農藥及其在自然環境中的降解產物,污染大氣、水體和土壤,會破壞生態系統,引起人和動、植物的急性或慢性中毒。

  農藥發展概況 農藥對於農業是十分重要的。由於病、蟲、草害,全世界每年損失的糧食約占總產量的一半,使用農藥可以挽回總產量的15%左右。目前世界上化學農藥年產量已達數百萬噸,品種超過1000種,常用的有250種左右。最早使用的農藥為無機化合物。在1940年前後開始使用DDDT和六六六等有機氯化合物農藥,由於它們價格便宜,並具有長效殺蟲能力,因而很快推廣,成為最主要的農藥品種。有機氯農藥有積累性,不易降解,從60年代起許多國傢開始禁止或限制使用,逐漸為50年代出現的有機磷農藥所取代。但有些學者認為有機氯農藥的毒性尚不能定論,有機氯除草劑目前還有應用。

  有機農藥 有機農藥可分為有機磷農藥、有機氯農藥、有機氮農藥、有機硫農藥、有機金屬農藥,以及含硝基、酰胺、腈基、均三氮苯等基團的有機農藥。在上述幾大類有機農藥中,論應用歷史以有機氯農藥為最長;論品種則以有機磷農藥為最多。

  中國使用的有機氯農藥主要是六六六和 DDT。西方國傢尚有環戊二烯類化合物艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑等。這些化合物性質穩定,在土壤中降解一半所需的時間為幾年甚至十幾年。它們可隨徑流進入水體,隨大氣飄移至世界各地,然後又隨雨雪降到地面。因此在南極洲和格陵蘭島也能檢出有機氯農藥。某些有機金屬農藥,例如有機汞殺菌劑,性質穩定,且降解產物的殘留毒性相當嚴重,大多數國傢已禁止使用。

  無機農藥 無機農藥應用的品種已經很少。在一些地區使用的無機農藥主要是含汞殺菌劑和含砷農藥。含汞殺菌劑如升汞(氯化汞)、甘汞(氯化亞汞)等,它們會傷害農作物,因而一般僅用來進行種子消毒和土壤消毒。汞制劑一般性質穩定,毒性較大,在土壤和生物體內殘留問題嚴重,中國、美國、日本、瑞典等許多國傢已禁止使用。含砷農藥為亞砷酸(砒霜)、亞砷酸鈉等亞砷酸類化合物,以及砷酸鉛、砷酸鈣等砷酸類化合物。亞砷酸類化合物對植物毒性大,曾被用作毒餌以防治地下害蟲。砷酸類化合物曾廣泛用於防治咀嚼式口器害蟲,但也因防治面窄、藥效低等原因,而被有機殺蟲劑所取代。

  農藥殘留和污染 各類農藥並非都有殘留毒性問題(見農藥殘留),同一類型不同品種的農藥對環境的危害也不一樣。農藥的不同加工形式對農藥在作物表面上的鋪展和覆蓋能力,對噴出的藥液(或藥粉)能否穩定地粘著在作物表面上,以及對農藥能否穿透植物表面角質層又不致很快散失等都會產生影響,從而使農藥對作物污染的程度產生差異。此外,農藥的不同劑型在土壤中流失、滲漏和吸附的物理性質並不相同,因而它們在土壤中的殘留能力也有差異。

  農藥污染主要是有機氯農藥污染、有機磷農藥污染和有機氮農藥污染。人從環境中攝入農藥主要是通過飲食。植物性食品中含有農藥的原因,一是藥劑的直接沾污,二是作物從周圍環境中吸收藥劑。動物性食品中含有農藥是動物通過食物鏈或直接從水體中攝入的。環境中農藥的殘留濃度一般是很低的,但通過食物鏈和生物濃縮可使生物體內的農藥濃度提高至幾千倍,甚至幾萬倍(見農藥污染對健康的影響)。

  農藥的降解 農藥在自然環境中是可以降解的。有機磷農藥很容易降解。難於降解的有機氯農藥在微生物、紫外線及其他因素的作用下也可緩慢降解。農藥在生物體內也同樣會發生代謝和降解。一般說來農藥的降解或代謝產物的毒性比親體小些。但有幾種情況應該註意:一是有些降解或代謝產物的毒性比親體強,如殺蟲脒的降解產物4-氯鄰甲苯胺對小白鼠的致癌性比殺蟲脒親體強得多。二是降解產物雖然毒性較小,但性質已經發生變化,如有些農藥的降解產物的溶解度升高瞭,危害性也就增強。三是有些農藥親體無毒,其代謝產物有毒,如二硫代氨基甲酸鹽類中代森類殺菌劑形成的降解產物乙撐硫脲,對受試動物有致畸、致突變效應,親體化合物則不會起這種作用。四是有些農藥使用後的殘留毒性是由藥中所含雜質引起的,如除莠劑2,4,5-T對動物具促畸作用是因為產品中含有雜質四氯二卲英。因此農藥在什麼樣的自然環境中,以什麼方式發生降解,是必須進一步研究的課題。

  毒性 關於農藥的慢性毒性問題,除瞭有機汞類、2,4,5-T、殺蟲脒等已有定論外,大部分農藥包括目前大量使用的農藥還沒有確切的結論。評價農藥的慢性毒性時,除考慮對人體健康的影響外,還應考慮對生物的影響。