章农药环境毒理学11

随着人类环保意识的日益增强，人们评价一 种农药的价值已不再局限于它对有害生物的 防治效果和提高作用产量的经济效益，而更 关注它有无损害环境质量的社会效益。
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第二节 农药残留与污染
一、农药进入环境的途径 二、农药残留与在生物体内富集 三、农药对土壤、水体及大气的污染
• 食物链是指动物体吞食有残留农药的农产品或生 物后，农药在生物体间转移的现象。
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三、农药对土壤、水体及大气的污染
（一）农药对土壤的污染
土壤是农药在环境中的“储藏库”与“集散 地”，研究表明使用的农药有80%左右将最终进 入土壤。
1、农药进入土壤的途径主要有：
（1）农药直接进入土壤；
（一）农药对土壤微生物的影响
• 主要表现在农药对土壤微生物区系的影响，对土 壤微生物活性的影响如硝化作用、氨化作用、呼 吸作用、根际微生物，及对根瘤菌的影响。
• 对土壤微生物影响较大的是杀菌剂，这类农药不 仅能杀灭或抑制病原微生物，同时也危害了一些 有益微生物，如硝化细菌和氨化细菌。
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（4）分子重排：一些农药分子在光作用下，形成更加 稳定异构体的饿过程。
• 农药在环境中光分解的影响因素主要有：光的波 长、光敏剂、光猝灭剂、光照时间、介质或溶剂 性质、溶液pH、湿度、腐殖质等。
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3、物理化学降解
物理化学降解主要是指颗粒物质对农药的吸附作 用，实质上没有降解。吸附作用可分为物理吸附， 物理化学吸附和化学吸附三类，物理吸附主要是 由于具有较大表面积和表面自由能的胶体如黏土 矿物 ：物理化学吸附（又称离子交换），一些 表面带正电荷的或负电荷的胶体，能吸附与所带 电荷相反的阳离子或阴离子：化学吸附是吸附剂 与被吸附物质发生的化学反应，是不可逆的吸附。
• 农药对土壤污染还表现其在土壤中的移动污染，农 药的移动性不仅与农药的性质有关，而且与土壤质 地、有机质含量、土壤胶体所带电荷性质和降雨情 况有关。
• 一般来说，水溶性强的农药极易在土壤剖面中下渗， 从而污染地下水。而脂溶性强的农药易被土壤粘粒 和有机质吸附，不易在土壤剖面中移动，使农药主
要分布在土壤表面或施药层内。
2. 分类：
根据成分来源农药可分为：矿物源农药（无 机农药） 、生物源农药 、有机合成农药 ； 根据防治对象可分为：杀虫剂、杀螨剂 、杀 线虫剂、杀鼠剂、杀菌剂、除草剂、 植物生 长调节剂
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3. 农药环境毒理学：
– 是研究农药在环境（水、土、气等）介质中 的行为和农药对非靶标生物有机体的毒害作 用及其机理的科学。
农产品与食品中的残留农药主要来自三方面：
1. 施药后对作物（或食品）直接污染 2. 从污染环境中对农药的吸收 3. 通过食物链与生物富集作用而产生间接污染
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生物富集与食物链是促使食品中农药残留 富集的一个重要原因。
• 生物富集又称生物浓集，是指生物体从环境中不 断吸收低剂量的农药并逐渐在其体内积累的现象。
• 中国农药急性毒性共分三级 ：高毒、中毒、低毒。
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2、亚急性毒性
亚急性毒性：较长时间连续接触一定剂量的农药， 中毒症状表现往往需要一定的时间。测定亚急性毒 性，一般以微量农药长期（至少3个月）饲喂动物， 观察和鉴定农药对动物所引起的各种形态、行为、 生理、生化的变化，包括动物中毒症状、体重的增 减、取食与饮水量的变化、血相的改变、全血胆碱 酯酶与血清谷丙转氨酶的活性、全血脲氨水平等生 理生化指标检查。
• 农药残留：是指农药使用后残存于生物体、农副 产品和环境中的微量农药原体及其有毒代谢物、 降解产物和杂质的总称，残存的数量称残留量。
• 农药残留是农药施用后的必然现象，但如果超过 最大残留限量，将会对人、畜产生不良影响或通 过食物链对生态系环境中的生物造成毒害。
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第四节 农药的降解与代谢
一、非生物降解
– 水解、光解、物理化学降解
二、生物降解
– 微生物降解 途径、方式、影响因素
三、农药在植物体中的迁移代谢与转化
– 代谢、转运
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一、非生物降解
