第八章农药的环境毒理学案例

1. 6. 3 农药对土攘的污染
土壤是污染物的汇，也是污染物的源。农药 土壤污染是农药污染最典型的例子之一。
农药的理化特性决定了它在土壤中的分布、 降解速率及对环境的影响。农药在土壤中经 土壤微生物作用，可以迁移、转化直至矿化。 影响这个过程的因素很多，包括土壤类型 （如黏土含量、pH值和水含量等）、农药本 身的物理化学特性等。
饮用水中的农药水平是居民饮用水的质量控制指标。 饮用水中，国际公认的单个农药最大可容许浓度(MAC) 为 0.1µ g•L-1 ，总农药最大可容许浓度 (MAC) 为 0.5µ g •L-1。国外农药污染比我国轻，但是也有许多水源是不 合格的。例如英国就有298个水源，遍布全国，水体农 药浓度超过了单一农药的MAC标准，有76 个水源违背 了总农药的MAC标准。 1983 年，我国虽然已经停止使用了有机氯农药，但是 20世纪90年代末期， 仍然可从长江南京段水域检出有 机氯农药六六六、滴滴涕、五氯酚、多氯苯等，其水 平保持在ng • L-1数量级。
农药环境污染主要来源是农药的使用和农药 的生产过程。
空气 农药 土壤

呼吸道 食物 消 化 道 人体
环境中的农药通过消化道、呼吸道和皮肤 三条途径进入人体。
1.6 农药的污染 1.6. 1 农药对空气的污染 有些农药带有挥发性(如蒸熏剂溴甲烷、1,2-二氯丙 烯等) ，在喷洒时可随风飘散，落在叶面上可随蒸腾 气流进入大气，在土壤表层时也可经日照蒸发到大 气 中，大风扬起农田的尘土也带着残留的农药形成 大气颗粒物，飘浮在空中。 例如， 北京地区大气中就检测出挥发性的有机污 染物70种，半挥发性的有机污染物60 种，其中农药 25种之多，包括艾氏剂、狄氏剂、滴滴涕、氯丹、 硫丹、多氯联苯 等。其他南方农业地区因气温高， 问题更为严重。
2.2 体内代谢过程
吸收：通过消化道（被污染的食物和水）、 呼吸道（被污染的空气）和皮肤（直接接触） 进入有机体，其中消化道侵入途径是主要的。
分布：部分贮存于脂肪，部分排出体外（分 布和贮存与组织中脂肪含量呈正比）。
2.2 体内代谢过程
代谢：脱氯化氢、脱氯、氧化反应 DDT脱氯原子、加氢原子形成DDD 25 个饮用水源和 25 个 饮用水厂 水共检出有机污染物 504 种，能确切定性 的213种，其中农药10种以上。 北京重要水源官厅水库近年来污染严重，共检出有 机氯农药(六六六、DDT等)、多氯联苯及氯代烷类等 污染物数十种，其挥发性有机物总含量为 19.4~101µ g· L-1，污染严重，不能作为水源使用。
Drifts
Crop Removal
Photodecomposition Volatilization
Absorption & desorption
water
Adsorption Chemical decomposition
Biological degradation
Leaching
Environmental compartments (air, soil water, organisms) Biological processes (absorption, distribution, metabolism elimination, intoxication, bioconcentration, Capillary detoxification) flow Chemical processes (volatilization, adsorption, desorption, hydrolysis, solubilization, photolysis)
2.1 理化性质
主要成分为氯代碳氢化合物，常见的有六六 六、滴滴涕、狄氏剂和艾氏剂等。多为白色或淡 黄色晶体，少数为粘稠液体，挥发性不高，不溶 于水而 溶于脂肪、脂类或其它有机溶剂，化 学性质稳定，具有蓄积致毒作用，因此为淘汰 农药。毒性随着氯原子数增加。 六六六有甲、乙、丙、丁、戊、己、庚七种 同分异构体，乙体蓄积毒性最强。
1.5 农药残留及其原因
农药残留（pesticide residues)，是农药使用后 一个时期内没有被分解而残留于生物体、收获物、 土壤、水体、大气中的微量农药原体、有毒代谢物、 降解物和杂质的总称。 生物源农药是指利用生物资源开发的农药。 包括动物源农药（如烯虫酯、昆虫性引诱剂、赤 眼蜂等）植物源农药（如除虫菊素、丁香油、乙烯 利等）、微生物源农药（井冈霉素、白僵菌、苏云 金杆菌等）。 化学合成农药是由人工研制合成，并由化学工业 生产的一类农药，其品种繁多（常用的约300种）应 用范围广，药效高。
1.3 农药环境毒理学（Environmental Toxicology of Pesticide ）的概念 研究农药进入环境后的环境行为和非靶标生物的毒
性效应，目的是了解农药产生负面效应的成因，进
而提出控制农药污染的措施，达到保护环境可持续
发展。
Site/Mode of Action
Metabolism
