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有机磷农药

发布时间:2017-03-09 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:2783

一、有机磷农药概述

1.我国农药生产和使用情况

(1)我国农药使用情况

我国从20世纪中期起,曾普遍使用滴滴涕、六六六、艾氏剂与狄氏剂等有机氯农药。因其在环境中残留时间长、可在生物体内蓄积并对多种生物造成危害,发达国家从70年代起就相继禁用。从1983年开始停用有机氯农药后,我国陆续出现了一大批的“取代农药”,如有机磷类、氨基甲酸酯类农药等。相对而言,这些“取代农药”在环境中的降解速度快、残留时间短,但毒性更强。

由于农药的使用能使粮食的损失减少15%左右,并对蔬菜、水果和其他经济作物的保护有不可替代的作用,使得农药的使用量不断增加,且总用量呈逐年增加的趋势。大量的化学毒物进入环境以后孕育着巨大的危险,不仅农业生态系统中的生态平衡受到严重影响,农产品和环境也受到不同程度的污染。

(2)我国农药生产概况

世界范围内经常使用的农药品种有500多种,而我国生产的品种有200种,其中产量较大的基本品种有10余种,且绝大多数是老的杀虫剂品种。在各类农药产量中,以杀虫剂为主体,占总产量的比例达70%,除草剂占总产量的16%,杀菌剂仅占10%。在杀虫剂中,有机磷酸酯类杀虫剂产量占到70%。而在有机磷杀虫剂中,少数几个高毒品种,如敌敌畏、甲基对硫磷、对硫磷、氧化乐果甲胺磷久效磷等,产量又占到了70%。

有机磷是当今主要农药类别之一,几乎遍及了农作物所有的领域。世界上有机磷农药商品己达上百种,特别在杀虫剂方面,有机磷类为三大支柱之一,并长年鳌居首位。目前,我国生产的有机磷农药有30个左右(表7.1 )。除了甲胺磷、对硫磷、久效磷等剧毒的有机磷杀虫剂外,其他的大吨位有机磷杀虫剂还有乐果、氧化乐果辛硫磷等。

虽然近年来开发了不少超高效的农药品种,但由于价格和使用习惯等因素,新产品还远远不能取代有机磷农药。在今后几十年内,有机磷杀虫剂仍会有相当的市场。

2.有机磷农药基本性质

有机磷农药(Organophosphorous pesticides, OPPs ),是用于防治植物病虫毒害的一类含磷的有机化合物总称。其纯品大多呈油状或结晶状,工业品则呈淡黄色至棕色,大多数有蒜臭味,一般不溶于水,易溶于有机溶剂,对光、热、氧较稳定。
有机磷农药的一般通式可表示为:

式中:X为酰基,是多种具有酸性化合物的负离子,X常见的形式为一OR,或一SR,其中R为较复杂的或带有取代基的烃基及杂环基。取代基团的不同形成了有机磷农药的多样性。按照化学结构的不同,有机磷农药可分为磷酸酯膦酸酯、硫醇磷酸酯、硫酮磷酸酯、二硫代磷酸酯和磷酰胺六个主要类型。

有机磷杀虫剂具有以下几个特点:

①化学性质不稳定,易水解,在碱性条件下易分解,因而不宜和碱性物质混合;易氧化,热分解,易在自然环境及动植物体内降解,在高等动物体内无累积毒性。

②杀虫效率高,广谱,作用方式多样,如触杀、喂毒、熏蒸,不少品种为内吸杀虫剂。许多品种同时又是杀螨剂。

③化学结构复杂多变,品种多,适用范围广。

④毒性差异大。辛硫磷马拉硫磷、敌百虫等毒性低,而对硫磷、甲拌磷为剧毒品。

⑤对有机磷杀虫剂引起的急性中毒有特效的解毒药(解磷定和阿托品)。除少数品种外(如敌百虫、敌敌畏对高粱、瓜类敏感),一般对农作物安全,在推荐剂量下不致发生药害。正确使用时,残留问题小。

⑥与有机氯农药、拟除虫菊酯类杀虫剂相比,害虫对有机磷杀虫剂的抗药性发展缓慢。

3.农药的环境行为

农药施于作物上仅有少量附着于作物本体上,大部分农药则散落在周边环境中。残留在环境中的农药会对非靶标生物产生危害,而其危害程度与农药的环境行为有关。农药的环境行为是农药在环境中发生各种物理和化学变化的统称,包括农药的化学行为和物理行为。化学行为主要是指农药在环境中的残留性、降解与代谢过程;物理行为是指农药在环境中的移动性及其迁移性规律。

农药作用于环境的化学行为表现为,农药施用到农田后,一部分进入土壤,另一部分留在土壤表面。进入土壤的农药可被植物吸收、土壤胶核吸附、微生物和化学降解及向地下水迁移;留在植物和土壤表面的农药可经过表面蒸发、随风漂移、径流及光化学降解等过程迁移。

农药的移动性和迁移性也将严重影响环境。除了环境因子影响外,农药的移动与其物理性质密切相关,如农药的蒸气压、在固/水一气相中的分配系数等。蒸气压越大,农药从土壤及水体表面进入大气的机会越大,对大气的污染就越严重。溶解度越大、土壤吸附系数越小,农药越易随水移动,流入江河、湖泊或渗入地下水,从而对水环境产生污染。

分布在土壤、大气及水体中的农药都可能对非靶标生物产生影响,并且通过生物富集作用由食物链直接影响到整个生态系统。虽然农药对世界农业的发展起到了重要作用,但其广泛使用,也己造成了严重的环境污染,甚至破坏了生态平衡,给人类的生活及生存带来了不利的影响与危害。

4.有机磷农药的毒性

有机磷农药主要由三种途径进入人体内:一是偶然大量接触,如误食;二是长期接触一定量的农药,如农药厂的工人和农药使用者;三是日常生活接触环境和食品中农药的残留。农药经口、皮肤、呼吸道进入体内,高剂量短期作用于人体会产生急性中毒,严重时甚至导致死亡。而长期接触或食用含有有机磷农药残留的物质,会引起许多慢性的不良影响,引发癌症、导致神经系统失调、出生缺陷、生殖毒性等。

有机磷杀虫剂对人畜的急性毒性主要是对乙酰胆碱脂酶的抑制,引起乙酰胆碱积蓄,导致先兴奋后衰竭而死亡。体内的胆碱酯酶可分为乙酰胆碱酯酶和非特异性胆碱酯酶,前者主要存在于中枢运动神经灰质、细胞表面、交感神经节和运动终板中;后者存在于中枢神经白质及血清、肝、肠黏膜下层和一些腺体中。非特异性胆碱酯酶对有机磷酸酯敏感,抑制后恢复较快。但由于有机磷农药比较容易水解,进入体内后,易于分解排泄,在体内的残留时间短,所以大部分的有机磷农药表现为急性毒性,慢性中毒较为少见。

有机磷化合物进入机体后,其磷酸根迅速与胆碱酷酶的活性中心结合,形成磷酰化胆碱酯酶,因而失去分解乙酰胆碱的作用,以致胆碱能神经末梢部位所释放的乙酰胆碱不能迅速被其周围的胆碱酯酶水解,结果导致乙酰胆碱蓄积,从而过强地刺激胆碱能神经系统,引起组织器官功能改变,发生一系列中毒症状。

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