9.2.1化学农药的分类
农药
按来源可分为化学农药和生物农药。(
末世重生之妖孽)
生物农药可分为植物源农药、动物源农药、微生物源农药。
化学农药可分为无机合成农药和有机合成农药。
无机合成农药可分为无机单质农药和无机化合农药。
有机合成农药可分为有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、有机砷、有机硫、有机金属、苯氧羧酸、酚类、硝基化合物、三氮杂苯、酰胺、取代脲、杂环等。
化学农药按用途可分为杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀线虫剂、除草剂、植物生长调节剂、土壤处理剂等。
按作用方式,杀虫剂可分为胃毒剂、触杀剂、驱避剂、引诱剂、拒食剂、熏蒸剂等;杀菌剂可分为保护性杀菌剂、铲除性杀菌剂等;除草剂可分为输导性除草剂、触杀性除草剂。
9.2.2无机合成农药按物质类型分类,无机合成农药可分为无机单质农药、无机化合农药等2大类。无机单质农药又称无机元素农药。当前仍然登记使用的无机单质农药有硫、碘等2种。硫,通称硫磺,可用作杀菌、杀螨剂,产品有粉剂、悬浮剂、油膏剂、烟剂等。用于防治果树、花卉、黄瓜、橡胶树的白粉病,小麦的螨、白粉病。碘,产品有1%水剂,用于防治苹果树的腐烂病。
按元素分类,无机合成农药可分为无机硫制剂、无机铜制剂、无机汞制剂、无机砷制剂、无机氟制剂、无机磷制剂、其他等若干大类。
1.无机硫制剂,如硫、石灰硫磺合剂、多硫化钡。
2.无机铜制剂,如硫酸铜、硫酸铜钙、碱式硫酸铜、氧化亚铜、氧氯化铜、氢氧化铜。(
暴力前锋)
3.无机磷制剂,如磷化铝、磷化锌、磷化钙、磷化镁、磷化氢。
4.无机汞制剂,如升汞、甘汞、氧化汞、碘化汞。
5.无机砷制剂,如亚砷酸钙、砷酸铅、砷酸钙。
6.无机氟制剂,如氟化钠、氟铝酸钠、氟硅酸钠。
7.其他制剂,如硼酸、硅藻土、钼酸钠、钨酸钠、氧化钙、高锰酸钾、氰氨化钙等。
按物质结构类型分类,无机化合农药可分为盐类、酸类:如硼酸;碱类:如氢氧化铜;氧化物:如硅藻土(二氧化硅)、氧化钙、氧化亚铜;其他如磷化铝、磷化锌。
长期以来,无机农药被人们广泛使用。20世纪40年代以前,是无机除草剂使用全盛期,品种有亚砷酸盐、砷酸盐、硼酸盐、氯酸盐等。这时期使用的无机杀鼠剂有亚砷酸、黄磷、硫酸铊、碳酸铜、磷化锌等。在我国,20世纪50年代应用最多的是无机杀菌剂铜、汞制剂。
有机合成农药问世后,无机农药中的不少品种因为毒性太高、安全性差、药效不佳或用量较大、污染环境等原因而逐渐退出了历史舞台。农业部2002年5月24日发布的第199号公告规定,明令禁止使用汞制剂,砷、铅类等无机农药。
实际在使用方面,无机农药和有机农药各有优劣,应扬长避短,取长补短,科学合理使用,目前部分无机农药仍然在为人类使用,据初步统计,截至2004年底无机农药中获准农业部登记的品种有25种,占化学农药品种总数的5%左右。(
攻心计,总裁99次追妻)共登记单剂产品135个,占化学农药产品(包括单剂和混剂)总数比例不到1%。
无机农药具有杀虫、杀螨、杀菌、杀鼠、除草、杀线虫、杀软体动物等多项功用。目前尚在使用的代表性的无机农药有石灰硫磺合剂、多硫化钡、硫酸铜、碱式硫酸铜、氧化亚铜、王铜、氢氧化铜、波尔多液、磷化钙、磷化铝、磷化镁、磷化氢、磷化锌、硼酸、硅藻土、硫酸钡、硫酸锌、钼酸钠、乌酸钠、氧化钙、高锰酸钾、氰氨化钙等。
