摘 要： 通过介绍有机磷农药物理化学性质, 讨论有机磷农药的特点, 有机磷的污染来源及其污染现状, 分析其对水体的危害, 对人体健康、生态环境的影响, 并提出目前对有机磷农药的治理对策。
关键词： 有机磷; 水体; 人体健康; 生态影响; 治理对策;
Abstract： This paper introduces the physical and chemical properties of organophosphorus pesticides, discusses the characteristics of organophosphorus pesticides, the sources of pollution of organic phosphorus and its pollution status, analyzes its harm to water, its impact on human health and ecological environment, and proposes the current organic phosphorus. Countermeasures for the management of pesticides.
Keyword： organic phosphorus; water body; human health; ecological impact;
水体污染源是水体中污染物的发生源。通常是指向水体排入污染物或对水体产生有害影响的场所、设备和装置。按污染物的来源可分为天然污染源和人为污染源两大类。在各种人为污染源中, 有机磷农药因其应用范围最广, 对水环境的污染也尤其严重。有机磷农药, 是用于防治植物病、虫、害的含有机磷农药的有机化合物。这一类农药品种多、药效高, 用途广, 易分解, 在人、畜体内一般不积累, 在农药中是极为重要的一类化合物。但有不少品种对人、畜的急性毒性很强, 在使用时特别要注意安全, 近年来, 高效低毒的品种发展很快, 逐步取代了一些高毒品种, 使有机磷农药的使用更安全有效。但仍存在某些地区有机磷使用不当, 水体污染严重状况。
1、 有机磷农药的理化特性
有机磷农药大多呈油状或结晶状, 工业品呈淡黄色至棕色, 除敌百虫和敌敌畏之外, 大多是有蒜臭味。一般不溶于水, 易溶于有机溶剂如苯、丙酮、乙醚、三氮甲烷及油类, 对光、热、氧均较稳定, 遇碱易分解破坏, 敌百虫例外, 敌百虫为白色结晶, 能溶于水, 遇碱可转变为毒性较大的敌敌畏。市场上销售的有机磷农药剂型主要有乳化剂、可湿性粉剂、颗粒剂和粉剂四大剂型。近几年来混合剂和复配剂已逐渐增多。
2、 有机磷农药的来源与分布
赵润德的研究[1]表明有机磷农药喷洒在作物上一般只有10%~20%附着, 其余大部分残余在土壤和漂浮在空气中, 通过降雨、沉降和径流的冲刷而进入地下水、河流、湖泊和海洋, 造成水体污染。污染物排放的形式分为点源污染和面源污染, 而有机磷农药就属于农业面源污染, 是面源污染的最主要组成部分。在美国, 自从上世纪60年代以来, 虽然点源污染逐步得到了控制, 但是水体的质量并未因此而有所改善, 人们逐渐意识到农业面源污染在水体污染中所起的作用。当前各种中污染范围最大, 影响最深并且是最难以控制的就是面源污染, 面源污染约占总污染量的2/3, 其中农业面源污染占面源污染总量的68%~83%, 农业已经成为河流污染的第一污染源。我国有机磷的污染主要集中在河流、湖泊、自来水厂源水、井水、地下水等淡水中。污染物主要有丙溴磷、敌敌畏、甲基对硫磷、乐果等。相对于内陆的河流湖泊, 海洋中有机磷的含量是很低的, 但具有重大意义[2]。大多数的有机磷农药进入水体中, 脂溶性强, 即使是微量的, 对生物体也有影响。
3、 有机磷污染的特点
3.1、 蓄积性
有机磷具有低水溶性、高脂溶性, 因而能够在脂肪组织中发生生物积蓄, 导致有机磷从周围媒介物质中富集到生物体内, 并通过生物链的放大作用达到中毒浓度。
3.2、 持久性
有机磷化学性质较稳定, 能够在环境中持久存在。对于自然条件下的生物降解、光降解和化学分解具有一定的抵抗能力。在水体、土壤和底泥环境中存留数年甚至更长时间。
3.3、 半挥发性
具有一定的挥发性, 这个特性决定了有机磷可以在很大的范围内转运, 而且可以随着水流和水汽长距离地转运到可能根本没使用有机磷的地区。其危险性并不是区域治理就能彻底解决的。必须形成长久地、大范围地控制。
3.4、 高毒性
有机磷具有致癌、致畸、致突变的“三致”作用, 对人类以及动物的生殖、遗传、免疫、内分泌等系统有强烈的作用。[2]
4、 有机磷农药对人类健康的影响
有机污染物本身具有一定的生物积累性、毒性和致癌、致畸、致突变的“三致”作用, 一些有机物对人的生殖功能产生不可逆的影响, 是人类的隐形杀手。有研究发现, 某些有机磷农药有环境激素的作用, 如敌敌畏、马拉硫磷能损害男性生殖细胞活性;甲胺磷、对硫磷引起生殖细胞的密度和数目降低;乐果、对硫磷则会在一定的剂量范围内有拟雌激素样作用等。
有机磷农药[3]可经消化道、呼吸道及完整的皮肤和粘膜进入人体。职业性农药中毒主要由皮肤污染引起。吸收的有机磷农药在体内分布于各器官, 其中以肝脏含量最大, 脑内含量则取决于农药穿透血脑屏障的能力。
