第十章 农药环境风险及评估

四、农药对土壤生物的影响
• （一）农药对土壤微生物的影响 1.农药对土壤微生物区系的影响 一般说来杀虫剂在推荐用量下，对土壤中 的微生物群落影响不大，有的还使与土壤 肥力有关的微生物区系集团的成分增加， 有益于作物的生长。但是药剂的大量和长 期施用，也会抑制或破坏土壤微生物的区 系。杀菌剂和熏蒸剂对微生物数量影响最 大。杀线虫剂大部分都有弱的杀菌性，丝 状菌对杀线虫剂的敏感性比细菌要高。
• 潜在问题：
• （1）转基因作物本身能演变为农田杂草
• 由于导入新的外源基因，转基因作物获得或增强 了生存竞争和繁殖能力，使其在生长势、越冬性、 耐受性、种子产量等方面，都强于亲本或野生种。 若被推广种植,这些转基因作物释放到自然环境中 的机会特别大,因其又具有野生植物没有的各种抗 性,将会迅速地成为新的优势种群,进而可能演变 成农田杂草。例如，加拿大商业化种植具有抗除 草剂及自播种特性的转基因油菜，仅几年后,其农 田便发现了对多种除草剂（包括草甘膦、固杀草 和保幼酮等）具有耐抗性的杂草化油菜植株。据 专家预言，这种杂草化的转基因油菜，将成为加 拿大草原地区危害最为严重的野草。
• （4）转基因食品可能产生过敏反应
• 在自然条件下存在许多过敏源。转基因作物通常 插入特定的基因片断以表达特定的蛋白,而所表达 蛋白若是已知过敏源,则有可能引起过敏人群的不 良反应。例如，为增加大豆含硫氨基酸的含量,研 究人员将巴西坚果中的2S清蛋白基因转入大豆中, 而2S清蛋白具有过敏性,导致原本没有过敏性的大 豆对某些人群产生过敏反应,最终该转基因大豆被 禁止商品化生产。即便表达蛋白为非已知过敏源, 但只要是在转基因作物的食用部分表达,则也需对 其进行评估。
• （3）对生物多样性的威胁
• 转基因作物作为外来品种进入自然生态系统，往 往具有较强的“选择优势”,可能会影响植物基因 库的遗传结构，淘汰原来栖息地上的物种及其它 遗传资源,致使物种呈单一化趋势，造成生物数量 剧减，甚至会使原有物种灭绝，导致生物多样性 的丧失。墨西哥玉米事件的发生，已经严重威胁 到世界玉米起源中心地区的玉米生物多样性资源， 玷污了墨西哥“玉米妈妈的圣洁”。抗虫作物的 抗虫基因不仅直接作用于目标害虫，对非目标害 虫也可能直接或间接地产生伤害，进而对生物多 样性产生影响。
• （五）农药对家蚕的影响及防救措施 1、农药对家蚕的毒性 如甲基对硫磷、敌百虫、久效磷、西维因 等对家蚕毒性强，对硫磷、杀螟硫磷等残 毒期长，而敌敌畏、害扑危则较短，消失 快。 沙蚕毒素类和拟除虫菊酯类药剂对家蚕毒 性很大，在许多水稻与桑树混栽区，喷洒 这类药剂后，往往使家蚕严重受害。
• 2、防止家蚕农药中毒的措施 1) 充分了解药剂的残留特性 2) 在桑园内和附近禁止喷洒沙蚕毒素类、 拟除虫菊酯类杀虫剂。 3) 在桑园防治病虫害时，应选用速效、持 效期短、对家蚕安全的药剂，浓度配置准 确，选择无风和喷药后不会降雨的天气施 药，以防药液漂移和流失。 4) 家蚕农药中毒时，应立即通风换气，排 除农药残留气味，并加网喂新鲜无毒桑叶， 除砂隔离毒源。
• 帝王蝶事件 • 1999年美国康奈尔大学Losey等报道在实验 室以拌有转Bt基因抗虫玉米花粉的马利筋 草喂养帝王蝶幼虫可导致死亡，这一结果 被解释为转基因威胁非目标昆虫。
• 举例： • （2）高效长效农药新剂型 • 不是所有新剂型农药都是环境友好型！ • 悬浮剂和水分散粒剂 • 水乳剂、微乳剂、微囊悬浮剂 • 纳米载药（纳米胶体、脂质体 ）
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• （二）对捕食性天敌昆虫的影响 根据浸渍法测定，对七星瓢虫成虫和卵的 毒性，溴氰菊酯＞氯氰菊酯＞氯菊酯＞氰 戊菊酯。
• （三）对蜘蛛和捕食性螨的影响 多数微生物类农药、昆虫生长调节剂类农 药对蜘蛛很安全，三氯杀螨醇、乐果、克 百威、棉油皂、石硫合剂等杀伤力较小。 但可以防治多种抗性害虫的锐劲特对稻田 蜘蛛的杀伤作用较大，无论是单用还是混 用，对蜘蛛的杀伤率均可达72.48%～ 92.29%。
