2022年医学专题—第7章-绿色农药.ppt

绿色(l s)化学,第一页，共四十八页。,第二页，共四十八页。,杀菌剂的历史可追溯到20世纪20年代波尔多液的发明。这是一种以3份硫酸铜、一份生石灰和100份水配成的蓝色溶液，已公认为世界上第一个合成杀菌剂。继之，杜邦公司于1931年合成第一个有机杀菌剂福美双。20世纪60年代，咪唑类杀菌剂合成成功(chnggng)并投入使用，如苯菌灵、甲基托布津、噻菌灵等，有的至今仍在使用。,7.1.1 杀菌剂,7.1.2 杀虫剂,20世纪(shj)40年代问世的第一代杀虫剂是有机氯、有机磷杀虫剂，其代表化合物为DDT、666、艾氏剂、七氯等有机氯，对硫磷、特丁磷等有机磷。第二代杀虫剂为氨基甲酸酯类农药，如西维因等。第三代杀虫剂为除虫菊酯，它源于植物除虫菊，但光稳定性差。20世纪70年代，化学家们对其结构进行改造，生产出一批在当时为高效低毒的拟除虫菊酯，如：氰氯菊酯、溴氯菊酯、氰戊菊酯等。,农药是指具有杀虫、杀菌、杀病毒、除草等功能的化学药物。现代农药还包括植物生长调节剂。1994年，美国环保局又将转基因作物列入农药的范畴(fnchu)，并建立相应法规及登记程序。,第三页，共四十八页。,第三代农药也称为昆虫保幼激素一类农药。此类农药主要通过昆虫自身蜕皮激素和保幼激素来控制幼虫的成长过程。如使其提前或延迟某一个生长阶段(jidun)的发生，避开或者错开农作物最易受到害虫取食的时期，使害虫无以为食；或者使害虫的某个生长阶段恰逢不利的季节、气候（低温、干旱少雨），降低生长率。此外，可以利用人工合成的保幼激素使害虫的生长发育紊乱，停留在幼虫期，无法进入性成熟期，不能繁殖后代。,第四页，共四十八页。,第四代杀虫剂为生物杀虫剂，如苏云金杆菌(gnjn)，于20世纪70年代末进入市场。,20世纪40年代，Tukey和Celia Kirby等成功地合成和生产苯氧乙酸类除草剂，从此，对杂草的防治由人工进入化学防治阶段。50年代，随着氨基甲酸酯类杀虫剂的出现，硫代氨基甲酸酯类除草剂也跟着进入农药市场(shchng)，如扑草灭、苏达天、野麦畏、毒草胺、西玛津、赛克津等，现在有不少产品仍占有一定的市场(shchng)。,7.1.3 除草剂,60年代的除草剂有呋喃丹、涕灭威、氟灭灵、对草快、草灭平等(pngdng)，也出现二苯醚类除草剂。70年代出现磺酰脲类除草剂甲磺隆、嘧磺隆、醚苯磺隆及氟嘧磺隆。磺酰尿类除草剂活性高，用量少，每公顷只需要15150克即可，目前仍为销售量最高的除草剂。,第五页，共四十八页。,7.2.1 农药(nngyo)的作用,农药的使用是农业增产的重要因素，是解决世界上60亿人口温饱问题的有力措施。据统计，世界谷物生产(shngchn)每年因虫害损失14%，病害损失10%，草害损失11%；我国的农作物从种植到储藏，因病、虫、草、鼠的危害，粮食最少损失10%15%，棉花约15%，水果、蔬菜20%30%。农药的使用可以挽回大部分的损失，在农业抵抗病虫害方面起着积极的作用。历史上曾经发生过很多次大灾害，如1845年由于马铃薯晚疫病大流行所造成的震惊世界的爱尔兰大饥荒，18701880年间由于葡萄霜霉病大流行所导致的法国葡萄种植业的崩溃以及葡萄酒酿造业的倒闭，我国历史上十多次由于“南螟北蝗”造成的全国大饥荒等，都是由于缺乏有效的防治手段的结果。,第六页，共四十八页。,此外，杀虫剂在疾病载体控制以及健康和生命保护的卫生项目中也起着决定性的作用(zuyng)，如疟疾问题中的疟蚊的防治，农药挽救了世界各地数以百万计人的生命，而且今后还将如此。所以，农药也是最重要的对付饥饿和保护人类生命的武器之一。然而，由于农药的毒性，其引起的负面影响也非常严重。,由于世界人口激增，粮食(ling shi)生产仍低于需求，在一些贫困国家，仍有很多人在挨饥受饿，平均每3.6 秒就有一个人饿死。所以农药作为植物保护的重要手段，今后还是必要的。,第七页，共四十八页。