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化学农药

中国化学农药生产与使用现状

        中国的化学农药工业虽然起步较晚,但发展迅速。2007年中国共完成化学农药产量173.1万吨,首次超过美国,成为世界第一大化学农药生产国。

        表1和表2显示中国1983年和1992年化学农药不同毒性、不同用量的变化,化学农药品种的发展基本上与世界潮流相一致,即从高毒、低效、高残留向低毒、高效、低残留方向发展。

        表3展示了中国20多年来的化学农药生产、使用、进口和出口情况。从表中可以看出,中国化学农药生产量和施用量大体上均呈现出增长的趋势,此外,化学农药生产除了满足国内需要外,自1994年开始,出口量也持续增长,为国家出口创汇做出了一定贡献。

        相对于西方发达国家,中国化学农药工业的产品结构还有待优化,与国外除草剂占主导地位不同的是,中国化学农药以对人体毒性较强的杀虫剂为主。

        中国幅员辽阔,地形复杂,各地的害虫分布、耕作制度、作物品种因地区的不同而具有明显差异,在化学农药使用方面,地带性分布和区域性十分明显(表5)。化学农药施用水平与区域社会经济发达程度和农业生产水平密切相关,呈现出从西到东逐渐递增的分布特征。

表1 不同毒性化学农药品种数量变化(林玉锁,2000)
化学农药类型占化学农药品种的百分数(%)
1983年1992年
高毒农药2516
中毒农药3427
低毒农药4157


表2 不同用量化学农药品种数量变化(林玉锁,2000)
使用量(kg/hm2)占化学农药品种的百分数(%)
1983年1992年
150230
150-7504536
750-15003418
15001916


表3 中国化学农药生产量、施用量、进口量、出口量(单位: 10,000t)(中国农业发展报告,2007;台湾暂未计入,下同)
年份生产量施用量进口量出口量粮食作物总产量
198333.16.138,728
198429.95.940,731
198521.11.637,911
198620.30.739,151
198716.1140,298
198817.93.439,408
198920.83.740,755
199022.82.844,624
199125.576.13.243,529
199228.179.53.944,266
199325.784.92.34.245,649
19942987.13.16.144,510
199541.7108.73.47.146,662
199642.7114.13.27.450,454
199755.2119.54.88.849,417
199860.5123.24.410.751,230
199962.5131.24.714.750,839
200060.71284.116.246,218
200178.7127.53.419.745,264
200292.9131.22.722.245,706
200376.7132.52.827.243,070
200487138.62.839.146,947
20051041463.742.848,402
2006129.64.358.349,748


表4 近年来中国化学农药产量(单位: 10,000t)(国家统计局数字)
年份化学农药杀虫剂杀菌剂除草剂
产量比例(%)产量比例(%)产量比例(%)
200064.839.761.36.910.611.717.9
200169.641.259.16.79.713.820
200282.245.955.97.59.120.224.6
200386.347.855.489.321.124.4
200487 42.548.99.19.32326.4
2005103.943.441.810.510.129.728.6
2006129.650.539 11.28.638.730
2007173.160 34.713.77.956.232.5


表5 中国不同地区化学农药施用水平(kg/ha)(国家统计局数字)
施用水平地区施用量
I(>6.0)上 海12.2
山 东10.55
江 苏9.43
湖 北7.29
海 南7.12
安 徽7.10
河 南7.07
浙 江6.38
II(3.0-6.0)广 东5.52
江 西5.32
湖 南5.15
福 建4.69
河 北4.40
辽 宁3.45
天 津3.12
III(1.5-3.0)广 西2.54
重 庆2.47
北 京2.22
吉 林2.01
黑龙江1.80
IV(0.75-1.5)山 西1.24
四 川1.24
云 南0.89
甘 肃0.78
V(0.75-1.5)贵 州0.61
陕 西0.52
宁 夏0.34
新 疆0.26
内蒙古0.15
青 海0.03
西 藏0.01


中国化学农药污染现状

生态环境的化学农药污染现状

        化学农药是有毒物质,且是人类主动投放到环境中。长期大量使用,对人体健康、生态环境安全以及生态系统多样性都将产生不利影响。化学农药污染已经是全球性的问题之一。所谓农药污染是指化学农药及其在自然环境中的降解产物,通过各种渠道进入环境、水体、大气,破坏生态系统,造成环境中有害物质大大增加,从而危及生态环境、人体健康以及其他生物的正常生存和发展。化学农药对生态环境的污染表现在化学农药对土壤、水体以及大气环境的污染。

