生态城市—基于杀虫剂控制的分析

生态城市—基于杀虫剂控制的分析

杀虫剂发展历史

低效杀虫剂时代

早期的杀虫剂多为天然矿物质和植物提取物，杀虫的效力不高，但也并未产生严重的环境污染。

时间	地点和人物	事件
公元前1000年	古希腊，Homer	提出硫磺作为熏蒸剂杀虫
古罗马	Pliny长老	砷作为杀虫剂，提出用橄榄油处理豆科植物种子防治害虫的方法
公元前100年	罗马人	应用藜芦控制田鼠、害虫
公元900年	中国	砷制计防治园林害虫
1690年	烟草提取物	当作新发现的有效杀虫剂
1848年	鱼藤酮	报道具有杀虫剂的使用前景
1858年	美国	除虫菊，推广使用，防治害虫

科学合成的萌芽：

19C中，砷化合物的研究，导致1867年巴黎绿（一种亚砷酸铜）的普及，在美国：控制克罗多甲虫的蔓延，1900年成为第一个立法的杀虫剂；
20C30年代，植物保护领域应用，成效不大（仍为无机化合物以及植物提取物）

高效杀虫剂时代

20C30年代后直至WWII末期，新农药研制进入了行业的春天——

• 有机杀虫剂DDT（瑞士）
• 有机磷酸酯杀虫剂（德国）
• 氨基甲酸酯类：从高毒的克百威，灭多威减毒到低毒的丁硫克百威，硫双灭多威，丙硫克百威，棉铃威等
• 杂环化合物

在二战之后，也就是50年代后期阶段，杀虫剂本身伴随着时代的潮流也在不断顺应着人们的需求，大的趋势是对杀虫剂减毒，新型农药的合成，寻找替代性方案。

【杀虫剂的减毒】：

• 广谱性杀虫剂毒性的减弱：如阿维菌素对高等动物的毒性将至最低点，甚至可以直接喂食

【新型农药的合成】：

• 1983年，开发氟胺氰菊酯对蜜蜂安全
• 1987年，开发的七氟菊酯是第一个应用在地下防止害虫的品种
• 1993年，氯化烟酰类杀虫剂，独特的作用机理，强有力的内吸杀虫作用，颇受社会的赞誉
• 吡啶类杀虫剂，吡蚜酮，激励不想，控制刺吸式口器害虫
• 吡咯类杀虫剂，干扰呼吸作用，氧化磷酸化中断死亡
• 苯甲酰苯脲类化合物（机理：影响几丁质合成（酶活性的影响机制不明确））

【寻找替代性方案】：

• 仿生合成：昆虫保幼激素及类似物、蜕皮激素及类似物的仿生合成，干预生活周期
• 生物防治

杀虫剂污染简介

文件:杀虫剂对自然环境的影响-概念结构-图.jpg

概念结构

杀虫剂对自然环境的污染

杀虫剂对水环境的污染

【造成污染的方式】

在城市绿化中使用杀虫剂，杀虫剂可能通过杀虫剂流失的方式对水环境造成污染——杀虫剂被雨水冲刷进入并污染地表径流，或者杀虫剂随雨水下渗至土壤层中并最终污染地下水。

【危害】

1. 影响水质，导致水质下降甚至使水质不符合相关标准；
2. 危害水生生物，主要是危害鱼、虾等生物

【影响因素】

杀虫剂的流失量与杀虫剂性质、土壤性质、农业措施和气候条件有关。

根据研究，一般来说旱地中的流失量是不多的，在0.46%~2.21%范围内，但在施药后即下暴雨时的极端流失量是较大的，高的可达10%以上。

通常对于水溶性的杀虫剂，质地轻的砂土和病虫草发生期降雨量大的地区，容易发生杀虫剂的流失而污染水环境，反之则相对较轻。对于脂溶性杀虫剂，它们难溶或不溶于水，能附着于土粒表面，并随降雨径流进入水环境，但对水环境的污染一般要比水溶性农药轻。。

杀虫剂对土壤的污染

【造成污染的方式】

在城市绿化中使用杀虫剂，杀虫剂可能通过以下三种方式对土壤造成污染——

1. 杀虫剂直接进入土壤，包括土壤施用的一些防治地下害虫的杀虫剂和拌种剂，后者为防治线虫和苗期病害与种子一起施入土壤。
2. 有相当部分的喷撒于绿化地区的杀虫剂落于土壤表面而间接进入土壤。
3. 随大气沉降、灌溉水和动植物残体而进入土壤。除大气沉降起一定作用外，对于短残留杀虫剂因灌溉水和动植物残体而进入土壤的杀虫剂是微不足道的。

