农药根据原料来源可分为有机农药、无机农药、生物农药和中草药类等。生物农药和中草药类一般具有对环境和生物的毒性较低、选择性强、容易降解、不易污染环境等优点。农药主要污染有点源污染、面源污染和渔业生产自身污染三种途径。农药的点源污染主要来自农药生产企业的废水排放或农药的事故性泄漏;而面源污染来自农业、畜牧、林业等生产中对农药的使用,分布范围广泛,无固定点源,农药主要随降水、地表径流和大气沉降途径进入渔业水体。另外,在水产养殖过程中往往向养殖水体和养殖生物施药,若农渔药的使用不合理或乱用药物,也会造成渔业环境的污染。在中国,根据农业农村部于2019年首次发布的《水产养殖用药明白纸2020年1、2号》宣传材料,有125种渔药批准使用。发达国家对渔药的使用和管理十分严格,欧盟批准在水产养殖种使用的渔药19种,日本有53种,美国有6种。
渔业环境农药污染
农药及其降解产物在渔业环境中超过允许标准,对渔业生态环境和渔业生物造成急性中毒或慢性影响的现象。
- 英文名称
- pesticide pollution of fisheries environment
- 所属学科
- 渔业
①有机农药污染。有机农药主要包括有机磷农药、有机氯农药、有机氮农药、有机金属农药以及含不同基团的其他有机农药。其中,有机氯农药因化合物性质稳定、不易降解、高积累性和持久性污染而最为引人关注。虽然自20世纪60年代以来多数国家已先后停止使用六六六和滴滴涕(DDT)等有机氯农药,但在渔业环境和水生生物体中仍可检出六六六和DDT残留,而三氯杀螨醇的大量使用使水体中的药残有所升高。②无机农药污染。主要有含汞杀菌剂、含砷农药、石灰硫黄合剂、硫酸铜、波尔多液等。无机农药污染主要是药残中的重金属进入并长期积累在渔业环境中,造成渔业养殖水体和水产养殖生物重金属污染。例如,在水产养殖过程中使用硫酸铜、硝酸亚汞等杀虫剂,造成养殖池塘铜、汞等重金属污染。③抗生素类污染。2013年,中国约有5.4万吨抗生素被排放进入水土环境中,近海水域普遍检出抗生素类药物,浓度沿河流向近岸和近海呈现指数下降的变化规律。中国地表水中检测出68种抗生素,以珠江流域、海河流域和长江下游流域为最高。中国大陆河流抗生素浓度分别是美国、德国和意大利的2.5倍、15倍和34倍。④渔药污染。根据有关监测和研究报道,中国渔业环境中渔药污染不容忽视,其潜在危害可分为三类。潜在危害最大的种类为孔雀石绿、呋喃唑酮和呋喃西林等;潜在危害较大的为氯霉素、磺胺类、喹诺酮类等;具有一定潜在危害的有土霉素、硫酸铜、敌百虫、福尔马林、高锰酸钾等。
①对渔业生态系统功能的影响。渔业环境农药污染可能影响许多浮游微藻的生理生态功能,抑制一些藻类生长同时促使另一些种类大量繁殖,对浮游动物产生毒性,干扰或破坏群落结构,甚至诱发藻类水华发生。例如,在一定浓度范围内,有机磷农药对多种有毒水华藻有增殖作用。常用的12种除草剂对水生植物的生理生态效应表明, 乙草胺、丁草胺、艾割等对紫萍、金鱼藻的生长影响显著,其生物量、光合放氧速率、叶绿素含量随农药浓度的升高而显著下降。在一定浓度范围内,随着乐果浓度的升高,紫萍、小球藻的生物量、叶绿素a明显下降,低浓度时对过氧化物酶具有诱导效应,高浓度时过氧化物酶受抑制。研究发现,11种有机磷杀虫剂(0.19~2.6微克/升)可以明显抑制大型水蚤的运动和摄食。农药对渔业水体中饵料生物与群落结构的长期毒性影响,会造成渔业生态系统能量流动和食物网上行效应、下行效应紊乱或断裂,影响固有的生活规律,栖息场所,使其生命活动受到影响;有可能影响渔业生态系的正常功能。