農藥環境毒理學基礎（簡體書）

我們生活的地球上有茂密的森林，秀麗的山川河流，廣袤無邊的大草原，肥沃的土壤，上有藍天，下有海洋，還有我們筑起的家園。得益於地球上的自然環境，人類在距今500萬年的第三紀上新世從猿類分化出來，從爬行到直立，從刀耕火種的原始農業生產到現代化農業。18世紀，人類步入工業文明，經歷了蒸汽機時代、電氣化時代和計算機時代，實現了產業的信息化與網絡化。人類的文明，促進了人類自身的發展、知識的爆炸和財富的積累。
然而，隨著人類文明的推進，環境問題凸現出來。由於人類瘋狂地向大自然掠取，大量森林被砍伐，草原被墾植，大量動物被捕殺。結果是土表植被被破壞、生物物種急劇減少、生物多樣性正面臨前所未有的大劫難，土地沙化、塵土飛揚、洪水泛濫、山體滑坡、氣候異常、冰川融化、地震、海嘯、火山噴發、龍卷風、氣旋等自然災害接踵而來，吞食了無數的生命。人類生存的環境受到極大的威脅。
化學農藥是20世紀30～40年代現代農業發展的產物，1939年瑞士科學家Paul Müller發現了滴滴涕（DDT）的殺蟲作用，並因此獲得了1948年的諾貝爾生理學或醫學獎，這是現代化學合成農藥的裡程碑。隨後化學合成了有機磷酸酯類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類等農藥。至今世界有機合成化學農藥的歷史已有八十多年，化學農藥在保護作物和控制人畜疾病方面發揮著越來越重要的作用，成為人類賴以生存的重要化學品。
1962年，美國的Rachel Carson女士編寫了《寂靜的春天》(Silent Spring)一書，論述了化學合成殺蟲劑對大自然的危害，喚起了人們對農藥殘留的重視，導致20世紀70年代開始世界各國相繼停用高殘留的滴滴涕（DDT）、六六六等有機氯農藥。1996年3月，美國的兩位科學家Theo Colborn、John Peterson Myers和科學記者Dianne Dumanoski聯合創作了《痛失未來》一書（Our Stolen Future： Are We Threatening Our Fertility， Intelligence， and Survival?），向人們介紹了激素殺手(hormone disrupters)的危害。它們隱藏在廣泛使用的有毒化學藥品，主要是殺蟲劑裡，這些殺蟲劑不但殘留在食物裡，而且滲入地下水，還常常混進飲用水裡。它們通過食物鏈進入人體，幹擾激素平衡，造成人類生育繁衍的危機。
《痛失未來》的作者就人類的生存問題向我們又一次敲響了警鐘。時任美國副總統的戈爾在為《寂靜的春天》30周年紀念版寫過前言後又為《痛失未來》作序。這足顯整個社會對農藥的重視，農藥對人類活動的重要影響。這本書的出版使社會對農藥——這類釋放到環境中的化學品提出了更高的要求，涉及農藥的一些國際公約相繼簽署生效。
2001年5月22日，127個國家和地區的代表在瑞典首都斯德哥爾摩簽署了《關於持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》。持久性有機污染物的英文為persistent organic pollutants，所以該公約也被稱為POPs公約，2004年11月11日，該公約正式對中國生效。
編寫本書的目的是使人們認識到化學農藥對生態環境的影響，對生物有機體的傷害，特別是對人體的傷害。為了減少化學農藥對環境的影響和對人畜的毒性，有必要深入了解施用化學農藥後，它們在環境中的歸宿，它們是如何進入生物體內，在機體內是如何代謝轉化的，致毒的機理又是什麼等。只有了解這些問題，才有可能有效防範和減輕農藥對環境的影響和人畜的傷害。
由於化學農藥的廣泛應用，農藥殘留問題不可避免，環境毒理學和農藥環境毒理學是突破包圍的一種工具。利用這個工具可以降低因環境污染和生態破壞等一系列問題帶來的痛苦和災難，減輕和消除因環境毒物或化學農藥對人們心靈帶來的恐懼與不安。同時毒理學作為一種武器，將在環境治理中發揮越來越重要的作用。
本書是作者長期從事農藥學和農藥環境毒理學教學和農田生態安全性研究工作的總結，是在原《環境毒理學》講義基礎上重新編排整理而成的，在此要特別感謝我的二位已畢業的研究生的支持與幫助，當聽聞要編書的信息後，他們第一時間主動提出參與此書的編寫工作。其中第十一章是由李麗春博士（中國水產科學研究院珠江水產研究所）撰寫，書中涉及生態安全風險評估內容由李麗春博士補充，第五章由張瑞明工程師（廣東中科英海科技有限公司）撰寫，他們正在從事農藥環境安全性評價研究工作，在工作中積累了豐富經驗。他們借助本書將自己的研究工作體會和經驗貢獻給熱愛環保事業的讀者。
在本書出版之際，須特別感謝化學工業出版社對本書書稿的認真審核，本書責任編輯提出了許多寶貴意見，李麗春和張瑞明對全書進行了文字處理和編排工作。
科學技術進步，促進人類文明的發展，經濟騰飛，人們享受著財富帶來的幸福感。但在科技和經濟飛速發展的今天，人類有責任保護我們的生存空間，留住我們的青山綠水，造福我們的子孫後代。消除污染，保護環境，刻不容緩！

