蔬菜中农药的污染现状与控制对策研究
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蔬菜中农药的污染现状与控制对策研究

2022-03-29 10:25:57 投稿作者:网友投稿 点击:

摘要 简述了化学农学的生产、使用情况及农药污染的危害,总结了近年关于化学农药生产及在蔬菜中农药使用、农药残留检测及农药污染控制方面的研究成果。

关键词 化学农药;蔬菜;农药使用;农药残留;检测;污染控制

中图分类号 S481+.8文献标识码A文章编号1007-5739(2008)01-0059-04

农产品质量安全问题,尤其是蔬菜农药残留的超标问题,是目前广大城乡居民普遍关注的热点问题。当前,在世界蔬菜贸易中,对残留农药设限是设置贸易技术壁垒的主要手段。因此,各蔬菜进口国制定了详细的蔬菜农药残留限量标准。而我国是一个蔬菜生产大国,蔬菜品种繁多,总产量高;同时,蔬菜也是我国在农产品国际贸易中具有较强竞争优势的产品。据农业部报道,2004年1~10月,我国出口蔬菜470.5万吨,出口额29.5万美元。但是,我国出口蔬菜农药残留超标事件逐年增加,仅日本,1999年有11件,2000年增加到87件,2001年11月底为止达到了96件,2002年6月日本声称对从我国进口的冷冻菠菜有机磷超标进行调查。为了切实解决蔬菜安全问题,让人们吃上放心菜,减少我国蔬菜出口创汇的经济损失,提高我国出口蔬菜的国际竞争力,笔者总结了近年关于蔬菜中农药使用、残留检测及残留控制方面的研究成果,试图为我国蔬菜生产中的农药残留质量安全控制提供一定的科学依据。

1化学农药的生产、使用情况

1.1世界农药的生产情况

化学品作为农药使用始于3 000年前,第二次世界大战以前,农业生产中使用的农药主要是含硫、铅、铜等的无机物,以及除虫菊酯、尼古丁等来自植物的有机物。第二次世界大战期间,化学农药取得了突破性的进展,开创了有机合成农药的新纪元。到目前为止,世界上化学农药年产量近200~250万吨,全球农药销售额从20世纪90年代至今基本保持在250~310亿美元,约有1 000多种人工合成化合物被用作杀虫剂、杀菌剂、杀藻剂、除草剂、落叶剂等类农药,常用品种有3 000多个。据统计,全世界农药市场的组成(以销售额计)为:杀虫剂占28%、杀菌剂占19%、除草剂占48%,其他占4%。

1.2我国农药的生产、使用情况

中国是世界上最早使用农药防治农作物有害生物的国家,也是农药生产量、出口量较大的国家之一。近年我国农药的生产量(100%计)达76.6万吨,制剂80~100万吨,生产品种共250多个,居世界第2位,仅次于美国,包括杀虫剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂等,销售额占世界农药市场总销售额的8%~9%。到2000年底,我国现有农药合成厂家500个,加工厂家1 600多家。年产量在万吨以上的7个,杀虫剂品种中有6个是有机磷类:甲胺磷、甲基对硫磷、敌敌畏、敌百虫、乐果、氧化乐果。目前我国农药的生产使用仍以杀虫剂为主,产量超过27万吨,占农药总产量的70%以上。在杀虫剂类农药中,有机磷农药占70%。在有机磷农药中,发达国家禁用的高毒的甲胺磷、久效磷、对硫磷、甲基对硫磷、氧化乐果、敌敌畏等在我国占70%,高毒、剧毒农药的比例占总量的35%。

我国幅员辽阔,地理环境和气候条件复杂多变,农作物种类繁多,从而使得病虫草害的种类和影响都十分严重。其中比较明确的虫害有700多种、病害500多种、草害500多种、鼠害20多种,每年发生病虫草害的受灾面积约2亿公顷,平均每年发生病虫害近1.80~1.87亿公顷次,使用农药的防治面积近1.53亿公顷次左右。目前化学农药年需要量达100万吨制剂,年喷洒药液1亿万吨。我国农药的施用量因地理位置不同,存在较大的差异,东部沿海省份的用药量普遍高于全国平均水平,江苏、浙江、山东、广东、广西、湖北、湖南、河南等省区的农药施用量均在万吨以上,约占全国的60%左右;有机磷农药用量占全国的65%,尤以广东、江苏、山东为最多,云南玉溪施用量达到1 000~1 200t;在用药水平上,上海、浙江等地达到10.8kg/hm2,其他如福建、广西、湖南、江苏、山东等地也较高,从4.03~7.85kg/hm2不等,全国平均用药水平为2.34kg/hm2,都处在一个较高的数量水平。

