农药环境毒理学基础

本书从环境毒理学视角，系统介绍了化学农药的主要类型和主要作用机制，并在此基础上重点阐述农药的环境毒性与毒理，有机体对化学农药吸收、运转、代谢的过程以及致毒的机制。论述了农药急性毒性和慢性毒性（致癌、致畸和致突变）基本原理和评价方法，农药环境污染、农药残留、农药药害对环境生物的影响及其降害的措施和安全风险评价的原理和方法，农药中毒的防范与救治，国内外农药管理的法律法规和解读新颁布的《农药管理条例》的主要内容和农药安全使用的策略和措施，还综述了代谢组学在农药环境毒理学研究和风险评估应用上的现状与展望。
本书主要供农业大专院校、医学院的环境科学、毒理学研究作教学参考之用，也可作为农业系统干部和技术人员的培训资料和从事农业环境保护工作人员的参考用书。?

万树青，华南农业大学植物保护学院教授，博士，博士生导师，我国植物源农药与农药毒理学领域的知名学者，师从我国农药界泰斗赵善欢院士，一直致力于我国植物保护特别是天然产物农药、植物源光活化杀虫剂领域的教学和科研工作，在国内首次建立了杀线虫剂生物活性测定的方法；开展了植物源光活化杀虫剂的研究工作，检测到仿天然化合物合成的炔类化合物具有显著的光活化杀虫活性，并对其毒理学进行了系统的研究；系统开展植物化感除草剂的基础研究工作，分离提纯了具高效除草活性的它感化合物若干个，特别在植物源光活化除草的毒理学研究方面作了较为系统的工作。另外，开展植物源杀线虫剂的研究工作，己从黄皮植物中分离出高效杀松材线虫的化合物若干，研究了它的作用方式和机理，为开发具有我国知识产权的杀线虫剂正在做深入的工作。
先后主持多项国家自然科学基金项目，获得多项省部级奖励，发表专业学术论文150多篇。主讲本科和研究生课程《昆虫毒理学》、《昆虫生理学》、《农药生物化学》、《植物化学保护》、《杂草识别与治理》、《微生物农药-微生物杀虫剂》、《动物生理学》、《药用植物学》、《药用动物学》和《环境毒物与环境毒理学》等课程。

