學習任務3.4農藥

1、學習任務3.4 農藥對飼料的污染 中華人民共和國農藥管理條例規(guī)定，農藥是指用于防治、消滅或控制危害農業(yè)、林業(yè)的病、蟲、草和其他有害生物以及有目的調節(jié)植物、昆蟲生長的化學合成的或者來源于生物、其他天然物質的一種物質或幾種物質的混合物及其制劑。人類對糧食的需求，推動了農藥生產和使用的迅速發(fā)展。迄今為止，在世界各國注冊的農藥品種近2000種，其中常用的有500種。農藥的分類方法很多，但以防治對象進行分類最為廣泛，即分為殺蟲劑、殺菌劑、殺螨劑、殺線蟲劑、殺鼠劑、除草劑和植物生長調節(jié)劑。 農藥施用后，一部分附著于植物體上，或滲入植株體內殘留下來，使糧、菜、水果等受到污染；另一部分散落在土壤中（有時則是直

2、接施于土壤中）或蒸發(fā)、散逸到空氣中，或隨雨水及農田排水流入河湖，污染水體和水生生物。農產品的殘留農藥通過飼料，污染畜禽產品。因此，農藥殘留通過大氣、水體、土壤、食品，最終進入人體，引起各種慢性或急性疾病。而且，易造成環(huán)境污染及危害較大的農藥，主要是性質穩(wěn)定、在環(huán)境或生物體內不易降解轉化，而又有一定毒性的品種，如滴滴涕（DDT）等持久性高殘留農藥。為此，研究篩選高效、低毒、低殘留和高選擇性（即非廣譜的）新型農藥，已成為當今的重要課題。一、殺蟲劑 從生產和使用歷史來看，一般認為，我國農藥殺蟲劑第一代為有機氯農藥，第二代為有機磷農藥，第三代為氨基甲酸酯類農藥，第四代為擬除蟲菊酯類農藥。 （一）有機氯

3、殺蟲劑 有機氯殺蟲劑化學性質穩(wěn)定，不易分解，在環(huán)境中的殘留期長，可在動物體內長時間蓄積。以有機氯殺蟲劑濕性粉劑的水懸液噴灑農作物，一般情況下412周后方可消失。動物性飼料中有機氯農藥的殘留量高于植物性飼料，谷物種子中的殘留量比粗飼料少。 有機氯殺蟲劑經口攝入被腸道吸收，除部分經糞、尿和乳汁排出外，主要蓄積于脂肪組織，其次為肝、腎、脾及腦組織。蓄積在脂肪組織中的有機氯殺蟲劑不影響脂肪代謝，但仍保持其毒性，在饑餓、疾病造成動物體重下降時，脂肪中的農藥可被動員出來，產生毒性作用；蓄積在實質臟器的脂肪組織中，能影響組織細胞的氧化磷酸化過程，尤其對肝臟有較大的損害，可引起肝臟營養(yǎng)性失調，發(fā)生變性甚至壞死

4、。 有機氯殺蟲劑對動物的急性毒性為中等毒性，屬神經毒和細胞毒，可以通過血腦屏障侵入大腦和通過胎盤傳遞給胚胎，主要損害中樞神經系統(tǒng)的運動中樞、小腦、腦干和肝、腎、生殖系統(tǒng)。 很多國家由于長期和大量使用這種農藥，已造成環(huán)境、食品與飼料的污染，在動物和人體內有較多的蓄積，農畜產品受污染而影響了食品出口。我國已于1983年停止生產，從1984年開始停止使用有機氯殺蟲劑。（二）有機磷殺蟲劑 有機磷殺蟲劑是我國目前使用最廣泛的殺蟲劑。尤其是停止使用有機氯殺蟲劑以后，有機磷殺蟲劑成為最主要的農藥。 有機磷殺蟲劑的化學性質較不穩(wěn)定，在外界環(huán)境和動、植物組織中能迅速進行氧化分解，故殘留時間比有機氯殺蟲劑短。但多

5、數(shù)有機磷殺蟲劑對哺乳動物的急性毒性較強，污染飼料后易引起急性中毒。1在農作物中的殘留 與有機氯殺蟲劑相比，有機磷殺蟲劑在農作物中的殘留甚微，殘留時間也較短。因品種不同，有機磷殺蟲劑在農作物上的殘留時間差異甚大，有的施藥后數(shù)小時至23d可完全分解失效，如辛硫酸等。而內吸性農藥品種，由于對作物的穿透性強，易產生殘留，可維持較長時間的藥效，有的甚至能達12個月以上，如甲拌磷。 有機磷殺蟲劑在室溫下的半減期一般為710d，低溫時分解較為緩慢。作物水分含量較高，農藥也易于降解。農藥完全分解所需的時間，一般觸殺性農藥為23周，內吸性農藥需34個月。某些有機磷殺蟲劑，尤其是含硫醚基的內吸性殺蟲劑，進入植物體

