1、第十章農藥環境風險及評估第一節 農藥對非靶標生物的影響一、農藥對有害生物群落的影響 （一） 害蟲的再猖獗原因：天敵區系的破壞；殺蟲劑殘留或者是代謝物對害蟲的繁殖有直接刺激作用；化學藥劑改變了寄主植物的營養成分；或是上述因素綜合作用的結果。 （二） 次要害蟲上升次要害蟲上升是指使用某些農藥后，農田生物群落中原來占次要地位的害蟲，由原來的少數上升為多數，變為為害嚴重的害蟲。 （三）對雜草群落的影響 施用農藥后對雜草群落也有一定的影響。如我國麥田常年用2，4D丁酯，控制了麥田的刺兒菜，但對2，4D丁酯不敏感的麥瓶草卻由少到多發展起來。二、農藥對陸生有益生物的影響（一） 對寄生性天敵昆蟲的影響 農藥對

2、寄生性天敵昆蟲的毒性隨藥劑品種、天敵種類及其發育階段而有相當大的差異。苦楝油對稻螟赤眼蜂成蜂的毒性很小，LC50高達7187.01mg/L，多菌靈的毒性也較低，為314.76mg/L,而甲基一六0五對成蜂的LC50僅為0.0445mg/L。 （二）對捕食性天敵昆蟲的影響根據浸漬法測定，對七星瓢蟲成蟲和卵的毒性，溴氰菊酯氯氰菊酯氯菊酯氰戊菊酯。 （三）對蜘蛛和捕食性螨的影響多數微生物類農藥、昆蟲生長調節劑類農藥對蜘蛛很安全，三氯殺螨醇、樂果、克百威、棉油皂、石硫合劑等殺傷力較小。但可以防治多種抗性害蟲的銳勁特對稻田蜘蛛的殺傷作用較大，無論是單用還是混用，對蜘蛛的殺傷率均可達72.48%92.29

3、%。（四）農藥對蜜蜂的影響及防救措施1、農藥對蜜蜂的毒性2、防治農藥對蜜蜂中毒的措施1)選擇合適的施藥時間2)選擇合適的藥劑種類和施藥方式3)在噴灑農藥期間，養蜂場可采取將蜂群 暫時遷移或幽閉、覆蓋等方式預防中毒。4)在不影響藥效和不損害農作物的前提下，在農藥內添加適量石炭酸、煤焦油等作驅避劑。5)發現蜜蜂農藥中毒時，首先將蜂群撤離毒物區，同時清除混有毒物的飼料，并立即用1：1的糖漿和甘草水進行補充伺喂。 （五）農藥對家蠶的影響及防救措施1、農藥對家蠶的毒性 如甲基對硫磷、敵百蟲、久效磷、西維因等對家蠶毒性強，對硫磷、殺螟硫磷等殘毒期長，而敵敵畏、害撲危則較短，消失快。沙蠶毒素類和擬除蟲菊酯類

4、藥劑對家蠶毒性很大，在許多水稻與桑樹混栽區，噴灑這類藥劑后，往往使家蠶嚴重受害。2、防止家蠶農藥中毒的措施1) 充分了解藥劑的殘留特性2) 在桑園內和附近禁止噴灑沙蠶毒素類、擬除蟲菊酯類殺蟲劑。3) 在桑園防治病蟲害時，應選用速效、持效期短、對家蠶安全的藥劑，濃度配置準確，選擇無風和噴藥后不會降雨的天氣施藥，以防藥液漂移和流失。4) 家蠶農藥中毒時，應立即通風換氣，排除農藥殘留氣味，并加網喂新鮮無毒桑葉，除砂隔離毒源。三、農藥對水生生物的影響 （一）農藥對魚、貝類的影響1.農藥對水質的污染和進入魚、貝體內的途徑水體中的農藥通過呼吸、食物鏈和體表三個途徑進入魚、貝體內。魚的呼吸器官是表皮極薄的鰓

5、，鰓的表面暴露在水中，使水和血液接觸，獲得所需要的氧氣，從而也就迅速吸收并富集水中的農藥。魚類的食料多為浮游生物，水中的農藥易被浮游生物不斷吸進體內，當魚類吞食這些餌料時，則農藥就轉移到體內而產生富集。水體中的農藥可直接由魚特別是無鱗魚的皮膚吸收進入體內。 2.農藥對魚類的毒性（1）對魚類的急性毒性農藥對魚類的急性毒性，通常是用致死中濃度（LC50）或忍受極限中濃度（TLm）表示的。（2）對魚類的慢性毒性1）抑制生長，身體變形。2）引起貧血癥。3）二次中毒。 （二）農藥對甲殼類動物、藻類的影響不同農藥對不同藻類的毒性不一樣。如對斜生柵藻（Scendesmus?obliqnus）的毒性，溴氰菊酯

