9章农药环境毒理学11课件

第九章第九章 农药环境毒理学农药环境毒理学1纲纲 要要概述概述农药残留与污染农药残留与污染农药的环境毒性农药的环境毒性农药的降解与代谢农药的降解与代谢农药的环境毒性农药的环境毒性几种重要农药的毒理效应几种重要农药的毒理效应2第一节第一节 概述概述1.概念：概念：l农药农药系指用于预防、消灭或者控制危害农业、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。几种物质的混合物及其制剂。2.分类：分类：l根据根据成分来源成分来源农药可分为：矿物源农药（无农药可分为：矿物源农药（无机农药）机农药）、生物源农药、生物源农药、有机合成农药、有机合成农药；根据根据防治对象防治对象可分为：杀虫剂、杀螨剂可分为：杀虫剂、杀螨剂、杀、杀线虫剂、杀鼠剂、杀菌剂、除草剂、线虫剂、杀鼠剂、杀菌剂、除草剂、植物生植物生长调节剂长调节剂 33.农药环境毒理学农药环境毒理学：是研究农药在环境（水、土、气等）介质中是研究农药在环境（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。用及其机理的科学。随着人类环保意识的日益增强，人们评价一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。关注它有无损害环境质量的社会效益。4一、农药进入环境的途径一、农药进入环境的途径二、农药残留与在生物体内富集二、农药残留与在生物体内富集三、农药对土壤、水体及大气的污染三、农药对土壤、水体及大气的污染（一）农药对土壤的污染（途径，特点）（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）（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）（三）农药对大气的污染（途径，特点）第二节第二节 农药残留与污染农药残留与污染5一、农药进入环境的途径一、农药进入环境的途径农药的直接使用农药的直接使用农药生产过程中的废水排放农药生产过程中的废水排放大气中的农药带入地表大气中的农药带入地表6二、二、农药残留与在生物体内富集农药残留与在生物体内富集农药残留：农药残留：是指农药使用后残存于生物体、农副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、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。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。过食物链对生态系环境中的生物造成毒害。7农产品与食品中的残留农药主要来自三方面：农产品与食品中的残留农药主要来自三方面：1.1.施药后对作物（或食品）直接污染施药后对作物（或食品）直接污染2.2.从污染环境中对农药的吸收从污染环境中对农药的吸收3.3.通过食物链与生物富集作用而产生间接污染通过食物链与生物富集作用而产生间接污染8 生物富集与食物链是促使食品中农药残留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。富集的一个重要原因。生物富集生物富集又称生物浓集，是指生物体从环境中不又称生物浓集，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。断吸收低剂量的农药并逐渐在其体内积累的现象。食物链食物链是指动物体吞食有残留农药的农产品或生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。物后，农药在生物体间转移的现象。9三、农药对土壤、水体及大气的污染三、农药对土壤、水体及大气的污染（一）农药对土壤的污染（一）农药对土壤的污染 土壤是农药在环境中的土壤是农药在环境中的“储藏库储藏库”与与“集散地集散地”，研究表明使用的农药有，研究表明使用的农药有80%左右将最终进入土左右将最终进入土壤。壤。1、农药进入土壤的途径主要有：、农药进入土壤的途径主要有：（1）农药直接进入土壤；）农药直接进入土壤；（2）为防治地上部分病虫草害而喷洒于农田的）为防治地上部分病虫草害而喷洒于农田的 各各类农药落入土壤表面或水面而进入土壤，或附着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；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）随着大气沉降、灌溉水和动植物残体而进入土壤。土壤。