萬樹青
2020年12月

第一章緒論001
第一節農藥環境毒理學的幾個基本概念001
一、自然環境與生物圈概念001
二、環境問題002
三、毒物相關概念與毒理學相關學科004
第二節環境問題的由來009
一、環境分類009
二、環境問題的產生及發展中的環境問題011
第三節毒理學的發展及研究方法概述013
一、毒理學的發展013
二、毒理學的研究方法016
第四節農藥環境毒理學的發展歷史、研究物件、研究內容和任務018
一、農藥環境毒理學的發展歷史018
二、農藥環境毒理學的研究物件、研究內容與任務019
參考文獻020

第二章化學農藥的主要類型及作用機理021
第一節殺蟲劑的主要類型與作用機理021
一、殺蟲劑的主要類型021
二、殺蟲劑的作用機理030
第二節殺菌劑的主要類型與作用機理043
一、殺菌劑的主要類型044
二、殺菌劑的作用機理049
第三節除草劑的主要類型及作用機理056
一、除草劑的主要類型057
二、除草劑的作用機理062
第四節殺鼠劑的主要類型及作用機理080
一、殺鼠劑的主要類型080
二、殺鼠劑的作用機理與環境毒性080
第五節殺線蟲劑的主要類型與作用機理083
一、殺線蟲劑的主要類型083
二、殺線蟲劑的作用機理084
三、特異性殺線蟲劑087
第六節植物生長調節劑的主要類型與作用機理089
一、植物生長調節劑的主要類型089
二、植物生長調節劑的作用機理090
參考文獻095

第三章農藥環境毒性096
第一節農藥進入人體內的途徑096
一、進入途徑096
二、農藥在人體內的轉運與代謝097
第二節農藥在人體內轉運方式的類型100
第三節農藥的代謝轉化103
一、轉化類型103
二、生物轉化過程中酶的抑制和誘導110
第四節農藥對人畜毒性的分類111
一、按作用於機體後表現分類111
二、按毒效持續時間分類112
三、按中毒表現分類113
第五節農藥對其他生物的毒害作用116
一、農藥對有益生物的毒性117
二、農藥對土壤微生物的影響123
參考文獻128

第四章農藥毒性毒理試驗研究方法129
第一節急性毒性試驗129
一、急性毒性試驗分類129
二、介紹幾種急性毒性試驗的方法130
第二節亞急性毒性試驗135
第三節慢性毒性試驗136
一、哺乳動物骨髓細胞染色體畸變試驗136
二、鼠傷寒沙門菌回復突變試驗138
三、微核試驗145
四、致癌試驗147
五、致畸試驗147
六、農藥對細胞毒性測定148
第四節農藥對其他生物的毒性試驗149
一、鳥類急性毒性試驗149
二、蜜蜂急性毒性試驗152
三、意大利蜜蜂幼蟲毒性試驗準則155
四、家蠶急性毒性試驗160
五、家蠶慢性毒性試驗163
六、魚類急性毒性試驗165
七、溞類急性活動抑制試驗168
八、藻類生長抑制試驗172
九、蚯蚓急性毒性試驗177
十、蚯蚓繁殖試驗179
十一、土壤微生物毒性試驗184
十二、天敵赤眼蜂急性毒性試驗189
十三、天敵（瓢蟲）急性接觸毒性試驗191
十四、浮萍生長抑制試驗194
十五、穗狀狐尾藻毒性試驗203
十六、大型甲殼類生物毒性試驗209
十七、天敵兩棲類急性毒性試驗213
第五節農藥毒理學研究方法216
一、幾種農藥靶標酶的測定216
二、毒性代謝物測定231
三、超顯微結構觀察232
參考文獻233