我国是世界上的蔬菜大国,不仅蔬菜种植面积大,而且种植的蔬菜品种极其丰富,达2 000余个品种,因此病虫害发生的种类多,危害亦严重。据统计,蔬菜病害达500种以上,虫害达200种以上,每年需要消耗大量农药用于防治。以杀虫剂的消费为例,北方年生产蔬菜3~4茬,杀虫剂使用900g/hm2·次,全年打药8~12次,用药7.5~10.5kg/hm2·a;南方生产蔬菜4~5茬,全年打药16~25次,使用杀虫剂15.0~22.5kg/hm2·年,全国蔬菜地年需杀虫剂8.25万吨以上。

2对农药使用的正确认识

2.1农药使用对人类的贡献

化学农药是人类同生物灾害斗争中发展起来的实用科学,由于农药科学的滞后,世界上曾出现过几次重大生物灾害。1841年,爱尔兰马铃薯晚疫病大流行,造成震惊世界的爱尔兰大饥荒。18世纪70~80年代,法国葡萄霜霉病蔓延,致使葡萄酿酒业的倒闭。我国解放前由于螟虫、蝗虫危害造成全国性饥荒也在10次以上。

据日本1993年统计的不使用农药时的作物减产率可知,当不使用农药时,豆类和谷物减产约30%,蔬菜减产60%,而水果类则可能颗粒无收,由此可见农药的重要性。

目前世界谷物生产每年因病害损失10%,虫害损失10%,草害损失11%。我国近几年由于采用以化学防治为主的综合防治,每年挽回粮食损失3 150万吨,棉花115万吨,油料150万吨,蔬菜4 800万吨,水果320万吨,总价值在500亿元左右,但每年仍然因生物灾害损失粮食1 600万吨,棉花30万吨,油料140万吨。专家计算,2005年我国农药需求量为27万吨,如果停止使用农药,估计作物产量将减少30%。

在发达国家农药的投入产出比为1∶6~8,美国为1∶4,我国为1∶2.5~4.0。1994年江苏省棉铃虫大暴发,全省54.7万公顷棉田药剂防治40万公顷,挽回经济损失66%,投入产出比达1∶13。国内外长期的实践证明,农业生产离不开化学农药,农药仍为人类生活中必不可少的重要的生产资料。

2.2农药污染的危害

农药作为重要的农业生产资料投放市场,在为人类创造巨大财富的同时,对环境安全和人身健康也带来了一定威胁。农药污染对社会的影响主要来自以下3个方面。

2.2.1农药对人体健康的主要危害。

(1)大量食用,可导致急性中毒,危及生命。2000年全国“无公害蔬菜生产研讨会”纪要报道,每年全国因蔬菜中毒者数千人,死亡数十人。

(2)长期少量食入,可造成农药的体内积累,形成慢性中毒。尽管慢性中毒没有明显的特异性症状,但经过长期作用,会形成对人体异常严重的损害。

(3)三致作用。长期微量食入,虽然不能导致直接的伤害,但残留在体内的农药可以诱发基因产生突变,致使癌变、畸形的比例和可能性异常提高,这也是目前我国农药污染对人体健康所产生的最大和最广泛的影响。

(4)农药还对人体内的酶和生殖系统,尤其是男性生殖系统构成严重的影响。

2.2.2农药对环境的影响。

(1)我国的农药利用水平低,加之落后的农田管理方式,致使农药在自然界存在大范围的流失现象,是当前我国突出的水域面污染的主要贡献者之一。

(2)农药的长期超量使用,已经严重地危及到了我国地下水的整体质量,这一点在农村尤为突出。

(3)农药的吸收利用率低,大量的农药都以各种形态存在于土壤中,这对土壤的质量,继而对农作物的质量都会产生深远的影响,现在陆续释放到自然界中的农药总量已达4万吨,有些地区,即使是几年、十几年不再用农药,在其上面种植的农作物依然会受到农药的污染。同时,农药对当地的生态,尤其是动物生态平衡造成的影响是灾难性的。自使用化学农药以来,抗性害虫已从10种增加到400多种。