6、氟氰菊酯克百威氰戊菊酯甲基對硫磷敵稗。 （三）防止農藥對水生生物中毒的措施1.污染水質的農藥不能在禁止使用的地帶施用。2.施用對魚類高毒的農藥時，不要使藥液漂移或流入魚塘。3.施藥后剩余的藥液及空藥瓶或空藥袋不得直接到入或丟入渠道、池塘、河流、湖泊內，必須埋入地下。4.在養魚稻田中施藥防治病蟲害時，應預先加灌46cm?深的水層，藥液盡量噴、撒在稻莖、葉上，減少落到稻田水體中。 四、農藥對土壤生物的影響（一）農藥對土壤微生物的影響1.農藥對土壤微生物區系的影響一般說來殺蟲劑在推薦用量下，對土壤中的微生物群落影響不大，有的還使與土壤肥力有關的微生物區系集團的成分增加，有益于作物的生長。但是藥劑的大

7、量和長期施用，也會抑制或破壞土壤微生物的區系。殺菌劑和熏蒸劑對微生物數量影響最大。殺線蟲劑大部分都有弱的殺菌性，絲狀菌對殺線蟲劑的敏感性比細菌要高。 2.農藥對土壤微生物活性的影響一般來說，殺蟲劑和除草劑對氨化作用無影響，二甲四氯、茅草枯、典苯請等即使施用田間常規用量的10100倍，也不會影響土壤中的氨化過程。硝化作用是土壤中最重要也是對農業影響最大的生物反應。3.土壤微生物對農藥的分解作用農藥在土壤中被微生物分解的途徑是很復雜的，概括起來主要有：（1）氧化；（2）還原；（3）水解；（4）縮合，脫氯化氫；（5）脫羧，異構化等途徑。（二）農藥對土壤動物的影響農藥施入土壤后，殺死有害的靶標生物的同

8、時，也對非靶標生物，包括多種有益昆蟲也會產生不良影響，所以農藥對土壤動物群落結構會產生重要影響。 五、農藥對蛙類等生物的影響一般以殺蟲劑的影響較大，而殺菌劑大部分品種對澤蛙蝌蚪的毒性小或比較小。在殺蟲劑品種中，以氨基甲酸酯類、殺蟲雙、殺蟲單和大部分的有機磷殺蟲劑對青蛙的毒性小或比較小。劑型不同對青蛙的毒性也不同。乳油對青蛙的毒性最大，可濕性粉劑次之，粉劑、顆粒劑毒性最小。 六、化學防治與生物防治的協調（一）根據天敵作用，適當調整防治閾值和防治指標1.當靶標生物達到經濟危害限閾時進行化學防治進行化學防治時允許一定量的靶標生物存在，一是因為保留不足造成嚴重為害的靶標生物，有利于天敵的定居、生存和繁

9、殖，有利于生態平衡；二是作物在某些生長階段有一定的補償能力，輕微受害往往對產量影響很小；三是經濟效益上防治的純收益應大于所花費的成本。 2.其它方法不能有效抑制靶標有害生物種群時采用化學防治農業防治是第一道防線，主要是預防性的；生物防治是第二道防線；化學防治是第三道防線，是在保護和利用天敵的基礎上應急控制病蟲害的措施。 （二）充分利用農藥的選擇性1.選用對害蟲高效而對天敵安全的選擇性農藥及劑型2.選用準確的施藥量或濃度3.選用合適的施藥方法4.選擇適宜的施藥時期 （三）培育和利用抗藥性天敵 七、減少農藥環境污染而采用的新技術和方法，能否解決環境毒性所有問題？舉例：（1）為控制病蟲害，并合理減少

10、農藥使用，農業上興起另一種新技術：抗病蟲害的轉基因作物生產。抗病高產轉基因農作物是否能解決農藥環境問題？轉基因農作物優缺點思考：明顯優點：（1）減少農藥對環境污染。（2）轉基因作物的高產，解決了糧食短缺問題。（3）節約生產成本，降低食物售價。潛在問題：（1）轉基因作物本身能演變為農田雜草由于導入新的外源基因，轉基因作物獲得或增強了生存競爭和繁殖能力，使其在生長勢、越冬性、耐受性、種子產量等方面，都強于親本或野生種。若被推廣種植,這些轉基因作物釋放到自然環境中的機會特別大,因其又具有野生植物沒有的各種抗性,將會迅速地成為新的優勢種群,進而可能演變成農田雜草。例如，加拿大商業化種植具有抗除草劑及自

