手性农药的环境行为

手性农药的环境行为

目前全球市场上商业化的农药化合物中有28%农药是手性的，较1996年25%的统计结果有稳步增长。根据已有研究发现，手性农药的生物活性往往只存在于一个或少数几个对映体中，并且其对映体在环境中的消解和归趋往往也有明显的不同。

1.手性农药在环境中的立体选择性研究现状

手性农药在环境中迁移转化过程中其对映异构体会因各种环境作用而在吸收、运输、降解及转化等方面产生差异，从而产生不同的环境行为特性。这种手性农药对映体比例发生变化的过程称为立体选择性行为。大量研究表明，手性农药进入自然界后，其在环境媒介中的降解代谢过程往往都是具有立体选择性的。一般以ER值(enantiomeric ratio，对映体比例)或EF值(enantiomerfraction，对映体分数)作为评价手性农药对映体比例指标。

1.1水体中手性农药的选择性行为

关于手性农药对映体在水体环境中选择性行为研究，之前的研究主要集中在有机氯类农药，包括琢-六六六、氯丹和o,p'-滴滴涕等高毒和长残留的农药，随着研究手段和检测技术的进步，目前已扩展到其他类型农药，如三唑类、咪唑类杀菌剂。

1.2 土壤中手性农药的选择性行为

土壤作为重要的农业生态系统单元，不仅是分解农药的主要场所，而且还存在影响手性农药发生对映体选择性行为的诸多关键因素。

1.3 植物体内手性农药的选择性行为

目前有关手性农药在植物体中选择性降解的研究较土壤及动物体内的研究相对偏少，但是随着农产品质量要求的逐步提高，已有更多的科研人员将注意力转移到这个研究领域中来，而开展相关研究的手性农药也多集中在苯氧羧酸类及酰胺类除草剂、三唑类及酰胺类杀菌剂等种类。

2.手性农药在追踪农药在多介质环境中的迁移、转化

通过测定对映体分数（EF 值）或对映体比（er或ER 值），人们有可能区分新污染源是否来自旧污染源，研究它们在土壤－大气，水体－大气间的迁移过程，是研究生物降解的灵敏指标，因而成为国际研究的前沿和热点之一。

2.1 土壤－大气

由于OCs类农药使用较早且污染具有持久性等特点，对于手性OCs农药的研究较多。目前认为大气中的OCs农药主要来源于被污染的耕作土壤与水体，很多学者的研究结果均证实了这一点。经测定，1996、1997及1998年间，美国宾夕法尼亚州、俄亥俄州、印地安那州、伊利诺斯州和密苏里州农业土壤中的OCs 浓度随着高度增加而降低，但手性农药的EF值却不变，与土壤的EF值相近，说明土壤是附近大气的主要污染源。

2.2 大气－水体的交换

Bidleman等也利用手性OCs 农药的ERs，如α-HCH的ERs作为示踪物来追踪大气－水体间OCs农药的迁移、转化及来源。结果表明，HCH 异构体的EF 值在五大湖区随水温、大气浓度和水层的变化而变化，湖水中的(+)-α-HCH 异构体被微生物降解，因而其ER = 0.85 且四季不变，而大气中α-HCH的ER 主要由挥发（非外消旋体）和长距离传输过来（外消旋体）的农药对映体所影响，夏季的ER值低于冬春季。

对北极地区的研究表明OCs 农药是通过大气传输到达此处的。北极地区海洋表层水体由于“冷凝作用”，HCH 浓度比其他海洋、湖区的水体高；表层水体的α-HCH 是非旋光性的，(+)异构体在北冰洋的西部被耗尽，(-)异构体在白令海和西伯利亚楚克其海被耗尽，那些不被冰雪覆盖区域上方大气层中的α-HCH 则表现出与表层水体一样的ER 行为，这些研究结果都为自然界中大气交换是农药扩散的两条主要途径之一提供了直接证据。

3 研究前景与展望

大量研究结果已表明，由于环境中各种生物体自身所具有的手性特征，手性农药对映体间在不同生物和环境介质中均会发生不同程度的选择性代谢行为，而且随着仪器设备的进步和研究技术的发展，关于手性农药的环境行为学研究出现了以下转变趋势：单一农药对映体间的分析到多种农药对映体间的同时分析、简单环境介质到复杂基质背景、对映体间的简单分离测定到各自的代谢途径及特征。