程禹，邵輝，劉春艷，楊云艷，楊麗靜，閆琳，林宏芳，郭永澤

天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(天津)，天津 300381

農(nóng)藥在減少病蟲害、保證農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)豐收等方面發(fā)揮著重要作用，已成為當(dāng)今農(nóng)業(yè)不可或缺的重要生產(chǎn)資料。據(jù)統(tǒng)計，使用農(nóng)藥可使糧食損失減少約30%[1]。2020年中央一號文件中，對標全面建成小康社會，提出治理農(nóng)村生態(tài)環(huán)境突出問題，深入開展農(nóng)藥化肥減量行動。近幾年來，農(nóng)藥使用帶來的環(huán)境安全問題引起了人們的廣泛關(guān)注。因此，研究“高效、低風(fēng)險”的農(nóng)藥，對安全合理使用農(nóng)藥，推進綠色發(fā)展意義重大。

近些年，在我國的許多地區(qū)，尤其是廣西省和福建省，柑橘潰瘍病的發(fā)病率較高，且發(fā)病程度也較重。潰瘍病直接影響柑橘的產(chǎn)量[2]。隨著柑橘種植面積的擴大，果實品質(zhì)差異較大，其中柑橘潰瘍病是影響果實品質(zhì)的主要因素之一[3]。柑橘潰瘍病的“火山口”的病斑癥狀可以說早已深入人心。危害嚴重時造成樹勢衰弱，落葉、枯梢、落果，病害上果后嚴重影響果實外觀品質(zhì)。而且，柑橘潰瘍病傳播途徑廣、傳染迅速、病菌生存能力強，目前仍無有效途徑完全根治，因此也被世界上各大柑橘主產(chǎn)國列入檢疫性病害名單[4]。

當(dāng)前防治柑橘潰瘍病的有效藥劑主要是銅制劑及農(nóng)用抗生素[5]。氫氧化銅水分散粒劑是一種銅基殺菌劑，對預(yù)防保護柑橘潰瘍病，有著良好的效果[6]。它的殺菌作用主要靠銅離子，銅離子被萌發(fā)的孢子吸收，當(dāng)達到一定濃度時，就可以殺死孢子細胞，從而起到殺菌作用。從而有效防治作物的細菌及真菌性病害，對柑橘潰瘍病、黃瓜角斑病尤其高效。微量的Cu對植物生長具有促進作用。一般植物葉片的正常Cu含量為5～30 mg·kg-1，高于30 mg·kg-1時則可能引起中毒[7]。

目前，Cu2+對陸生生物毒性的研究報道為數(shù)不多，氫氧化銅原藥對小白鼠急性經(jīng)口毒性為中毒，急性接觸為低毒[8]，本文參照《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則》(GB/T 31270—2014)[9-13]和《化學(xué)農(nóng)藥天敵(瓢蟲)急性接觸毒性試驗準則》(NY/T 3088—2017)[14]，對6種模式陸生生物：日本鵪鶉(Coturnixjaponica)、蜜蜂(ApismelliferaL.)、家蠶(Bombyxmori)、赤眼蜂(Trichogrammadendrolimi)、七星瓢蟲(Coccinellaseptempunctata)和蚯蚓(Eiseniafoetida)進行急性毒性測試，進而評估污染物特別是農(nóng)藥對環(huán)境的影響。急性毒性試驗即單次給藥毒性試驗，指機體(人或?qū)嶒瀯游?1次(或24 h內(nèi)多次)接觸外來化合物之后所引起的中毒效應(yīng)，甚至死亡。急性毒性試驗是推測新農(nóng)藥對非靶標生物進行毒性分級的重要手段。但按照我國現(xiàn)行標準，農(nóng)藥的毒性一般按急性毒性終點值的大小來劃分，這樣會導(dǎo)致一些低毒，但具有致癌、致突變等慢性毒性的農(nóng)藥被錯誤地劃歸為低毒農(nóng)藥范疇。還要注意的是低毒農(nóng)藥如果應(yīng)用范圍廣、暴露量大，則其危險性也可能很高，因此單純用毒性指標來衡量農(nóng)藥的安全性顯然是不適當(dāng)?shù)?。所以根?jù)我國頒布的《農(nóng)藥登記 環(huán)境風(fēng)險評估指南》(NY/T 2882—2016)[15]，使用China-PEARL模型預(yù)測農(nóng)藥在地下水中的環(huán)境暴露濃度和PECsoil_SFO_China模型預(yù)測的在土壤中的環(huán)境暴露濃度，對農(nóng)藥進行全面環(huán)境風(fēng)險評估是很有必要的。本文旨在通過對77%氫氧化銅水分散粒劑在防治柑橘潰瘍病過程中，對生態(tài)環(huán)境的危害特性和暴露程度進行系統(tǒng)全面評估，為其農(nóng)藥登記風(fēng)險管理提供一定的科學(xué)理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 材料

