杀螨杀虫剂米尔贝霉素的风险评估
2021-02-14
来源:好走旅游网
第35卷第4期 2013年8月 世界农药 WOrld Pesticides ・55・ 杀螨杀虫剂米尔贝霉素的风险评估 白曙光,王相晶,向文胜 (东北农业大学,哈尔滨150030) 摘要:根据挪威食品安全委员会对米尔贝霉素的风险评估报告,在果树上喷洒米尔贝霉素对操作人员有一定的风险, 需要防护装备,而对草莓及观赏作物喷洒时对操作人员和农业操作者无风险。米尔贝霉素对哺乳动物、鸟类无影响, 对蜜蜂存在风险。当作物喷洒2次米尔贝霉素时,在土壤中的残留对节肢动物中野生食肉动物和拟寄生物有较高风 险,对蚯蚓存在中等的风险。在果树喷洒推荐剂量的米尔贝霉素对30 m范围内地表水的水生生物存在中等的毒性 风险,而对草莓及观赏作物喷洒米尔贝霉素不会对水生生物产生风险。 关键词:米尔贝霉素;风险;评估 中图分类号:TQ450 文献标志码:A 文章编号:1009—6485(2013)04—0055—04 米尔贝霉素乳液(9.3 g・L )是控制螨、蚜虫、粉 虱和潜叶虫的生物农药,应用于苹果、梨、草莓(收 获期1及温室和户外观赏植物等。米尔贝霉素在草莓 (多叶植物)、果树和观赏性植物的最大应用剂量分别 为2.5 L・hm (有效成分22.3 g米尔贝霉素・hm-z)、1.9 L・hm- (17.7 g米尔贝霉素・I硼 、2 L・IⅡ】 (18.6 g米尔 大脑外1的药物浓度均高于血液/血浆中的浓度。除生 殖脂肪的峰值是在用药6 h后出现,大部分的组织 是在2 h后出现峰值,反复用药与用药一次在组织 中的分布相同,并无累积。米尔贝霉素的主要代谢 途径是羟基化反应,可产生不同的单羟基、双羟基、 三羟基代谢物,其主要的代谢物是1 3一羟基.米尔贝 霉素A3和l3.羟基.米尔贝霉素A4。米尔贝霉素A3 贝霉素・hm- )。当以最大剂量喷洒时,在果树和草莓 上最多只能使用2次,而在观赏性植物上可使用4 次。由于蜘蛛螨和斑潜蝇(潜叶虫)容易对化学药剂产 生较高的抗性,为确保药物作用的最大化并使其具 有延续性,预防和延缓害虫产生抗性,建议在使用 较A4的代谢速度更快,次要的代谢途径为酸化途 径。在尿液中米尔贝霉素A3的排泄量高于A4,雄 性动物尿液的米尔贝霉素排泄量高于雌性,尤其是 在低剂量时更加明显。最初的24 h药物的排泄速度 很快,之后便一直处于低排泄状态。由血液中米尔 贝霉素的浓度变化可知,低剂量使用时的排泄速度 较高剂量使用时的排泄速度快,重复用药与单次用 此产品时将其与其他药物以不同比例混合使用。 人们对米尔贝霉素的应用风险(包括对哺乳动 物的健康风险与环境风险)进行了评估,其中对哺乳 动物的健康风险评估包括:经口吸入程度、安全阈 值评定和对操作人员的健康风险评估。环境风险评 估包括:对陆生生物的风险评估、对水生生物的风 险评估、对微生态环境的风险评估、环境中的降解 药对代谢的影响是相同的。 该药剂在低剂量应用时,大部分化合物在肝脏 或肠道中代谢。米尔贝霉素在第一代谢途径(在肝脏 中水解)中的代谢高,很少在组织中被吸收。在高剂 量时,在粪便中检测到母体化合物占初始浓度的 30% ̄40%,此时米尔贝霉素的吸收达到饱和,并有 30% ̄40%的剂量未被吸收。不过在低剂量用药时, 所有母体均发生了转化,但并非全部出现在胆汁和 尿液中。一般认为在肠道中米尔贝霉素化合物通过 P.糖蛋白转运通过肠道黏液腺细胞进入到胆汁输送 研究和生物利用率分析。 1米尔贝霉素对哺乳动物健康风险评估 1.1经口吸入程度 米尔贝霉素主要是通过胆汁和尿液排泄,当以 最低剂量(2.5 mg/kg bw)使用时,其吸入为总剂量的 47%,当以高剂量(25 mg/kg bw)使用时,雄、雌性 的吸入分别为总剂量的30%、40%。在高剂量使用 时,其吸入达到了饱和,吸入2~3 h后在血液/血浆 管中或者在肠道中进行生物转化,所以在胆汁和尿 液中并不能检测到米尔贝霉素的所有代谢产物。 因为第一代谢途径和机制并不清楚,所以很难 中即达到浓度峰值。在所有的时间点上,组织中(除 确定吸收程度,吸收程度最低可能是剂量的1 0%, 作者简介:白曙光(1987—_),男,蒙古族,黑龙江大庆市人,硕士研究生,主要从事生物化学与分子生物学方面的研究。