9.2.3有机合成农药
有机合成农药目前已发展到近千种,我国生产和使用的近200种,使用较广泛的农药有杀虫剂、除莠剂、杀(真)菌剂、熏蒸剂和灭鼠剂等。
有机合成农药包括有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、金属有机化合物、芳香族除草剂和拟除虫菊酯等类型。
有机氯农药有机氯农药,杀虫效果好,但毒性大,化学性质稳定,对环境危害最大。
有机氯农药,是含氯的有机化合物,大部分是含一个或几个苯环的氯素衍生物,最主要的有六六六(六氯化苯)、滴滴涕(二氯二苯基三氯乙烷,ddt)、艾氏剂(六氯六氢化二甲萘)、狄氏剂和异狄氏剂(六氯环氧八氢化二甲萘)、氯丹、七氯等。在有机氯农药分子中,一定量的氯原子取代了有机物碳氢骨架上的氢原子而形成的化合物,又被称为氯代烃,这些合成杀虫剂与大多数天然存在的有机化合物结构都不太相同,因此在环境中残留时间长,不容易降解(生物降解,光化学降解)。同时大多具有高分子量和非极性结构,因此具有低水溶性和高脂溶性,易溶于脂肪中,容易穿过细胞膜进入生物体内,容易在脂肪中蓄积,通过在生物体内高度富集和生物放大,可在水生生物体内富集达水中浓度的数十万倍,不但影响水生生物繁衍,而且通过食物链危害人体健康,许多国家已禁止使用,我国也已于1983年全面禁止生产和使用。(
佣兵的战争)
ddt杀虫剂的历史功过
1874年,德国化学家齐德勒在实验室里首次由三氯乙醛和氯苯在硫酸存在下反应而制得二氯二苯基三氯乙烷,简称ddt(中文名称为滴滴涕)。由于不知道ddt有何用途,再加上当时也没有人对它发生兴趣,所以只记录了它的化学成分之后,这份ddt文献就被搁置在图书馆里的书架上。
与此同时瑞士化学家波尔·赫尔曼·米勒博士从事染料研究,他研制化学灭虫的药剂以解决毛呢织物的虫蛀现象。从1935年开始探索,经过四年的试验,在1939年9月也合成了ddt。米勒将这种化学药剂在苍蝇、葡萄害虫和马铃薯甲虫上进行试验,竟获得意想不到的杀灭效果。更使他惊喜的是把ddt药剂喷洒在门窗、农作物上,药剂干燥后仍能在长达数天的时间里保持杀虫效能。值得提出的是ddt对人畜无害,也没有刺激性的难闻异味,这是人类企盼已久的理想杀虫剂。由于ddt易于制造,生产成本低廉,该成果很快被转化为生产力。米勒博士供职的瑞士嘉基公司申请了专利,并于1940年开始作为农药正式投产。
ddt作为多种昆虫的接触性毒剂具有高毒效,其特点是毒性缓慢且长效,能破坏害虫的神经系统。投产后的ddt作为农药,在1940—1941年有效地防治了瑞士马铃薯甲虫的危害,还可以作为灭杀苍蝇的特效药。(
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在第二次世界大战期间,意大利那不勒斯正在发生流行性斑疹伤寒,病势猖獗到了无法收拾的地步,整个城市笼罩着死亡的阴影。进驻那不勒斯城的盟军士兵和城市居民死亡率不断上升,卫生部门感到束手无策,此时嘉基公司提供了6磅ddt予以试验,结果证明效果很好。于是,当局下令在城市设多处消毒站,盟军士兵和居民排着队接受ddt溶剂喷洒,从而控制了病害的流行。
