【文章內容簡介】 害 ?—— DDT的興衰 農藥 (Pesticide) ?農藥是一種 化學物質 ， 用于防治病 、 蟲 、 草害， 包括殺蟲劑 、 殺菌劑 、 除草劑 、 滅鼠劑 、 以及調節(jié)植物生長的化學藥品和生物藥品 。 其中用量最大的是前三種類型農藥 。 1940年，瑞士的嘉基公司成功地開發(fā)了 DDT殺蟲劑產(chǎn)品，從此 DDT在世界范圍內得到了廣泛地應用。 DDT化學結構式 DDT分子的平面結構圖 DDT的球棍結構圖 蔡德勒 1847年，德國著名化學家蔡德勒合成了 —種有機氯化合物，化合物中含有兩個氯苯和一個三氯甲基，化學名稱為 2,2雙 (對氯苯基 )，1,1,1三氯乙烷簡稱為 DDT(我國又稱滴滴涕或二二三 )。 1932年，瑞士科學家繆勒開始研究有機氯化合物與殺蟲活性之間的關系，發(fā)現(xiàn) DDT具有以下幾個特征： (1)對害蟲毒性很高： (2)對溫血動物和植物相對無害； (3)無刺激性，氣味很小； (4)能廣泛施用； (5)化學性質穩(wěn)定且殘效期長； (6)價廉且容易大量生產(chǎn)。 DDT:功臣還是災難 57 DDT的殺蟲功效 DDT具有很好的廣普殺蟲作用。能夠有效地消滅森林害蟲、棉花害蟲、蔬菜害蟲等、在防治棉花蕾期害蟲、越冬紅蛉蟲、果樹害蟲和粘蟲等效果尤為突出。作為有機合成農藥， DDT的效率高、用量少，易于使用。 DDT還能有效地消滅蚊、蠅、蚤、虱、臭蟲等衛(wèi)生害蟲，在防治致命的傳染病如斑疹傷寒和瘧疾中屢建奇功 。 自 DDT問世以來，各種化學合成農藥不斷被合成和應用、化學農藥的種類和產(chǎn)量不斷增加。到 20世紀 70年代中期，世界農藥產(chǎn)品已達 1300種，年產(chǎn)量達 5000t(按 100％純度計 )的大噸位產(chǎn)品達 3040個，農藥產(chǎn)量達 200萬 t(按 100％純度計 )。 DDT:功臣還是災難 58 由于 DDT的神奇作用、使用的范圍和場所越來越廣，在 20世紀 40年代 DDT的使用量達到了頂峰。我國在 1946年開始小規(guī)模地生產(chǎn)DDT，新中國成立后，農藥工業(yè)開始快速地發(fā)展、 1951年首次用飛機噴灑 DDT，消滅蚊子。 DDT:功臣還是災難 59 根據(jù)聯(lián)合國糧農組織 (FAO)統(tǒng)計資料表明，全世界由于使用農藥防治病蟲害挽回的農產(chǎn)品的損失占世界糧食總產(chǎn)量的30％ 左右。我國糧食作物由于使用化學農藥，每年挽回的糧食損失占總產(chǎn)量的 7％左右、以 1987年糧食總產(chǎn)量 4019億kg計算，其中 281億 kg是農藥的貢獻，對我國這樣一個在世界上人口最多，人均耕地最少的人口大國、農藥對緩解人口與糧食的矛盾中發(fā)揮了重要作用。 DDT:功臣還是災難 60 農藥造成害蟲的杭藥性 由于農藥的殺傷力，不僅害蟲被消滅了，還消滅了 (甚至是滅絕了 )許多有益的昆蟲，這些昆蟲是害蟲的天敵，導致生態(tài)平衡的破壞、除此之外，害蟲和雜草的抗藥性也是不客忽視的現(xiàn)象，隨著農藥大量長期的使用，一些害蟲的耐藥性越來越高，以至一些農藥失去效用。 農藥在人類文明史和發(fā)展史上的確功不可漢。然而農藥是有毒化學品，它對生態(tài)環(huán)境所造成的危害也是不爭的事實。 61 美國海洋生物學家雷切爾卡爾進出版的 《 寂靜的春天 》 一書中，列舉了大量的事實，說明了 DDT對生態(tài)環(huán)境的嚴重影響。 