中国土壤的化学农药污染现状

        土壤是化学农药在环境中的“贮存库”和集散地,土壤中化学农药的来源主要有:农业生产过程中防治农田病、虫、草害直接向土壤施用的化学农药;化学农药生产、加工企业废气排放和喷雾防治时粗雾粒或大粉粒降落到土壤上;被污染植物残体分解以及随灌溉水或降水带入到土壤中;化学农药生产、加工企业废水、废渣向土壤的直接排放以及化学农药运输过程中的事故泄漏等(王秋莲,2008)。

        中国土壤化学农药污染的来源,主要是有机氯和有机磷两类化学农药。前者包括DDT、六六六、毒杀芬和氯丹等,其中DDT、六六六使用广泛。后者主要有甲胺磷、对硫磷、敌敌畏与乐果等,以甲胺磷产量最高(陈菊等,2006)。

        有机氯化学农药(OCPs)是持久性有机污染物(POPs)的一部分,主要包括六六六(HCH)、DDT、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、氯丹、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、六氯苯(HCB)等,《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》中首批控制的12种持久性有机污染物中,有9种为有机氯化学农药。持久性有机污染物因其自身独特的特征性质而有别于一般的有机污染物,这类特征性质主要包括持久性、半挥发性、生物富集性和高毒性等(余刚等,2005)。

        中国作为一个农业大国,在20世纪60年代到80年代生产和使用的主要化学农药品种都是属于POPs的有机氯化学农药。当时,中国除了没有生产艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂和灭蚁灵之外,曾大量生产和使用DDT、毒杀芬、六氯苯、氯丹和七氯这五种POPs化学农药,除此之外,六六六(HCH)也曾经在这个时期大量生产和使用(报告1,有机氯化学农药之危,2005)。 中国自1983年起,先后停止生产和使用氯丹、七氯和毒杀芬,对于DDT和六氯苯,目前中国虽然禁止将它作为化学农药使用,但是仍然保留了DDT化学农药登记和六氯苯的生产,DDT主要作为三氯杀螨醇的原料,而六氯苯主要用于生产化学农药五氯酚和五氯酚钠。中国自20世纪50年代开始使用有机氯化学农药到1983年禁止使用,除艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂未形成生产规模以及灭蚁灵未工业化生产外,其余有机氯化学农药均有一定的生产、使用,30多年来,中国共累计施用DDTs约40×104 t, HCHs约49×104 t(杨国义等,2007)。中国POPS的生产厂家和历史用量,见表6。

        有机氯化学农药(如DDT、HCB等)在中国已经被禁止或限制使用多年,但由于这些有机物在环境中难以降解且持久性很强,因此许多的环境介质中仍然存有有机氯化学农药的残留。参照表7, 可以对有机氯化学农药的持久性特征有一个直观的了解。中国有机氯化学农药中HCHs和DDTs的使用量较大,表8主要列举有机氯化学农药残留研究中的HCHs和DDTs部分。

表6 中国POPS的生产厂家和历史用量(余刚等,2005)
历史上总的生产厂家目前的生产厂家估计累计生产量(t)
艾氏剂30试验规模
异狄氏剂20试验规模
氯丹13不详3,000-9,000
DDT112430,000
七氯80不详
HCB61300,000
灭蚁灵18不详不详
毒杀芬16020,000-30,000
总计57<3-800,000


表7 化学农药在土壤中的消失情况(唐除痴等,1998)
有机氯化学农药消失95%所需要的时间界限(年)平均
DDT4-3010
狄氏剂5-258
林丹3-306.5
氯丹3-54
碳氯特灵2-74
七氯3-53.5
艾氏剂1-63