当成群结队飞舞的疟蚊入侵南太平洋众多岛国,疟疾传播严重地威胁着当地居民时,岛国的有关部门出动飞机在南太平洋上喷洒ddt,迅速遏制了疫病的蔓延。
据1952年出版的政府研究报告中的统计:1942—1952年,ddt至少拯救了500万人的生命;使数千万人免于疟疾、伤寒等疾病的传染。
ddt的问世开拓了新型人工合成杀虫剂的道路,是第二代农药——有机合成农药蓬勃兴起的里程碑,从此后化学合成农药大量生产并得到推广应用,成为现代化学工业的一个重要领域。
米勒合成ddt及其生物活性触杀作用的首次被发现,在防治植物虫害以及人体免遭节肢动物传播疾病方面发挥了巨大的作用,为人类作出了重大的贡献。为此,米勒获得了1948年度的诺贝尔医学奖。
ddt毒杀害虫功效显著,也由此成为家喻户晓的农药品种、在全世界范围内被广泛应用于农业、林业和卫生防疫部门,并作为家庭必备用品,供居家灭杀蚊蝇、蟑螂、跳蚤、臭虫等使用。
然而ddt的环境污染导致了严重的生态危机。ddt不易溶于水而极易溶于脂肪,鱼类食用含ddt的藻类及水生动物,鸟类食用了含有ddt的果实,人类食用了含有ddt的粮食、蔬菜、水果、鱼类等,都会在其身体脂肪内积聚起ddt,当其含量达到一定程度时,就会对人体和动物造成危害,中毒严重的则会死亡。
www.hswenming.com特别是鸟类受到的危害最大,由于鸟类新陈代谢旺盛,体重相对较轻而摄食量较大,极易引起ddt慢性中毒和出现下一代的畸变。
ddt的杀虫范围很广,所以又被称为“万能杀虫剂”。它不分青红皂白地毒杀一切昆虫,甚至把害虫的天敌也误杀了。令人担忧的是几乎每一种昆虫,对长期施用ddt都产生了抗药性。更让人们预料不到的是ddt对有些昆虫会发生化学上的变异,存活下来的昆虫繁衍的数量和速度都将超过以前;许多昆虫繁殖时将抗药性传承了下来,结果迅速形成抗ddt的群落。
人们开始对化学农药有害的一面予以高度关注,美国海洋学家蕾切尔·卡逊,供职于联邦政府所属的鱼类及野生生物调查所,因此有更多的机会接触到许多环境问题。她敏锐地发现了ddt这类化学农药对生态环境的严重破坏作用,1962年她出版了一本影响世界的书《寂静的春天》。这本书的出版,为人类环境意识的启蒙点燃了一盏明灯,吹响了讨伐化学农药的号角。
科学家在全球范围内对ddt所产生的副作用进行广泛的监测,结果发现几乎在地球的每一个角落都查到了ddt的踪迹。由于ddt的分子结构中含有非常稳定的苯环,即使曝晒或在高温下也难以挥发和被分解成无毒物质。所以残留的ddt便造成土壤、水质和大气的严重污染。据20世纪60年代末期的初步估计,自然环境中已积存了10亿磅的ddt。
地球是人类的家园,自然环境与人类的生存和发展息息相关。从20世纪70年代起,一些经济发达国家已禁用ddt以及其他一些有机氯农药,许多国家采取减少产量、限制使用的措施,但最终目标是禁产、禁销、禁用。我国从1982年起已明令禁用ddt、六六六(六氯苯)等农药。
有机化合物在生物体内或生物组织内的浓度与其在水中的浓度之比,称为该化合物的生物富集系数,用来表示有机化合物在生物体内的生物富集作用的大小。
人们曾经认为,有机化合物在水生生物体内的富集,主要是通过食物链方式进行营养迁移,或生物放大作用进行的。1971年,hamelink等人通过实验发现,疏水性化合物被鱼体组织的吸收,主要是通过水和血液中脂肪层两相之间的平衡交换方式进行的。其他的研究者后来的实验也证实了这一结论的正确性。他们还明确指出,有机化合物的生物积累和富集主要是通过分配作用进入水生有机体内的脂肪中的,这个结论的提出,对研究有机化合物在环境中的迁移转化,有重要的意义。
