1、第八章第八章 农药的毒性农药的毒性 第一节 概述定义定义 农药：指人们为杀灭或抑制对农业有害的生农药：指人们为杀灭或抑制对农业有害的生物而使用的各种化学药剂。物而使用的各种化学药剂。 矿物源农药矿物源农药化学合成农药化学合成农药生物农药生物农药 按来源分：按来源分：杀虫剂杀虫剂 除草剂除草剂杀细菌剂杀细菌剂 杀真菌剂杀真菌剂杀螨剂杀螨剂 杀鼠剂杀鼠剂按作用对象分：按作用对象分：第一节 概述 农药的发展农药的发展 第一代农药：无机农药、天然植物及其产品第一代农药：无机农药、天然植物及其产品第二代农药：有机合成农药第二代农药：有机合成农药第三代农药：拟除虫菊酯类第三代农药：拟除虫菊酯类第四代农药：
2、保幼激素、蜕皮激素、信息素第四代农药：保幼激素、蜕皮激素、信息素及几丁质合成酶抑制剂及几丁质合成酶抑制剂第五代农药：新型天然产物和脑激素拮抗物第五代农药：新型天然产物和脑激素拮抗物，如烟碱类似物，如烟碱类似物吡虫啉吡虫啉第二节第二节 农药残留和污染农药残留和污染一、农药进入环境的途径一、农药进入环境的途径二、农药残留二、农药残留 定义：指农药使用后残存于生物体、农副产品和环境定义：指农药使用后残存于生物体、农副产品和环境中的微量农药原体及其有毒代谢物、降解产物和杂质的中的微量农药原体及其有毒代谢物、降解产物和杂质的总称。总称。来源：施药后的直接污染从污染环境中吸收通过食物链与生物富集作用而产生
3、间接污染三、农药对土壤、水体和大气的污染三、农药对土壤、水体和大气的污染 （一）农药对土壤的污染（一）农药对土壤的污染 进入途径进入途径：1 1、直接将农药施入土中、直接将农药施入土中2 2、农药喷洒时落入土壤或附着在农作物上的农药落入土壤、农药喷洒时落入土壤或附着在农作物上的农药落入土壤3 3、大气沉降、灌溉和动植物残体也可将农药带入土中。、大气沉降、灌溉和动植物残体也可将农药带入土中。 迁移迁移：大量流动与扩散两种作用。大量流动是翻耕、地：大量流动与扩散两种作用。大量流动是翻耕、地表径流、土壤水渗滤、淋溶引起，扩散作用与土壤性质有表径流、土壤水渗滤、淋溶引起，扩散作用与土壤性质有关。关。（
4、二）农药对水体的污染（二）农药对水体的污染污染途径污染途径：（1 1）直接施入水中）直接施入水中（2 2）农田使用的农药随雨水或灌溉水进入水体）农田使用的农药随雨水或灌溉水进入水体（3 3） 农药厂排污农药厂排污（4 4）大气沉降）大气沉降（5 5）农药使用时进入水体）农药使用时进入水体 迁移：迁移：（1 1）附于颗粒物沉降于底泥）附于颗粒物沉降于底泥（2 2）随水流海流迁移）随水流海流迁移（3 3）被水生生物摄入）被水生生物摄入（三）农药对大气的污染（三）农药对大气的污染 污染途径：污染途径：（1 1）喷洒过程中部分颗粒进入大气）喷洒过程中部分颗粒进入大气（2 2）废气：农药配制、加工运输、
5、农作物废弃物燃烧）废气：农药配制、加工运输、农作物废弃物燃烧（3 3）挥发：作物表面或土壤表面）挥发：作物表面或土壤表面 迁移：迁移：气流作用。农药也可以在大气中消失，其降气流作用。农药也可以在大气中消失，其降解途径有部分农药的降解，多数农药可因雨水洗涤及沉解途径有部分农药的降解，多数农药可因雨水洗涤及沉降而落入地面和水中。但适当条件下又可由地面挥发或降而落入地面和水中。但适当条件下又可由地面挥发或风蚀重返大气。风蚀重返大气。第三节第三节 农药的环境毒性农药的环境毒性四、农药及对人体健康的影响四、农药及对人体健康的影响（一）农药的急性毒性与人体健康（一）农药的急性毒性与人体健康包括职业性（工业
