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農藥污染的現存環(huán)保問(wèn)題及解決方法研究進(jìn)展

發(fā)布時(shí)間：2012-10-09 文章來(lái)源：本站瀏覽次數：18151

一、農藥污染的危害

　　農藥是一類(lèi)特殊的化學(xué)品,它既能防治農林病蟲(chóng)害,也會(huì )對人畜產(chǎn)生危害。因此,農藥的使用,一方面造福于人類(lèi),另一方面也給人類(lèi)賴(lài)依生存的環(huán)境帶來(lái)危害,據文獻報道,農藥利用率一般為10%約90%的殘留在環(huán)境中,造成對環(huán)境的污染。大量散失的農藥揮發(fā)到空氣中,流入水體中,沉降聚集在土壤中,污染農畜漁果產(chǎn)品,并通過(guò)食物鏈的富集作用轉移到人體,對人體產(chǎn)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(huán)境造成污染,經(jīng)食物鏈的逐步富集,最后進(jìn)入人體,引起慢性中毒。高效劇毒的農藥,毒性大,且在環(huán)境中殘留的時(shí)間長(cháng),當人畜食用了含有殘留農藥的食物時(shí),就會(huì )造成積累性中毒。這類(lèi)危害往往要經(jīng)過(guò)較長(cháng)的時(shí)間積累才顯示出癥狀,不為人們所認識;它又是通過(guò)食物鏈的富集作用,最后才進(jìn)入人體,不易及時(shí)發(fā)現,因此,一般不為人們所重視,而且這類(lèi)污染范圍廣,危害的人眾多,在許多情況下,是人類(lèi)自己在毒害自己,所以說(shuō),這類(lèi)危害更加危險。大量使用農藥,在殺死害蟲(chóng)的同時(shí),也會(huì )殺死其它食害蟲(chóng)的益鳥(niǎo)、益獸,使食害蟲(chóng)的益鳥(niǎo)、益獸大大減少,從而破壞了生態(tài)平衡。加之經(jīng)常使用農藥,使害蟲(chóng)產(chǎn)生了抗藥性,導致用藥次數和用藥量的增加,加大了對環(huán)境的污染和對生態(tài)的破壞,由此形成濫用農藥的惡性循環(huán)。隨排水或雨水進(jìn)入水體的農藥,毒害水中生物的繁殖和生長(cháng),使淡水漁業(yè)水域和海洋近岸水域的水質(zhì)受到損壞,影響?hù)~(yú)卵胚胎發(fā)育,使孵化后的魚(yú)苗生長(cháng)緩慢或死亡,在成魚(yú)體內積累,使之不能食用和導致繁殖衰退。隨著(zhù)用藥量的不斷增加,漁業(yè)水質(zhì)不斷惡化,漁業(yè)污染事故時(shí)有發(fā)生,漁業(yè)生產(chǎn)受到嚴重威脅,往往造成漁業(yè)大幅度減產(chǎn),直接造成經(jīng)濟損失.化合物的毒性是其可使人(或動(dòng)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(huán)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(chǎn)、加工和施用農藥的工人，與農藥接觸大多是高濃度的，有長(cháng)期也有較短期的接觸。對于大多數人們來(lái)說(shuō)，主要是通過(guò)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(cháng)期的。過(guò)去食品中殘留問(wèn)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(shí)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(kāi)發(fā)多種類(lèi)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(yōu)點(diǎn)，僅需很少的儀器設備和專(zhuān)業(yè)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(kāi)發(fā)費用高，開(kāi)發(fā)時(shí)間長(cháng)約1年，而且只適于分析一種農藥或一類(lèi)農藥。

　　1.3傳感器技術(shù)

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

　　2、樣本預處理技術(shù)

　　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(jìn)行分離。大分子的類(lèi)脂物、色素(葉綠素、葉黃素)，生物堿，聚合物等先淋洗出來(lái)，農藥及工業(yè)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(huán)己烷和乙酸乙酯作為淋洗劑，方法可以自動(dòng)化，重現性好，溶劑與GLC匹配。共缺點(diǎn)是小分子的干擾物會(huì )與農藥一起流出，較大分子的農藥可能會(huì )先流出等，有時(shí)須再增加柱色譜技術(shù)凈化。

　　2.2固相萃取技術(shù)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(lái)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(lái)淋洗。本實(shí)驗室在弗羅里硅土中添加微量活性碳，對于葉菜類(lèi)的凈化特別適合，也可用于其它蔬菜和果樹(shù)的凈化。固相萃取技術(shù)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(zhì)，特別適用于低脂類(lèi)果樹(shù)蔬菜的凈化�？蛇M(jìn)行：①選擇性淋洗，將農藥先淋洗下來(lái)，強保留的雜質(zhì)留下。②選擇性洗脫，溶劑強度可使弱保留雜質(zhì)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(diǎn)以上所具有的特性來(lái)提取混合物中可溶性組分的一種新的分離技術(shù)。所謂超臨界流體是物質(zhì)處在臨界溫度和監界壓力之上的狀態(tài)，介于氣態(tài)介于氣態(tài)和液態(tài)之間，兼有氣體和液體的其某些物理性狀，如類(lèi)似于液體具有較大的密度和溶解度，類(lèi)似于氣體具有較強的穿透能力。稱(chēng)為超臨界流體或高密度氣體(densegases)。

