第十二章农药的环境毒理学.ppt
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1、第十三章 农药的毒性 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。,1、农药的发展史: 2、农药污染环境的主要途径及 对环境的影响: 大气;土壤;水体;住宅等方式进入,我国农药的施用水平也因地理位置不同,存在较大的差异,东部沿海省份的用药量普遍高于全国平均水平,其中,江苏、浙江、山东、广东、广西、湖北、湖南、河南等八省区的农药施用量均在万吨以上,这八省区的农药施用量约占全国的60%左右,其中有机磷农药用量占全国的65%,尤以广东、江苏、山东为最多。,农药有哪些种类: 1、农药
2、的种类繁多,按其主要用途可分为: 杀虫剂 (insecticide)、杀蟎剂(acaride)、杀菌剂 (fungicide)、杀软体动物剂、杀线虫剂 、杀鼠剂 除草剂 (herbicide)、脱叶剂 (defoliant)、植物生长调节剂 (Plant growth regulator)等。其中以杀虫剂品种最多,用量最大。,2、按来源不同分为: 矿物源农药(无机化合物)、生物源农药(天然有机物、抗生素、微生物)及化学合成农药三大类。,矿物源农药是起源于天然矿物原料的无机化合物和石油的农药。它包括砷化物、硫化物、铜化物、磷化物和氟化物,以及石油乳剂等。目前使用较多的品种有硫悬浮剂、波尔多液等。
3、,生物源农药是指利用生物资源开发的农药。 包括动物源农药(如烯虫酯、昆虫性引诱剂、赤眼蜂等)植物源农药(如除虫菊素、丁香油、乙烯利等)、微生物源农药(井冈霉素、白僵菌、苏云金杆菌等)。,化学合成农药是由人工研制合成,并由化学工业生产的一类农药,其品种繁多(常用的约300种)应用范围广,药效高。,第一节 有机氯农药,有机氯农药是氯代烃类化合物,也称为氯代烃农药,属高效广谱杀虫剂。按其用途可分为杀虫剂、杀螨剂和杀菌剂。我国过去使用的农药中60%是有机氯农药。由于其性质稳定、分解较慢、容易在生物体内蓄积,目前已趋向被淘汰,我国近年来已停止生产和使用此类农药。,一、理化性质 多为白色或淡黄色晶体,少数
4、为粘稠液体,不溶于水,易溶于脂肪及大多数有机溶剂,挥发性小,化学性质稳定,与酶和蛋白质有较高的亲和力,所以易吸附在生物体内,生物富集作用极强,有较长的残留致毒期。,二、体内代谢过程 有机氯农药可通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体。消化道是最常见和最危险的进入途径。被吸收后主要分布和蓄积在脂肪组织、神经组织和肝、肾等中性脂肪内。有机氯农药在体内的分布和蓄积与组织中的脂肪含量成正比。有机氯农药的潜在危害主要在于其在人体内可长期蓄积。,DDT进入人体后,仅有少量(约1)以原形态由尿中排出,被吸收的DDT约有4765。DDT转化生成DDE、DDD和DDA。DDA则为DDT的醋酸化合物。 DDE可长期蓄积
5、于体内,DDT和DDA均可从尿及粪便中排出。在人体内DDD及DDA的生成极缓慢,主要以DDT和DDE的形式蓄积于脂肪组织,有机氯农药尚可通过胎盘储存于胎儿的脂肪组织中。,三、毒性作用 轻者有头痛、头昏视力模糊、恶心、腹泻出汗、失眠等,严重时引起抽搐甚至失去知觉。且有机氯农药对人体的毒性有蓄积性和远期作用。,1急性毒性作用 急性中毒主要表现为对中枢神经系统的作用,症状可有肌肉震颤、阵发性抽搐,最后可由于全身麻痹而死亡。 当人体摄入的DDT每千克体重达10mg时,即可出现中毒症状;16mg时可出现痉挛。据人体中毒事故分析及对狒狒的实验推测,DDT对人的口服致死量约为每公斤体重150mg。,2慢性毒
6、性作用 有机氯农药的慢性毒性作用主要表现为对肝肾的损害。DDT及六六六在慢性毒性试验中,供试动物可见有肝肿大,肝细胞变性及坏死等。慢性中毒的动物常见有不同程度的贫血、白细胞增高和中枢神经性病变。,四、毒作用机理 主要靶器官是神经系统。毒作用机理是有机氯的去氯反应。当有机氯进入血循环后,即与基质中氧活性原子作用,发生脱氯的链式反应,产生不稳定的氧化产物,后者分解很慢,于是成为新的活性中心。这种链式反应很慢,因此未起作用的杀虫剂即被血液带到脂肪组织中长期贮存。,降低神经膜对K的透性; 抑制神经末鞘ATP酶活性; 激活CNS,乙酰胆碱分泌增加,抑制单胺氧化酶,5-羟色胺积累 酶活性: 诱导CytP-
7、450, 脱氯化氢酶,ALA合成酶等。 类固醇代谢: 改变激素平衡水平 对生殖机能的影响:环境激素 性周期、功能障碍。男性精子数量由60年代3.0亿/ml, 下降至0.5亿/ml, 3.5ml/次下降到2.4ml/次 胚胎发育障碍,第二节 有机磷酸酯类农药,有机磷农药是目前我国生产和使用最多的一类农药。具有毒力大、杀虫谱广的特点,与有机氯杀虫剂相比用量小,易于分解,残留期较短。目前,有机磷农药有50余种,我国生产的有机磷农药绝大部分为杀虫剂,如对硫磷、内吸磷、马拉硫磷、乐果、敌百虫、敌敌畏等。,1理化特性 (1)有机磷农药大多为磷酸酯类或硫代基磷酸酯类 (thio-organophosphat
8、es)化合物,其结构通式为:,式中:R1、R2在我国生产的农药中多为甲氧基 (CH3O一)或乙氧基(C2H5O一);X为氧或硫原子;Y可为各种不同的酸性基团,代入的基团不同,可产生各种不同毒性的有机磷化合物。,(2)除少数品种如敌百虫外,有机磷农药一般为油状液体,工业品呈淡黄色至棕色,易挥发,常有类似大蒜的臭味。 (3)有机磷农药易溶于有机溶剂和植物油。常用剂型有乳剂、油剂、粉剂及颗粒剂等。,二、体内代谢过程 有机磷农药可经消化道、呼吸道及完整的皮肤、粘膜吸收人体,经皮吸收常是职业性中毒的主要途径。 吸收后的农药迅速随血流分布到全身各组织器官,其中以肝脏含量最高,代谢物主要由肾随尿液、小部分随
9、粪排出。,1、氧化作用 氧化脱硫反应: 分子式中含有P=S的有机磷农药的脂溶性较强,它们能通过皮肤侵入机体,进行氧化脱硫反应,使P=S转化为P=O,其抗胆碱酯酶活性增加,毒性增强。 这种氧化脱硫反应属于激活有机磷化合物的反应。,O-脱烷基反应: MFOS催化,脱出的烷基与巯基蛋白结合,排除速度增加,毒性降低。,S氧化反应: 分子结构中含有硫醚基(一CSC一)的有机磷农药也可在混合功能氧化酶的催化作用下进行S氧化反应,转化为亚砜型或砜型衍生物,使这些氧化产物的毒性增加510倍,此反应也是有机磷农药在体内的一种激活过程。,2、水解作用 有机磷农药在哺乳动物体内的生物转化方式水解作用是很重要的。某些
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