草铵膦和草甘膦在水环境中的行为和毒性效应研究进展

草铵膦和草甘膦均为灭生性广谱除草剂,具有低毒、高效的特点,是目前世界上使用最多的2种有机磷类除草剂,广泛应用于防除果园、非耕地等的杂草.在世界范围内广泛使用导致这2种农药越来越多地进入环境,尤其是水环境中.由于草铵膦和草甘膦在水中的溶解度大,且在水溶液中较稳定,目前在多地的水体中均检出2种农药残留.随着对草铵膦和草甘膦毒性研究的深入,有越来越多的研究结果显示这2种农药对水生生物存在一定的毒性.针对目前草铵膦和草甘膦在水体中的环境行为和毒性效应(包括对鱼类、藻类和其他水生生物的毒性效应)研究进展进行了总结,旨为草铵膦和草甘膦在水环境中的环境行为和对水生生物的毒性研究提供有益借鉴,为2种农药的合理使用提供参考.     

抑制型电导检测离子色谱法测定水中的草甘膦

草甘膦（Glyphosate）,化学名称为N-（膦酰基甲基）甘氨酸,分子式为C3H8NO5P,是一种常用的高效、低毒、广谱灭生水溶性除草剂.虽然草甘膦毒性较低,但仍对人体有危害,特别是对孕妇胎儿有影响,且长期大量使用,则对环境造成一定程度的影响．     

苹果和土壤中吡草醚残留的分析方法

吡草醚是日本Nohyaku公司开发的芽后阔叶杂草除草剂,在我国于1998年取得原药和2%吡草醚悬浮剂的登记,用于小麦田阔叶杂草的去除.2000年吡草醚和草甘膦混配30.15%速草灵悬浮剂在我国取得登记,用于苹果园、柑桔园和非耕地的杂草防除.目前该药的残留分析方法国内外尚无文献报道.     

除草剂苯噻草胺对水稻田土壤微生物种群的影响

以浙江大学华家池校区水稻土为材料,采用室内培养法,研究了不同浓度的外源除草剂苯噻草胺对水稻田土壤可培养微生物种群数量的影响.结果表明:土壤中各微生物类群对不同浓度的苯噻草胺具有各自不同的反应.苯噻草胺能刺激好氧细菌数量增加,但不利于真菌和放线菌的生长.低浓度苯噻草胺刺激水解发酵性细菌(AFB)、产氢产乙酸细菌(HPAB)和产甲烷细菌(MPB)数量的增加,但高浓度苯噻草胺却具有抑制性.在苯噻草胺施用第4周时可强烈刺激反硝化细菌(DNB)数量的增加.苯噻草胺也能刺激厌氧固氮菌(ANFB)数量增加,但这种刺激作用在第2周才出现,而且在培养后期消失.苯噻草胺的短期影响即急性毒性对土壤中可培养微生物的影响较小,比上一代除草剂丁草胺相对安全.图2表1参15     

液相色谱法测定饮用水中的草甘膦(glyphosate)

草甘膦是一种很普及的杂草清除剂,广泛用于农业和家庭除草,由于它能污染饮用水系统,因此,EPA制定了饮用水中草甘膦的浓度标准和草甘膦及其主要代谢产物氨甲基膦酸(AMPA)的检测方法(EPA Method 547).我们实验室用Waters IC-Pak离子排斥柱替换EPA方法547中的250×4mm Bio-Rad,Aminex A-9柱,对饮用水中的草甘膦和AMPA进行分析,效果甚好.     

胚胎期草甘膦铵盐暴露对中华鳖幼体的表型与生理表现的影响

草甘膦是全球范围内生产与使用量最大的除草剂。虽然草甘膦制剂被分于低毒等级,但是许多研究显示其对动物的生理、行为表达具有广泛的干扰作用。本研究将中华鳖胚胎暴露于不同浓度的草甘膦铵盐溶液以评估草甘膦除草剂对其胚胎发育及孵出幼体表型及生理表现的影响。结果显示:一定浓度范围(5～5 000 mg·L~(-1))内,草甘膦铵盐对中华鳖胚胎发育速率、孵出幼体大小、游泳能力、肝脏甘油三酯含量、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量以及热激蛋白70 mRNA相对表达量无显著影响。结果表明:一定浓度范围草甘膦除草剂暴露对中华鳖胚胎发育的影响较小,不改变孵出幼体的表型及其生理表现。     