20世紀 70年代起，美國及西歐等發(fā)達國家開始限制和禁止使用 DDT。 我國子 1983年宣布停止生產(chǎn)和使用 DDT，從此 DDT這一曾經(jīng)為人類健康和農業(yè)發(fā)展做出過杰出貢以的農藥退出了歷史舞臺。 DDT的危害 DDT的化學性質穩(wěn)定、不易降解，在自然界及生物體內可以較長時間存在，通過食物鉸富集、毒性增大、導致魚類和鳥類的死亡，甚至在南極大陸定居的企鵝體內都有 DDT的存在，對人類的健康也構成了威脅。 DDT:功臣還是災難 62 DDT生物濃集和放大現(xiàn)象 通過生物濃集作用，在水生生物中農藥的含量較水體本身高幾十倍，而靠水生生物為生的鳥類中農藥的含量則高達數(shù)百甚至數(shù)萬倍，多么驚人的數(shù)字！ 63 農藥噴灑到農作物上后的情況可由上圖表示： 化學農藥是怎樣造成危害的 農藥在自然界中的遷移 64 當農藥的殘留量為原施用量一半時所用的時間稱為 半衰期 。農藥的半衰期常用來表示農藥的穩(wěn)定性。半衰期長，農藥穩(wěn)定，不易降解，容易被植物、動物吸收、通過食物鐵對人體造成毒害。 化學農藥是怎樣造成危害的 65 (3)移動：農藥在土壤中的移動是通過擴散和質體流動兩個過程進行的。 土壤 是農藥在環(huán)境中的“貯藏庫”與“集散地”，施入農田的農藥大部分殘留于土壤環(huán)境介質中，是土壤中的主要污染物之一。進入土壤中的農藥主要遷移途徑有以下幾種： (1)吸附：土壤的作用力使農藥聚集在土壤顆拉表面、致使土壤顆粒與土壤溶液界面上的農藥濃度大于土壤本體中農藥的濃度。 (2)揮發(fā)：農藥的揮發(fā)與農藥本身的分子結構和蒸氣壓等性質有關，施用方式是否恰當和施用時的大氣條件也是農藥揮發(fā)的主要因素。 化學農藥是怎樣造成危害的 66 ? R=CKt 農藥的殘留量于使用量及對時間的關系： R－農藥的殘留量； C－農藥使用量； K－取決于農藥品種及土壤性狀等因素的常數(shù)； t－時間。 農藥的殘留 化學農藥是怎樣造成危害的 67 農藥在動植物中的分布及其毒性 農藥在農產(chǎn)品中的分布與農藥的 極性、溶解性 等有很大的關系。在人體和動物體內農藥主要貯存于 脂肪 中。在農作物中，農藥大多分布于 表皮、根莖 等部位。 化學農藥是怎樣造成危害的 68 化學農藥是怎樣造成危害的 69 危害后果嚴重：農藥對大氣、土壤、水體、生態(tài)環(huán)境、生物多樣性、對人體健康。 解決方法－開發(fā)環(huán)境友好農藥 ? 新農藥開發(fā)的目標轉向易降解、低殘留、高活性以及對環(huán)境有益生物比較安全的方向。許多針對性強、高效甚至超高效農藥不斷面世。 ?新農藥的開發(fā)和研制的 出發(fā)點 是保護人類的環(huán)境、健康和自然生態(tài)，充分利用害蟲體內的特性物質 (目標作用酶 )的差異性，提高農藥作用的專一性，有效地保護有益生物、控制有害生物。 化學藥品是否命該休矣 70 加強管理與科學使用農藥 化學藥品是否命該休矣 我國規(guī)定禁止使用以下 10種農藥 (1)敵枯雙； (2)溴氯丙烷； (3)三壞錫、特普丹； (4)培福朗； (5)蠅毒磷； (6)六六六、滴滴涕； (7)二溴乙烷； (8)殺蟲瞇 。(9)艾氏劑、狄氏劑； (10)汞氏劑。 限制使用農藥的條件包括適用作物、防治對象、施用量、方法、時期以及土壤、氣候、條件等。 71 環(huán)境優(yōu)先污染物 ? 