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美國(guó)農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)

文檔作者：顧寶根1 3 程燕2 周軍英3 2 王慧敏3 陳隆智3 袁善奎1 ( 文檔來(lái)源： 1. 農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所 2. 環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所,南京210042; 3. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2026年02月05日
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農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)　2009, 11 (3) : 2832290
Chinese J ourna l of Pestic ide Sc ience
·專(zhuān)論與綜述·
美國(guó)農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)
顧寶根1, 3 , 　程　燕2 , 　周軍英
3 2 , 　王慧敏3 , 　陳隆智3 , 　袁善奎1
(1. 農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所, 北京100125; 2. 環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所,南京210042;
3. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院,北京100193)
摘　要:美國(guó)已建立較為完善的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù),包括農(nóng)藥對(duì)地表水水生生物、對(duì)陸生生物以及
地下水的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。綜述了美國(guó)的農(nóng)藥水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及陸生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù),旨在為我國(guó)
農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)的完善和農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)管理提供借鑒。
關(guān)鍵詞:農(nóng)藥;生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);陸生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);綜述
DO I: 10. 3969 / j. issn. 100827303. 2009. 03. 001
中圖分類(lèi)號(hào): X820. 4　　　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 　　　　文章編號(hào): 100827303 (2009) 0320283208
Rev iew on USA Pestic ide Ecolog ica l Risk Assessment Techn iques
GU B ao2gen1, 3 , 　CHENG Yan2 , 　ZHOU Jun2y ing
3 2 , 　WANG Hui2m in3
CHEN L ong2zhi3 , 　YUAN Shan2kui1
(1. Institute for the Control of Agrochem ica ls,M inis try of Agriculture, Beijing 100125, China;
2. Nanjing Ins titute of Environmenta l Sciences,MEP, Nanjing 210042, China;
3. College of Agriculture and B iotechnology, China Agricultura l U nive rs ity, Be ijing 100193, China )
Abstract: Pes tic ide eco2risk assessm en t techniques conce rning aqua tic organissm s in su rface w ate r,
terres tria l organissm s, and g round w ater risk assessm ent have been es tablished of Am erica. Techniques
pesticide containing for aquatic and terres trial eco2risk assessm ent of Am erica w ere rev iew ed, aim ing to
p rovide clues fo r imp roving Chinese eco2risk assessm ent techniques and thus enhanc ing pesticide risk
m anagem ent in China.
Key words: pes ticides; ecological risk assessm ent; aquatic eco2risk assessm ent; te rrestrial eco2risk
assessm en t; review
　　隨著用量的不斷增加, 農(nóng)藥對(duì)生態(tài)環(huán)境的破
壞也日漸嚴(yán)重。農(nóng)藥污染問(wèn)題已成為全世界廣泛
關(guān)注的重大環(huán)境問(wèn)題。世界各國(guó)都在積極探索采
用各種技術(shù)和手段對(duì)農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià), 以
預(yù)防和控制農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的影響。在美國(guó)及歐洲的
一些發(fā)達(dá)國(guó)家, 農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是農(nóng)藥登記過(guò)
程中必不可少的環(huán)節(jié), 必須通過(guò)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)判
定農(nóng)藥產(chǎn)品可能對(duì)環(huán)境造成的危害影響, 并據(jù)此
做出是否準(zhǔn)許登記的決定。與其他國(guó)家相比, 美
國(guó)的農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)研究工作開(kāi)展較早,
迄今為止,已取得了相當(dāng)多的成果, 主要包括生態(tài)
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的公布、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)體系的
建立、評(píng)價(jià)模型的開(kāi)發(fā)等。美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局
(U. S. Env ironm en ta l Pro tec tion A gency , USEPA )
　收稿日期: 2008212224; 修回日期: 2009204220.
　作者簡(jiǎn)介:顧寶根(19622) ,男,江蘇省吳縣人,博士,研究員,主要從事農(nóng)藥登記研究管理工作;
3 通訊作者(A uthor for correspondence) :周軍
英(19662) ,女,安徽碭山人,研究員,主要從事生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與生態(tài)毒理學(xué)方面的研究. 聯(lián)系電話: 025285287002; E2ma il: zhjynies@163. com
　基金項(xiàng)目:環(huán)保公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)(200709039) .
