农药污染的危害

第五章农药污染的危害第一节概述一农药的定义：农药（pesticide）:主要指用于防治危害农林牧业生产的有害生物（害虫、害螨、线虫、病原菌、杂草及鼠类等）和调节植物生长的化学制品。农药按用途分为2类：化学保护或化学防护：农药用于农业病、虫、草等有害生物防除。化学控制：农药用于植物生长发育调节。农药的定义和范围，古代和近代不同，不同国家不同。古代农药：天然的植物性、动物性、矿物性物质近代农药：指人工合成的化工产品美国最早将农药称为“经济毒剂”，将农药与化学肥料一起合称为农业化学品。德国称之为植物保护剂法国称为植物药剂日本称之为农药中国所用农药一词源于日本。二农药污染的含义：农药污染：是农药及其在自然环境中的降解产物，污染大气、水体和土壤，破坏生态系统，引起人和动植物急性或慢性中毒的现象。农药分有机农药和无机农药。污染主要由有机氯农药、有机磷农药和有机氮农药等造成。造成农药污染的原因很多，如长期使用一些禁用的高毒高残留农药，或在作物上滥施乱用等。三.农药的发展史农药的发展大致经历了三个阶段：（一）天然药物时代（19世纪70年代以前）中国西周时期有熏蒸杀鼠的叙述。约公元前240年成书的《周礼》载有专门掌管治虫、除草的官职及所用的杀虫药物及其使用方法。古希腊诗人荷马也曾提到硫磺的熏蒸作用。中国在公元前5～前2世纪成书的《山海经》中，有石（含砷矿石）毒鼠的记载。《齐民要术》里有麦种用艾蒿防虫的方法。公元900年前,中国已知道利用砒石防治农业害虫，到15世纪，砒石在中国北方地区已大量用于防治地下害虫和田鼠,在南方地区用于水稻防虫,当时砒石已有工业规模的生产。明代李时珍收集了不少有农药性能的药物，载于其名著中。从16～18世纪，世界各地陆续发现一些杀虫力强的植物，其中最著名的有烟草、鱼藤和除虫菊，至今仍在大量应用。除虫菊素后来作为先导化合物对人工合成拟除虫菊酯类农药起了重要作用。（二）无机合成农药时代（19世纪70－20世纪40年代）此期发展了一批人工制造的无机农药，包括石硫合剂、波尔多液、巴黎绿、砷酸钙、砷酸铅等。1814年发现石硫合剂的杀菌作用。1867年发现巴黎绿（含亚砷酸铜）的杀虫作用。19世纪中期，欧洲的葡萄酿酒业遭到葡萄霜霉病的严重流行而发生危机。1882年法国的米亚尔代发现用硫酸铜和石灰配制，具有良好的防治葡萄霜霉病的效果,及时拯救了酿酒业,被赞扬为民族英雄，成为农药发展史上一个著名的事例。无机农药的局限性：药效差用量大防治面窄、易产生药害。法国与美国分别于1905年和1910年制定了农药管理法，以防止滥制、滥用农药。（三）有机合成农药时代（20世纪40年代至今）20世纪40年代以来出现了大量有机合成农药，它们具有类型多、药效高、对作物安全、应用范围宽等特点。此期可分为两个阶段：1有机农药合成前期（20世纪40年代中期至60年代末期）农药筛选目标主要是活性谱广和杀灭性、持效性强的品种。尚未重视农药对生态环境的影响，侧重对农药质量及药效的监督。在用途上杀虫剂、杀菌剂、除草剂等分类概念逐渐确立。此期，有机氯、有机磷和氨基甲酸酯三类农药是杀虫药剂的三大支柱。有机氯杀虫剂的主要代表是DDT和六六六，在防止农业和卫生害虫方面起到很重要的作用。例如：80年代中期以前，六六六的产量长期占我国农药产量的60％以上。杀菌剂和除草剂有很大发展，主要农作物病害基本达到有药可治，除草剂的使用面积大大增加。植物生长调节剂和杀鼠剂也取得进展，2,4-D、敌害鼠、赤霉素等进入市场。2当代有机农药时期（20世纪60年代末期至今）此期特点：有机农药向高效化方向发展，重视农药对生态环境的影响，并强化对农药的管理，包括农药的环境管理。高效化方面，开发了活性更高的新类型、新品系，如拟除虫菊酯类农药（杀虫剂）、灭幼尿杀虫剂、三唑类农药（杀菌剂）、磺酰尿类农药（除草剂）、第二代抗凝血型杀鼠剂等。开发目标转向易降解、低残留、高活性及对非靶生物和环境影响小的方向。