呋喃丹的環(huán)境毒理學研究

劉鵬 李文兵 惠治兵

摘要：農藥可以有效防治病蟲害的發(fā)生，但在提高作物產量和質量的同時也給環(huán)境帶來了極大的傷害。呋喃丹是氨基甲酸酯類農藥中毒性最強的一種，能溶于水和有機溶劑，溶解度比較大，對生態(tài)環(huán)境和生物多樣性發(fā)展也是一個巨大的挑戰(zhàn)，所以對呋喃丹的控制勢在必行。

關鍵詞：呋喃丹；氨基甲酸酯類農藥；環(huán)境毒理學

隨著我國經濟的發(fā)展，人們的生活質量也在不斷提高，對健康的生活也有了更高的要求。但是農藥殘留問題也越來越多。呋喃丹是常用在糧食作物上的強效殺蟲劑，雖然能對病蟲害進行有效防止，但也給食品安全留下了巨大的隱患。

1.1 理化性質

呋喃丹又被稱為克百威或卡巴呋喃等，是一種使用較為廣泛的氨基甲酸酯類農藥，是一種高效、廣譜、殘效期長、毒性劇烈的殺蟲、殺螨劑，主要用來防治水稻、小麥、花生、油菜、大豆等作物的病蟲害。

呋喃丹在化學品中被稱為2，3-二氫-2，2-二甲基-7-苯并呋喃基-N-甲基氨基甲酸酯，分子式C12H15NO3，相對分子質量為221.3，化學結構式如圖1所示。呋喃丹的純凈物是白色晶體，具有淡淡的芳香味，25℃時在水中的溶解度為700毫克/升，可溶于二甲苯、石油醚、煤油等多種有機物。呋喃丹在旱地土壤半衰期在30～60天，在弱酸性的條件下，能與亞硝酸鹽反應生成亞硝胺，具有“致癌、致畸、致突”作用；在強酸或強堿條件下，氨基甲酸酯鍵斷裂，生成呋喃酚（圖1）。

1.2 使用現狀

20世紀70年代，有機氯農藥和有機磷農藥被發(fā)現存在各種各樣的問題，因此被各個國家和地方相繼禁用或者限用。氨基甲酸酯類農藥因其具有高效、低毒、低殘留的特點而引起了人們的關注，之后便被廣泛應用于防治糧食、蔬菜等各種作物病蟲害方面。呋喃丹如今已成為使用量最大、毒性最強的的氨基甲酸酯類農藥之一。

1967年美國首次將呋喃丹應用玉米病蟲害治理上，之后又推廣到了糧食作物、經濟作物和林木的防治等方面。1974年，美國呋喃丹使用量超過了3000噸，我國在20世紀90年代使用量超過了10000噸。由于呋喃丹毒性較強，20世紀90年代初美國就在限制呋喃丹顆粒制劑的使用，我國在2002年也發(fā)布了對部分作物禁止使用呋喃丹的公告，同時禁止注冊含有呋喃丹農藥的商標，但在2010年呋喃丹的產量仍然超過了6000噸。

農藥在噴灑后，只有1%真正發(fā)揮了作用，其余都以各種形式殘留在自然環(huán)境中。呋喃丹可通過噴灑或者是藥瓶等廢棄物殘留的方式進入土壤。進入土壤后，一部分會順著土壤孔隙進入到空氣中，對大氣環(huán)境造成一定的污染，一部分通過地表徑流進入江河湖海，或通過淋溶作用進入地下水污染水體，還有一部分可以在土壤中被微生物降解、光照降解或被植物吸收，會改變土壤的理化性質，造成土壤污染。呋喃丹不僅會污染土壤及水體，對生物多樣性也是一個巨大的威脅。

截至2016年12月，呋喃丹的代謝途徑和遷移轉化規(guī)律還未被明確闡述。只是在呋喃丹長時間的使用中，相關專家在動植物身上發(fā)現了中毒現象，部分專家和學者在研究環(huán)境要素時發(fā)現呋喃丹在粘性土壤中由于土壤的吸附作用而變得不易擴散，在疏松的土壤中擴散的速度較快，較強淋溶特性對地下水具有較大的威脅。

根據相關毒理學的研究可以發(fā)現，呋喃丹的結構與人體內乙酰膽堿非常相似。呋喃丹進入人體后，不需要活化就能與乙酰膽堿酯酶（AchE）活性中心的絲氨酸的羥基結合形成氨基甲?；憠A酯酶，會使乙酰膽堿酯酶失去活性，導致乙酰膽堿會大量積累，神經傳導系統(tǒng)受到很大的影響，神經纖維也會長期處在一個興奮狀態(tài)，使人出現病態(tài)。呋喃丹的毒作用機理如圖2所示。

按照世界衛(wèi)生組織對農藥毒性的分級，呋喃丹作用于人類屬于劇毒類的農藥。按我國對農藥毒性的分級，從口腔進入人體是屬于劇毒農藥，通過皮膚吸收進入人體是屬于中等毒性農藥，所以對人畜而言，呋喃丹都是屬于高毒物質。呋喃丹在人體內的ADI值為0.001毫克/公斤（體重），雌、雄性大鼠急性經口腔進入體內LD50均為8毫克/公斤。輕度中毒者會表現出頭痛、腹瀉、頭暈、多汗等癥狀，中度中毒者會有輕度中毒表現伴隨口吐白沫、呼吸困難、心率減慢、四肢僵硬等癥狀，部分中毒者還會出現大小便失禁、肺水腫、心率失調等現象。

隨著科學技術的不斷發(fā)展，用于環(huán)境監(jiān)測所的儀器也隨著科技的進步在不斷地更新，檢測呋喃丹主要有氣相色譜—質譜儀連用（GC-MS）、液相色譜法、固相萃取法和柱后衍生物法等。

氨基甲酸酯類農藥大多數都有低毒、高效的特點，但是呋喃丹是個例外，它是氨基甲酸酯類農藥中毒性最強，影響最大的一種。雖然相關部門已經禁止生產和使用含呋喃丹的農藥，但在一些地區(qū)仍在使用，希望有關單位能夠嚴格執(zhí)法，切實保障食品的安全問題。