【危害】

杀虫剂进入土壤之后，既可能继续下渗而污染地下水，又可能被植物吸收而影响植物生长。

【影响因素】

按第二种途径进入土壤的杀虫剂百分比与杀虫剂的施用时期、作物生物量、剂型、施药方式和风速等因素有关，其中，与作物生物量的关系尤为密切——作物越多、叶面积越大，则落于叶面的杀虫剂越多，而进入土壤的杀虫剂越少。

一般情况下，进入土壤的杀虫剂百分比在生物生长前期大于生长中后期；颗粒剂大于粉剂；杀虫剂为雾剂时，雾滴大的大于雾滴小的；静风大于有风。

杀虫剂在土壤中的移动性决定了杀虫剂在土壤剖面中的移动程度、污染地下水的可能性和被植物根系吸收的难易程度。一般来说，水溶性杀虫剂极易在土壤剖面中下渗，易污染地下水，易被植物吸收；脂溶性杀虫剂容易被土壤粘粒和有机质吸附，不易在土壤剖面中移动，杀虫剂主要分布在土壤表面或施药层中，不易被植物吸收。此外，农作物易从砂质土中吸收杀虫剂，而从粘土和有机质土中比较困难。

杀虫剂对空气的污染

【造成污染的方式】

在城市绿化中使用杀虫剂，杀虫剂可能通过以下两种方式对空气造成污染——

1. 施药时如果将杀虫剂施于空气中，则最初就有杀虫剂进入空气；
2. 施药后，由于蒸发和挥发作用，被处理目标上的杀虫剂和土壤中的杀虫剂向空气中扩散。由于空气流动，空气中杀虫剂逐渐发生扩散和稀释。

【危害】

1. 影响空气质量；
2. 可能使附近其他农产品受到杀虫剂的污染。

【影响因素】

1. 施药方式：使用小型机动喷雾器和手动喷雾器引起的大气污染比航空喷药和大型喷雾器小。
2. 杀虫剂剂型：气雾剂和粉剂污染相对严重
3. 杀虫剂挥发性：易挥发性杀虫剂污染相对严重，长残留杀虫剂在大气中的持续时间长从而污染的时间长。
4. 气象条件：在其他条件相同时，风速起着很大作用，高风速增加空气中含有杀虫剂的区域的面积和进入其中的杀虫剂的量。

杀虫剂对生物体的影响

杀虫剂的致病机理

• 神经系统 对于记忆能力的损害、嗅觉（嗅球等神经团）的损害、对于周围神经系统的损害

• 免疫系统 对于B、T细胞的分化影响、对于白细胞介素（IL）分泌的影响

• 生殖系统 对于生殖细胞的发育分化的抑制、内分泌系统（固醇类激素）的紊乱

• 端粒酶 端粒的长度影响、端粒酶的活性

杀虫剂选用指南

表-为减少污染杀虫剂需要具备的性质 文件:杀虫剂选用指南.jpg

品种选择指南

• 毒性：（对于非防治对象生物）急性毒性低
• 选择性：选择性大
• 残留性：在一定时期内连续不断地发生病虫害时，选用残留期较长的杀虫剂。一般来说，选用的杀虫剂分解性要适当，往往分解性稍大比较好。
• 水溶性杀虫剂 or 脂溶性杀虫剂：脂溶性杀虫剂

剂型与施药方式选择指南

为了减轻杀虫剂对大气的污染，在杀虫剂的剂型选择方面，优先选用颗粒剂，其次是乳剂和水剂。如果需要使用粉剂，则建议减少粉剂中粒径小于10微米的微粒并使粉剂平均粒径从10微米增加到20微米，或者在杀虫剂中加入加重剂。而在施药方式选择方面，优先使用小型机动喷雾器或手动喷雾器施药。在杀虫剂施于土壤表面后，建议马上将其翻入土层中。

推荐使用的杀虫剂

• 有机磷类：马拉硫磷（主要制剂：45%马拉硫磷乳油、1.8%马拉硫磷粉剂等）、杀螟松（主要制剂：50%杀螟松乳油）等；
• 氨基甲酸酯类：仲丁威（主要制剂：25%仲丁威乳油）等；
• 拟除虫菊酯类：氯氰菊酯（主要制剂：10%氯氰菊酯乳油）、溴氰菊酯（主要制剂：2.5%溴氰菊酯乳油）等；

它们的一些基本性质见下表。

表-推荐杀虫剂的基本性质 文件:杀虫剂推荐-表.jpg

参考文献

班级共享文献

[1] 张大弟, 张晓红. 农药污染与防治[M]. 第1版. 北京: 化学工业出版社, 2001.

[2] 日本环境厅水质保全局土壤农药课. 农药污染[M]. 第1版. 北京: 农业出版社, 1983.

[3] 赵善欢. 植物化学保护[M]. 第3版. 北京: 中国农业出版社, 2000.