1.1.1 供試農(nóng)藥

77%氫氧化銅水分散粒劑由山東迦奇生物技術(shù)有限公司提供。

1.1.2 供試生物

試驗生物為日本鵪鶉(Coturnixjaponica)，由天津市武清興匯養(yǎng)殖場提供，該試驗生物引入實驗室5～7 d，馴養(yǎng)死亡率<5%，生長狀態(tài)符合該物種生長規(guī)律，來自同一個母本種群，且同一天孵化。飼喂飼料為秦皇島市奧極飼料有限公司生產(chǎn)的“奧極牌102蛋鵪鶉配合飼料”。意大利成年工蜂(ApismelliferaL.)為供試生物，供試生物由北京密云東菜園養(yǎng)蜂廠引種，為來自同一種群的成年工蜂，年齡相同、飼喂?fàn)顩r一致，并營養(yǎng)良好、健康。以菁松×皓月為供試家蠶(BombyxmoriL.)，由山東廣通蠶種集團有限公司提供，以蛻皮時間和大小相近的二齡起蠶為試驗生物材料。以松毛蟲赤眼蜂(Trichogrammadendrolimi)為供試生物，供試卵卡由廣東省昆蟲研究所提供。在試驗前，從冰箱(-4 ℃)中取出試驗所需量的寄生米蛾卵或卵卡，每個指形管中裝入約0.2 mL寄生米蛾卵或1/8張卵卡，封閉管口，放入溫度為(25±2) ℃、相對濕度為50%～80%的培養(yǎng)室(黑暗條件)開始羽化培養(yǎng)。羽化培養(yǎng)期間，需要定時檢查羽化情況，從出現(xiàn)羽化的成蟲開始計時，使用開始羽化后48 h內(nèi)羽化的成蜂。赤子愛勝蚓(Eiseniafoetida)，購自天津市賈立明蚯蚓養(yǎng)殖有限公司，挑選已出現(xiàn)繁殖環(huán)帶的、體質(zhì)量在400～500 mg之間的健康成年蚯蚓用于試驗，購入后在室溫20 ℃條件下避光馴養(yǎng)。以七星瓢蟲(Coccinellaseptempunctata)為供試生物，供試卵卡由北京市農(nóng)林科學(xué)院提供，采用孵化3～4 d的二齡幼蟲。

1.2 試驗方法

1.2.1 參比試驗

采用99.9%樂果標準品作為參比物質(zhì)進行蜜蜂經(jīng)口、蜜蜂接觸、家蠶接觸、天敵瓢蟲接觸敏感性檢查。采用99%氯乙酰胺作為參比物質(zhì)進行蚯蚓敏感性檢查。試驗過程根據(jù)國家頒布的《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則》(GB/T 31270—2014)[9-13]和《化學(xué)農(nóng)藥天敵(瓢蟲)急性接觸毒性試驗準則》(NY/T 3088—2017)[14]進行。

1.2.2 鳥類毒性試驗

參照經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD)試驗準則和我國頒布的《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則》，先以各試驗的最高濃度和最低濃度，設(shè)置較大極差的4～5個劑量組，通過預(yù)實驗求出最高全存活劑量和最低全致死劑量。根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果，正式試驗設(shè)置120.6、144.7、173.6、208.3、250.0、300.0和360.0 mg a.i.·(kg bw)-1共7個劑量組，稱量試驗用鵪鶉體質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計的分組劑量按1.0 mL·(100 g bw)-1計算給藥體積，將配制好的試驗藥液按計算體積一次性經(jīng)口灌入鵪鶉體內(nèi)，即可得到上述設(shè)計劑量組，并設(shè)空白對照組。每處理1次重復(fù)，每處理組10只鵪鶉，雌雄各半，試驗周期7 d。

1.2.3 蜜蜂急性接觸毒性試驗

預(yù)實驗方法同1.2.2，根據(jù)結(jié)果，設(shè)置100.0 μg a.i.·蜂-1劑量組，藥劑使用蒸餾水溶解，并設(shè)空白對照和助溶劑對照組(每只蜂點滴1.0 μL的體積分數(shù)為0.1%吐溫-80水溶液)。處理組和對照組均設(shè)3次重復(fù)，每個重復(fù)10只蜜蜂。將蜜蜂引入三角瓶內(nèi)，用紗布封口，通入N2將蜜蜂麻醉，用電動移液器分別點滴1.000×105mg a.i.·L-1供試藥液1.0 μL于蜜蜂中胸背板處，待蜂身晾干后轉(zhuǎn)入試驗籠中，用50%(m/V)蔗糖水飼喂。

