农药的环境毒理学案例.ppt

1、农药的环境毒理学,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,目录,第二节 有机氯农药,第一节 农药残留及污染,第三节 有机磷农药,第四节 氨基甲酸酯类农药,第五节 拟除虫菊酯类农药,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,第一节 农药残留及污染 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。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,1.1 农药发展概况（Survey of the Pesticide Development） 何谓农

2、药？ 美国“经济毒剂”（economic poison）， 欧洲 “农用化学品”（agrochemicals）。 “生物合理农药”（biorational pesticides）和“环境和谐农药”（environmental acceptable pesticides and environmental friendly pesticide） 根据农药管理条例的定义，农药就是指用于预防、消灭或控制危害农业、林业的病虫草害和其他有害生物，以及有目的地调控植物和昆虫生长的化学合成物，或来源于生物及其他天然物质的一种或几种物质的混合物及其制剂。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本

3、,1.2 农药发展的三个时代 即天然药物时代、无机农药时代和有机合成农药时代。 约在19世纪中期，三大杀虫剂植物除虫菊、鱼腾和烟草作为世界性商品开始在市场上销售，这就是所谓的天然药物时代； 随后出现无机的砷酸铅、砷酸钙以及硫酸烟碱的工作生产，这标志着农药已成为化工产品的初始阶段。19世纪末，从石灰硫磺合剂的广泛使用起，到法国米拉代尔（P.M.A. Millardet）发明波尔多液，表明农药开始进入科学发展阶段。因此，在20世纪30年代以前，农药仍停留在天然药物与无机农药时代。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,20世纪40年代前后，农药进入有机化合物时代，标志性的事件是1

4、939年，瑞士化学家缪勒合成了双对氯苯基三氯乙烷，即滴滴涕（DDT）。 70年代农药又全面进入高效化时代。与20世纪4060年代相比，现代农药的品种在不断更新。根据英国著名的农药手册（The Pesticide Manual）收录的商品农药品种统计，1974年为 520种， 2000年为812种，扣除淘汰的净增品种为514种。与1974年的520种相比，发展是迅速的;而且新增品种多为新功能、新作用机理、新化学结构(或活性物)、低毒、高活性的，其活性强度比30年前的品种高12个数量级，每亩用量低于10g甚至1g，大大降低了农药的使用量。现在化学合成农药仍是当今农药发展和使用的主流。,点击添加文本

5、,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,1.3 农药环境毒理学（Environmental Toxicology of Pesticide ）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。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,Crop Removal,Photo-decomposition,Biological degradation,Capillaryflow,Chemicaldecomposition,Metabolism,Leaching,Runoff,Absorp

6、tion 不规范的处理农药容器; 在田间渗水坑处理废农药不得当; 清洗喷洒和贮存农药的设备或被农药污染的设备; 农药泄漏; 农药污染的土壤淋溶; 大气污染物的干湿沉降等。 水体产生农药污染，最终通过生物链影响人类。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,1.6.2 农药对水体的污染 另外，有些农 药，如合成拟除虫菊醋对水中的无脊椎动物毒性较大，如浮游动物、甲壳动物等，是水生生态系统的重要一环。它们从生物群和非生命物质开始，经过消化和排泄，再循环基本的营养物； 同时本身又变成了其他鱼类的食物。如果水生生态系统中没有了它们，将对水生生态系统的结构和功能有深刻的影响。,点击添加文本

7、,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,饮用水中的农药水平是居民饮用水的质量控制指标。饮用水中，国际公认的单个农药最大可容许浓度(MAC)为0.1gL-1，总农药最大可容许浓度(MAC) 为0.5g L-1。国外农药污染比我国轻，但是也有许多水源是不合格的。例如英国就有298个水源，遍布全国，水体农药浓度超过了单一农药的MAC标准，有76 个水源违背了总农药的MAC标准。 1983年，我国虽然已经停止使用了有机氯农药，但是20世纪90年代末期， 仍然可从长江南京段水域检出有机氯农药六六六、滴滴涕、五氯酚、多氯苯等，其水平保持在ng L-1数量级。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,

8、点击添加文本,近几年，江苏省内13个省辖市25个饮用水源和25个饮用水厂 水共检出有机污染物504种，能确切定性的213种，其中农药10种以上。 北京重要水源官厅水库近年来污染严重，共检出有机氯农药(六六六、DDT等)、多氯联苯及氯代烷类等污染物数十种，其挥发性有机物总含量为19.4101gL-1，污染严重，不能作为水源使用。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,1. 6. 3 农药对土攘的污染 土壤是污染物的汇，也是污染物的源。农药土壤污染是农药污染最典型的例子之一。 农药的理化特性决定了它在土壤中的分布、降解速率及对环境的影响。农药在土壤中经土壤微生物作用，可以迁移、转