11、播種特性的轉基因油菜，僅幾年后,其農田便發現了對多種除草劑（包括草甘膦、固殺草和保幼酮等）具有耐抗性的雜草化油菜植株。據專家預言，這種雜草化的轉基因油菜，將成為加拿大草原地區危害最為嚴重的野草。 （2）通過基因漂流影響其他物種在自然條件下,栽培作物種內，栽培作物與其近緣野生種間,栽培作物和雜草之間都有可能發生基因漂流。 例如，引起廣泛關注的墨西哥玉米污染事件，即在墨西哥偏遠山區的野生玉米受到了轉基因玉米DNA片斷的污染，且污染比率高達35。轉基因作物中的一些抗除草劑、殺蟲劑和病毒的抗性基因就有可能通過花粉雜交等途徑向其同種或近緣野生種轉移,使其獲得轉基因生物體的抗逆特性，對其他作物構成嚴重威脅

12、的“超級雜草”。而自然界生物間的協同進化或生物與非生物抑制因子間的對抗最終會出現適應或淘汰的結果。轉基因抗蟲作物的長期、大規模種植可能使目標害蟲或非目標害蟲對毒素蛋白的適應在群體水平上產生抗性，有可能產生侵染力、致病力更強的“超級害蟲”，造成更大的危害。研究表明，轉Bt基因抗蟲棉對第一、第二代棉鈴蟲有很好的抵抗作用，但第三代、第四代棉鈴蟲已對該轉基因棉產生了抗性。（3）對生物多樣性的威脅 轉基因作物作為外來品種進入自然生態系統，往往具有較強的“選擇優勢”,可能會影響植物基因庫的遺傳結構，淘汰原來棲息地上的物種及其它遺傳資源,致使物種呈單一化趨勢，造成生物數量劇減，甚至會使原有物種滅絕，導致生物

13、多樣性的喪失。墨西哥玉米事件的發生，已經嚴重威脅到世界玉米起源中心地區的玉米生物多樣性資源，玷污了墨西哥“玉米媽媽的圣潔”。抗蟲作物的抗蟲基因不僅直接作用于目標害蟲，對非目標害蟲也可能直接或間接地產生傷害，進而對生物多樣性產生影響。 （4）轉基因食品可能產生過敏反應 在自然條件下存在許多過敏源。轉基因作物通常插入特定的基因片斷以表達特定的蛋白,而所表達蛋白若是已知過敏源,則有可能引起過敏人群的不良反應。例如，為增加大豆含硫氨基酸的含量,研究人員將巴西堅果中的2S清蛋白基因轉入大豆中,而2S清蛋白具有過敏性,導致原本沒有過敏性的大豆對某些人群產生過敏反應,最終該轉基因大豆被禁止商品化生產。即便表

14、達蛋白為非已知過敏源,但只要是在轉基因作物的食用部分表達,則也需對其進行評估。 （5）抗生素標記基因可能使人和動物產生抗藥性 抗生素抗性基因是目前轉基因植物食品中常用的標記基因，與插入的目的基因一起轉入目標作物中,用于幫助在植物遺傳轉化篩選和鑒定轉化的細胞、組織和再生植株。標記基因本身并無安全性問題,有爭議的一個問題是其在基因水平上有發生轉移的可能性，如抗生素標記基因有可能轉移到腸道微生物上皮細胞中,從而降低抗生素在臨床治療中的有效性。雖然目前的研究表明，這種可能性很小，但在評估潛在健康問題時,仍應考慮人體和動物抗生素的使用以及腸道微生物對抗生素的抗性 。（6）轉因食品可能具有毒性 一些研究學

15、者認為,對于基因的人工提煉和添加,可能在達到某些人們達到的效果的同時，也增加和積聚了食物中原有的微量毒素，此外，抗蟲作物殘留的毒素和蛋白酶活性抑制劑可能對人畜健康有害，因為含有抗蟲作物殘留的毒素和蛋白酶活性抑制劑的葉片、果實、種子等,既然能使咬食其葉片的昆蟲的消化系統功能受到損害，可能對人畜產生類似傷害的可能性。關于轉基因食品的毒性問題，主要是通過一些相關的動物實驗來檢驗。1998年，蘇格蘭Rowett研究院的Putsai博士用轉雪蓮花凝集素基因的馬鈴薯飼喂大鼠,引起大鼠器官生長異常、體重減輕、免疫系統遭到破壞，這一結果在當時引起轟動，雖然后來英國皇家學會專門組織了評審，指出這項實驗有6條缺陷

