有機磷農藥:含磷元素的有機化合物農藥-中文百科頻道

簡介

我國生産的有機磷農藥絕大多數為殺蟲劑，如常用的對硫磷、内吸磷、馬拉硫磷、樂果、敵百蟲及敵敵畏等，近幾年來已先後合成殺菌劑、殺鼠劑等有機磷農藥。有機磷農藥多為磷酸酯類或硫代磷酸酯類。

有機磷類農藥對人的危害作用從劇毒到低毒不等。能抑制乙酰膽堿酯酶，使乙酰膽堿積聚，引起毒蕈堿樣症狀、煙堿樣症狀以及中樞神經系統症狀，嚴重時可因肺水腫、腦水腫、呼吸麻痹而死亡。重度急性中毒者還會發生遲發性猝死。某些種類的有機磷中毒可在中毒後8～14天發生遲發性神經病，有機磷中毒者血膽堿酯酶活性降低。

種類

有機磷農藥（organophosphorus pesticide）種類很多，根據其毒性強弱分為高毒、中毒、低毒三類，中國時下常用有機磷農藥的大數口服半數緻死量（mg/kg）分别如下：對硫磷（1605）為3.5～15mg；内吸磷（1059）為4～10mg；甲拌磷（3911）為2.1～3.7mg；乙拌磷為4mg；硫特普為5mg；磷胺為7.5mg（以上屬高毒類）。敵敵畏為50～110mg；甲基對硫磷（甲基1065）為14～42mg；甲基内吸磷（甲基1059，4044）為80～130mg（以上屬中毒類），敵百蟲為450～500mg；樂果為230～450mg；馬拉硫磷（4049，馬拉松）為1800mg；二溴磷為430mg；殺螟松（殺螟硫磷）為250mg（以上屬低毒類）。高毒類有機磷農藥少量接觸即可中毒，低毒類大量進入體内亦可發生危害。人體對有機磷的中毒量、緻死量差異很大，由消化道進入較一般濃度的呼吸道吸入或皮膚吸收中毒症狀重、發病急；但如吸入大量或濃度過高的有機磷農藥，可在5分鐘内發病，迅速緻死。

理化特性

有機磷農藥大多呈油狀或結晶狀，工業品呈淡黃色至棕色，除敵百蟲和敵敵畏之外，大多是有蒜臭味。一般不溶于水，易溶于有機溶劑如苯、丙酮、乙醚、三氯甲烷及油類，對光、熱、氧均較穩定，遇堿易分解破壞，敵百蟲例外，敵百蟲為白色結晶，能溶于水，遇堿可轉變為毒性較大的敵敵畏。市場上銷售的有機磷農藥劑型主要有乳化劑、可濕性粉劑、顆粒劑和粉劑四大劑型。近幾年來混合劑和複配劑已逐漸增多。

毒理學

各品種的毒性可不同，多數屬劇毒和高毒類，少數為低毒類。

某些品種混合使用時有增毒作用，如馬拉硫磷與敵百蟲、敵百蟲與谷硫磷等混合劑。

某些品種可經轉化而增毒，如1605氧化後毒性增加，敵百蟲在堿性溶液中轉化為敵敵畏而毒性更大。

有機磷農藥（有機磷酸酯類農藥）在體内與膽堿酯酶形成磷酰化膽堿酯酶，膽堿酯酶活性受抑制，使酶不能起分解乙酰膽堿的作用，緻組織中乙酰膽堿過量蓄積，使膽堿能神經過度興奮，引起毒蕈堿樣、煙堿樣和中樞神經系統症狀。磷酰化膽堿酶酯酶一般約經48小時即“老化”，不易複能。

某些酯烴基及芳烴基磷酸酯類化合物尚有遲發性神經毒作用，是由于有機磷農藥抑制體内神經病靶酯酶（神經毒性酯酶），并使之“老化”，而引起遲發性神經病。此毒作用與膽堿酯酶活性無關。

緩釋微膠囊劑型的有機磷農藥，作用時間可較長。

中毒機理

有機磷農藥可經消化道、呼吸道及完整的皮膚和粘膜進入人體。職業性農藥中毒主要由皮膚污染引起。吸收的有機磷農藥在體内分布于各器官，其中以肝髒含量最大，腦内含量則取決于農藥穿透血腦屏障的能力。體内的有機磷首先經過氧化和水解兩種方式生物轉化；氧化使毒性增強，如對硫磷在肝髒滑面内質網的混合功能氧化酶作用下，氧化為毒性較大的對氧磷；水解可使毒性降低，對硫磷在氧化的同時，被磷酸酯酶水解而失去作用。其次，經氧化和水解後的代謝産物，部分再經葡萄糖醛酸與硫酸結合反應而随尿排出；部分水解産物對硝基酚或對硝基甲酚等直接經尿排出，而不需經結合反應。有機磷農藥中毒的主要機理是抑制膽堿酯酶的活性。有機磷與膽堿酯酶結合，形成磷酰化膽堿酯酶，使膽堿酯酶失去催化乙酰膽堿水解作用，積聚的乙酰膽堿對膽堿有神經有兩種作用：

