课件：绿色农药——生态农药.ppt

第七章 绿色农药生态农药,第一节 传统农药的辉煌史 一、DDT历史的误会？ 二、六六六、2,4-D有机氯农药的辉煌 三、乐果、1605高效、低残留的有机磷农药 四、氨基甲酸酯类农药印度的噩梦 第二节 现代农药的生态美 一、生态农药的神奇昆虫拒食剂 二、看得见、摸得着的奇妙乙烯、除虫菊酯 三、静悄悄的电子战亚细亚刚毛草激素、独脚金酮 四、生态防治绿色农药的根本目的,DDT历史的误会？,许多农药的基本结构是有机卤代物。这些化学品尽管很有功效，但却容易在许多植物和动物体中（常在脂肪组织和细胞中）形成生物积累。这种积累会对该物种自身或对人类（如被食用）造成危害。 DDT就是属于这类农药，它也是表现出多种危害行为的最早的杀虫剂之一。,DDT作为农药的历史始于1939年，由瑞士化学家保罗 缪勒尔研制。 1948年，缪勒尔获得了诺贝尔生理医学奖，成果就是发现DDT具有杀虫活性，并由此提出了合成农药的概念。,DDT历史的误会？,化学名称：二氯二苯三氯乙烷 合成途径： 特性： 它能非常有效地广范围地抵御虫害，并且与当时广泛使用的铅化合物或砷化合物相比，它没有气味，也无刺激性，对人没有剧烈的毒性。,DDT历史的误会？,使用历史：二战时（1944）的军事机密广泛使用长期存留，影响鸟类繁殖南极企鹅环境激素之一，终于禁用 历史地位： 对人来说，DDT的致死剂量大约是30克，而且要求不含杂质对某些蜜蜂是性引诱剂，好东西能否恢复使用？“反应停”的历史的教训：弄清楚了吗？,DDT历史的误会？,DDT历史的误会？,有机氯农药的辉煌六六六、2,4-D,合成途径：,六六六,危害： 昆虫产生抗药性致使剂量增大，污染环境环境激素之一。,2,4-D（2,4-二氯苯氧乙酸）,有机氯农药的辉煌六六六、2,4-D,合成途径：,2,4,5-T（2,4,5-三氯苯氧基乙酸）的合成与其类似，且都可能会生成剧毒的副产物二恶英。,有机氯农药的辉煌六六六、2,4-D,用途： 2,4-D和2,4,5-T（2,4,5-三氯苯氧基乙酸）可以用于除草2,4-D的效果很好，故宫房顶上的杂草就是用直升飞机喷洒浓度为0.1%的2,4-D灭杀的。,有机氯农药的辉煌六六六、2,4-D,19621971年，在越南战争中，美国向越南喷洒了6434升2,4-D和2,4,5-T（作为落叶剂）。由于其中含有的二恶英的影响，后来造成大批越南人患肝癌、孕妇流产和新生儿畸形。这些表明，有机氯农药有严重的毒害作用。 1983年，我国 禁止有机氯农药的 生产和使用。,高效、低残留的有机磷农药乐果、1605,优点： 杀虫力强，残留性低，易被生物体代谢为无害成分（磷酸盐）。,缺点： 对哺乳动物的毒性大，易造成人畜急性中毒。,品种（从结构上分）： 绝大多数属于磷酸酯和硫代磷酸酯（例如乐果、1605都为硫代磷酸酯类化合物），少数属于膦酸酯和磷酸胺酯。,高效、低残留的有机磷农药乐果、1605,合成途径：,各种类型的有机磷杀虫剂,有机磷中间体，如二硫代磷酸，硫代磷酰氯，亚磷酸酯及二烷基磷酸酯,主要原料是五硫化磷，三氯化磷，三氯氧磷及三氯硫磷等,例： 1、以五硫化二磷为原料 先由五硫化二磷与醇反应，制得二硫代磷酸。