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环境中的农药污染及其检测——概述(上)
【来源/作者】周世红 【更新日期】2017-09-01

一、农药的种类

农药是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草及其他有害生物,以及有目的地调节植物、昆虫生长的药物的通称。一部分农药是化学合成的,如DDT、六六六、乐果、敌百虫、敌敌畏等,叫化学性农药,它们是环境中农药污染的主要来源。有些农药是来源于生物或其他天然物质的一种或者几种物质的混合物及其制剂,叫生物性农药,如除虫菊酯、烟碱、井冈霉素、苏云金杆菌等。生物性农药的使用范围很有限,因此对环境造成的污染较小。

农药的毒性作用具有两面性:一方面,可以有效控制或消灭农业、林业的病、虫及杂草的危害,提高农产品的产量和质量;另一方面,使用农药也带来环境污染,危害有益昆虫和鸟类,导致生态平衡失调,同时也造成了食品、饮水中农药残留,对人类健康产生危害。因此,应该正确看待农药使用带来的利与弊,更好地了解农药残留的发生规律及其对人体的危害,控制农药对环境的污染,对保护人类健康十分重要。

随着化学工业的迅速发展,化学农药的品种不断增加。迄今为止全世界已经有上千种农药,其中绝大部分为化学合成农药。我国实际使用的农药有140多种。

按用途可分为:杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、植物生长调节剂、昆虫不育剂和杀鼠药等。

按化学成分可分为:天然有机农药,如除虫菊酯、鱼藤、烟碱等;合成有机农药,如有机氯、有机磷、有机砷、有机汞、有机硫、有机锡、抗生素制剂、氨基甲酸酯类等;无机农药,如铜制剂(波尔多液、碱性硫酸铜、碱性氯化铜等)、硫制剂(石灰硫黄合剂、硫黄粉等)。

按其毒性可分为:高毒、中毒、低毒三类。

按杀虫效率可分为:高效、中效、低效三类。

按农药在植物体内残留时间的长短可分为:高残留、中残留和低残留三类。

此外,还可以按照农药作用的方式来分类,例如有胃毒剂、触杀剂、内吸剂、诱致剂、熏蒸剂、不孕剂、阻食剂、昆虫激素等。

虽然农药的种类繁多,成分复杂,但是对环境污染危害性较大的是有机氯农药。在过去的几十年中,这类农药的产量大、应用广、杀虫效率高、价格便宜,曾深受广大农民的欢迎。但由于其化学性质稳定、难以分解、毒效长,容易在人体中蓄积残留,具有慢性毒性作用,所以有机氯农药对环境造成的污染不可忽视。

我国是世界上农药生产和消费大国,近年生产的高毒杀虫剂主要有甲胺磷、甲基1605、氧化乐果、久效磷、对硫磷、甲拌磷等,因而,这些农药目前在农作物中残留最严重。

二、环境中农药污染的来源与途径

农药主要是毒化大气、水系和土壤,进而污染食品和饮水,对人体健康产生危害。

对农作物使用农药时,仅有10%~20%黏附在植物的茎、叶子以及果实表面,直接发挥作用,其余大部分或以雾滴和微粒形式飞散于大气,或直接散落于地面、土壤和水体中,造成环境污染。

(一)对大气的污染

在喷洒农药防治农作物、森林病害虫时,农药的微粒在空中飘浮造成对大气的污染。

目前,在农业生产或卫生防疫中使用农药时,经过喷洒后,可以形成大量的飘浮物,这些飘浮的微粒体除了附着在作物表面以外,有相当的一部分扩散于大气中。它们有的被大气中的飘尘所吸附,有的则以气体或气溶胶的状态悬浮在空气中,成为空气中农药污染物的主要来源。在有机氯杀虫剂中,滴滴涕、狄氏剂等大部分能为浮游的煤尘粒子所吸附,而六六六等约有半数可被吸附。另外,农作物、土壤和水体中残留农药的挥发,农药制造厂排放的废气也可造成大气污染。

农药对大气造成的污染程度取决于使用农药的对象和数量。一般情况下,用量大的农药在大气中的含量较高,污染程度严重。日本曾经在农业生产中六六六的用量较大,据调查,在农药喷洒地区的空气中,六六六的污染浓度比未喷洒地区高几十倍。由于气象条件的变化,大气中的农药微粒不仅可以被雨水和降雪溶解、冲洗而降落地面,而且可随风飘移到很远的地方,使远离农业中心的南北极亦遭受农药的污染。据估计,在终年冰冻的格陵兰地区,每年由空气沉降的DDT约有65万吨。居住在那里的爱斯基摩人,尽管从来没有见过DDT,但在他们体内可检出微量的DDT。