表8 中国部分地区土壤中OCPs(以HCH和DDT为例)的残留水平(nd为未检出)
地区监测时间(年)土壤类型监测物质HCH残留浓度(μg/kg)DDT残留浓度(μg/kg)来源
北京2004不同类型DDT、HCB、氯丹、艾氏剂等 0-1830(均值76.8)史双昕等,2007
吉林省中部2007不同类型DDT、HCH及其代谢产物0.47-13.47(均值2.00)0.02-69.35 (均值为3.01)于新民等,2007
乌鲁木齐市2004耕地DDT、HCH0.194-6.947(均值4.395)0.52-10.438(均值3.416)吕爱华等,2006
银川市2007不同类型DDT、HCH、HCB等0.306-74.219(均值0.852)0.284-1068.428(均值2.236)王伟等,2008
成都绵阳2006林地、耕地DDT、HCH0.01-0.600.01-7.10李杰等,2008
川西北至重庆2006不同类型DDT、HCH0.06-2.10(均值0.66)0.12-27.04(均值为4.87)王向琴等,2008
海河干流、河口地区2007不同类型DDT、HCHnd-1728(均值93.9)nd-288(均值34.4)赵龙等,2009
唐山市2008不同类型DDT、HCH2.73-32.2(均值5.015)11.09-141.07(均值66.4)廖凤蓉等,2008
微山湖地区2007不同类型DDT、HCH0.46-4.830.20--3.06丁文文,2008
西溪湿地2007湿地DDT、HCH14.56-29.43(均值18.44)12.82-47.36(均值20.80)邵学新等,2008
南京市2002-2003农田土壤DDT、HCH及其代谢产物2.7-130.6(均值13.6)6.3-1050.7(均值64.1)安琼等,2005
南京市2002-2003工业用地DDT、HCH及其代谢产物13.8-26.1(均值19.8)11.2-61.7(均值31.3)安琼等,2005
湖南省东北部2006稻田DDT、HCH、氯丹、艾氏剂等1.7-25.3(均值18.2)10.5-40.4(均值23.8)张慧等,2008
湖南省东北部2006蔬菜地DDT、HCH、氯丹、艾氏剂等0.15-16.8(均值7.39)6.05-57.91(均值37.77)张慧等,2008
湘江流域2004不同类型DDT、HCB、氯丹、艾氏剂等0.33-324.4(均值132.31)陈一清等,2008
昆明市2002-2003不同类型DDT、HCH、甲胺磷、乐果等0.08-2.33(均值1.05)nd-153.00(均值20.89)陈建军等,2004
广东省2002-2005农业土壤DDT、HCH、氯丹、艾氏剂等nd-104.38(均值5.90)nd-157.75(均值10.18)杨国义等,2007
珠江三角洲2008不同类型DDT、HCH0.19-42.3(均值4.42)3.58-831(均值82.1)马骁轩等,2009
雷州半岛2004不同类型DDT、HCH、氯丹、艾氏剂等nd-65.93(均值3.43)0.04-52.0(均值3.83)关卉等,2006
土壤环境质量标准1995一级:≤50; 二级:≤500; 三级:≤1000一级:≤50; 二级:≤500; 三级:≤1000GB15618-95


        表8列出的是中国科研人员对部分地区OCPs残留的研究,各种土壤类型,如耕地、蔬菜地、林地、湿地等都有OCPs检出报道。由以上研究结果可知,自从1983年中国禁用OCPs以来,中国土壤中的OCPs残留量一直在下降,已基本上不构成环境风险。但在局部地区,OCPs的残留浓度还相对较高(王伟等,2008),说明中国OCPs残留在空间上分布是不均匀的。上述报道是关于各种土壤的OCPs监测结果,显然,在OCPs残留浓度较高的局部地区进行土壤污染监测会有更意义,这将有助于人体暴露的预防和污染土地的修复。

        在2007年全面禁止在国内国内销售和使用甲胺磷等5种高毒有机磷化学农药以前,有机磷在中国的年使用量一度达到20万吨,其中80%以上是剧毒化学农药,如甲胺磷、甲基对硫磷、对硫磷、久效磷、敌敌畏等,其中甲胺磷的使用量一年就高达6.5万吨(权桂芝,2007)。

        其他土壤有机污染物还包括氨基甲酸酯类、有机氮类杀虫剂和磺酞脉类除草剂,这些种类的化学农药毒性较低,但因使用范围扩大,其对土壤造成的污染亦不容忽视(权桂芝,2007)。

中国水环境的化学农药污染现状

        化学农药对水体的污染主要表现在影响地表水和地下水的质量上。
        一般情况下,化学农药污染最严重的是农田水,浓度最高时可达到每升数十毫克数量级,但其污染范围较小;随着化学农药在水体中的迁移扩散,从田沟水到和流水,污染程度逐渐减弱,其浓度通常在每升微克至毫克数量级之间,但污染范围逐渐扩大;自来水与深层地下水,因经过净化处理或土壤的吸附作用,污染程度减轻,其浓度通常在每升纳克至微克数量级之间,海水,因为巨大水域稀释作用,污染最轻,其浓度通常在ng/L以下。不同水体遭受化学农药污染程度的次序依次为农田水>田沟水>径流水>塘水>浅层地下水>河流水>自来水>深层地下水>海水(林玉锁等,2000)。

        表9列出中国部分地区水域中OCPs残留情况。从表中可以看出,中国大部分的水体中也存在OCPs污染,检测到得污染物有DDT、HCH、狄氏剂、异狄氏剂等。水体中的OCPs的含量通常岁季节性变化,一般来说,枯水期OCPs的含量较丰水期的高。总的来说,表中所列部分地区水域中的OCPs残留浓度低于国家规定的最大允许残留量标准,不构成环境风险。

