农药的危害环境化学论文.doc

农药危害农药的使用，并没有造福人类，而是人类自身和其他生物带来了严重灾难。据文献报道，农药利用率一般为30%， 约70%的残留在环境中，造成对环境的污染。大量散失的农药挥发到空气中，流入水体中，沉降聚集在土壤中，严重污染农畜渔果产品，并通过食物链的富集作用转移到人体，对人体产生危害 。 有机氯农药有机氯农药是一类对环境构成严重威胁的人工合成环境激素，主要分为以苯为原料和以环戊二烯为原料的两大类。以苯为原料的有机氯农药包括使用最早、应用最广的杀虫剂 HCH、DDT 和六氯苯，以及 HCH 的高丙体制品林丹、DDT的类似物甲氧 DDT、乙 DDT，也包括从 DDT 结构衍生而来、生产吨位小、品种繁多的杀瞒剂，如三氯杀蜗醇、杀蜗脂等。另外还包括一些杀菌剂，如五氯硝基苯、百菌清、稻丰宁等。以环戊二烯为原料的有机氯农药包括作为杀虫剂的氯。丹、七氯、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂等。1有机氯农药的特点有机氯农药的生理生化特性、其自身的理化性质以及对环境造成的影响后果来分析，有机氯农药对土壤的污染具有以下特点:1.有机氯类农药是人类主动投放到土壤和环境中的，并由于具有半挥发性、蒸馏效应等，因此这类污染面积最大，污染具有广泛性和普遍性。2.与点源污染不同，有机氯类农药污染程度普遍较轻。3.有机氯农药在施用过程中通常是通过喷施到作物和土壤表面的方式使用，因此这类污染一般都发生在土壤表层O一ZOcm范围内，但经过长时间的降水浇灌等，污染物也会逐渐向下转移，污染范围会逐渐扩大，甚至会进一步污染到地下水。4.对生物体的危害和对土壤生态系统结构及功能的影响不容易恢复，治理周期较长。2.有机氯农药的毒性过去曾大规模使用的有机氯农药有DDT、林丹(y一HcH)、七氯、氯丹、毒杀芬、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、硫丹及其他制剂，其中使用量最广泛、用量氯农药是氯丹和硫丹。下面就重点介绍DDT、HCH、Chlordane和Endosulnaf的理化性质及其危害。3. 有机氯农药的来源3.1、大气中残留农药的来源大气中农药污染的主要来源有:(1)农药施用过程的损失，如农药微滴的飘移;。(2)施用过程中的挥发;(3)施用农药后的植物和土壤表面残留农药的挥发;(4)施用农药的土壤粉尘的风蚀;(5)农药生产、加工过程的损失，如农药成品的挥发，废气、烟雾、粉尘的排放等。大气中的残留农药漂浮或被大气中的飘尘所吸附，或以气体或气溶胶的状态悬浮于空气中。空气中残留的农药，将随大气的运动而扩散，使大气污染的范围不断扩大，具有高稳定的有机氯农药能够进入大气对流层中，从而传播到很远的地方，使污染区域不断扩大。进入大气中的农药一部分由于蒸汽凝结而进入土壤和水体;另一部分则发生光化学分解(主要被空气中的氧和臭氧所氧化)。而有机氯农药非常稳定，发生分解的过程非常缓慢。大气中的残留农药将发生迁移、降解、随雨水沉降等一系列物理化学过程。残留的农药主要通过大气传输的方式向高层或其他地区迁移，从而使农药的污染范围不断扩大。3.2地面水中残留农药的来源地面水中农药的来源可分为点污染源和面污染源两类。点污染源指农药生产过程中对环境的污染，即农药制造厂、加工厂废水未经适当处理即排入江河、湖泊。这些废水一般含有很高浓度的农药，每日源源不断地排入水体，直接影响水质，甚至造成局部河段严重污染。面污染源指农药使用过程中对环境的污染，例如，为防治森林害虫、农田害虫，向空中及地面喷洒;为控制蚊虫、水生杂草等向水面施药;施用过程中大气中的农药雾滴的沉降，携带农药的颗粒的干沉降;降水淋洗大气中的农药:暴雨产生的径流侵蚀被农药污染的土壤:在地面水中洗涤施药器械，等等。面污染源造成的污染程度低，但其影响范围很广，是不可忽视的一个方面。