E-mail:baishuguang2008@sina.com。 通讯作者:向文胜,教授,主要从事农药学方面的研究。E-mail:xiangwensheng@y ̄oo.com.cn。 收稿日期:2012.04.13。 ・56・ 世界农药 第35卷 最高可能达到100%。通过挪威食品安全局认定米尔 贝霉素的吸收值为50%,这与欧盟认定的米尔贝霉 素的吸收值为47%较吻合。 1.2安全阈值评定 由动物毒理学评价结果所得每日允许摄入量 (ADI)与急性参考剂量(ARID)来表征食品中农药残 留的安全阈值。动物毒理学试验结果表明,狗对米 尔贝霉素的敏感性最强,因此以狗作为指示动物。 ADI(每日允许摄入量1:由狗的90 d研究试验所 得到的无可见有害作用水平NOAEL(3 mg/kg bw/d) 与种间外推和种内差异的不确定因素,确定ADI值 为0.03 mg/kg bw/d,即NOAEL/不确定因素系数 (100),其中不确定因素系数包括种间外推(10x)和种 内差异(10x)。 AOEL(操作者可接受暴露量):由狗的90 d研究 试验所得到的NOAEL(3 mg/kg bw/d)及考虑到不确 定因素,并通过不完全吸收(47%)进行修正,确定 AOEL值为O.014 mg/kg bw/d。 ARID(急性参考剂量):由大鼠急性神经毒性试 验中引起运动能力减弱而得到的最低可见有害作用 水平LOAEL(20 mg/kg bw)及考虑到不确定因素,确 定ARID值为0.067 mg/kg bw/d,即LOAEL/不确定 因素系数。不确定因素系数300(10x10 ̄3),系数3 是从LOAEL推测NOAEL得到的。 1.3对操作人员健康的风险评估 农药对操作人员健康的风险评估是以动物毒理 学数据为依据,分析估算出操作人员、农业生产者 可接受的农药暴露量(AOEL)。通过相关数据和暴露 模型估算操作人员、农业生产者可能接触的农药量, 如果可能接触的农药量低于操作者可接受的暴露量 (AOEL),就表明农药对操作人员健康的风险较低。 根据德国模型进行米尔贝霉素在果园和草莓作 物区域喷洒对操作人员健康的风险评估,根据荷兰 模型进行在温室喷洒药物对操作人员健康的风险评 估。在果园喷洒药物时,当没有防护装备(PPE)时, 操作人员是处在超出AOEL值l4%的环境下工作。 当有防护装备时,暴露量在AOEL值以下。在给温 室作物和草莓喷洒药剂时,即使没有防护装备,暴 露量也没有超过AOEL。在喷洒药物后,对于采摘 果实的农业生产者来说暴露量远小于AOEL,米尔 贝霉素对农业生产者的风险极低。 2米尔贝霉素对环境风险评估 农药的环境风险评估包括在使用农药后,预测 农药在不同环境(土壤、地表水)中的暴露浓度以及环 境浓度(PEC)与能够引起代表所在环境的主要生物 群体的毒性影响的暴露浓度之比。 此外,农药在不同环境中的残留浓度受农药存 在状态的影响,主要取决于光降解作用、水解作用、 生物降解和土壤粒子的吸收作用。在一些标准化的 实验室中已经对这些作用进行了研究。田间试验研 究了农药在农业土壤中的残留,根据农药在土壤中 残留的试验数据,可以推导出不同环境中农药在土 壤中的残留系数,进而构建土壤模型,而且土壤模 型中的农药残留系数也可用于地表水和地下水模型 分析中。通过模型可计算出农药在使用后的特定时 期内所产生的最大PEC和平均PEC。此外,地表水 的PEC还与水体中的沉淀物状态有关。 在农田中施药1次或2次后,根据土壤表面约 5 cm厚土层均匀分布的剂量进行米尔贝霉素在土壤 中的PEC估算。当施用2次药物时,第1次喷洒药物 后在土壤中的PEC评估值为0.04 mg a.s.・kg- ,第2次 喷洒药物后在土壤中的PEC评估值为0.07 mg a. s.・kg- ,只喷洒1次时农药的PEC值较小。 按照欧盟农药工作组ffOCUS)的模型进行在不 同环境中地表水和淤泥的PEC计算。进行2次药物 喷洒后,在地表水中出现最高PEC,说明喷雾的飘 移是农药米尔贝霉素的主要散播途径。