表9 中国部分地区水域中OCPs的污染水平(nd为未检出)
水域监测时间(年)水体类型监测物质∑HCH含量(ng/L)∑DDT含量(ng/L)来源
官厅水库2008表层水DDT、HCH、狄氏剂、异狄氏剂等18种OCPs3.93-38.94(均值3.23)3.71-16.03 (均值8.82)万译文等,2009
北京郊区2006地表水HCH、DDT3.87-146.62nd-13.98陈家玮等,2008
黄河中下游2006表层水DDT、HCH、HCB0.73-48.090.06-10.04孙剑辉等,2009
汊湖2006(枯水期)DDT、HCH、狄氏剂、异狄氏剂等20种OCPs2.27-7.72(均值5.23)1.26-40.88 (均值18.82 )王英辉等,2007
汊湖2006(丰水期)DDT、HCH、狄氏剂、异狄氏剂等20种OCPs2.67-24.61(均值3.56)0.61-43.24 (均值11.90)王英辉等,2007
珠江干流河口(枯季)2001表层水DDT、HCH、狄氏剂、异狄氏剂等13.8-99.75.85-9.53杨清书等,2005
珠江干流河口(洪季)2001表层水DDT、HCH、狄氏剂、异狄氏剂等5.8-20.60.52-1.13杨清书等,2006
珠江三角洲地区2006浅层地下水DDT、HCH、HCB、七氯nd-8.00nd-3.41郭秀红等,2006
海南岛东寨港2006(枯水期)DDT、HCH、狄氏剂、异狄氏剂等17种OCPs2.66-8.20(均值5.28)5.91-54.59(均值10.28)刘华峰等,2007
海南岛东寨港2005(丰水期)DDT、HCH、狄氏剂、异狄氏剂等17种OCPs0.54-2.24(均值0.28)0.28-14.0(均值6.52)刘华峰等,2007
国家海水水质标准1997 HCH<1000DDT<50GB3907-1997
渔业水质标准1989 γ-HCH<2000DDT<1000GB11607-1989
生活饮用水2006卫生标准HCH<5000DDT<1000GB5749-2006
生活饮用水2002地面水质标准DDT<1000GB3838-2002


        除了OCPs之外,其他化学农药类型亦有在水体中被检出的报导。

        莱州湾海域水体中有机磷化学农药的含量范围在0.2-79.1 ng/L, 氧化乐果、甲胺磷、马拉硫磷、敌百虫、敌敌畏、乐果、甲基毒死蜱、甲基对硫磷等在研究海域占主要部分。对研究海域水体中有机磷化学农药的风险评价表明, 莱州湾海域水体中的有机磷化学农药的含量与其他地区相比,污染水平居中,氧化乐果、甲胺磷、马拉硫磷、敌百虫、敌敌畏、乐果等化学农药对研究海域的生态环境安全已经构成了一定的威胁(王凌等,2007)。

        邵永怡对北京污水处理厂污水处理厂的进、出水样进行前处理、分析、检测,乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷和对硫磷4种有机磷化学农药均有检出(邵永怡,2009)。

        陈明等分析了北京市高碑店、 北小河两个城市污水处理厂进水与出水中菊酯类化学农药的浓度 ,研究发现在其废水中存在联苯菊酯、 氯氰菊酯、 氰戊菊酯和溴氰菊酯 (陈明等,2007)。

        水环境包括水相、悬浮颗粒物相和沉积物三部分。沉积物是POPs的主要环境归宿之一,沉积物中存在多种自然胶体,如粘土矿物、有机质、铁、锰、铝的水合氧化物以及二氧化硅胶体等。这些胶体在有毒有机污染物的迁移转化中起着极为重要的作用,并导致了POPs在沉积物中大量的富集,其中的表层沉积物在一定程度上也反映了当地的POPs污染状况(余刚等,2005)。表10列出的是中国部分地区沉积物中的OCPs的污染水平。从表中可以看出,除个别地区(于爱华等,2006)外,我国表层沉积物中的OCPs已经降到了一个很低的水平。

表10 中国部分地区沉积物中的OCPs的污染水平
表层沉积物来源监测时间(年)∑HCH含量(ng/g)∑DDT含量(ng/g)来源
西藏错鄂湖20020.922.39张伟玲等,2002
西藏羊卓雍湖20024.565.37张伟玲等,2003
新疆孔雀河20060.13-6.580.10-1.54陈伟等,2009
淮河20030.88-1.86(均值1.45)1.3-4.19(均值2.84)黄宏等,2008
长江口南支20060.05-2.84(均值为0.730.37-10.84(均值为3.73)刘春贵,2007
东海泥质区20050.19-0.52(沿岸泥质区北部); 0.14-0.46(沿岸泥质区南部);0.01-0.23(济州岛西南泥质区);0.13-0.77(冲绳海槽)1.14-3.77(沿岸泥质区北部); 1.59-5.03(沿岸泥质区南部); 1.80-5.87(济州岛西南泥质); 0.95-2.54(冲绳海槽)张宗雁等,2005
海河干流20053.30-75.96(均值18.25)1.57-221.57(均值48.78)于爱华等,2006
洪湖20052.05-19.02.39-25.8龚香宜等,2009
黄河中下游20050.09-12.880.05-5.03孙剑辉等,2007
黄浦江20030.68-4.43胡雄星,2005


