學(xué)習(xí)任務(wù)3.4農(nóng)藥

1、學(xué)習(xí)任務(wù)3.4 農(nóng)藥對(duì)飼料的污染 中華人民共和國(guó)農(nóng)藥管理?xiàng)l例規(guī)定，農(nóng)藥是指用于防治、消滅或控制危害農(nóng)業(yè)、林業(yè)的病、蟲(chóng)、草和其他有害生物以及有目的調(diào)節(jié)植物、昆蟲(chóng)生長(zhǎng)的化學(xué)合成的或者來(lái)源于生物、其他天然物質(zhì)的一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的混合物及其制劑。人類(lèi)對(duì)糧食的需求，推動(dòng)了農(nóng)藥生產(chǎn)和使用的迅速發(fā)展。迄今為止，在世界各國(guó)注冊(cè)的農(nóng)藥品種近2000種，其中常用的有500種。農(nóng)藥的分類(lèi)方法很多，但以防治對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)最為廣泛，即分為殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、殺螨劑、殺線蟲(chóng)劑、殺鼠劑、除草劑和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。 農(nóng)藥施用后，一部分附著于植物體上，或滲入植株體內(nèi)殘留下來(lái)，使糧、菜、水果等受到污染；另一部分散落在土壤中（有時(shí)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(nóng)田排水流入河湖，污染水體和水生生物。農(nóng)產(chǎn)品的殘留農(nóng)藥通過(guò)飼料，污染畜禽產(chǎn)品。因此，農(nóng)藥殘留通過(guò)大氣、水體、土壤、食品，最終進(jìn)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(nóng)藥，主要是性質(zhì)穩(wěn)定、在環(huán)境或生物體內(nèi)不易降解轉(zhuǎn)化，而又有一定毒性的品種，如滴滴涕（DDT）等持久性高殘留農(nóng)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(nóng)藥，已成為當(dāng)今的重要課題。一、殺蟲(chóng)劑 從生產(chǎn)和使用歷史來(lái)看，一般認(rèn)為，我國(guó)農(nóng)藥殺蟲(chóng)劑第一代為有機(jī)氯農(nóng)藥，第二代為有機(jī)磷農(nóng)藥，第三代為氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥，第四代為擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥。 （一）有機(jī)氯

3、殺蟲(chóng)劑 有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解，在環(huán)境中的殘留期長(zhǎng)，可在動(dòng)物體內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間蓄積。以有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑濕性粉劑的水懸液噴灑農(nóng)作物，一般情況下412周后方可消失。動(dòng)物性飼料中有機(jī)氯農(nóng)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(jī)氯殺蟲(chóng)劑經(jīng)口攝入被腸道吸收，除部分經(jīng)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(jī)氯殺蟲(chóng)劑不影響脂肪代謝，但仍保持其毒性，在饑餓、疾病造成動(dòng)物體重下降時(shí)，脂肪中的農(nóng)藥可被動(dòng)員出來(lái)，產(chǎn)生毒性作用；蓄積在實(shí)質(zhì)臟器的脂肪組織中，能影響組織細(xì)胞的氧化磷酸化過(guò)程，尤其對(duì)肝臟有較大的損害，可引起肝臟營(yíng)養(yǎng)性失調(diào)，發(fā)生變性甚至壞死

4、。 有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑對(duì)動(dòng)物的急性毒性為中等毒性，屬神經(jīng)毒和細(xì)胞毒，可以通過(guò)血腦屏障侵入大腦和通過(guò)胎盤(pán)傳遞給胚胎，主要損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)中樞、小腦、腦干和肝、腎、生殖系統(tǒng)。 很多國(guó)家由于長(zhǎng)期和大量使用這種農(nóng)藥，已造成環(huán)境、食品與飼料的污染，在動(dòng)物和人體內(nèi)有較多的蓄積，農(nóng)畜產(chǎn)品受污染而影響了食品出口。我國(guó)已于1983年停止生產(chǎn)，從1984年開(kāi)始停止使用有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑。（二）有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑 有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑是我國(guó)目前使用最廣泛的殺蟲(chóng)劑。尤其是停止使用有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑以后，有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑成為最主要的農(nóng)藥。 有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑的化學(xué)性質(zhì)較不穩(wěn)定，在外界環(huán)境和動(dòng)、植物組織中能迅速進(jìn)行氧化分解，故殘留時(shí)間比有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑短。但多

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

6、后有一轉(zhuǎn)毒過(guò)程。例如，內(nèi)吸磷的兩種異構(gòu)體（硫酮式和硫醇式）被植物吸收后，先氧化為相應(yīng)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(duì)哺乳動(dòng)物經(jīng)口急性毒性比母體化合物還大。因此，內(nèi)吸磷施用作物后，其殘留性比一般有機(jī)磷長(zhǎng)得多，內(nèi)吸磷的一些類(lèi)似物如甲拌磷、乙拌磷、甲基內(nèi)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(duì)評(píng)價(jià)飼料中農(nóng)藥殘留的毒性有重要意義。對(duì)這類(lèi)農(nóng)藥，在選用殘留分析方法、對(duì)檢測(cè)結(jié)果的表示及制訂施藥的安全間隔期時(shí)，都要考慮其降解代謝產(chǎn)物的這一特性。 有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑在作物不同部位的殘留情況有所差異，如在根類(lèi)或塊莖類(lèi)作物比在葉

