农药动态总残留指数的构建及其评估农药环境风险研究

摘要

农药污染导致了两栖类动物全球衰退、大规模蜂巢崩塌等重大生态问题,被认为是食品不安全的总源头,已成为全球性突出环境问题.农药环境风险来不仅来源于其母体化合物,还与农药转化产物紧密相关.一个农药分子环境降解后可生成几种到几百种产物.文中以磺酰脲类、三嗪类及氯代酰胺类除草剂、有机磷杀虫剂等常用、大吨位农药为研究对象，围绕它们环境风险识别的关键因素“转化产物环境残留特征”，联合采用野外调查和实验室模拟研究，开展了常用农药的转化产物风险识别与甄选研究。提出了动态农药毒理指数(PTIt)，通过揭示转化产物(含立体异构体)的动态残留特征与毒理特性、引入时间尺度改进农药毒理指数(PTI)，实现了转化产物生成与降解过程中环境风险动态变化预测与评估，可甄选潜在的、高风险转化产物。进而，提出观点“转化产物风险为污染物母体的间接环境效应”，将筛选的高风险转化产物与农药母体等同考虑，构建了农药总毒性残留指标，准确评估常用农药的实际风险(TTR,图1)，筛选出乙草胺、阿特拉津、苯线磷等潜在的高风险品种，并初步了评估它们在典型农业区中环境残留的风险。以有机磷杀虫剂苯线磷为例，通过环境降解过程研究，揭示了苯线磷、产物亚砜、砜、酚等及对映体土壤中降解/生成途径与动力学，以及异构体的对映异构化、非对映异构化过程与动力学；通过生态毒理测试，阐明了它们对斑马鱼、胚胎的毒性效应；采用动态农药毒理指数，甄选出高风险的亚砜、砜立体异构体，构建的苯线磷TTR指标(农药母体与产物亚飒、飒立体异构体)，对典型水体中苯线磷残留的风险评估TTR评估是母体评估的2-2600倍，表明忽略转化产物低估了农药风险。