在对草莓使 用米尔贝霉素后,在水中和淤泥中的PEC分别为 0.18 I.tg a.s.・L 和7.9 Pg a.s.・kg- ,在梨果中使用米尔 贝霉素后,PEC在水中和淤泥中分别是1.3 gg a.s.・L 和0.98 gg a.s.-kg- 。PEC与喷洒药物的距离有关,在 草莓作物喷洒药物1次后,在距离喷洒药物1 m处 水面的PEC为0.21 g・L~,20 m处水面的PEC值 为0.01 gg・L一;在梨果喷洒药物后,在5 m和30 m 处水面PEC值分别为0.5和0.O3 g・L~;在观赏性 植物喷药后,3 ITI区域的PEC为0.5 g・L~,30 1TI 区域的PEC为0.01 g・L一。 以在草莓中喷洒农药的试验来评估对地下水环 境的风险。通过挪威和瑞典环境模型评估得到地下 水的PEC<0.001 gg・L~。下文中所有的PEC值都是 只使用1次药物得到的。 通过分析农药在环境中的使用,得到农药对不 同生物群体的毒性暴露LL(TER)。TER是农药对生物 体毒性(以LC5o、EC50、NOEC形式表达)与PEC之 比。TER的阈值是表示不同的生物可接受风险的浓 度范围,欧盟已经确定了这个阈值。当TER没有超 出阈值时可以认为对生物造成的毒性风险是极低的。 2.1对陆生生物的风险评估 哺乳动物:米尔贝霉素对哺乳动物的急性毒性 第4期 白曙光等:杀螨杀虫剂米尔贝霉素的风险评估 ・57・ LD50为456 mg/kg bw/d。评估的指示物种在果园中 的TER为156,在草莓作物区域的TER为574。这 些值没有超过阈值(<10)。米尔贝霉素对哺乳动物的 生殖毒性NOEC为200 mg・kg~。对应的生殖TER 在果园为209,在草莓作物区域为904,都没有超过 阈值(<5)。 鸟类:米尔贝霉素对鸟类的急性毒性LD 0为347 mg/kg bw。在果园喷洒药物对应的TER为363,在 草莓作物区域使用农药对食草鸟的TER为161,对 食虫鸟的TER为275。其比值没有超过阈值(<l0)。 米尔贝霉素对鸟类的经口毒性LC50为1 922 mg・kg一, 对在田间所有指示物种的短期毒性TER>1 000,其 比值没有超过阈值(<10)。米尔贝霉素对鸟类的生殖 毒性NOEC为150 mg・kg一,在果园指示物种的TER 为281,在草莓作物区域食草鸟的TER为250,食虫 鸟的TER为213,其比值也没有超过阈值(<5)。 蜜蜂:米尔贝霉素对蜜蜂有非常高的接触毒性, LD5o为0.026 gg/bee。高的经口毒性LD5o为0.40 lag/bee。对蜜蜂和非靶标节肢动物的毒性风险是依 据其他的标准进行评估的。通过HQo(经口危害系数) 和HQc(经皮危害系数)对蜜蜂进行评估。HQc是药 物在单位面积的剂量与对蜜蜂的急性毒性(LD5o,  ̄tg/bee)之比。田问试验和专家评估危害系数的阈值 为50。对于非靶标节肢动物,危害系数HQ是药物 在单位面积的剂量(g.hm )与对生物的急性毒性 (LR5o,g・hm- )之比。根据欧盟标准,如果比率超过2, 则产生危害风险。在果园喷洒米尔贝霉素后,对蜜 蜂的接触和经口毒性危害系数分别为680和44.2; 在草莓作物区域应用后,对蜜蜂的接触和经口毒性 危害系数分别为896和58;观赏植物喷洒后对蜜蜂 接触和经口毒性危害系数分别为731和47.5。在所 有作物中,接触毒性危害系数都超过了阈值(>50)。 在一个半田间试验进行的米尔贝霉素对蜜蜂的风险 评估中,米尔贝霉素的应用浓度为27.9 g a.s..hm (高 于挪威最高使用剂量),没有出现死亡率上升,也没 有引起蜜蜂离巢和搬家行为。 蚯蚓:米尔贝霉素对蚯蚓的急性毒性LC50为 28.5 mg/kg d.w.soil。在果园和观赏植物喷洒米尔贝 霉素的急性TER分别为1 425和950。在草莓作物 区域使用农药的TER为950。以上TER都没有超 过阈值(<10)。米尔贝霉素对蚯蚓有较高的慢性毒 性,NOEC为0.11 mg・kg~d.w.soil。在果园使用 农药的慢性毒性TER为1 1,在观赏植物和草莓作 物区域使用农药的慢性毒性TER为6,都没有超过 阈值(<5)。