新煙堿類農(nóng)藥在我國的登記現(xiàn)狀及對蜜蜂的初級風險評估

譚麗超，程燕，卜元卿，周軍英，單正軍

生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學研究所，國家環(huán)境保護農(nóng)藥環(huán)境評價與污染控制重點實驗室，南京 210042

蜜蜂屬節(jié)肢動物門、昆蟲綱、膜翅目、蜜蜂科、蜜蜂屬，是自然界中最主要的授粉昆蟲，對促進作物高產(chǎn)、保護植物多樣性、維護生態(tài)系統(tǒng)平衡具有重要作用。新煙堿類殺蟲劑是一類新興的農(nóng)藥，具有與生物堿尼古丁(又稱煙堿)相同的藥效官能團，其作用原理是作用于昆蟲神經(jīng)肌肉功能的基礎——膽堿能信號，通過阻礙膽堿能信號的傳導，控制昆蟲行為，使昆蟲過度興奮或麻痹，從而致使昆蟲喪失控制行為的能力。因其具有高效和廣譜的殺蟲特性、獨特新穎的作用方式、良好的根部內(nèi)吸性、低哺乳動物毒性等特點被廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。據(jù)歐洲食品安全總局(EFSA)報道，截至2012年，新煙堿類殺蟲劑已被全球120多個國家登記使用，涉及作物達1 000多種[1]。目前已經(jīng)開發(fā)的新煙堿類殺蟲劑有11種，包括噻蟲嗪(thiamethoxam)、吡蟲啉(imidacloprid)、噻蟲胺(clothianidin)、啶蟲脒(acetamiprid)、噻蟲啉(thiacloprid)、呋蟲胺(dinotefuran)、烯啶蟲胺(nitenpyram)、環(huán)氧蟲啶(cycloxaprid)、氯噻啉(imidaclothiz)、哌蟲啶(暫無英文名稱)和氟啶蟲胺腈(sulfoxaflor)[2]。過去20年，新煙堿類殺蟲劑成為全球使用最廣泛、增長最快的殺蟲劑。然而，近年來，由于新煙堿類殺蟲劑對蜜蜂等傳粉昆蟲的潛在風險，受到強烈關注。目前，國內(nèi)外研究大多關注某一種或某幾種新煙堿類農(nóng)藥對蜜蜂的急性、亞急性毒性及對蜜蜂行為、生理等方面的影響[3-9]。對新煙堿類農(nóng)藥的登記情況以及對蜜蜂的風險評估的研究極少。

本文首先對吡蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲胺、啶蟲脒、噻蟲啉、呋蟲胺、烯啶蟲胺、環(huán)氧蟲啶、氯噻啉、哌蟲啶和氟啶蟲胺腈等11種新煙堿類農(nóng)藥在我國的登記情況進行調(diào)研，然后對這些農(nóng)藥品種在我國使用條件下對蜜蜂的風險進行初級風險評估，旨在為新煙堿類農(nóng)藥在我國的登記管理提供科學參考。

1 研究方法(Study methods)

1.1 新煙堿類農(nóng)藥在我國的登記查詢

通過查詢《中國農(nóng)藥信息網(wǎng)》[10]，對吡蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲胺、啶蟲脒、噻蟲啉、呋蟲胺、烯啶蟲胺、環(huán)氧蟲啶、氯噻啉、哌蟲啶和氟啶蟲胺腈等11種新煙堿類農(nóng)藥在我國的登記情況進行整理，包括登記作物類型、用量和使用方法等。

1.2 在我國登記的新煙堿類農(nóng)藥對蜜蜂的初級風險評估

通過查詢“農(nóng)藥電子手冊(e-pesticide manual)”[11]和農(nóng)藥特性數(shù)據(jù)庫(Pesticide Properties Database, PPDB)[12]，獲得在我國登記的新煙堿類農(nóng)藥對蜜蜂的急性經(jīng)口和接觸半致死劑量(LD50)。根據(jù)《農(nóng)藥登記 環(huán)境風險評估指南 第4部分：蜜蜂》(NY/T 2882.4—2016)，對這些品種對蜜蜂的風險進行初級評估[13]。

《農(nóng)藥登記 環(huán)境風險評估指南 第4部分：蜜蜂》(NY/T 2882.4—2016)設定了噴施場景和土壤或種子處理2種暴露場景。當農(nóng)藥直接噴施于作物時，則在噴施場景下進行評估。當農(nóng)藥使用方法為土壤處理或種子處理時，如農(nóng)藥具有內(nèi)吸性，則在土壤或種子處理場景下進行風險評估。

對于噴施場景，初級暴露分析不計算預測暴露劑量(PED)，采用農(nóng)藥單次最高施藥劑量作為暴露量；初級效應分析不計算預測無效應劑量(PNED)，僅使用蜜蜂急性經(jīng)口或接觸毒性較高的半致死劑量(LD50)。最后根據(jù)如下公式計算風險商值(RQsp)：

RQsp=AR/(LD50×50)

(1)