• （2）通过基因漂流影响其他物种 • 在自然条件下,栽培作物种内，栽培作物与 其近缘野生种间,栽培作物和杂草之间都有 可能发生基因漂流。
• 例如，引起广泛关注的墨西哥玉米污染事件，即 在墨西哥偏远山区的野生玉米受到了转基因玉米 DNA片断的污染，且污染比率高达35％。转基因作 物中的一些抗除草剂、杀虫剂和病毒的抗性基因 就有可能通过花粉杂交等途径向其同种或近缘野 生种转移,使其获得转基因生物体的抗逆特性，对 其他作物构成严重威胁的“超级杂草”。而自然 界生物间的协同进化或生物与非生物抑制因子间 的对抗最终会出现适应或淘汰的结果。转基因抗 虫作物的长期、大规模种植可能使目标害虫或非 目标害虫对毒素蛋白的适应在群体水平上产生抗 性，有可能产生侵染力、致病力更强的“超级害 虫”，造成更大的危害。研究表明，转Bt基因抗 虫棉对第一、第二代棉铃虫有很好的抵抗作用， 但第三代、第四代棉铃虫已对该转基因棉产生了 抗性。
• （6）转因食品可能具有毒性
• 一些研究学者认为,对于基因的人工提炼和添加,可能在达 到某些人们达到的效果的同时，也增加和积聚了食物中原 有的微量毒素，此外，抗虫作物残留的毒素和蛋白酶活性 抑制剂可能对人畜健康有害，因为含有抗虫作物残留的毒 素和蛋白酶活性抑制剂的叶片、果实、种子等,既然能使 咬食其叶片的昆虫的消化系统功能受到损害，可能对人畜 产生类似伤害的可能性。关于转基因食品的毒性问题，主 要是通过一些相关的动物实验来检验。1998年，苏格兰 Rowett研究院的Putsai博士用转雪莲花凝集素基因的马铃 薯饲喂大鼠,引起大鼠器官生长异常、体重减轻、免疫系 统遭到破坏，这一结果在当时引起轰动，虽然后来英国皇 家学会专门组织了评审，指出这项实验有6条缺陷，但还 是由此激发了公众对转基因食品安全性的质疑。
• （二）农药对土壤动物的影响 农药施入土壤后，杀死有害的靶标生物的 同时，也对非靶标生物，包括多种有益昆 虫也会产生不良影响，所以农药对土壤动 物群落结构会产生重要影响。
五、农药对蛙类等生物的影响
• 一般以杀虫剂的影响较大，而杀菌剂大部 分品种对泽蛙蝌蚪的毒性小或比较小。在 杀虫剂品种中，以氨基甲酸酯类、杀虫双、 杀虫单和大部分的有机磷杀虫剂对青蛙的 毒性小或比较小。剂型不同对青蛙的毒性 也不同。乳油对青蛙的毒性最大，可湿性 粉剂次之，粉剂、颗粒剂毒性最小。
三、农药对水生生物的影响
• （一）农药对鱼、贝类的影响 1.农药对水质的污染和进入鱼、贝体内的途 径水体中的农药通过呼吸、食物链和体表 三个途径进入鱼、贝体内。鱼的呼吸器官 是表皮极薄的鳃，鳃的表面暴露在水中， 使水和血液接触，获得所需要的氧气，从 而也就迅速吸收并富集水中的农药。鱼类 的食料多为浮游生物，水中的农药易被浮 游生物不断吸进体内，当鱼类吞食这些饵 料时，则农药就转移到体内而产生富集。 水体中的农药可直接由鱼特别是无鳞鱼的 皮肤吸收进入体内。
六、化学防治与生物防治的协调
• （一）根据天敌作用，适当调整防治阈值 和防治指标 1.当靶标生物达到经济危害限阈时进行化学 防治 进行化学防治时允许一定量的靶标生物存 在，一是因为保留不足造成严重为害的靶 标生物，有利于天敌的定居、生存和繁殖， 有利于生态平衡；二是作物在某些生长阶 段有一定的补偿能力，轻微受害往往对产 量影响很小；三是经济效益上防治的纯收 益应大于所花费的成本。
七、减少农药环境污染而采用的新技术 和方法，能否解决环境毒性所有问题？ • 举例： • （1）为控制病虫害，并合理减少农药 使用，农业上兴起另一种新技术：抗 病虫害的转基因作物生产。
• 抗病高产转基因农作物是否能解决 农药环境问题？
转基因农作物优缺点思考：
• 明显优点：
• （1）减少农药对环境污染。 • （2）转基因作物的高产，解决了粮食短缺 问题。 • （3）节约生产成本，降低食物售价。