6、生产、农业施用）、农药自杀、误服包括职业性（工业生产、农业施用）、农药自杀、误服误用引起。引起急性中毒的农药最常见为有机磷杀虫剂误用引起。引起急性中毒的农药最常见为有机磷杀虫剂，其次为氨基甲酸酯类、有机氯、有机汞。，其次为氨基甲酸酯类、有机氯、有机汞。（二）亚急性毒性（二）亚急性毒性（三）慢性毒性（三）慢性毒性 主要发生在较长时间接触农药的人群。慢性毒性的测主要发生在较长时间接触农药的人群。慢性毒性的测定主要观察农药的三致作用。定主要观察农药的三致作用。致癌致癌目前认为与长期接触农药有关的癌症中，证目前认为与长期接触农药有关的癌症中，证据最多的是淋巴癌，骨髓瘤，白血病和软组织肉据最多的是淋巴癌
7、，骨髓瘤，白血病和软组织肉瘤。有两项流行病学调查显示长期接触农药的农瘤。有两项流行病学调查显示长期接触农药的农民肝癌发生率明显地高。目前的流行病学调查尚民肝癌发生率明显地高。目前的流行病学调查尚不足以说明许多农药和癌之间存在完全确切的因不足以说明许多农药和癌之间存在完全确切的因果关系。果关系。 生殖毒性：生殖毒性： 二溴氯丙烷用于熏蒸土壤，杀灭线虫等害虫，但该二溴氯丙烷用于熏蒸土壤，杀灭线虫等害虫，但该农药对人体也有削弱生殖能力的作用。农药对人体也有削弱生殖能力的作用。 流行病学调查表明：几乎一半长期接触该农药的农流行病学调查表明：几乎一半长期接触该农药的农民精子数量比正常人要少，约少于正常人
8、精子数的民精子数量比正常人要少，约少于正常人精子数的10%10%。进一步流行病学调查证实：暴露于该农药的时间长。进一步流行病学调查证实：暴露于该农药的时间长短和暴露的程度直接关系到精子数量减少。短和暴露的程度直接关系到精子数量减少。第四节第四节 几种重要的农药几种重要的农药及其毒理及其毒理 一、有机氯农药一、有机氯农药 分为两大类：分为两大类：（1 1）氯化苯类：）氯化苯类：DDTDDT、六六六、氯杀螨、五氯硝基苯等、六六六、氯杀螨、五氯硝基苯等（2）多环氯代脂肪烃类：七氯、狄氏剂、艾氏剂）多环氯代脂肪烃类：七氯、狄氏剂、艾氏剂环戊环戊二烯作原料，主要成分是氯代碳氢化合物。二烯作原料，主要成分
9、是氯代碳氢化合物。（一）体内代谢（一）体内代谢 可经消化道、呼吸道、皮肤进入机体，主要经消化道可经消化道、呼吸道、皮肤进入机体，主要经消化道进入机体。进入机体。 吸收后主要蓄积在脂肪组织以及脂质含量较高的组吸收后主要蓄积在脂肪组织以及脂质含量较高的组织器官如大网膜、肾周围组织等，其次是骨髓、肾上腺、织器官如大网膜、肾周围组织等，其次是骨髓、肾上腺、卵巢、脑、肝、肾。代谢后经尿、粪、乳汁排出，还可卵巢、脑、肝、肾。代谢后经尿、粪、乳汁排出，还可经胎盘传递给胎儿。经胎盘传递给胎儿。 有机氯农药在机体内的主要代谢方式是有机氯农药在机体内的主要代谢方式是脱脱HCl、脱氯和氧化反应。脱氯和氧化反应。 C
10、lCClClClClCHClCClClClCClOHClCClClClCHClCClClClC六六六：六六六： 主要蓄积在脂肪中。六六六原药中含有甲乙丙主要蓄积在脂肪中。六六六原药中含有甲乙丙体等异构体，其中丙体为有效成分，其余均无效体等异构体，其中丙体为有效成分，其余均无效且污染环境。体内代谢以丙体最快，乙体最慢。且污染环境。体内代谢以丙体最快，乙体最慢。因此人体脂肪中六六六的蓄积以乙体最高，而血因此人体脂肪中六六六的蓄积以乙体最高，而血液中甲体最高。液中甲体最高。 六六六的分解代谢主要是脱氯后形成氯酚类化六六六的分解代谢主要是脱氯后形成氯酚类化合物，与谷胱甘肽结合后排出。合物，与谷胱甘肽结