1.2.4 蜜蜂急性經(jīng)口毒性試驗

預(yù)實驗方法同1.2.2，根據(jù)結(jié)果，設(shè)置1.66、2.82、4.79、8.14、13.8和23.5 μg a.i.·蜂-1，將蜜蜂引入試驗籠中，每個籠中10只試驗用蜂。將藥液與50%蔗糖水以體積比1∶1混勻，然后在飼喂器(2 mL離心管)中加入200 μL含有不同濃度供試物的50%蔗糖水溶液(m/V)，并對每組藥液的消耗量進行測定。一旦藥液消耗完，將食物容器取出，換用不含供試物的蔗糖水進行飼喂(不限量)。對于異味較濃的農(nóng)藥，有時蜜蜂拒絕進食，從而導(dǎo)致食物消耗很少或幾乎沒有消耗的，最多延長至6 h，并對食物的消耗量進行測定(即測定該處理的食物殘存質(zhì)量)。

1.2.5 家蠶急性毒性試驗

預(yù)實驗方法同1.2.2，根據(jù)結(jié)果，設(shè)置416、553、735、978、1.30×103、1.73×103和2.30×103mg a.i.·L-1這7個濃度組，藥劑使用蒸餾水溶解，并設(shè)空白對照組。處理組和對照組均設(shè)3次重復(fù)，每個重復(fù)20頭蠶。在培養(yǎng)皿內(nèi)飼養(yǎng)二齡起蠶，用不同濃度的藥液完全浸漬桑葉10 s，晾干后供蠶食用。整個試驗期間飼喂藥劑處理后的桑葉。

1.2.6 赤眼蜂急性毒性試驗

預(yù)實驗方法同1.2.2，根據(jù)結(jié)果，設(shè)置2.772×10-4、5.544×10-4、1.109×10-3、2.218×10-3和4.435×10-3mg a.i.·cm-2這5個濃度組，在指形管中加入1 mL藥液，將藥液在指形管中充分滾吸晾干形成藥膜管，然后將供試赤眼蜂放入藥膜管中爬行1 h后轉(zhuǎn)入無藥指形管中，以棉線浸漬10%蜂蜜水飼喂，并用黑布封住管口，在人工氣候箱中培養(yǎng)。

1.2.7 七星瓢蟲急性毒性試驗

預(yù)實驗方法同1.2.2，根據(jù)結(jié)果，設(shè)置485.1 g a.i.·hm-2的濃度，在指形管中加入配制的試驗藥液1 mL，采用烤腸機將藥液在指形管中充分滾吸晾干形成藥膜管。然后將二齡供試瓢蟲幼蟲單頭接入藥膜管中，給予足量的活幼蚜供瓢蟲取食，并以紗布封緊管口，以后每天飼喂充足的活蚜蟲作為食物，飼喂蚜蟲前需將殘余的蚜蟲清理干凈，以保證瓢蟲充分接觸藥膜。對照組的瓢蟲數(shù)量與處理組相同，并與處理組同時進行。指形管應(yīng)平放，保證瓢蟲能夠自由爬行減少重力對其的不利影響。本次試驗設(shè)置1個處理組和對照組，對照組和處理組均設(shè)置3個重復(fù)，每個重復(fù)為10頭二齡瓢蟲幼蟲。

1.2.8 蚯蚓急性毒性試驗

預(yù)實驗方法同1.2.2，根據(jù)結(jié)果，參照《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則》中農(nóng)藥對蚯蚓急性毒性試驗方法中的人工土壤法，移取7.500×103mg a.i.·L-1一級儲備液20.00 mL加入到1 500 g人工土壤中，加入適量的蒸餾水調(diào)節(jié)土壤含水量，占土壤干質(zhì)量的30%～35%，充分攪拌使藥物與土壤混合均勻，得到100.0 mg a.i.·(kg干土)-1共1個濃度水平；然后將此濃度水平的土壤平均分裝于3個標本瓶，制成一個濃度所需的3個重復(fù)，每個處理放入蚯蚓10條，并設(shè)置空白對照。用紗布扎好瓶口，在人工氣候箱中培養(yǎng)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗結(jié)果用SPSS 20.0[16]統(tǒng)計軟件處理，計算日本鵪鶉每一觀察時間的半致死劑量(LD50)和95%置信限，計算蜜蜂接觸和經(jīng)口試驗的24 h和48 h的死亡率、LD50值及95%置信限，計算家蠶急性毒性試驗的半數(shù)致死濃度(LC50)包括24 h-LC50、48 h-LC50、72 h-LC50、96 h-LC50值及其95%置信限，計算赤眼蜂24 h半致死用量(24 h-LR50)和95%置信限，計算瓢蟲48 h、96 h、蛹前(13 d)、成蟲前(18 d)的LR50和95%置信限，計算對赤子愛勝蚯蚓的7 d-LC50、14 d-LC50和95%置信限。

