第一讲 农药对高等动物的毒性评价在线视频

各位同学大家好

我是中国农业大学

植物保护学院

昆虫学系的史雪岩老师

今天我们一起来学习

农药对高等动物的毒性评价

农药在保障农作物的高产丰收中

发挥了重要的作用

但是农药对环境的影响

以及农药对人类

及其他高等动物的毒性问题引起了关注

为了掌握农药对人类等高等动物的毒性

在农药开发中必须要进行

农药对高等动物的毒性评价

只有对高等动物毒性低的农药

才能够被登记用于病虫草害的防治

进行农药对高等动物的毒性评价

主要是使用大白鼠

或小白鼠作为实验动物

通过测定农药对大鼠

小鼠影响的多种指标

来评价农药对高等动物的毒性

常用的评价农药对高等动物毒性的指标有

急性毒性

亚急性毒性

慢性毒性

致癌

致畸

致突变等

下面我们学习

农药对高等动物毒性指标的评价过程

首先

我们学习农药对高等动物急性毒性的评价

农药对高等动物的急性毒性是指

农药在24小时内

一次大剂量地或多次小剂量地

与机体接触后

对生物所引起的损害作用

急性毒性的症状是非常明显的

主要表现为

恶心 呕吐 晕倒 窒息 甚至死亡

学习了农药急性毒性的定义后

那么评价农药急性毒性高低的指标是什么呢

农药急性毒性的评价指标是指能够造成

受试大鼠死亡率为50%

所需要的农药剂量或者浓度

也就是使用致死中量

LD₅₀或致死中浓度LC₅₀值

来评价急性毒性的高低

这个LD₅₀或LC₅₀值越低

表示农药对高等动物的急性毒性越大

因此

要评价农药对高等动物的急性毒性

就是要测出农药对大白鼠的致死中量

或致死中浓度

对于受试动物大白鼠

通常通过经口给药

或者经皮给药

或者经呼吸给药后

24小时后

测出可以造成

受试大白鼠死亡率为50%的致死中量

或致死终浓度

就是经口致死中量

或经皮致死中量

或经呼吸致死中量

得到了这些致死中量值

就可以根据农药对

高等动物的急性毒性等级标准

将农药对高等动物的毒性划分为

剧毒 高毒 中毒 低毒 微毒五个等级

其中

农药对大鼠的经口LD₅₀值

小于或等于5毫克/千克体重

这个农药就是剧毒农药

经口LD₅₀值

在5到50之间是高毒农药

在50到500之间是中毒

在500到5000之间是低毒农药

大于5000的就是微毒农药

因此

对于所用到的农药

大家可以通过测定或查阅农药手册

获得农药对大鼠的经口LD₅₀值

就可以按照上述的毒性分级标准

掌握农药是剧毒

高毒

中毒

低毒

微毒中的哪一毒性等级了

同样也可以掌握农药的经皮毒性

经呼吸毒性的等级

目前对于剧毒、高毒农药

我国基本上已经把它们都禁用了

但是还有个别的高毒品种仍在使用

大家在使用剧毒

高毒这类农药的时候一定要小心

要采取一些必要的防护措施

否则会造成恶心 呕吐 死亡

急性中毒事件的发生

目前

中毒 低毒 微毒农药

在我们农药市场上占大多数

使用低毒 微毒农药

不仅可以达到有效防治病 虫 草害

保障农作物高产丰收的目的

还可以保障人等高等动物的安全

因此

低毒 微毒农药

是未来农药的发展趋势

下面我们看一些

常用杀虫剂对高等动物的急性毒性

甲拌磷

它的经口LD₅₀值是2毫克/千克体重

这个值小于5

因此这个农药是剧毒农药

这个农药现在还在用

但是由于毒性太高了

目前只能用在地下害虫的防治上面

在其他地方如喷雾

在蔬菜等经济作物上等绝对不能使用

而且这个药使用后的安全间隔期很长

通常在使用后2个月以后

才能够收获

克百威这个农药很特殊

它的经口LD₅₀值是8毫克/千克

属于高毒农药

但是它的经皮LD₅₀值是10200毫克/千克

表明它的经皮毒性是微毒

通过皮肤接触克百威的毒性是很小的

但是其经口摄入的毒性非常高

因此

目前克百威主要用做种衣剂

防治一些地下害虫

甲基对硫磷是高毒农药

已经被禁用了

灭多威也是高毒农药

目前已经很少使用了

还有硫丹对高等动物虽然是中等毒性

但是由于它是有机氯杀虫剂

有致畸、致癌、致突变的三致风险

所以现在已经很少使用了