(二)对水体的污染

造成的原因主要是农田使用农药时撒落在田地里的农药随灌溉水或雨水冲刷和降雪流入江河湖泊,最后归入大海。水田中使用农药时,几乎有90%左右撒落在农田里。此外,农药制造厂排放的废水、农药容器和使用工具的洗涤也会造成水体污染。据报道,英国每年随雨水降落的农药达40t,农药使用区附近的降雨中,农药含量高达73~210μg/kg。可见农药对环境的污染主要是水体污染。

在使用有机氯农药的国家和地区,发现大部分河流都有不同程度的农药污染现象。美国在20世纪60年代已发现,使用有机氯杀虫剂十多年后,主要河流都已遭受污染。

我国的一些江河中也有不同程度的农药残毒。据报道由于农药的污染,20世纪70年代以后黑龙江、松花江中各类鱼产量已显著下降,曾经盛产的江鱼如今已经寥寥无几。牡丹江残存的少量江鱼因六六六的味道太浓,已无法食用。松花江中汞的含量已经超过国家规定容许水平的300倍。湖南湘江汞的浓度超过了容许标准的14倍。

各种环境水被农药污染的程度是不一样的。据1969~1970年日本调查,东京附近各种环境水被有机氯杀虫剂污染的顺序是:河水>海水>自来水>地下水。

天然水源中的农药污染经过自来水厂的活性炭等的净化处理后可大大减少,自来水中的农药含量通常小于原始水的1/10。

(三)对土壤的污染

造成土壤污染的主要原因是农田使用农药时大部分直接落入土壤中;附着在作物上的少部分农药,除扩散到周围空气中以外,有些也因风吹雨淋落人土壤。另外,在浸种、拌种、除草时,农药被直接撒至土壤,造成的污染程度也很大。

农田土壤受农药的污染程度与栽培技术和种植作物种类有关。栽培水平高的农田与复种指数高的土地农药的残留量大。果树施药量高,因而在果园土壤中农药的污染更为严重。据英国调查:马铃薯地中滴滴涕及其代谢物的含量为O.2mg/kg,狄氏剂为0.09rag/kg,而果园土壤中农药的含量分别为7.1mg/kg与O.67mg/kg。加拿大谷物和根菜类栽培地中滴滴涕及其代谢物的总量分别为1.4mg/kg和1.7mg/kg,而果园土壤中可高达61.8mg/kg。日本农用六六六较多,因而土壤中农药的残留也以六六六较为突出。

农药种类和性质不同,对土壤的污染程度也不一样。性质稳定的有机氯杀虫剂分解缓慢,残存期较长,有的可长达几十年以上。在有机氯杀虫剂中,随性质不同,其残留程度也不一样,其中艾氏剂、七氯、氯丹等消失较快,丙体六六六属中等程度,滴滴涕和狄氏剂等残留期更长。有机磷农药在土壤中残留时间一般仅为数天,个别的可长达数月。

(四)对农作物和食品的污染

包括对农副产品和乳肉制品的污染。大量使用农药引起食物污染的实例国外曾报道较多。日本1964~1965年对216种食品进行调查后,发现84种食品含有滴滴涕残留,最高值可达0.8mg/kg,45种含有狄氏剂残留,最高值为O.14mg/kg,均超过了国家标准。农药污染农作物和食品的途径主要有如下几种。

1、直接污染

直接污染是直接使用农药造成食品及食品原料的污染。

①给农作物直接使用农药制剂后,渗透性农药主要沾附在蔬菜、水果等作物表面,大部分可以洗去,因此作物外表的农药浓度高于内部;内吸性农药可进入作物体内,使作物内部农药残留量高于作物体外。另外,作物中农药残留量大小也与施药次数、施药浓度、施药时间和施药方法以及植物的种类等有关。一般施药次数越多、间隔时间越短、施药浓度越大,作物中的药物残留量越大。最容易从土壤中吸收农药的是胡萝卜、草莓、菠菜、萝卜、马铃薯、甘薯等,番茄、茄子、圆辣椒、卷心菜、白菜等吸收能力较小。熏蒸剂的使用也可导致粮食、水果、蔬菜中农药残留。由于农药污染,致使食物中广泛存在着农药残留。据报道,牛奶与黄油中DDT含量在O.05~O.16mg/kg,西红柿、葡萄等果品中含量为1.5~8mg/kg,而且主要集中在果皮。据北京市对10种食品的化验分析,发现受农药污染程度大小的顺序是,肉类>蛋类>食油>家禽>水产>粮食>蔬菜>水果>牛奶>酱油,其中肉类和蛋类的污染比较明显,猪肉脂肪中六六六含量超过了国家规定容许标准的4倍。

参考资料:环境中有毒有害物质与分析检测


【关键词】DDT、六六六、乐果、敌百虫、敌敌畏、化学性农药,国家标准物质网 

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