1.4 評估數(shù)據(jù)獲取

本研究涉及有效成分為氫氧化銅，進行農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評估需要的數(shù)據(jù)主要有理化性質(zhì)、環(huán)境相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及生態(tài)毒性數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)主要來本實驗室(天津市農(nóng)業(yè)質(zhì)量標準與檢測技術(shù)研究所)、歐洲食品安全局(European Food Safety Authority, EFSA)和農(nóng)藥性質(zhì)數(shù)據(jù)庫(Pesticide Properties DataBase, PPDB)。本實驗室毒性終點數(shù)據(jù)均根據(jù)《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則》(GB/T 31270—2014)[9-13]和《化學(xué)農(nóng)藥天敵(瓢蟲)急性接觸毒性試驗準則》(NY/T 3088—2017)[14]的方法進行實驗獲得的。77%氫氧化銅水分散粒劑使用方法列于表1中，理化性質(zhì)和環(huán)境歸趨數(shù)據(jù)列于表2中，生態(tài)毒理數(shù)據(jù)列于表3中。

2 結(jié)果與分析(Results and analysis)

2.1 鳥類急性毒性試驗結(jié)果和風(fēng)險表征

2.1.1 77%氫氧化銅水分散粒劑對鳥類急性經(jīng)口毒性試驗結(jié)果

測試結(jié)果顯示，空白對照組未觀察到中毒癥狀；處理組鵪鶉出現(xiàn)活動減少、呆滯、攝食和攝水量減少、站立不穩(wěn)等癥狀。對鵪鶉急性經(jīng)口半致死劑量(7 d-LD50)為225.9 mg a.i.·(kg bw)-1，7 d-LD50的95%置信限為183.3～292.1 mg a.i.·(kg bw)-1，回歸方程為Y=3.78175X-8.90196，回歸系數(shù)R2=0.934，毒性等級為“中毒”。

表1 氫氧化銅的使用方法Table 1 Method of copper hydroxide application

表2 氫氧化銅的理化性質(zhì)和環(huán)境歸趨數(shù)據(jù)Table 2 Physicochemical properties and environmental fate data of copper hydroxide

表3 氫氧化銅的生態(tài)毒性數(shù)據(jù)Table 3 Ecotoxicity data of copper hydroxide

2.1.2 鳥類環(huán)境風(fēng)險暴露分析

根據(jù)被評估物質(zhì)77%氫氧化銅水分散粒劑的施藥信息，暴露途徑為農(nóng)藥噴霧，推薦的單位面積農(nóng)藥最高施藥劑量(AR)為277.2 g a.i.·hm-2，選擇暴露場景為“果園和觀賞植物/苗圃類”，小型食蟲鳥類作為指示物種，此情形下，選擇77%氫氧化銅水分散粒劑施藥3次對鳥類急性的預(yù)測暴露劑量(PED)按式(1)計算[15]，計算涉及的參數(shù)及計算結(jié)果如表4所示。

PEDacute=FIRbw·d×RUD90×AR×MAF90×10-3

(1)

式中：PEDacute為急性預(yù)測暴露劑量(mg a.i.·(kg bw·d)-1)；FIRbw·d為指示物種單位體質(zhì)量單位時間食物攝取量(g·(g bw·d)-1)；RUD90為第90百分位單位面積施藥劑量的食物農(nóng)藥殘留量((mg a.i.·(kg食物)-1)/(kg a.i.·hm-2))；AR為單位面積農(nóng)藥最高施藥劑量(g a.i.·hm-2)；MAF90為RUD90對應(yīng)的多次施藥因子。

2.1.3 鳥類環(huán)境風(fēng)險效應(yīng)分析

77%氫氧化銅水分散粒劑對鳥類急性試驗的毒性終點值列于表5中，按式(2)計算預(yù)測無效應(yīng)劑量(PNED)[15]，計算涉及的參數(shù)及計算結(jié)果如表5所示。

(2)

式中：PNED為預(yù)測無效應(yīng)劑量(mg a.i.·(kg bw·d)-1)；EnP為毒性試驗終點(mg a.i.·(kg bw·d)-1)；UF為不確定性因子。

2.1.4 鳥類環(huán)境風(fēng)險表征

風(fēng)險表征值通過式(3)計算[15]。初級風(fēng)險評估結(jié)果表明，77%氫氧化銅水分散粒劑對鳥類急性風(fēng)險可接受。計算參數(shù)與計算結(jié)果如表6所示。

表4 鳥類風(fēng)險評估中的77%氫氧化銅水分散粒劑急性預(yù)測暴露劑量Table 4 Risk assessment of birds: Acute predicted exposure dose of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

(3)

式中：RQ為風(fēng)險商值；若RQ≤1，風(fēng)險可接受；若RQ>1，風(fēng)險不可接受。

2.2 蜜蜂急性毒性試驗結(jié)果和風(fēng)險表征

2.2.1 蜜蜂急性接觸毒性參比試驗結(jié)果

98.5%樂果對蜜蜂急性接觸毒性的24 h-LD50為0.174 μg a.i.·蜂-1，其95%置信區(qū)間為0.155～0.210 μg a.i.·蜂-1，在0.10～0.30 μg a.i.·蜂-1之間，表明試驗試材和體系符合要求，試驗結(jié)果可靠。