式中：RQsp為噴施農(nóng)藥暴露場景的風險商值；AR為推薦的農(nóng)藥單次最高施用量，單位為g a.i.·hm-2；LD50為蜜蜂急性經(jīng)口或接觸毒性中毒性較高的半致死劑量，單位為μg a.i.·蜂-1。

對于土壤或種子處理場景，用花粉和花蜜中的農(nóng)藥殘留量乘以蜜蜂每日花粉和/或花蜜攝食量，估算得到花粉、花蜜中內(nèi)吸性農(nóng)藥的預測暴露劑量(PEDsys)。當殘留數(shù)據(jù)不可靠或者缺少殘留數(shù)據(jù)時，花粉和花蜜中的殘留量采用默認值1 mg a.i.·kg-1花粉或花蜜。當缺少單只蜜蜂的最高日攝食量實測數(shù)據(jù)時，采用默認值0.128 g·蜂-1；初級效應分析用有效成分對蜜蜂的急性經(jīng)口半致死劑量(LD50)除以不確定因子10計算得到預測無效應劑量(PNEDsys)。最后根據(jù)式(2)計算風險商值(RQsys)：

RQsys=PEDsys/PNEDsys

(2)

式中：RQsys為土壤或種子處理的內(nèi)吸性農(nóng)藥的風險商值。

當RQ≤1，風險可接受；當RQ>1，風險不可接受，可進行高級風險評估。

2 結(jié)果(Results)

2.1 11種新煙堿類農(nóng)藥在我國的登記情況

截至2017年11月21日[10]，11種新煙堿類農(nóng)藥在我國的登記情況如表1所示。

表1 新煙堿類農(nóng)藥在我國的登記情況Table 1 Registration of the neonicotinoid pesticides in China

由表1可知，在已開發(fā)的11種新煙堿類農(nóng)藥中，除環(huán)氧蟲啶未在我國登記外，其余10種均在我國取得了批準登記，其中，吡蟲啉登記的產(chǎn)品(包括原藥、單劑和混劑)數(shù)量最多，占新煙堿類農(nóng)藥登記總數(shù)的49%，啶蟲脒次之，之后依次為噻蟲嗪、烯啶蟲胺、呋蟲胺、噻蟲啉、噻蟲胺、氟啶蟲胺腈和氯噻啉，哌蟲啶最少。從登記作物的種類來看，吡蟲啉、啶蟲脒和噻蟲嗪登記的范圍較為廣泛，既用于水稻、小麥等糧食作物，又用于油菜、花生等油料作物，還可用于蔬菜、果樹、觀賞花卉、煙草和林木等；在使用方法上，吡蟲啉、噻蟲嗪、呋蟲胺、噻蟲啉和噻蟲胺等5種新煙堿類農(nóng)藥的使用方法較為多樣化，除噴霧外，還有種子包衣、灌根、穴施、拌種和撒施等不同類型的土壤或種子處理使用方式。10種新煙堿類農(nóng)藥均批準用于蜜源或粉源作物，如油菜、向日葵、棉花、柑橘、白菜、黃瓜、西瓜和蘋果等，對蜜蜂存在暴露的風險。

2.2 在我國登記的10種新煙堿類農(nóng)藥對蜜蜂的初級風險評估

通過查詢10種新煙堿類農(nóng)藥對蜜蜂的急性經(jīng)口和接觸LD50值[6-7，12，14]，獲得初級風險評估所需的效應終點值(表2)，并根據(jù)1.2所述風險商值(RQ)計算方法計算風險商值，結(jié)果見表3和表4。

由表3可知，在所評估的10種噴霧施用的新煙堿農(nóng)藥中，吡蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲胺、烯啶蟲胺、呋蟲胺、氟啶蟲胺腈和氯噻啉等7種農(nóng)藥在不同作物上使用對蜜蜂的風險商值均大于1，風險不可接受；其余3種包括啶蟲脒、哌蟲啶和噻蟲啉在所有登記作物上使用對蜜蜂的風險商值均小于1，風險可接受。

由表4可知，所評估的5種用作土壤或種子處理劑的新煙堿農(nóng)藥中，除噻蟲啉外，其余4種包括吡蟲啉、噻蟲胺、噻蟲嗪和呋蟲胺對蜜蜂的風險商值均大于1，風險不可接受。

3 討論(Discussion)

已開發(fā)的11種新煙堿類農(nóng)藥中，除環(huán)氧蟲啶未在我國登記外，其余10種均在我國取得批準登記，應用范圍十分廣泛且使用方法多樣化，除噴霧外，還有種子包衣、灌根、穴施、拌種和撒施等不同類型的土壤或種子處理使用方式。其中，吡蟲啉登記的產(chǎn)品(包括原藥、單劑和混劑)數(shù)量最多，占新煙堿類農(nóng)藥登記總數(shù)的49%。10種新煙堿類農(nóng)藥均批準用于蜜源或粉源作物，如油菜、向日葵、棉花、柑橘、白菜、黃瓜、西瓜和蘋果等，對蜜蜂存在暴露的風險。而新煙堿類農(nóng)藥主要通過選擇性控制昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)煙堿型乙酰膽堿酯酶受體，阻斷昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常傳導，從而導致害蟲出現(xiàn)麻痹進而死亡，因此新煙堿類農(nóng)藥對蜜蜂的風險不容忽視。