• 2.农药对土壤微生物活性的影响 一般来说，杀虫剂和除草剂对氨化作用无 影响，二甲四氯、茅草枯、典苯请等即使 施用田间常规用量的10~100倍，也不会影 响土壤中的氨化过程。硝化作用是土壤中 最重要也是对农业影响最大的生物反应。
• 3.土壤微生物对农药的分解作用 农药在土壤中被微生物分解的途径是很复 杂的，概括起来主要有：（1）氧化；（2） 还原；（3）水解；（4）缩合，脱氯化氢； （5）脱羧，异构化等途径。
• （四）农药对蜜蜂的影响及防救措施 1、农药对蜜蜂的毒性 2、防治农药对蜜蜂中毒的措施 1)选择合适的施药时间 2)选择合适的药剂种类和施药方式 3)在喷洒农药期间，养蜂场可采取将蜂群 暂时迁 移或幽闭、覆盖等方式预防中毒。 4)在不影响药效和不损害农作物的前提下，在农 药内添加适量石炭酸、煤焦油等作驱避剂。 5)发现蜜蜂农药中毒时，首先将蜂群撤离毒物区， 同时清除混有毒物的饲料，并立即用1：1的糖浆 和甘草水进行补充伺喂。
• （三）对杂草群落的影响 施用农药后对杂草群落也有一定的影响。 如我国麦田常年用2，4－D丁酯，控制了麦 田的刺儿菜，但对2，4－D丁酯不敏感的麦 瓶草却由少到多发展起来。
二、农药对陆生有益生物的影响
• （一） 对寄生性天敌昆虫的影响 农药对寄生性天敌昆虫的毒性随药剂品种、 天敌种类及其发育阶段而有相当大的差异。 苦楝油对稻螟赤眼蜂成蜂的毒性很小， LC50高达7187.01mg/L，多菌灵的毒性也 较低，为314.76mg/L,而甲基一六0五对成蜂 的LC50仅为0.0445mg/L。
（5）抗生素标记基因可能使人和动物产生抗 药性
• 抗生素抗性基因是目前转基因植物食品中常用的 标记基因，与插入的目的基因一起转入目标作物 中,用于帮助在植物遗传转化筛选和鉴定转化的细 胞、组织和再生植株。标记基因本身并无安全性 问题,有争议的一个问题是其在基因水平上有发生 转移的可能性，如抗生素标记基因有可能转移到 肠道微生物上皮细胞中,从而降低抗生素在临床治 疗中的有效性。虽然目前的研究表明，这种可能 性很小，但在评估潜在健康问题时,仍应考虑人体 和动物抗生素的使用以及肠道微生物对抗生素的 抗性 。
• 2.农药对鱼类的毒性 （1）对鱼类的急性毒性 • 农药对鱼类的急性毒性，通常是用致死中 浓度（LC50）或忍受极限中浓度（TLm） 表示的。 （2）对鱼类的慢性毒性 • 1）抑制生长，身体变形。2）引起贫血症。 3）二次中毒。
• （二）农药对甲壳类动物、藻类的影响 不同农药对不同藻类的毒性不一样。如对 斜生栅藻（Scendesmus?obliqnus）的毒性， 溴氰菊酯>氟氰菊酯>克百威>氰戊菊酯>甲 基对硫磷>敌稗。
第十章 农药的环境风险及评估
第一节
农药对非靶标生物的影响
一、农药对有害生物群落的影响
• （一） 害虫的再猖獗 原因： ①天敌区系的破坏； ②杀虫剂残留或者是代谢物对害虫的繁殖 有直接刺激作用； ③化学药剂改变了寄主植物的营养成分； ④或是上述因素综合作用的结果。
• （二） 次要害虫上升 • 次要害虫上升是指使用某些农药后，农田 生物群落中原来占次要地位的害虫，由原 来的少数上升为多数，变为为害严重的害 虫。
• 2.其它方法不能有效抑制靶标有害生物种 群时采用化学防治 农业防治是第一道防线，主要是预防性的； 生物防治是第二道防线； 化学防治是第三道防线，是在保护和利用 天敌的基础上应急控制病虫害的措施。
• （二）充分利用农药的选择性 1.选用对害虫高效而对天敌安全的选择性农 药及剂型 2.选用准确的施药量或浓度 3.选用合适的施药方法 4.选择适宜的施药时期 （三）培育和利用抗药性天敌
• （三）防止农药对水生生物中毒的措施 1.污染水质的农药不能在禁止使用的地带施 用。 2.施用对鱼类高毒的农药时，不要使药液漂 移或流入鱼塘。 3.施药后剩余的药液及空药瓶或空药袋不得 直接到入或丢入渠道、池塘、河流、湖泊 内，必须埋入地下。 4.在养鱼稻田中施药防治病虫害时，应预先 加灌4~6cm?深的水层，药液尽量喷、撒在 稻茎、叶上，减少落到稻田水体中。