佟佳琪 李陽陽 叢月嬋 侯佳文 張林楠 王新

（沈陽工業(yè)大學環(huán)境與化學工程學院，遼寧 沈陽 110870）

1 引言

隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，除草劑作為農(nóng)藥的重要組成部分得到了廣泛應用。除草劑有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但對周圍環(huán)境也造成很大污染。大量數(shù)據(jù)表明，只有10%～30%的農(nóng)藥作用于農(nóng)作物，其余農(nóng)藥通過擴散、蒸發(fā)和運輸進入水、土壤和大氣，造成污染危害。本文重點介紹了除草劑對環(huán)境的污染及其污染風險評價的研究進展。

2 除草劑的應用現(xiàn)狀

2015—2018 年，對我國東北中西部春玉米區(qū)的玉米病蟲草害防治和藥物使用情況進行了調(diào)查，結果表明，化學農(nóng)藥使用量排序為除草劑＞殺蟲劑＞殺菌劑，3 種農(nóng)藥占農(nóng)藥使用總量的75%以上，而除草劑在其中占了很大一部分。苗期后除草劑用量顯著低于苗期前，農(nóng)民選擇苗后除草的比例和應用面積逐年增加，各種苗后除草劑都不同程度地過量施用［1］。

隨著我國農(nóng)藥產(chǎn)品注冊管理制度的不斷完善，農(nóng)藥生產(chǎn)能力也不斷提高。近年來，我國除草劑產(chǎn)品的注冊數(shù)量和產(chǎn)量高于其他類型的化學農(nóng)藥產(chǎn)品［2-3］。我國常用的幾種除草劑有：三氟氯氰菊酯，用于水田選擇性莖葉處理的除草劑；二甲基四氯化鈉，廣泛用于小麥田、玉米田、水田、城市草坪和大麻作物的一年生或多年生闊葉雜草和一些莎草；阿特拉津，適用于玉米、高粱、甘蔗、果樹、苗圃和林地等旱地作物，以控制馬唐、稗草、狗尾草、莎草、木蘭、蓼、奎奴亞藜、十字花科和豆科雜草，尤其適用于玉米；曲安奈德，一種選擇性苗后除草劑，用于苗期雜草的莖葉處理，主要用于水稻、大豆、花生、小麥等農(nóng)作物，防治闊葉雜草和莎草科雜草。

3 除草劑對環(huán)境的污染

3.1 對水體的污染

農(nóng)田中殘留的除草劑可通過土壤直接滲入水體，對水體造成嚴重污染。特別是在降雨頻繁的季節(jié)，大量殘留除草劑可以通過地表和地下水系統(tǒng)廣泛傳播。根據(jù)國家水污染控制標準，如果地表水中除草劑殘留濃度超過1.35 μg/L，地下水中除草劑殘留濃度超過0.50 μg/L，將直接影響飲用水的水質(zhì)純度。

在水稻種植過程中，如果長期使用除草劑和其他殺蟲劑，青蛙等有益生物的數(shù)量將大大減少。在魚塘周圍噴灑除草劑會造成水污染和魚苗死亡；在田間使用除草劑時，如果隨意將廢棄的除草劑空瓶丟棄到河里，也會造成水污染，導致河里的生物死亡；水田排水或雨季沖洗會將除草劑沖入河流，造成河流污染。

3.2 對土壤的污染

不同的除草劑會對土壤造成不同的污染。丙咪嗪等有效期較長的除草劑，雖然其除草效果較好，但殘留有效期超過一年，若大量施用，會摧毀土壤的微生物系統(tǒng)，導致土壤出現(xiàn)沙化或板結現(xiàn)象［4］，影響土壤中蚯蚓等微生物的活動，最終影響后續(xù)作物的生長發(fā)育。大多數(shù)利用電位差來滅殺雜草的除草劑在土壤中非常穩(wěn)定，因此其有一定的殘留期和殘留量。該種類除草劑可抑制作物的生長或矮化，可以使異質(zhì)作物變硬或死亡。除草劑殘留在肥沃的水稻土表面，一些農(nóng)民不懂技術，不知道其危害性，經(jīng)常利用這些水稻表層土培育水稻幼苗，結果導致水稻幼苗死亡。

3.3 對大氣的污染

由于蒸發(fā)和蒸騰作用，大部分殘留在空氣中的除草劑從土壤或植物表面進入大氣。當除草劑在刮風和炎熱的天氣中施用，并且未立即覆蓋土壤的情況下，除草劑由于其具有高揮發(fā)性而蒸發(fā)到大氣中，揮發(fā)性除草劑氣體會隨風飄得很遠。因此，不僅農(nóng)作物會受到污染，而且城市園林觀賞植物接觸到除草劑氣體的也會受到破壞，影響其生長發(fā)育?？諝庵械臍鈶B(tài)除草劑給作物產(chǎn)量、生態(tài)環(huán)境、食品安全和人類生存環(huán)境帶來了潛在的危機。

3.4 對動植物的危害

數(shù)據(jù)表明，當水中除草劑殘留濃度超過3.00 g/L時，可直接導致水中節(jié)肢動物的死亡。殘留的除草劑會抑制水中各種藻類的光合作用，阻礙水中藻類的生長發(fā)育，甚至導致水生植物死亡。除草劑的使用改變了雜草群落的生態(tài)平衡，使少量抗除草劑性強的雜草與農(nóng)作物競爭。如果長期使用除草劑，雜草的抗藥性會大大提高，而為了提高除草效果，農(nóng)民會多次使用除草劑，造成更加嚴重的環(huán)境污染。

4 除草劑的風險評價

鑒于除草劑在實際使用過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染，相關機構開始對除草劑產(chǎn)品進行科學研究和風險評估，并發(fā)布了一系列研究和評估報告［5］。除草劑對個體生物的毒性效應是當前風險評估的主要評價因素，除草劑的毒性作用見表1。

表1 近年有關除草劑對兩棲動物劑量－毒性效應關系的研究［6］

目前，研究最多的兩棲動物毒性效應評價終點主要是死亡率，因為兩棲動物的生命活動、行為和異常形態(tài)與農(nóng)藥的作用直接相關，且易于觀察［6］。雖然兩棲動物的形態(tài)發(fā)育的變化有助于確定農(nóng)藥的毒性，但仍有必要進一步研究毒性機理，補充和改進其他研究方法，開發(fā)更有效的毒性終點，以獲得更準確、更全面的生物特征信息。

5 結語

未來除草面積可能還會增加，隨之而來的對除草劑有更大的需求，同時會對除草劑的應用提出更高的要求，因此現(xiàn)有的缺點明顯的部分除草劑產(chǎn)品急需更新。為了更全面地應對除草劑施用后的環(huán)境污染問題，還需進一步補充完善其他研究方法，從而使除草劑更加安全地服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活，促進我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。