102、农药对土壤污染的特点、农药对土壤污染的特点各类农药在土壤中的各类农药在土壤中的残留期长短的大致次序残留期长短的大致次序：是含：是含重金属农药重金属农药 有机氯农药有机氯农药 取代脲类、均三氯苯类和取代脲类、均三氯苯类和大部分磺酰脲类除草剂大部分磺酰脲类除草剂 拟除虫菊酯农药拟除虫菊酯农药 氨基甲酸氨基甲酸酯农药、有机磷农药。酯农药、有机磷农药。农药对土壤污染还表现其在土壤中的农药对土壤污染还表现其在土壤中的移动污染移动污染，农，农药的移动性不仅与农药的性质有关，而且与土壤质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地、有机质含量、土壤胶体所带电荷性质和降雨情况有关。况有关。一般来说，水溶性强的农药极易在土壤剖面一般来说，水溶性强的农药极易在土壤剖面中下渗，中下渗，从而污染地下水从而污染地下水。而脂溶性强的农药易被土壤粘粒。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要分布在土壤表面或施药层内。11（二）农药对水体的污染（二）农药对水体的污染1、水体农药污染的主要来源、水体农药污染的主要来源：直接向水体施药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农田施用的农药随雨水或灌溉水向水体的迁移移农药生产、加工企业废水的排放农药生产、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进入水体，以及施药工具和器械的清洗等 122、农药对水体污染的特点、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。环境质量有关。一般来说，农药水溶性越大、性质越稳定，农药一般来说，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。残留也就越高。不同水体遭受农药污染程度的次序依次为：农田不同水体遭受农药污染程度的次序依次为：农田水水 田沟水田沟水 径流水径流水 塘水塘水 浅层地下水浅层地下水 河流水河流水 湖湖泊水泊水 自来水自来水 深层地下水深层地下水 海水。海水。地表水体中的残留农药，可发生挥发、迁移、光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。底泥吸附等一系列物理化学过程。13（三）农药对大气的污染（三）农药对大气的污染 1、大气中农药污染的主要来源有、大气中农药污染的主要来源有：l地面或飞机喷洒农药时，药剂的微粒在空中地面或飞机喷洒农药时，药剂的微粒在空中漂浮。漂浮。l农药生产、加工企业排放的废气。农药生产、加工企业排放的废气。l残留于水体、土壤表面农药的挥发等。残留于水体、土壤表面农药的挥发等。142、农药对大气污染的特点、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。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、蒸气散发和对流升气流、蒸气散发和对流。农药的迁移作用主要发生在地表以上农药的迁移作用主要发生在地表以上0-20km的对的对流层中。流层中。光解是大气中残留农药消解的主要途径。光解是大气中残留农药消解的主要途径。15第三节第三节 农药的环境毒性农药的环境毒性 农药对土壤微生物的影响农药对土壤微生物的影响 农药对植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环境有益生物的影响 农药对人体健康的影响农药对人体健康的影响 农药对野生生物的影响农药对野生生物的影响 16（一）农药对土壤微生物的影响（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。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。有益微生物，如硝化细菌和氨化细菌。17（二）农药对植物的影响（二）农药对植物的影响农农药药由由于于使使用用不不当当或或其其他他因因素素的的影影响响，而而产产生生了了对农作物的药害，轻者对农作物的药害，轻者减产减产，重者可使作物，重者可使作物绝收绝收。农农药药对对作作物物是是否否产产生生药药害害，受受许许多多因因素素的的影影响响，主主要要有有药药剂剂本本身身的的性性质质，植植物物的的种种类类、生生长长发发育育阶阶段段、生生理理状状态态，以以及及环环境境条条件件等等因因素素的的综综合合影影响。响。18l农药的性质农药的性质：一般来说，无机药剂较容易产生药：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产生药害可用安全性指数安全性指数（K）来表示，来表示，K值越小，值越小，说明药剂对植物越不安全，容易产生药害；说明药剂对植物越不安全，容易产生药害；K值值越大，则越安全。