环境毒理学 第九章农药的环境毒理学

环境毒理学 第九章农药的环境毒理学，农药(pesticides)是指用于消灭、控制危害农作物的害虫、病菌、鼠类、杂草及其他有害动、植物和调节植物生长的各种药物。包括提高药物效力的辅助剂、增效剂等。

第九章农药的环境毒理学

• 第一节 概论
  • 农药(pesticides)是指用于消灭、控制危害农作物的害虫、病菌、鼠类、杂草及其他有害动、植物和调节植物生长的各种药物。包括提高药物效力的辅助剂、增效剂等。
  • 1.1农药发展概况(Survey of the Pesticide Development)
  • 1.2 农药发展的三个时代
  • 1.3农药环境毒理学(Environmental Toxicology ofPesticide）的概念
    • 研究农药进入环境后的环境行为和非靶标生物的毒性效应，目的是了解农药产生负面效应的成因，进而提出控制农药污染的措施，达到保护环境可持续发展。
  • 1.4 农药的分类
    • 按主要用途可分为：杀虫剂(insecticide)、杀螨剂(acaride)、杀菌剂(fungicide)、杀软体动物剂、杀线虫剂、杀鼠剂 除草剂(herbicide)、脱叶剂(defoliant)、
    • 植物生长调节剂(Plant growth regulator)等。其中以杀虫剂品种最多，用量最大。
    • 按来源不同可分为：矿物源农药（无机化合物）、生物源农药（天然有机物、抗生素、微生物）及化学合成农药三大类。
  • 1.5 农药残留及其原因
    • 农药残留(pesticideresidues)，是农药使用后一个时期内没有被分解而残留于生物体、收获物、土壤、水体、大气中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。
  • 1.6农药的迁移和转化
    • （一）农药在土壤中的迁移转化
      • 1.土壤对农药的吸附
      • 2.农药在土壤中的挥发、径流、淋溶以及作物的吸收
      • 3 .农药在土壤中的降解
        • ( 1 )光化学降解
        • ( 2 )化学降解
        • ( 3 )微生物降解
    • （二）农药在水体环境中的迁移转化
    • （三）农药在大气中的迁移转化
• 第二节 有机氯农药
  • 理化性质
    • 主要成分为氯代碳氢化合物，常见的有六六六、滴滴涕、狄氏剂和艾氏剂等。多为白色或淡黄色晶体，少数为粘稠液体，挥发性不高，不溶于水而溶于脂肪、脂类或其它有机溶剂，化学性质稳定，具有蓄积致毒作用，因此为淘汰农药。毒性随着氯原子数增加。
    • 六六六有甲、乙、丙、丁、戊、己、庚七种同分异构体，乙体蓄积毒性最强。
  • 体内代谢过程
    • 吸收：
      • 通过消化道（被污染的食物和水）、呼吸道（被污染的空气）和皮肤（直接接触）进入有机体，其中消化道侵入途径是主要的。
      • 该类农药能在动、植物体内蓄积和富集，并通过食物链进入人体。
    • 分布
      • 部分贮存于脂肪，尤其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。部分排出体外（分布和贮存与组织中脂肪含量呈正比)。
    • 代谢：
      • 脱氯化氢、脱氯、氧化反应
  • 急性毒作用（半小时至数小时）：
    • 头痛、头晕、视力
    • 模糊、恶心、呕吐、流涎、腹泻、出汗、失眠、噩梦、
    • 全身乏力、肌肉轻度震颤；严重时阵痉挛、强制性抽搐，失去知觉。
  • 毒作用机理