1、水解 农药的水解作用有生物水解和化学水解两大类， 生物水解是农药在生物体内通过水解酶作用产 生的反应；化学水解是农药在环境中由于酸碱 的影响所引起的化学反应，化学水解属非生物 降解中最普遍的反应之一。
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2、农药对水体污染的特点
• 水体受农药污染的程度和范围与农药品种和水体 环境质量有关。
• 一般来说，农药水溶性越大、性质越稳定，农药 使用后进入水体的可溶解性就越大、在水体中的 残留也就越高。
• 不同水体遭受农药污染程度的次序依次为：农田 水>田沟水>径流水>塘水>浅层地下水>河流水>湖 泊水>自来水>深层地下水>海水。
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3、农药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较大差异
4、农药对捕食性天敌昆虫的影响： 农药对捕食性天敌昆虫的危害与昆虫的敏感 性有关。如瓢虫、草蛉等。
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（四）农药对人体健康的影响
慢性毒性的测定，主要对农药的致癌变、致畸变、 致突变（“三致”）作用等作出判断。
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（五）农药对野生生物的影响
农药对野生生物的影响主要是在施药后间接引起 的毒害。如稻田中生活着大量的蛙类，除施用农 药直接中毒外，大多数是在喷药后它们吞食有毒 昆虫中毒，或农药进入水体杀死蝌蚪。
• 地表水体中的残留农药，可发生挥发、迁移、光 解、水解、水生生物代谢、吸收、富集和被水域 底泥吸附等一系列物理化学过程。
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（三）农药对大气的污染
1、大气中农药污染的主要来源有 ： 地面或飞机喷洒农药时，药剂的微粒在空中 漂浮。 农药生产、加工企业排放的废气。 残留于水体、土壤表面农药的挥发等。
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2、光解 农药分子在光诱导或光催化的作用下发生的化学 反应过程。按光化学反应的过程可分为直接光解 和间接光解，直接光解是农药分子吸收光能呈激 发态后发生的光化学反应；间接光解是由于环境 中存在的某些物质吸收光能呈激发态再激发农药 分子的光化学反应，间接光解包括光敏化降解， 光猝灭降解。
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• 按光化学反应的类型，将农药分子的光解分为光 氧化、光水解、光还原、分子重排、光异构化、 光亲核取代反应等。
（1）光氧化反应：主要是在光氧化剂存在发生的氧化 反应。
（2）水解反应：在光照下对有酯键或醚键的农药，存 在于水或水气中发生的水解反应。
（3）光还原反应：
农药的性质 ：一般来说，无机药剂较容易产生药 害；有机合成药剂除非使用对象、使用浓度和次 数超出正常范围，一般不会产生药害。农药是否 产生药害可用安全性指数（K）来表示，K值越小， 说明药剂对植物越不安全，容易产生药害；K值 越大，则越安全。
植物的种类和生长发育阶段、生理状态：不同种 类植物对药剂的敏感性不同，主要是由于其组织 形态和生理的差别所致。
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2、农药对家蚕的毒性 家蚕作为环境生物来评价农药的环境毒性,是我 国农药环境安全性评价的重要因素。
农药对家蚕污染的主要途径有:
（1）桑园或附近农田使用农药，造成桑叶污染， 通过食物链危害家蚕；
（2）蚕室、蚕具的药剂消毒以及防治蚕病药物 使用不当，直接影响家蚕；
（3）某些家用卫生杀虫剂在蚕室附近使用不当 造成间接污染危害。
（一）农药对土壤的污染（途径，特点） （二）农药对水体的污染（途径，特点） （三）农药对大气的污染（途径，特点）
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一、农药进入环境的途径
•农药的直接使用 •农药生产过程中的废水排放
•大气中的农药带入地表
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二、 农药残留与在生物体内富集
（2）为防治地上部分病虫草害而喷洒于农田的 各类农药落入土壤表面或水面而进入土壤，或附 着在作物上的农药落入土壤中；
（3）随着大气沉降、灌溉水和动植物残体而进入
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土壤。
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2、农药对土壤污染的特点