2.2.3农药污染对国家战略安全的影响。

(1)在世界蔬菜贸易中,对残留农药设限是设置贸易技术壁垒的主要手段。当前,我国由于产品的化学污染所导致的国际贸易受阻现象迅速增多,大规模退货、索赔现象屡屡发生,某些产品甚至已经基本退出了发达国家的市场,其经济损失和由于声誉所导致的长远影响是极其巨大的。

(2)如果一个国家的生活必备食品从整个体系上都缺乏安全性,那么这对一个国家的政府构成的政治和经济压力和抗冲击能力都是十分巨大的,时间越久,情况就会变得越加被动,改变起来所需的投入就会越大。

(3)入关以后,随着国外健康食品理念的逐步渗透,如果我国农产品污染的现状不立即加以改善,就会导致对国外农产品的依赖,这对国家安全构成了巨大的潜在威胁。

3蔬菜农药污染的研究现状

3.1严重的蔬菜农药残留状况

我国自20世纪80年代开始关注食品安全问题以来,各级植保、环保和科研院所广泛开展了农药残留检测工作,对全国的蔬菜农药残留状况做了一些调查。由于缺乏统一的全国农药污染统计资料,只能以一些典型事例和部分统计资料加以说明。

据20世纪80年代以来不完全统计:武汉市检测市场蔬菜中有机氯检出率100%,最高的超标10倍;杭州市抽样检测秋菜,乐果超标率50%,最高残留量8.4mg/kg,超标8.4倍;西安、宝鸡、咸阳检测黄瓜、甜椒、番茄,有机磷超标率54.5%;北京市市场菜抽样检测有机磷超标率33.3%,其中,韭菜有机磷超标率100%,小白菜超标率80%,小油菜超标率50%,韭菜中氧化乐果最高残留量达15.39mg/kg,黄瓜甲霜灵超标22%。更为严重的是菜农滥用国家禁止在蔬菜上使用的甲胺磷、呋喃丹、1605、涕灭威等高毒农药,造成消费者食用后中毒,甚至死亡的严重后果。

1988年山东省农业环保站对山东的11种蔬菜中的有机磷农药进行测定,结果农药的残留检出率是100%。济南小屯生产的萝卜中乐果残留量超出标准4.12倍;莱芜城关镇的白菜中敌百虫超标2.54倍;济南某地的萝卜敌敌畏超标27.9倍;泰安市芹菜中甲基1605超标8.39倍。

1992~1993年农业部门对主要城市郊区的蔬菜进行检查中发现,上海蔬菜中敌敌畏超出标准17.6倍,菊酯类农药超出标准8.53倍;甲胺磷在广州蔬菜中的检出率高达70%。

1994年3~5月间,我国部分蔬菜瓜果市场的抽查发现,在11种、81件蔬菜样品中,农药残留超过国家标准的有41件,其中最为严重的韭菜和小白菜,超标率分别为100%和80%。

2000年北京市召开的食用农产品污染防治会议上公布,北京市近郊的蔬菜农药残留超标率为20%,水果为18%,外地进京蔬菜的农药残留超标率为69%。

从以上并不系统的资料中我们可以看出,国内蔬菜中的农药残留污染已经达到了相当高的水平。长期食用如此品质的蔬菜,必定对百姓的身心健康构成极其严重的损害。

3.2蔬菜农药污染原因研究

我国卫生部根据对近年农药中毒病例分析,搞清了农药中毒的原因。得出的结果是:就农药的毒性一般来说杀虫剂>杀菌剂>除草剂,在杀虫剂中又以有机磷类为主,占70%以上;万春先、杨淑玉认为大量使用剧毒、高毒农药,且乱用滥用、违章作业是引起中毒的主要原因。

王一茹等根据对农药特性和农药中毒病例的分析后认为:①有机磷氨基甲酸酯类农药在世界范围内仍然会被广泛应用;②某些有机磷农药属于高毒农药,且在果蔬上大量使用,故在果蔬上有机磷农药残留的测定是一项重要的检测项目;③农药中毒发生次数与农药用量无关,而与农药品种有关,75.4%的农药中毒系由有机磷农药引起,其中80%为对硫磷。