    • 有机氯的去氯反应有机氯进入血液循环后，与血液基质中的氧活性原子作用，发生去氯连锁反应，生成不稳定的氧化产物。未起作用的农药被血液带走溶于脂肪，并长期蓄积起来。
    • DDT与神经膜受体机构互补
    • 六六六、狄氏剂、艾氏剂、氯丹，引起乙酰胆碱的释放增加。
    • 六六六、狄氏剂，与γ-氨基丁酸受体结合，产生拮抗作用。
• 第三节 有机磷农药
  • 化学结构
    • 大多属于磷酸脂类或硫代磷酸脂类，其通式R1R2PXY，其中R1、R2碱基集团，X为氧或硫原子，Y为各种不同的酸性基团。
    • 有机磷农药毒性大小和X、Y、R基团有关。R为乙基毒性最大，X为氧原子时较硫原子毒性大，Y为强酸根时毒性较强。O(S)
  • 理化性质
    • 有机磷农药除少数品种（敌百虫）外，多为淡黄色或棕色油状液体，具有类似大蒜样的特殊臭味。一般不溶于水，只溶于有机溶剂及动、植物油中。
    • 有机磷农药对光、热、氧较稳定，遇碱易分解。
  • 体内代谢过程
    • 吸收：通过消化道（被污染的食物和水）呼吸道（被污染的空气）和皮肤（直接接触)进入有机体。
    • 分布：血液和淋巴输送到全身，其中以肝脏含量最多，肾、脾、骨中次之，肌肉和脑组织中最少。
  • 毒性作用
    • 神经毒性作用
      • (1)急性神经毒性
      • (2)迟发性神经毒性
      • (3)中间综合征
  • 毒作用机理
    • 有机磷化合物进入机体后，其磷酸根迅速与乙酰胆碱酯酶的活性中心结合，形成磷酰化胆碱酯酶，因而失去分解乙酰胆碱的作用，抑制胆碱酰酶使其失去分解乙酰胆碱的作用，导致乙酰胆碱体内蓄积，刺激胆碱能神经系统，产生毒性。
• 第四节 氨基甲酸酯类农药
  • 理化性质
    • 多为白色或淡黄色晶体，难溶于水，易溶于有机溶剂，对光、热、空气及酸性物质较稳定，遇碱易失效。低毒、高效、低残留。
    • 常用的有西维因、异丙威、呋喃丹、丁苯威、害扑威、混灭威、速灭威等。
  • 体内代谢过程
    • 吸收：
      • 通过消化道（被污染的食物和水）、呼吸道（被污染的空气）和皮肤（直接接触）进入有机体。
    • 代谢：
      • 水解、氧化和结合转化，在植物体内趋向蓄积而在哺乳动物体内趋向排泄，降解速度快。
      • 其降解速率较快， 一般在24小时内，其摄入量70%-90%多以解毒产物葡萄糖醛酸酯的形式由尿排出。
  • 毒性作用
    • 与有机磷农药中毒症状相似，但较有机磷农药中毒时急而严重。
    • 症状：
      • 流涎、流泪、肌肉震颤、瞳孔缩小等。在体内代谢快，蓄积作用弱，呈现慢性毒性低。
• 第五节 拟除虫菊酯类农药
  • 体内代谢过程
    • 吸收：
      • 通过消化道（被污染的食物和水）、呼吸道（被污染的空气）进入有机体，皮肤吸收甚微。
    • 分布：
      • 脂肪以及神经等组织。
    • 代谢：
      • 羟化、水解、结合进行转化。产生的酯类以游离形式排出，酸类（环丙烷羟酸、苯氧基苯甲酸)与葡萄糖醛酸结合后排出。
      • 在体内代谢和排出过程都较快，在体内很少蓄积。
  • 毒性作用
    • 症状：
      • 短时间内大量接触拟除虫菊脂后，轻一一头晕、头痛、恶心、呕吐；重——精神萎靡、烦躁不安、肌肉跳动、抽搐、昏迷。
  • 毒性机理
    • 一般认为拟除虫菊酯杀虫剂与DDT 一样属于神经轴突部位传导抑制剂。
    • 主要作用有：对周围神经系统和中枢神经系统产生用；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递，导致一系列的中枢神经和末梢神经反应。另一机理是延长Na+通道的开放时间，从而增大Na+内流而使传导阻滞。