农药土壤与健康-教学课件

第五章 农药污染的危害第一节 概述一、农药的定义农药（pesticide）主要是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，但通常也改善了有效成分的物理性质、化学性状的各种制剂包括在内。古代：天然植物性、动物性、矿物性物质；近代：人工合成化学品。7/31/20241二、农药污染的含义从本底值标准和农药卫生标准或生物标准两方面来理解。本底值：指不受人为因素影响时，污染物在环境中的含量。若超过本底值即视为污染。农药残留量卫生标准生物标准：以是否危害人体健康或是否威海生物为原则提出的污染物评价标准。将上述两个标准统一起来，即认为环境中农药残留量从超过本底值到超过卫生标准或生物标准是农药污染从量变到质变的过程。7/31/20242三、农药的发展史天然药物时代、无机合成时代和有机合成时代（一）天然药物时代（约19世纪70年以前）公元前曾使用天然农药有硫磺、含砷矿物和防虫植物嘉草、莽草、黎芦、附子和干艾等。19世纪70年代使用杀虫、杀菌剂有硫磺、白砒等。17世纪民间使用 烟草、除虫菊和鱼藤等。（二）无机合成时代（19世纪70年代至20世纪40年代中期）包括 氟、砷、硼、硫、铜、汞和锌等元素。石硫合剂、波尔多液、巴黎绿、砷酸钙和砷酸铅等。药效差、用量大、防治面窄、易产生药害。7/31/20243（三）有机合成时代类型多、对作物安全、应用范围宽等特点。前期（20世纪40年代中期至60年代末）和当代（20世纪60年代末至今）1.有机合成农药前期农药有效成分7503000kg/hm2,比无机农药时代下降了一个数量级。活性谱广和杀灭性、持效性强的品种。有机氯（滴滴涕和六六六）、有机磷和氨基甲酸酯三类农药植物生长调节剂、杀鼠剂 2,4-滴、赤霉素、敌害鼠2.代有机农药时期高效化方向发展，重视农药对生态环境的影响，并强化农药管理，其中包括农药环境管理。杀虫剂、杀菌剂、杀菌剂、除草剂、杀鼠剂等。易降解、地残留、高活性及对非靶标生物和环境影响小的方向结合监测和预报确定防治的经济阈值。“超高效、无毒、无污染”7/31/20244第二节 农药的种类按其来源可分为生物源、矿物源、化学合成三类。按化合物类型，可分为无机、有机、抗生素和生物农药等。按防治对象，可分为杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、杀线虫剂、除草剂、杀软体动物剂、杀鼠剂、植物生长调节剂等。按作用方式，可分为杀生性农药（胃毒、触杀、内吸、熏蒸剂等）和非杀生性农药 特异性杀虫剂（引诱、驱避、拒食、昆虫生长调节剂等）和植物生长调节剂7/31/20245一、杀虫剂和杀螨剂二、杀菌剂和杀线虫剂三、除草剂四、杀鼠剂五、植物生长调节剂7/31/20246第三节 农药对环境的污染水、土壤、大气一、农药对水环境的污染（一）水体中农药的来源1.大气漂移和大气降水2.农药厂点源污染3.向水体直接施药4.农田农药流失7/31/20247（二）农药污染对水环境的危害1.农药污染对水质的影响2.农药对水生物的危害7/31/20248二、农药对土壤的污染（一）土壤中农药的来源（二）农药在土壤中的移动性（三）农药在土壤中降解（四）土壤农药对农作物和土壤生物的影响1.土壤农药对农作物的影响2.农药对土壤生物的影响7/31/20249三、农药对大气的污染导致农药进入空气药源带农田或林地喷洒药药源带农药生产和农药加工药源带空气流流动，农药的蒸发和挥发，偏离第一带大气中农药迁移最宽和农药浓度最低的地带农药对大气污染程度还与农药品种、农药剂型和气象条件有关。7/31/202410第四节 农药污染对人体的危害一、环境中农药进入人体的途径7/31/202411二、农药污染的危害甲基对硫磷、甲基内吸磷、马拉硫磷、甲拌磷等（一）环境中的农药产生的各种危害（二）几种农药生的危害影响1.有机氯农药的危害2.有机汞农药的危害7/31/202412第五节 环境农药污染的发展一、农业防治方法（一）耕作轮作（二）选用抗虫抗病作物品种（三）合理肥水调控农药污染防治是一项复杂的系统工程。