农药进入水环境系统后，它的分布与归趋受其持久性与溶解度的影响。大多数有机氯农药在水环境系统中最终被吸附到悬浮颗粒物表面并进入沉积物中。可储存在沉积物中长达几年的时间，如沉积物发生搅动，这些农药可能重新进入水体。影响水环境中农药持久性的因素包括水的组成、pH、温度、水生生物以及悬浮的有机和无机物质的数量。3.3土壤中残留农药的来源土壤中农药的来源主要有以下几个方面:)l为防治地下害虫从土壤侵入的病菌，用药剂处理土壤;2)对土壤上部喷洒时，由喷雾飘移或从叶子上流下，落入土壤;3)随大气沉降、灌溉水和动植物残体而进入土壤。影响土壤中杀虫剂残留的因素很多，主要有杀虫剂的化学性质、土壤的类型、土壤中有机质含量、勃土含量、无机离子的含量、土壤酸度、温度、湿度、作物、耕作情况等。3.4、生物体中农药的来源生物生长于环境之中，必定受到各种环境因素的制约，环境中的残留农药，将通过各种途径对生物的生存、生长、繁殖、产量和质量产生影响。据报道，农药在作物、蔬菜、禽兽、鱼体中均有残留。由于有机氯农药具有亲脂性、半衰期长和高度的累积性，使得它们在生物体内具有明显的富集作用，尤其是进入食物链后，其在生物体内的浓度随着每一个营养级而不断增加，对生态系统造成极大的破坏作用。4.有机氯农药的使用情况我国自 20 世纪 40 年代开始使用有机氯农药，由于它们防治面广，药效比当时的其他农药好并且急性毒性低，而其残留毒性尚未被发现，因而被广泛用于防治作物、森林和牲畜的虫害。20 世纪 80 年代前，有机氯农药的生产和使用量一直占我国农药总产量的 50%以上。70 年代期间我国共生产使用 HCHs、DDTs、毒杀芬等有机氯杀虫剂DDTDDT是我国较早使用的有机氯农药， 1983年停止使用。由于有机氯农药化学性质稳定，残留时间长，脂溶性强等特点，给农业环境造成严重的污染DDT化学性质稳定，在常温下不分解。对酸稳定，强碱及含铁溶液易促进其分解。当温度高于熔点时，特别是有催化剂或光的情况下，p，P一DDT经脱氯化氢可形成DDE。一直以来人们认为DDE不再降解，但是 1998年Hay等发现了生长在联苯上的 pseudomonasacidovoransM3GY可以降解DDE;同年，Quensen等60在海底沉积物中发现DDE能够被微生物降解为DDMU。大气中DDT的污染情况大气中有机氯农药残留状况的研究很多，特别是对于DDT的研究。和DDT禁用以后，大气中它们的浓度呈现下降趋势。土壤中DDT的残留情况由于OCPs在历史上的使用量大、面广，造成土壤污染的面积广，危害大，因此研究土壤中OCPs的残留状况能够在一定程度上反映该地区的污染状况。我国自1983年禁止使用DDT后，其在土壤中的残留状况呈现了下降的趋势水体及沉积物中DDT的污染状况研究发现亚洲国家(如韩国，中国，印度)与葡萄牙和西班牙沿海沉积物的有机氯农药残留水平相比至少低一个数量级82一8，GuZzella等2005年报道了恒河(胡格利)河口的表层沉积物中多种有机氯农药的分布，结果显示，ZHCH浓在o.n一0.40协叭g，艺DDT在0.18一1.9林妙g。有机磷农药有机磷农药I， (organoPhosPhoruspestieides)是含e一P、e一。于、e一s一P或e闪一P键的有机化合物，主要用作农业杀虫剂，少数用作杀菌剂、除草剂和脱叶剂。正式商品有几十种，如对硫磷、氧乐果、敌敌畏、马拉硫磷、辛硫磷、甲拌磷、久效磷、甲胺磷、敌百虫、乐果、甲基1605、谷硫磷等16一8。成品剂型有乳剂、油剂、粉剂、喷雾剂和颗粒剂等。该类农药具有易降解、杀虫效果好、残效期较短等优点，但对温血动物具有一定毒性，毒性与化学结构有关，多数属于中毒和低毒，少数属于高毒类。1有机磷农药的特点(l)化学性质不稳定，在碱性条件下易分解。因此不宜和碱性物质混合。(2)杀虫效率高(毒力高于有机氯杀虫剂)，广谱，作用方式多样(如触杀、喂毒、1绪论熏蒸)，不少品种为内吸杀虫剂，许多品种同时又是杀蜗剂。