农药毒理学是研究农药对人、畜的危害和破坏环境生态的作用及其机理的一门学科。其目的是： ①配合化工和农业部门研制、筛选新农药。②对投入生产、使用的农药作全面的安全评价。③为制订防治农药危害的对策和卫生标准提供科学依据。
农药本来是指防治危害农作物及农产品的病、虫、鼠类和杂草的药剂。后来范围扩大，将植物生长调节剂、脱叶剂以及辅助剂、增效剂等也包括进去。常用农药根据其用途可分为： ①杀虫剂，如有机磷酸酯类、氨基甲酸酯类、脒类、有机氯杀虫剂和拟除虫菊酯等。一些剧毒的杀虫剂如白砒、亚砷酸钙、氟乙酰胺等已逐渐淘汰。②杀螨剂，如三氯杀螨砜、杀螨酯等。许多杀虫剂兼具杀螨作用，称为杀虫杀螨剂。③杀(霉)菌剂，如有机汞、有机硫(代森类及福美类)、托布津类、克菌丹类。④除草剂，如苯氧羧酸类、均三氯苯类、取代脲类、酚类、醚类。⑤杀鼠剂，如磷化锌、杀鼠灵及敌鼠等。⑥熏蒸剂，如氯化苦、溴甲烷及磷化铝等。⑦植物生长调节剂，如萘乙酸、矮壮素、吲哚乙酸、马来酰肼等。此外，尚有杀线虫剂、杀软体动物剂、昆虫激素、绝育剂、驱避剂、诱致剂及脱叶剂等等。
农药如处置、防护不当，可能造成危害。
(1) 职业性危害： 在农药的生产、运输、分销、贮存、施用的各个环节中都有可能使接触者发生职业性中毒，尤其是一些挥发性强、易经皮肤吸收、蓄积性大的剧毒、高毒品种。有些农药的助剂和溶剂如苯、甲苯等也有危害作用。
(2)污染食品： 施用农药后农产品上会沾染一些残留的农药或其代谢产物。稳定的耐光、耐氧化而不易破坏的农药残留量较高，不稳定易分解的农药残留量低。有机氯农药中DDT、六六六等很稳定，残留量高;杀虫脒的代谢产物对氯邻甲苯胺，稳定而溶于水，残留量也大。其次，有些动物性食品中含有的农药可能是间接地通过食物链而富集起来的，如动物脂肪(猪油、奶油)及禽蛋的卵黄中有机氯杀虫剂的含量较高。此外，误食拌有农药的种粮或被农药毒死的禽畜，食品在贮运中被污染，食品容器沾染了农药以及直接以污染的手取食等，也可造成危害。防止农药对食品的污染是食品卫生工作的一项重要内容。
(3) 破坏环境生态： 农药长期蓄积和富集于动植物体内，可毒死野生动物。如一些食鱼的野禽，由于体内DDT含量过高，影响生育，或使蛋壳变脆薄，在孵化时受压破裂，致使有的鸟类濒于绝灭。有机氯杀虫剂和五氯酚钠等对鱼虾的幼苗有剧毒，也会严重地干扰其繁殖。
(4) 特殊危害： 农药还可能有潜在致癌、诱变和致畸作用，目前已将测试这方面的作用列为农药安全评价的常规内容。有的农药可能对生殖、免疫机能以及行为活动有不良影响。
农药的危害不仅涉及其生产和施用者，还通过食品残留影响到整个人群，所以对新农药必须在投产前基本完成其毒理学测试工作，为全面的安全评价提供依据，以便衡量其利弊，决定取舍。因此，农药毒理学应该包括以下一些内容。
(1) 测试毒性和特殊危害：包括各种途径的急性毒性、慢性毒性、蓄积毒性、联合毒性的测试。特殊危害性的检测，包括致癌、诱变、致畸、导致生殖和免疫机能以及行为的改变等。除了农药的主要成分外，有时还要注意其中的有毒杂质、助溶剂和溶剂的毒性。
(2) 探究毒作用机理： 探索农药对哺乳动物发生毒作用的机理，就能更有效地发展选择性强、高效、低毒、低残留的农药，选用最灵敏的检测指标，确定阈剂量，研制特异解毒剂。例如，揭示胆碱酯酶被抑制是有机磷酸酯类农药毒作用的关键，可为筛选和发展这类农药以及制订防治措施提供科学依据。