越大，则越安全。l植植物物的的种种类类和和生生长长发发育育阶阶段段、生生理理状状态态：不不同同种种类类植植物物对对药药剂剂的的敏敏感感性性不不同同，主主要要是是由由于于其其组组织织形态和生理的差别所致。形态和生理的差别所致。l环环境境条条件件：一一般般情情况况下下高高温温较较易易产产生生药药害害，高高湿湿有时（如喷粉法施药时）也易引致作物产生药害。有时（如喷粉法施药时）也易引致作物产生药害。19（三）农药对环境有益生物的影响（三）农药对环境有益生物的影响1、农药对、农药对蜜蜂蜜蜂的毒性的毒性 农药对蜜蜂的毒性是农药环境安全性评价中不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。可缺少的组成部分。农药对蜜蜂危害的农药对蜜蜂危害的途径途径主要有：主要有：（1）、是农田喷药时，药粒或药液与蜜蜂直接）、是农田喷药时，药粒或药液与蜜蜂直接接触造成的危害；接触造成的危害；（2）、是蜜蜂采蜜时，摄入了受农药污染的花）、是蜜蜂采蜜时，摄入了受农药污染的花粉；粉；（3）、是某些挥发性农药经气门被吸入蜜蜂体）、是某些挥发性农药经气门被吸入蜜蜂体内。内。20 蜜蜜蜂蜂发发生生急急性性中中毒毒时时，会会突突然然出出现现大大批批采采集集群群死死亡亡，到到第第二二天天骤骤增增，强强群群死死亡亡量量大大，弱弱群群死死亡亡量量少少，中中毒毒时时在在巢巢门门前前有有大大批批采采集集蜂蜂抽抽筋筋、打打滚滚、肢肢节节麻麻痹痹，迅迅速速死死亡亡。死死蜂蜂吻吻伸伸出出，翅翅后后翻翻，肢肢节节内内弯弯及及中中肠肠皱缩。皱缩。农药对蜜蜂的毒性可分为三类：农药对蜜蜂的毒性可分为三类：LD5011.0g/蜂为低毒蜂为低毒。21 2、农药对、农药对家蚕家蚕的毒性的毒性 家蚕作为环境生物来评价农药的环境毒性家蚕作为环境生物来评价农药的环境毒性,是是我国农药环境安全性评价的重要因素。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农药对家蚕污染的主要途径途径有有:（1）桑桑园园或或附附近近农农田田使使用用农农药药，造造成成桑桑叶叶污污染染，通过食物链危害家蚕；通过食物链危害家蚕；（2）蚕蚕室室、蚕蚕具具的的药药剂剂消消毒毒以以及及防防治治蚕蚕病病药药物物使用不当，直接影响家蚕；使用不当，直接影响家蚕；（3）某某些些家家用用卫卫生生杀杀虫虫剂剂在在蚕蚕室室附附近近使使用用不不当当造成间接污染危害。造成间接污染危害。22 3、农药对、农药对寄生性天敌昆虫寄生性天敌昆虫的影响：的影响：农药对寄生性天敌昆虫的毒性随药剂品种、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天敌种类及其发育阶段而有较大差异 4、农药对、农药对捕食性天敌昆虫捕食性天敌昆虫的影响：的影响：农药对捕食性天敌昆虫的危害与昆虫的敏感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、草蛉等性有关。如瓢虫、草蛉等。23（四）农药对人体健康的影响（四）农药对人体健康的影响 1、农药的、农药的急性毒性急性毒性 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（肤接触或呼吸道进入人体，在短期内（24h）可出可出现不同程度的中毒症状。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。磷类农药和氨基甲酸酯类农药。24l急性毒性急性毒性是衡量农药毒性强弱的常用指标，在测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。动物有大鼠、小鼠、兔、狗和养。中国农药急性毒性共分三级中国农药急性毒性共分三级：高毒、中毒、低毒。高毒、中毒、低毒。25 2、亚急性毒性、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，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（至少性，一般以微量农药长期（至少3个月）饲喂动物，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、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。理生化指标检查。26 3、慢性毒性、慢性毒性 慢性毒性：有的农药虽然急性毒性不高，但性质慢性毒性：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。