污染物在食物链中的传递严重地威胁着食品安全和人体健康。一些持久性有机污染物，例如有机氯农药可通过土壤一植物系统残留于肉、蛋、奶和植物油中，通过人的膳食进入人体后，参加人体内各种生理过程，使人体产生致命的病变，破坏酶系统，阻碍器官的正常运行，从而导致神经系统功能失调，引起致癌、致畸和致突变的“三致”问题。

(一)作物对土壤中农药的吸收、转运与积累

许多农药都是通过土壤一植物系统进入生物圈的。由于残留在食物中的农药对生物的直接影响，植物对农药的吸收被认为是农药在食物链中生物积累、并危害陆生动物的第一步(王晓蓉1993)。农药由土壤进入植物体内至少有两个过程：①根部吸收；②农药随蒸腾流而输送至植物体各部分。

1．根部吸收与输送过程

土壤中的农药主要通过根部吸收进入植物体。农药通过吸收进入植物根部有两种方式：主动吸收过程和被动吸收过程，前者需要消耗代谢能量，后者则包括吸收、扩散和质流。

为了研究农药的根部吸收过程，可借助根部浓缩系数(RCF)的概念，即

RCF=根部农药的浓度/外部溶液中农药的浓度      (6-22)

通过水培大麦苗对放射性标记农药吸收的研究，发现 RCF值很快达到了一个常数，表明根部吸收很快达到了平衡，因而可以认为根部吸收主要是物理吸附而不是生物化学行为。一些研究者研究了在水培条件下大麦根部的吸收过程，发现在最初的1h内吸收最快，占经历了48 h吸收总量的50％～70％；而在起始的2～5 min内占经历了48 h吸收总量的25％,此时在茎部、叶部还检测不到它们的存在。对于活体植物根部的吸收，RCF值可以用以下两个过程来解释：①平衡分配过程，即农药在外部溶液和亲脂性外表皮之间的分配；②水化过程，根部液泡中农药的浓度与外部相等。

为了研究农药从根部运输到茎部，首先必须了解农药的运输与水吸收的关系。研究表明，水培条件下生长6d的大麦苗对农药西玛津的吸收、运输和积累过程，可用蒸腾流浓缩系数TSCF(Transpiration Stream Concentration Factor)来表示：

TSCF=蒸腾流中农药的浓度/外部溶液中农药的浓度(6-23)

研究发现水总是优先于农药而被吸收,TSCF值总是小于1，即在植物蒸腾流中西玛津浓度一直达不到外部溶液中的浓度，而且在实验过程中也没有发现西玛津的降解或其他损失途径。对六种除草剂，一种杀虫剂的研究表明，TSCF值与农药在培养液中的浓度无关，说明农药从根部到茎部的运输过程是一种平衡分配的结果。对于农药在茎部的分布，可用茎部浓缩系数(SCF)来表示：

SCF=茎部农药的浓度/外部溶液农药的浓度      (6-24)

茎只起着一种导管作用，农药在茎部的基部和中部的积累是由茎表皮层和木质素液泡之间的可逆分配过程决定的。虽然在茎部浓度达到最大平衡值之前有小部分的农药到达了茎叶顶部，只有当茎部完全达到平衡后，进入木质部的农药才能有效地运输到茎叶顶部，并在水蒸发的部位积累起来。

如果假设农药在植物体内不发生降解作用，植物根部吸收以及随后的运输过程是一个被动过程，它可以描述为一系列的连续分配过程的总和，其中包括农药在土壤颗粒与土壤溶液之间的分配、土壤溶液与植物根系之间的分配、植物根系与蒸腾之间的分配、蒸腾溶液与植物茎叶之间的分配，这些分配过程均和农药的K_ow有关。

2．农药的性质与作物累积量的相关性

植物对农药的吸收以及在体内的运输与积累与农药的性质特别是K_ow有关，K_ow为正辛醇/水分配系数，即某一化学品在正辛醇相和水相中的浓度之比。RCF和K_ow之间存在良好的相关性，RCF值随着农药亲脂性的降低而降低，极性农药的RCF值可一直下降到小于1。

对于极性农药来说，分配作用很弱，RCF值可一直下降到0.6～1.0，这是由于可能存在着另一种吸着行为，对极性农药的吸着起到了主导作用。为了说明这种吸着行为在吸收中的贡献，通过对9种极性化合物的计算，发现RCF值为0.82，这是极性化合物的极限值。