16、，但還是由此激發了公眾對轉基因食品安全性的質疑。帝王蝶事件 1999年美國康奈爾大學Losey等報道在實驗室以拌有轉Bt基因抗蟲玉米花粉的馬利筋草喂養帝王蝶幼蟲可導致死亡，這一結果被解釋為轉基因威脅非目標昆蟲。 舉例：（2）高效長效農藥新劑型不是所有新劑型農藥都是環境友好型！懸浮劑和水分散粒劑水乳劑、微乳劑、微囊懸浮劑 納米載藥（納米膠體、脂質體 ）納米：物質在其納米尺度粒子形式下，具有既不同于其宏觀塊體形式，又不同于其分子形式的性質。這些特殊的性質，決定了納米尺度粒子形式的物質有著不同的生物學性質，因而與生物體也具有特殊的相互作用方式。 納米粒子毒性逐漸認識過程：如：金剛粉在很早的古代就在被

17、人們使用，一些國家曾認為金剛石具治療疾病的神奇的力量。在公元23 79年，老Pliny寫的自然史中對金剛石具有這樣的描述：“勝過所有的毒物而使其毫無作用，可以驅散魂靈的迷惑和精神的恐慌。”金剛石作為一種致炎性毒劑，中毒速度很快，但痛苦少 。 納米技術像核技術及生物技術一樣，也是一柄雙刃劍，在給人類帶來巨大利益的同時，也可能同時給人類健康帶來危害，給生物賴以生存的環境帶來污染，從長遠的觀點來看，同樣有可能給人類帶來災難。已有明顯的跡象表明，納米技術的負面效應。 毒性一：較多實驗證明，同樣物質粒子，在微米尺度時沒有毒性而在納米尺度時則具有毒性；分散度是影響物質粒子中各種尺度粒子所占的比例。微小顆粒

18、所占的比例越大，分散度越高，分散度高的粉塵，在環境空氣中漂浮的時間就會越長，被吸入呼吸道的機會就更多。粒子的比重也影響被吸入肺部的機會。當粒子大小相同時，質量小的粒子則比重小，比重小的粉塵在環境空氣中速度小，因此被吸入的機會增加。毒性二：納米尺度物質具有穿透生物屏障的能力，包括胃腸粘膜屏障、血腦屏障、皮膚屏障、肺泡中氣體與血液之間的屏障等。這種對生物屏障的穿透能力使對其進行預防相當困難。納米粒子進入生物體之后，可以在生物體組織內運動和穿行，而不受目前已知的生理機制的控制。 毒性三：分子組成納米粒子后，其表面電荷可以發生改變，尤其是表面電荷的減少可以增強粒子的脂溶性，因而更容易進入穿過細胞膜而進

19、入細胞內。 因此，發展環境友好型農藥，加強農藥新劑型環境風險評估是必須的！第二節 農藥環境毒理學研究進展一、農藥的環境危險性分析研究是農藥環境毒理學的重點農業的毒性因素（包括每年釋放量、相對毒性比率）、環境因素（半衰期及農藥使用頻率）和生物安全因素（生物濃縮系數、在人體中的反應位置、無作用劑量）三項指標提出一個農藥檢測指數。二、農藥的光化學研究是近年來農藥環境毒理學研究中很活躍的一個領域對農藥光解機理的研究明確了任何農藥的光解過程都包括兩方面，一是農藥分子吸收光輻射的能量變為激動態分子，二是這種激動態分子利用這種能量便分解為其他化合物。此外也可能農藥分子并沒有吸收光能，而是由另一個化合物吸收了

20、光能并變為激動態，再由它將能量轉移給農藥分子。三、農藥環境毒理學的研究技術由很大發展如致突變能力的標準方法：（1）AMES法點突變實驗。（2）用哺乳動物細胞進行活體外細胞遺傳學分析。（3）用哺乳動物細胞進行活體外基因碘突變測定活在果蠅上進行隱性基因致死突變力測定。（4）在活體內進行細胞遺傳學測定（包括核仁測定）等。四、在農藥登記注冊方面的要求日益嚴格如，規定凡是作用機理是產生毒素的生物農藥必須將其毒性進行急性毒性、慢性毒性、神經毒性、致癌、致畸、致突變的全套實驗。第三節 農藥風險評價農藥管理機構在對農藥進行登記注冊時通常都要評估農藥對環境的風險。在風險評估過程中，農藥對非靶標生物的毒理學終點數

