殘留農(nóng)藥的生物有效性研究進(jìn)展

徐耀

摘 要 生物有效性，即為衡量生物攝取攝取土壤中污染物的可能性的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，是影響污染物在環(huán)境中降解或轉(zhuǎn)化等環(huán)境行為及其對(duì)非靶標(biāo)生物危害性的重要參數(shù)總和。20世紀(jì)以來，污染物的生物有效性問題已成為農(nóng)業(yè)科學(xué)與環(huán)境科學(xué)和生態(tài)學(xué)的熱點(diǎn)研究問題。由此，擬對(duì)這一課題進(jìn)行初步探索。

關(guān)鍵詞 農(nóng)藥殘留；生物有效性

中圖分類號(hào)：S158 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2014）21--02

1 土壤中農(nóng)藥殘留生物有效性

農(nóng)藥進(jìn)入土壤之中并不是完全消失，而是與粘土礦物或土壤的有機(jī)質(zhì)，產(chǎn)生了生物活性低的結(jié)合殘留，在此其中農(nóng)藥結(jié)合殘留已經(jīng)形成。這些結(jié)合殘留，在土壤中大量存在，并且不以環(huán)境條件的改變而變化。并且通過釋放，威脅人體與生物。所以，研究殘留農(nóng)藥的生物有效性與生態(tài)研究密不可分。

關(guān)于動(dòng)物有效性問題，具有巨大數(shù)量，且直接參與土壤有機(jī)質(zhì)分解過程的土壤動(dòng)物在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，幫助礦化物質(zhì)的損耗，其功用是在整個(gè)植物生長(zhǎng)季節(jié)之中呈現(xiàn)分散性進(jìn)行解析的，這種生物調(diào)解過程十分重要。例如，蛆蝴在土壤動(dòng)物之中數(shù)量龐大，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之中最基礎(chǔ)的分解者。同時(shí)，蛆蝴起富集作用的化學(xué)物質(zhì)除了對(duì)自身造成毒副作用以外，進(jìn)一步危及了更加高級(jí)的生物體。此外，因?yàn)榍麑?duì)污染物的敏感性，所以，研究者可進(jìn)一步探索生態(tài)毒理效應(yīng)的污染物反應(yīng)。

2 影響生物有效性的因素

農(nóng)藥在環(huán)境，尤其是土壤中的行為，主要為釋放、排泄、逸失、擴(kuò)散、質(zhì)流、滲透、持留、吸蓄、聚合、礦化、積累、代謝及降解。這些物理行為在一定程度上，取決于農(nóng)藥在土壤中的吸附與解吸能力。而化學(xué)藥品進(jìn)入生物體內(nèi)的潛力與其傳播途徑、時(shí)間及所依附的土壤性質(zhì)，與農(nóng)藥本身都有一定的關(guān)系，無論其中哪個(gè)層面產(chǎn)生變化，其他部分也會(huì)隨之變化。所考慮的因素相對(duì)較多，主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.1 農(nóng)藥理化性質(zhì)

在農(nóng)藥物理和化學(xué)性質(zhì)直接影響的化學(xué)結(jié)構(gòu)，主要是在水中的溶解度、極性、吸附、揮發(fā)、電離、穩(wěn)定性的幾個(gè)方面及光解的能力等。所以，在農(nóng)藥科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新的過程，研究者嘗試新的化學(xué)結(jié)構(gòu)或新的基團(tuán)的引入可能有新的生物活性，其中化合物的辛醇-水分配系數(shù)，關(guān)鍵部分影響生物有效化合物。對(duì)農(nóng)藥的吸收和積累動(dòng)態(tài)的研究，表明化合物的辛醇-水分配系數(shù)呈正相關(guān)的植物化合物的吸收大小相似的結(jié)構(gòu)和相對(duì)分子質(zhì)量的數(shù)量。農(nóng)藥是一個(gè)偉大的關(guān)系特性植物吸收和吸收農(nóng)藥本身。

2.2 土壤因素

農(nóng)藥在土壤中會(huì)產(chǎn)生一系列的物理和化學(xué)變化。最重要的是吸附和解吸過程，因?yàn)樗鼪Q定了污染物在土壤中的溶液的濃度，這決定了這些污染物的生物利用度。土壤作為一個(gè)連續(xù)體模型的區(qū)間，化學(xué)品和土壤的相互作用是通過吸附-解吸常數(shù)的測(cè)定。根據(jù)土壤的成分預(yù)測(cè)的變化在不同類型土壤中污染物的生物利用度，在土壤中的污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估變得簡(jiǎn)單。

2.3 老化對(duì)有效性的影響

在土壤中的污染物進(jìn)入，進(jìn)入大氣蒸發(fā)和進(jìn)一步擴(kuò)散，如水向一個(gè)方向移動(dòng)，主要體現(xiàn)在地表徑流等；而且對(duì)深層土壤浸出。土壤膠體和有機(jī)物的吸附，由植物或微生物降解和一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)吸收，將從國(guó)家使污染物是高能量狀態(tài)更穩(wěn)定，隨著農(nóng)藥在土壤中的停留時(shí)間，農(nóng)藥和土壤成分形成結(jié)合殘留，其生物利用度逐漸降低。

3 評(píng)價(jià)生物有效性的方法

對(duì)于生物有效性的一般的檢測(cè)方法主要為提取與分析，其中較為引起關(guān)注的是提取方法，其主要是應(yīng)用一系列的物理手段或化學(xué)溶劑，進(jìn)行檢測(cè)。由此，將從以下幾種方法進(jìn)行解析。

3.1 充分提取

充分提取是目前最廣泛的提取方法。目前，常規(guī)的提取方法主要有索氏提取、超聲波提取、振蕩提取及超臨界溶劑萃取、加速溶劑萃取、微波輔助萃取等方法。此類提取方法雖然產(chǎn)率高，但土壤中充分提取污染物對(duì)污染物的生物有效性與老化對(duì)污染物生物有效性等問題往往出現(xiàn)高估的現(xiàn)象，并不能進(jìn)行直觀的反映。

3.2 溫和提取

隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)，農(nóng)藥進(jìn)入土壤后，其結(jié)合殘基將繼續(xù)增加，并導(dǎo)致在無農(nóng)藥減量化土壤，不能使機(jī)體的有效使用。此外，溫和的提取比較充分提取可更真實(shí)地表現(xiàn)出生物有效性。有效的污染物是從土壤生物學(xué)性質(zhì)、生物物種、污染物本身的變化，所以，不同介質(zhì)的極性溶劑，對(duì)污染物的生物利用度是必要的。

3.3 環(huán)糊精提取

所謂環(huán)糊精，具有親水性和疏水性的環(huán)圈，而三維手性空腔結(jié)構(gòu)?？尚纬稍S多底物分子的信封包合物，二氯甲烷為索氏溶劑萃取，用正丁醇為溶劑振蕩提取，從土壤中提取的多環(huán)芳香族碳?xì)浠衔餅?.6倍的微生物降解。它還包括消化液提取，提取指土壤中的寡毛綱動(dòng)物，通過土料的方式接觸殘基的分解過程。這些動(dòng)物的消化液可能會(huì)溶解一定量的污染物，而在此其中被消化液溶解的污染物，則更方便快捷的被腸胃吸附，進(jìn)入血液循環(huán)，從而適用于檢驗(yàn)的一種方法。

4 結(jié)語

綜上，我國(guó)目前土壤中農(nóng)藥殘留的生物有效性研究已初具規(guī)模。

（責(zé)任編輯：趙中正）endprint