6、后有一轉毒過程。例如，內吸磷的兩種異構體（硫酮式和硫醇式）被植物吸收后，先氧化為相應的亞砜、砜和磷酸酯，以后逐漸水解為二乙基磷酸，最終水解為磷酸。其中，硫醇式代謝物（如硫醇式亞砜、硫醇式砜等）對哺乳動物經口急性毒性比母體化合物還大。因此，內吸磷施用作物后，其殘留性比一般有機磷長得多，內吸磷的一些類似物如甲拌磷、乙拌磷、甲基內吸磷、異吸磷、二甲硫吸磷等的代謝情況也是如此。這種現(xiàn)象對評價飼料中農藥殘留的毒性有重要意義。對這類農藥，在選用殘留分析方法、對檢測結果的表示及制訂施藥的安全間隔期時，都要考慮其降解代謝產物的這一特性。 有機磷殺蟲劑在作物不同部位的殘留情況有所差異，如在根類或塊莖類作物比在葉

7、菜類或豆類的豆莢部分的殘留時間長。 與有機氯殺蟲劑相似，有機磷殺蟲劑主要殘留在谷粒和葉菜類的外皮部分。因此，糧食經加工后，殘留農藥可大幅度下降。葉菜類經過洗滌、塊根塊莖類經過削皮，都能減少殘留的有機磷農藥。一般來說，除內吸性很強的有機磷殺蟲劑外，飼料經過洗滌、加工等處理，其中殘留的農藥都在不同程度上有所減少。2對動物的毒性 有機磷殺蟲劑被動物機體吸收后，經血液循環(huán)運輸?shù)饺砀鹘M織器官，其分布以肝臟最多，其次為腎、肺、骨等。排泄以腎臟為主，少量可隨糞便排出。 有機磷殺蟲劑的主要毒作用為與體內的膽堿酯酶結合，形成不易水解的磷?；憠A酯酶，使膽堿酯酶活性受抑制，降低或喪失其分解乙酰膽堿的能力，以致膽

8、堿能神經末梢所釋放的乙酰膽堿在體內大量蓄積，從而出現(xiàn)與膽堿能神經功能亢進相似的一系列中毒癥狀。因而通常將有機磷殺蟲劑歸屬于神經毒。 有機磷殺蟲劑中毒的臨床表現(xiàn)有三類：毒蕈堿樣癥狀，即瞳孔縮小，流涎，出汗，呼吸困難，肺水腫，嘔吐，腹痛、腹瀉，尿失禁等；煙堿樣癥狀，即肌肉纖維顫動，痙攣，四肢僵硬等；乙酰膽堿在腦內積累而表現(xiàn)的中樞神經系統(tǒng)癥狀，即乏力，不安，先興奮后抑制，重者發(fā)生昏迷。 有機磷殺蟲劑中毒后，體內的磷?；憠A酯酶可自行水解，脫下磷?；糠郑謴湍憠A酯酶的活性，但這種自然水解的速率非常緩慢，必須應用膽堿酯酶復活劑。肟類化合物如解磷定（又稱碘磷定，PAM）、氯磷定、雙復磷、雙解磷等膽堿酯酶

9、復活劑，能從磷酰化膽堿酯酶的活性中心奪取磷?；鶊F，從而解除有機磷對膽堿酯酶的抑制作用，恢復其活性。有機磷殺蟲劑中毒時，除應用上述特效解毒劑外，還可應用生理解毒劑或稱生理拮抗劑，如阿托品。阿托品是型膽堿受體（毒蕈堿樣受體）阻斷劑，與乙酰膽堿競爭受體，從而阻斷乙酰膽堿的作用并且還有興奮呼吸中樞的作用，故可解除中毒時的癥狀。 某些有機磷殺蟲劑，如馬拉硫磷、苯硫磷、三硫磷、皮蠅磷、丙氨氟磷等有遲發(fā)性神經毒性，即在急性中毒過程結束后815d，又可出現(xiàn)神經中毒癥狀，主要表現(xiàn)為后肢軟弱無力和共濟失調，進一步發(fā)展為后肢麻痹，在病理組織學上表現(xiàn)為神經脫髓鞘變化。這種現(xiàn)象稱為遲發(fā)性神經中毒癥。雞對遲發(fā)性神經毒性最

10、為敏感，牛、羊、鴨、豬、兔等都可出現(xiàn)這種現(xiàn)象。此毒性與膽堿酯酶無關，用阿托品治療亦無效。對新的有機磷農藥進行毒性評價時，應包括遲發(fā)性神經毒性試驗。世界衛(wèi)生組織已建議將遲發(fā)性神經毒性作為有機磷農藥中毒的鑒定指標之一。 有些有機磷殺蟲劑如敵敵畏和馬拉硫磷，對雄性大鼠精子的發(fā)生有損害作用；敵百蟲和甲基對硫磷可降低大鼠的受孕率；內吸磷和二嗪農等對實驗動物有輕度致畸作用。（三）氨基甲酸酯類殺蟲劑 氨基甲酸酯類殺蟲劑是繼有機氯、有機磷農藥之后應用越來越廣泛的一類農藥，具有選擇性殺蟲效力強、作用迅速、易分解等特點。 不同品種的氨基甲酸酯類殺蟲劑的急性毒性懸殊很大，一般多屬中等毒或低毒類。與有機磷農藥相比，毒