体内的有机磷首先经过氧化和水解两种方式生物转化;氧化使毒性增强, 如对硫磷在肝脏滑面内质网的混合功能氧化酶作用下, 氧化为毒性较大的对氧磷;水解可使毒性降低, 对硫磷在氧化的同时, 被磷酸酯酶水解而失去作用。其次, 经氧化和水解后的代谢产物, 部分再经葡萄糖醛酸与硫酸结合反应而随尿排出;部分水解产物对硝基酚或对硝基甲酚等直接经尿排出, 而不需经结合反应。
有机磷农药中毒的主要机理是抑制胆碱酯酶的活性。有机磷与胆碱酯酶结合, 形成磷酰化胆碱酯酶, 使胆碱酯酶失去催化乙酰胆碱水解作用, 积聚的乙酰胆碱对胆碱有神经有两种作用:
1.毒蕈碱样作用:乙酰胆碱在副交感神经节后纤维支配的效应器细胞膜上与毒蕈碱型受体结合, 产生副交感神经末梢兴奋的效应, 表现为心脏活动抑制, 支气管胃肠壁收缩, 瞳孔括约肌和睫状肌收缩, 呼吸道和消化道腺体分泌增多。
2.烟碱样作用:乙酰胆碱在交感、副交感神经节的突触后膜和神经肌肉接头的终极后膜上烟碱型受体结合, 引起节后神经元和骨骼肌神经终极产生先兴奋、后抑制的效应。这种效应与烟碱相似, 称烟碱样作用。
乙酰胆碱对中枢神经系统的作用, 主要是破坏兴奋和抑制的平衡, 引起中枢神经调节功能紊乱, 大量积聚主要表现为中枢神经系统抑制, 可引起昏迷等症状。
5、 有机磷农药对生态环境的影响
有人于1997和1998年在墨西哥加利福利亚海湾的Ensenada del Pabellon和Bahia de Satan Maria海岸沉积物中检测出有机磷农药有一六〇 (parathion) 、乙拌磷 (disulfoton) , 海水中检测到的除了有上述两种之外还有三九一一 (phorate) 、乙氨磺酸 (famphur) 。在小虾体内发现有机磷农药的富集。有机磷农药的污染是造成该地区养殖小虾大量死亡和致病的主要原因, 该地区的生态系统已经达到了危险的境地[4]。
我国各大淡水中的有机磷含量已经威胁带生态系统的平衡健康发展。调查发现, 九江口的有机磷农药风险值已超过人们所能接受范围的边界, 对生态环境构成了威胁。珠江口总有机农药的浓度[5]4.44ng/L~635ng/L, 平均88.31ng/L;南海为1.27ng/L~122ng/L, 平均17.72ng/L。对厦门附近海域的微表层、表层、底层海水以及高低潮水中有机磷分析, 发现平均值为136.47ng/L, 含量相当的大。
在对数据进行比较中发现, 水体中有机磷含量越大, 其对整个水体的生态环境破坏越大, 生态系统的整体性收到了破坏, 物质的循环、信息的传递、能量的流通的各个环节都无法顺利进行。
6、 有机磷农药污染控制对策
6.1、 预防农药污染与中毒
我国农药中毒高发的原因主要是:生产工艺落后, 保管不严、配制不当、任意滥用、操作不善、防护不良。因此, 预防的重点是:
1.改革农药生产工艺, 特别是出料、包装实行自动化或半自动化;
2.严格实施农药安全使用规程
(1) 配药、拌种要有专用工具和容器, 配制浓度确当, 防止污染环境;
(2) 喷药时遵守安全操作规程, 喷药工具有专人保管和维修, 防止堵塞、渗漏;
(3) 合理使用农药。剧毒农药不得用于成熟期的食用作物及果树治虫。食用作物或果树使用农药应严格规定使用期限。严禁滥用农药;
3.农药实行专业管理和严格保管, 防止滥用;
4.加强个人防护与提高人群自我保健意识。
6.2、 预防农药大面积扩散与生物富集
1.从污染物源头入手, 严格控制投放市场有机磷农药量, 做到投放量、投放地、投放时间的详细记录以便控制;
2.建立良好的预测、预报机制和评价监控体系, 及时发现和处理环境问题;
3.加强对有机磷的研究, 建立科学完善的研究体系并尽早发现更少环境危害、更高效的替代品或者进化品。
7、 结论
有机磷农药的在农业上应用广泛, 应用时间也较之于其他农药长, 所以产生的生态环境影响是不容忽视的;
作为农业面源污染的一大污染物, 尤其在水体中由生物富集经生物链放大的间接影响现阶段还没有有效的监控和对策;
加强对有机磷农药的监测和研究, 是应对有机磷农药带来的环境负效应的有效手段。
参考文献：
[1]赵润德, 杨桂朋, 吴萍, 邱旭光.水体中有机磷农药分析方法述评.科学视野.2003, 06, 42-44 (ZHAORunde, YANG Jiapeng, WU Pin, QIU Xuguang.Analysis Methods of OPPS in Water:A Rever.2003, 06, 42-44 (in Chinese) ) .
[2]李立军, 王旭琴.有机氯和有机磷对水体的污染.内蒙古科技与经济.2010.10, 第20期, 总第222期.
[3] 有机磷农药.云南大学化学化工实验教学中心, 2013-07-6.
[4]Dillon, K.B.;Mathey, F.;Nixon, J.F.Phosphorus.The Carbon Copy;.America:John Wiley&Sons, 1997:IS-BN 0-471-97360-2.
[5] 有机磷类和氨基甲酸酯类农药的快速检测.深圳市后王电子科技有限公司.