17种常用除草剂对蚯蚓的急性毒性

蚯蚓在改良土壤、消解农业废弃物、提高土壤养分和作物产量方面发挥着重要的作用。为了评价除草剂对蚯蚓的毒性,采用滤纸接触法和人工土壤法测定了17种除草剂对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性。滤纸接触法染毒48 h,噁唑酰草胺对赤子爱胜蚓的毒性最高,半数致死浓度LC_(50)(median lethal concentration)为7.6μg·cm~(-2),属高毒级;其次为丙草胺、高效氟吡甲禾灵和灭草松,LC_(50)分别为10.7、12.7、61.3μg·cm~(-2),属中毒级;二氯喹啉酸、2甲4氯钠、苯唑草酮、草铵膦、烟嘧磺隆和双草醚对赤子爱胜蚓的LC_(50)分别为143.0、198.2、211.1、466.9、433.7、649.2μg·cm~(-2),属低毒级;吡嘧磺隆、五氟磺草胺、嘧啶肟草醚、氰氟草酯、乙羧氟草醚、二甲戊灵和硝磺草酮对赤子爱胜蚓的LC_(50)均大于1 000μg·cm~(-2),属微毒级。人工土壤法染毒14 d,高效氟吡甲禾灵对赤子爱胜蚓的毒性最高,LC_(50)为148.9 mg·kg~(-1);其次为丙草胺、2甲4氯钠、二甲戊灵和噁唑酰草胺,LC_(50)分别为211.5、335.0、342.4、345.7 mg·kg~(-1);此外,其他供试除草剂对赤子爱胜蚓的LC_(50)均大于500 mg·kg~(-1)。根据《化学农药环境安全评价试验准则》中的分级标准,采用人工土壤法测定的17种除草剂对赤子爱胜蚓的毒性均为低毒级。该研究可为评估除草剂对蚯蚓的生态风险提供新的数据信息,同时可为农业生产中安全使用除草剂提供技术指导。     

除草剂对尿素氮在土壤中转化的影响

在实验室培养条件下研究除草剂草甘膦和丁草胺对尿素氮在菜地土壤中转化的影响。实验设对照、尿素、尿素＋草甘膦和尿素＋丁草胺4个处理,尿素氮用量为200 mg.kg-1（以干土计）,除草剂用量为w（有效成分）=10 mg.kg-1（以干土计）。结果表明,草甘膦和丁草胺对尿素氨化作用不产生抑制作用,甚至出现促进效果。2种除草剂在培养的前2 d均显著抑制硝化作用,但到第4天时显著促进硝化作用（P〈0.05）。草甘膦对反硝化作用表现显著的抑制作用（P〈0.05）,而丁草胺对反硝化作用有极显著的促进作用（P〈0.01）;丁草胺＋尿素、尿素、草甘膦＋尿素处理的反硝化损失量分别占施氮量的16.90%、6.34%和3.66%。可见,除草剂对土壤氮素转化有一定影响,但不同除草剂对氮素各个转化途径的影响有明显差异,不同除草剂品种间影响程度也不同。     

两种除草剂对蚯蚓的急性毒性及氧化胁迫效应

为评价两种常用除草剂草甘膦和精喹禾灵对土壤动物的影响,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,采用滤纸接触法和人工土壤法测定了两种除草剂的急性毒性效应。并通过人工土壤染毒法研究了两种除草剂对蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,滤纸法染毒48 h,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓为低毒级,其LC50值分别为546.4和638.7μg·cm-2;人工土壤法染毒14 d,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的LC50值分别为321.4和392.3 mg·kg-1,属低毒级。氧化胁迫试验结果表明,较低浓度草甘膦(≤4 mg·kg-1)和精喹禾灵(≤10 mg·kg-1)对蚯蚓体内抗氧化酶活性影响不显著,而40和80 mg·kg-1草甘膦在暴露7 d内对SOD、CAT和POD活性影响显著,表现为SOD活性显著提高,CAT和POD活性分别呈现降低-提高和提高-降低的变化趋势。暴露7 d内,100 mg·kg-1精喹禾灵对蚯蚓SOD活性表现为先刺激后抑制的变化趋势,CAT和POD活性显著提高。和对照相比,草甘膦污染土壤中蚯蚓体内MDA含量变化不显著,而高浓度精喹禾灵(100 mg·kg-1)污染土壤中,第7和14天时蚯蚓体内MDA含量显著提高。暴露14 d后,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的氧化胁迫基本消失,说明供试浓度范围内草甘膦和精喹禾灵不会对蚯蚓造成严重的氧化损伤。与急性毒性结果相比,氧化胁迫效应更为敏感,可作为该两种除草剂对土壤生态影响早期预警中的生物标志物。     