首先，需要各部门的大力协作；其次，采取的防治措施应该是综合性的和多层次的；综合防治方法可以归纳为农业、生物、化学和物理等类型。7/31/202413二、生物学防治方法（一）利用天敌防治病虫草害（二）使用生物农药（三）转基因作物植物农药三、化学防治方法四、物理学防治7/31/202414第六节 农药污染食物的处理农药的残留一、洗涤（一）农药残留部位（二）洗涤方式和强度二、去壳、削皮和清理三、挤汁、制果酱四、干燥五、烹调7/31/202415第六章 土壤环境与健康7/31/202416第 一 节 土壤特征及其环境健康学意义 7/31/202417土壤的环境健康学意义7/31/202418土壤的环境健康学意义7/31/202419（一）固相 土壤颗粒 soil particle土壤有机质 土壤微生物 （二）液相 土壤水分 （三）气相 土壤空气一、土壤的组成7/31/202420（一）土壤的物理学特征 (与其物理性质相联系)二、土壤的特征（二）土壤的化学特征7/31/202421（三）土壤的生物学特征 1.天然土壤中生存着大量微生物，主要有细菌、真菌、放线菌、原生动物和藻类等。2.土壤是一些蠕虫卵和幼虫生长发育过程所必需的一个环境，因此，土壤受生活污水和粪便等污染在寄生虫的流行病学上有特殊的意义。7/31/202422第 二 节土壤的污染与自净7/31/202423一、土壤污染（一）土壤污染 在人类生产和生活活动中排出的有害物质进入土壤中，影响农作物的生长发育，直接或间接地危害人畜健康的现象，称为土壤污染。7/31/202424（二）土壤污染的主要来源1.生活污染 包括人畜粪便、生活垃圾和生活污水等。2.工业和交通污染 主要是工业废水、废气、废渣以及机动车废气污染。3.农业污染 主要是农药和化肥污染7/31/202425（三）土壤污染物种类1.化学污染物 主要是一些重金属和农药 2.生物性污染物 如病原体等 3.放射性污染物 7/31/202426（四）污染土壤的方式 1.气型污染 2.水型污染 3.固体废弃物型污染 7/31/202427二、土壤污染的自净（一）土壤污染的自净 自净是指受污染的土壤通过物理化学和生物学的作用，使病原体死灭各种有害物质转化到无害的程度，土壤可逐渐恢复到污染前的状态。7/31/202428（二）有机物的净化有机物的无机化1.含氮有机物 微生物 氨 或 氨盐（氨化阶段）氧、亚硝酸 盐菌 亚硝酸盐 硝酸盐菌 硝酸盐 2.含碳、硫、磷的有机物 亦有各自的无机化途径 有机物的腐殖质化腐殖质 有机物在土壤微生物的作用下分解成为简单的化合物的同时，又重新合成复杂的高分子化合物，称为腐殖质。7/31/202429（三）化学污染物的迁移、转化和残留 化学污染物（如重金属和农药）在土壤中难以降解。因此，研究化学污染物在土壤中的迁移、转化和残留情况对土壤卫生防护有重要的意义。7/31/2024301.影响因素 n土壤pH 酸性易被农作物吸收或迁移；碱性 多数重金属离子溶解度降低 n土壤氧化还原状态 还原状态下，许多重金属形成不溶性的硫化物被固定在土壤中，砷与重金属不同，在还原状态下的三价砷比五价砷容易被植物吸收，且毒性增强。n土壤腐殖质的吸附和螯合7/31/2024312.重金属和农药的残留 残留情况用生物半减期和残留期表示。n铅、砷、汞等农药的生物半减期为10-30年n有机氯农药2-4年 3.土壤的环境容量 n土壤对某污染物的环境容量指一定环境单元，一定时间内，在不超过土壤卫生标准 前提下土壤对该污染物能容纳最大负荷量 n土壤的环境容量是制定卫生标准和防护措施的重要依据。7/31/202432第 三 节土壤污染对健康的影响7/31/202433一、重金属污染的危害 镉 cadmium Cd7/31/202434土壤污染7/31/2024357/31/202436n痛痛病itai-itai disease q1.病因 废水 土壤 人体 稻米7/31/2024372.痛痛病主要临床表现 骨痛 腰背疼 膝关节疼 遍及全身的刺痛止痛药无效 骨折 患者易在轻微外伤下发生多发性骨折，甚至在咳嗽、喷嚏时也引起骨折。