第五章農藥在環境中的降解234
第一節農藥在環境中水解234
一、農藥水解的動力學234
二、農藥水解的機理235
三、農藥水解的影響因素236
第二節農藥在環境中光解238
一、農藥光解的動力學規律238
二、農藥光解的機理238
三、農藥光解的影響因素241
第三節農藥在環境中生物降解243
一、降解農藥的微生物種類243
二、微生物降解農藥的途徑與機理246
三、影響微生物降解農藥的因素247
參考文獻249

第六章農藥環境毒理分述253
第一節主要殺蟲劑的環境毒性與危害253
一、有機氯殺蟲劑的環境毒性與危害253
二、有機磷殺蟲劑環境毒性與危害265
三、氨基甲酸酯類殺蟲劑環境毒性與危害272
四、擬除蟲菊酯類殺蟲劑環境毒性與危害278
第二節主要殺菌劑的環境毒性與危害284
一、殺菌劑環境毒性概況284
二、殺菌劑對魚的急性毒性285
三、殺菌劑的慢性毒性問題287
四、殺菌劑對土壤有益微生物的影響290
第三節主要除草劑的環境毒性與危害292
一、除草劑的環境毒性292
二、除草劑對人、畜的毒性294
第四節土壤熏蒸劑的環境毒性與危害299
參考文獻303

第七章農藥環境污染及其控制304
第一節農藥對土壤的污染及其控制305
一、農藥對土壤污染的概況及其危害305
二、農藥污染土壤的途徑和在土壤環境中的行為305
三、農藥土壤污染的防控306
第二節農藥對地下水的污染及其控制308
一、地下水的污染狀況308
二、對地下水污染的主要影響因素309
三、地下水農藥污染影響評價程序與方法313
四、地下水農藥污染控制措施314
第三節農藥對大氣的污染及其防控316
一、大氣農藥污染來源316
二、農藥污染對大氣的影響317
三、大氣農藥污染的防控317
參考文獻317

第八章農藥殘留與殘留控制318
第一節農藥在生態環境中的殘留動態318
一、農藥在自然環境、動植物體中的殘留動態318
二、農藥殘留對動植物等生命有機體的影響320
第二節農藥殘留檢測原理與基本方法321
一、農藥殘留儀器分析技術321
二、農藥殘留生物速測技術325
三、免疫測定方法328
四、農藥多殘留分析方法334
第三節農藥殘留消解原理、方法和動態336
一、農藥殘留的消解原理和方法336
二、農藥殘留消解動態337
第四節農藥殘留毒性的控制措施341
參考文獻342

第九章農藥藥害與降害措施343
第一節藥害發生原因與藥害分類343
一、藥害發生的原因343
二、植物藥害的癥狀與類型347
第二節長殘效除草劑土壤殘留藥害及其降害措施347
一、長殘效除草劑的使用現狀及問題347
二、長殘效除草劑在土壤中的降解特點349
三、長殘效除草劑對後茬作物的安全間隔期350
第三節長殘效除草劑對後茬作物藥害治理措施353
第四節常見藥害降害補救辦法356
一、農藥使用不當引起的藥害減害辦法356
二、除草劑藥害解毒劑的應用356
參考文獻358

第十章農藥生態毒理與環境安全評價359
第一節農藥的生態毒性360
一、農藥在環境中的遷移和分布360
二、農藥在生態系統與環境中的代謝366
第二節農藥對有害生物群落及有益生物的影響367
一、農藥對有害生物群落的影響367
二、農藥對有益生物的影響368
第三節農藥環境安全性評價程序377
一、基礎資料377
二、農藥安全性毒理學評價378
第四節農藥生態風險評價概況385
一、農藥生態風險評價的基本概念385
二、農藥生態風險評價的過程和模型385
三、農藥生態安全評價的主要內容386
四、農藥生態安全評價的基本方法387
五、我國農藥生態安全性評價研究現狀388
參考文獻388

第十一章代謝組學在農藥環境毒理學研究中的應用概況390
一、代謝組學研究方法390
二、代謝組學在環境毒理學研究中的優勢392
三、代謝組學在農藥環境毒理學中的應用393
四、代謝組學在農藥安全性風險評估中的應用實例397
參考文獻401