当对草莓作物区域喷洒2次米尔贝霉素 后,其慢性TER评估高出阂值170%。评估得到喷 洒1次药物时对蚯蚓的风险较小,在应用2次药物 时,对蚯蚓存在中等的毒性危害风险。 非靶标节肢动物:通过分析急性毒性试验研究 结果,喷洒米尔贝霉素后,对非靶标节肢动物中野 生食肉动物和捕食性螨的危害系数比阈值高30%, 对寄生蜂拟寄生物和地表食肉昆虫无风险。 2.2对水生生物的风险评估 鱼:米尔贝霉素对鱼类有极高的急性毒性(96 h LC50:4.4~35 gg a.s.・L )和极高的经口长期毒性 (LC5o:0.65 gg a.s.・L )。在5~301TI水域范围内,米 尔贝霉素急性和慢性毒性TER都没有超过欧盟的阈 值(急性毒性阈值为100,慢性毒性闽值为10)。 无脊椎动物:米尔贝霉素对大型蚤(Daphnia magna)有极强的急性毒性(48 h LC5o:1 1 gg a.s.・L ) 和慢性毒性(21 d NOEC-0.12 gg a.s.・L。1。在30 m 水域内,在对果树和观赏植物施药中慢性毒性TER 分别为9和4,超出了阈值存在风险。其余在3~20m 水域范围内,所有的TER都低于欧盟的阈值。 淤泥中生物体:米尔贝霉素对摇蚊科幼虫 (Chironomus riparius larvae)有极高的慢性毒性(28 d NOEC:6.3 btg・L ),对寡毛纲颤蚓科动物有中等的 急性毒性(48 h EC 1 142 gg a S L。)。在1~5 m水 域范围内,米尔贝霉素的TER低于欧盟的阈值。 水生植物:米尔贝霉素对浮萍的毒性较高(14 d EC5o>620 gg a.s..L )。在1~3 m水域范围内,米尔 贝霉素的所有TER值都低于欧盟的闽值。 水藻:米尔贝霉素即使在最高使用浓度下(72 h EC5o>2 000 gg a.s.・L~,NOEC:2 000 gg a.s.-L。)对 水藻也没有影响。在1~3 m水域范围内,米尔贝霉 素所有的TER值都低于欧盟的阈值。 2.3对微生态环境的风险评估 米尔贝霉素对于微生态环境的风险评估是在模 拟的一个由浮游生物和占统治地位的微生物组成的 微生态环境中进行。浮游生物包括微小动物、水藻、 水蚤类、挠足亚纲、介形类和轮虫纲。这个评估试 验包括试验对照和6个米尔贝霉素浓度梯度 (0.058~58.9 g・L ),每个梯度进行3个平行试验。 整个试验过程用米尔贝霉素处理2次,2次处理之 间间隔10d。在第2次喷施药物70d后,试验结束。 对微生态环境的风险评估中,最敏感的物种是 挠足亚纲(NOEC:0.058 gg・L )。由危害管理部门根 据在不同的区域和不确定的因素来确定的评估因子 (AF)一般在2-5之间,这个体系认为A_F最小为3。 通过NOEC(0.058 gg.L。和AF(3)可以得出,在这个 世界农药 第35卷 环境中当米尔贝霉素浓度低于0.019 gg・L。时才不会 对生物产生风险。依照大型蚤(NOEC:0.12 gg・L。) 和EU阈值的TER(10)可以得出相对应的最大环境 说明米尔贝霉素在土壤中有显著的生物利用率。而 且,活性物质在水中的分配系数高,有助于生物吸 收的活性。在微生态环境研究中对水和淤泥系统的 浓度为0.012 gg・L一。微生态环境毒性NOEC得到的 风险评估值与水生生物大型蚤毒性NOEC的风险评 估值相似。 毒性也可以从另一个方面证明其高的生物利用率。 3结 论 2.4环境中的降解研究 在土壤中的降解途径:米尔贝霉素在土壤中的 降解相对迅速(DT50:21~82 d)。由于其与土壤分子 3.1米尔贝霉素对人健康风险评估 经口吸收程度:通过风险评估分析,米尔贝霉 素经口吸收程度为使用剂量的5O%。 安全阈值评定:每日允许摄入剂量(ADI)为0.03 mg/kg bw/d,急性参考剂量(ARfD) ̄0.067 mg/kg bw/d。 操作人员可接受曝光量(AOEL)为0.014 mg/kg bw/d。 对操作人员健康风险评估:在果树上喷洒米尔 有较高的吸附作用,所以迁移性较低,这种吸附作 用是可逆的。经检测发现,米尔贝霉素的2种代谢 产物高于10%,其代谢产物与土壤分子吸附能力也 较强。