　
農(nóng)　藥　學(xué)　學(xué)　報(bào)V o l. 11
于1998年制定的《生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則》是世界上
最早的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面的指導(dǎo)文件。該準(zhǔn)則將
生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)程分為3個(gè)主要階段:問(wèn)題表述、
分析和風(fēng)險(xiǎn)表征。美國(guó)的農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)也遵
循這一程序。同時(shí)又根據(jù)不同的保護(hù)目標(biāo), 建立
了相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù), 包括農(nóng)藥對(duì)地表水水生
生物、對(duì)陸生生物以及地下水的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)。
我國(guó)是農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國(guó), 農(nóng)藥的環(huán)境問(wèn)
題異常突出, 但目前我國(guó)的農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工
作尚未全面展開(kāi), 已有的一些理論研究多是對(duì)國(guó)
外生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)程序、方法的介紹和探討[ 1～4 ] , 涉
及農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)層面的研究很少[ 5, 6 ] 。
因此,筆者在對(duì)美國(guó)農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行
詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上, 以水生生物、陸生生物為例,
重點(diǎn)介紹了美國(guó)的農(nóng)藥水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及陸生
生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù), 旨在為我國(guó)農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)
價(jià)工作提供有益借鑒的同時(shí), 試圖對(duì)我國(guó)的農(nóng)藥
環(huán)境安全管理起到積極的促進(jìn)作用。
1　美國(guó)農(nóng)藥水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)
農(nóng)藥在田間使用后, 只有少量停留在作物上
發(fā)生效用,大部分則殘留在土壤或漂浮于大氣中,
通過(guò)降雨、淋溶等途徑進(jìn)入水體, 從而降低水生生
態(tài)環(huán)境的質(zhì)量,影響水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。
水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的重要組成部
分,應(yīng)用水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)可以預(yù)測(cè)或評(píng)估
農(nóng)藥使用可能對(duì)水生生態(tài)環(huán)境及水生生物產(chǎn)生的
危害和影響。
一般而言,在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中, 較為關(guān)鍵的過(guò)
程主要包括: 生態(tài)受體的選擇、評(píng)價(jià)終點(diǎn)的確定、
暴露評(píng)價(jià)方法及風(fēng)險(xiǎn)表征方法的選擇。美國(guó)農(nóng)藥
生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)也主要將焦點(diǎn)放在這些關(guān)鍵過(guò)程
上,對(duì)其中涉及的要素均作了明確規(guī)定。
1. 1　生態(tài)受體的選擇
生態(tài)受體( Eco log ica l Recep to r)是指暴露于脅
迫之下的生態(tài)實(shí)體[ 7～9 ] 。它可以指生物體的組織、
器官,也可以指種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)等不同生命
組建層次。生態(tài)系統(tǒng)中可能受到脅迫或危害影響
的受體種類(lèi)很多, 不可能對(duì)每種生態(tài)受體都進(jìn)行
分析和評(píng)價(jià)。對(duì)于水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)而言, 關(guān)鍵
是選擇典型的、有代表性的水生生物以反映該水
生生態(tài)系統(tǒng)受影響的狀況。目前, USEPA 主要選
擇魚(yú)類(lèi)和水生無(wú)脊椎動(dòng)物作為水生生物的代表。
1. 1. 1　魚(yú)類(lèi)　魚(yú)類(lèi)是水生生態(tài)系統(tǒng)中重要的類(lèi)
群,對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡起著重要作用, 魚(yú)類(lèi)會(huì)
影響生態(tài)系統(tǒng)中其他物種賴(lài)以生存的營(yíng)養(yǎng)元素的
循環(huán)。水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)涉及的魚(yú)類(lèi)眾多, 包括
淡水魚(yú)如斑馬魚(yú)( zeb ra f ish ) 、虹鱒魚(yú)( ra inbow
trou t) 等及海水魚(yú)如大西洋銀漢魚(yú)( a tlan tic
s ilve rs ide)等。
1. 1. 2　溞類(lèi)　溞類(lèi)屬于無(wú)脊椎動(dòng)物的節(jié)肢動(dòng)物
門(mén),甲殼綱,枝角目, 是淡水浮游動(dòng)物的重要類(lèi)群,
是許多重要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)的餌料, 同時(shí)對(duì)水域的自凈
有著舉足輕重的作用。溞類(lèi)對(duì)有毒物質(zhì)非常敏