农业部农药检定所的专家和美国康奈尔大学对农药残留的原因作了系统解说:施用于作物上的农药,实际发挥效能的仅1%,其余99%都散逸于土壤、空气及水体等环境中,环境残存的农药中的一部分又被植物吸收,然后通过食物链经生物富集作用,最终进入人畜体产生危害。导致和影响农药残留的主要因素有:农药本身的性质、环境因素、使用方法、使用剂量。

(1)农药性质与农药残留。①现已被禁用的有机砷、汞等农药,由于其代谢产物砷、汞最终无法降解而残存于环境和植物体。②六六六、DDT等有机氯农药和它们的代谢产物化学性质稳定,在作物及环境中消解缓慢,同时容易在人和动物体脂肪中积累,因而虽然有机氯农药及其代谢物毒性并不高,但它们的残毒问题仍然存在。③有机磷、氨基甲酸酯类农药化学性质不稳定,施用后,容易受外界条件影响而分解。但这两类农药中存在部分高毒和剧毒品种,如甲胺磷、对硫磷、涕灭威、克百威、水胺硫磷等,如果被施用于生长期短、连续采收的蔬菜上,很难避免因残留超标而致人畜中毒。④一部分农药虽然本身毒性较低,但其生产杂质或代谢物残毒较高,如二硫代氨基甲酸酯类杀菌剂生产过程中产生的杂质及其代谢物乙撑硫脲属致癌物,还有三氯杀螨醇中的杂质,DDT、丁硫克百威、丙硫克百威的主要代谢物克百威和3-羟基克百威等也属致癌物。⑤农药的内吸性、挥发性、水溶性、吸附性直接影响其在植物、大气、土壤和水体等周围环境中的残留。⑥温度、光照、降雨量、土壤酸碱度及有机质含量、植被情况、微生物活性等也在不同程度上影响着农药的降解速度,影响农药残留。

(2)使用方法与农药残留。①一般来讲,乳油、悬浮剂等用于直接喷洒的剂型对农作物的污染相对大些,而粉剂由于其容易飘散而对环境和施药者的危害更大。②任何一个农药品种都有其适合的防治对象、防治作物,有其合理的施药时间和使用次数、施药量和安全间隔期。合理施用农药能在有效防治病虫草害的同时,减少不必要的浪费,降低农药对农副产品和环境的污染,而不加节制地滥用农药,必然导致对农产品的污染和对环境的破坏。

2001年农业部农药检定所调查了全国21个省(市)区1 099户农户的农药使用情况。巩建华等对河北藁城无公害蔬菜基地进行农药实际施用情况调查。沈健英、袁大伟等对上海市郊大棚蔬菜生产中农药使用情况调查等的调查结果均显示:目前我国蔬菜生产中农药使用存在较多安全隐患,主要问题是:①农民防治病虫草害信息来源不足;绝大部分农民购买农药时主要考虑防治效果和价格;只有少数人首先考虑农药毒性;农民购买农药的渠道杂。②农药使用技术及器械差。③安全使用农药意识差。④农民对农产品农药残留量概念缺乏认识,更为严重的是大部分知道农药残留危害的农户为了追求防治效果,盲目增加施药次数和施药量,特别是保护地蔬菜上,甚至使用国家严禁在蔬菜上使用的甲胺磷、甲拌磷、氧化乐果、对硫磷等高毒、剧毒农药。绝大部分农户为了赶市场和行情,不按安全间隔期要求而随意采收。

3.3蔬菜农药残留检测现状

农业部从20世纪80年代中期开始筹建农产品质量安全检验检测体系,并从2001年开始实施定期定点的例行监测制度,使得农产品质量安全工作在全国全面开展,并取得了较好的成效。

农业部在实施“无公害行动计划”中,结合我国实际,逐步建立和完善着标准体系,我国现有与农业相关的各类标准8 500多个,其中农药残留限量标准有国家强制性205项,国家推荐性354项;并且结合实际,明确提出我国无公害农产品标准中检测的重点是农药残留(种植业产品)。

3.4农药残留检测方法

在政府部门加强农残检测制度和体系建设的同时,各级科研院所和广大科技工作者对农残检测技术做了大量研究,掌握了各类农药残留检测技术的特点,并对常用检测技术进行了比较,如表1所示。

4蔬菜农药污染控制对策研究

对于农产品污染的控制研究,有很多相关报道,国内外专家都一致认为,控制工作除了从管理上加强“健全质量标准体系和检测体系,严格执行市场准入制”外,更应从以下三方面着手。