中国大气的化学农药污染现状

        大气中的化学农药主要来自化学农药工厂的排放、土壤与水体中残留化学农药的挥发以及化学农药喷洒时的挥发等,因为化学农药可随大气四处扩散,一般来说污染范围比较大,据有关报道(单成军,1997),人们从世界屋脊青藏高原的南迦巴瓦峰的积雪中检测出有机氯化学农药。

        表11列出的是中国部分地区大气中的OCPs污染水平。从表中可以看出,季节对OCPs的在大气中的残留浓度具有一定的影响,总的来说,中国大气中的OCPs残留浓度处于一个较低的水平。

表11 中国部分地区大气中OCPs的污染水平
地区类型监测时间监测物质∑DDT含量(ng/m3来源
北京城区(夏季)总悬浮颗粒物2002DDT、HCH0.962吴水平等,2003
北京市通州区气相2005DDT、狄氏剂、异狄氏剂等0.0111(春季); 0.152(秋季)邵丁丁等,2007
北京市大兴区气相2005DDT、狄氏剂、异狄氏剂等0.00900(春季); 0.00497(秋季)邵丁丁等,2007
天津城区总悬浮颗粒物2002DDT、HCH1.874(夏季)吴水平等,2003
安徽2005DDT、狄氏剂、异狄氏剂等OCPs0.318(夏季)邵丁丁等,2007
江苏2005DDT、狄氏剂、异狄氏剂等OCPs0.772邵丁丁等,2007
湖南2005DDT、狄氏剂、异狄氏剂等OCPs1.11邵丁丁等,2007
湖北2005DDT、狄氏剂、异狄氏剂等OCPs0.336邵丁丁等,2007
珠江口及南海北部近海海域总体水体2003DDT、HCH、氯丹等0.073-0.390刘国卿等,2008


农作物和农产品化学农药污染现状

        农作物及其产品的化学农药来源与施药方式密切相关,其主要途径有: 化学农药直接喷施于农作物茎、叶和果实表面,部分化学农药继而进入作物组织内部;作物通过根系从土壤中吸收化学农药;通过作物呼吸的气体交换;其他途径,如直接涂抹。

        化学农药对农作物的污染表现在药害方面。化学农药药害是指因施用化学农药对植物造成的恶伤害。产生药害的环节是使用化学农药作喷洒、拌种、浸种、土壤处理等;产生药害的原因有药剂浓度过大,用量过多,使用不当或某些作物对药剂过敏;产生药害的表现有影响植物的生长,有时还会降低农产品的产量及其品质。
        表12列出的是中国部分地区农作物药害的统计情况。

表12 中国部分地区农作物药害统计情况
地区时间(年)作物类型发生面积造成损失来源
安徽省2000-2005水稻、棉花、大豆等近20种87.9万亩经济损失2.23亿元王明勇等,2005
江苏省2000-2005水稻、小麦、棉花等192.8万亩产量损失9373万斤; 直接经济损失10634万元江苏省植物保护站,2006
陕西省2004蔬菜67.5万亩产量损失7.1%张战利,2007
牡丹江市2004-2006大豆、玉米、水稻等183.45万亩经济损失1103.1万元孙桂华等,2007
宁夏中宁县2005-2006枸杞2925亩经济损失584万元孟跃军等,2007
山东博兴县2004棉花1.5万亩李继东等,2005


        总的来说,农作物药害事件的统计工作做得并不充分,相关大范围的数据、研究比较少。安徽省植保总站在化学农药药害统计方面的工作做得较好(王明勇等,2005),借此以安徽省化学农药药害发生情况作为一个典型例子,以此为缩影来了解中国化学农药药害方面的相关情况。

        安徽省化学农药药害发生具有以下特点(王明勇等,2005):
        (1)发生的作物多。涉及的农作物近20种,水稻、棉花、大豆、油菜、烟草、茶叶、花生、芝麻、山芋、西瓜、辣椒、草莓等均在此列。
        (2)发生的要害点多、面积大。据不完全统计五年共发生146起药害,发生面积多达5.86万ha,占种植面积0.2%,其中水稻1.39万ha、小麦1.82万ha、大豆1.34万ha、玉米1.05万ha、其它0.26万ha。
        (3)除草剂药害突出,尤其是长残留除草剂药害。除草剂药害面积高达3.03万ha,占药害面积51.7%,占作物种植面积0.1%,其中长残留除草剂药害面积1.99万ha,占除草剂面积65.9%,占药害面积34.47%。
        (4)导致作物药害的化学农药品种多。品种非常多,但以甲磺隆、氯磺隆、胺苯磺隆等长残留除草剂、2,4-D丁酯等飘移药害以及金都尔、蚜虱特杀等超范围使用除草剂品种为主。
        (5)药害有逐年加重的趋势。2000年以前药害很少,仅有“金星”(胺苯磺隆药害)等药害,从2000年开始至2004年,药害发生的趋势逐年加重。
        (6)区域药害明显。以江淮分水岭为界,北方雨水少药害面积大,药害占78.2%;南方雨水多药害面积少,药害占21.8%。
        (7)气候对除草剂药害的发生有较大的影响。2005年安徽省省雨水特别多,除草剂药害到到王明勇等交稿时为止仅两起,但其它药害统计则有32起。
        (8)造成的损失严重。造成9.58万t粮食损失,2.78万t油料损失,其它损失5880 t,共计损失2.23亿元。