斯里兰卡土壤和沉积物中草甘膦及降解产物的分析及污染特征

不明原因慢性肾病(CKDu)是斯里兰卡北部稻农高发的肾脏疾病,其中,除草剂草甘膦的接触暴露被认为是重要诱因之一。制备了草甘膦-钙络合物,分析了不同p H下络合物的性质和形态,发现酸性条件能够有效消除草甘膦-钙络合物对于草甘膦的提取和化学衍生的影响,在此基础上优化并建立了草甘膦及其降解产物在斯里兰卡土壤中的萃取和衍生前处理-GC-MS分析方法。利用该方法对斯里兰卡土壤及沉积物中草甘膦及其降解产物进行了测定。土壤中草甘膦及其降解产物的浓度分别为26～340μg·kg~(-1)和0～427μg·kg~(-1),沉积物中2种物质的浓度分别为45～152μg·kg~(-1)和ND。北部CKDu高发区的稻田未处于耕种季,但其土壤中草甘膦浓度却高于南部耕种季的土壤,这可能是因为北部井水的硬度高,草甘膦与水中钙离子的络合导致其部分失效,从而使北部稻田草甘膦的施用量增加,增大了当地农民的草甘膦暴露,这是当地稻农CKDu疾病高发的潜在环境因素之一。     

铜与草甘膦复合污染对小麦种子发芽与根伸长的抑制作用

污染物的交互作用及其生态毒理效应已成为环境科学研究的重要方向.论文以小麦种子为供试作物,研究了重金属铜(Cu2+)与除草剂草甘膦复合污染对其发芽率以及发芽后的根长、芽长的影响,以表征Cu与草甘膦复合污染的生态毒性.研究结果表明,在实验浓度下,Cu2+单一污染对小麦发芽率没有明显的影响,对根伸长和芽长的抑制显著;而草甘膦单一污染对小麦发芽、根伸长和芽长均有明显的抑制效应.当Cu2+与草甘膦复合污染时,Cu2+的存在在一定程度上减弱了草甘膦对小麦发芽及芽长的抑制作用;而在根伸长实验中,在低草甘膦浓度条件下,Cu2+的存在在一定程度上增加了草甘膦对根伸长的抑制作用;在较高草甘膦浓度条件下,Cu2+的存在则降低了草甘膦对根伸长的抑制作用.Cu2+的存在减轻草甘膦对小麦毒性的可能原因是:草甘膦与Cu2+络合形成了毒性较小的稳定络合物,使草甘膦毒性降低或失去活性.     

施用给水厂残泥对土壤中草甘膦降解的影响

给水厂残泥(WTR)已被证实为安全废弃物,掺杂WTR能显著增强土壤对有机磷农药草甘膦的吸附容量与稳定性,与此同时,WTR的掺杂可能会进一步影响土壤中草甘膦的降解行为.本研究通过单次与重复施加草甘膦实验,从土壤中草甘膦及其代谢产物的残留特征、土壤酶活性和总菌丰度等3个方面,对比分析了WTR掺杂对土壤中草甘膦降解的影响.实验结果表明,单次施加草甘膦条件下,掺杂WTR不会影响草甘膦的降解,反而能降低草甘膦在降解过程中的迁移能力,缓解高浓度草甘膦对土壤磷酸酶和脱氢酶的抑制作用,提高土壤微生物丰度;短时间(21 d)内重复施加草甘膦会导致土壤中草甘膦与AMPA的积累,同时,掺杂WTR,特别是当掺杂量≥5%时,将造成草甘膦积累量进一步增加,但其在WTR土壤具有较高稳定性,二次释放风险小.总体而言,与短时间内频繁使用大量草甘膦的农业区相比,在施用草甘膦时间间隔较长的农业区,掺杂WTR能大大降低草甘膦在降解过程中由土壤向水体迁移的风险.     

用Symmetry^TM色谱柱分析除草剂

百草枯(Paraquat)及杀草快(Diquat)是一类全世界广泛使用的除草剂,从各种谷物、水果、豆类到蔗糖及橡胶,都使用这类除草剂.它们都是以二氯或二溴盐形式存在的离子.检测水中的Paraquat及Diquat有标准的EPA方法(EPA方法549),该方法用配备光电二极管矩阵检测器的液相色谱(HPLC)来检测并进行色谱峰的鉴别.     

