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.     

草甘膦毒性研究进展

随着现代农业的飞速发展,农药的应用越来越广泛。而目前草甘膦是使用最广泛、用量最大的除草剂种类之一,其在环境中的大量残留给环境带来了巨大潜在风险。介绍了草甘膦对靶标生物（植物）的制毒机理和非靶标生物（如：水生生物、两栖类动物、土壤生物和哺乳动物）的生态毒性,总结了草甘膦在群落、个体、细胞和分子水平上的生态毒性。综合国内外最新的研究表明：草甘膦制剂具有低毒性,且毒性要远远高于草甘膦酸的毒性,农药草甘膦制剂对非光合生物产生毒性的原因主要是由于表面活性剂的存在。而大多研究都表明,不同的草甘膦制剂及其组成成分毒性强弱为表面活性剂〉草甘膦制剂〉草甘膦酸〉草甘膦异丙胺盐,而草甘膦酸产生的毒性原因主要和其产生的酸性物质有关,并认为在当前的使用品种和剂量的状况下,草甘膦对人类的危害风险是很低的。最后,分析了草甘膦在土壤中与无机重金属共存的的生态毒性研究现状,认为由于草甘膦分子结构中含有磷酸基、羧基、氨基等配位基团,能够与土壤或水体中金属离子发生络合反应,使得重金属在一定程度上能够降低草甘膦的除草效率,草甘膦一定程度上也能够降低重金属对生物的毒性和有效性,此外对今后的研究重点进行了展望。     

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。     

36种典型除草剂对绿藻的毒性研究

近年来,农药对生态系统的初级生产者——藻类的毒性及其生态毒理学研究引起了国内外学者的广泛关注。除草剂在生产中广泛应用,对藻类的毒性作用最强,其毒性效应远高于杀虫剂和杀菌剂。论文选择市场上具有典型代表性的36种除草剂原药,分析解读除草剂在国内的登记情况,以及在作物、旱田和水田的使用情况;明晰对藻类生长抑制急性毒性效应。结果表明:1)除草剂的作用方式和化学类别对绿藻毒性影响显著;对于抑制植物细胞分裂和作用于植物叶绿体的除草剂对绿藻毒性均较高,以人工合成植物生长素为代表的除草剂对绿藻毒性均较低;2)相同作用方式,不同化学类别的除草剂,对单一绿藻的毒性差异明显。在水稻上获得登记的除草剂对藻类毒性整体低于在旱田获得登记的除草剂对藻类的毒性。开展多种农药对水生生态毒性的研究,为农药的合理安全使用、农药在淡水环境中的生态效应评价以及保护淡水生态系统提供科学依据。     

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。     

转cry1Ab和epsps基因玉米C0030.3.5对大型蚤(Daphnia magna)的生态毒性研究

随着抗虫和耐草甘膦除草剂转基因玉米的迅速推广和种植,其环境安全性也越来越成为人们关注的焦点。为探讨抗虫耐除草剂转基因玉米C0030.3.5(外源基因cry1Ab和epsps)对水生动物环境的安全性,以模式生物大型蚤(Daphnia magna)为指示生物,分别使用1.5 g·L~(-1)C0030.3.5玉米粉和其非转基因对照DBN318玉米粉饲喂大型蚤28 d,探讨C0030.3.5玉米对大型蚤生长和繁殖的影响。结果显示,C0030.3.5玉米粉组大型蚤与亲本DBN318组大型蚤相比,体长、存活率、新生幼蚤总数等没有显著性差异(P0.05)。28 d饲喂实验结果表明,抗虫耐除草剂玉米C0030.3.5没有对大型蚤生长和繁殖产生不良影响。上述研究结果为转基因玉米的商业化种植和安全管理提供科学数据。     

新型固相萃取小柱用于三嗪类除草剂及代谢物的样品预处理

三嗪类除草剂作为预防农田杂草生长的农药在世界范围内广泛使用,如在美国中部,每年要使用数千吨这类除草剂于玉米田中.由于农药的流失及代谢物的产生,地表水常常被污染.环境监测部门对自然水域中三嗪类除草剂的监测非常重视.美国国家环保局(EPA)的标准对饮用水中三嗪类化合物的限制为 3μg·l~(-1);欧洲共同体(EC)的标准对三嗪类农药的限制为0.1μg·l~(-1),水中所有的农药含量不超过0.5μg·l~(-1).饮用水中三嗪类化合物的测定方法可按照EPA方法50F和505所推荐的方法,检测限可达ppt水平.     