感,在國(guó)內(nèi)外被廣泛用以評(píng)價(jià)化學(xué)物質(zhì)的毒性。
USEPA 的“生態(tài)影響試驗(yàn)指南”, 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織
( In te rna tiona l O rgan iza tion fo r S tanda rd iza tion,
ISO ) 的“水質(zhì)分析標(biāo)準(zhǔn)”, 經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織
( O rgan isa tion fo r Econom ic Co2op e ra tion and
D eve lopm en t, O ECD )的“化學(xué)物質(zhì)測(cè)試指南”等都
將其作為化學(xué)物質(zhì)環(huán)境毒性試驗(yàn)的生物物種。
1. 2　評(píng)價(jià)終點(diǎn)的確定
評(píng)價(jià)終點(diǎn)(A ssessm en t Endp o in t) 是對(duì)那些受
體所具有的、需要保護(hù)的重要生態(tài)環(huán)境價(jià)值的清
晰描述,通過(guò)生態(tài)受體及其屬性特征來(lái)確定[ 1～3 ] 。
在人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中, 評(píng)價(jià)受體只有一個(gè)物種
(人) ,而生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的受體卻為數(shù)眾多, 因此對(duì)
應(yīng)的評(píng)價(jià)終點(diǎn)也多。目前常用的評(píng)價(jià)終點(diǎn)有生物
個(gè)體的死亡率、繁殖能力損傷、組織病理學(xué)異常,
種群水平的物種數(shù)量, 群落水平的物種豐度等幾
個(gè)指標(biāo)。生態(tài)系統(tǒng)水平以上層次的評(píng)價(jià)終點(diǎn)可以
用生物量或生產(chǎn)力來(lái)表達(dá), 但目前相關(guān)研究還不
多見(jiàn)。
美國(guó)農(nóng)藥水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)通常將水生生物
急性毒性試驗(yàn)中的個(gè)體死亡率作為評(píng)價(jià)終點(diǎn), 但
是對(duì)于某些代謝半衰期較長(zhǎng)的農(nóng)藥(如Pe rs is ten t
O rgan ic Po llu tan ts, PO Ps 類(lèi)農(nóng)藥) , 表征慢性危害
的毒性終點(diǎn)同樣重要, 如魚(yú)類(lèi)早期生命階段的
“無(wú)可觀察不利影響濃度(N o O bse rved A dve rse
Eco log ica l Concen tra tion, NOA EC ) ”或魚(yú)類(lèi)全生命
周期的NOA EC 值。美國(guó)農(nóng)藥水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
中常用的評(píng)價(jià)受體和評(píng)價(jià)終點(diǎn)見(jiàn)表1。
1. 3　暴露評(píng)價(jià)
暴露( Exp osu re)是指風(fēng)險(xiǎn)源與受體之間潛在
接觸或共生的過(guò)程[ 1～3 ] 。而暴露評(píng)價(jià)( Exp osu re
A ssessm en t)主要研究有害物質(zhì)在生態(tài)環(huán)境中的時(shí)
空分布規(guī)律以及如何從風(fēng)險(xiǎn)源到受體的過(guò)程[ 7～9 ] 。
284
N o. 3 顧寶根等:美國(guó)農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)
水生生物的暴露是指水生生物接觸被農(nóng)藥污染的
水體的過(guò)程。暴露評(píng)價(jià)是研究農(nóng)藥在水生生態(tài)環(huán)
境中的時(shí)空分布規(guī)律, 目的是得到農(nóng)藥的估計(jì)環(huán)
境濃度( Es tim a ted Env ironm en ta l Concen tra tion,
EEC )值,即在水體中的殘留濃度。EEC 值可通過(guò)
假設(shè)估算、模型預(yù)測(cè)或?qū)嶋H監(jiān)測(cè)3種方式獲得。
表1　美國(guó)農(nóng)藥水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的評(píng)價(jià)受體和評(píng)價(jià)終點(diǎn)
Tab le 1　Recep to rs and endp o in ts of Am e rica
aqua tic eco2risk assessm en t
評(píng)價(jià)受體
Recep tor
評(píng)價(jià)終點(diǎn)
Endpoint
魚(yú)類(lèi)
Fish
急性LC50; 慢性NOA EC
A cute LC50; Chronic NOA EC
溞類(lèi)
D aphnia
急性EC50; 慢性NOA EC
A cute EC50; Chronic NOA EC
1. 3. 1　假設(shè)估算　假設(shè)估算是暴露評(píng)價(jià)中最簡(jiǎn)
單、最保守的方法, 主要根據(jù)農(nóng)藥使用量、農(nóng)田面
積、農(nóng)藥漂移量、農(nóng)藥流失量及水體體積來(lái)估算水
體中的農(nóng)藥濃度。不同國(guó)家或組織有不同的假設(shè)
標(biāo)準(zhǔn),如澳大利亞通常假設(shè)農(nóng)藥從施用區(qū)域漂移
至鄰近水體的量為施用量的10% , 挪威則假設(shè)農(nóng)
藥漂移的量為施用量的0. 5% ,而美國(guó)的假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)
又取決于不同的農(nóng)藥使用方法, 當(dāng)農(nóng)藥為空中噴
灑施用時(shí),假設(shè)漂移量為5% , 當(dāng)農(nóng)藥為地面噴灑
施用時(shí),假設(shè)漂移量為1% [ 10, 11 ] 。
1. 3. 2　模型預(yù)測(cè)　對(duì)于水生生物的暴露, USEPA
通常用計(jì)算機(jī)模型來(lái)估計(jì)。USEPA 農(nóng)藥項(xiàng)目辦公
室(O ff ice of Pes tic ide Prog ram s, O PP)的水生暴露
模型是使用農(nóng)藥行為和轉(zhuǎn)運(yùn)方面的數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)農(nóng)