根据《农药管理条例》的定义，农药就是指用于预防、 消灭或控制危害农业、林业的病虫草害和其他有害生物， 以及有目的地调控植物和昆虫生长的化学合成物，或来 源于生物及其他天然物质的一种或几种物质的混合物及 其制剂。
1.2 农药发展的三个时代
即天然药物时代、无机农药时代和有机合成农药时 代。 约在19世纪中期，三大杀虫剂植物除虫菊、鱼腾和 烟草作为世界性商品开始在市场上销售，这就是所 谓的天然药物时代； 随后出现无机的砷酸铅、砷酸钙以及硫酸烟碱的工 作生产，这标志着农药已成为化工产品的初始阶段。 19世纪末，从石灰硫磺合剂的广泛使用起，到法国 米拉代尔（P.M.A. Millardet）发明波尔多液，表明农 药开始进入科学发展阶段。因此，在20世纪30年代 以前，农药仍停留在天然药物与无机农药时代。
1. 6. 4 农药对人体健康的不利影响（农药的急、慢 性毒性）
使用农药将会污染空气、水体、土壤及食 物，以致在饮用水和食物中含有低剂量的农 药。人们日常生活长期摄入低剂量的农药会 引起许多慢性的不良影响，如致癌、致畸和 致突变，神经系统失调等。
第二节 有机氯农药 重点：
1、有机氯农药在体内的代谢、毒作用以及毒作用机 理 2、有机氯农药在生物体内的富集了解： 3、有机氯农药的理化性质
1.1 农药发展概况（Survey of the Pesticide Development） 何谓农药？ 美国“经济毒剂”（economic poison）， 欧洲 “农用化学品”（agrochemicals）。 “生物合理农药”（biorational pesticides）和“环境 和谐农药”（environmental acceptable pesticides and environmental friendly pesticide）
近水道农药喷洒，下水道排水； 来自使用农药区域的径流; 不规范的处理农药容器; 在田间渗水坑处理废农药不得当; 清洗喷洒和贮存农药的设备或被农药污染的设备; 农药泄漏; 农药污染的土壤淋溶; 大气污染物的干湿沉降等。 水体产生农药污染，最终通过生物链影响人类。
1.6.2 农药对水体的污染
另外，有些农 药，如合成拟除虫菊醋对 水中的无脊椎动物毒性较大，如浮游动物、 甲壳动物等，是水生生态系统的重要一环。 它们从生物群和非生命物质开始，经过消化 和排泄，再循环基本的营养物； 同时本身又变成了其他鱼类的食物。如 果水生生态系统中没有了它们，将对水生生 态系统的结构和功能有深刻的影响。
Ground water
1.4 农药的分类 种类繁多。 按主要用途可分为：杀虫剂 (insecticide)、杀蟎剂 (acaride)、杀菌剂 (fungicide)、杀软体动物剂、杀线 虫剂 、杀鼠剂 除草剂 (herbicide)、脱叶剂 (defoliant)、 植物生长调节剂 (Plant growth regulator)等。其中以 杀虫剂品种最多，用量最大。 按来源不同可分为：矿物源农药（无机化合物）、 生物源农药（天然有机物、抗生素、微生物）及化 学合成农药三大类。
农药的环境毒理学
目录
第一节 农药残留及污染 第二节 有机氯农药 第三节 有机磷农药 第四节 氨基甲酸酯类农药
第五节 拟除虫菊酯类农药
第一节 农药残留及污染
农药 (pesticides) 是指用于消灭、控制危
害农作物的害虫、病菌、鼠类、杂草及其他有
害动、植物和调节植物生长的各种药物，包括 提高药物效力的辅助剂、增效剂等。
1.4 农药的分类 矿物源农药是起源于天然矿物原料的无机化合物 和石油的农药。它包括砷化物、硫化物、铜化物、 磷化物和氟化物，以及石油乳剂等。目前使用较多 的品种有硫悬浮剂、波尔多液等。 生物源农药是指利用生物资源开发的农药。 包括动物源农药（如烯虫酯、昆虫性引诱剂、赤 眼蜂等）植物源农药（如除虫菊素、丁香油、乙烯 利等）、微生物源农药（井冈霉素、白僵菌、苏云 金杆菌等）。 化学合成农药是由人工研制合成，并由化学工业 生产的一类农药，其品种繁多（常用的约300种）应 用范围广，药效高。
1. 6. 1 农药对空气的污染
大气中的农药可随风长距离地迁移，由农村 到城市，由农业区到非农业区，甚至到无人 区。 一是通过呼吸影响人体或生物的健康； 二是通过干湿沉降，影响地表水体与植物。 特别是污染还影响到不使用农药的地区，使 得整个地球没有一片净土。
1.6.2 农药对水体的污染
农药水污染有以下几种途径:
1. 6. 3 农药对土攘的污染
土壤污染了，土壤上所生长的作物和所结出 的果实也会吸收污染物质。一种简单的植物 物种，吸收也是多种多样的，植物根系可以 吸收土壤水溶液中的农药，土壤中固体颗粒 也能吸附土壤水溶液中的农药。有些农药易 蒸发，植物的叶子可以吸收空气中的农药蒸 气；而根又能吸收土壤中的农药，再从叶面 上蒸发出它，过程相当复杂。
植物根茎叶吸收农药后，继而在植物体内提 升，最后可残留在植物体内， 人们食用该食 物可直接摄入农药。