管是大的机关、学校等单位的食堂，还是每一个家庭，都只能用对有机磷农药基本没有降解作用的盐水浸泡、洗涤灵来安慰自己，“比亚”降解酶终于可以让这种尴尬的局面结束了。

    伍宁丰告诉记者，蔬菜、瓜果等农产品上的农药残留对人体致癌、致畸、致突变的危害是不容质疑的。现在，人们常用洗涤灵来清洗瓜果蔬菜，还只是一种物理的清洗方法，而靠这种简单的洗涤已经难以真正消除农药残留了。洗涤灵是一种具有表面活性的化学制剂，还存在二次污染问题。有机磷降解酶作为生物制剂的独到之处就在于，直接作用于有机磷残留农药分子，降解农药分子中的磷酯键，而使其从不溶的高毒性变成可溶于水的无毒小分子，实现脱毒的目的。可以说，降解有机磷农药是既安全又彻底去除新鲜蔬菜、瓜果等农产品上残留农药的最好方法。

    丁毅说，研究人员的研究证实，“比亚”降解酶制剂可以比较高效地去除农药甲基对硫磷、对硫磷、甲胺磷、氧化乐果、杀螟松甚至敌敌畏，并且降解后的溶液是无毒的水溶液，不会出现其他清洗剂清洗农药后造成的二次污染，是一个没有污染的环保型产品；同时它对已被农药污染的水和土壤也有相当好的修复作用。

    农业部科教司副司长石燕泉表示，我国具有独立自主知识产权的有机磷降解酶的研制成功，不仅具有重要的科学价值，而且探索出了一个科研单位与企业结合的良好模式，对保障食品安全、生态安全和促进农民增收有着重要意义。