藥環(huán)境暴露濃度( EECs) ,并且在估計(jì)EEC 時(shí)采用
多層次的方法,即由篩選模型開(kāi)始, 如GEN EEC2,
篩選層次模型的輸出結(jié)果為易受農(nóng)藥污染的水體
中的農(nóng)藥濃度, 其結(jié)果較為保守。如果需要更為
細(xì)致的評(píng)價(jià), 則需要使用更能反應(yīng)實(shí)際環(huán)境條件
的高層次模型,如PRZM 2EXAM S。
1. 3. 3　實(shí)際監(jiān)測(cè)　在進(jìn)行暴露評(píng)價(jià)時(shí), 也可實(shí)際
監(jiān)測(cè)農(nóng)藥在水體中的殘留濃度[ 12 ] 。典型的、有質(zhì)
量保證的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)好于模型預(yù)測(cè)結(jié)果, 并且可以
用來(lái)驗(yàn)證和改善模型, 但實(shí)際監(jiān)測(cè)的費(fèi)用往往很
高。
在選擇暴露估計(jì)方法時(shí), 需考慮“盡量減少不
確定性”這一原則。一般而言, 根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
得到的暴露濃度比通過(guò)模擬或估算方法得到的暴
露濃度確定性要高。
1. 4　風(fēng)險(xiǎn)表征
風(fēng)險(xiǎn)表征( R isk Cha rac te riza tion ) 是對(duì)暴露于
各種脅迫之下的不利生態(tài)效應(yīng)的綜合判斷和表
達(dá),是生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的最后一個(gè)階段[ 7～9 ] 。目前,
USEPA 大多采用商值法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)表征。商值法又
稱(chēng)比率法, 是使用最普遍、最廣泛的風(fēng)險(xiǎn)表征方
法。
USEPA 所采用的商值法其基本原理是把實(shí)際
監(jiān)測(cè)或由假設(shè)估算、模型預(yù)測(cè)得出的污染物環(huán)境
濃度(環(huán)境暴露濃度, EEC )與實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的表征
該物質(zhì)危害的毒性數(shù)據(jù)(如LC50 )相比, 得到風(fēng)險(xiǎn)
商值(R isk Q uo tien t, RQ ) [水生生物風(fēng)險(xiǎn)商值的計(jì)
算方法見(jiàn)式( 1) 、式( 2) ]。將風(fēng)險(xiǎn)商值與O PP制
定的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)(L eve ls of Conce rn, LOCs)進(jìn)行
比較,從而對(duì)農(nóng)藥的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)作出初步的判斷。
LOCs是確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的判別標(biāo)準(zhǔn), 不同的風(fēng)險(xiǎn)商
值分別對(duì)應(yīng)不同的關(guān)注標(biāo)準(zhǔn), 不同的關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)又
分別對(duì)應(yīng)于不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí), 各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)又對(duì)應(yīng)
著不同的管理措施。如果風(fēng)險(xiǎn)商值超過(guò)了相應(yīng)的
關(guān)注標(biāo)準(zhǔn),則表示具有相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn), 就需要采取相
應(yīng)的管理措施[ 13, 14 ] 。表2 是USEPA 農(nóng)藥項(xiàng)目辦
公室制定的水生動(dòng)物關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)[ 14, 15 ] 。
還有一些國(guó)家或組織, 如歐盟, 是將毒性數(shù)據(jù)
與暴露濃度相比得到毒性/暴露比( TER ) , 最后將
得到的TER 值與91 /414 /EEC 指令( COUNC IL
D IRECTIV E Conce rn ing the Plac ing of Plan t
Pro tec tion Produc ts on the M a rke t,歐盟關(guān)于植物保
護(hù)產(chǎn)品市場(chǎng)準(zhǔn)入的指令)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,
從而判斷風(fēng)險(xiǎn)的有無(wú)及高低[ 16, 17 ] 。
水生生物急性風(fēng)險(xiǎn)商值計(jì)算方法:
RQ =
農(nóng)藥在水體中的峰值濃度
毒性終點(diǎn)值EC50或LC50
( 1)
水生生物慢性風(fēng)險(xiǎn)商值計(jì)算方法:
RQ =
農(nóng)藥在水體中的平均濃度
毒性終點(diǎn)值NOA EC
( 2)
2　美國(guó)農(nóng)藥陸生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)
農(nóng)藥對(duì)陸生生物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是評(píng)價(jià)農(nóng)藥使用
后對(duì)非靶標(biāo)陸生生物可能產(chǎn)生的危害影響。農(nóng)藥
使用所危及的非靶標(biāo)陸生生物主要是一些有益的
昆蟲(chóng)與一些具有經(jīng)濟(jì)或生態(tài)價(jià)值的生物,如鳥(niǎo)類(lèi)、
285
　
農(nóng)　藥　學(xué)　學(xué)　報(bào)V o l. 11
表2　水生動(dòng)物關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)與對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及管理措施
Tab le 2　L eve ls of conce rns (LOCs) and the co rresp ond ing risk p resump tions
and m anagem en t op tions fo r aqua tic an im a ls