        化学农药对农产品的污染,则表现为化学农药残留。化学农药残留是指化学农药使用后残存于生物体、农副产品和环境中的微量化学农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称(化学农药残存的数量叫残留量,以每千克样本中有多少毫克(或微克、纳克等)表示)。一般不易挥发和在植物体内、土壤中不易分解,且脂溶性强的化学农药施用后残留量较高(郭思桃等,2009)。

        中国农产品中的化学农药残留十分普遍且比较严重,在粮食、油料、蔬菜、水果、茶叶、中草药等作物品种中都能普遍检出。1998年山东省农业环保站对山东的11种蔬菜中的有机磷化学农药进行测定,结果化学农药的残留检出率100%。济南小屯生产的萝卜中乐果残留量超出标准2.12倍,莱芜城关镇的白菜中敌百虫超标1.54倍。济南某地的萝卜中敌敌畏超标12.9倍,泰安市芹菜中甲基1605超标4.39倍。2002年农业部门对主要城市郊区的蔬菜质量进行检查中发现,上海蔬菜中敌敌畏超出标准8.6倍,菊醋类化学农药超出标准4.53倍,甲胺磷在广州蔬菜中的检出率高达40%。2002年3月-5月间,对中国部分蔬菜瓜果市场的抽查发现,在11种81件蔬菜样品中,农药残留超过国家标准的有41件,其中最为严重的是韭菜和小白菜,超标率分别为80%和60%。2003年北京市召开的食用农产品污染防治会议上公布,北京市近郊的蔬菜化学农药残留超标率为18%水果为16%,外地进京蔬菜的化学农药残留超标率为39%。从以上资料中我们可以看出,国内食用农产品中的化学农药残留污染已经达到了相当严重的程度(张青,2007)。

        农产品的化学农药残留,除了影响食用者健康外,还严重影响中国的对外贸易出口。对茶叶,欧盟宣布禁止使用的化学农药由旧标准的29种增加到新标准的62种,部分化学农药标准比原标准提高了100倍以上。2004年6月,欧盟方面作出停止进口中国动物源性食品的决定。随后,日本又以化学农药残留超标为由开始对中国出口的大蒜等植物源性产品每批都加验化学农药残留的相关指标(赵银宝等,2007)。

化学农药对人体健康的影响与危害状况

        化学农药对人体健康的影响表现为慢性和急性两种。

        化学农药对人体的急性活性影响一般表现为化学农药中毒。化学农药中毒分为生产性中毒和生活性中毒,生产性化学农药中毒是指因人类生产活动所造成的化学农药中毒现象,生活性中毒是指因服毒自杀、投毒、误食、食入化学农药高残留食物等原因引起的化学农药中毒(刘丽华等,2008)。据WHO于1990年估计,全球每年发生严重化学农药中毒的人数为300万,其中死亡约22万。中国80年代每年发生化学农药中毒10余万人,病死率近20%; 1992-1996年据26省、市的不完全统计, 5年间全国共报告化学农药中毒247349例,年均病死率9.95%,其中生产性中毒61102例(24.7%), 89.5%是因使用杀虫剂引起的,又以高毒类有机磷杀虫剂甲基对硫磷和甲胺磷为主(林铮等,2005);1997-2003年全国共报告化学农药中毒108372例,其中生产性中毒、生活性中毒分别占总中毒例数的25.9%和74.61%,病死率为6.86%(陈曙旸等,2005)。表13-17列出的是1997-2003年全国农药中毒报告数及相关统计情况。

表13 1997年至2003化学农药中毒报告病例数及病死率(陈曙旸等,2005; 中毒报告病例不包括化学农药生产、运输、销售人员接触化学农药引起的中毒)
年份1997199819992000200120022003
发病数180292083418570174591393398749673
死亡数1450149613111174877620509
病死率8.047.187.066.726.296.285.26