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农药慢性中毒者主要是有可能较长时间较长时间接触农药接触农药的人群，如农药厂工人、农药仓库看管员和农村植的人群，如农药厂工人、农药仓库看管员和农村植保施药人员等。保施药人员等。慢性毒性的测定，主要对农药的慢性毒性的测定，主要对农药的致癌变、致畸变、致癌变、致畸变、致突变（致突变（“三致三致”）作用等作出判断。作用等作出判断。27（五）农药对野生生物的影响（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。昆虫中毒，或农药进入水体杀死蝌蚪。28一、非生物降解一、非生物降解水解、光解、物理化学降解水解、光解、物理化学降解二、生物降解二、生物降解微生物降解微生物降解 途径、方式、影响因素途径、方式、影响因素三、农药在植物体中的迁移代谢与转化三、农药在植物体中的迁移代谢与转化代谢、转运代谢、转运第四节第四节 农药的降解与代谢农药的降解与代谢29一、非生物降解一、非生物降解1、水解水解 农药的水解作用有生物水解和化学水解两大类，农药的水解作用有生物水解和化学水解两大类，生物水解生物水解是农药在生物体内通过水解酶作用产是农药在生物体内通过水解酶作用产生的反应；生的反应；化学水解化学水解是农药在环境中由于酸碱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。降解中最普遍的反应之一。30 2、光解、光解 农药分子在光诱导或光催化的作用下发生的化学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，分子的光化学反应，间接光解包括光敏化降解，光猝灭降解。光猝灭降解。31按光化学反应的按光化学反应的类型类型，将农药分子的光解分为光，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、氧化、光水解、光还原、分子重排、光异构化、光亲核取代反应等。光亲核取代反应等。（1）光氧化反应光氧化反应：主要是在光氧化剂存在发生的氧化：主要是在光氧化剂存在发生的氧化反应。反应。（2）水解反应水解反应：在光照下对有酯键或醚键的农药，存：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。在于水或水气中发生的水解反应。（3）光还原反应光还原反应：（4）分子重排分子重排：一些农药分子在光作用下，形成更加：一些农药分子在光作用下，形成更加稳定异构体的饿过程。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、介质或溶剂长、光敏剂、光猝灭剂、光照时间、介质或溶剂性质、溶液性质、溶液pH、湿度、腐殖质等。、湿度、腐殖质等。32 3、物理化学降解、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，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由于具有较大表面积和表面自由能的胶体如黏土矿物矿物：物理化学吸附（又称离子交换），一些：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。与被吸附物质发生的化学反应，是不可逆的吸附。33二、生物降解二、生物降解 生物降解生物降解是通过生物的作用将农药分解成小分子是通过生物的作用将农药分解成小分子化合物的过程。其生物类型包括微生物、高等植化合物的过程。其生物类型包括微生物、高等植物和动物，其中微生物降解是最普遍也是最重要，物和动物，其中微生物降解是最普遍也是最重要，因为：因为：（1）微生物具有种类多、分布广、个体小、繁殖快、比）微生物具有种类多、分布广、个体小、繁殖快、比表面积大，易变异等特性；表面积大，易变异等特性；（2）微生物是有氧化还原作用、脱羧作用、脱氨作用、）微生物是有氧化还原作用、脱羧作用、脱氨作用、水解作用、脱水作用等各种化学作用能力，对能量的水解作用、脱水作用等各种化学作用能力，对能量的利用比高等生物体更加有效；利用比高等生物体更加有效；（3）微生物能够使大多数有机化合物降解为无机物质）微生物能够使大多数有机化合物降解为无机物质（CO2、H2O和矿物质）；和矿物质）；（4）微生物代谢的多样性，环境中的许多有机化合物，）微生物代谢的多样性，环境中的许多有机化合物，几乎都有相应的微生物能够使之降解。几乎都有相应的微生物能够使之降解。34根据有机化学农药降解的程度，可将生物降解分根据有机化学农药降解的程度，可将生物降解分为为三个阶段三个阶段：（1）初级生物降解是指有机化学农药在微生物）初级生物降解是指有机化学农药在微生物的作用下，可使化合物的化学结构发生变化，的作用下，可使化合物的化学结构发生变化，并改变了原农药分子的完整性。