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農藥污染的現存環保問題及解決方法研究進展

發布時間：2012-10-09 文章來源：本站瀏覽次數：17503

一、農藥污染的危害

　　農藥是一類特殊的化學品,它既能防治農林病蟲害,也會對人畜產生危害。因此,農藥的使用,一方面造福于人類,另一方面也給人類賴依生存的環境帶來危害,據文獻報道,農藥利用率一般為10%約90%的殘留在環境中,造成對環境的污染。大量散失的農藥揮發到空氣中,流入水體中,沉降聚集在土壤中,污染農畜漁果產品,并通過食物鏈的富集作用轉移到人體,對人體產生危害。農藥可以間接對人體造成危害。間接途徑就是農藥對環境造成污染,經食物鏈的逐步富集,最后進入人體,引起慢性中毒。高效劇毒的農藥,毒性大,且在環境中殘留的時間長,當人畜食用了含有殘留農藥的食物時,就會造成積累性中毒。這類危害往往要經過較長的時間積累才顯示出癥狀,不為人們所認識;它又是通過食物鏈的富集作用,最后才進入人體,不易及時發現,因此,一般不為人們所重視,而且這類污染范圍廣,危害的人眾多,在許多情況下,是人類自己在毒害自己,所以說,這類危害更加危險。大量使用農藥,在殺死害蟲的同時,也會殺死其它食害蟲的益鳥、益獸,使食害蟲的益鳥、益獸大大減少,從而破壞了生態平衡。加之經常使用農藥,使害蟲產生了抗藥性,導致用藥次數和用藥量的增加,加大了對環境的污染和對生態的破壞,由此形成濫用農藥的惡性循環。隨排水或雨水進入水體的農藥,毒害水中生物的繁殖和生長,使淡水漁業水域和海洋近岸水域的水質受到損壞,影響魚卵胚胎發育,使孵化后的魚苗生長緩慢或死亡,在成魚體內積累,使之不能食用和導致繁殖衰退。隨著用藥量的不斷增加,漁業水質不斷惡化,漁業污染事故時有發生,漁業生產受到嚴重威脅,往往造成漁業大幅度減產,直接造成經濟損失.化合物的毒性是其可使人(或動物)造成傷害的固有特性，而化合物的危害性(hazard)是其毒性的函數，即在特定環境條件下與該化合物的接觸程度(exposure)，是對人造成傷害可能性的條件。

　　危害性=毒性×接觸程度

　　對生產、加工和施用農藥的工人，與農藥接觸大多是高濃度的，有長期也有較短期的接觸。對于大多數人們來說，主要是通過食用帶有殘留農藥的食品與農藥接觸，這種接觸每天都有，是長期的。過去食品中殘留問題主要是重金屬和持久性有機氯農藥。但在我國劇毒高毒有機磷與氨在甲酸酯農藥的不合理使用，造成不少食用果實蔬菜者的急性與亞急性中毒。

　　二,農藥殘留的分析方法舉例

　　1、快速初篩檢測法

　　1.1膽堿酯酯或酯酶抑制法

　　國內外已開發多種類型及方法測定食品中有機磷與氨基甲酸酯農藥的殘留。

　　1.2免疫分析法

　　是將抗體抗原反應與現代測試手段相結合的微量分析法。具有高靈敏度和高效能等優點，僅需很少的儀器設備和專業培訓，是初篩及測定致癌物和一些劇毒農藥的好方法。但該方法開發費用高，開發時間長約1年，而且只適于分析一種農藥或一類農藥。

　　1.3傳感器技術

　　以上兩種方法都可以使用傳感器技術，利用酶或抗體作為獲得高靈敏度的基本物質，在特殊的膜或類似表面上進行反應，通過測定pH，電導或傳導的變化等可輸出信息。如能用在現場測試方面，則可擴大使用。但其貨架壽命，其它物質的干擾，感應重現性等，都是需要解決的問題。

　　2、樣本預處理技術

　　2.1凝膠色譜(Gel Permeation Chromatography)

　　以不同孔徑的多孔凝膠裝柱，根據多孔凝膠對不同大小分子的排助效應進行分離。大分子的類脂物、色素(葉綠素、葉黃素)，生物堿，聚合物等先淋洗出來，農藥及工業污染物等分子量較小，后淋洗出。目前使用較多的是XAD系列凝膠，不同配比的環己烷和乙酸乙酯作為淋洗劑，方法可以自動化，重現性好，溶劑與GLC匹配。共缺點是小分子的干擾物會與農藥一起流出，較大分子的農藥可能會先流出等，有時須再增加柱色譜技術凈化。

