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1、第六章 绿色农药专题 -舌尖上的化学 1 、农药的范畴和历史 2 、农药的作用和污染 3 、绿色农药 4 、农药工业的清洁生产 5 、农业的清洁生产,杀菌剂的历史可追溯到20世纪20年代波尔多液的发明。这是一种以3份硫酸铜、一份生石灰和100份水配成的蓝色溶液，已公认为世界上第一个合成杀菌剂。继之，杜邦公司于1931年合成第一个有机杀菌剂福美双。20世纪60年代，咪唑类杀菌剂合成成功并投入使用，如苯菌灵、甲基托布津、噻菌灵等，有的至今仍在使用。,1.1 杀菌剂,农药是指具有杀虫、杀菌、杀病毒、除草等功能的化学药物。现代农药还包括植物生长调节剂。1994年，美国环保局又将转基因作物列入农药的范畴
2、，并建立相应法规及登记程序。,1.2 杀虫剂,20世纪40年代问世的第一代杀虫剂是有机氯、有机磷杀虫剂，其代表化合物为DDT、666、艾氏剂、七氯等有机氯，对硫磷、特丁磷等有机磷。 第二代杀虫剂为氨基甲酸酯类农药，如西维因等。 第三代杀虫剂为除虫菊酯，它源于植物除虫菊，但光稳定性差。20世纪70年代，化学家们对其结构进行改造，生产出一批在当时为高效低毒的拟除虫菊酯，如：氰氯菊酯、溴氯菊酯、氰戊菊酯等。,第三代农药也称为昆虫保幼激素一类农药。此类农药主要通过昆虫自身蜕皮激素和保幼激素来控制幼虫的成长过程。如使其提前或延迟某一个生长阶段的发生，避开或者错开农作物最易受到害虫取食的时期，使害虫无以为
3、食；或者使害虫的某个生长阶段恰逢不利的季节、气候（低温、干旱少雨），降低生长率。此外，可以利用人工合成的保幼激素使害虫的生长发育紊乱，停留在幼虫期，无法进入性成熟期，不能繁殖后代。,1.2 杀虫剂,第四代杀虫剂为生物杀虫剂，如苏云金杆菌，于20世纪70年代末进入市场。,20世纪40年代， Tukey和Celia Kirby等成功地合成和生产苯氧乙酸类除草剂，从此，对杂草 的防治由人工进入化学防治阶段。 50年代，随着氨基甲酸酯类杀虫 剂的出现，硫代氨基甲酸酯类除草剂 也跟着进入农药市场，如扑草灭、苏 达天、野麦畏、毒草胺、西玛津、赛 克津等，现在有不少产品仍占有一定 的市场。,1.3 除草剂,
4、60年代的除草剂有呋喃丹、涕灭威、氟灭灵、对草快、草灭平等，也出现二苯醚类除草剂。 70年代出现磺酰脲类除草剂甲磺隆、嘧磺隆、醚苯磺隆及氟嘧磺隆。磺酰尿类除草剂活性高，用量少，每公顷只需要15150克即可，目前仍为销售量最高的除草剂。,1.3 除草剂,2.1 农药的作用,农药的使用是农业增产的重要因素，是解决世界上6070亿人口温饱问题的有力措施。 据统计，世界谷物生产每年因虫害损失14%，病害损失10%，草害损失11%；我国的农作物从种植到储藏，因病、虫、草、鼠的危害，粮食最少损失 10%15%，棉花约15%，水果、 蔬菜20%30%。农药的使用可以 挽回大部分的损失，在农业抵抗病 虫害方面
5、起着积极的作用。,2.1 农药的作用,历史上曾经发生过很多次大灾害，如1845年由于马铃薯晚疫病大流行所造成的震惊世界的爱尔兰大饥荒，18701880年间由于葡萄霜霉病大流行所导致的法国葡萄种植业的崩溃以及葡萄酒酿造业的倒闭，我国历史上十多次由于“南螟北蝗”造成的全国大饥荒等，都是由于缺乏有效的防治手段的结果。,2.1 农药的作用,20世纪以来，世界人口增长的速度逐渐加快。1930年为20亿，1960年达到30亿，1974年达到40亿， 1987年7月11日世界人口总数达到50亿，1999年突破60亿。2011年10月，全球人口达到70亿。 由于世界人口激增，粮食生产仍低于需 求，在一些贫困国