并改变了原农药分子的完整性。（2）环境容许的生物降解是指可去除有机化学）环境容许的生物降解是指可去除有机化学农药的毒性，或使其毒性降低，未超过环境允农药的毒性，或使其毒性降低，未超过环境允许标准。许标准。（3）最终生物降解是指有机污染物通过生物降）最终生物降解是指有机污染物通过生物降解，从有机化学农药向无机物转化。解，从有机化学农药向无机物转化。351、微生物降解、微生物降解 环境中农药微生物降解的基本过程为：农药环境中农药微生物降解的基本过程为：农药+微生微生物（酶）物（酶）微生物（酶）微生物（酶）+降解产物，这个过程包降解产物，这个过程包括以下几个方面：括以下几个方面：农药在环境中的吸附、固定与存在形式。农药在环境中的吸附、固定与存在形式。微生物在环境中的分布、酶在环境中的存在形态微生物在环境中的分布、酶在环境中的存在形态环境介质（土壤）酶对污染物的分解作用。环境介质（土壤）酶对污染物的分解作用。污染物的初级分解产物通过活体细胞壁进入细胞污染物的初级分解产物通过活体细胞壁进入细胞内。内。活体细胞内酶对污染物的进一步的分解作用。活体细胞内酶对污染物的进一步的分解作用。36 2、微生物代谢农药的方式及途径、微生物代谢农药的方式及途径：（1）微生物代谢农药的方式主要有）微生物代谢农药的方式主要有酶促降解酶促降解方式方式和和非酶降解非酶降解方式。方式。（2）微生物代谢农药的途径有以下几种类型：）微生物代谢农药的途径有以下几种类型：A氧化：是微生物降解农药的重要酶促反应。氧化：是微生物降解农药的重要酶促反应。B还原：氯化烃类农药的生物降解中常是还原性还原：氯化烃类农药的生物降解中常是还原性脱氯反应。脱氯反应。C水解：在氨基甲酸酯、有机磷酸酯和苯酰胺类水解：在氨基甲酸酯、有机磷酸酯和苯酰胺类具有醚、酯或酰胺键的农药中，水解是常见的。具有醚、酯或酰胺键的农药中，水解是常见的。水解酶是农药生物降解中最有实用前景的酶。水解酶是农药生物降解中最有实用前景的酶。D合成：生物降解中的合成反应可分为缩合和结合成：生物降解中的合成反应可分为缩合和结合两类。合两类。373、影响农药生物降解的因素、影响农药生物降解的因素：环境因素环境因素：主要有气候条件（温度、降水、风、：主要有气候条件（温度、降水、风、光照等）；土壤特性（如好氧光照等）；土壤特性（如好氧/厌氧状态、有机质厌氧状态、有机质含量、含量、pH、矿物质等）；生物群落（植物、动物、矿物质等）；生物群落（植物、动物、微生物）微生物）农药自身特性农药自身特性：农药的组成成分（包括溶剂、乳：农药的组成成分（包括溶剂、乳化剂、农药助剂等）化剂、农药助剂等）农药间的相互作用农药间的相互作用：可能会产生以下三种影响：可能会产生以下三种影响：加快降解，持久性增强，农药间或其残留物间结加快降解，持久性增强，农药间或其残留物间结合形成混合物。合形成混合物。农业措施农业措施：农药的施用方法，栽培技术等影响农：农药的施用方法，栽培技术等影响农药在环境中的持久性。药在环境中的持久性。38三、农药在植物体中的迁移代谢与转化三、农药在植物体中的迁移代谢与转化（一）代谢（一）代谢1氧化氧化：氧化反应在植物体内的农药生物转化：氧化反应在植物体内的农药生物转化代谢中起着重要作用，其农药氧化代谢的酶系代谢中起着重要作用，其农药氧化代谢的酶系有：（有：（1）过氧化物酶，（）过氧化物酶，（2）多功能氧化酶。）多功能氧化酶。2脱氯脱氯3水解水解：植物体中存在着水解农药的一些酶系：植物体中存在着水解农药的一些酶系如芳基酰胺酶，植物性酯酶可以催化多种农药如芳基酰胺酶，植物性酯酶可以催化多种农药的水解。的水解。39（二）农药在植物体内的转运（二）农药在植物体内的转运 农药在植物体内的迁移，可通过韧皮部、农药在植物体内的迁移，可通过韧皮部、木质部及其质体木质部及其质体-非原质体混合转运。非原质体混合转运。40第五节第五节 几种重要农药的毒理效应几种重要农药的毒理效应有机氯农药有机氯农药有机磷农药有机磷农药氨基甲酸酯类农药氨基甲酸酯类农药拟除虫菊酯类农药拟除虫菊酯类农药除草剂除草剂41一、有机氯农药一、有机氯农药 概述概述20世纪世纪40年代人们发现年代人们发现DDT具有显著的杀虫效果，具有显著的杀虫效果，相继合成了很多有机氯农药。相继合成了很多有机氯农药。有机氯农药性质稳定，在土壤、水体和动、植物有机氯农药性质稳定，在土壤、水体和动、植物体内降解缓慢并易富集和转移，在人体内也有一体内降解缓慢并易富集和转移，在人体内也有一定的积累。定的积累。我国我国20世纪世纪80年代初开始停止生产和使用年代初开始停止生产和使用DDT、六六六等。六六六等。42体内代谢：体内代谢：吸收吸收途径：有机氯可通过消化道、呼吸道和皮肤吸收而途径：有机氯可通过消化道、呼吸道和皮肤吸收而进入机体，其中消化道侵入是最主要的途径。