草甘膦的水生生物水质基准及其生态风险评估

草甘膦是一种高效且广谱的除草剂,具有高效、低残留、低污染等特点,在我国广泛且大量使用,主要经地表径流和土壤渗透等不同途径进入水环境。当水环境草甘膦浓度过高时,会使水生生物的生理系统紊乱,甚至会导致生物死亡。本文以草甘膦为研究对象,结合国内外淡水水生生物组成特征,筛选中英文文献中生物毒性实验数据,共获取29个急性毒性数据和13个慢性毒性数据,分别涵盖5门16科29种和3门8科13种。应用毒性百分数排序法(TPR)和物种敏感度分布法(SSD)推导草甘膦的水质基准值,以及应用商值法评价国内外各地水体中草甘膦的生态风险。结果显示,草甘膦的基准最大浓度(CMC)、基准连续浓度(CCC)、短期基准值(SWQC)和长期基准值(LWQC)分别为0.12、0.035、0.14和0.007 mg·L^-1。风险表征结果显示,我国江苏省南京市太湖地表水中的草甘膦浓度最高,高达52 mg·L^-1 ,国内外仅7.69%的水体为急性高风险水体,15.38%的水体为慢性高风险水体。上述研究结果可为草甘膦的水质标准制定和区域管理对策实施提供科学依据。     

薇甘菊防除后抑制其再次入侵的几种防治措施初探

如何避免入侵植物薇甘菊防治后再次入侵是一个困扰国内外学者的难题。在野外条件下,对比研究了在薇甘菊入侵地施用化学除草剂百草枯、草甘膦和氯氟吡氧乙酸的化学防治方法以及施用3种化学除草剂后栽种甘薯的综合防治方法对入侵地的植物群落结构、物种组成、物种多样性和薇甘菊防治效果的影响。结果表明,处理后180 d,采用施除草剂后栽种甘薯的综合防治处理组对入侵地薇甘菊的株防治效果和鲜物质质量的防治效果显著优于化学防治处理组。化学防治处理组群落薇甘菊的重要值随防治时间的延长表现为先降低后增加,而其他物种重要值的变化则与之相反,其中草甘膦和氯氟吡氧乙酸处理后第30天未见薇甘菊发生;综合防治处理组喷药后第180天群落薇甘菊的重要值分别为36.98、22.21和20.13,显著小于处理前、化学防治处理组和对照。化学防治处理组在施药后第30天,群落物种丰富度指数(S)显著降低,Simpson指数(D)显著增加,Shannon-Wiener指数(H)除百草枯处理显著增加外,草甘膦和氯氟吡氧乙酸处理显著降低,但Pielous均匀度指数(J)与药前差异不显著;而施药后第180天,3种除草剂处理组除Simpson指数(D)显著增加,物种丰富度指数(S)、Shannon-Wiener指数(H)和Pielous均匀度指数(J)与药前无显著变化。综合防治处理组,除百草枯+甘薯处理喷药后180 d的Shannon-Wiener指数(H)显著小于喷药前外,其他处理的Simpson指数(D)、物种丰富度指数(S)、Shannon-Wiener指数(H)和Pielous均匀度指数(J)与喷药前均无显著变化。研究结果表明,在薇甘菊入侵地,通过筛选不同化学药剂和依靠迹地本地种群难以抵御薇甘菊的再入侵与危害,而采用先化学防治后栽种甘薯的综合防治技术可显著降低薇甘菊再发生的重要值,且群落的物种多样性无明显改变。研究结果可为入侵地有效控制薇甘菊提供参考。     

草甘膦对GC-1小鼠精原细胞的毒性作用及N-乙酰半胱氨酸的干预效应

为探讨41%草甘膦水溶液(农达)对雄性生殖细胞的毒性及其作用机制以及N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)的干预效应。以GC-1小鼠精原细胞为受试细胞,设正常对照组、草甘膦染毒组(60、90、120、150、180 mg·L-1)、NAC干预组(10 mmol·L-1NAC+90 mg·L-1农达)。MTT法检测细胞存活率,Giemsa染色法观察细胞的形态学改变,彗星试验检测细胞DNA损伤,比色法检测细胞培养液乳酸脱氢酶(LDH)以及细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)及丙二醛(MDA)水平的变化。结果显示,随着草甘膦染毒浓度增加,细胞存活率逐渐下降(P0.01),彗星阳性率逐渐升高(P0.01);与对照组相比,草甘膦染毒组LDH活性增加(P0.05,60 mg·L-1组除外),MDA生成量增多(P0.05),GSH含量降低(P0.05)和SOD活性降低(P0.05)。抗氧化剂NAC预处理具有相应的拮抗作用。研究表明,60~180 mg·L-1浓度草甘膦对GC-1细胞有明显的损伤作用,其机制可能是草甘膦诱导氧化应激,导致细胞通透性增加和DNA损伤。抗氧化剂NAC对草甘膦的细胞毒性具有一定保护作用。     