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．     

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。     

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。     

Analysis of the toxicity of glyphosate and Faena® using the freshwater invertebrates Daphnia magna and Lecane quadridentata

With the present contribution an evaluation of the toxicity of the pure herbicide glyphosate and its commercial formulation Faena® is reported using the cladoceran Daphnia magna Strauss and the rotifer Lecane quadridentata Ehrenberg. LC₅₀, EC₅₀, NOEC, and LOEC values for each toxicant and for both test organisms are obtained. Regarding acute toxicity, Faena was 11-fold more toxic to L. quadridentata than pure glyphosate and slightly more toxic to D. magna (1.7-fold). Inhibition of esterase activity in L. quadridentata by glyphosate was the most sensitive end-point; the EC₅₀ was 1500-fold smaller than the LC₅₀. The implications of these results and their comparison with established international and national limit values for glyphosate are discussed.     

Analysis of the glyphosate herbicide in water,soil and food using derivatising agents

Glyphosate is used widely to control weeds. Glyphosate is a broad spectrum, non-selective, systemic and post-emergent herbicide. Glyphosate excessive use and impact on the environment is promoting the analysis of glyphosate in water, soil and food materials. Methods to analyse glyphosate at low levels are needed because glyphosate has a short half-life due to easy microbial degradation. Glyphosate has a high polarity and solubility in water, has high binding affinity with soil and is non-volatile. The absence of chromophoric groups in the molecular structure makes the detection difficult. Therefore, detection can be achieved by derivatisation, which makes glyphosate more volatile and stable for spectroscopic analysis. Derivatisation is commonly done by alkyl chloroformates, acylating agents, 9-fluoroenylmethylchloroformate, 4-methoxybenzenesulfonylfluoride and o-phthalaldehyde. Immunosensors allow detection at microlevels. Nanocrystals and nanotechnology allow detection at nanolevels. Here, we review methods to derivatise and analyse glyphosate.     

The rise of glyphosate and new opportunities for biosentinel early‐warning studies

Glyphosate has become the most commonly used herbicide worldwide and is reputedly environmentally benign, nontoxic, and safe for use near wildlife and humans. However, studies indicate its toxicity is underestimated and its persistence in the environment is greater than once thought. Its actions as a neurotoxin and endocrine disruptor indicate its potential to act in similar ways to persistent organic pollutants such as the organochlorines dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) and dioxin. Exposure to glyphosate and glyphosate‐based herbicides for both wildlife and people is likely to be chronic and at sublethal levels, with multiple and ongoing exposure events occurring in urban and agricultural landscapes. Despite this, there has been little research on the impact of glyphosate on wildlife populations, and existing studies appear in the agricultural, toxicology, and water‐chemistry literature that may have limited visibility among wildlife biologists. These studies clearly demonstrate a link between chronic exposure and neurotoxicity, endocrine disruption, cell damage, and immune suppression. There is a strong case for the recognition of glyphosate as an emerging organic contaminant and substantial potential exists for collaborative research among ecologists, toxicologists, and chemists to quantify the impact of glyphosate on wildlife and to evaluate the role of biosentinel species in a preemptive move to mitigate downstream impacts on people. There is scope to develop a decision framework to aid the choice of species to biomonitor and analysis methods based on the target contaminant, spatial and temporal extent of contamination, and perceived risk. Birds in particular offer considerable potential in this role because they span agricultural and urban environments, coastal, inland, and wetland ecosystems where glyphosate residues are known to be present.     

纳米氧化锌的健康危害与生态安全性研究进展(Review of Health Hazards and Ecological Safety of Nano-ZnO)

随着纳米ZnO的大量生产和广泛应用,其将不可避免地进入环境和生命体中,从而对人类健康和生态系统安全性造成危害,因此纳米ZnO的生物安全性和生态毒理学问题已引起了普遍关注.论文系统总结了目前关于纳米ZnO的生物学效应的研究现状,综述了纳米ZnO对生物体、细胞、和生态系统的影响,探讨了纳米ZnO可能产生毒性的作用机制,并分析了目前存在的问题,希望为今后进一步研究纳米ZnO的毒性效应并建立完善的健康与安全评价系统提供参考.     