表14 1997至2003年化学农药中毒报告病例的年龄分布和中毒原因(陈曙旸等,2005)
年龄(岁)合计生产性中毒生活性中毒
病例数死亡数病死率(%)病例数死亡数病死率(%)病例数死亡数病死率(%)
0-62912443.8825110.460402434.02
15-4744726415.579669770.803777825646.79
35-4371028236.4615241840.552846927399.62
60-395143511.011236131.05271542215.54
65-263339014.81627101.59200638018.94
70-432290320.89482142.90384088923.15
不详1815.565001317.69
合计10837274376.86275111990.728086172388.95


表15 108372例化学农药中毒报告病例的中毒原因与性别分布(陈曙旸等,2005)
性别合计生产性中毒生活性中毒
病例数构成比(%)死亡数病例数构成比(%)死亡数病例数构成比(%)死亡数
4883945.073151731169.921033152838.993049
5953354.0342851020037.08964933361.014189


表16 108372例化学农药中毒报告病例的地区分布(陈曙旸等,2005)
性别合计生产性中毒生活性中毒
病例数死亡数病死率(%)病例数死亡数病死率(%)病例数死亡数病死率(%)
5省(山东、江苏、浙江、江西、湖北)/td>7284349626.81192531120.585359048509.05
25省3552924756.978528871.052727123888.76
合计10837274376.86275111990.728086172388.95


表17 108372例化学农药中毒报告中毒化学农药的类别分布(陈曙旸等,2005)
化学农药类别例数构成比(%)死亡数病死率(%)
杀虫剂9214486.0265967.16
有机磷类7929586.0659457.50
甲胺磷2733534.4723278.51
对硫磷1179814.886715.69
氧乐果968312.21112811.65
敌敌畏945111.927347.77
其他有机磷2102826.5210855.16
拟除虫菊酯类29543.21612.06
氨基甲酸酯类32253.502467.63
其他杀虫剂66707.243445.16
杀鼠剂52844.883426.47
其他化学农药(除草剂、杀菌剂、杀螨剂等)83977.754285.10
混配化学农药25242.33682.69


        以上数据来自中国30个省、自治区、直辖市,其中不包括西藏、香港、澳门和台湾。

        化学农药中毒者年龄跨度较大,最小的不到一岁,最大的为99岁,平均年龄为36.83岁,其中15-59岁青壮年占84.11%(陈曙旸等,2005)。中国化学农药中毒报告数、化学农药中毒病死率大体上呈现逐年减少的趋势,见表15。从中毒原因和性别分布情况来看,中国化学农药中毒以生活性中毒为主,生产性中毒以男性为主,生活性中毒以女性为主,见表14,15(男:女 1:1.22 1:0.59 1:1.56)。化学农药中毒与地区种植农作物的种类有密切的关系,化学农药中毒主要发生在粮棉产区,尤其是棉产区。无论是生产性或生活性的化学农药中毒病例,主要来自山东、江苏、浙江、江西和湖北等5省的报告,其例数之和超过总中毒例数的66%(陈曙旸等,2005),见表16。从表17可以看出,造成化学农药中毒的主要化学农药类型为具高毒性的有机磷化学农药,占化学农药中毒病例数的86.02%。杀鼠剂中毒仅占4.88%,其中97.92%是生活性中毒所致(5174/5284),且四分之一(1329/5174)患者是0-14岁儿童的意外接触引起的杀鼠剂中毒(陈曙旸等,2005)。

        化学农药的急性影响一般更容易引起人们的注意,而化学农药的慢性影响则容易为人们所忽视。化学农药对人体慢性为害引起的细微效应主要表现在对酶系的影响、组织病理改变、三致作用(致癌、致畸、致突变)三个方面(林玉锁等,2000)。

        通过体外毒性试验,研究乙酰甲胺磷、巴丹、高效氯氰菊酯、甲基硫菌灵、异菌脲和哒螨灵6种化学农药对乙酰胆碱酯酶活性的毒性效应。结果表明,在体外反应体系中, 6种化学农药均对乙酰胆碱酯酶活性有明显的抑制作用(顾颖等,2005)。

        有机磷化学农药属于神经毒剂,进入人体后主要抑制血液和组织中的胆碱酯酶活性,从而引起神经功能紊乱。对江苏省5种禁用有机磷化学农药的残留情况的慢性危险评估显示,江苏省人群对蔬菜中这5种有机磷化学农药的暴露水平基本是安全的,其中甲胺磷和氧乐果由于暴露水平较高,慢性毒性较强,对人群尤其是儿童具有一定潜在风险,仍需要引起重视(梁颖等,2008)。

        OCPs具有雌性激素特性,被认为是内分泌干扰物物和可能的致癌物。余刚等(2005)研究表明,OCPs暴露导致乳腺癌的一些病因之一,OCPs在人体内的半衰期长达数十年,对人体免疫系统有抑制作用,干扰多种酶的生成,从而诱发癌症等(Iscan et al, 2002)。