变形 四肢弯曲变形，脊柱 受压缩短变形，骨软化和骨质疏松，行动困难，被迫长期 卧床。最后患者多因极度衰弱和并发其他疾病而死亡。实验室检查 尿钙尿糖尿镉尿中低分子蛋白升高 7/31/2024383.痛痛病流行病学特征 多在营养不良的条件下发病，镉污染区四十多岁的妇女高发，发病缓慢，最短潜伏期为24年。4.痛痛病防治措施 本病无特效疗法，病死率很高。预防措施1.保证土壤中镉含量不超过 1.0mgkg 2.成人每周摄入的镉不应超过400500 g 3.为了早期发现镉污染对健康的危害，我国制定了环境镉污染所致健康危害区判定标准（GB17211-2019）7/31/202439n镉污染区的鉴定先决条件先决条件判定需判定需考虑的考虑的因素因素 尿尿微球微球蛋白蛋白 定居人群镉负荷量增加；定居人群镉负荷量增加；尿尿微球微球蛋白蛋白 职业性镉接触职业性镉接触7/31/202440n镉污染所致健康危害区的判定标准7/31/202441一、重金属污染的危害铊n铊中毒的主要症状 头痛、头晕、失眠、多梦、记忆力减退、四肢无力、周围神经炎以及脱发（可出现斑秃或全秃）等。7/31/202442一、重金属污染的危害铬 n污染来源 土壤铬污染主要来自铬矿和金属冶炼、电镀、制革等工业废水、废气、废渣 六价铬毒性最强 n危害 影响体内氧化还原过程和水解过程；六价铬有明显的致突变作用 7/31/202443二、农药污染的危害n急性中毒 n慢性中毒 n致突变、致癌和致畸作用7/31/202444三、生物性污染的危害n引起肠道传染病和寄生虫病 n引起钩端螺旋体病和炭疽病 n引起破伤风和肉毒中毒 7/31/202445第 四 节土壤质量标准和废物排放标准7/31/202446一、土壤环境质量标准n制订土壤卫生标准的原则 1不影响人体健康，在该标准的范围内，土壤不致使农作物、水和空气超过各自的卫生标准而影响健康。2保证土壤的自净过程的正常进行。7/31/202447n土壤卫生标准的研究方法1实验研究 有害物质在土壤中稳定性的研究 有害物质向农作物、地下水和空气中迁移研究 有害物质对土壤自净过程影响的研究 卫生毒理实验研究 2.流行病学调查 调查各类型土壤中该化学物质的本底水平，各地区土壤实际污染情况，以及迁移、转化和自净规律。研究土壤污染与居民的健康状况、生长发育、疾病的发病率、患病率和某些生理、生化、免疫反应指标之间的关系，查明土壤中有害物质对居民健康有轻微影响的浓度和对健康有危害的浓度，为制订土壤卫生标准提供直接依据。7/31/202448n相关土壤环境质量标准 我国现行的土壤环境质量标准GB156182019）是由国家环境保护局发布的。该标准根据土壤功能和保护目标划分为三类，规定不同土壤功能执行不同标准值。i类主要适用于国家规定的自然保护区（原有背景重金属含量高的除外）、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤。ii类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤。iii类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤（蔬菜地除外）。7/31/202449二、废物排放标准n废物排放标准的制订原则和方法，通用的是用标准浸出试验。国际上都采用标准浸出液浸出废物中 有毒物质进行测定，浸出液的浓度是 1：10（固液比）。浸出液中有害物质浓度的限制数 值标准是以饮用水卫生标准为基础制 订的。7/31/202450第 五 节土壤卫生防护与卫生监督监测7/31/202451一、粪便无害化处理和利用n粪尿混合发酵法 n堆肥法 n沼气发酵法7/31/202452二、垃圾无害化处理和利用n垃圾的压缩、粉碎和分选 n垃圾的卫生填埋 以武汉金口垃圾场参观见闻为例 场址选择 有防渗漏的衬底 排气管 设排水管 n垃圾的焚烧 7/31/202453三、土壤卫生监督和监测n预防性卫生监督 n经常性卫生监督 n土壤卫生监测 7/31/202454