2.2.2 蜜蜂急性經(jīng)口毒性參比試驗結(jié)果

98.5%樂果對蜜蜂急性經(jīng)口毒性的24 h-LD50為0.103 μg a.i.·蜂-1，其95%置信區(qū)間為0.0829～0.143 μg a.i.·蜂-1，在0.10～0.35 μg a.i.·蜂-1之間，表明試驗試材和體系符合要求，試驗結(jié)果可靠。

2.2.3 77%氫氧化銅水分散粒劑對蜜蜂急性接觸毒性試驗結(jié)果

測試結(jié)果顯示，空白對照組未觀察到中毒癥狀；處理組蜜蜂也未觀察到中毒癥狀，對蜜蜂急性接觸LD50為>100 μg a.i.·蜂-1，毒性等級為“低毒”。

2.2.4 77%氫氧化銅水分散粒劑對蜜蜂急性經(jīng)口毒性試驗結(jié)果

測試結(jié)果顯示，空白對照組未觀察到中毒癥狀；處理組蜜蜂出現(xiàn)腹部膨脹、顯著的激動和不安、對外界刺激反應(yīng)遲鈍等癥狀。對蜜蜂急性經(jīng)口48 h-LD50為6.19 μg a.i.·蜂-1，其95%置信限為5.21～7.96 μg a.i.·蜂-1，回歸方程為Y=1.5692+4.3340X，回歸系數(shù)R2=0.8720，毒性等級為“中毒”。

2.2.5 蜜蜂環(huán)境風(fēng)險暴露分析

根據(jù)被評估物77%氫氧化銅水分散粒劑的良好農(nóng)業(yè)規(guī)范(Good Agricultural Practice, GAP)信息可知，AR為277.2 g a.i.·hm-2，使用方法為噴霧施藥，初級暴露分析中不計算PED，采用農(nóng)藥AR作為暴露量。

2.2.6 蜜蜂環(huán)境風(fēng)險效應(yīng)分析

噴霧施藥不計算PNED，僅使用蜜蜂急性經(jīng)口或接觸毒性中毒性較高的LD50，當(dāng)同時具備有效成分及其制劑產(chǎn)品的LD50時，應(yīng)選擇毒性較高的數(shù)據(jù)。如表4所示，77%氫氧化銅水分散粒劑對蜜蜂急性經(jīng)口LD50為6.19 μg a.i.·蜂-1，對蜜蜂急性接觸LD50為>100 μg a.i.·蜂-1；氫氧化銅原藥對蜜蜂急性經(jīng)口LD50為49.0 μg a.i.·蜂-1，對蜜蜂急性接觸LD50為>44.46 μg a.i.·蜂-1。因此選擇制劑對蜜蜂急性經(jīng)口LD50，為6.19 μg a.i.·蜂-1。

2.2.7 蜜蜂環(huán)境風(fēng)險表征

通過下式根據(jù)農(nóng)藥單次最高施藥劑量和毒性較高的急性經(jīng)口半致死劑量計算噴施農(nóng)藥77%氫氧化銅水分散粒劑暴露場景的風(fēng)險商值(RQsp)。

(4)

RQsp<1，風(fēng)險可接受。

2.3 家蠶急性毒性試驗結(jié)果和風(fēng)險表征

2.3.1 家蠶急性毒性參比試驗結(jié)果

98.5%樂果對家蠶急性毒性的96 h-LC50為1.34×103mg a.i.·L-1，在標準要求范圍內(nèi)，本試驗結(jié)果可靠。

表5 鳥類風(fēng)險評估中的77%氫氧化銅水分散粒劑毒性終點及預(yù)測無效應(yīng)劑量(PNED)Table 5 Risk assessment of birds: Toxicity endpoints and predicted no effect dose (PNED) of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

表6 鳥類風(fēng)險評估中的77%氫氧化銅水分散粒劑初級風(fēng)險評估結(jié)果Table 6 Risk assessment of birds: The primary risk assessment results of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

2.3.2 77%氫氧化銅水分散粒劑對家蠶急性毒性試驗結(jié)果

測試結(jié)果顯示，空白對照組未觀察到中毒癥狀；處理組家蠶出現(xiàn)拒食或攝食減少、吐絲、吐液、對外界刺激反應(yīng)遲鈍等癥狀。對家蠶急性經(jīng)口96 h-LC50為2.08×103mg a.i.·L-1，其95%置信限為1.80×103～2.60×103mg a.i.·L-1，回歸方程為Y=-7.0096+3.6197X，相關(guān)系數(shù)R2=0.9738，毒性等級為“低毒”。

