有机农药

有机农药，指利用生物活体或其代谢产物对害虫、病菌、杂草、线虫、鼠类等有害生物进行防治的一类农药制剂，或者是通过仿生合成具有特异作用的农药制剂。有机生物农药还要通过有机认证，可以用于相关有机标准的加工、生产的生物农药。

介绍20世纪30年代末有机农药开始逐渐取代无机农药，因其杀虫效率高，使世界粮食大幅度增产，但同时有机农药有一定毒性， 长期积累，给人类健康和环境生态带来了极大危害。

农药中属于有机化合物的品种总称，是以有机氯、有机磷、有机氟、有机硫、有机铜等化合物为有效成分的一类农药。英文名称organic pesticide。

有机化学农药及其分类有机农药是农药中属于有机化合物的品种总称。按其化学成分分为有机氯农药，有机磷农药，有机氮农药，拟除虫菊酯类农药，有机硫农药，杂环类化合物，苯氧羧酸类，酚类化合物，脲类化合物，醚类化合物，酮类化合物，二氮苯类，苯甲酸类，香豆素类化合物。这类农药有杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、除草剂、杀线虫剂及杀鼠剂，例如敌百虫、对硫磷等。是使用最多的一类农药。

有机氯农药主要分为以苯为原料和以环成二烯为原料的两大类，应用比较多的有DDT,六六六(BHC),氯丹(chlordane),艾氏剂(aldrin)，1983年有机氯农药已全面停产。

有机磷农药较常用的有乐果(dimethoate),敌敌畏(dichlorvos),内吸磷(demeton)等。

有机氮农药主要有氨基甲酸酯类农药，酰胺类化合物，脒类化合物。

有机硫农药是二硫代氮氨基甲酸酯系杀菌剂的总称，主要有代森锌，代森猛，福美铁等。

有机农药致畸性农药在农业生产中防止病虫害、保持农产品产量，起到了不容忽视的作用。但是由于我国长期以来农药产品结构不合理，农药使用不规范和监督管理不力，使得蔬菜、水果等农产品农药残留超标现象长期而普遍存在。通常，人们比较关注农药对职业性接触人群的危害，而对非职业性的低剂量长期持续暴露的庞大人群所遭受的危害则缺乏认识;人们常以农药残留量是否“超标”作为摄入农药安全性的衡量标准，但是，应该认识到这种安全性标准是相对的。其相对性表现在不同的因家对同种农药有不同的残留量标准，不同的检测方法有不同的灵敏度;同种毒物(包括农药)的不同毒性有不同的毒力和毒性特征。1

化学致畸物可致畸的化学因子主要存在于工业三废，农药，食品添加剂和防腐剂中，如某些多环芳香类化合物，烷基和苯类化合物，及重金属如铅，砷，镉，汞等。这些物质可引起发育中的胎体发生永久性的结构或功能异常的不良反应，即致畸性(teratogenicity)。因此，把这类物质称为化学致畸物。

致畸物的致畸机制发育的特点是在大小，生物化学和生理学，形态和功能方面的变化。这些变化受到管理基因转录的因素调节，这些因素在胚胎的基因组活动，而且连续的基因激活作用一直持续贯穿发育的全过程。有关畸形发生的机制可能是多方面的，包括突变，染色体断裂，有丝分裂改变，改变核酸完整性或功能，减少前体或底物的补给，减少能源支持，改变膜特性，渗透压不平衡和酶抑制作用。

近年来认为，致畸物的致畸机制有以下几个方面:

干扰基因表达某些基因的表达受到抑制或异常表达，可能引起畸形发生。

导致基因突变与染色体畸变遗传毒性是农药毒性的一个重要方面，研究证明，大多数农药都有遗传毒性。尽管很多农药的遗传毒性是在染毒剂量较高的实验条件下观察到的，但不能因此认为从残留农药的食品中长期低剂量摄取农药就是安全的或对人体健康无害的。
在实验性染毒的人或哺乳动物离体细胞，实验性染毒的啮齿类动物，少数研究针对农药生产者和使用者等职业暴露人群:检测终点包括基因突变、染色体畸变和DNA损伤。研究结果说明:有机磷、有机氯、除虫菊酯以及复配类常用主要农药大多数都有诱变性。

影响细胞周期细胞增殖对发育显然是必要的。细胞增殖率在个体发生过程中空间和时间都在变化，在胚胎中细胞增殖、分化和猬亡之间有精致的平衡。细胞周期长度的不同可能部分地影响敏感性。如:胚胎的神经上皮对CP诱导的细胞死亡相当敏感，而心脏有抵抗力。第10天大鼠胚胎神经上皮的细胞周期时间大约为9.5h,而在心脏中的细胞周期大约是13.4h,这是由于心脏细胞比神经上皮有更长的Go/Gl期。对DNA的损伤可在G1-s转换时、S期和G2-M转换时抑制细胞周期的进展。CP诱导DNA损伤可导致细胞周期混乱和特定的细胞群体中的细胞死亡。如果DHA损伤被修复，细胞周期能恢复正常,但如果损伤太广泛，或细胞周期抑制太久，可能引发凋亡。在全胚胎培养中使用活化的CP也观察到相似的胚胎细胞周期阻断和细胞死亡。