生物体内脂肪的存在,为有机化合物的分配提供了理想溶剂。有机物的生物积累量和生物体内脂类含量之间相关性的研究,进一步证实了上述的结论。canton等人(1977)用海藻暴露于六氯代苯之中,无论活细胞还是死细胞,生物富集系数都是相同的。pairs等人(1977)进行了水生微生物富集毒杀芬的实验,也获得了相同的结论。southworth等人(1979)观察到,淡水鱼从水中直接吸收丫啶的比例和此类鱼通过消化污染的无脊椎动物或污染的沉积物的间接吸收比例没有什么明显差别。
由此可见,有机化合物的生物富集程度与下列因素有关:
首先,它取决于有机物在水中的溶解度。当水中溶解度减少时,生物富集系数将会增加。有机物在水中的低溶解度可以通过它们对相对非极性的有机相的亲和性反映出来,我们可以通过有机化合物的辛醇水分配系数(koc)来表示有机物在等体积的混合溶剂辛醇水中的分配程度。由于辛醇对有机物的分配,与有机物在土壤有机质中的分配极为相似,因此辛醇水分配系数(koc)在反映有机物在水和沉积物中、有机质间或水生生物脂肪之间分配的一种很有用的指标,其数值越大,有机物在有机相中的溶解度也越大,在水生生物体内的富集作用也越大。
其次,与生物体内的脂肪含量有关。roberts等人在研究中发现,redhorsesuchers对氯的吸收与生物的脂肪体积直接相关。hansen等人证实,pcbs在鱼体内脏中的浓度差别很大,一般以肝脏中pcbs浓度最大,其次为鳃,整个鱼体、心脏、脑、肌肉,这种变化差异是由于这些脏器中脂肪含量不同而引起的,这也同样证实了,有机物在水生生物体内不同组织中的分布是有规律的,其浓度与各组织中的脂肪含量有着直接的相关性。
ddt的生物富集
w.g.m.well等在美国长岛沼泽地中进行了水生生物采集研究,该地为了灭蚊,至1974年止已喷撒ddt20年,他们测定该沼泽地的水中含有0.00005微克/克的ddt,水中浮游生物含ddt为0.04微克/克,比水中增加800倍,食取浮游生物的小鲦鱼体内含ddt为0.94微克/克,又增加23倍,而以食取这种小鲦鱼为生的海鸥,在它组织中含ddt为75.5微克/克,又增加380.3倍,整个食物链把ddt浓度提高了1.5x106倍!
有机磷农药
有机磷农药是含磷的有机化合物,也有的含有硫和氮等元素。其化学结构中一般含有c—p键或c—o—p键、c—n—p键、c—s—p键等,它是磷酸中羟基或氧被某些官能团取代而形成的磷酸酯类或酰胺类化合物。
有机磷农药可以抑制乙酰胆碱酯酶的活性,阻碍神经功能,最终阻碍肌肉反应,导致生物死亡。有机磷化合物比有机氯化合物水溶性大得多,容易水解,不容易在底泥中富集。有机磷农药毒性虽大但容易降解,在环境中存留时间短,残留量低,不易在生物体内蓄积,其对环境的影响比有机氯农药小。常用的毒性大的如对硫磷(1605)、甲基对硫磷、甲基内吸磷(1059)等,毒性中等的如敌敌畏,低毒的如敌百虫、乐果、马拉硫磷等。
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