　　2.2固相萃取技術和吸附柱色譜？

　　早期都使用弗羅里硅土與氧化鋁裝吸附柱來凈化中等極性和非極性農藥，但許多極性農藥與代謝物易丟失，或者需要用極性溶劑來淋洗。本實驗室在弗羅里硅土中添加微量活性碳，對于葉菜類的凈化特別適合，也可用于其它蔬菜和果樹的凈化。固相萃取技術通常使用固相結合相(Solid bond phase)，即在硅膠的未反應硅醇基上接上各種官能團，通常有非極性(C8-C18)(反相色譜)，極性(正相色譜)，離子交換三種。如C18小柱，可以吸附高分子量的非極性干擾物質，特別適用于低脂類果樹蔬菜的凈化?？蛇M行：①選擇性淋洗，將農藥先淋洗下來，強保留的雜質留下。②選擇性洗脫，溶劑強度可使弱保留雜質先洗脫，使農藥保留。

　　2.3超臨界流體萃取(Supercritical Fluid Extraction)

　　超臨界流體萃取是利用某些物資(或溶劑)在臨界點以上所具有的特性來提取混合物中可溶性組分的一種新的分離技術。所謂超臨界流體是物質處在臨界溫度和監界壓力之上的狀態，介于氣態介于氣態和液態之間，兼有氣體和液體的其某些物理性狀，如類似于液體具有較大的密度和溶解度，類似于氣體具有較強的穿透能力。稱為超臨界流體或高密度氣體(densegases)。

　　通常氣體都有一個臨界溫度(Critical temperature,Tc)，是指能被液化的最高溫度，若氣體的溫度高于臨界溫度時，不論有多大壓力都不能使之液化，只是隨著壓力增加而密度加大，處于超臨界狀態，因此亦稱為高密度氣體。氣體有一臨界壓力(Pc)，指在臨界溫度下氣體被液化的最低壓力，如二氧化碳的Pc為73大氣壓，即1073psi，如果壓力小于Pc，無論溫度如何降低，物質不能液化。在臨界溫度和臨界壓力狀態下，壓力和溫度的微小變化，都會引起氣體密度很大的變化，可使其溶解能力有100-1000倍的變化。超臨界流體的密度約為0.2-0.9g/cm.s，接近于液體，比氣體高數百倍以上。其流動性和粘度很低，接近于氣體。擴散系數比氣體小，約為氣體的百分之一，而較液體大百倍。因此被分析物如農藥的移動和分配，在超臨界流體中均比在其液體溶劑中進行快。一般地，超臨界流體的密度越大，其溶解能力就越大，反之亦然。也就是說在超臨界流體中農藥的溶解度，在恒溫下則隨壓力P(P＞Pc)升高而增大。將溫度和壓力適宜變化時，可使農藥等物質的溶解度在100-1000倍的范圍內變化，與在液體中萃取情況顯然不同，這一特性有利從物質中萃取某些易深解的成分。由于可以通過溫度和壓力的改變來調節其溶解力，這種溶解力的可控性亦就是增加了提取的選擇性。雖然超臨界流體的密度和溶解度與許多有機溶劑相當，但與液體相比粘度是低的，約低1-2個數量級，擴散系數是高的，約高1-2個數量級。正是由于其高流動性和擴散能力，可以滲透進入樣本基質內部和間隙，增加與農藥接觸的機率和速度，加速溶解平衡使農藥從基質中轉移出來，可以提高萃取效率，還有助于所溶解的各成分之間的分離。所以超臨界流體萃取是通過溫度和壓力的調節來控制其溶解能力的。其優點是萑取時間短，節省費用，萃取徹底，可進行熱敏感樣本及痕量樣本的萃取?；窘鉀Q了溶劑對環境的影響。

　　3、測定技術

　　目前農藥的活性成分都是典型的小分子化合物，分析技術多使用氣相色譜(GLC)、液相色譜(HPLC)。本文主要介紹二維氣相色譜技術。

　　二維色譜最早應用于紙色譜和薄層色譜，即使用不同溶劑進行雙向展開，分離效率大大提高。二維色譜在氣相色譜上是使用兩根不同選擇性的色譜柱，對樣本同時并行測定，自出現毛細管色譜柱后，發展很快。通?？墒褂貌煌亩䝼€儀器或使用一個具有雙柱(不同極性)、雙通道、雙檢測器的儀器、一次進樣可同時獲得二組信息。美國FDA，歐共體等都是先采用此法作定性的。選擇艾氏劑、對硫磷、毒死蜱或莠去津等標準農藥作為不同檢測器的內標物，測定多種農藥在不同極性柱上與內標農藥的相對保留時間，作為初步定性的依據。此法比較適合中國實際。