為了控制有害化學品對環(huán)境的污染。各個國家先后制定了本國優(yōu)先控制或環(huán)境優(yōu)先污染物名單，其中許多涉及到農藥。環(huán)境優(yōu)先污染物是指那些造成環(huán)境污染并對人類健康威脅極大的一類化學品，在環(huán)境監(jiān)測和治理中應該優(yōu)先考慮。 我國列為環(huán)境優(yōu)先污染物的農藥品種有：西維因、除草醚、殺蟲瞇、敵敵畏、對硫磷、艾氏劑等。 化學藥品是否命該休矣 72 化肥的使用及其存在的問題 ? 我國化肥施用量的增加與農作物總產(chǎn)和單產(chǎn)的提高呈顯著的正相關。但近年來，隨著化肥用量迅速增加，單位化肥所增加的產(chǎn)量與以前相比有下降的趨勢，出現(xiàn)了肥料負增長現(xiàn)象主要原因與肥料的不合理使用有著直接的關系。 73 化肥的使用及其存在的問題 ? 氮磷鉀肥投入比例失調 ? 目前我國施用比例為 N:P:K=1::，正常施用比例 N: P :K = 1::，出現(xiàn)這種情況的原因是大多數(shù)農民朋友在實際生產(chǎn)中，一直采用二銨配尿素的施肥模式，對鉀肥的使用明顯不足。由于單一、過量的施用氮磷肥，使土壤板結酸化，這也是造成現(xiàn)在土壤越種越硬的主要原因。 74 化肥的使用及其存在的問題 ? 氮磷鉀肥投入比例失調 ? 此外，氮磷肥施用過多也會降低鈣、硼、鋅等養(yǎng)分的有效性，使作物產(chǎn)生缺素癥及生理障礙，容易發(fā)生病蟲害。由于鉀肥的供應不足，影響作物對氮素的吸收，使作物需求與供求之間的N/K 失調，導致作物產(chǎn)量下降，品質降低。 75 化肥的使用及其存在的問題 ? 忽視中微量元素的投入 ? 作物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素有１６種，其中大量元素有 C、H、 O、 N、 P、 K；中量元素有 Ca、 Mg、 S；微量元素有 Fe、Mn、 B、 Zn、 Mo、 Cu、 Cl。由于連年種植，只注重氮磷肥的補充，從土壤中掠奪去的中、微量元素越來越多，中、微量元素成了增產(chǎn)的限制因素。 ? 中微量元素的缺乏也會使作物生長不良，發(fā)生病害。比如大豆缺硼、缺鉬降低大豆根瘤固氮能力；玉米缺鋅，形成白化苗；蔬菜缺銅易感染枯萎病，造成植株不能開花；缺鈣造成番茄的臍腐病、大白菜的干燒心等。 76 化肥的使用及其存在的問題 ? 使用方法不正確，化肥利用率低 ? 施肥深度過淺是化肥利用率過低的一個重要原因。此外，大多數(shù)農民在給作物追肥時仍采用人工撒施的辦法，易造成化肥的揮發(fā)和淋失。我國化肥當季的利用率氮肥約為 3235%，而發(fā)達國家氮肥的利用率為 5060%；磷肥 1020%；鉀肥 3050%。由此可見，施用的肥料只有小部分被作物吸收利用，而其余的大部分養(yǎng)分被土壤固定，被揮發(fā)、淋溶、地面流失了，這樣不僅造成了肥料巨大的浪費，同時也對環(huán)境造成了污染。 77 化肥的使用及其存在的問題 ? 盲目施肥 ? 作物生長所需的營養(yǎng)元素的種類大致相同，但不同作物對不同營養(yǎng)元素的需求不同。換句話說，有些作物對這種元素需要量大，有些作物對那些元素需要量大。如豆科、十字花科作物對鉬需求量大；薯類對鉀需求量大；大豆對硼需求量較大等等。然而，農民在施肥時，往往不分農作物類型和需肥量進行施肥，而是靠經(jīng)驗施肥，無論種什么作物都采取同樣的肥料和施肥量，這就造成有些作物“吃不飽”，有些作物 “吃不了”，吃不了的大部分就浪費掉了。