11、性一般較低。 氨基甲酸酯類殺蟲劑在體內易分解，排泄較快。一部分經水解、氧化或與葡萄糖醛結合而解毒，一部分以還原或代謝物形式迅速經腎排出。代謝產物的毒性一般較母體化合物小。 氨基甲酸酯類殺蟲劑的毒作用與有機磷殺蟲劑相似，即抑制膽堿酯酶活性，造成乙酰膽堿在體內積聚，出現(xiàn)類似膽堿能神經功能亢進的癥狀，癥狀與酶的抑制程度平行。但是，此種抑制作用與有機磷殺蟲劑不同，氨基甲酸酯類的作用在于此類化合物在立體構型上與乙酰膽堿相似，可與膽堿酯酶活性中心的負矩部位和酯解部位結合，形成復合物進一步成為氨基甲?；福蛊涫ニ庖阴Ｄ憠A的活性。大多數(shù)氨基甲?；篙^磷酰化膽堿酯酶易水解，膽堿酯酶很快（一般經數(shù)小時左右）

12、恢復原有活性，因此，這類農藥屬可逆性膽堿酯酶抑制劑。由于其對膽堿酯酶的抑制速度及復能速度幾乎接近，而復能速度較磷?；憠A酯酶快，故與有機磷殺蟲劑中毒相比，其臨床癥狀較輕，消失亦較快。 過去認為氨基甲酸酯類殺蟲劑的殘留毒性問題不大，但近年研究認為，它是否存在嚴重的殘毒問題還有待探索。據研究資料，氨基甲酸酯類因含氨基，隨飼料進入哺乳動物胃內，在酸性條件下易與飼料中亞硝酸鹽類反應生成亞硝基化合物。后者酷似亞硝胺，具有極強誘變性。例如，西維因在胃內酸性條件下與飼料中亞硝酸基團起反應，形成亞硝基西維因。亞硝基西維因是一種堿基取代性誘變物，在某些誘變實驗中呈陽性反應，也是一個弱致畸物。據報道，用西維因和亞

13、硝酸鈉一起喂飼小鼠可致癌。這些問題尚待進一步研究。（四）擬除蟲菊酯類殺蟲劑 擬除蟲菊酯類殺蟲劑是20世紀80年代興起的一類殺蟲劑，目前應用僅次于有機磷、氨基甲酸酯類殺蟲劑，約占殺蟲劑的20%。擬除蟲菊酯殺蟲劑的開發(fā)應用被認為是殺蟲劑歷史上的第三個里程碑。二、殺菌劑（一）有機硫殺菌劑 有機硫殺菌劑對人、畜毒性低。但家畜偶然大量偷食施用過有機硫殺菌劑不久的作物，也可引起中毒。中毒后主要侵害神經系統(tǒng)，先興奮，后轉為抑制，重者可發(fā)生呼吸和循環(huán)衰竭。此外，對肝、腎等組織也有一定的損害。 動物試驗提示此類農藥的某些代謝產物有致癌和致畸作用，但所需劑量都很大，可認為沒有實際意義。（二）有機汞殺菌劑 有機汞殺

14、菌劑在外界環(huán)境中殘留時間長，且易在體內蓄積，毒性大。因此，20世紀70年代后，世界各國都已禁止或限制使用。我國自1972年起已禁止生產、進口和使用。但是，高效的有機汞拌種劑的禁用，對一些由種子傳染的病害（如麥類黑穗病等）的防治造成很大的困難。因此，1979年我國政府有關部門根據生產的實際情況，已對有機汞殺菌劑的使用問題重新加以考慮并作了新的規(guī)定，不再全面禁用，可限制使用。事實上有不少國家仍在使用有機汞殺菌劑，不過大多限制用作種子消毒劑。 有機汞殺菌劑屬劇毒類。有機汞化合物進入機體后，主要蓄積在腎、肝、腦等組織，排泄緩慢，每天僅排出貯存總量的1%左右。有機汞可通過胎盤進入胎兒體內，引起先天性有機

15、汞中毒。也可通過乳汁危害幼畜。有機汞化合物易溶于脂質和類脂中，因此可通過胞膜進入細胞內，與蛋白質或其它活性物質中的巰基結合，抑制各種含巰基的酶，導致許多功能障礙和廣泛病變。有機汞的毒理作用與無機汞基本相同，但對神經系統(tǒng)有更明顯的毒害作用。（三）有機砷殺菌劑 有機砷殺菌劑主要用于防治水稻紋枯病。當農田使用砷過多或次數(shù)頻繁時，易造成水稻藥害及土壤、稻谷中砷殘留量增加，影響人、畜安全。砷主要殘留在稻谷外殼和糠麩中，經加工后可去除大部分。 有機砷殺菌劑屬中等毒或低毒類。有機砷化合物被動物吸收后，需經轉化為無機的三價砷及其衍生物而起作用。有機砷在體內轉化緩慢，毒性較無機的三氧化二砷小，臨床中毒程度一般較輕。其作用機理與砷的無機化合物相同。