,7.2.2 农药(nngyo)引起的急性中毒,1983年禁用有机氯农药后，我国的农药向高效、低用量、低残留的方向发展，但许多农药的毒性比有机氯农药强十倍乃至百倍。如有机磷、氨基甲酸酯类农药中相当一部分是高毒和三致（致癌、致畸、致突变）的品种。由于农民缺乏用药知识和技术，个别使用者或不法经营者漠视相关的管理法例和法规，由此而产生的急性(jxng)中毒事故屡屡发生。,据世界卫生组织（WHO）对19个国家的统计(tngj)，全世界每年发生50万起农药急性中毒事故，涉及200万人，其中大约4万人死亡。每10万个接触农药的农业人口中，每年有679个发生农药中毒事故，且75.4%的急性中毒系由有机磷引起。,第八页，共四十八页。,据统计，19921996年间我国共发生(fshng)农药中毒事故247349例，死亡人数24612人。中毒原因和途径多种多样，有生产性中毒和投毒、自杀、误服、误触中毒。此外，因食用被农药污染的农副产品而中毒伤亡的事故也屡屡发生(fshng)。我国每年因农药中毒的人数已占世界同类中毒伤亡事故的50%，表明农药造成的人畜伤亡已成为急待解决的社会问题。,7.2.3 农药(nngyo)对土壤、农作物的污染,半个多世纪以来由于农药的大量、大面积使用，不当滥用，以及农药的不可降解性，已对地球造成严重的污染，并由此威胁(wixi)着人类的安全。,19621971年，在越南战争中，美国向越南喷洒了6434升落叶剂2,4-D（2,4-二氯苯氧基乙酸）和2,4,5-T(2,4,5-三氯苯氧基乙酸)。在2,4-D和2,4,5-T中还含有剧毒的副产物二噁英类化合物。其结果是造成大批越南人患肝癌、孕妇流产和新生儿畸形。这证明了有机氯农药有严重的毒害作用。此后，美国和其他西方国家便陆续禁止在本国使用有机氯农药，我国也在1983年禁止有机氯农药的生产和使用。,第九页，共四十八页。,据统计，中国每年农药(nngyo)使用面积达1.8亿公顷次，50年代以来使用的666达到400万吨、DDT 50多万吨，受污染的农田1330万公顷。农田耕作层中666、DDT的残留量分别为0.7210-6和0.4210-6；土壤中累积的DDT总量约为8万吨。粮食中有机氯的检出率为100%，小麦中666含量超标率为95%。,20世纪80年代禁止生产和使用有机氯农药后，代之以有机磷、氨基甲酸酯类农药，但其中一些品种比有机氯的毒性大10倍甚至100倍，农药对环境的排毒系数比1983年还高，而且，这些农药虽然低残留，但有一部分与土壤形成结合残留物，虽然可暂时避免分解或矿化，但一旦(ydn)由于微生物或土壤动物活动而释放，将产生难以估计的祸害。,第十页，共四十八页。,7.2.4 农药对环境(hunjng)的污染,由于农药的施用通常采用喷雾的方式，农药中的有机溶剂和部分农药漂浮在空气中，污染大气；农田被雨水冲刷(chngshu)，农药则进入江河，进而污染海洋。这样，农药就由气流和水流带到世界各地，残留土壤中的农药则可通过渗透作用到达地层深处，从而污染地下水。,据世界卫生组织报道，伦敦上空1吨空气中约含10微克DDT，雨水中含DDT710-1240010-12，全世界生产了约1500万吨DDT，其中约100万吨仍残留在海水中。中国南方某省19941998年，渔业水域受污染面积达45万多公顷，污染事故800多起。水域中的农药通过浮游植物-浮游动物-小鱼-大鱼的食物链传递、浓缩，最终(zu zhn)到达人类，在人体中累积。,第十一页，共四十八页。,7.2.5 农药对生态(shngti)的破坏,农药的不当滥用，导致害虫、病菌的抗药性。据统计，世界上产生抗药性的害虫从1991年的15种增加到目前的800多种，我国也至少有50多种害虫产生抗药性。抗药性的产生造成用药量的增加，乐果、敌敌畏等常用农药的稀释浓度(nngd)已由常规的1/1000提高到1/4001/500，某些菊酯类农药稀释倍数也由30005000倍提高到1000倍左右。