②急性毒性影响。渔业环境中高剂量的农药可引起渔业生物急性中毒,造成生物群体迅速死亡。例如,5种有机磷杀虫剂对水华藻四尾栅藻、微囊藻、多刺裸腹蚤的急性毒性顺序为毒死蜱/辛硫磷>敌敌畏/敌百虫>乐果。10种有机磷农药对扁藻的半最大效应浓度(EC50)值为2.58~83.33毫克/升。异狄氏剂对多种淡水鱼的96小时半致死剂量为0.7~2.1微克/升,硫丹对鱼类的96小时半致死剂量为0.2~0.81微克/升,DDT对草鱼和白鲢的96小时半致死计量分别是0.25毫克/升和525毫克/升,六六六对花鲢的96小时半致死剂量为0.12毫克/升。杀螟松对多种鱼类的96小时半致死剂量为2.0~12毫克/升。三氯杀螨醇对草鱼和凡纳滨对虾的96小时半致死剂量分别为292微克/升和113微克/升。各类农药对渔业生物的急性毒性效应,与农药的种类、渔业生物种类和渔业环境条件密切相关。有机氯、汞制剂、拟除虫菊酯等农药毒性较高。③繁殖和发育影响。渔业环境中长时间低剂量的农药慢性污染即可影响渔业生物的繁殖和早期发育。例如,10毫克/升马拉硫磷能使鱼苗骨骼发育畸形,不能正常游动;当水体中的2,4-DDT浓度为2微克/升和10微克/升时,斑马鱼的产卵量和受精率显著下降,肝脏指数明显升高;五氯酚钠浓度为1.74微克/升和1.8微克/升时,明显影响鲑鱼的生长率和饲料转化率。④行为和生理影响。低浓度的农药能引起鱼类的行为变化,例如鲦鱼对低浓度的DDT和异狄氏剂产生回避反应,鲤鱼对克草胺、嘧啶氧磷和甲基异柳磷三种农药的平均回避浓度分别为20微克/升,86微克/升和100微克/升。农药还可引起内分泌等生理变化,农药可抑制鱼类多种酶活性,影响神经传导。三氯杀螨醇可诱导泥鳅血清的谷胱甘肽S转移酶活性,抑制其AchE活性,并对雄性泥鳅产生一定程度的雌激素效应。在三唑磷胁迫下,斑节对虾肝胰腺、肌肉和血清超氧物歧化酶活性受到不同程度的抑制,三唑磷对肝胰腺、鳃、肌肉和血清谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)均起诱导作用,Caspase、HSP90、EF-2、Prx和ADRP基因表达都受到了显著的诱导或抑制作用。农药还能引起鱼类呼吸紊乱,耗氧量增加,耗氧率下降。长期农药污染会造成鱼类皮肤、呼吸道、消化道和生殖腺的病理损伤,使得免疫力、生殖力、抗逆力等降低,甚至会引起致畸、致癌和致突变效应。⑤对水产品质量影响。渔业生物对水体中低浓度的农药具有积累和浓缩作用,并可通过水生生物的食物链逐级放大。不同渔业生物对各种农药的浓缩系数不同,范围在102~105。农药通过渔业生物的摄食、呼吸、接触等方式在起体内的残留和不断积累,当农药残留量达一定程度或超过限定标准时,将严重影响水产品经济价值和水产品质量安全。水产品药物残留带来的水产品质量安全问题已成为制约中国渔业发展和水产品出口贸易的重要问题之一。
针对农药对渔业生态环境污染的随机性、广泛性、滞后性、模糊性和潜伏性等特点,采取有效的措施,以保证渔业生态环境和渔业生物安全。①加强农药监督和管理工作, 用法律手段促进农药使用领域的监督执法工作。②调整农药的使用结构、使用方法及使用量,降低农药废水中的浓度。③严格执行排放标准,控制进入渔业水域的负荷量。④推广生物防治新技术和新产品,研制高效低毒无公害新型农药, 大力发展高效、安全、环境友好的新品种、新剂型和新制剂,如生物源化学合成农药、微生物农药、含氮杂环化合物农药等。⑤加强农药对渔业环境中农药污染的动态监测,研发和推广应用渔业环境农药污染的治理与修复技术。