風(fēng)險(xiǎn)商值
RQ
關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)
LOCs
風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)
R isk p resump tion
管理措施
M anagem ent op tion
EEC /LC50或EC50
EEC /LC50 or EC50
RQ < 0. 05
無(wú)風(fēng)險(xiǎn)
N o risk
不需要采取措施
N one of any m easures need to be adop ted
EEC /LC50或EC50
EEC /LC50 or EC50
0. 05≦ RQ < 0. 1
急性瀕危物種
A cute endange red spec ies
可能對(duì)瀕危物種有不利影響
Endange red spec ies may be adverse ly affec ted
EEC /LC50或EC50
EEC /LC50 or EC50
0. 1≦ RQ ≦ 0. 5
急性限制使用
A cute restric ted U se
產(chǎn)生急性風(fēng)險(xiǎn)的可能性高,但是可以通過(guò)限制使用來(lái)減少風(fēng)險(xiǎn)
The potentia l for acute risk is high, but m ay be m itiga ted through
restricted use classif ica tion
EEC /LC50或EC50
EEC /LC50 or EC50
RQ > 0. 5
急性高風(fēng)險(xiǎn)
A cute high risk
產(chǎn)生急性風(fēng)險(xiǎn)的可能性高,除限制使用外,還需進(jìn)一步的管理
Potential for acute risk is high, regula tory ac tion may be w a rranted
in addition to restric ted use c lassifica tion
EEC /NO (A ) EC RQ > 1. 0 慢性風(fēng)險(xiǎn)
Chronic risk
產(chǎn)生慢性風(fēng)險(xiǎn)的可能性高,需要采取進(jìn)一步管理措施
The potentia l for chronic risk is high and regula tory action m ay be
w arranted
哺乳動(dòng)物、蜜蜂等[ 14, 18 ] 。通過(guò)對(duì)陸生生物的風(fēng)險(xiǎn)
評(píng)價(jià),可以預(yù)測(cè)農(nóng)藥可能對(duì)陸生生物產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn),
從而采取適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)管理措施來(lái)避免或減輕風(fēng)險(xiǎn)。
2. 1　生態(tài)受體的選擇
和水生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)一樣, 陸生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
的關(guān)鍵也是選擇典型的、有代表性的陸生生物。
USEPA 通常選擇鳥(niǎo)類(lèi)和小型哺乳動(dòng)物作為陸生生
態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的受體。
2. 1. 1　鳥(niǎo)類(lèi)　鳥(niǎo)類(lèi)是陸生生態(tài)系統(tǒng)中重要的類(lèi)
群,農(nóng)藥進(jìn)入環(huán)境后, 對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)不僅可以造成直接急
性危害,而且還可以在鳥(niǎo)類(lèi)體內(nèi)蓄積, 導(dǎo)致慢性危
害,因此,鳥(niǎo)類(lèi)是很重要的生態(tài)受體。
研究農(nóng)藥對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的毒性, 在國(guó)際上常用鴿
Co lumba livia、雉Pha s ianus co lch icus、北美鵪鶉
Co linus virg in ianus L. 、日本鵪鶉Co tu rn ix co tu rn ix
jap on ica、野鴨Anas p la tyrhynchos L. 等作為試驗(yàn)對(duì)
象[ 19, 20 ] 。在中國(guó)目前用得最多的是鵪鶉。鵪鶉原
是一種野生候鳥(niǎo), 分布地區(qū)較為廣泛, 現(xiàn)已由野生
改良馴化為家飼,從經(jīng)濟(jì)角度考慮, 易于取得,從生
物分類(lèi)學(xué)角度考慮,也具有一定的代表性。
2. 1. 2　小型哺乳動(dòng)物　小型哺乳動(dòng)物多為植食動(dòng)
物或雜食類(lèi)動(dòng)物(如鼠) , 是生態(tài)系統(tǒng)中重要的初
級(jí)消費(fèi)者,它們與其他生物類(lèi)群的食物鏈關(guān)系主要
有:分解者、天敵、寄生物、獵物,它們處在生態(tài)系統(tǒng)
的中心位置。小型哺乳動(dòng)物還通過(guò)養(yǎng)分循環(huán)等間
接作用與更多的物種相關(guān)聯(lián)。鑒于小型哺乳動(dòng)物
對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的重要性,選擇其作為主要的生態(tài)受體
是可行的[ 14 ] 。
2. 2　評(píng)價(jià)終點(diǎn)的確定
對(duì)于農(nóng)藥陸生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià), 通常是將陸生生
物急性毒性試驗(yàn)中的個(gè)體死亡率作為評(píng)價(jià)終點(diǎn)(急
性經(jīng)口LD50值) , 但是對(duì)于有些農(nóng)藥(如PO Ps 農(nóng)
藥) ,表征亞急性及慢性危害的毒性終點(diǎn)同樣重要
(亞急性經(jīng)食LC50值、鳥(niǎo)類(lèi)繁殖NOA EC 值) 。美
國(guó)農(nóng)藥陸生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中常用的評(píng)價(jià)受體和評(píng)
價(jià)終點(diǎn)見(jiàn)表3。
表3　美國(guó)農(nóng)藥陸生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中
的評(píng)價(jià)受體和評(píng)價(jià)終點(diǎn)