常用农药助剂类产品对水生生物效应研究进展

农药助剂是在农药制剂加工和使用中加入的除农药有效成分以外的其他辅助物质的总称。农药助剂在提高农药制剂药效、改善药剂性能、稳定制剂质量和降低活性成分危害等方面都起着相当重要的作用。几乎所有化学合成的农药原药都需添加农药助剂成为具有实际使用价值的农药制剂。农药助剂本身虽不具备对靶标生物的杀灭作用,但并不意味着其对环境或人体不具有危害性,部分现今仍在流通使用的农药助剂可导致健康危害,如致癌、致畸、致突变、危害神经系统,具有内分泌干扰作用等。截止目前,由于农药施用带来的农药助剂的危害问题很少引起研究人员关注,我国在农药助剂管理方面还是空白,亟需引起管理部门的重视并制订相关的防控法规。农药助剂种类繁多,我国习惯上将其分为非表面活性剂和表面活性剂两大类。本文总结了包括常用溶剂,非离子型、阳离子型和阴离子型表面活性剂在内的常用助剂对藻类、大型溞和鱼类等水生生物的急慢性毒性效应,并综述了烷基酚聚氧乙烯醚类助剂及其降解产物对水生生物的内分泌干扰效应。鉴于农药助剂对生态环境和人类的健康风险,本文还提出了我国农药助剂环境安全管理策略建议。     

环境中丙烯酰胺检测方法和健康危害的研究进展

丙烯酰胺广泛应用于工业生产,是一种潜在的环境污染物。本文从丙烯酰胺的检测方法和健康危害2个方面总结了目前的研究进展。检测方法上,以高效液相色谱-质谱串联法(HPLC-MS/MS)最为常用,一些新技术也逐渐应用到分析中。健康危害方面,丙烯酰胺可引起实验生物的神经、生殖、遗传和发育等毒性和潜在致癌性。其毒性机理为:直接损坏神经元;使活性氧(ROS)积累导致氧化损伤;诱发基因位点突变,或与DNA形成加合物而致其损伤等。鉴于目前研究存在的问题,对以后的工作进行了展望:加强监管与治理工作,保护生态环境和人类健康;深入开展丙烯酰胺对生物体的毒性效应研究;加强我国环境中丙烯酰胺的跟踪监测工作;建立一种快捷的生物测试系统来评估水体(尤其是海洋环境)中丙烯酰胺的毒性风险。     

水体中金属(氧化物)纳米颗粒的环境行为与污染控制研究进展

金属(氧化物)纳米材料在生产和使用过程中,可以通过各种途径进入到水环境中,对水生生物、生态环境和人体健康产生威胁.理解纳米颗粒在水体中的环境行为,对于评估纳米材料的归趋及其对环境和人体的健康风险至关重要.本文概述了金属(氧化物)纳米颗粒的性质、来源和毒性危害,汇总了表征纳米颗粒浓度、粒径及形貌的分析方法与技术,分析了它们在水环境中的环境行为以及影响其稳定性的主要环境因素,并总结了水体中金属(氧化物)纳米颗粒的去除方法和效果的最新研究进展.随着金属(氧化物)纳米材料的广泛应用,未来有必要加强对自然水体中纳米颗粒环境行为的研究,并系统开展纳米颗粒健康风险评估工作,为预测纳米材料进入水环境后的归趋和风险提供科学依据.     

代谢组学方法在生态毒理学中的应用进展

代谢组学方法越来越多地用于研究有机体与生态环境的相互作用。近年来,该方法已被应用于化学物风险评价和野生动物的疾病诊断,成为环境科学,特别是生态毒理学中充满活力的研究方向之一。本文介绍了应用于代谢组学研究的核磁共振波谱和质谱2种检测技术,着重讨论了生态毒理学研究中代谢组学方法在生物标志物的发掘和毒性评价,以及有机体对环境影响因子的代谢响应、野生水生动物疾病的诊断和监测等方面的应用。这些代谢组学在生态毒理学领域的应用将促进对有机体与环境相互作用的认识。