1.一部系统介绍农药环境毒理学方面的理论专著；
2.本书是作者研究团队多年科研成果与教学实践的结晶，内容理论结合实际，新颖实用，具有很高的学术价值与引领性。

我们生活的地球上有茂密的森林，秀丽的山川河流，广袤无边的大草原，肥沃的土壤，上有蓝天，下有海洋，还有我们筑起的家园。得益于地球上的自然环境，人类在距今500万年的第三纪上新世从猿类分化出来，从爬行到直立，从刀耕火种的原始农业生产到现代化农业。18世纪，人类步入工业文明，经历了蒸汽机时代、电气化时代和计算机时代，实现了产业的信息化与网络化。人类的文明，促进了人类自身的发展、知识的爆炸和财富的积累。
然而，随着人类文明的推进，环境问题凸现出来。由于人类疯狂地向大自然掠取，大量森林被砍伐，草原被垦植，大量动物被捕杀。结果是土表植被被破坏、生物物种急剧减少、生物多样性正面临前所未有的大劫难，土地沙化、尘土飞扬、洪水泛滥、山体滑坡、气候异常、冰川融化、地震、海啸、火山喷发、龙卷风、气旋等自然灾害接踵而来，吞食了无数的生命。人类生存的环境受到极大的威胁。
化学农药是20世纪30～40年代现代农业发展的产物，1939年瑞士科学家Paul Müller发现了滴滴涕（DDT）的杀虫作用，并因此获得了1948年的诺贝尔生理学或医学奖，这是现代化学合成农药的里程碑。随后化学合成了有机磷酸酯类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类等农药。至今世界有机合成化学农药的历史已有八十多年，化学农药在保护作物和控制人畜疾病方面发挥着越来越重要的作用，成为人类赖以生存的重要化学品。
1962年，美国的Rachel Carson女士编写了《寂静的春天》(Silent Spring)一书，论述了化学合成杀虫剂对大自然的危害，唤起了人们对农药残留的重视，导致20世纪70年代开始世界各国相继停用高残留的滴滴涕（DDT）、六六六等有机氯农药。1996年3月，美国的两位科学家Theo Colborn、John Peterson Myers和科学记者Dianne Dumanoski联合创作了《痛失未来》一书（Our Stolen Future： Are We Threatening Our Fertility， Intelligence， and Survival?），向人们介绍了激素杀手(hormone disrupters)的危害。它们隐藏在广泛使用的有毒化学药品，主要是杀虫剂里，这些杀虫剂不但残留在食物里，而且渗入地下水，还常常混进饮用水里。它们通过食物链进入人体，干扰激素平衡，造成人类生育繁衍的危机。
《痛失未来》的作者就人类的生存问题向我们又一次敲响了警钟。时任美国副总统的戈尔在为《寂静的春天》30周年纪念版写过前言后又为《痛失未来》作序。这足显整个社会对农药的重视，农药对人类活动的重要影响。这本书的出版使社会对农药——这类释放到环境中的化学品提出了更高的要求，涉及农药的一些国际公约相继签署生效。
2001年5月22日，127个国家和地区的代表在瑞典首都斯德哥尔摩签署了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》。持久性有机污染物的英文为persistent organic pollutants，所以该公约也被称为POPs公约，2004年11月11日，该公约正式对中国生效。
编写本书的目的是使人们认识到化学农药对生态环境的影响，对生物有机体的伤害，特别是对人体的伤害。为了减少化学农药对环境的影响和对人畜的毒性，有必要深入了解施用化学农药后，它们在环境中的归宿，它们是如何进入生物体内，在机体内是如何代谢转化的，致毒的机理又是什么等。只有了解这些问题，才有可能有效防范和减轻农药对环境的影响和人畜的伤害。
由于化学农药的广泛应用，农药残留问题不可避免，环境毒理学和农药环境毒理学是突破包围的一种工具。利用这个工具可以降低因环境污染和生态破坏等一系列问题带来的痛苦和灾难，减轻和消除因环境毒物或化学农药对人们心灵带来的恐惧与不安。同时毒理学作为一种武器，将在环境治理中发挥越来越重要的作用。
本书是作者长期从事农药学和农药环境毒理学教学和农田生态安全性研究工作的总结，是在原《环境毒理学》讲义基础上重新编排整理而成的，在此要特别感谢我的二位已毕业的研究生的支持与帮助，当听闻要编书的信息后，他们第一时间主动提出参与此书的编写工作。其中第十一章是由李丽春博士（中国水产科学研究院珠江水产研究所）撰写，书中涉及生态安全风险评估内容由李丽春博士补充，第五章由张瑞明工程师（广东中科英海科技有限公司）撰写，他们正在从事农药环境安全性评价研究工作，在工作中积累了丰富经验。他们借助本书将自己的研究工作体会和经验贡献给热爱环保事业的读者。
在本书出版之际，须特别感谢化学工业出版社对本书书稿的认真审核，本书责任编辑提出了许多宝贵意见，李丽春和张瑞明对全书进行了文字处理和编排工作。
科学技术进步，促进人类文明的发展，经济腾飞，人们享受着财富带来的幸福感。但在科技和经济飞速发展的今天，人类有责任保护我们的生存空间，留住我们的青山绿水，造福我们的子孙后代。消除污染，保护环境，刻不容缓！

万树青
2020年12月

第一章绪论001
第一节农药环境毒理学的几个基本概念001
一、自然环境与生物圈概念001
二、环境问题002
三、毒物相关概念与毒理学相关学科004
第二节环境问题的由来009
一、环境分类009
二、环境问题的产生及发展中的环境问题011
第三节毒理学的发展及研究方法概述013
一、毒理学的发展013
二、毒理学的研究方法016
第四节农药环境毒理学的发展历史、研究对象、研究内容和任务018
一、农药环境毒理学的发展历史018
二、农药环境毒理学的研究对象、研究内容与任务019
参考文献020

第二章化学农药的主要类型及作用机理021
第一节杀虫剂的主要类型与作用机理021
一、杀虫剂的主要类型021
二、杀虫剂的作用机理030
第二节杀菌剂的主要类型与作用机理043
一、杀菌剂的主要类型044
二、杀菌剂的作用机理049
第三节除草剂的主要类型及作用机理056
一、除草剂的主要类型057
二、除草剂的作用机理062
第四节杀鼠剂的主要类型及作用机理080
一、杀鼠剂的主要类型080
二、杀鼠剂的作用机理与环境毒性080
第五节杀线虫剂的主要类型与作用机理083
一、杀线虫剂的主要类型083
二、杀线虫剂的作用机理084
三、特异性杀线虫剂087
第六节植物生长调节剂的主要类型与作用机理089
一、植物生长调节剂的主要类型089
二、植物生长调节剂的作用机理090
参考文献095

第三章农药环境毒性096
第一节农药进入人体内的途径096
一、进入途径096
二、农药在人体内的转运与代谢097
第二节农药在人体内转运方式的类型100
第三节农药的代谢转化103
一、转化类型103
二、生物转化过程中酶的抑制和诱导110
第四节农药对人畜毒性的分类111
一、按作用于机体后表现分类111
二、按毒效持续时间分类112
三、按中毒表现分类113
第五节农药对其他生物的毒害作用116
一、农药对有益生物的毒性117
二、农药对土壤微生物的影响123
参考文献128