11、合后排出。（二）毒性作用（二）毒性作用 急性毒性急性毒性主要表现为对中枢神经系统的作用。大剂量主要表现为对中枢神经系统的作用。大剂量接触后轻者头昏、头痛、恶心、呕吐，重者发生抽搐、接触后轻者头昏、头痛、恶心、呕吐，重者发生抽搐、昏迷，最后可由于全身麻痹死亡。昏迷，最后可由于全身麻痹死亡。 慢性毒性作用慢性毒性作用 有机氯农药有蓄积性和长期效应。对脂肪和类脂质有有机氯农药有蓄积性和长期效应。对脂肪和类脂质有特殊亲和力，蓄积在实质脏器的脂肪组织内，引起肝脏特殊亲和力，蓄积在实质脏器的脂肪组织内，引起肝脏等营养失调，发生变性或坏死。等营养失调，发生变性或坏死。 动物实验表明有致癌致畸作用，但对人类来
12、说，尚动物实验表明有致癌致畸作用，但对人类来说，尚未有充分证据证明有机氯与肿瘤发病和畸形有关。未有充分证据证明有机氯与肿瘤发病和畸形有关。（三）毒作用机理（三）毒作用机理 1、对神经系统的影响、对神经系统的影响 有机氯农药的主要靶器官是神经系统。有机氯农药的主要靶器官是神经系统。a、抑制抑制NaKATPase，改变神经细胞的功能，改变神经细胞的功能。DDT使使NaK泵活性下降，泵活性下降，K通透性下降。通透性下降。b、与神经膜上受体结构互补与神经膜上受体结构互补 与与DDT受体结合，造成神经膜结构扭曲，使受体结合，造成神经膜结构扭曲，使Na泄漏，导致不正常的神经冲动泄漏，导致不正常的神经冲动c
13、、可刺激突触前膜，增加乙酰胆碱释放。可刺激突触前膜，增加乙酰胆碱释放。（2 2）对酶活性的影响）对酶活性的影响 可诱导肝脏微粒体细胞色素可诱导肝脏微粒体细胞色素P450P450酶活力；六酶活力；六六六可诱导六六可诱导ALAALA合成酶，促进卟啉合成合成酶，促进卟啉合成卟啉卟啉症症（3 3）对类固醇激素代谢的影响）对类固醇激素代谢的影响 可改变雌雄激素及肾上腺激素的代谢，影响可改变雌雄激素及肾上腺激素的代谢，影响各种类固醇激素水平。各种类固醇激素水平。二、有机磷农药二、有机磷农药 R3R2R1PX 有机磷酸酯类化合物，有机磷酸酯类化合物，R1R2为碱性取代基团，为碱性取代基团，R3为酸性取代基团
14、，为酸性取代基团，X为为O或或S，多为油状或晶，多为油状或晶体，具大蒜臭味，挥发性强，难溶于水，对光、体，具大蒜臭味，挥发性强，难溶于水，对光、热、氧稳定，遇碱迅速分解。热、氧稳定，遇碱迅速分解。 （一）体内代谢（一）体内代谢 可经消化道、呼吸道和皮肤吸收。大多数化合物皮肤可经消化道、呼吸道和皮肤吸收。大多数化合物皮肤吸收快而且完全。吸收后迅速分布全身，尤其是肝含量吸收快而且完全。吸收后迅速分布全身，尤其是肝含量最高，其次是肾、肺、骨中。大多数有机磷可通过血脑最高，其次是肾、肺、骨中。大多数有机磷可通过血脑屏障，体内代谢较快，一般无明显蓄积作用。屏障，体内代谢较快，一般无明显蓄积作用。(C2H
15、5O)2 P O NO2S(C2H5O)2 P O ONO2 生物转化：生物转化：1 1、氧化作用、氧化作用(1)(1)氧化脱硫氧化脱硫：(2)O脱烷基反应脱烷基反应PCH3OCH3OSONO2PCH3OSONO2HO+HCHOPC2H5OC2H5OSCH2CH2SCH2CH3PC2H5OC2H5OSCH2CH2SCH2CH3OPC2H5OC2H5OSCH2CH2CH2CH3OSO(3)S-氧化反应氧化反应 2 2、水解作用、水解作用 a a、磷酸酶：可使磷酸酯和硫代磷酸酯类发生水解，生磷酸酶：可使磷酸酯和硫代磷酸酯类发生水解，生成烷基磷酸或烷基硫代磷酸。成烷基磷酸或烷基硫代磷酸。PC2H5O