4.1按无公害生产规程组织实施生产

农业部为了配合“无公害行动计划”,自2000年起就在全国逐步建立了农产品质量安全例行监测制度,启动了农药残留、兽药残留监控计划。同时由全国农业技术推广服务中心主持,在全国创建了200个无公害农产品(种植业)生产示范基地,20个出口示范基地,认定了7 758个无公害农产品基地。这些措施的实施,大大提高了农产品质量安全水平。范小建等均认为,无公害生产规程是生产中通过严把“三关”(基地环境、生产过程、产品检测),确保了上市蔬菜的质量。例如,2003年监测结果显示,无公害蔬菜基地农药残留超标率明显低于一般产地和市场的水平;第一批100个无公害农产品示范基地县示范区内生产的蔬菜、水果、茶叶合格率(按无公害标准判定)在95%以上,比创建前提高了10个百分点以上;又如重庆市潼南县在“蔬菜无公害栽培技术开发”项目实施前,蔬菜产品的合格率只有50%左右,2002年春季监测,蔬菜达标率达到100%,与非项目区相比合格率高出30%。

在无公害蔬菜生产技术研究中,郭明等证明施入土壤中的农药对土壤脲酶活性具有抑制作用,一方面可利用其抑制作用提高尿素利用率,另一方面农药在土壤中不但会毒杀有害的杂草和害虫,也会毒害有益的生物,破坏土壤中正常运行的生物化学过程,造成环境污染,所以在施用农药时量不宜过大。徐应明等研究了多种农药在蔬菜和土壤中的残留动态,搞清了残留半衰期,根据降解难易程度进行了分类,提出了各种农药的推荐使用剂量及安全间隔期。张大弟、张晓红等研究了大棚蔬菜农药残留的原因及对策,通过农药使用的危险性评价方法,共筛选出77种适合大棚使用的生物农药,并提出要保证大棚蔬菜品质达标,应优先使用高效率、低毒、低残留农药,且最理想级的农药用量为≤49.5g/hm2,理想级的为≤163.5g/hm2。被评为危险级和较危险级的23种农药,不应在大棚蔬菜生产和绿色食品生产中使用。

4.2替代农药的开发应用及其施药技术改进

胡笑形、徐汇虹等明确提出了替代农药的开发应用是从源头上控制农药污染以提高农产品质量的较好途径。鲍方印等验证了杀虫植物防治蔬菜害虫不仅无残留检出,而且对蔬菜的生理还有一定的促进作用,说明植物源农药具有一般无机杀虫剂不具备的优点(降解快,低残留)。因而认定环境污染友好农药、植物源农药、微生物农药、导向农药、绿色化学农药等具有低毒、低残留、高选择性、使用费用低等特点,是未来农药的主流。戴奋奋等从施药技术改进的角度分析了现代植保应从施药工具改良、替代农药开发及其相应的施药方法配套三方面来提高施药效果、减少环境污染,提高农产品质量。

4.3农药污染的修复技术

农残污染的治理还必须在一定时间内,通过污染修复技术的研发利用来逐渐净化生物生存空间,同时将农药施用的负面影响降至最低。关于土壤污染修复技术的报道很多,普遍认为目前的修复技术主要有物理化学修复、生物修复(微生物修复、植物修复、动物修复)、联合修复(植物-微生物联合修复、菌根修复、污染生态化学)三种类型。但目前大部分技术仍处于试验和小规模的应用阶段。郭明等通过单一糖组分和氨水的加入来增加农药降解程度,是一种有效的化学修复技术。信欣等分析了植物修复土壤农药污染的研究,目前关键在于寻找更多能降解污染物的优质植物种类。南京农大在微生物降解技术的研究与应用中取得了突破性进展,筛选并获得了既有农药降解能力又有生物防治功能的工程菌株。陆胜民等开创性地研究了臭氧对乐果的降解效果及影响因素,并探讨出了其反应机理是分子反应。赵婴荣等利用现代基因工程手段生产的解毒酶蛋白对蔬菜上的有机磷农药降解作用的研究,开辟了去除蔬菜农药残留的新途径,同时得出结论:解毒酶对不同农药降解效果不同,对马拉硫磷、对硫磷、甲基对硫磷降解率分别为77.2%~87.7%,47.20%~60.38%,76.9%~85.7%[41]。

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注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。


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