第四章农药毒性毒理试验研究方法129
第一节急性毒性试验129
一、急性毒性试验分类129
二、介绍几种急性毒性试验的方法130
第二节亚急性毒性试验135
第三节慢性毒性试验136
一、哺乳动物骨髓细胞染色体畸变试验136
二、鼠伤寒沙门菌回复突变试验138
三、微核试验145
四、致癌试验147
五、致畸试验147
六、农药对细胞毒性测定148
第四节农药对其他生物的毒性试验149
一、鸟类急性毒性试验149
二、蜜蜂急性毒性试验152
三、意大利蜜蜂幼虫毒性试验准则155
四、家蚕急性毒性试验160
五、家蚕慢性毒性试验163
六、鱼类急性毒性试验165
七、溞类急性活动抑制试验168
八、藻类生长抑制试验172
九、蚯蚓急性毒性试验177
十、蚯蚓繁殖试验179
十一、土壤微生物毒性试验184
十二、天敌赤眼蜂急性毒性试验189
十三、天敌（瓢虫）急性接触毒性试验191
十四、浮萍生长抑制试验194
十五、穗状狐尾藻毒性试验203
十六、大型甲壳类生物毒性试验209
十七、天敌两栖类急性毒性试验213
第五节农药毒理学研究方法216
一、几种农药靶标酶的测定216
二、毒性代谢物测定231
三、超显微结构观察232
参考文献233

第五章农药在环境中的降解234
第一节农药在环境中水解234
一、农药水解的动力学234
二、农药水解的机理235
三、农药水解的影响因素236
第二节农药在环境中光解238
一、农药光解的动力学规律238
二、农药光解的机理238
三、农药光解的影响因素241
第三节农药在环境中生物降解243
一、降解农药的微生物种类243
二、微生物降解农药的途径与机理246
三、影响微生物降解农药的因素247
参考文献249

第六章农药环境毒理分述253
第一节主要杀虫剂的环境毒性与危害253
一、有机氯杀虫剂的环境毒性与危害253
二、有机磷杀虫剂环境毒性与危害265
三、氨基甲酸酯类杀虫剂环境毒性与危害272
四、拟除虫菊酯类杀虫剂环境毒性与危害278
第二节主要杀菌剂的环境毒性与危害284
一、杀菌剂环境毒性概况284
二、杀菌剂对鱼的急性毒性285
三、杀菌剂的慢性毒性问题287
四、杀菌剂对土壤有益微生物的影响290
第三节主要除草剂的环境毒性与危害292
一、除草剂的环境毒性292
二、除草剂对人、畜的毒性294
第四节土壤熏蒸剂的环境毒性与危害299
参考文献303

第七章农药环境污染及其控制304
第一节农药对土壤的污染及其控制305
一、农药对土壤污染的概况及其危害305
二、农药污染土壤的途径和在土壤环境中的行为305
三、农药土壤污染的防控306
第二节农药对地下水的污染及其控制308
一、地下水的污染状况308
二、对地下水污染的主要影响因素309
三、地下水农药污染影响评价程序与方法313
四、地下水农药污染控制措施314
第三节农药对大气的污染及其防控316
一、大气农药污染来源316
二、农药污染对大气的影响317
三、大气农药污染的防控317
参考文献317

第八章农药残留与残留控制318
第一节农药在生态环境中的残留动态318
一、农药在自然环境、动植物体中的残留动态318
二、农药残留对动植物等生命有机体的影响320
第二节农药残留检测原理与基本方法321
一、农药残留仪器分析技术321
二、农药残留生物速测技术325
三、免疫测定方法328
四、农药多残留分析方法334
第三节农药残留消解原理、方法和动态336
一、农药残留的消解原理和方法336
二、农药残留消解动态337
第四节农药残留毒性的控制措施341
参考文献342

第九章农药药害与降害措施343
第一节药害发生原因与药害分类343
一、药害发生的原因343
二、植物药害的症状与类型347
第二节长残效除草剂土壤残留药害及其降害措施347
一、长残效除草剂的使用现状及问题347
二、长残效除草剂在土壤中的降解特点349
三、长残效除草剂对后茬作物的安全间隔期350
第三节长残效除草剂对后茬作物药害治理措施353
第四节常见药害降害补救办法356
一、农药使用不当引起的药害减害办法356
二、除草剂药害解毒剂的应用356
参考文献358

第十章农药生态毒理与环境安全评价359
第一节农药的生态毒性360
一、农药在环境中的迁移和分布360
二、农药在生态系统与环境中的代谢366
第二节农药对有害生物群落及有益生物的影响367
一、农药对有害生物群落的影响367
二、农药对有益生物的影响368
第三节农药环境安全性评价程序377
一、基础资料377
二、农药安全性毒理学评价378
第四节农药生态风险评价概况385
一、农药生态风险评价的基本概念385
二、农药生态风险评价的过程和模型385
三、农药生态安全评价的主要内容386
四、农药生态安全评价的基本方法387
五、我国农药生态安全性评价研究现状388
参考文献388

第十一章代谢组学在农药环境毒理学研究中的应用概况390
一、代谢组学研究方法390
二、代谢组学在环境毒理学研究中的优势392
三、代谢组学在农药环境毒理学中的应用393
四、代谢组学在农药安全性风险评估中的应用实例397
参考文献401