16、C2H5OOONO2PC2H5OC2H5OOOH+HONO2 对氧磷对氧磷 二乙基磷酸二乙基磷酸 对硝基酚对硝基酚b b、羧基酯酶、羧基酯酶PCH3OCH3OSSCCH2COOC2H5HCOOC2H5PCH3OCH3OSSCCH2COOHHCOOH+C2H5OH2c c、酰胺酶：水解分子结构中含有酰胺键（、酰胺酶：水解分子结构中含有酰胺键（COCONHNH）的有机磷农药。的有机磷农药。PCH3OCH3OSSCH2CONHCH3PCH3OCH3OSSCH2COOH+H2NCH3 乐果乐果 乐果酸乐果酸 甲胺甲胺 （二）毒性作用（二）毒性作用1 1、急性毒性、急性毒性 表现为头痛、恶心、呕吐、乏力
17、、食欲不振，重者伴有表现为头痛、恶心、呕吐、乏力、食欲不振，重者伴有心律加快、血压升高、呼吸困难、震颤，进一步可出现惊心律加快、血压升高、呼吸困难、震颤，进一步可出现惊厥昏迷、循环衰竭，可因昏迷和呼吸衰竭而死亡。厥昏迷、循环衰竭，可因昏迷和呼吸衰竭而死亡。 主要是对乙酰胆碱酯酶的抑制。主要是对乙酰胆碱酯酶的抑制。3 3、慢性毒性、慢性毒性 常见于从事生产、使用的工人中，主要症状是血胆碱酯常见于从事生产、使用的工人中，主要症状是血胆碱酯酶活力持久而明显下降及植物性神经调节障碍。酶活力持久而明显下降及植物性神经调节障碍。2 2、迟发性神经毒性、迟发性神经毒性 急性中毒急性中毒8-148-14天后，
18、临床表现为从肢体远端向近端发展天后，临床表现为从肢体远端向近端发展的感觉异常和运动障碍，重者可导致永久性肢体瘫痪的感觉异常和运动障碍，重者可导致永久性肢体瘫痪 （三）毒作用机理（三）毒作用机理 机制主要在于抑制乙酰胆碱酯酶活性。机制主要在于抑制乙酰胆碱酯酶活性。 有机磷化合物的磷酸根可与乙酰胆碱酯酶活性中心结合形成有机磷化合物的磷酸根可与乙酰胆碱酯酶活性中心结合形成磷酰化胆碱酯酶，失去水解乙酰胆碱的作用，导致乙酰胆碱蓄磷酰化胆碱酯酶，失去水解乙酰胆碱的作用，导致乙酰胆碱蓄积，过度刺激胆碱能神经系统，引起组织器官功能性改变。积，过度刺激胆碱能神经系统，引起组织器官功能性改变。三、氨基甲酸酯类农药
19、三、氨基甲酸酯类农药 氨基甲酸酯类农药具有很高的杀虫活性，且广谱、低氨基甲酸酯类农药具有很高的杀虫活性，且广谱、低毒、价廉、合成方便。通式：毒、价廉、合成方便。通式：NR1R2COXO R1、R2、X可为烷基或芳香基。可为烷基或芳香基。 西维因ONHCH3CO( (一一) )体内代谢体内代谢 可经消化道呼吸道、皮肤吸收，体内降解速度快，一可经消化道呼吸道、皮肤吸收，体内降解速度快，一般转化为易溶中间物，经水解氧化后与葡萄糖醛酸、磷般转化为易溶中间物，经水解氧化后与葡萄糖醛酸、磷酸或氨基酸结合，排出。水解可产生甲胺和酚类。酸或氨基酸结合，排出。水解可产生甲胺和酚类。（二）毒性作用（二）毒性作用
20、与有机磷相似。急性中毒时可表现为有流泪、流涎，肌与有机磷相似。急性中毒时可表现为有流泪、流涎，肌肉颤抖、瞳孔缩小等症状。肉颤抖、瞳孔缩小等症状。 蓄积作用弱，慢性毒性小。近年主要关注其三致作用，蓄积作用弱，慢性毒性小。近年主要关注其三致作用，但尚未有确切的证据。但尚未有确切的证据。（三）毒作用机理（三）毒作用机理 与有机磷农药相似都是抑制胆碱酯酶活性，与有机磷农药相似都是抑制胆碱酯酶活性，有其特点：有其特点：1 1、整个分子与胆碱酯酶形成疏松的复合体，、整个分子与胆碱酯酶形成疏松的复合体，不需代谢活化。不需代谢活化。2 2、与胆碱酯酶结合是可逆的，可自行水解，、与胆碱酯酶结合是可逆的，可自行水