9、化直至矿化。影响这个过程的因素很多，包括土壤类型（如黏土含量、pH值和水含量等）、农药本身的物理化学特性等。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,1. 6. 3 农药对土攘的污染 土壤污染了，土壤上所生长的作物和所结出的果实也会吸收污染物质。一种简单的植物物种，吸收也是多种多样的，植物根系可以吸收土壤水溶液中的农药，土壤中固体颗粒也能吸附土壤水溶液中的农药。有些农药易蒸发，植物的叶子可以吸收空气中的农药蒸气；而根又能吸收土壤中的农药，再从叶面上蒸发出它，过程相当复杂。 植物根茎叶吸收农药后，继而在植物体内提升，最后可残留在植物体内， 人们食用该食物可直接摄入农药。,点击添加

10、文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,1. 6. 4 农药对人体健康的不利影响（农药的急、慢性毒性） 使用农药对人体健康有不利影响： 遭遇农药泄漏事故，或误服农药，或在浓度很高的农药生产车间工作，或分装和喷洒农药误操作，都可能对人体产生急性中毒甚至死亡。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,1. 6. 4 农药对人体健康的不利影响（农药的急、慢性毒性） 使用农药将会污染空气、水体、土壤及食物，以致在饮用水和食物中含有低剂量的农药。人们日常生活长期摄入低剂量的农药会引起许多慢性的不良影响，如致癌、致畸和致突变，神经系统失调等。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文

11、本,点击添加文本,第二节 有机氯农药,重点： 1、有机氯农药在体内的代谢、毒作用以及毒作用机理 2、有机氯农药在生物体内的富集了解： 3、有机氯农药的理化性质,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,2.1 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。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,2.2 体

12、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。 分布：部分贮存于脂肪，部分排出体外（分布和贮存与组织中脂肪含量呈正比）。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,2.2 体内代谢过程 代谢：脱氯化氢、脱氯、氧化反应 DDT脱氯原子、加氢原子形成DDD（低毒），再转化为DDA（无毒）；脱HCl形成DDE（低毒、蓄积）。 六六六：脱氯形成多氯苯或多氯酚 七氯、艾氏剂、氯丹，进行双键环氧化生成环氧化物贮存于脂肪中。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,2.3 毒性作用 急性毒作用（

13、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。 慢性毒作用：全身倦怠、四肢无力、头痛、头晕、失眠、食欲减退、乏力、易倦、易激动、多汗、心悸等，严重时引起震颤，肝、肾损害，末梢神经炎。 DDT影响人和动物的生殖功能 。 有机氯农药对人体危害的特点是有蓄积性和远期作用。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,2.4 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。

14、 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-氨基丁酸受体结合，产生拮抗作用。 DDT与雌性激素受体结合。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,第三节 有机磷农药,重点： 1、有机磷农药在体内的代谢、毒作用以及毒作用机理 2、有机磷农药在生物体内的富集了解 有机磷农药的理化性质,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,3.1 化学结构 大多属于磷酸脂类或硫代磷酸脂类，其通式为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

15、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。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,3.2 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。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,3.3 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。,点击添加文本,点击添加文本

16、,点击添加文本,点击添加文本,3.3 体内代谢过程 代谢 氧化毒性增强 分解毒性降低 还原对硫磷和苯硫磷 结合葡萄糖醛酸和谷胱甘肽 有机磷农药从体内排出较快，主要随尿排泄，少量随粪便和呼吸气排出。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,3.4 毒性作用 M样症状（毒蕈（xun）碱样症状） 起因：外周M受体过度兴奋使有关效应器功能失常 症状：恶心、呕吐、腹泻、大小便失禁、瞳孔缩小、视物模糊、流涎、出汗、心率减慢、呼吸困难、紫绀等。 N样症状（烟碱样症状） 起因：外周N受体过度兴奋，引起植物神经节兴奋、肾上腺髓质分泌增多及骨骼肌兴奋 症状：血压升高、心率较快、肌肉震颤和抽搐等。

17、中枢神经症状 起因：乙酰胆碱蓄积使胆碱受体过度兴奋 症状：躁动不安、谵妄、惊厥、昏迷、血压下降、呼吸中枢麻痹,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,3.4 毒性作用 中毒特征：血液中胆碱酯酶活性下降，引起神经系统机能失调，导致受神经系统支配的心脏、支气管、肠、胃等器官发生功能异常。 有机磷农药比较容易水解，进入体内，易于分解排泄。因此，有机磷农药的毒性残留时间短，大部分表现为急性中毒，慢性中毒较为少见。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,3.5 毒作用机理 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。,点击

18、添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,第四节 氨基甲酸脂类农药,重点： 1、氨基甲酸脂类农药在体内的代谢、毒作用以及毒作用机理 2、氨基甲酸脂类农药在生物体内的富集了解：氨基甲酸脂类农药的理化性质,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,4.1 化学结构 含有N-取代基的氨基甲酸脂化合物，基本结构式为R1NHCOOR2，R1和R2为烷基或芳基。N-烷基多为杀虫剂，N-芳基多为除草剂。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,4.2 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

19、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。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,4.3 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。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,4.4 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。,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,4.5 毒作用机理 抑制胆碱酰酶的活性,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,第五节 拟除虫菊酯类农药,重点： 1、拟除虫菊酯类农药在体内的代谢、毒作用以及