第二节农药的种类迄今为止，世界各国注册的农药品种已有1500多种，常用的有500余种。按农药的来源分类：可分为矿物源农药、生物源农药与有机合成农药。1矿物源农药：有的是无机矿物原料经过加工，有的是用矿物油加工成乳剂。早期的农药如砷制剂、氟制剂作为杀虫剂（已停产），现代主要有铜制剂与硫制剂。铜制剂如波尔多液、碱式硫酸铜悬浮剂等。硫制剂如硫悬浮剂、石硫合剂等。它们是大吨位的杀菌剂，硫制剂也是杀螨剂。矿物油乳剂多用在果树休眠期杀虫杀螨。2生物源农药：主要有植物源农药和微生物源农药。（1）植物源农药：历史久、用量大的主要有除虫菊和烟碱。从除虫菊干花中可以提取出除虫菊素，再配成药剂。烟草中含有可以杀虫的烟碱，一般用废次烟叶或烟梗作原料，用酸提取出烟碱再配成杀虫制剂。我国的植物源杀虫剂还有鱼藤、苦参等。植物源农药一般毒性较低、对植物无药害、有害生物不易产生抗药性、对环境友善等优点。但是，它们来源有限或栽植要占用耕地，很难大规模生产，品种也单一。（2）微生物源农药：可以通过微生物发酵工业大规模生产。如果利用微生物代谢物，可以认为是微生物进行生物合成的化学物质，本质上与化学合成农药差不多，有人称之为“生物化学农药”。如阿维菌素，是种高效杀虫杀螨刹；井冈霉素是防治水稻纹枯病的杀菌剂。用活体微生物做成制剂，如杀虫剂苏云金杆菌制剂，其施用在本质上是一种生物防治措施。一般也具有对植物无药害、对环境友善等优点。3有机合成农药：占农药品种的绝大部分，它们是通过化学工业，用有机合成工艺生产出来的。由于有机化合物的多样性，有机合成的农药品种繁多，作用方式五花八门。按防治对象分类：防治对象就是农业有害生物，其中有动物，有植物，也有微生物。1杀虫剂：用于防治有害昆虫。昆虫属节肢动物门昆虫纲。有害昆虫简称害虫，如麦蚜、棉铃虫、玉米螟等，如乐果、敌百虫、DDT等。2杀螨剂：主要用于防治害螨。螨就是蜘蛛，属节肢动物门蛛形纲。肉食性螨多是有益的，植食性螨多是有害的，如麦蜘蛛、棉叶螨等。有些杀虫剂如甲基对硫磷、水胺硫磷等也能兼治害螨，确切分类名称应为杀虫杀螨剂。典型的杀螨剂只杀螨不杀虫，或基本上不杀虫。杀螨剂如速螨酮、三氯杀螨醇、三唑锡等。3杀菌剂：用于防治植物病害。植物生病多是真菌危害，称植物病源真菌。真菌性病害如小麦锈病、稻瘟病、黄瓜霜霉病等。也有的病害是植物病源细菌造成的，如水稻白叶枯病、白菜软腐病等。真菌和细菌都属微生物。如井冈霉素、春雷霉素等4杀线虫剂：用于防治植物病源线虫。植物有一类病害是线虫造成的。线虫小如针尖，它是一种动物，对植物危害出现的症状象病害。丙线磷是一种杀线虫剂，可防治甘薯茎线虫等多种植物病源线虫。杀虫剂涕灭威、甲基异硫磷等也有很好的杀线虫活性，如可用于防治花生根结线虫。5除草剂：用于防除杂草。杂草是危害农作物的植物。广义而言，凡在不适合的时间、地点生长的植物都是杂草。如小麦地里长出向日葵，也应作为杂草除掉。6杀鼠剂：用于防治害鼠。农田、粮仓、居室到处都有害鼠的踪迹。杀鼠剂如敌鼠纳盐。7杀软体动物剂：用于防治有害软体动物。蜗牛和蛞蝓是菜园里的大食客。防治药剂如蜗牛敌。8植物生长调节剂：用于调节植物生长，不用于防治有害生物。能刺激生长的，如赤霉素；能抑制生长的，如矮壮素；能改善植物内在或外在质量的，如乙烯利可用于纳熟。第三节农药对环境的污染1962年，美国生物学家蕾切尔·卡逊撰写了《寂静的春天》，描写因过度使用农药而导致环境污染、生态破坏、严重危害人类的严峻现实。农药对生态环境的影响归纳为：对水、土壤、大气的污染。如果污染物的含量超过本底值，并达到一定数值就称为污染。污染物浓度超过卫生标准或生物标准，一般称之为污染或严重污染。这些都危害着人体健康，危害着生物和环境。一农药对水环境的污染（一）水体中农药的来源途径向水体直接施用农药；含农药的雨水落入水体；植物或土壤粘附的农药，经水冲刷或溶解进入水体；生产农药的工业废水或含有农药的生活污水等都时刻危害着地表水和地下水的水质，不利于水生生物的生存，甚至破坏水生态环境的平衡。