氟虫腈是中毒

但是它对水生生态系统的天敌

寄生蜂等有很高的毒性

对生态系统也有影响

所以

目前仅允许其用做旱地作物

如玉米的种衣剂

不允许用在其它地方

尤其是水稻田不能用

溴氰菊酯是中毒农药

现在还在使用

杀虫剂马拉硫磷是低毒农药

也在使用

值得一提的是

灭幼脲的LD₅₀值大于2万毫克/千克体重

是微毒农药

这是由于灭幼脲是昆虫生长调节剂

它只影响昆虫的几丁质合成

不会影响高等动物

因而其对高等动物是非常安全的

前面我们学习了农药的急性毒性评价

下面学习

农药对高等动物的亚急性毒性评价

先看定义

亚急性毒性

是研究农药反复多次作用于机体

所引起的损害

当然这里使用的农药剂量

肯定是要低于急性毒性评价所用的剂量

否则的话就会出现

恶性 呕吐 死亡的急性毒性症状了

亚急性毒性

是研究低剂量的农药

反复多次作用于机体所引起的损害作用

给药的期限是两周到四周

每周给药七次

也就说让大白鼠天天接触农药

共暴露两个星期到四个星期

然后考察农药对生物体造成的影响

对于亚急性毒性

检测的指标主要是对用农药处理的大白鼠

检测它的中毒症状

以及体重是否减少

食物摄入量是否减少

血常规等临床生化指标

还有病理学的组织切片检查等

检测的目的

就是考察农药连续暴露2周或4周

会不会对供试的高等动物的

形态 行为 生理生化等产生影响

此外还要考察

农药是否会引起动物的

内脏肾 肝 肺 及脑

产生一些病变

是否有组织积累现象等等

如果对供试大白鼠有影响

那么

这个农药就对高等动物具有亚急性毒性风险

这样的农药也是不能登记使用的

因此

对于急性毒性特别强的农药

一定要禁用

对于具有亚急性毒性风险的农药

也是不能通过安全性评价的

也是要禁用的

为了评价

低剂量农药长期作用于机体所引起的损害

还要评价农药对高等动物的慢性毒性

一般对供试的大白鼠给药1-2年

有时甚至要对受试动物一生给药

研究目的

就是要考察在一 两年 甚至一生中

长期暴露于低剂量农药后

会对供试动物产生什么影响

在试验过程中

同样要对供试动物做一些病理学检测

生理生化检测

和后代的遗传变化检测等

以考察是否会造成慢性毒性

因此

进行农药对高等动物的慢性毒性评价

是要达到两个目的

一个是

通过比较长期摄入低剂量农药的处理组

与未暴露农药的对照组的

致畸 致癌 致突变的差异性

以评价农药有没有三致作用

此外

通过慢性毒性评价实验

还要确定一个农药对机体的

最大无作用剂量

也就是要找到一个剂量

受试的大白鼠

在一 两年

甚至一生中暴露于此剂量

或低于此剂量的农药

对受试大白鼠的

病理学 生理生化指标等

都不会产生任何影响

这个剂量就叫最大无作用剂量

也就是说

最大无作用剂量

就是长期暴露

也不会对大白鼠产生慢性风险的

最大农药剂量

但是

如果暴露的农药剂量超过了最大无作用剂量

就会对受试大鼠造成一定的影响

就有慢性毒性风险了

因此

评价农药对高等动物慢性毒性的一个指标

就是最大无作用剂量

它的英文缩写是NOEL

因此

NOEL是指

处理组和对照组间

没有可以检测差异的最大农药剂量水平

也叫最大无作用剂量

一个农药的NOEL值越大

农药的慢性毒性风险越小

因此

当农药的剂量等于

或低于最大无作用剂量时

农药就不会对大白鼠产生慢性毒性

但是如果受试动物暴露的农药剂量

超过了最大无作用剂量NOEL值

就会对受试动物的

病理 生理生化 遗传等方面产生影响

就有慢性毒性风险了

在评价农药对大鼠的慢性毒性时

得到了NOEL值

这是对受试动物大鼠的

最大无作用剂量

为了掌握低剂量农药暴露

对人的慢性毒性风险

考虑到受试动物大鼠与人的差异

以及不同人的个体之间的差异

通常将对受试大鼠的

最大无作用剂量NOEL值

再除以安全系数100

也就是将NOEL值降低100倍

就作为农药对人的每日允许摄入量ADI

这个ADI就是Acceptable Daily Intake的缩写

对一些特殊毒性风险的农药