7、菜類(lèi)或豆類(lèi)的豆莢部分的殘留時(shí)間長(zhǎng)。 與有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑相似，有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑主要?dú)埩粼诠攘：腿~菜類(lèi)的外皮部分。因此，糧食經(jīng)加工后，殘留農(nóng)藥可大幅度下降。葉菜類(lèi)經(jīng)過(guò)洗滌、塊根塊莖類(lèi)經(jīng)過(guò)削皮，都能減少殘留的有機(jī)磷農(nóng)藥。一般來(lái)說(shuō)，除內(nèi)吸性很強(qiáng)的有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑外，飼料經(jīng)過(guò)洗滌、加工等處理，其中殘留的農(nóng)藥都在不同程度上有所減少。2對(duì)動(dòng)物的毒性 有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑被動(dòng)物機(jī)體吸收后，經(jīng)血液循環(huán)運(yùn)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(jī)磷殺蟲(chóng)劑的主要毒作用為與體內(nèi)的膽堿酯酶結(jié)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(jīng)末梢所釋放的乙酰膽堿在體內(nèi)大量蓄積，從而出現(xiàn)與膽堿能神經(jīng)功能亢進(jìn)相似的一系列中毒癥狀。因而通常將有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑歸屬于神經(jīng)毒。 有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑中毒的臨床表現(xiàn)有三類(lèi)：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(dòng)，痙攣，四肢僵硬等；乙酰膽堿在腦內(nèi)積累而表現(xiàn)的中樞神經(jīng)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(jī)磷殺蟲(chóng)劑中毒后，體內(nèi)的磷?；憠A酯酶可自行水解，脫下磷?；糠?，恢復(fù)膽堿酯酶的活性，但這種自然水解的速率非常緩慢，必須應(yīng)用膽堿酯酶復(fù)活劑。肟類(lèi)化合物如解磷定（又稱(chēng)碘磷定，PAM）、氯磷定、雙復(fù)磷、雙解磷等膽堿酯酶

9、復(fù)活劑，能從磷?；憠A酯酶的活性中心奪取磷?；鶊F(tuán)，從而解除有機(jī)磷對(duì)膽堿酯酶的抑制作用，恢復(fù)其活性。有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑中毒時(shí)，除應(yīng)用上述特效解毒劑外，還可應(yīng)用生理解毒劑或稱(chēng)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(jìng)爭(zhēng)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(shí)的癥狀。 某些有機(jī)磷殺蟲(chóng)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(jīng)毒性，即在急性中毒過(guò)程結(jié)束后815d，又可出現(xiàn)神經(jīng)中毒癥狀，主要表現(xiàn)為后肢軟弱無(wú)力和共濟(jì)失調(diào)，進(jìn)一步發(fā)展為后肢麻痹，在病理組織學(xué)上表現(xiàn)為神經(jīng)脫髓鞘變化。這種現(xiàn)象稱(chēng)為遲發(fā)性神經(jīng)中毒癥。雞對(duì)遲發(fā)性神經(jīng)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(wú)關(guān)，用阿托品治療亦無(wú)效。對(duì)新的有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行毒性評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)包括遲發(fā)性神經(jīng)毒性試驗(yàn)。世界衛(wèi)生組織已建議將遲發(fā)性神經(jīng)毒性作為有機(jī)磷農(nóng)藥中毒的鑒定指標(biāo)之一。 有些有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑如敵敵畏和馬拉硫磷，對(duì)雄性大鼠精子的發(fā)生有損害作用；敵百蟲(chóng)和甲基對(duì)硫磷可降低大鼠的受孕率；內(nèi)吸磷和二嗪農(nóng)等對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有輕度致畸作用。（三）氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑 氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑是繼有機(jī)氯、有機(jī)磷農(nóng)藥之后應(yīng)用越來(lái)越廣泛的一類(lèi)農(nóng)藥，具有選擇性殺蟲(chóng)效力強(qiáng)、作用迅速、易分解等特點(diǎn)。 不同品種的氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑的急性毒性懸殊很大，一般多屬中等毒或低毒類(lèi)。與有機(jī)磷農(nóng)藥相比，毒

11、性一般較低。 氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑在體內(nèi)易分解，排泄較快。一部分經(jīng)水解、氧化或與葡萄糖醛結(jié)合而解毒，一部分以還原或代謝物形式迅速經(jīng)腎排出。代謝產(chǎn)物的毒性一般較母體化合物小。 氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑的毒作用與有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑相似，即抑制膽堿酯酶活性，造成乙酰膽堿在體內(nèi)積聚，出現(xiàn)類(lèi)似膽堿能神經(jīng)功能亢進(jìn)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(jī)磷殺蟲(chóng)劑不同，氨基甲酸酯類(lèi)的作用在于此類(lèi)化合物在立體構(gòu)型上與乙酰膽堿相似，可與膽堿酯酶活性中心的負(fù)矩部位和酯解部位結(jié)合，形成復(fù)合物進(jìn)一步成為氨基甲酰化酶，使其失去水解乙酰膽堿的活性。大多數(shù)氨基甲酰化酶較磷?；憠A酯酶易水解，膽堿酯酶很快（一般經(jīng)數(shù)小時(shí)左右）