　　通常氣體都有一個(gè)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(shí)，不論有多大壓力都不能使之液化，只是隨著(zhù)壓力增加而密度加大，處于超臨界狀態(tài)，因此亦稱(chēng)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(wú)論溫度如何降低，物質(zhì)不能液化。在臨界溫度和臨界壓力狀態(tài)下，壓力和溫度的微小變化，都會(huì )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(dòng)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(dòng)和分配，在超臨界流體中均比在其液體溶劑中進(jìn)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(shuō)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(shí)，可使農藥等物質(zhì)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(zhì)中萃取某些易深解的成分。由于可以通過(guò)溫度和壓力的改變來(lái)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(gè)數量級，擴散系數是高的，約高1-2個(gè)數量級。正是由于其高流動(dòng)性和擴散能力，可以滲透進(jìn)入樣本基質(zhì)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(zhì)中轉移出來(lái)，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(guò)溫度和壓力的調節來(lái)控制其溶解能力的。其優(yōu)點(diǎn)是萑取時(shí)間短，節省費用，萃取徹底，可進(jìn)行熱敏感樣本及痕量樣本的萃取�；窘鉀Q了溶劑對環(huán)境的影響。

　　3、測定技術(shù)

　　目前農藥的活性成分都是典型的小分子化合物，分析技術(shù)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(shù)。

　　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(jìn)行雙向展開(kāi)，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(shí)并行測定，自出現毛細管色譜柱后，發(fā)展很快。通�？墒褂貌煌亩䝼€(gè)儀器或使用一個(gè)具有雙柱(不同極性)、雙通道、雙檢測器的儀器、一次進(jìn)樣可同時(shí)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(shí)間，作為初步定性的依據。此法比較適合中國實(shí)際。

　　三,對于農藥污染防治的一些建議

　　農藥的種類(lèi)繁多,施用范圍廣,利用率低,降解緩慢,隨著(zhù)用量的不斷加大,對環(huán)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(gè)良好的生態(tài)環(huán)境,既達到防病滅蟲(chóng)之目的,又能減輕對環(huán)境的污染,應著(zhù)重抓好如下幾個(gè)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(tài)環(huán)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(chóng)害而必須使用農藥時(shí),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(guān)規定,亂使濫用農藥,對環(huán)境造成危害者,要依法懲處。

　　2.加強環(huán)保的環(huán)境管理,發(fā)揮其監督機能

　　盡管農藥對環(huán)境、對人類(lèi)造成危害,但它在防治病蟲(chóng)害方面也有不可磨滅的功績(jì),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(guān)部門(mén)應引起重視。作為環(huán)保部門(mén),要發(fā)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(huán)境標準有關(guān)科研部門(mén)應進(jìn)行農藥使用的風(fēng)險性評價(jià),運用農藥環(huán)境毒理學(xué)的基礎原理和方法,根據農藥使用后其降解、遷移與環(huán)境效應的關(guān)系,進(jìn)行某些農藥對生態(tài)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(lèi)環(huán)境中的允許極限值。在此基礎上,建立各類(lèi)農藥的國家環(huán)境標準。目前,在我國的環(huán)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(yè)用水允許極限的標準。對農藥污染產(chǎn)生法律約束力,實(shí)行定量化管理,使環(huán)保監督做到有法可依,對造成環(huán)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(fā)揮環(huán)境管理的監督作用,必須對農藥污染進(jìn)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(xué)方法已不能滿(mǎn)足對其管理的要求,因此,要研究制定更先進(jìn)的監測方法,特別是超微量分析與超純分析技術(shù)研究,以及毒性分析技術(shù)的研究,開(kāi)發(fā)生產(chǎn)性能優(yōu)良的監測儀器和化學(xué)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(chóng)新方法的研究,推廣使用高效、低毒、無(wú)污染的新技術(shù)

　　(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(yè)生產(chǎn)中去。生物農藥與常規農藥相比,不僅殺蟲(chóng)范圍廣,效率高,而且使用安全,對人畜無(wú)毒害,對環(huán)境無(wú)污染,對作物無(wú)殘留,不殺傷益蟲(chóng),使害蟲(chóng)不產(chǎn)生抗藥性,并且有助于作物品質(zhì)的提高,促進(jìn)作物早熟高產(chǎn)。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(jìn)值物生長(cháng),且無(wú)殘毒、無(wú)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(jìn)行生態(tài)毒理性評價(jià),預測對環(huán)境的影響,提出正確使用的方法和預防對環(huán)境造成危害的措施。

　　(2)大力推廣無(wú)毒、無(wú)害的滅蟲(chóng)方法。我省定陶縣推出的“燈光誘娥”新舉措,使棉蟲(chóng)蛾在產(chǎn)生第一代棉蛉蟲(chóng)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(yè)局在全市推廣灰喜鵲滅蟲(chóng)法,將培育的灰喜鵲放入山林,用鵲滅蟲(chóng),以蟲(chóng)養鵲,形成林業(yè)生態(tài)的良性循環(huán)。超聲波滅蟲(chóng)、性引誘劑、雄性絕育技術(shù)等滅蟲(chóng)方法,對防治病蟲(chóng)害、減輕農藥對環(huán)境的污染也具有重要的作用。

　　(3)發(fā)展抗害作物的研究,利用生物工程技術(shù)培育出各種抗病蟲(chóng)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(chóng)害、提高農產(chǎn)品產(chǎn)量的目的,又要保護好環(huán)境,使我們人類(lèi)免遭其害。

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