6、家，仍有很多人在挨饥 受饿，平均每3.6 秒就有一个人饿死。 所 以农药作为植物保护的重要手段，今后还 是必要的。,此外，杀虫剂在疾病载体控制以及健康和生命保护的卫生项目中也起着决定性的作用，如疟疾问题中的疟蚊的防治，农药挽救了世界各地数以百万计人的生命，而且今后还将如此。所以，农药也是最重要的对付饥饿和保护人类生命的武器之一。,2.1 农药的作用,历史和现实都证明，农药是防治病虫害、提高粮食单产的重要物质。由于使用化学农药有效控制了农作物的病、虫、草害，全世界每年挽回农作物总产量3040的损失，挽回经济损失3000亿美元，20多种由昆虫、蜱螨引起的严重威胁人类健康的疾病也得到了有效的控制。据
7、世界卫生组织报道，采用DDT防治疟蚊，1948年至1970年，使5000万人免于死亡，减少各种疫病患者10亿之多。,2.1 农药的作用,我国由于使用农药，一些常见的病虫草害得到了有效的防治，每年可挽回粮食损失3150万吨左右，棉花损失115万吨，油料损失150万吨，挽回经济损失300亿元。 然而，由于农药的毒性，其引起的负面影响也非常严重。 农药是把“双刃剑”,2.1 农药的作用,农药泛滥：(网友留言.) *大量鸟类没了,大量鱼虾没了,大量花草没. *大量青壮年不育不孕. *食品不安全、中毒、新病、怪胎、怪病大量出现癌症迅猛增加 *让目光短浅的人类为了蝇头小利背负着永远还不完的环境生态债务，让
8、人类世世代代受农药危害的折磨. *污染环境，破坏生态，有害生物抗姓更强，农业生产中毒更深，各种病虫草鼠害更加严重，农药会越用越多，农民还埋怨没有好效果的农药，如同一个毒瘾很大的毒瘾者，食品也越来越不安全.,据2000年全国“无公害蔬菜生产研讨会“纪要报道，每年全国因食用蔬菜中毒者高达数千人，死亡数十人。 “青岛毒韭菜”事件 从2010年4月1日开始，青岛一些医院陆续接到9名食用韭菜后中毒的患者，他们都是食用韭菜之后出现了头疼、恶心、腹泻等症状，经医院检查属于有机磷中毒，也就是说韭菜上的残余农药严重超标导致中毒。 截至到4月9日一共抽检韭菜近2000批次，检出农药残留超标蔬菜1930公斤.被查出
9、的毒韭菜主要是来自山东潍坊高密的夏庄镇、河崖镇及潍坊寿光的稻田镇等地，销售渠道全部是青岛早市和夜市。,“海南毒豇豆”事件 2010年1月25日至2月5日，武汉农业部门检测发现，来自海南两个地方的豇豆含有禁用农药水胺硫磷残留超标，遂宣布自2月6日起，3个月内禁止海南生产的豇豆进入武汉市场，检测合格后方可再进。武汉共销毁有毒豇豆3000多斤，阻止近2.5万公斤海南豇豆进入武汉市场。2月24日，广州市农业标准与监测中心在广州江南果蔬批发市场抽取了来自海南的5份豇豆样品进行检测，检测结果表明：海南万宁礼纪和海南三亚崖城的豇豆样品中都被检出禁用农药。而在深圳，有关部门也检测出来自海南的豇豆的禁用农药含量
10、是武汉检测结果的5倍。全国共有武汉、上海、合肥等11个城市检测出海南豇豆农药残留超标。,2.2 农药引起的急性中毒,1983年禁用有机氯农药后，我国的农药向高效、低用量、低残留的方向发展，但许多农药的毒性比有机氯农药强十倍乃至百倍。如有机磷、氨基甲酸酯类农药中相当一部分是高毒和三致（致癌、致畸、致突变）的品种。由于农民缺乏用药知识和技术，个别使用者或不法经营者漠视相关的管理法例和法规，由此而产生的急性中毒事故屡屡发生。,2.2 农药引起的急性中毒,据世界卫生组织（WHO）对19个国家的统计，全世界每年发生50万起农药急性中毒事故，涉及200万人，其中大约4万人死亡。每10万个接触农药的农业人口
11、中，每年有679个发生农药中毒事故，且75.4%的急性中毒系由有机磷引起。,2.2 农药引起的急性中毒,据统计，19921996年间我国共发生农药中毒事故247349例，死亡人数24612人。中毒原因和途径多种多样，有生产性中毒和投毒、自杀、误服、误触中毒。此外，因食用被农药污染的农副产品而中毒伤亡的事故也屡屡发生。我国每年因农药中毒的人数已占世界同类中毒伤亡事故的50%，表明农药造成的人畜伤亡已成为急待解决的社会问题。 据中国植保咨询网2009年9月1日报道，我国每年农药中毒人数有10万之众，致死率约20%。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计，想必更是一个惊人数字。,2.3 农药对