1、毒蕈堿樣作用：乙酰膽堿在副交感神經節後纖維支配的效應器細胞膜上與毒蕈堿型受體結合，産生副交感神經末梢興奮的效應，表現為心髒活動抑制，支氣管胃腸壁收縮，瞳孔插約肌和睫狀肌收縮，呼吸道和消化道腺體分泌增多。

2、煙堿樣作用：乙酰膽堿在交感、副交感神經節的突觸後膜和神經肌肉接頭的終極後膜上煙堿型受體結合，引起節後神經元和骨骼肌神經終極産生先興奮、後抑制的效應。這種效應與煙堿相似，稱煙堿樣作用。乙酰膽堿對中樞神經系統的作用，主要是破壞興奮和抑制的平衡，引起中樞神經調節功能紊亂，大量積聚主要表現為中樞神經系統抑制，可引起昏迷等症狀。

有機磷與膽堿酯酶結合形成的磷酰化膽堿酯酶有兩種形式。一種結合不穩固，如對硫磷、内吸磷、甲拌磷等，部分可以水解複能；另一種形式結全穩固，如三甲苯磷、敵百蟲、敵敵畏、對溴磷、馬拉硫磷等，使被抑制的膽堿酶不能再複能，可謂膽堿酯酶老化。膽堿酯酶不能複能，可以引起遲發影響，如引起周圍神經和脊髓長束的軸索變性，發生遲發性周圍神經病。

中毒臨床表現

急性中毒

（1）毒蕈堿樣症狀：早期即可出現，主要表現食欲減退、惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、流涎、多汗、視力模糊、瞳孔縮小、呼吸道分泌增多，嚴重時出現肺水腫。

（2）煙堿樣症狀：病情加重時出現全身緊束感，言語不清，胸部、上肢、面頸部以至全身肌束震顫，胸部壓迫感，心跳頻數，血壓升高，嚴重時呼吸麻痹。

（3）中樞神經症狀：頭昏、頭痛、乏力、煩躁不安，共濟失調，重症病例出現昏迷、抽搐，往往因呼吸中樞或呼吸肌麻痹而危及生命。

（4）遲發性神經病：一般在急性中毒症狀緩解後8天～14天，出現感覺障礙，繼而發生下肢無力，直至下肢遠端弛緩性癱瘓，嚴重者可累及上肢，多為雙側。

慢性中毒

多見于農藥廠工人。突出的表現是神經衰弱症候群與膽堿酯酶活性降低。有的有機磷農藥可引起支氣管哮喘、過敏性皮炎及接觸性皮炎。

診斷及診斷标準

急性中毒根據時間大量有機磷接觸史，臨床表現，結合全血膽堿酯酶活性降低。職業性中毒參考作業環境與皮膚污染檢測，尿代謝産物測定，食品污染所緻中毒參考剩餘食品或洗胃液檢測及人群流行病學，進行綜合分析，排除其他疾病後，方可診斷。

觀察對象

有輕度毒蕈堿樣、煙堿樣症狀或中樞神經系統症狀，而全血膽堿酯酶活性不低于70%者；或無明顯中毒臨床表現，而全血膽堿酯酶活性在前705以下者。

急性輕度中毒

短時間内接觸較大量的有機磷農藥後，在24小時内出現頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、多汗、胸悶、視力模糊、無力等症狀，瞳孔可能縮小。全血膽堿酯酶活性一般在50%～70%。