2.3.3 家蠶環(huán)境風(fēng)險暴露分析

根據(jù)被評估物質(zhì)77%氫氧化銅水分散粒劑的GAP信息，可知暴露場景為飄移場景，根據(jù)式(4)～式(7)分別計算多次施藥最外圍、次外圍桑樹上的預(yù)測暴露濃度(PEC)、多次施藥因子(MAF)、桑葉上農(nóng)藥的降解系數(shù)(DFPHI)。

PECma-fr=AR×PDFfr×RUD95×MAF×DFPHI

(5)

式中：PECma-fr為多次施藥后最外圍一行桑樹預(yù)測暴露濃度(mg a.i.·(kg桑葉)-1)；AR為單位面積農(nóng)藥最高施用量(kg a.i.·hm-2)；PDFfr為最外圍一行桑樹上的漂移因子；RUD95為桑樹上第95百分位的單位施藥劑量的桑葉農(nóng)藥殘留量((mg a.i.·(kg桑葉)-1)/(kg a.i.·hm-2))；MAF為多次施藥因子；DFPHI為桑葉上農(nóng)藥的降解系數(shù)。

PECma-sr=AR×PDFsr×RUD95×MAF×DFPHI

(6)

式中：PECma-sr為多次施藥后次外圍一行桑樹預(yù)測暴露濃度(mg a.i.·(kg桑葉)-1)；PDFsr為次外圍一行桑樹上的漂移因子。

(7)

式中：n為施藥次數(shù)；i為施藥間隔期(d)；DT50為農(nóng)藥在桑葉上的降解半衰期(d)。

(8)

式中：PHI為農(nóng)藥最后一次使用距離桑葉采收的間隔期(d)，計算時DT50=10(默認值)，PHI=1(默認值)，n=1，其他數(shù)據(jù)及計算結(jié)果如表7所示。

2.3.4 家蠶環(huán)境風(fēng)險效應(yīng)分析

被評估物質(zhì)77%氫氧化銅水分散粒劑對家蠶毒性終點LC50-GB為2 080 mg·L-1，通過式(9)計算修正半致死濃度(LC50-C)，通過式(10)計算PNEC，計算結(jié)果如表8所示。

表7 家蠶風(fēng)險評估中的77%氫氧化銅水分散粒劑預(yù)測暴露濃度(PEC)計算結(jié)果Table 7 Risk assessment of silkworms: Predicted exposure concentrations (PEC) of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

表8 家蠶風(fēng)險評估中的77%氫氧化銅水分散粒劑預(yù)測無效應(yīng)濃度(PNEC)計算結(jié)果Table 8 Risk assessment of silkworm: Predicted no effect concentration (PNEC) of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

LC50-C=LC50-GB×FC

(9)

式中：LC50-C為修正半致死濃度(mg a.i.·(kg桑葉)-1)；FC為修正系數(shù)(L·(kg桑葉)-1)。

(10)

式中：PNEC為預(yù)測無效應(yīng)濃度(mg a.i.·(kg桑葉)-1)；EnP為試驗得出的毒性終點(mg a.i.·(kg桑葉)-1)；UF為不確定性因子。

2.3.5 家蠶環(huán)境風(fēng)險表征

初級風(fēng)險評估結(jié)果表明，77%氫氧化銅水分散粒劑對家蠶風(fēng)險可接受。根據(jù)式(11)計算RQ，計算結(jié)果如表9所示。

(11)

式中：RQ為風(fēng)險商值；若RQ≤1，風(fēng)險可接受；若RQ>1，風(fēng)險不可接受。

2.4 非靶標節(jié)肢動物急性毒性試驗結(jié)果和風(fēng)險表征2.4.1非靶標節(jié)肢動物急性毒性參比試驗結(jié)果

98.5%樂果在0.20 g·hm-2劑量時，七星瓢蟲幼蟲死亡率為53.3%，在40%～80%之間，符合標準要求范圍，表明試驗試材和體系符合要求，試驗結(jié)果可靠。

2.4.2 77%氫氧化銅水分散粒劑對赤眼蜂急性毒性試驗結(jié)果

測試結(jié)果顯示，空白對照組未觀察到中毒癥狀；處理組赤眼蜂出現(xiàn)觸角不動、對外界刺激反應(yīng)遲鈍等癥狀。對赤眼蜂急性24 h-LR50為1.690×10-3mg a.i.·cm-2，其95%置信限為1.200×10-3～2.590×10-3mg a.i.·cm-2，回歸方程為Y=3.70131+1.33547X，回歸系數(shù)R2=0.9649，毒性等級為“低毒”。

2.4.3 77%氫氧化銅水分散粒劑對七星瓢蟲急性毒性試驗結(jié)果

測試結(jié)果顯示，空白對照組未觀察到中毒癥狀；處理組也未觀察到中毒癥狀，77%氫氧化銅水分散粒劑對瓢蟲急性接觸18 d-LR50>485.1 g a.i.·hm-2，毒性等級為“低毒”。