如可能具有生殖风险的农药

为了保证农药对人的安全性

一般会把农药的NOEL值降低1000到5000倍

而获得其对人的ADI值

因此

农药的每日允许摄入量ADI

是根据农药对动物的

最大无作用剂量计算出来的

ADI值的单位是毫克/千克体重

获得农药的每日允许摄入量ADI值后

就意味着对我们普通人来说

每日摄入的农药量不超过ADI

那么农药就不会对人产生慢性毒性风险

但是如果摄入量超过了ADI

农药可能就会对人产生一些慢性毒性风险了

由于对我们普通人来说

暴露农药的途径

主要是通过取食农产品而摄入农药残留的

因此

知道了农药的每日允许摄入量ADI后

就可以根据人的平均体重

每日取食的

蔬菜 水果 谷物 油脂等

计算出来各种食物中的

农药最大允许残留量

其中农产品中农药最大允许残留量

就是最大残留限量MRL值

最大残留限量MRL值是根据ADI值

按照如下公式计算出来的

MRL等于ADI乘以人的平均体重

再除以人取食的食物重量

它的单位是毫克/千克农产品

因此

蔬菜

谷物

水果

等农产品中的农药最大残留限量MRL值

是根据ADI计算出来的

只要在这些农产品中的农药残留

都不超过农药残留限量MRL

我们人正常取食这些食物

摄入的农药量

就不会超过每日允许摄入量ADI

那么农产品中的农药残留

就不会对人造成慢性毒性风险了

需要说明的是

通常

根据ADI计算出来的最大残留限量MRL值

仅作为最初的参考值

每个国家的农药残留管理部门

还要以此为基础

再根据良好农业措施下的农药残留

以及考虑到经济、贸易等因素

最后制定出农产品中

法定的农药最大残留限量值MRL

因此

每个国家规定的

最大残留限量MRL值是法定的

对最大残留限量MRL值

大家需要关注两点

一个就是

最大残留限量MRL值是法律规定的

也就是说

如果农产品中的农药残留量超过了MRL值

这个产品就违法了

就不合格了

另一方面

由于MRL值是根据ADI推算并制定出来的

如果农产品的残留量超过了MRL值

就会导致

人们取食农产品后的农药摄入量

超过每日允许摄入量ADI

那也就意味着农产品中的农药残留

可能会对人产生慢性毒性风险了

就会对人类健康造成慢性毒性

因此

农作物中的最大残留限量值是法定的

每一个农产品中的农药残留

一定不能超过MRL值

对于具有相同的MRL标准的农药

在我国合格的农产品

到欧盟那边也是合格的

然而

对于MRL值标准不一致的农药

在农产品的进出口贸易中

可能就会由于MRL值不合格

而造成一些农产品的退关问题

因此

在进行农产品的国际贸易时

一定要让农产品中农药残留量

符合进口国的MRL值标准

才不会出现问题

目前对农产品中的农药残留

已制定了数量众多

要求日益严格的MRL标准

农产品中的农药残留量

必须低于或等于MRL值

才是安全合格的农产品

在农产品中

农药最大残留限量MRL值这个基础上

又提出了一个概念叫安全间隔期

安全间隔期的定义

是指最后一次施药

到作物安全收割所间隔的最少天数

也叫安全等待期

其英文缩写是PHI

现在的问题是

作物在什么时候是安全的

从前面学习的知识可以知道

农药残留量等于或低于MRL值的农产品

才是安全合格的农产品

因此

安全间隔期的更准确的定义是

从最后一次施药

到作物中的农药残留降解到MRL值

所需要的时间

就是安全间隔期

今天我们学习了

农药对高等动物毒性的评价指标

其中主要介绍了

急性毒性 亚急性毒性

还有慢性毒性的评价

其中在慢性毒性的评价中

可获得最大无作用剂量NOEL值

还可以用NOEL值为基础

计算出人的每日允许摄入量ADI值

再推算出农产品中

农药的最大残留限量ＭＲＬ值

最后根据MRL值还可以制定出

农药使用的安全间隔期PHI

所有这些都是为了保证

农作物中的农药残留

不要对我们人类产生急性风险

也不要产生亚急性风险

慢性毒性风险

保证人类的健康

所必须考察的农药毒性指标

今天的内容咱们就学习到这里