Tab le 3　Recep to rs and endp o in ts of Am e rica
te rres tria l eco2risk assessm en t
評(píng)價(jià)受體
Recep tor
評(píng)價(jià)終點(diǎn)　　　　　　
Endpoint　　　　　　
鳥(niǎo)類(lèi)
A vian
急性經(jīng)口LD50
A cute ora l LD50
亞急性經(jīng)食LC50
Subacute die ta ry LC50
鳥(niǎo)類(lèi)繁殖NOA EC
A vian rep roduc tion NOA EC
哺乳動(dòng)物
W ild M amm a ls
急性經(jīng)口LD50
A cute ora l LD50
亞急性經(jīng)食LC50
Subacute die ta ry LC50
繁殖NOA EC
Rep roduc tion NOA EC
286
N o. 3 顧寶根等:美國(guó)農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)
2. 3　暴露分析
不同于水生生物,陸生生物的暴露途徑多且復(fù)
雜———它們可能攝取受污染的食物、水分以及土
壤,呼吸受污染的空氣, 也有可能直接攝入農(nóng)藥顆
粒劑。此外,如果動(dòng)物的表皮接觸了受污染的作
物、水體或土壤,則會(huì)發(fā)生經(jīng)皮暴露, 經(jīng)皮暴露又可
能成為經(jīng)口暴露的來(lái)源。另外,由于野生生物通常
在不同的棲息地之間遷移,暴露還會(huì)因棲息地受污
染程度的不同而不同。總之,陸生生物的暴露估計(jì)
需要考慮諸多因素,包括環(huán)境殘留、暴露途徑、生物
在農(nóng)藥使用地區(qū)的遷移等。圖1 是鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)
物各種常用暴露途徑的概念模型。
圖1　鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物暴露途徑的概念模型
Fig. 1　Concep tua l m ode l of the exp osu re p a thw ays of b irds and m amm a ls
注:圖中箭頭粗細(xì)表示途徑的相對(duì)重要性,箭頭越粗表示其對(duì)應(yīng)的途徑越重要。
N otes: Thickness of a rrow s denotes re la tive importance of pa thw ays, the thicke r of the
a rrow s, the m ore important of the corresponding pa thw ays.
　　從圖1中可以看出, 對(duì)于鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物, 經(jīng)
食暴露是最主要的暴露途徑, 目前陸生生物暴露
評(píng)價(jià)也只是考慮了這一主要暴露途徑, 對(duì)于其他
暴露途徑如經(jīng)皮、吸入的暴露估計(jì)方法, 尚處于研
究之中[ 14, 18 ] 。
目前, USEPA 主要采用直接估算、模型預(yù)測(cè)兩
種方式進(jìn)行陸生暴露分析。
2. 3. 1　直接估算　直接估算主要是采用Kenaga
關(guān)系表來(lái)估算鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物食物中的農(nóng)藥含
量。Kenaga 關(guān)系表是根據(jù)美國(guó)環(huán)保局U TAB
( Up take, T rans loca tion, A ccum u la tion and
B io transfo rm a tion)數(shù)據(jù)庫(kù)中的大量數(shù)據(jù)總結(jié)得到
的(見(jiàn)表4 ) 。對(duì)于小型哺乳動(dòng)物, 可根據(jù)其體重
將殘留濃度轉(zhuǎn)化成每日經(jīng)口劑量,得到表5 [ 14, 19 ] 。
2. 3. 2　模型預(yù)測(cè)　目前, USEPA 已開(kāi)發(fā)出的陸生
生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型主要包括T ie r I Eco2R isk
Ca lcu la to r和T2REX。這兩個(gè)模型都是暴露/效應(yīng)
模型,即將暴露分析和效應(yīng)分析整合在一個(gè)模型
中來(lái)評(píng)價(jià)農(nóng)藥對(duì)陸生生物的風(fēng)險(xiǎn), 模型的輸出結(jié)
果是風(fēng)險(xiǎn)商值及對(duì)風(fēng)險(xiǎn)高低的判斷。
T ie r I風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)軟件是USEPA 在1997年3月
公布的一套軟件, 它包含了對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳動(dòng)物、植
物、農(nóng)藥施用者及地下水的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)程序。該模
型通常用于第I層次的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。T ie r I Eco2R isk
287
　
農(nóng)　藥　學(xué)　學(xué)　報(bào)V o l. 11
表4　野生生物食物中的農(nóng)藥殘留
Tab le 4　W ild life food item nom og ram
食物　　
Food item 　　
最大EEC
M axim um EEC
/ (m g / kg)
平均EEC
A ve rage EEC
/ (m g / kg)
短草
Short grass
240 85
長(zhǎng)草
Tall grass
110 36
闊葉草
B roadleaf forage
135 45
昆蟲(chóng)、種子、果實(shí)
Insec ts, seeds, fruits
15 7
　　注:表中各EEC為施用量為1 120 g ( a. i. ) / hm2 時(shí)鳥(niǎo)類(lèi)食物
中的農(nóng)藥殘留量,當(dāng)農(nóng)藥施用量不同時(shí)鳥(niǎo)類(lèi)食物中的農(nóng)藥殘留量
可依此換算。
N otes: Residues exp ressed on a 1 120 g ( a. i. ) / hm2 app lica tion
basis. Residues of different app lica tion ra tes can be obtained according
to this.
