农药助剂生态危害识别与环境污染管控技术研究

目录

“环保公益性行业科研专项经费项目系列丛书”序言

前言

第1章 农药助剂品种及使用状况 1

1.1 农药助剂的主要类型和功能 1

1.1.1 按照功能划分的助剂类型 1

1.1.2 表面活性剂类农药助剂 3

1.2 农药助剂污染的特征与风险 4

1.2.1 农药助剂污染的隐蔽性和潜藏性 4

1.2.2 农药助剂的生态环境风险 4

1.3 国内外农药助剂品种及使用状况 5

1.3.1 国外农药助剂品种 5

1.3.2 我国农药助剂品种及使用状况 12

第2章 典型农药助剂的环境行为特性研究进展 24

2.1 表面活性剂类农药助剂概述 24

2.2 表面活性助剂AEOs和ANEOs的理化及环境特性 25

2.2.1 土壤、沉积物及蓄水材料吸附性 30

2.2.2 表面活性剂对其他化合物环境归趋的影响 32

2.3 表面活性助剂AEOs和ANEOs的降解性 32

2.3.1 生物降解机制 32

2.3.2 生物降解和化学结构 35

2.3.3 污水污泥、土壤及沉积物中的最终生物降解 41

2.3.4 水体中的最终生物降解 42

2.3.5 厌氧条件下的最终生物降解 42

2.4 小结 43

第3章 典型表面活性剂助剂壬基酚聚氧乙烯醚（NPnEO）在环境中的归趋研究 44

3.1 NPnEO及其代谢物NP分析方法建立研究 44

3.1.1 国内外检测方法研究现状 44

3.1.2 环境样品中NP检测方法的建立研究 49

3.1.3 小结 52

3.2 NPnEO在稻田环境中迁移转化研究 53

3.2.1 研究方法 53

3.2.2 结果与分析 55

3.2.34-NP在稻田中的迁移转化规律 56

3.2.4 小结 57

3.3 NP在土壤中的迁移与降解性研究 57

3.3.1 NP的吸附和淋溶特性研究 58

3.3.2 NP在土壤中的降解性试验研究 64

3.3.3 小结 68

3.4 太湖流域NP调查和生态风险评价研究 69

3.4.1 NP在太湖流域的分布 69

3.4.2 太湖流域NP的生态风险评价 72

3.4.3 小结 75

第4章 典型农药助剂对陆生生物生态效应研究 76

4.1 典型助剂代谢物 4-NP对日本鹌鹑繁殖能力的影响研究 76

4.1.1 材料及方法 77

4.1.2 结果与分析 79

4.1.3 小结 88

4.2 NPnEO及其降解产物NP对蚯蚓的毒性研究 88

4.2.1 NPnEO对赤子爱胜蚓生理毒性的研究 89

4.2.2 威廉腔环蚓对NP的生物富集 97

4.2.3 NP异构体对威廉腔环蚓生殖系统的影响 106

4.2.4 NP异构体对威廉腔环蚓生殖细胞的影响 114

4.2.5 NP异构体对威廉腔环蚓繁殖能力的影响 125

4.2.6 小结 131

4.3 NPnEO对土壤微生物的生态毒性研究 131

4.3.1 材料与方法 132

4.3.2 结果与分析 133

4.4 NPnEO及NP对小麦种子生长的影响 145

4.4.1 材料与方法 146

4.4.2 结果与分析 147

4.4.3 小结 151

第5章 典型农药助剂对水生生物生态效应研究 152

5.1 常用助剂对水生生物的毒性效应研究进展 152

5.1.1 溶剂类助剂对水生生物的毒性效应研究进展 152

5.1.2 表面活性剂类助剂对水生生物的毒性效应研究进展 155

5.2 NPnEO及NP对斑马鱼毒性效应研究 161

5.2.1 NPnEO对斑马鱼胚胎的毒性效应研究 161

5.2.24-NP对斑马鱼胚胎的毒性效应研究 168

5.2.3 NPnEO对斑马鱼内分泌干扰效应研究 176

5.3 NPnEO及NP对大型溞的毒性研究 191

5.3.1 NPnEO及NP对大型溞的急性毒性研究 191

5.3.2 NPnEO及NP对大型溞的慢性毒性研究 192

5.3.3 NPnEO及NP对大型溞对抗氧化酶系的影响 196

5.3.4 小结 198

5.4 NP对小球藻的生长影响研究 199

5.4.1 材料与方法 199

5.4.2 结果与分析 200

5.4.3 小结 205

第6章 农药助剂信息数据库的构建 206

6.1 农药助剂化学品基础数据库结构设计 206

6.2 农药助剂化学品基础数据库功能设计 206

6.2.1 系统权限分配 206

6.2.2 企业管理 208

6.2.3 产品管理 208

6.2.4 信息维护 212

6.2.5 个人管理 212

6.3 农药助剂化学品基础数据库系统实现 212

6.4 农药助剂化学品基础数据库系统功能展示 212

6.4.1 系统用户管理 212

6.4.2 数据录入功能 212

6.4.3 信息查询功能 213

6.4.4 信息统计功能 214