进入机体，其中消化道侵入是最主要的途径。分布分布：进入体内的有机氯农药，主要贮存于脂肪组织，进入体内的有机氯农药，主要贮存于脂肪组织，尤以肾周围和大网膜脂肪中含量最多，其次是骨髓、尤以肾周围和大网膜脂肪中含量最多，其次是骨髓、肾上腺、卵巢、脑、肝等。肾上腺、卵巢、脑、肝等。代谢代谢：体内的有机氯农药，部分则经生物转化后排出体：体内的有机氯农药，部分则经生物转化后排出体外，有机氯农药的排泄途径可经呼吸、尿、粪、乳汁、外，有机氯农药的排泄途径可经呼吸、尿、粪、乳汁、皮肤分泌及胎盘排泄，但以从尿、粪为主要排出途径。皮肤分泌及胎盘排泄，但以从尿、粪为主要排出途径。在哺乳动物体内的代谢方式主要为脱氯化氢、脱氯和在哺乳动物体内的代谢方式主要为脱氯化氢、脱氯和氧化反应。氧化反应。43毒性作用毒性作用 有机氯农药引起的急性中毒主要表现为对有机氯农药引起的急性中毒主要表现为对中中枢神经系统枢神经系统的作用。轻者有头痛、头晕、视力的作用。轻者有头痛、头晕、视力模糊、恶心、呕吐、流涎、腹泻、全身乏力等模糊、恶心、呕吐、流涎、腹泻、全身乏力等症状；严重中毒时发生阵发性、强直性抽搐，症状；严重中毒时发生阵发性、强直性抽搐，甚至失去知觉而死亡。长期接触有机氯农药时，甚至失去知觉而死亡。长期接触有机氯农药时，可引起慢性中毒。可引起慢性中毒。已有报道已有报道DDTDDT和六六六与大鼠、小鼠肝脏肿和六六六与大鼠、小鼠肝脏肿瘤的发生有关。瘤的发生有关。44 毒作用机理毒作用机理：1、对神经系统的影响、对神经系统的影响：有机氯农药的主要靶器官是有机氯农药的主要靶器官是神经系统神经系统。DDT对神经系统对神经系统的作用，是由于的作用，是由于DDT作用于神经类脂膜，降低神经膜对作用于神经类脂膜，降低神经膜对K+离子的通透性，改变神经元膜电位，抑制神经末梢离子的通透性，改变神经元膜电位，抑制神经末梢ATP酶活性，对酶活性，对Na+、K+-ATP酶的抑制更明显。酶的抑制更明显。六六六、狄氏剂和氯丹等化合物可刺激突触前膜，引起六六六、狄氏剂和氯丹等化合物可刺激突触前膜，引起乙酰胆碱的释放增加，并大量积集在突触间隙。乙酰胆碱的释放增加，并大量积集在突触间隙。狄狄氏氏剂剂和和六六六六六六还还可可与与-氨氨基基丁丁酸酸受受体体结结合合，产产生生竞竞争争性性拮拮抗抗作作用用，使使正正常常的的神神经经传传递递受受阻阻，因因而而产产生生神神经经毒毒作作用。用。452、对酶活性的影响：、对酶活性的影响：有机氯农药对肝脏微粒体细胞色素有机氯农药对肝脏微粒体细胞色素P450等酶具有诱导作用等酶具有诱导作用。3、对类固醇激素代谢的影响：、对类固醇激素代谢的影响：有机氯农药通过诱导作用，可改变雌、雄激素以及肾上腺有机氯农药通过诱导作用，可改变雌、雄激素以及肾上腺皮质激素的代谢，影响体内各种类固醇激素的水平。皮质激素的代谢，影响体内各种类固醇激素的水平。46二、有机磷农药二、有机磷农药 概述概述1941年德国化学家年德国化学家Schrader等合成了八甲磷和对等合成了八甲磷和对硫磷，由于杀虫效率高而受到世界各国的广泛重硫磷，由于杀虫效率高而受到世界各国的广泛重视。视。我国生产和使用的有机磷农药已有数十种之多，我国生产和使用的有机磷农药已有数十种之多，常用的有敌百虫、敌敌畏、乐果、对硫磷等。常用的有敌百虫、敌敌畏、乐果、对硫磷等。47体内代谢体内代谢多数有机磷农药具有高度的脂溶性，可经呼吸道、多数有机磷农药具有高度的脂溶性，可经呼吸道、消化道及皮肤接触而进入体内。消化道及皮肤接触而进入体内。有有机机磷磷农农药药进进入入机机体体后后，通通过过血血液液和和淋淋巴巴系系统统运运送送到到全全身身组组织织器器官官，其其中中以以肝肝脏脏含含量量最最多多，肾肾、肺、骨中次之，肌肉和脑组织中含量最少。肺、骨中次之，肌肉和脑组织中含量最少。有有机机磷磷农农药药在在体体内内的的生生物物转转化化有有氧氧化化、水水解解、脱脱胺基、脱烷基、还原及侧链氧化等。胺基、脱烷基、还原及侧链氧化等。48毒性作用毒性作用有有机机磷磷农农药药的的中中毒毒特特征征是是血血液液中中胆胆碱碱酯酯酶酶活活性性受受到到抑抑制制，导导致致神神经经系系统统机机能能失失调调，于于是是一一些些受受神神经经系系统统支支配配的的心心脏脏、支支气气管管、肠肠、胃等脏器发生功能异常，主要表现为：胃等脏器发生功能异常，主要表现为：1M样样症症状状（毒毒蕈蕈碱碱样样症症状状）是是外外周周M受受体体(或或称称M胆胆碱碱受受体体)过过度度兴兴奋奋，使使有有关关效效应应群群功功能能失失常常所所致致，出出现现恶恶心心、呕呕吐吐、腹腹泻泻、大大小小便便失失禁禁、瞳瞳孔孔缩缩小小、视视物物模模糊糊、流流涎涎、出出汗汗、心心率率减减慢慢、呼吸困难等。呼吸困难等。2N样样症症状状(烟烟碱碱样样症症状状)是是外外周周N受受体体(或或称称N胆胆碱碱受受体体)过过度度兴兴奋奋，引引起起植植物物神神经经节节兴兴奋奋，肾肾上上腺腺髓髓质质分分泌泌增增多多及及骨骨骼骼肌肌兴兴奋奋所所致致。