隨著產(chǎn)量的提高和土壤中營養(yǎng)元素的失調，盲目施肥的弊端越來越明顯。 78 施肥不合理對生態(tài)環(huán)境和人類健康的影響 ? 水體的富營養(yǎng)化 ? 在生產(chǎn)中許多農民認為使用氮肥可使農作物生長加快，因此把氮肥當成基肥和追肥的主要品種，結果大量的使用氮肥，而我國氮肥利用率只有 30%左右，其余的大部分養(yǎng)分被土壤固定，被揮發(fā)、淋溶、地面流失了，對大氣、地下水造成了污染，使地下水、地表水富營養(yǎng)化。 79 施肥不合理對生態(tài)環(huán)境和人類健康的影響 ? 硝酸鹽的污染 ? 氮素過多會引起蔬菜中硝酸鹽的含量明顯增高，特別是葉菜類蔬菜對氮肥的反應較敏感，其硝酸鹽含量隨氮肥施用量增加而上升。硝酸鹽對食用者的危害很大，一方面硝酸鹽進入人體的血液，可使血液中的血紅蛋白 Fe2+氧化 Fe3+，成為氧化血紅蛋白，使血液顏色變深；另一方面，硝酸鹽能在生命體內外，經(jīng)微生物的作用，還原成亞硝酸鹽，而亞硝酸鹽是一種有毒物質，它直接可使動物中毒缺氧，間接可以與次級胺結合形成強致癌物 亞硝酸胺，危及人們的身體健康，人類攝入體內的亞硝酸鹽， %來自蔬菜。 80 施肥不合理對生態(tài)環(huán)境和人類健康的影響 ? 重金屬的污染 ? 肥料當中有害物質危害，主要是重金屬和放射性物質。由于制造化肥的礦物原料及化工原料中，含有多種重金屬放射性物質和其他有害成分，它們會隨施肥進入農田土壤造成污染，特別是磷肥，由于它的生產(chǎn)原料是磷礦石，礦石本身的雜質以及生產(chǎn)工藝流程的污染，磷肥中常常含有不等量的各種污染物質。如施用磷肥過多，會使施肥土壤中含鎘量比一般土壤高數(shù)十倍、甚至上百倍，長期積累將造成土壤鎘污染。由于鎘在土壤中移動性很小，不易淋失，也不被微生物所分解，但被作物吸收后很容易通過飲食進入并積累于人體，是骨痛病、骨質疏松等重要的病因之一。 81 167。 2 蔬菜中有害物質殘留規(guī)律 ?（ 一 ） 蔬菜作物中農藥殘留的形成 ? 農藥殘留 是指農藥使用后殘存于生物體 、 農副產(chǎn)品和環(huán)境中的微量農藥原體 、 有毒代謝物 、 降解物和雜質的總稱 ， 以每千克樣本中有多少毫克 (或微克 、 納克等 )表示 。 ? 農藥殘留是農藥使用后的必然現(xiàn)象 ， 但超過一定量就會對人畜產(chǎn)生不良影響或通過食物鏈對生態(tài)系統(tǒng)造成危害 ， 目前國際上通常用 最大殘留限量 (MRLs)值來表示 。 ? 各國及有關國際組織所制定的 MRLs值成為判定農產(chǎn)品質量安全的標準 。 82 一、蔬菜中農藥的殘留規(guī)律 ?1. 農藥吸收和降解 ? 農藥在植物上的滲透和吸收 ? 農藥進入植物體內的先決條件是噴灑農藥后應有足夠的藥劑附著在植物表面 ， 且要求藥劑在溶液中持續(xù)足夠長的時間或者被植物的表層吸收 ， 這樣藥劑才可以進入植物體內 。 ? 植物的各個部位都能吸收農藥 ， 但通常是通過植物的根系和葉片來吸收的 。 83 ? 由于葉片本身沒有吸收液態(tài)無機和有機物質的組織 ， 因此農藥很難通過被處理的葉部運輸?shù)街参锏钠渌课?， 農藥在噴施植物后只有很少一部分能夠進入植物體內 。 ? 農藥必須與根表面緊密接觸才可以被吸收 ， 這就要求在土壤中的粘土顆粒或腐殖質顆?；蚨嗷蛏俚奈娇晒┲参锔滴?