2.4.4 非靶標節(jié)肢動物環(huán)境風(fēng)險暴露分析

根據(jù)被評估物質(zhì)77%氫氧化銅水分散粒劑GAP信息，通過式(12)和式(13)分別計算該物質(zhì)在農(nóng)田內(nèi)、農(nóng)田外的預(yù)測暴露用量(PER)，通過式(14)計算MAF，通過式(15)計算農(nóng)藥在植株表面的降解速率常數(shù)(k)。計算參數(shù)與計算結(jié)果如表10所示。

農(nóng)田內(nèi)暴露分析

PERin=AR×MAF

(12)

式中：PERin為農(nóng)田內(nèi)預(yù)測暴露用量(g a.i.·hm-2)；AR為推薦的農(nóng)藥有效成分單位面積最高施藥量(g a.i.·hm-2)；MAF為多次施藥因子。

農(nóng)田外暴露分析

(13)

表9 家蠶風(fēng)險評估中的77%氫氧化銅水分散粒劑初級風(fēng)險評估結(jié)果Table 9 Risk assessment of silkworms: Primary risk assessment of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

表10 非靶標節(jié)肢動物風(fēng)險評估中的77%氫氧化銅水分散粒劑預(yù)測暴露用量(PER)計算參數(shù)與計算結(jié)果Table 10 Non-target arthropod risk assessment: Predicted exposure dosage (PER) calculation parameters and results of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

式中：PERoff為農(nóng)田外預(yù)測暴露用量(g a.i.·hm-2)；PDF為農(nóng)藥飄移因子；VDF為農(nóng)藥植被分布因子。

(14)

式中：n為施藥次數(shù)；k為農(nóng)藥在植株表面的降解速率常數(shù)；i為施藥間隔期(d)。

(15)

式中：DT50為農(nóng)藥在植株表面的降解半衰期(d)。

2.4.5 非靶標節(jié)肢動物環(huán)境風(fēng)險表征

選擇代表物種的LR50，當(dāng)同一類型的非靶標節(jié)肢動物(NATs)有多個LR50值時，選擇最敏感的LR50值，因此對寄生性天敵LR50值選擇蚜繭蜂天敵的LR50，為50 g a.i.·hm-2。農(nóng)田內(nèi)危害商值(HQin)、農(nóng)田外危害商值(HQoff)分別按式(16)和式(17)計算，計算結(jié)果如表11所示，UF采用默認值5。HQ≤5，表明風(fēng)險可接受；HQ>5，表明風(fēng)險不可接受。

(16)

(17)

根據(jù)被評估物質(zhì)77%氫氧化銅水分散粒劑的GAP信息，77%氫氧化銅水分散粒劑對非靶標節(jié)肢動物進行農(nóng)田內(nèi)和農(nóng)田外風(fēng)險評估。分別得到：對寄生性天敵赤眼蜂HQin=9.702>5，HQoff=2.325<5；對捕食性天敵瓢蟲HQin=1.000<5，HQoff=0.2396<5。因此，77%氫氧化銅水分散粒劑對農(nóng)田內(nèi)寄生性天敵赤眼蜂風(fēng)險不可接受；對農(nóng)田內(nèi)及農(nóng)田外捕食性天敵瓢蟲、農(nóng)田外寄生性天敵赤眼蜂風(fēng)險均可接受。

2.5 蚯蚓急性毒性試驗結(jié)果和風(fēng)險表征

2.5.1 蚯蚓急性毒性參比試驗結(jié)果

氯乙酰胺對蚯蚓急性毒性14 d-LC50為45.1 mg a.i.·(kg干土)-1，在20～80 mg a.i.·(kg干土)-1之間，本試驗結(jié)果可靠。

2.5.2 77%氫氧化銅水分散粒劑對蚯蚓急性毒性試驗結(jié)果

空白對照組未觀察到中毒癥狀；處理組也未觀察到中毒癥狀，77%氫氧化銅水分散粒劑對蚯蚓急性14 d-LC50>100.0 mg a.i.·(kg干土)-1，毒性等級為“低毒”。

2.5.3 土壤生物環(huán)境風(fēng)險暴露分析

根據(jù)被評估物77%氫氧化銅水分散粒劑的生態(tài)毒性數(shù)據(jù)及施藥信息，對土壤生物采用PECsoil_SFO_China模型進行初級急性暴露分析。初級急性暴露分析使用PECsoilaccu, overall作為預(yù)測土壤環(huán)境濃度，PECsoil,accu,overall為7 998 mg·kg-1。PECsoil_SFO_China模型輸入?yún)?shù)及輸出結(jié)果如表12所示。

2.5.4 土壤生物環(huán)境風(fēng)險效應(yīng)分析

采用生態(tài)毒理學(xué)研究得出的毒性終點及相應(yīng)的不確定因子進行預(yù)測無效應(yīng)濃度(PNEC)計算，PNEC按式(18)計算。計算涉及的參數(shù)及計算結(jié)果如表13所示。