(3)研究农药的代谢： 广义的代谢包括农药在下列各方面的存在和分布、进入和转化、贮存和消除的整个过程： ①哺乳动物，特别是人、畜体内;②植物，主要是农作物;③危害农作物的微生物、害虫、鼠类等;④人类的生活环境，以至扩大到整个自然界。主要任务是查明农药有无长期蓄积毒性以及活化增毒作用。例如，硫代磷酸酯经氧化活化后增毒; 苯硫磷和马拉硫磷能阻滞其他一些有机磷农药的代谢而使后者增毒; 狄氏剂在土壤表面经紫外线作用后，会形成毒性更大的光解产物;烷基汞杀菌剂在自然界中还原为金属汞，再经微生物作用转化为剧毒的甲基汞，并在鱼、贝类体内富集; 有机砷杀菌剂在土壤中可还原为无机砷，对动植物的毒性增加。
农药在作物和农产品中的吸收、分布、转归和残留期限，对于制订农药的应用范围，规定施用量、安全间隔期以及残留量标准等都是重要的依据。
(4) 进行流行病学调查： 对农药的接触者进行流行病学调查，不仅可以验证和修正动物实验的资料，而且还可以取得有无致癌、致畸等作用的决定性资料。流行病学调查首先要在接触最多、最长的人群中进行。例如农药的生产工人、包装工人，以及常年施药者和发生过中毒的人群，其危害表现最为明显。如能在调查对象中区分出不同剂量作用组，观察到剂量-反应关系，则更有科学价值，有助于得出该农药对人群的阈剂量及无害剂量。
流行病学调查往往由于各种因素的混杂而不易进行，如人群流动和农药品种混杂多变，年代过久记录不全，其他许多致病因素的同时作用等。但是有计划地、长期地积累观察材料，可以汇总成极有价值的资料。
(5) 研究和改进农药危害监测方法：从毒理学出发，进行环境化学检测和生物作用指标的研究，是很有意义的。例如，为监测DDT对人体的作用，要采集体内脂肪以测定其中DDT含量;现在选用更灵敏的测试方法，可以测定其在血液、乳汁或耵聍中的含量。
农药的安全评价，是防止农药危害的必不可少的步骤。农药安全评价主要应根据下列资料。
(1) 急性毒性资料： 以往衡量农药的毒性，主要以急性经口LD50作为指标。实际上LD50仅能反映毒性的一个方面，有些LD50值相同的农药，其实际危害却有很大不同。同一种农药，其不同制剂、不同剂型的实际毒性也可有很大差别。例如，对硫磷和呋喃丹的急性经口LD50都在10mg/kg左右，但在施用时前者常因防护不周而引起严重中毒，而后者则多为轻度中毒。其原因在于毒作用带不同所致，前者较窄而后者较宽。如对硫磷LD50/ED50比值为4，而呋喃丹为32。又如施用对硫磷时，以乳剂稀释液喷洒易引起中毒，而低浓度粉剂撒布时则很少发生中毒。但对于搬运工，情况则恰恰相反。所以应用急性LD50数值进行评价时，必须结合上述问题和下面一些情况全面考虑： 急性毒作用的靶器官，损伤程度和康复的难易，以及联合作用等。对于施药人员来说，经皮肤吸收毒性比经口毒性更重要。
(2) 慢性毒性资料： 对于长期少量接触或摄入农药的人群，慢性毒性和蓄积毒性的测试十分重要。急性毒性与慢性毒性、蓄积毒性之间常无一定的相关。例如，有机磷酸酯类农药的急性毒性较大而蓄积性不大;DDT和六六六急性毒性小而蓄积性强。慢性毒性测试不仅要以普通人群为对象，而且还要注意到敏感人群，如婴幼儿、孕妇、老年人及某些疾病患者等。