利用o,o-二甲基二硫代磷酸或其钠盐来合成乐果和马拉硫磷等。,2、以三氯化磷为原料 由三氯化磷可以合成亚磷酸酯和二烷基膦酸酯，利用亚磷酸三甲酯与三氯乙醛反应，可得敌敌畏。如用二烷氧基膦酸酯与三氯乙醛进行反应，则得敌百虫。 敌百虫在碱存在下，发生脱HCl重排，而转变为敌敌畏。这也是一种生产敌敌畏的主要方法。,氨基甲酸酯类农药印度的噩梦,灾难性的化学事故，如发生在印度的Bhopal事件（由于 Union Carbide公司的一个生产剧毒的异氰酸甲酯的工厂的事故而造成几千人死亡），使得政府在1986年出笼“紧急处置和公众知情权法”。 1984年12月2日，星期日，临近午夜时分，一个意外的灾难向印度J. P. Nagar村熟睡的贫民们袭来。 他们居住在紧邻博帕尔市、环绕着联合碳化物工厂的安全区内的一些拥挤的棚屋和茅舍里。,氨基甲酸酯类农药印度的噩梦,博帕尔是一个有80万人口的城市，它是Madhya Pradesh州的农业首府，该州是印度最大的州。工厂建在博帕尔附近，生产家药。 一个国家企图解决国内的饥饿和营养不良问题时，农药是进行“绿色革命”的要素。 该厂有三个巨大的地下贮罐盛装易挥发性的有毒液体异氰酸甲酯。异氰酸甲酯是制造几种高效除草剂的直接原料。,氨基甲酸酯类农药印度的噩梦,12月2日傍晚后，周末值班人员发现三个大罐之一，610号罐压力低得不正常。随后，其温度和压力开始上升，这一险情的发展明显表明冷却保护装置可能被关掉了。 当温度开始急剧上升时，操作人员恐慌了。挥发性液体的蒸汽压一直上升，直到一个安全膜片首先爆破，接着一个用来缓和这种紧急情况的减压阀也破裂时，才停止。 然而，通往火炬塔的排气管因检修也被关掉了（火炬塔原来是能使排出气体燃烧成无害产物的装置）。,2019/8/25,18,可编辑,氨基甲酸酯类农药印度的噩梦,气体的激流涌入并淹没了化学洗气塔，该塔是用以中和没有被火炬塔处理的任何异氰酸甲酯排出物的。 在排出气的上方还高有加压喷水设备，可以形成一种“水幕”，又因为水压太低也没能发挥作用。 在这次重大灾难中，610号罐向J. P. Nagar的居民们排放了41吨能伤害肺部的异氰酸甲酯气体。 风带着致命的云状气团向南边的火车站吹去，那里是车站棚户区。,氨基甲酸酯类农药印度的噩梦,在这个可怕的夜晚，博帕尔80万居民中，就有14,000人严重接触了有毒气体。几个小时内可能就有1,500个男人、女人和孩子死亡，最终导致3,800人死亡，2,700人终身残废。 毫无疑问，除第一次世界大战有意使用化学毒气以外，这一次是最恶劣的大量有毒化学品的大曝露。这个灾难性事件至今仍回响在我们身边，世界各地的社团和化学工业界都在为保证不现发生这类灾难而努力。,氨基甲酸酯类农药印度的噩梦,合成途径：,用异氰酸甲酯 合成，过程不安全,用DMC代替异氰酸甲酯 合成，过程安全,神奇的生态农药昆虫拒食剂,一般农药的弊端： 大量和高浓度使用杀虫剂、杀菌剂生物多样性的减少，破坏了生态平衡； 农副产品由于残留农药超标影响到食用安全而造成的经济损失； 农药产生大面积的面源污染难以整治； 通过“食物链”传播 ，影响人类健康。 因此，时代的发展需要环境友好的绿色农药。