12、土壤、农作物的污染,半个多世纪以来由于农药的大量、大面积使用，不当滥用，以及农药的不可降解性，已对地球造成严重的污染，并由此威胁着人类的安全。 19621971年，在越南战争中，美国向越南喷洒了6434升落叶剂2,4-D（2,4-二氯苯氧基乙酸）和2,4,5-T(2,4,5-三氯苯氧基乙酸)。在2,4-D和2,4,5-T中还含有 剧毒的副产物二噁英类化合物。其结果是造 成大批越南人患肝癌、孕妇流产和新生儿畸 形。这证明了有机氯农药有严重的毒害作用 。此后，美国和其他西方国家便陆续禁止在 本国使用有机氯农药，我国也在1983年禁止 有机氯农药的生产和使用 。,2.3 农药对土壤、农作物的污染,据
13、统计，中国每年农药使用面积达1.8亿公顷次，50年代以来使用的666达到400万吨、DDT 50多万吨，受污染的农田1330万公顷。农田耕作层中666、DDT的残留量分别为0.7210-6和0.4210-6；土壤中累积的DDT总量约为8万吨。粮食中有机氯的检出率为100%，小麦中666含量超标率为95%。,20世纪80年代禁止生产和使用有机氯农药后，代之以有机磷、氨基甲酸酯类农药，但其中一些品种比有机氯的毒性大10倍甚至100倍，农药对环境的排毒系数比1983年还高，而且，这些农药虽然低残留，但有一部分与土壤形成结合残留物，虽然可暂时避免分解或矿化，但一旦由于微生物或土壤动物活动而释放，将产生
14、难以估计的祸害。,2.4 农药对环境的污染,由于农药的施用通常采用喷雾的方式，农药中的有机溶剂和部分农药漂浮在空气中，污染大气；农田被雨水冲刷，农药则进入江河，进而污染海洋。这样，农药就由气流和水流带到世界各地，残留土壤中的农药则可通过渗透作用到达地层深处，从而污染地下水。这样，农药就由气流和水流带到世界各地。在远离农业活动的南极和北极地区，以及地球之巅喜马拉雅山顶上，均发现有DDT和六六六的残留。可以说，目前在地球上已经找不到一块没有被农药污染过的地方了。,2.4 农药对环境的污染,据世界卫生组织报道，伦敦上空1吨空气中约含10微克DDT，雨水中含DDT710-1240010-12，全世界生
15、产了约1500万吨DDT，其中约100万吨仍残留在海水中。中国南方某省19941998年，渔业水域受污染面积达45万多公顷，污染事故800多起。水域中的农药通过浮游植物-浮游动物-小鱼-大鱼的食物链传递、浓缩，最终到达人类，在人体中累积。,2.5 农药对生态的破坏,农药的不当滥用，导致害虫、病菌的抗药性。据统计，世界上产生抗药性的害虫从1991年的15种增加到目前的800多种，我国也至少有50多种害虫产生抗药性。抗药性的产生造成用药量的增加，乐果、敌 敌畏等常用农药的稀释浓度已由 常规的1/1000提高到1/4001/500， 某些菊酯类农药稀释倍数也由3000 5000倍提高到1000倍左右
16、。,2.5 农药对生态的破坏,20世纪80年代初，我国各地防治棉田的棉铃虫和棉蚜只需用除虫菊类杀虫剂防治23次，每次用药量450毫升/公顷，就可以全生长季控制为害；到了90年代，棉蚜对这类杀虫剂的抗药性已超过1万倍，防治已无效果，棉铃虫也对其产生几百倍到上千倍的抗药性， 防治810次，甚至超过20次、每 次用750毫升/公顷，防治效果仍大 大低于80年代初。,2.5 农药对生态的破坏,大量和高浓度使用杀虫剂、杀菌剂的同时，杀伤了许多害虫天敌，破坏了自然界的生态平衡，使过去未构成严重危害的病虫害大量发生，如红蜘蛛、介壳虫、叶蝉及各种土传病害。,2.5 农药对生态的破坏,此外，农药也可以直接造成害虫迅速繁殖，80年代后期，湖北使用甲胺磷、三唑磷治稻飞虱，结果刺激稻飞虱产卵量增加50%以上，用药710天即引 起稻飞虱再猖獗。这种使用农药的 恶性循环，不仅使防治成本增高、 效益降低，更严重的是造成人畜中 毒事故增加。,2.5 农药对生态的