表表现现为为血血压压升高、心率增快、肌肉震颤和抽搐等。升高、心率增快、肌肉震颤和抽搐等。493中枢神经症状中枢神经症状 是中枢神经系统内乙酰胆碱蓄是中枢神经系统内乙酰胆碱蓄积，引起中枢胆碱受体过度兴奋，使中枢功能积，引起中枢胆碱受体过度兴奋，使中枢功能失调所致，表现为躁动不安、谵妄、惊厥等。失调所致，表现为躁动不安、谵妄、惊厥等。过度兴奋以转入抑制而出现昏迷、血压下降、过度兴奋以转入抑制而出现昏迷、血压下降、呼吸中枢麻痹而致呼吸停止而死亡。呼吸中枢麻痹而致呼吸停止而死亡。有些有机磷农药还能产生有些有机磷农药还能产生迟发性神经毒性作用，迟发性神经毒性作用，主要表现为迟缓性麻痹或轻瘫等。主要表现为迟缓性麻痹或轻瘫等。50毒作用机理毒作用机理有机磷化合物进入体内后，主要抑制体内的有机磷化合物进入体内后，主要抑制体内的胆碱胆碱酯酶酯酶，使其失去活性。，使其失去活性。有有机机磷磷化化合合物物进进入入机机体体后后，其其磷磷酸酸根根迅迅速速与与乙乙酰酰胆胆碱碱酯酯酶酶的的活活性性中中心心结结合合，形形成成磷磷酰酰化化胆胆碱碱酯酯酶酶，因因而而失失去去分分解解乙乙酰酰胆胆碱碱的的作作用用，以以致致胆胆碱碱能能神神经经末末梢梢部部位位所所释释放放的的乙乙酰酰胆胆碱碱不不能能迅迅速速被被其其周周围围的的胆胆碱碱酯酯酶酶所所水水解解，结结果果导导致致乙乙酰酰胆胆碱碱蓄蓄积积，从从而而过过度度地地刺刺激激胆胆碱碱能能神神经经系系统统，引引起起组组织织器器官官功功能能性改变，发生一系列的临床中毒症状。性改变，发生一系列的临床中毒症状。51三、氨基甲酸酯类农药三、氨基甲酸酯类农药概述：概述：氨氨基基甲甲酸酸酯酯类类农农药药是是继继有有机机磷磷农农药药后后发发现现的的一一类类新新型型农农药药，目目前前，该该类类农农药药已已商商品品化化的的有有数数十十种种，我我国国常常用用的的有有西西维维因因、异异丙丙威威、呋呋喃喃丹丹、残残杀杀威威、害扑威、混灭威、速灭威等。害扑威、混灭威、速灭威等。体内代谢：体内代谢：氨基甲酸酯类农药可经呼吸道、消化道和皮肤吸氨基甲酸酯类农药可经呼吸道、消化道和皮肤吸收而进入体内，在体内可经水解、氧化和结合转收而进入体内，在体内可经水解、氧化和结合转化。化。52毒性作用：毒性作用：主要是抑制主要是抑制胆碱酯酶胆碱酯酶活性。其中毒症状与有机磷农活性。其中毒症状与有机磷农药中毒的临床症状相似，所不同者是其临床症状的药中毒的临床症状相似，所不同者是其临床症状的出现较有机磷农药中毒时急而严重，但在短时间内出现较有机磷农药中毒时急而严重，但在短时间内即能恢复常态。在急性中毒时，可表现有流涎、流即能恢复常态。在急性中毒时，可表现有流涎、流泪、肌肉颤动、瞳孔缩小等症状。泪、肌肉颤动、瞳孔缩小等症状。毒作用机理：毒作用机理：同有机磷农药相似，是同有机磷农药相似，是胆碱酯酶的抑制剂胆碱酯酶的抑制剂。不同的。不同的是氨基甲酸酯类农药是以整个分子与胆碱酯酶形成是氨基甲酸酯类农药是以整个分子与胆碱酯酶形成疏松复合物，在体内不需要代谢活化既可产生抑制疏松复合物，在体内不需要代谢活化既可产生抑制作用。作用。53四、拟除虫菊酯类农药四、拟除虫菊酯类农药概述概述拟除虫菊酯杀虫剂是一类人工合成的、与天然除虫菊素的拟除虫菊酯杀虫剂是一类人工合成的、与天然除虫菊素的化学结构相似的杀虫药剂。该类药剂对害虫的杀伤力强，化学结构相似的杀虫药剂。该类药剂对害虫的杀伤力强，对高等动物低毒。对高等动物低毒。常用的品种有溴氰菊酯、氰戊菊酯等常用的品种有溴氰菊酯、氰戊菊酯等.体内代谢体内代谢：拟除虫菊酯类农药可经消化道和呼吸道吸收，经皮肤吸收拟除虫菊酯类农药可经消化道和呼吸道吸收，经皮肤吸收甚微。甚微。吸收后主要分布于脂肪以及神经等组织。吸收后主要分布于脂肪以及神经等组织。在肝脏内进行生物转化，主要方式是羟化、水解和结合。在肝脏内进行生物转化，主要方式是羟化、水解和结合。54毒性作用毒性作用正常使用该类药剂一般不会引起急性中毒，当人体接触正常使用该类药剂一般不会引起急性中毒，当人体接触大量拟除虫菊酯农药后，轻者出现头晕、头痛、恶心、大量拟除虫菊酯农药后，轻者出现头晕、头痛、恶心、呕吐呕吐,重者表现为烦燥不安、肌肉跳动、甚至抽搐、昏迷。重者表现为烦燥不安、肌肉跳动、甚至抽搐、昏迷。毒作用机理毒作用机理一般认为拟除虫菊酯杀虫剂与一般认为拟除虫菊酯杀虫剂与DDT一样属于一样属于神经轴突部神经轴突部位传导抑制剂。位传导抑制剂。主要作用有：主要作用有：对周围神经系统和中枢神经系统产生作对周围神经系统和中枢神经系统产生作用；用；作用于轴突，主要在冲动产生区，似乎对感觉器作用于轴突，主要在冲动产生区，似乎对感觉器官的输入神经的轴突特别有效。影响神经传导和突触传官的输入神经的轴突特别有效。影响神经传导和突触传递，导致一系列的中枢神经和末梢神经反应。