(3)易氧化，热分解，易于在自然环境中或动植物体内降解，因而在高等动物体内无累积毒性，正确使用时残留问题小，不致污染环境。(4)和有机氯，特别是和拟除虫菊酷类杀虫剂相比，害虫对有机磷杀虫剂的抗性发展缓慢。(5)化学结构变化无穷，品种多，适用范围广。(6)易解毒，对有机磷杀虫剂引起的急性中毒有特效的解毒药，如解磷定和阿托品。(7)毒性差异大。辛硫磷、马拉硫磷、敌百虫等毒性很低，而对硫磷、甲拌磷剧毒。总的来说，有机磷杀虫剂的毒性偏高。2. 有机磷农药的毒性目前，国内外普遍认为使用的有机磷农药是非持久农药，降解半衰期大约在几周至几个月。研究表明，有机磷农药在某些环境条件下也存在较长的残留期，并会在动植物体内蓄积。长期食用农药残留超标的农副产品，会直接影响到肝、肾等主要器官的健康，危及到人体的神经系统，导致疾病的发生，甚至影响到下一代的健康。另有试验证实，农药可能破坏某个特定的身体脏器，比如:肝脏、肾、骨髓等，而且还会改变酶的活性，长期接触农药还会导致人致畸、致癌。据相关流行病学调查显示，逐年上升的恶性肿瘤发病率与蔬菜中的农药残留有关。作为神经性毒物，有机磷农药可以通过消化道摄入，也可以通过皮肤、粘膜、呼吸道吸收而引发中毒。进入人体后的有机磷农药通过血液、淋巴可很快运送至全身各个器官，以肝脏含量最多，肾、肺、骨次之，肌肉及脑组织含量较少有机磷农药的毒性11习主要在于抑制生物体内胆碱能神经突触后膜上的乙酞胆碱酷酶活性。由于有机磷农药具备与乙酞胆碱类似的结构，故可作为胆碱酷酶的底物，与酶生成共价结合的磷酞化胆碱酷酶，从而使酶不能催化水解乙酞胆碱，又因为磷酞基极难水解，故对酶的活性起着不可逆的抑制作用，使组织中引起神经过度兴奋的乙酞胆碱在体内过量累积，造成传导介质代谢紊乱，引起迟发性神经毒性，导致失调、昏迷、呼吸中枢麻痹、瘫痪甚至死亡。反应机理如下所示:另外，有机磷还对其他丝氨酸酶类、脂肪酶、某些非特异性醋酶等具有抑制作用，另外，对许多组织的膜酶，如Na+、K+.ATpase、Mg2+、c扩气ATPase有毒害，也可使其它膜蛋白酶磷酞化。磷酞化形成后，RO键或XR.基团中所含有1绪论的C一O键亦可能断裂而脱下烷基。后者又往往可能是具有活性的烷化剂，这就可使一SH酶(或蛋白质)烷基化，从而抑制一SH酶 活性。敌敌畏敌敌畏，二氯乙烯基二甲基磷酸醋，有机磷杀虫剂的一种，分子式C4H7qC12P，CAS号:62一73一7。相对密度 1.42。沸点 74oC(133.32Pa)。折光率1.4523。对禽、鱼和蜜蜂等危害较大l“。室温下水中溶解度高达10留L，极易造成水的污染，渗入地下水后，半衰期会大幅度提高，在不同的pH下为59一 130.8all71。敌敌畏进入水体的途径主要三个:(l)含有敌敌畏的工业废物或污水直接排入水体;(2)掩埋的含有敌敌畏或者能转化为敌敌畏的废弃物渗入水体中l“l;(3)农业生产用药通过地表径流或直接喷雾进入水体。毒性：属中等毒类。 急性毒性：LD505092mg/kg(小鼠经口)；50110mg/kg(大鼠经口) 亚急性和慢性毒性：兔经口剂量在0.2mg(kg.天)以上时，经24周，引起慢性中毒，超过1mg(kg.天)，动物肝云彩发生严重病变ChE持续下降。 致突变性：微生物致突变性：鼠伤寒沙门氏菌330g/皿。 DNA抑制：人类淋巴细胞100L。 精子形态学改变：小鼠腹腔35mg/kg，5天。 生殖毒性：大鼠经口最低中毒剂量(39200g/kg(孕1421天)，致新生鼠生化和代谢改变。 致癌性：大鼠经口最低中毒剂量(TDL0)：4120mg/kg，2年(连续)，致癌，肺肿瘤、胃肠肿瘤。小鼠经皮最低中毒剂量(TDL0)：20600mg/kg，2年(连续)，致癌，胃肠肿瘤。 本品也容易通过皮肤渗透吸收，通过皮肤渗透吸收的LD50为75107mg/k