,神奇的生态农药昆虫拒食剂,绿色农药（生态农药）典型昆虫拒食剂 例如：1、瓦尔堡醛,瓦尔堡醛对非洲蠕虫有专一活性，东非人用分离它的植物作调味品，但在喷洒过它的玉米叶片上停留30分钟的害虫都将永远失去饲食能力而饿死。,神奇的生态农药昆虫拒食剂,2、印苦楝子素经济效益、社会效益双丰收,印苦楝子素是目前发现的活性最强的昆虫拒食剂，它能影响各种各样的害虫，且只要210-2mg/m2的量就可以阻止沙漠蝗的侵食。 它是从印度民间药材树楝树的种子中分离得到的，没有明显的毒性，中国云南有引种。,看得见、摸得着的奇妙乙烯、除虫菊酯,1、乙烯身边的催熟剂,乙烯是一种最简单的内源性植物生长激素，具有落叶、催熟等功能。,在国内，成功开发的植物生长激素（调节剂）农药芸苔素内酯（如云“大120”）。 “云大-120“具有四大生理功能： 1、如促进根系发育、种子萌发和幼苗生长； 2、增强光合作用； 3、有利花粉受精，提高坐果率和结实率等； 4、改善植物生理代谢作用，增强抗逆性。,看得见、摸得着的奇妙乙烯、除虫菊酯,看得见、摸得着的奇妙乙烯、除虫菊酯,除虫菊酯可以通过代谢排除体外，对人没有多大害处。但是某些低劣的蚊香，除了含有除虫菊酯之外，还含有六六六粉、雄黄粉等，这些物质对人体有毒性甚至致癌作用。,2、除虫菊酯安全蚊香的有效成分,除虫菊酯除可以驱蚊外，还可以用作杀虫剂，但害虫容易产生抗药性，。,1、亚细亚刚毛草激素揭开“魔草”生长的秘密,静悄悄的电子战独脚金酮、亚细亚刚毛草激素,亚细亚纲毛草是世界上毁灭谷物最厉害的寄生植物，它可探测并识别宿主植物的化学物质从而发动本身的生长周期 。 化学家们利用核磁共振（NMR） 和高分辨质谱仪弄清了这种识别物的化学结构，并合成了该物质亚细亚刚毛草激素，洒在田间，诱使这些寄生植物进入它们为期4天的生长周期，4天后它们找不到宿主植物就会枯死，就可以安全的播种谷物了。,静悄悄的电子战独脚金酮、亚细亚刚毛草激素,2、独脚金酮：促进杂草生长,活性物质独脚金酮和合成的类似物可以诱发寄生植物种子萌发。 在谷物播种前，把这种物质撒在田里，就能诱发寄生植物发芽并因缺少寄主而死亡。因此它能有效地除去寄生植物。,生态防治绿色农药的根本目的,利用昆虫激素（蜕皮激素、保幼激素、抗幼激素）和昆虫信息素等动物内源性化合物进行虫害控制，并通过不断地改进检测昆虫生长及其群体扩大的方法的灵敏度，对虫害控制效果进行监测，以便作出各种各样的对维持人类的生存是必要的选择，最终达到“控制害虫，而非灭绝昆虫”的生态目标。,生态防治绿色农药的根本目的,1、蜕皮激素（MH）,直接与昆虫的发育（通常叫做变态）有关的两类激素是蜕皮激素和保幼激素。蜕皮激素可使昆虫脱去外壳。 MH代表物是20-羟基蜕皮激素。 在植物中也发现蜕皮激素广泛存在，它们可能是植物防卫昆虫的一种物质。,生态防治绿色农药的根本目的,除了从生物中分离出JH外，人工也合成了有关的化合物，其中之一是蒙五一五。这种可被生物降解的化合物是天然激素的模拟物，所以虫不易对它产生抗性。它已被广泛地用作跳蚤、苍蝇和蚊子的杀幼虫剂。 还可以用于提高蚕丝产量。,2、保幼激素（JH）具有使昆虫保持幼虫状态的倾