(18)

式中：PNEC表示預(yù)測無效應(yīng)濃度；Endpoint表示試驗毒性終點，如LC50、25%效應(yīng)濃度(EC25)、無觀察效應(yīng)濃度(NOEC)等；UF表示不確定性因子。

2.5.5 土壤生物環(huán)境風(fēng)險表征

風(fēng)險商值(RQ)按式(19)計算。計算涉及的參數(shù)及計算結(jié)果如表14表示。

(19)

式中：RQ表示風(fēng)險商值；PEC表示預(yù)測土壤環(huán)境濃度；PNEC表示對土壤生物預(yù)測無效應(yīng)濃度。當(dāng)RQ≤1，風(fēng)險可接受；當(dāng)RQ>1，則表明風(fēng)險不可接受。

表11 非靶標節(jié)肢動物風(fēng)險評估中的77%氫氧化銅水分散粒劑危害商值(HQ)計算結(jié)果Table 11 Non-target arthropod risk assessment: Hazard quotient (HQ) calculation results of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

由表14可知，77%氫氧化銅水分散粒劑對蚯蚓急性、慢性的RQ>1，因此風(fēng)險都不可接受。

綜上所述，本研究表明：

(1)77%氫氧化銅水分散粒劑對蜜蜂急性經(jīng)口毒性為中毒，說明對該農(nóng)藥的使用應(yīng)避開流蜜期[17]，針對大片蜜源區(qū)以及需要昆蟲授粉的蟲媒植物選用毒性相對較低的劑型，并且注意施藥當(dāng)天的風(fēng)力和風(fēng)向，盡量減少農(nóng)藥對蜜蜂等有益生物的危害。也可開展田間試驗進行高級風(fēng)險評估，來獲得更實際的風(fēng)險評估結(jié)果，從而降低評估結(jié)果的不確定性[18]。

(2)77%氫氧化銅水分散粒劑對桑樹種植園最外圍一行桑樹上的家蠶風(fēng)險不可接受，應(yīng)在農(nóng)藥標簽上注明“最外圍桑樹作為隔離帶”等標識。

(3)77%氫氧化銅水分散粒劑對土壤生物蚯蚓風(fēng)險不可接受，應(yīng)在農(nóng)藥標簽上注明“禁止在蚯蚓養(yǎng)殖地使用”等標識。

(4)77%氫氧化銅水分散粒劑對農(nóng)田內(nèi)赤眼蜂風(fēng)險不可接受，應(yīng)在農(nóng)藥標簽上注明“赤眼蜂卡投放期間禁用”等標識。

表12 PECsoil_SFO_China模型輸入?yún)?shù)和輸出結(jié)果Table 12 Input parameters and output results of PECsoil_SFO_China Model

表13 土壤生物風(fēng)險評估中的77%氫氧化銅水分散粒劑毒性終點及預(yù)測無效應(yīng)劑量(PNED)Table 13 Soil biological risk assessment: Toxicity endpoints and predicted no effect dose (PNED) of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

表14 77%氫氧化銅水分散粒劑對土壤生物風(fēng)險商值Table 14 Risk quotients of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule to soil organisms

綜上，不同生物遭受的毒性程度不一，其中2項經(jīng)口試驗均為“中毒”，說明農(nóng)藥制劑中助劑可能會影響經(jīng)口試驗結(jié)果。我國的農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評估研究雖然起步較晚，但發(fā)展迅速[19]。它反映了農(nóng)藥對整個生態(tài)系統(tǒng)的直接或間接影響，同時也在農(nóng)藥的登記管理中發(fā)揮著重要作用[20]。雖然通過急性毒性試驗，測試出該農(nóng)藥對大部分陸生生物是低毒，但參照《農(nóng)藥登記 環(huán)境風(fēng)險評估指南》(NY/T 2882—2016)[15]的方法進行環(huán)境風(fēng)險評估，仍有上述3項環(huán)境風(fēng)險不可接受，因此只單純用急性毒性分級來衡量農(nóng)藥的安全性，顯然是不夠全面的。同時，對于一些“高毒”農(nóng)藥，采取“一刀切”管理方式，不但使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨無藥可用的局面，還會讓農(nóng)藥的創(chuàng)制遭遇極大的困境[21]。從目前發(fā)展趨勢來看，減少試驗數(shù)量、優(yōu)化試驗程序、建立評估模型是未來發(fā)展趨勢[22]。所以，農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評估手段亟待更新，應(yīng)進一步補充農(nóng)藥的田間試驗數(shù)據(jù)，加強環(huán)境暴露預(yù)測模型及場景分析信息收集，推動高階風(fēng)險評估技術(shù)的標準化，對新農(nóng)藥、老農(nóng)藥和撤銷登記的農(nóng)藥都建立起有效的監(jiān)督管理機制，豐富完善風(fēng)險評估體系，從而更安全合理地使用農(nóng)藥。