21、解，故酶抑制表现轻，恢复也快。故酶抑制表现轻，恢复也快。 四、四、拟除虫菊酯类拟除虫菊酯类农药农药 拟除虫菊酯类拟除虫菊酯类农药农药是是一类人工合成的、与一类人工合成的、与天然除虫天然除虫菊菊素的素的化学结构化学结构相似相似的的杀虫剂。杀虫剂。其杀虫谱广、药效高，其杀虫谱广、药效高，对哺乳类动物毒性一般较低对哺乳类动物毒性一般较低(对水生动物毒性较大对水生动物毒性较大)。我国。我国常用的品种有溴氰菊酯、氰戊菊酯、氯氰菊酯、氯菊酯、常用的品种有溴氰菊酯、氰戊菊酯、氯氰菊酯、氯菊酯、杀虫菊酯、甲醚菊酯等。杀虫菊酯、甲醚菊酯等。 （一）体内代谢（一）体内代谢 可经消化道和呼吸道吸收。主要分布在脂肪和
22、神经组可经消化道和呼吸道吸收。主要分布在脂肪和神经组织。生物转化主要在肝脏的酯酶和混合功能氧化酶作用下，织。生物转化主要在肝脏的酯酶和混合功能氧化酶作用下，经羟化、水解，其代谢产物与葡萄糖醛酸、硫酸、谷氨酸经羟化、水解，其代谢产物与葡萄糖醛酸、硫酸、谷氨酸等结合，成为水溶性产物随尿排出。在体内代谢转化很快，等结合，成为水溶性产物随尿排出。在体内代谢转化很快，蓄积较少。蓄积较少。（二）毒性作用（二）毒性作用 职业性拟除虫菊酯急性中毒常系经皮吸收和经呼吸道吸职业性拟除虫菊酯急性中毒常系经皮吸收和经呼吸道吸入引起。入引起。轻度中毒症状包括头痛、头晕、乏力及恶心、呕吐轻度中毒症状包括头痛、头晕、乏力及
23、恶心、呕吐并有精神萎靡、口腔分泌物增多，或肌束震颤。重度中毒还并有精神萎靡、口腔分泌物增多，或肌束震颤。重度中毒还会出现阵发性抽搐、重度意识障碍、肺水肿等。目前尚未有会出现阵发性抽搐、重度意识障碍、肺水肿等。目前尚未有三致作用的报道。三致作用的报道。（三）毒作用机理（三）毒作用机理 拟除虫菊酯具神经毒性，使中枢神经系统拟除虫菊酯具神经毒性，使中枢神经系统兴奋性增高。兴奋性增高。 作用机理还未完全阐明，一般作用机理还未完全阐明，一般认为在于抑制神经轴突部位的传导：认为在于抑制神经轴突部位的传导：1、对周围神经系统和中枢神经系统产生作用、对周围神经系统和中枢神经系统产生作用2、作用于轴突、作用于轴
24、突五、除草剂五、除草剂 大多数除草剂急性毒性较低，在生物体内的残留积累大多数除草剂急性毒性较低，在生物体内的残留积累很少，而且在生产上用量也比较低。因此毒性影响不大。很少，而且在生产上用量也比较低。因此毒性影响不大。近年来比较注重研究其三致作用。目前认为使除草剂具有近年来比较注重研究其三致作用。目前认为使除草剂具有致癌作用的原因主要是：多种除草剂含有亚硝胺类；有的致癌作用的原因主要是：多种除草剂含有亚硝胺类；有的除草剂含有二恶英。除草剂本身及其代谢物的三致作用还除草剂含有二恶英。除草剂本身及其代谢物的三致作用还要进一步研究。要进一步研究。1、2,4,5-T 2,4,5-三氯苯氧乙酸三氯苯氧乙酸 。高毒。高毒。2,4,5涕中二恶英的含量很涕中二恶英的含量很高，现已被禁用。高，现已被禁用。 2、地乐酚、地乐酚 高毒。具有三致作用，在许多国家被禁用。高毒。具有三致作用，在许多国家被禁用。3、除草醚、除草醚 C12H7O3Cl2N 对人畜低毒。长期接触可出现神经衰弱综合症。对人畜低毒。长期接触可出现神经衰弱综合症。 致癌：可引起小鼠肿瘤。致癌：可引起小鼠肿瘤。 致畸：使胎儿发育异常致畸：使胎儿发育异常(因除草醚水解后生成因除草醚水解后生成2，4-二氯酚，该化合物具有明显的致癌、致畸性，某些胺二氯酚，该化合物具有明显的致癌、致畸性，某些胺基衍生物亦有三致性基衍生物亦有三致性)。