在土壤中光降解作用是主要的降解途径。样 品在光线照射下DT50为7.5 d,在黑暗对照中DT5o 为27 d。在田间试验中,米尔贝霉素A3/A4的降解 速度较快(DT50:8~13 d)。 贝霉素对操作人员有一定的风险,需要防护装备, 在对草莓及观赏作物喷洒时对操作人员和农业操作 者无风险。 在水和淤泥中降解:在水和淤泥环境中,有氧 降解速度属于中等(DT50:82 ̄89 d)。活性物质从水 3.2米尔贝霉素对环境风险评估 米尔贝霉素对陆生生物的风险评估:经过米尔 贝霉素对生态环境风险评估分析,应用米尔贝霉素 对作物喷洒1次时,对哺乳动物、鸟类无影响,对 相到淤泥中时分解迅速,检测不到代谢产物。厌氧 环境的降解速度非常缓慢。在水中光解作用是重要 的降解途径。 蜜蜂存在风险,不过并没有引起明显的死亡率上升 及搬家、离巢现象。对作物喷洒2次米尔贝霉素在 土壤中的残留对节肢动物中野生食肉动物和拟寄生 物的风险较高,对蚯蚓存在中等的风险,对哺乳动 物、鸟类无风险。 米尔贝霉素对水生生物的风险评估:在果树喷 洒应用剂量的米尔贝霉素对30 m范围内地表水的 水生生物存在中等的毒性风险,在对草莓及观赏作 物喷洒米尔贝霉素不会对水生生物产生风险。 在空气中的降解:米尔贝霉素A3和A4在空气 中羟基反应和臭氧反应半降解时间分别为16.4 min 和l3.7 min。米尔贝霉素在空气中没有显著地挥发 作用,米尔贝霉素A3和A4的蒸汽压<1-3×10。Pa, 亨利常数分别为2.63×10一、1.59×10~Pa・1TI3.mol~。 2.5生物利用率分析 米尔贝霉素与土壤分子的高吸附作用可能限制 其生物利用率,不过在土壤中相对快速的降解可以 Risk Assessment of the Insecticide/Acaricide Milbemectin BAI Shu—guang,WANG Xiang-jing,XIANG Wlen—sheng (School of Life Science,Northeast Agriculture University,Harbin 1 50030,China) Abstract:According to the report of risk assessment of milbemycin from Norwegian scientific committee for food safety,there is certain risk to operators when applying milbemycin to fruit trees,with the result that it needs protection equipment.But there is no risk when applying milbemycin to strawberries and ornamental crops.Milbemycin doesn’t effect mammals or birds,but does for bees.The residual of milbemycin in the soil poses high risk to foliage dwelling predators and predatory mites,and medium risk to earthworm when it is applied twice on crops.There is medium risk to aquatic life living in the water within thirty meters from the surface of the earth when applying milbemycin of applicable dosage to fruit trees,but no risk to aquatic life when applying milbemycin to strawberries and ornamental crops. Keywords:milbemectin;risk;assessment