風險評估原則上應采用多層次分級評估方法。首先進行初級風險評估，當初級風險評估結(jié)果顯示風險不可接受時應進行高級風險評估或采取風險降低措施。根據(jù)10種新煙堿農(nóng)藥的使用方法，開展了不同暴露場景下蜜蜂的初級風險評估。結(jié)果表明，吡蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲胺、烯啶蟲胺、呋蟲胺、氟啶蟲胺腈和氯噻啉這7種新煙堿農(nóng)藥對蜜蜂的風險商值均大于1，風險均不可接受。故需進行高級風險評估或風險降低措施分析，但由于目前國內(nèi)暫無蜜蜂的半田間或田間試驗數(shù)據(jù)，暫時無法進行高級風險評估。因此，多層次風險評估方法在實際評估時未能得到充分的應用，目前風險評估結(jié)果存在一定的不確定性?？赏ㄟ^開展田間試驗等方法進行高級風險評估，從而獲得更接近實際的風險評估結(jié)果，降低評估結(jié)果的不確定性。

表2 11種新煙堿類農(nóng)藥對蜜蜂的毒性終點值Table 2 Toxicity endpoints of the eleven neonicotinoid pesticides to bees

注：RQ表示風險商值；表中數(shù)據(jù)部分來自PPDB數(shù)據(jù)庫，部分來自文獻[6-7,12,14]。
Note: RQ stands for risk quotient; the data in the table refer to PPDB database and references [6-7,12,14].

表3 噴霧施用場景初級風險評估結(jié)果Table 3 Primary risk assessment results of the spray application scenario

近年來，新煙堿類農(nóng)藥對蜜蜂的風險受到了世界范圍內(nèi)的關注，農(nóng)藥管理較為先進的國家和組織已采取了一系列風險減少措施。2013年，歐洲食品安全局(EFSA)公布了新的植物保護產(chǎn)品對蜜蜂的風險評估指導文件，并于同年發(fā)布了新煙堿類殺蟲劑產(chǎn)品對蜜蜂的風險評估報告，認為該類產(chǎn)品的使用可通過飄塵、花粉和露水等途徑對蜜蜂形成急性毒害，并可能對蜜蜂種群帶來不可接受的影響[15]。EFSA因此宣布從2013年12月1日起限制噻蟲嗪、吡蟲啉和噻蟲胺這3種新煙堿類殺蟲劑在夏季禾谷類作物和蜜源作物(包括向日葵、油菜、玉米和大豆)上的使用[16]。美國環(huán)保局也于2014年6月頒布了農(nóng)藥對蜜蜂的風險評價指南(GuidanceforAssessingPesticideRiskstoBees)[17]；此外，禁止在蜜蜂出沒的地區(qū)使用新煙堿類農(nóng)藥產(chǎn)品[18]。隨著新煙堿類農(nóng)藥在我國登記數(shù)量的不斷增加、使用范圍的不斷擴大，其對蜜蜂的影響問題需要引起關注和重視。建議今后一段時間加強以下方面的工作：

表4 內(nèi)吸性農(nóng)藥在土壤或種子處理場景中的初級風險評估結(jié)果Table 4 Primary risk assessment results of the systemic insecticides applied by soil or seed treatment

注：PED表示預測暴露劑量，PNED表示預測無效應劑量；因未查到可靠的農(nóng)藥殘留數(shù)據(jù)，PED值統(tǒng)一使用默認值0.128 μg a.i.·蜂-1。
Note: PED stands for predicted exposure dose, and PNED stands for predicted no-effect dose; PED is set as the default value of 0.128 μg a.i.·bee-1since no reliable exposure data for pesticides were found.

(1)對于國外已禁限用但在我國仍大量使用的新煙堿類農(nóng)藥，需密切關注其使用后對蜜蜂的危害影響，必要時開展環(huán)境經(jīng)濟損益分析，全面客觀地評價這些品種給我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)等方面帶來的效益及對環(huán)境可能造成的損害。最后，依據(jù)分析結(jié)果，制定相應的管理措施。

(2)完善農(nóng)藥對蜜蜂高層次風險評估方法，對初級風險高的農(nóng)藥品種開展高層次風險評估，明確其使用對蜜蜂的風險。

(3)對于高風險的新煙堿類農(nóng)藥品種，應積極開展風險減少措施研究，研究減少用量、選擇使用時間和減少漂移等風險減少措施對降低使用風險的貢獻，制定合理、可行的風險減少措施。

(4)依據(jù)我國新的農(nóng)藥登記資料要求和風險評估要求，嚴格把關新煙堿類農(nóng)藥在我國的登記，從源頭上控制新煙堿類農(nóng)藥對蜜蜂的風險。