除草劑對環境污染與風險評價的研究進展

佟佳琪 李陽陽 叢月嬋 侯佳文 張林楠 王新

（沈陽工業大學環境與化學工程學院，遼寧 沈陽 110870）

1 引言

隨著農業科技的發展，除草劑作為農藥的重要組成部分得到了廣泛應用。除草劑有助于農業生產，但對周圍環境也造成很大污染。大量數據表明，只有10%～30%的農藥作用于農作物，其余農藥通過擴散、蒸發和運輸進入水、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 除草劑的應用現狀

2015—2018 年，對我國東北中西部春玉米區的玉米病蟲草害防治和藥物使用情況進行了調查，結果表明，化學農藥使用量排序為除草劑＞殺蟲劑＞殺菌劑，3 種農藥占農藥使用總量的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］。

隨著我國農藥產品注冊管理制度的不斷完善，農藥生產能力也不斷提高。近年來，我國除草劑產品的注冊數量和產量高于其他類型的化學農藥產品［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、小麥等農作物，防治闊葉雜草和莎草科雜草。

3 除草劑對環境的污染

3.1 對水體的污染

農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，大量殘留除草劑可以通過地表和地下水系統廣泛傳播。根據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，導致土壤出現沙化或板結現象［4］，影響土壤中蚯蚓等微生物的活動，最終影響后續作物的生長發育。大多數利用電位差來滅殺雜草的除草劑在土壤中非常穩定，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，可以使異質作物變硬或死亡。除草劑殘留在肥沃的水稻土表面，一些農民不懂技術，不知道其危害性，經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性而蒸發到大氣中，揮發性除草劑氣體會隨風飄得很遠。因此，不僅農作物會受到污染，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，影響其生長發育。空氣中的氣態除草劑給作物產量、生態環境、食品安全和人類生存環境帶來了潛在的危機。

3.4 對動植物的危害

數據表明，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平衡，使少量抗除草劑性強的雜草與農作物競爭。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，農民會多次使用除草劑，造成更加嚴重的環境污染。

4 除草劑的風險評價

鑒于除草劑在實際使用過程中產生的環境污染，相關機構開始對除草劑產品進行科學研究和風險評估，并發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、行為和異常形態與農藥的作用直接相關，且易于觀察［6］。雖然兩棲動物的形態發育的變化有助于確定農藥的毒性，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，因此現有的缺點明顯的部分除草劑產品急需更新。為了更全面地應對除草劑施用后的環境污染問題，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業生產和人民生活，促進我國農業可持續發展。