（二）农药污染对水环境的危害在有机农药大量使用期，世界一些著名河流，如密西西比河、莱茵河等的河水中都检测到严重超标的六六六和DDT。为防治蚊子幼虫施敌敌畏，敌百虫和其他杀虫剂于水面；为消灭渠道、水库和湖泊中的杂草而使用水生型除草剂等造成水中的农药浓度过高，大量的鱼和虾类的水生动物死亡。药瓶和其他包装物，降雨后会产生径流污染，施药工具的随意清洁也造成水质污染。二农药对土壤的污染（一）土壤中农药的来源途径有三种情况：第一种是农药直接进入土壤，包括施用的一些除草剂，防治地下害虫的杀虫剂和拌种剂，后者为了防治线虫和苗期病害与种子一起施入土壤，按此途径这些农药基本上全部进入土壤；第二种是防治病虫害喷撒农田的各类农药。它们的直接目标是虫、草，目的是保护作物，但有相当部分农药落于土壤表面或落于稻田水面而间接进入土壤。第三种是随着大气沉降，灌溉水和植物残体。（二）土壤农药对农作物和土壤生物的影响主要表现在对农作物生长的影响和农作物从土壤中吸收农药而降低农产品质量。农作物吸收土壤农药主要看农药的种类，一般水溶性的农药植物容易吸收，而脂溶性的被土壤强烈吸附的农药植物不易吸收。前苏联的实验资料显示水溶性农药乐果很易被莴苣，燕麦和萝卜等作物吸收。蚯蚓是土壤中最重要的无脊椎动物，它对保持土壤的良好结构和提高土壤肥力有着重要意义。但有些高毒农药，比如毒石畏、对硫磷、地虫磷等能在短时期内杀死它。三农药对大气的污染空气中农药的量分布为三个带：第一带是导致农药进入空气的药源带。在这一带的空气中农药的浓度最高，之后由于空气流动，使空气中农药逐渐发生扩散和稀释，并迁离使用带。第二个空气污染带。在此带中，因扩散作用和空气对流，农药浓度一般低于第一带。但在一定气象条件下，局部地区空气中农药浓度亦可偏高。第三带是大气中农药迁移最宽和农药浓度最低的地带。此带距离可扩散到离药源数百公里，甚至上千公里远。农药对大气污染的程度还与农药品种、农药剂型和气象条件等因素有关。易挥发性农药，气雾剂和粉剂污染相当严重，长残留农药在大气中的持续时间长。在其他条件相同时，风速起着重大作用，高风速增加农药扩散带的距离和进入其中的农药量。第四节农药污染对人体的危害农药主要由三条途径进入人体内：一是偶然大量接触，如误食；二是长期接触一定量的农药，如农药厂的工人和使用者农民；三是日常生活接触环境和食品中的残留农药，后者是大量人群遭受农药污染的主要原因。环境中大量的残留农药可通过食物链经生物富集作用，最终进入人体。农药对人体的危害主要表现为三种形式：急性中毒、慢性危害和“三致”危害。1急性中毒农药经口、吸呼道或接触而大量进入人体内，在短时间内表现出的急性病理反应为急性中毒。急性中毒往往造成大量个体死亡，成为最明显的农药危害。据世界卫生组织和联合国环境署报告，全世界每年有100多万人农药中毒，其中2万人死亡。美国每年发生6.7万起农药中毒事故，在发展中国家情况更为严重。我国每年农药中毒事故达10万人次，死亡约1万多人。1995年9月24日，广西宾阳县一所学校的学生因食用喷洒过剧毒农药的白菜，造成540人集体农药中毒。2慢性危害长期接触或食用含有农药的食品，可使农药在体内不断蓄积，对人体健康构成潜在威胁。有机氯农药已被欧共体禁用30年，而联邦德国一所大学对法兰克福、慕尼黑等城市的262名儿童进行检查，其中17名新生儿体内含有聚氯联苯。1983年我国哈尔滨市医疗部门对70名30岁以下的哺乳期妇女调查，发现她们的乳汁中都含有微量的六六六和DDT。农药在人体内不断积累，短时间内虽不会引起人体出现明显急性中毒症状，但可产生慢性危害，如：有机磷和氨基甲酸酯类农药可抑制胆碱酯酶活性，破坏神经系统的正常功能。美国科学家已研究表明，DDT能干扰人体内激素的平衡，影响男性生育力。在加拿大的因内特，由于食用杀虫剂污染的鱼类及猎物，致使儿童和婴儿表现出