,20世纪80年代初，我国各地防治棉田的棉铃虫和棉蚜只需用除虫菊类杀虫剂防治23次，每次用药量450毫升/公顷(n qn)，就可以全生长季控制为害；到了90年代，棉蚜对这类杀虫剂的抗药性已超过1万倍，防治已无效果，棉铃虫也对其产生几百倍到上千倍的抗药性，防治810次，甚至超过20次、每次用750毫升/公顷(n qn)，防治效果仍大大低于80年代初。,第十二页，共四十八页。,大量和高浓度使用杀虫剂、杀菌剂的同时，杀伤了许多害虫天敌，破坏了自然界的生态平衡，使过去未构成严重危害的病虫害大量发生，如红蜘蛛、介壳(jiqio)虫、叶蝉及各种土传病害。,此外(cwi)，农药也可以直接造成害虫迅速繁殖，80年代后期，湖北使用甲胺磷、三唑磷治稻飞虱，结果刺激稻飞虱产卵量增加50%以上，用药710天即引起稻飞虱再猖獗。这种使用农药的恶性循环，不仅使防治成本增高、效益降低，更严重的是造成人畜中毒事故增加。,长期大量使用化学农药不仅误杀了害虫天敌，还杀伤了对人类无害的昆虫，影响了以昆虫为生的鸟、鱼、蛙等生物；在农药生产、施用量较大的地区，鸟、兽、鱼、蚕等非靶生物伤亡事件也时有发生。世界野生动物基金会1998年发表报告说，若以1970年地球生物指数为100，则1995年已下降到68，在短短的25年中，地球上32%的生物被毁灭。在此期间，海洋生物指数下降30%，而河流、湖泊、沼泽、湿地(sh d)等淡水生态系统的生物指数下降50%！生物多样性的减少，破坏了生态平衡，最终将威胁到人类在地球上的生存。,第十三页，共四十八页。,农药的过量使用，可对后茬农作物产生药害，造成减产乃至失收。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，在中国每年约60多亿元。1993年福建、广东(gung dng)等省出口到马来西亚的茶叶因农药超标而未成行，我国出口到欧共体的冻兔肉也因666超标而被退货，至今仍未能进入欧共体市场。,7.2.6 农药(nngyo)造成的经济损失,第十四页，共四十八页。,7.2.7 农药(nngyo)对人类的危害,除了急性中毒外，在自然界中不能降解的农药，通过(tnggu)食物链的传递和浓缩，最终到达人类体内，在内脏、脂肪中累积而引起各种疾病，甚至癌症。,据统计，农村小孩白血病中50%与农药(nngyo)有关，而新生儿畸型的比率比城市多一倍，也与农药(nngyo)有关。1997年癌症研究国际组织已证明在动物试验中有足够致癌证据的农药(nngyo)26种，有一定致癌证据的农药(nngyo)16种。其中不少农药(nngyo)至今仍在生产和使用。,第十五页，共四十八页。,由上可见(kjin)，农药的面源污染是比工业的点源污染严重得多的问题：工业污染是局部污染，可以通过清洁生产和末端处理防治；农药产生的污染是大面积的面源污染，是把大量有毒甚至极毒的合成物投到人类赖以生存的环境中，且由于是面源污染，没法用末端处理的方法整治，而农业生产又不得不用农药去减少病虫害。所以，环境友好的绿色农药便成为今天全球化学家努力的一个目标。,7.2.8 绿色(l s)农药的提出,第十六页，共四十八页。,绿色农药是指对防治(fngzh)病菌、害虫高效，而对人畜、害虫天敌、农作物安全，在环境中易分解、在农作物中低残留或无残留的农药。,7.3.1 超高效(o xio)低毒化学药,所谓超高效低毒农药，就是指新开发的农药对靶标生物活性高，每公顷(n qn)耕地施用量仅10克100克，且对人畜基本上无毒，对害虫天敌和益虫无害，易在自然界中降解、无残留或低残留的农药。,化学农药的毒性及对环境的污染在20世纪70年代就引起各界特别是发达国,家的重视。美国在1972年就停止生产和使用DDT等毒性大、高残留的农药，我国则在1983年开始禁止生产和使用有机氯农药。,然而，由于化学农药见效快、能耗低及容易大规模生产等特点，至今仍是防治病虫害的主要手段。专家预测，21世纪50年代以前，化学合成农药仍是农药的主体。所以，超高效、低毒害、无污染的农药就成为目前绿色农药的主攻方向之一。,第十七页，共四十八页。,7