内分泌干扰作用一些具有激素样作用的农药常会有内分泌干扰作用。激素具有对内环境稳定的维护和发育过程的调节作用。内分泌干扰物为干扰激素的制造、释放、传送、代谢、结合、作用或排除的外源性因子。包括杀虫剂、除草剂、杀菌剂等。由于激素在许多组织中有指导分化的关键作用，发育中的生物体对有激素或抗激素活性的化学物尤其敏感。内分泌干扰物至少通过四种干扰内分泌系统的作用模式引起发育毒性:
①作为类固醇受体的配体起作用;
②改变类固醇激素代谢酶；
③扰乱下丘脑。垂体激素释放;
④通过目前还不清楚的模式作用。

土壤中有机农药自然降解的机制有机农药进入土壤后通过各种途径进行迁移转化，如挥发、扩散、吸附、生物降解、光解、水解、化学氧化等。挥发、扩散和吸附过程都不改变农药的化学结构，主要起着稀释和降低急性毒性作用;其他几种过程使农药的化学结构发生了改变，总的趋势是简单化和无毒化，能最终使农药从环境中消除。2

生物降解生物降解是许多有机农药在土壤中自然降解的主要过程。通过近几十年的研究工作，已经分离得到一批能降解或转化某种农药的微生物。已报道能降解农药的微生物有细菌、真菌、放线菌、藻类等，细菌由于生化上的多种适应能力以及容易诱发突变菌株从而占了主要地位。某种农药往往会同时有多种降解菌，同一降解菌也会对多种农药具有降解效应，如六六六能被芽孢菌属、无色杆菌属和假单孢菌属等菌属菌株降解，而某一无色杆菌属菌株又同时能降解六六六和DDT等农药问。一般来说，在自然生态系统中，许多因素都能对有机农药的生物降解过程产生影响，如土壤有机质、土壤温度等都能影响微生物对有机农药的利用”，有机农药浓度较高时会对土壤微生物的代谢活动和酶活性产生影响。

光解作用土壤表面的光解作用是有机农药的另一个重要降解途径。土壤中的有机农药可能发生两种类型的光降解，一种是有机农药直接吸收太阳光能进行转化，即直接光降解;另一种为非直接光解或光敏化降解。虽然290nm太阳光的照射下，许多有机农药仍能发生一系列的光化学反应，主要的反应有氧化反应、环氧化反应、羟基化反应、脂解反应、异构化反应和脱卤素作用等。在自然条件下，一些不易发生生物降解的有机农药却可能易于发生光降解,如DDT在290~310nm紫外光的照射下可转化为DDE和DDD,DDE还可进一步光解。在农药光解的初期阶段，农药分子分裂成不稳定的游离基，它可与其他有机农药等反应物分子发生连锁反应，因而光解对于降解土壤中的有机农药有着重要作用。

水解作用水解作用是土壤中有机农药降解的重要方式。有机农药中的烷基卤、磷酸脂、环氧化物、氨基等官能团都可发生水解反应。实验表明，水解速率与pH相关，Mabey等1把水解速率归纳为酸性催化、碱性崔化和中性过程。水解可以是生物酶引起的，也可以是纯化学的。马拉硫磷在土壤中的水解主要是化学降解，而且受到碱的催化;此外，在同一pH下其在土壤系统中的降解要比无土系统中快几十倍，说明还受到土壤其他组分的催化。一些氯化均三氮苯类农药，如阿特拉津、西玛津、扑灭津等农药的水解都是纯化学的，而且都受到土壤有机质的催化。

化学氧化进入土壤中的农药在有氧或无氧的情况下都会发生氧化还原反应。分子氧是自然环境中广泛存在。

化学氧化进入土壤中的农药在有氧或无氧的情况下都会发生氧化还原反应。分子氧是自然环境中广泛存在的一种氧化剂，它能缓慢氧化一些酚类和苯胺类有机农药，锰氧化物和铁氧化物等固体氧化剂也能氧化这些污染物。在工业危险物处理场，工业.上使用的氧化剂也可能参与有机化合物的氧化反应。如铬(Cr)能以高溶解性和高毒性的铬酸阴离子出现，研究表明，铬酸盐可以以相当可观速率氧化烷基取代酚和烷氧基取代酚，尤其是在低pH时。此外，土壤中的有机质在吸收太阳辐射后可以产生单分子氧、羟基、过氧烷基等自由基和过氧化氢、烷基过氧化物和过酸等氧化剂门3，这些氧化剂能氧化许多有机污染物。

展望既然当前农业生产中要不可避免地使用品种繁多的农药，而且，新的农药又不断地开发出来，农药环境污染是难以避免的。人类处于食物链的最后一环，人体对长期、低剂量摄入的农药具有富集作用。而毒物的遗传毒性所致的遗传损伤越是微弱，其隐版性越强，并可在个体生命期内和世代之间逐渐积累，影响深刻而久远。从遗传学角度来说，人类真正留给后代的唯一物质是基因组，保护好人类当代基因组就是保护整个人类后代的健康。因此，人类应该充分认识和关注不良环境因素危害人类基因组安全的严重后果。充分重视并加强残留量农药遗传毒性研究，为评价残留量农药的遗传安全性和采取有效的预防应对措施提供依据，具有十分重要的意义。
目前认为，致癌，致畸，致突变作用之间是相互联系的，很多致癌致突变物也是致畸物，而多数有机化学农药在一定程度上是有一定的毒性的。有些有机化学农药利用率低，难降解，长期残留在环境和食物链中，给人类健康和环境带来了很大危害。在二十世纪80年代中期，微生物农药迅速发展，目前在美国等发达国家应用广泛，与有机化学农药相比，微生物农药无毒，或低毒易降解，专一性强，在要求生态农业农业的今天，微生物农药有望逐渐取代有机化学农药。1

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 重庆师范大学