• 各类农药在土壤中的残留期长短的大致次序：是含 重金属农药>有机氯农药>取代脲类、均三氯苯类和 大部分磺酰脲类除草剂>拟除虫菊酯农药>氨基甲酸 酯农药、有机磷农药。
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蜜蜂发生急性中毒时，会突然出现大批采集群死亡， 到第二天骤增，强群死亡量大，弱群死亡量少，中 毒时在巢门前有大批采集蜂抽筋、打滚、肢节麻痹， 迅速死亡。死蜂吻伸出，翅后翻，肢节内弯及中肠 皱缩。
农药对蜜蜂的毒性可分为三类：
LD50<1.99μg/蜂为高毒； LD50为2.0μg/蜂-10.99μg/蜂属中毒； LD50>11.0μg/蜂为低毒 。
1、农药的急性毒性 急性毒性是指一些毒性较大的农药如经误食或皮
肤接触或呼吸道进入人体，在短期内（24h）可出 现不同程度的中毒症状。 急性中毒主要发生于高毒农药，尤其是高毒有机 磷类农药和氨基甲酸酯类农药。
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急性毒性是衡量农药毒性强弱的常用指标，在测 定农药对哺乳动物的毒性时，国际上常用的实验 动物有大鼠、小鼠、兔、狗和养。
• 农药的迁移作用主要发生在地表以上0-20km的对 流层中。
• 光解是大气中残留农药消解的主要途径。
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第三节 农药的环境毒性
农药对土壤微生物的影响 农药对植物的影响 农药对环境有益生物的影响 农药对人体健康的影响 农药对野生生物的影响
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（二）农药对水体的污染
1、水体农药污染的主要来源： • 直接向水体施药 • 农田施用的农药随雨水或灌溉水向水体的迁
移 • 农药生产、加工企业废水的排放 • 大气中残留农药随降水进入水体 • 农药使用过程中，雾滴或粉尘随风漂移沉降
进入水体，以及施药工具和器械的清洗等
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2、农药对大气污染的特点
• 农药对大气的污染程度主要取决于施用农药的品 种、数量及其所处的大气环境状况 。
• 一般情况下农药的挥发与农药品种结构、农药剂 型、施药方式、环境状况因素关系密切。
• 影响大气中残留农药迁移的主要因子有：风、上 升气流、蒸气散发和对流 。
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3、慢性毒性
慢性毒性：有的农药虽然急性毒性不高，但性质 较稳定，使用后不易分解。少量长期被人、畜摄食 后在体内积累，引起内脏机能受损，阻碍正常生理 代谢过程。此过程一般发病缓慢、病程较长、症状 难于鉴别，往往被人们所忽视。
农药慢性中毒者主要是有可能较长时间接触农药 的人群，如农药厂工人、农药仓库看管员和农村植 保施药人员等。
环境条件：一般情况下高温较易产生药害，高湿 有时（如喷粉法施药时）也易引致作物产生药害。
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（三）农药对环境有益生物的影响
1、农药对蜜蜂的毒性 农药对蜜蜂的毒性是农药环境安全性评价中不 可缺少的组成部分。 农药对蜜蜂危害的途径主要有： （1）、是农田喷药时，药粒或药液与蜜蜂直接 接触造成的危害； （2）、是蜜蜂采蜜时，摄入了受农药污染的花 粉； （3）、是某些挥发性农药经气门被吸入蜜蜂体 内。
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（二）农药对植物的影响
• 农药由于使用不当或其他因素的影响，而产生了 对农作物的药害，轻者减产，重者可使作物绝收。
• 农药对作物是否产生药害，受许多因素的影响， 主要有药剂本身的性质，植物的种类、生长发育 阶段、生理状态，以及环境条件等因素的综合影 响。
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9章-农药环境毒理学-11
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2020/11/27
章农药环境毒理学11
纲要
➢ 概述 ➢ 农药残留与污染 ➢ 农药的环境毒性 ➢ 农药的降解与代谢 ➢ 农药的环境毒性 ➢ 几种重要农药的毒理效应
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第一节 概述
1. 概念：
农药系指用于预防、消灭或者控制危害农业、 林业的病、虫、草害和其他有害生物以及有 目的地调节植物、昆虫生长的化学合成或者 来源于生物、其他天然物质的一种物质或者 几种物质的混合物及其制剂。