6.4.5 信息管理功能 215

6.5 小结 216

第7章 农药助剂环境污染控制管理策略研究 217

7.1 农药助剂环境安全管理制度研究进展 217

7.1.1 美国对农药助剂的管理 217

7.1.2 加拿大对农药助剂的管理 221

7.1.3 英国对农药助剂的管理 221

7.2 我国农药助剂环境安全管理名单的建议 221

7.3 我国农药助剂环境安全管理策略的建议 231

7.4 小结 232

参考文献 233

第1章农药助剂品种及使用状况

农药助剂是农药剂型加工和应用中使用的除农药有效成分以外的其他辅助物的总称。大部分农药原药难溶于水，无法直接加水喷雾或以其他方式均匀分散并覆盖于被保护的作物或防治对象或其活动场所。因此，人们将助剂与农药混合，加工形成制剂，使农药中的有效成分与有害生物或被保护对象接触、摄取或吸收后，发挥作用（张宗俭，2009）。农药助剂产品的种类和质量对农药剂型的发展和产品改进有重要的促进作用。高毒、残留期长农药的禁用和限制使用，推动农药产品向绿色、安全、高效、高选择性和环境友好的方向迅速发展，农药助剂的安全性问题也受到越来越多的关注（卜元卿等，2014a）。近年来一些发达国家在风险评价基础上，对一些高风险的助剂品种实施了禁限用制度（刘占山等，2009）。

本章较为系统地介绍了农药助剂的主要类别和基本理化特性，调研了国外大型农药助剂生产企业英国禾大、荷兰阿克苏、德国巴斯夫、美国亨斯迈等生产的主要农药助剂产品种类和使用情况；同时分析了我国农药助剂使用变化情况，主要助剂类型如有机溶剂类助剂、表面活性剂类助剂的使用状况。

1.1农药助剂的主要类型和功能

1.1.1按照功能划分的助剂类型

农药助剂作为农药制剂的重要组成部分，是农药剂型加工的关键。按照不同的功能作用，农药助剂主要分为以下几种类型。

1.分散型助剂

该种类型的助剂有利于有效成分的分散，具体包括分散剂、乳化剂、溶剂和填料。

（1）分散剂：包括两种，一种为农药原药的分散剂，由高黏度物质通过机械作用将熔融的原药分散成为胶体颗粒的助剂，如氯化钙；另一种为粉剂用的分散剂，可防止粉剂絮结，常用的有烷基芳基磺酸盐及其甲醛缩合物、木质素磺酸盐、烷基酚聚氧乙基醚甲醛缩合物、硫酸盐等。

（2）乳化剂：原来两种互不相溶的液体加入此种助剂后，一种液体将以极小的液珠均匀分散在另一种液体中，形成稳定的不透明乳状液体。乳化剂有芳基聚氧乙基醚、芳基硫酸盐、烷基硫酸盐、烷基苯基磺硫盐等。

（3）.溶剂：能溶解油溶性农药原药的液体。一般是有机溶剂，如苯、甲苯，溶剂油等。

（4）填料：在剂型加工中用于稀释原药的惰性固体填充物称为填料，能吸用或承载有效成分的填料称为载体。填料不仅起稀释作用，而且能改善物理性能，有利于原药的粉碎和分散。填料的理化性质与制剂的稳定性有关，应选择使用。

粉剂加工多采用中性无机矿物如陶土、高岭土、硅藻土、滑石粉等。浸渍法颗粒剂采用吸油性强的活性白土、膨润土等。包衣法颗粒剂采用非吸油性的粒状硅列为载体。

2.强化吸收助剂

该类助剂有助于处理对象接触和吸收农药，包括润湿剂、黏着剂等。

（1）润湿剂：其功能是降低药液的表面张力，使药粒迅速湿润，并使药液容易在施用目标的表面湿润和展布，帮助药剂渗透。常用的有含皂素的皂角粉、茶子粉饼和含木质素的亚硫酸纸浆废液，以及合成的表面活性剂如聚氧乙烯基、烷基芳基醚、聚氧乙烯基烷基醚、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐等。

（2）黏着剂：其功能为增强药剂在施用目标表面的固着能力，抵抗风吹雨洗，使药效充分发挥，兼有湿展、渗透能力。常用的有非离子或阴离子表面活性剂、木质素磺酸盐、乳酪素等。在某些情况下药液中添加一些矿物油或植物油也可起黏着作用。

3.増效助剂

该类助剂有助于发挥药效、延长和增强药效，包括稳定剂、增效剂、固着剂和缓释剂等。

（1）稳定剂：是又称防解剂，是在农药贮存过程中，能防止有效成分分解或物理性能变坏的物质。

（2）增效剂：能增加药剂的药效，如增效醚对西维因等具有增效作用。一般增效剂本身并没有毒杀作用。

（3）固着剂：使药剂在固体表面上的附着能力提高，以减少流失，增加药剂残效期的物质，如聚乙烯醇、明胶、淀粉等。

（4）缓释剂：利用物理或化学特性使药剂有控制地缓慢释放出有效成分的物质，包括物理型缓释物，如胶囊、塑料结合体、多层带、纤维片、吸附剂等：化学性缓释物，如纤维素酯、尿素制剂、可溶性金属聚合物等。

通过对我国农药助剂使用状况调查，掌握我国农药助剂品种、生产、使用等基本信息，揭示烷基酚聚氧乙烯醚类农药助剂环境污染特征和生态效应；建立农药助剂环境优先控制品种筛选技术和生态风险评估技术，提出农药助剂优先控制名录；建立农药助剂环境安全分级管理制度，为淘汰高毒、难降解、高环境危害的助剂化学品、生产和使用高环境风险化学品提供管理依据，为提高我国化学品使用环境安全管理水平与农业环境保护监管提供科技支撑。