急性中度中毒

除較重的上述症狀外，還有肌束震顫、瞳孔縮小，輕度呼吸困難、流涎、腹痛、腹瀉、步态蹒跚、意識清楚或模糊。全血膽堿酯酶活性一般在30%～50%。

急性重度中毒

除上述症狀外，并出現下列情況之一者，可診斷為重度中毒：（1）肺水腫；（2）昏迷；（3）呼吸麻痹；（4）腦水腫。全血膽堿酯酶活性一般在30%以下。

遲發性神經病

在急性重度中毒症狀消失後2～3周，有的病例可出現感覺、運動型周圍神經病，神經-肌電圖檢查顯示神經原性損害。

預防控制

預防農藥污染與中毒

我國農藥中毒高發的原因主要是：生産工藝落後，保管不嚴、配制不當、任意濫用、操作不善、防護不良。因此，預防的重點是：

1.改革農藥生産工藝，特别是出料、包裝實行自動化或半自動化；

2.嚴格實施農藥安全使用規程

（1）配藥、拌種要有專用工具和容器，配制濃度确當，防止污染環境；

（2）噴藥時遵守安全操作規程，噴藥工具有專人保管和維修，防止堵塞、滲漏；

（3）合理使用農藥。劇毒農藥不得用于成熟期的食用作物及果樹治蟲。食用作物或果樹使用農藥應嚴格規定使用期限。嚴禁濫用農藥；

3.農藥實行專業管理和嚴格保管，防止濫用；

4.加強個人防護與提高人群自我保健意識。

接觸人群中毒篩檢

1．對農藥中毒高危人群，如農藥廠農藥出料、包裝工，檢修工；農忙季節農藥配制、施藥人員，以血液膽堿酯酶作為篩檢指标，定期進行農藥中毒篩檢。

2．對敵敵畏、敵百蟲、馬拉硫磷等急性中毒患者，在急性中毒症狀消失後，以神經-肌電圖進行篩檢。早期發現遲發性周圍神經病。

農藥急性中毒并發症的控制

急性有機磷農藥中毒病死率高，死亡有兩個高峰；（1）搶救早期多由于膽堿酯酶嚴重抑制、發生肺水腫、腦水腫及呼吸循環衰竭；（2）搶救後期出現“反跳”，多由洗胃不徹底有機磷再吸收或阿托品停用過早引起。恢複期中猝死，原因尚未完全清楚，有的因并發症或心髒中毒性損害所緻。因此，控制的重點在排毒與解毒。

農藥殘留檢測方法

有機磷農藥逐漸邁向超高效低殘留的高效環保型的發展趨勢，在環境和農産品的殘留也很低，和多種農藥殘留共同存在，特别是在發達國家，所建立的農藥殘留量限量标準往往過于苛刻。這就要求在檢測時，試圖消除被測樣品中其他物質的幹擾，這就需要運用高靈敏度的檢測器來實現。随着檢測技術的發展，使當前對有機磷農藥殘留檢測方法日益多樣化。根據檢測原理的不同，可大緻分為兩類：一是傳統的儀器檢測，即色譜技法：氣相色譜（GC）、高效液相色譜（HPLC）和在此基礎上發展的色譜一質譜聯用技術等；二是基于生物檢測技術的原理：生物傳感器、酶抑制檢測、免疫分析法等。

氣相色譜

氣相色譜具有分析效率高、準确度高、靈敏度高等優點，因而廣泛應用于農藥殘留分析方法。氣相色譜分析針對易于氣化，熱穩定的固态或液态物質，并且在有機磷農藥多殘留檢測方面有一定的優越性。

高效液相色譜

氣相色譜不适合難于氣化、熱穩定性差、極性強的農藥殘留的分析，高效液相色譜就成為農藥殘留不可或缺的分析手段。

氣相色譜—質譜聯用

氣相色譜—質譜聯用技術（GC-MS），抗幹擾能力強，可以一次性完成待測物的定性、定量工作，已成為有機磷農藥殘留分析的最佳手段之一，已是國内外研究者最為常用的手段。

液相色譜—質譜聯用

液相色譜與質譜儀的在線聯用，抗幹擾能力強，可以消除基質中未知成分的幹擾，給出分析物的結構信息，不僅提高了分析的靈敏度和準确度，而且擴展了液相色譜的應用範圍。

生物傳感器

生物傳感器由于具有簡單、快速、成本低、靈敏度高以及選擇性好等特點，因而許多研究者基于生物傳感器來檢測有機磷農藥殘留。在有機磷農藥殘留的實際檢測中，國内外研究者對酶生物傳感器的關注度較高。其中以膽堿酯酶、有機磷水解酶作為生物活性識别元件的傳感器已發展成為酶生物傳感器的兩種主導類型。

免疫分析技術

1971年，Ercegovich等第一次嘗試将免疫分析用于農藥殘留檢測，展望了免疫分析在農藥常規檢測中的潛在優勢。之後，Hammock和Mumma提出利用免疫分析檢測農藥的可能性并得到環境學家的認可。Grennan利用重組的抗體碎片來檢測農藥莠去津，該傳感器将到電聚合物固定在碳糊電極表面，促進了HRP标記的抗原與電極表面的電子轉移，該傳感器檢出限為0.1ng/mL。

金納米粒子

作為納米材料，具有表面效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等特性，因此在檢洲中表現出些特有的優勢。Lin實驗組通過水熱法制得ZrO2-SiO2納米複合物，然後再在其表面引入金納米粒子，制備了Au-ZrO2-SiO2修飾電極，并将其用于乙基-對氧磷的檢測，金納米粒子的引入不僅提高了傳感器的電子轉移速率而且較大的比表面積進一步增加了農藥吸附量，該方法線性範圍為1.0~500ng/mL，最低檢測限0.5ng/mL。