　　三,對于農藥污染防治的一些建議

　　農藥的種類繁多,施用范圍廣,利用率低,降解緩慢,隨著用量的不斷加大,對環境的污染正在日益加劇,因此,防止農藥污染的漫延已迫在眉睫,為保持一個良好的生態環境,既達到防病滅蟲之目的,又能減輕對環境的污染,應著重抓好如下幾個方面的工作。

　　1.控制污染源是防止污染的有效途徑加強對農民安全、合理使用農藥的知識培訓,提高廣大人民群眾對保護生態環境重要性的認識,禁止濫用亂使農藥,嚴格限制農藥使用范圍。為消滅病蟲害而必須使用農藥時,應嚴格遵守農藥的使用方法、使用次數和使用量。對不按有關規定,亂使濫用農藥,對環境造成危害者,要依法懲處。

　　2.加強環保的環境管理,發揮其監督機能

　　盡管農藥對環境、對人類造成危害,但它在防治病蟲害方面也有不可磨滅的功績,目前還不可能完全取消。因此,對使用農藥的管理已勢在必行,各有關部門應引起重視。作為環保部門,要發揮統一監督的管理職能,制訂一整套管理辦法,真正把農藥污染控制在最低限。

　　(1)加大對農藥的基礎性研究,建立和完善農藥使用的環境標準有關科研部門應進行農藥使用的風險性評價,運用農藥環境毒理學的基礎原理和方法,根據農藥使用后其降解、遷移與環境效應的關系,進行某些農藥對生態系統種群的有害濃度、對重要生物的致死劑量或半致死劑量的毒性效應等研究,確定出這些農藥在各類環境中的允許極限值。在此基礎上,建立各類農藥的國家環境標準。目前,在我國的環境標準中,均未對農藥的允許值作出明確的規定(六六六、DDT除外,這兩種農藥早已禁用) ,有必要制定一套適合于我國國情的防止農藥污染的農藥排放標準,飲用水、地面水、漁業用水允許極限的標準。對農藥污染產生法律約束力,實行定量化管理,使環保監督做到有法可依,對造成環境危害的處罰做到有據可查。

　　(2)加強對農藥的監督監測為發揮環境管理的監督作用,必須對農藥污染進行有效的監測,將農藥監測納入到日常的例行監測中。農藥的毒性大,但在水中的濃度卻很低,常用的化學方法已不能滿足對其管理的要求,因此,要研究制定更先進的監測方法,特別是超微量分析與超純分析技術研究,以及毒性分析技術的研究,開發生產性能優良的監測儀器和化學試劑,提高監測手段,取得準確的監測數據,從而有效地控制農藥污水的排放。

　　3.加快防病滅蟲新方法的研究,推廣使用高效、低毒、無污染的新技術

　　(1)大力研制高效、低毒、低殘留的農藥新品種,并盡快推廣應用到農業生產中去。生物農藥與常規農藥相比,不僅殺蟲范圍廣,效率高,而且使用安全,對人畜無毒害,對環境無污染,對作物無殘留,不殺傷益蟲,使害蟲不產生抗藥性,并且有助于作物品質的提高,促進作物早熟高產。利用我國豐富的中草藥制成“綠色農藥”,對有害生物具有極高的防治效果,能兼治各種作物的各種病害,殺滅病菌毒,促進值物生長,且無殘毒、無污染,對人畜和其它有益生物高度安全。對必須使用的有毒農藥,推廣應用前,要進行生態毒理性評價,預測對環境的影響,提出正確使用的方法和預防對環境造成危害的措施。

　　(2)大力推廣無毒、無害的滅蟲方法。我省定陶縣推出的“燈光誘娥”新舉措,使棉蟲蛾在產生第一代棉蛉蟲之前被燈光誘殺,減少了農藥用量,減輕了棉田污染。我市林業局在全市推廣灰喜鵲滅蟲法,將培育的灰喜鵲放入山林,用鵲滅蟲,以蟲養鵲,形成林業生態的良性循環。超聲波滅蟲、性引誘劑、雄性絕育技術等滅蟲方法,對防治病蟲害、減輕農藥對環境的污染也具有重要的作用。

　　(3)發展抗害作物的研究,利用生物工程技術培育出各種抗病蟲害的作物新品種,可大大減少農藥的使用量。

　　總之,要充分認識農藥污染所造成的危害,采取各種各樣的措施,降低農藥污染,既達到防治病蟲害、提高農產品產量的目的,又要保護好環境,使我們人類免遭其害。

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