        由于取材方便,中国对母乳中的OCPs残留的相关研究较多,下面以1982-2002北京地区母乳中OCPs残留水平为例(于慧芳等,2005),了解中国OCPs对人体的影响状况(表18)。

表18 北京地区母乳中不同时期DDTs和HCHs蓄积水平比较(于慧芳等,2005)
时期样品数平均值(mg/kg)
p,p′-DDTp,p′-DDEDDT β-HCH HCH
20世纪80年代483 1.215.066.36 66.29 6.56
20世纪90年代280 0.302.762.49 2.22 2.23
1998年60 0.241.722.04 1.18 1.18
2002年98 0.0070.730.73 0.23 0.23


        1982年北京市城区人乳中总DDT化学农药含量为6.45mg/kg,总HCH化学农药含量为6.97mg/kg;自1983年中国政府停用该两种化学农药以来,人乳中的含量出现了明显下降。以国际粮农组织(FAO)/世界卫生组织(WHO)的标准计算,北京市1998年以后出生的婴儿总DDT平均摄入量为11μg/kg,β-HCH平均摄入量为6μg/kg,分别小于WHO和日本厚生省规定的每日最高可接受摄入量(分别为20μg/kg和12.5μg/kg)。北京市1998年以后出生的婴儿由母乳中摄入的DDT、BHC化学农药含量已处于安全水平,表明中国控制DDT、HCH化学农药的使用取得了很好的成效(于慧芳等,2005)。

        近几十年来发现, 环境中存在的许多化学污染物都有一定的雌激素活性, 包括化学农药、工业化学物质、及其代谢产物等(杜俊泽,徐伟鸿, 2009)。环境雌激素对男性生殖的影响主要表现在, 男性生殖系统发育和功能异常以及生殖系统肿瘤发病率上升。1992 年, 丹麦科学家综合了来自世界20多个国家的61份研究报告后发现, 与1940年相比, 世界男子的精子密度下降了50% ,平均每年下降1%, 同时精液量减少了25%, 精子活动度也有所下降, 精子数与供精者的出生年龄有关, 出生越迟则精子数越少。流行病学研究表明, 近半个世纪以来,隐睾、尿道下裂等男性生殖系统发育异常的发病率明显增加。环境雌激素对女性生殖系统的影响主要为月经不正常、性行为异常、卵巢萎缩、流产、受孕率下降、性器官发病率增加等。这些现象都与环境雌激素、进而与化学农药有密不可分的联系。

讨论总结

        (1) 化学农药污染是一个全球性问题,在中国,受历史条件、施用技术以及农药产品结构的影响,化学农药对生态环境的污染较为严重,特别是有机氯和有机磷两类化学农药。虽然有些化学农药早就全面禁止使用,但由于其在环境中残留的时间较长,至今仍在造成污染。为了治理化学农药所造成的污染,生态环境的修复也在进行着(陈菊,2006)。有机氯农药(OCPs)是持久性有机污染物(POPs)的一部分,主要包括六六六(HCH)、DDT、艾氏剂、狄氏剂等,中国二十世纪60年代至80年代使用的主要主要化学农药品种为OCPs,其中又以DDTs和HCHs产量较大。OCPs在中国已经被禁止或限制使用多年,但由于这些有机物在环境中难以降解且持久性强,因此许多环境介质中仍然存有有机氯农药残留,DDT、HCH等有机氯农药在中国的大部分土壤、水环境以及大气中均有检出,除个别地区较高外,OCPs残留水平相对较低,基本上没有环境风险。由于具有脂溶性的特性,OCPs易于在生物体内富集,这会造成OCPs对生物体的慢性毒害作用,相对于化学农药的急性毒性而言,化学农药的慢性毒性较容易被人们所忽视,以长远的角度来看,化学农药的慢性毒性更应该引起人们的重视。

        (2) 未来农药发展的方向:伴随着人们物质生活水平的提高,人们的健康与环保意识也大大增强,化学农药中毒、农产品农药残留等问题越来越受到人们的关注,为顺应历史潮流,农药也将朝着这个方向发展,未来农药应该具备以下几个特点,一是超高效,这样的特点要求它具有很高的生物活性,这样可以大大减少农药的使用量,尽可能降低农药对环境的污染;二是无毒,既无急性毒害也无慢性毒害;三是无污染,即农药与生态环境的友好程度非常之高,不会对生态环境造成污染。

        (3)为了缓解化学农药给生态环境、人体健康、食品安全带来的压力,发展生物农药至关重要。生物农药具有安全、无毒副作用、不污染环境等优点,生物农药是未来农药的发展热点。

相关资源:
Global pesticide consumption and pollution: with China as a focus
Environmental and Economic Costs of the Application of Pesticides Primarily in the United States
http://old.china-my.com.cn/html/mylz/1261200976354.html


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