曾有研究者研究了两类18种化合物(O-甲基-氨基-甲酰基和苯基脲除草剂)的植物吸收过程，认为植物从根部到茎部的运输是随着水蒸腾的被动过程，将TSCF和K_ow进行拟合，得到了具有很好相关性的高斯分布方程：

TSCF＝0.784 exp[-(10g K_ow-1.78)²/2.44]      (6-25)

研究表明，10g K_ow在1.5～2.0之间的农药最适宜于植物从根部到茎部的运输，即存在着一个最适宜的亲脂性Kow值：1og K_ow=1.8；对于极性农药，当log K_ow<1.8时，其运输作用受到根部类脂膜的阻止；对于亲脂性农药，当log K_ow > 1.8时，输送作用被亲脂性化合物的迁移速率所限制。虽然从理论上认为当达到平衡时，亲脂性农药能自由地、可逆地通过木质部，这时TSCF值达到最大值(等于1)；然而对于非亲脂性农药，即使经长时间的暴露，也不能完全从根部输送到茎部，它可在24 h到48 h之间达到平衡，TSCF值不再改变。存在于土壤中的高log K_ow值的农药，主要被土壤或植物的根部吸着，低log K_ow值的农药才能迁移到植物体内，并运输至植物地上部分而在植物体内积累。

(二)农产品的农药污染

农药的发明和使用无疑大大提高了农业生产力，被称为农业生产的一次革命。中国是农业大国，每年均有大面积的病虫害发生，需施用大量的农药进行病虫害防治，由此可挽回粮食损失约为2.0×10¹⁰～3.0×10¹⁰ kg。但由于过量和不当使用对农产品造成的污染也不可忽视。使用农药可造成农产品中硝酸盐、亚硝酸盐、亚硝胺、重金属和其他有毒物质在农产品中的积累，造成农药在动植物食品中的富集和残留，直接威胁着动植物和人体的健康，表明化学农药的不合理使用有可能使农产品质量与安全性降低。在我国，由于农药施用不当，以致出现农产品中农药超标而使农产品的国际竞争力下降的现象。例如我国苹果产量居世界第1位，但苹果出口量仅占生产总量的1％左右；中国橙优质率为3％左右，而美国、巴西等柑橘大国橙类的优质品率达90％以上，原因之一是中国苹果和橙的农药残留量超标。我国加入世贸组织后，一些国家对我国出口的茶叶允许的农药残留指标只有原来的1％。因此，农药残留已成为制约农产品质量的重要因素之一(郑世英2002)。有关食品中农药最大残留限量可参见国家的有关标准(GB 2763-2005)。

农药对农作物的污染程度除了与施用量直接有关外，还与作物种类、土壤质地、有机质含量和土壤水分有关。砂质土壤要比壤土对农药的吸附弱，作物从中吸取农药较多。土壤有机质含量高时，土壤吸附能力强，作物吸取农药较少。土壤水分因能减弱土壤的吸附能力，从而增加了作物对农药的吸收。根据日本各地对污染严重的有机氯农药进行的调查，马铃薯和胡萝卜等作物的地下部分被农药污染严重，大豆、花生等油料作物污染也较严重，而茄子、番茄、辣椒、白菜等茄果类、叶菜类一般污染较少。

(三)减少农药对农产品污染的措施

农药的使用一定要讲究科学，严格按照操作规程进行。农作物病虫害的防治，应采取化学和生物相结合的措施，利用抗病品种、间种套种、合理施用微肥及生长调节剂等来增强植物的抗病虫能力；培育天敌昆虫、施用生物农药、选择高效、低毒和低残留化学农药等多项措施，降低农药用量，减轻农药对农产品的污染；根据防治对象和农作物生长特点，选择合适的农药和施药方法(如土壤处理、拌种、喷雾、喷粉、熏蒸等)，利用合格的喷药器械，掌握最佳的防治时期，进行有效防治。施药时严格控制用药量和施药次数，特别是几种农药混合使用时注意浓度，确保农产品农药残留量在标准范围内。杜绝在蔬菜上使用剧毒、高毒农药，注意蔬菜采收时的安全间隔期。