(3)特殊危害的测试： 农药的致癌、诱变、致畸以及对生殖功能、免疫功能和行为活动的影响，最初只能用整体实验动物进行测试，现在已发展了许多体外方法，有的还在测试系统中加上哺乳动物的肝微粒体制剂，以模拟体内的代谢活化过程。由于这些试验是用离体材料做的，不一定能代表整体的情况，而且又受不同敏感性和实验条件的影响，所以最后要把许多测试结果综合起来考虑，不能单凭一两项数据下判断。致癌和致畸试验，仅有实验动物资料尚不能肯定其对人的作用，还应当有人群流行病学资料才能作定论。但是新农药不可能有人群资料，而且致癌性要经相当长的潜伏期(一般要15年左右)才能显示出来。为了避免人群遭受损害，对于测试中表现出有强烈致癌作用和对多种动物有致癌性的农药要特别审慎，不应轻易扩大生产，严重的要禁止生产和使用。如乙酰氨基芴是很好的杀虫杀螨剂，但在慢性实验中发现它具有强烈的致癌性，故已禁止使用。
对于制造和加工农药的工艺过程，也应当予以全面的安全评价，特别要防止农药生产中的废弃物污染环境。
(4)流行病学调查： 由于实验动物和人之间有差异，一些重大问题如致癌、诱变、致畸等，必须取得人群的流行病学资料，才能作出最终结论。例如，对于DDT致癌性问题，已有许多实验资料，一致的意见是DDT对小鼠能致肝肿瘤;但对大鼠要用高剂量才有阳性结果，对狗、猴的测试结果亦为阴性。人群中做过一些流行病学调查，也无阳性结果，所以还需要积累更多的流行病学调查资料。
有些地区性暴发的原因不明的疾病，很可能是由于某种农药所引起，如伊拉克农民以拌有机汞的麦种作食粮曾造成大批有机汞中毒。通过流行病学调查，可以帮助揭示疾病的性质，以便迅速采取有效的防治措施。流行病学调查还有助于查明农药的毒性，如1977年巴基斯坦2，700多名喷洒马拉硫磷的灭蚊防疟人员中有许多人发生中毒，其原因固然与防护不周、长期喷药等有关，但通过流行病学调查发现接触某一批号马拉硫磷的工人中毒较多，而这一批号马拉硫磷含有毒性较大的异马拉硫磷。
制订农药的卫生标准是农药毒理学的重要任务之一。由于农药与人群关系密切，如食品污染及住宅中用来杀灭虫害后的残留，都会影响到整个人群，其中一些敏感的人更易受害，所以农药的卫生标准应该是全面的，以防止多方面的潜在危害。
预防农药危害，应首先对制造、贮运和施用农药者保障其安全生产，规定工作场所空气中的最高容许浓度。其次，要防止污染水源和大气，制订水和大气中的卫生标准和三废排放标准。为了控制食品中的残留量，要制订食品的农药卫生标准。后者的制订过程比较复杂，先根据动物长期喂饲实验的无作用剂量，并按安全系数缩小倍数，订出每日容许摄入量; 再从各种食品在人的总食品量中的比例及进食量，计算出各种食品的容许残留量;还要从植物保护的要求及作物中代谢降解的速度制订施用农药的剂量 (浓度×次数)和安全间隔期。此外，还有一些特殊要求如水产品养殖用水体的卫生标准等，都要根据具体情况来制订。
虽然标准可以订得详尽周密，但有的问题还是难以概括在内。例如有许多农药可以通过无损皮肤很快吸收，有的经皮毒性与经口毒性相差不大，接触者也常因皮肤被污染而引起中毒，但是很难制订皮肤接触的卫生标准。为此对于卫生标准中注有“皮”字的农药，必须了解其动物经皮LD50以及经皮LD50/经口LD50的比值，供实际工作时参考。
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