16种除草剂对家蚕的毒性评价研究(Toxicity Evaluation of Sixteen Herbicides to Bombyx mori)

采用食下毒叶法在室内测定了二甲戊乐灵、异丙甲草胺、草甘膦铵盐等16种除草剂对家蚕的急性毒性,并根据其毒性范围进行分极,评价了其对环境的安全性.结果表明,10%啶嘧磺隆可湿性粉剂96hLC50为5.58mg·kg-(1桑叶),属于高毒;50%草甘膦可溶粉剂和80%莠灭净可湿性粉剂96hLC50分别为68.17mg·kg-(1桑叶)和111.75mg·kg-1(桑叶),属于中毒;其它13种药剂的LC50>200mg·kg-(1桑叶),属于低毒.     

微板吸光法测定9种农药对斜生栅藻的抑制毒性

以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为指示生物,96微孔板为暴露反应载体,SpectraMax M5酶标仪为吸光度测试设备,建立了测定毒物对藻生长抑制毒性的微板吸光法.论文系统研究了微板吸光法中斜生栅藻的可见吸收光谱和生长曲线以及pH和暴露时间对藻生长的影响,同时应用该方法成功测定了环嗪酮、阿特拉津、西草净、扑灭通、苯嗪草酮、敌草快、草甘膦7种除草剂和磷胺、甲胺磷2种杀虫剂对斜生栅藻的剂量-效应曲线(DRC).通过对剂量-效应数据进行非线性最小二乘模拟,获得了这些农药的半数效应浓度EC50及置信区间.对比标准锥形瓶栅藻毒性试验,微板吸光法具有测试简便快速,所需样品体积少,便于多次平行毒性测试等优点.     

草甘膦对非靶标生物的毒性研究进展

随着现代农业的飞速发展,农药的使用越来越广泛。草甘膦作为全球销量最大的农药除草剂,在自然环境中广泛存在,其对生态环境和人类健康的影响越来越受到人们的关注。文中从水生/两栖动物、土壤生物、哺乳动物以及人群等4个方面对除草剂草甘膦对非靶标生物的毒性研究概况进行综述,并对该领域未来发展趋势做了简要分析与展望,以期为草甘膦的生态安全和环境风险评价提供数据资料,为其合理使用提供理论指导。     

环草隆与重金属复合污染对黄瓜及小麦的毒性效应评估

为探究草坪除草剂与重金属复合污染对高等植物的生态毒性效应,以小麦与黄瓜为敏感受试植物,采用滤纸发芽试验法,研究了典型草坪除草剂环草隆与4种重金属(Cu/Zn/Pb/Cd)单一及复合污染条件下,对2种植物种子萌发与幼苗生长的毒性效应并进行评估。在此基础上采用评估因子法外推环草隆在土壤中的预测无效应浓度(PNECsoil)。结果表明,2种植物的根长及小麦的芽长对环草隆与重金属非常敏感(P<0.01),且存在明显的剂量-效应关系。黄瓜根长对环草隆最敏感,根长半抑制浓度(RI50)为0.281 mg·L-1。小麦根长对Cu、Pb、Cd比黄瓜根长更敏感。环草隆与重金属复合污染时,黄瓜根长表现得最为敏感,可作为敏感生物标记物。环草隆与重金属复合污染对小麦及黄瓜根长抑制具有协同作用,并且随着重金属浓度的增大,黄瓜和小麦根生长对环草隆的敏感性增加。环草隆与重金属复合污染对小麦芽长的联合效应主要与重金属种类及其暴露浓度有关。以黄瓜的根伸长抑制率为急性毒性终点,利用外推法计算得环草隆在土壤中的PNECsoil为1.90μg·kg~(-1),远远低于环草隆田间推荐使用量1.5~9 mg·kg~(-1)。与重金属复合污染时,环草隆的PNECsoil明显降低,导致其生态风险提高。上述研究结果能够为草坪除草剂环草隆与重金属复合污染的生态风险评价提供数据支持。