Ca lcu la to r模型對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物“急性經(jīng)口”和
“亞急性經(jīng)食”這兩種暴露途徑都可以進(jìn)行評(píng)價(jià),
均采用商值法[ 22 ] 。
陸生殘留暴露模型( Te rres tria l Res idue
Exp osu re M ode l, T2REX ) 是通過(guò)估算鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳
動(dòng)物食物中的農(nóng)藥殘留, 從而計(jì)算出急性和繁殖
風(fēng)險(xiǎn)商值。通過(guò)T2REX 還可以計(jì)算各種種子處理
劑對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物的風(fēng)險(xiǎn)商值[ 23 ] 。
2. 4　風(fēng)險(xiǎn)表征
無(wú)論通過(guò)哪種方式進(jìn)行暴露評(píng)價(jià), 最后的風(fēng)
險(xiǎn)商值的計(jì)算方法都是一樣的:
( 1) 鳥(niǎo)類(lèi)急性風(fēng)險(xiǎn)商值計(jì)算方法:
RQ =
食物中最大EEC
最敏感鳥(niǎo)種的LC50
RQ =
(食物中最大EEC ×攝入量)
體重/LD50
表5　哺乳動(dòng)物每日食物消耗量占體重的百分比
Tab le 5　Pe rcen t body w e igh t consum ed fo r m amm a ls
體重
B ody w e ight
/ g
食草/食蟲(chóng)動(dòng)物(每日食物消耗量占體重的百分比)
He rbivore / Insec tivore ( % body w e ight consum ed / d)
食谷動(dòng)物(每日食物消耗量占體重的百分比)
G ranivore ( % body w eight consumed / d)
15 95 21
35 66 15
1 000 15 3
其中:攝入量( IR ) = [ 0. 648 (體重) 0. 651 ] /1 000
鳥(niǎo)的體重(BW )分20 g、100 g和1 000 g 3個(gè)
等級(jí)。
( 2) 鳥(niǎo)類(lèi)慢性風(fēng)險(xiǎn)商值計(jì)算方法:
RQ =
食物平均EEC
最敏感鳥(niǎo)種的NOA EC
( 3) 哺乳動(dòng)物急性風(fēng)險(xiǎn)商值計(jì)算方法:
RQ = (食物中最大EEC ×每日食物消耗量占
體重的百分比) /LD50
( 4) 哺乳動(dòng)物慢性風(fēng)險(xiǎn)商值計(jì)算方法:
RQ = (食物中平均EEC ×每日食物消耗量占
體重的百分比) /NOA EC
美國(guó)農(nóng)藥陸生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)也是采用商值法
進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)表征,即將計(jì)算得到的風(fēng)險(xiǎn)商值( RQ 值)
與表6中的關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)(LOCs)進(jìn)行比較, 判斷風(fēng)險(xiǎn)
等級(jí),提出應(yīng)該采取的風(fēng)險(xiǎn)管理措施[ 14 ] 。
3　結(jié)語(yǔ)
近年來(lái), 我國(guó)在農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理論與
實(shí)例研究方面也相繼開(kāi)展了一些工作, 取得了一
些研究成果,但總的來(lái)說(shuō)尚處于起步階段, 還沒(méi)有
建立起統(tǒng)一的評(píng)價(jià)程序和技術(shù)指南, 從理論到技
術(shù)方面都尚有很多工作要做。
美國(guó)是世界上最早開(kāi)展生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作的
國(guó)家之一,自20世紀(jì)80年代起就開(kāi)始研究建立農(nóng)
藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法與技術(shù), 至今已積累了大
量的經(jīng)驗(yàn), 形成了系統(tǒng)、完善的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)程
序、方法及一系列較為成熟的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù),
并且其建立的方法、技術(shù)已在實(shí)際的農(nóng)藥登記工
作中得到了廣泛應(yīng)用, 如對(duì)二嗪磷、毒死蜱、殺撲
磷等農(nóng)藥品種的評(píng)價(jià)[ 24～26 ] 。與此同時(shí), 隨著風(fēng)險(xiǎn)
管理要求的逐步提高, 美國(guó)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)
288
N o. 3 顧寶根等:美國(guó)農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)
表6　陸生生物關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)與對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及管理措施
Tab le 6　L eve ls of conce rns (LOCs) and the co rresp ond ing risk p resump tions
and m anagem en t op tions fo r te rres tria l o rgan ism s
風(fēng)險(xiǎn)商值　　
RQ 　　
關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)
LOCs
風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)
R isk p resump tion
管理措施
M anagem ent op tions
EEC /LC50 RQ < 0. 1 無(wú)風(fēng)險(xiǎn)
N o risk
不需要采取措施
N one of any measures need to be adop ted.
EEC /LC50 0. 1≦ RQ < 0. 2 急性瀕危物種
A cute endange red spec ies
可能對(duì)瀕危物種有不利影響
Endange red spec ies m ay be adve rse ly affected.
EEC /LC50 0. 2≦ RQ ≦ 0. 5 急性限制使用
A cute restric ted use
產(chǎn)生急性風(fēng)險(xiǎn)的可能性高,但是可以通過(guò)限制使用來(lái)減少風(fēng)險(xiǎn)
The potentia l for acute risk is high, but m ay be m itiga ted through
restric ted use c lassifica tion.