21、據如LC50（致死中濃度）、LD50（致死中量）、NOEC（無作用劑量）等都是農藥登記申請者必須提供的。環境中農藥殘留量和生物對農藥的敏感性共同決定了農藥的環境風險。一、各國農藥風險評估很多國家將農藥在環境中的殘留量（濃度）和毒理學終點關聯到一起，并加入一定的保險系數來對農藥的環境風險進行評估。1、美國采用風險指數RQ整合農藥在環境殘留和毒性美國EPA采用風險指數（RQ）來整合農藥在環境中的殘留量和毒性。 RQ等于某個特定環境中某種農藥殘留濃度的期望值EEC與該環境中某生物的毒理學終點如LD50的比值。2、歐盟采用TER整合農藥在環境殘留和毒性歐盟用毒性與暴露比TER來整合毒理學終點和殘留濃度

22、期望值PEC。TER=毒理學終點/PECTER相當于美國RQ倒數，PEC相當于美國的EEC。TER越大，風險越小。RQ越大，風險越大。3、日本在水生生物系風險評估中采用ABC作為評價法規標準水生生態環境評估的代表風險評估方案一種產于淡水的將科小魚或鯉魚、水蚤和水藻。在風險評估中引入不確定銀子來考量物種間的敏感性。魚、水蚤和水藻采用的毒理學終點分別未10、10和1，標準值未急性有效濃度AEC，AEC等于毒理學終點魚肺確定銀子的比值。如果環境殘留濃度PEC小于AEC，風險是可以接受的，如果PEC大于AEC，則要進行進一步研究。4、中國風險評估中國目前對環境風險評估基本上還建立在急性毒性基礎上。這種

23、評估方法在實際運用中可操作性不是很好。但是如果對魚高度的農藥用量少但土壤吸附系數非常高、半衰期較入到水系中的農藥殘留量有可能低于魚的LC50一定程度，對水環境中魚可能不會造成不可接受的風險。短，那么經稻田排水進在環境生態和環境行為方面，對新農藥、新機型要求環境生態資料，新農藥要求環境行為資料，在環境毒性方面，要求提交非靶標生物的毒性資料，但是這些資料還不能得出某種農藥在農田使用后，進入到地表水等不同生態環境匯總的殘留量或者濃度，因為農藥對非靶標生物的毒性資料在農藥對生物風險評估過程中很難發揮作用。中國對不同生態環境的農藥環境風險評估和風險管理貴發和辦法，發展類似美國或歐盟的RQ或TER的概念將

24、孤立的環境生態、環境行為、非靶標生物的毒性資料進行整合。二、農藥風險評估的必要性農藥在施用過程中，流失、滲濾、藥霧揮發、藥劑霧滴漂移等因素均會造成農藥損失，并對生態環境帶來負面影響。風險評估可以避免生藥過量，減少環境污染，促進農藥生產的可持續發展。在英國，針對某農藥品種的審批，生產商必須證明該產品對靶標對象有效，且不會對人類、非靶標生物和環境造成危害。我國修訂的農藥登記資料要求，目的在于建立和完善安全性資料儲備，提高農藥市場準入標準和要求，從源頭上最大限度地減少農藥的不安全因素。規定農藥必須提交經口、經皮、吸入等急性、慢性、三致效應等毒理學試驗報告，還需要提供環境行為資料（揮發性試驗、土壤吸附試驗、淋溶試驗、土壤降解試驗等）和環境毒性資料（非靶標生物如鳥類、魚類、蜜蜂、蚯蚓等毒性試驗）以及其他資料（對地下水、土壤的影響，對陸生、水生生物的繁殖毒性或慢性毒性等）作為補充。因此，目前我國也急需農藥風險評估。三、農藥風險評估要求及原則風險評估的模型或指標需要將農藥使用的量、條件與農藥的風險（危害和接觸）信息相結合。原則包括：作為一種公共決策工具，風險指標必須有科學依據，是有效的；評價目的是將農藥風險（危害與接觸）信息與農藥施用的劑量和條件等信息結合起來，最好能對人體健康和不同環境部分的風險分別建立指標，指標的建