12、恢復(fù)原有活性，因此，這類(lèi)農(nóng)藥屬可逆性膽堿酯酶抑制劑。由于其對(duì)膽堿酯酶的抑制速度及復(fù)能速度幾乎接近，而復(fù)能速度較磷?；憠A酯酶快，故與有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑中毒相比，其臨床癥狀較輕，消失亦較快。 過(guò)去認(rèn)為氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑的殘留毒性問(wèn)題不大，但近年研究認(rèn)為，它是否存在嚴(yán)重的殘毒問(wèn)題還有待探索。據(jù)研究資料，氨基甲酸酯類(lèi)因含氨基，隨飼料進(jìn)入哺乳動(dòng)物胃內(nèi)，在酸性條件下易與飼料中亞硝酸鹽類(lèi)反應(yīng)生成亞硝基化合物。后者酷似亞硝胺，具有極強(qiáng)誘變性。例如，西維因在胃內(nèi)酸性條件下與飼料中亞硝酸基團(tuán)起反應(yīng)，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(shí)驗(yàn)中呈陽(yáng)性反應(yīng)，也是一個(gè)弱致畸物。據(jù)報(bào)道，用西維因和亞

13、硝酸鈉一起喂飼小鼠可致癌。這些問(wèn)題尚待進(jìn)一步研究。（四）擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑 擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑是20世紀(jì)80年代興起的一類(lèi)殺蟲(chóng)劑，目前應(yīng)用僅次于有機(jī)磷、氨基甲酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑，約占?xì)⑾x(chóng)劑的20%。擬除蟲(chóng)菊酯殺蟲(chóng)劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)用被認(rèn)為是殺蟲(chóng)劑歷史上的第三個(gè)里程碑。二、殺菌劑（一）有機(jī)硫殺菌劑 有機(jī)硫殺菌劑對(duì)人、畜毒性低。但家畜偶然大量偷食施用過(guò)有機(jī)硫殺菌劑不久的作物，也可引起中毒。中毒后主要侵害神經(jīng)系統(tǒng)，先興奮，后轉(zhuǎn)為抑制，重者可發(fā)生呼吸和循環(huán)衰竭。此外，對(duì)肝、腎等組織也有一定的損害。 動(dòng)物試驗(yàn)提示此類(lèi)農(nóng)藥的某些代謝產(chǎn)物有致癌和致畸作用，但所需劑量都很大，可認(rèn)為沒(méi)有實(shí)際意義。（二）有機(jī)汞殺菌劑 有機(jī)汞殺

14、菌劑在外界環(huán)境中殘留時(shí)間長(zhǎng)，且易在體內(nèi)蓄積，毒性大。因此，20世紀(jì)70年代后，世界各國(guó)都已禁止或限制使用。我國(guó)自1972年起已禁止生產(chǎn)、進(jìn)口和使用。但是，高效的有機(jī)汞拌種劑的禁用，對(duì)一些由種子傳染的病害（如麥類(lèi)黑穗病等）的防治造成很大的困難。因此，1979年我國(guó)政府有關(guān)部門(mén)根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，已對(duì)有機(jī)汞殺菌劑的使用問(wèn)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(shí)上有不少?lài)?guó)家仍在使用有機(jī)汞殺菌劑，不過(guò)大多限制用作種子消毒劑。 有機(jī)汞殺菌劑屬劇毒類(lèi)。有機(jī)汞化合物進(jìn)入機(jī)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(jī)汞可通過(guò)胎盤(pán)進(jìn)入胎兒體內(nèi)，引起先天性有機(jī)

15、汞中毒。也可通過(guò)乳汁危害幼畜。有機(jī)汞化合物易溶于脂質(zhì)和類(lèi)脂中，因此可通過(guò)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，與蛋白質(zhì)或其它活性物質(zhì)中的巰基結(jié)合，抑制各種含巰基的酶，導(dǎo)致許多功能障礙和廣泛病變。有機(jī)汞的毒理作用與無(wú)機(jī)汞基本相同，但對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有更明顯的毒害作用。（三）有機(jī)砷殺菌劑 有機(jī)砷殺菌劑主要用于防治水稻紋枯病。當(dāng)農(nóng)田使用砷過(guò)多或次數(shù)頻繁時(shí)，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?dú)埩粼诘竟韧鈿ず涂符熤?，?jīng)加工后可去除大部分。 有機(jī)砷殺菌劑屬中等毒或低毒類(lèi)。有機(jī)砷化合物被動(dòng)物吸收后，需經(jīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)的三價(jià)砷及其衍生物而起作用。有機(jī)砷在體內(nèi)轉(zhuǎn)化緩慢，毒性較無(wú)機(jī)的三氧化二砷小，臨床中毒程度一般較輕。其作用機(jī)理與砷的無(wú)機(jī)化合物相同。