EEC /LC50 RQ > 0. 5 急性高風(fēng)險(xiǎn)
A cute high risk
產(chǎn)生急性風(fēng)險(xiǎn)的可能性高,除限制使用外,還需進(jìn)一步的管理
Potentia l for acute risk is high, regula tory ac tion m ay be w a rranted
in addition to restricted use classif ica tion.
EEC /NO EC RQ > 1. 0 慢性風(fēng)險(xiǎn)
Chronic risk
產(chǎn)生慢性風(fēng)險(xiǎn)的可能性高,需要采取進(jìn)一步管理措施
The potentia l for chronic risk is high and regulatory ac tion m ay be
w a rranted.
也處于不斷完善更新之中, 如在農(nóng)藥水生生態(tài)風(fēng)
險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面, 目前已采用4 個(gè)層次的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)
價(jià)系統(tǒng),進(jìn)行從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從保守到更接近現(xiàn)實(shí)
的評(píng)價(jià); 在陸生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面, 為了更好地估
計(jì)陸生生物的暴露, 在對(duì)現(xiàn)有模型進(jìn)行完善的基
礎(chǔ)上, 不斷開(kāi)發(fā)出新的模型, 如陸生調(diào)查模型
( Te rres tria l Inves tiga tion M ode l, T IM ) ,試圖涵蓋所
有關(guān)鍵的暴露途徑; 此外, 逐步完善概率風(fēng)險(xiǎn)分析
技術(shù)及評(píng)價(jià)過(guò)程中不確定性的分析技術(shù)也是美國(guó)
農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)今后發(fā)展的焦點(diǎn)所在, 對(duì)
于這些新技術(shù)、新發(fā)展, 我們更應(yīng)該加以關(guān)注、借
鑒。
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( Ed. TANG J )
·會(huì)　訊·
“2009年首屆農(nóng)藥科學(xué)全國(guó)博士生研討會(huì)”會(huì)議紀(jì)要
教育部學(xué)位管理與研究生教育司支持下, 由貴州大學(xué)主辦, 于2009 年8 月23 日至26 日在貴
州省貴陽(yáng)市召開(kāi)了“2009年首屆農(nóng)藥科學(xué)全國(guó)博士生研討會(huì)”, 在新農(nóng)藥創(chuàng)制、天然產(chǎn)物農(nóng)藥、農(nóng)
藥環(huán)境行為、農(nóng)藥化學(xué)生物學(xué)、農(nóng)藥毒理學(xué)及制劑學(xué)等農(nóng)藥科學(xué)前沿開(kāi)展研討, 旨在加強(qiáng)全國(guó)農(nóng)藥
科學(xué)領(lǐng)域的博士研究生學(xué)術(shù)交流, 推動(dòng)我國(guó)農(nóng)藥學(xué)學(xué)科發(fā)展, 加速我國(guó)農(nóng)藥工業(yè)的科技創(chuàng)新與技
術(shù)進(jìn)步。來(lái)自中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)、浙江大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、華中師范大學(xué)、西北農(nóng)林科技大
學(xué)、華東理工大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、福建農(nóng)林科技大學(xué)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、河北農(nóng)業(yè)大
學(xué)、中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉研究所、貴州大學(xué)等高等院校和科研院所的百余位老師和博士研究生代
表們匯聚一堂, 就上述主題進(jìn)行了認(rèn)真的學(xué)術(shù)交流和研討。
國(guó)家基金委化學(xué)部二處杜燦屏處長(zhǎng)、浙江工業(yè)大學(xué)劉維屏教授、華中師范大學(xué)楊光富教授、西
北農(nóng)林科技大學(xué)吳文君教授、福建農(nóng)林科技大學(xué)歐陽(yáng)明安研究員等在開(kāi)幕式后分別做了精彩的大
會(huì)報(bào)告。隨后, 來(lái)自全國(guó)各地的40余名博士研究生進(jìn)行了為期兩天的分組報(bào)告交流。
研討會(huì)共收到論文45篇, 既有綜述和專(zhuān)論, 也有新穎的研究結(jié)果。反映了農(nóng)藥科學(xué)領(lǐng)域的最
新研究和發(fā)展動(dòng)態(tài), 體現(xiàn)了我國(guó)農(nóng)藥科學(xué)領(lǐng)域博士研究生的研究能力和才華。最后, 研討會(huì)學(xué)術(shù)
指導(dǎo)委員會(huì)從參會(huì)的45篇論文中選出19 篇優(yōu)秀論文, 頒發(fā)了獲獎(jiǎng)證書(shū), 鼓勵(lì)從事農(nóng)藥科學(xué)研究
的博士生們?cè)俳釉賲? 不斷攻克新的科學(xué)難題。貴州大學(xué)副校長(zhǎng)宋寶安教授在閉幕式上作了總結(jié)
發(fā)言。至此, 2009年首屆農(nóng)藥科學(xué)全國(guó)博士生研討會(huì)圓滿完成了會(huì)議的各項(xiàng)議程, 達(dá)到了預(yù)期的
目標(biāo)。

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