递，导致一系列的中枢神经和末梢神经反应。55五、除草剂五、除草剂最早的除草剂于最早的除草剂于1942年报道。除草剂的环境毒理年报道。除草剂的环境毒理主要表现为对植物的不安全危害，土壤中的残留主要表现为对植物的不安全危害，土壤中的残留物对下茬作物的药害也时有发生，故值的重视。物对下茬作物的药害也时有发生，故值的重视。2，4，5-T、地乐酚、除草醚都有地乐酚、除草醚都有“三致三致”效应。效应。我国已于我国已于2000年年12月月31日停止生产除草醚，并于日停止生产除草醚，并于2001年年12月月31日前停止销售和使用除草醚。日前停止销售和使用除草醚。56（一）除草剂对人、畜的毒性（一）除草剂对人、畜的毒性大多数除草剂对人、畜的急性毒性比较低，极少有大多数除草剂对人、畜的急性毒性比较低，极少有急性中毒发生，其中五氯酚钠、二硝基酚等则对温急性中毒发生，其中五氯酚钠、二硝基酚等则对温血动物的毒性较高，有抑制呼吸作用。血动物的毒性较高，有抑制呼吸作用。2,4,5-T属苯氧羧酸类除草剂在其生产和使用降解过属苯氧羧酸类除草剂在其生产和使用降解过程中可产生程中可产生“三致三致”物质二噁英物质二噁英。地乐酚属硝基苯酚除草剂，具有致癌变、致畸变和地乐酚属硝基苯酚除草剂，具有致癌变、致畸变和使农场男性工人患不育症的作用，并可使早期胎儿使农场男性工人患不育症的作用，并可使早期胎儿发育缺陷。发育缺陷。除草醚属二苯醚类除草剂。试验证明它对哺乳动物除草醚属二苯醚类除草剂。试验证明它对哺乳动物有有“三致三致”作用作用。57（二）除草剂在环境中的迁移（二）除草剂在环境中的迁移1、吸附与解吸附吸附与解吸附除草剂的溶解度越大，其被土壤吸附的可能性除草剂的溶解度越大，其被土壤吸附的可能性就越小。就越小。2、迁移和挥发迁移和挥发磺酰脲除草剂在土壤中随水迁移性较强磺酰脲除草剂在土壤中随水迁移性较强,可随毛可随毛细管水上升和随淋溶水而下移细管水上升和随淋溶水而下移,直至淋脱直至淋脱,同时磺同时磺酰脲除草剂也具有横向扩散的性能。酰脲除草剂也具有横向扩散的性能。58（三）除草剂在环境中的降解（三）除草剂在环境中的降解1、光解、光解2、水解、水解 水解是除草剂在自然环境中分解的重水解是除草剂在自然环境中分解的重要途径之一。要途径之一。3、生物降解、生物降解59（四）磺酰脲除草剂对土壤酶的影响（四）磺酰脲除草剂对土壤酶的影响 磺酰脲除草剂对土壤酶的活性有抑制作用磺酰脲除草剂对土壤酶的活性有抑制作用.（五）除草剂对植物的影响（五）除草剂对植物的影响 在现有长残留除草剂品种中在现有长残留除草剂品种中,甜菜是最甜菜是最 敏感的敏感的作物作物,其次是油菜与十字花科作物以及瓜类其次是油菜与十字花科作物以及瓜类,通通常这些作物均不适宜作为后茬作物来种植。常这些作物均不适宜作为后茬作物来种植。609、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。5月-245月-24Saturday,May 4,202410、人的志向通常和他们的能力成正比例。09:45:0409:45:0409:455/4/2024 9:45:04 AM11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。5月-2409:45:0409:45May-2404-May-2412、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。09:45:0409:45:0409:45Saturday,May 4,202413、志不立，天下无可成之事。5月-245月-2409:45:0409:45:04May 4,202414、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London.It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights.If Id gone alone,I couldnt have seen nearly as much,because I wouldnt have known my way about.。04五月20249:45:04上午09:45:045月-2415、会当凌绝顶，一览众山小。五月249:45上午5月-2409:45May 4,202416、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2024/5/49:45:0409:45:0404 May 202417、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。9:45:04上午9:45上午09:45:045月-24谢谢观看THE END