Page 91 - 生态经济背景下农业种植技术研究

第二章 农药毒理学研究

物及降解产物。许多农药转化产物被证实比其母体具有更强的水生生物致死毒性，
且频繁在水生环境中检出。例如新烟碱类杀虫剂被广泛应用于农业生产中，该类
杀虫剂及其转化产物在水生环境中被频繁检出，其造成的水生生态风险受到了国

内外环境领域专家的重点关注。因部分转化产物本身存在不稳定性，当前通过仪
器鉴定的方式仍无法对新烟碱类杀虫剂转化产物进行全面鉴定，这有可能忽略了
部分新烟碱类杀虫剂转化产物潜在的环境风险。通过模拟预测的方法能更快、更
准确、更便捷地对新烟碱类杀虫剂转化产物进行毒性预测及潜在风险评估。我们

前期通过预测的方法分析了国内外 7 种常用的新烟碱类杀虫剂及其转化产物对水
生生物的毒性及潜在的风险。结果表明，吡虫啉、啶虫、噻虫啉、噻虫胺、噻虫
嗪、烯啶虫胺和呋虫胺可能分别存在 21、19、80、16、47、17 和 86 种有氧转化
产物，且部分转化产物比其母体具有更强的水生生物毒性；进一步研究发现含有

6- 氯吡啶环结构的转化产物具有较强的生物富集能力，可在水生生物体内蓄积并
通过食物链传递和累积，因此其在水体生态系统中的潜在风险不容忽视。此外，
我们预测分析了 2 种国内创制的新烟碱类杀虫剂及其转化产物对水生生物的毒性
及潜在的风险。结果显示，哌虫啶和环氧虫啶可能存在 428 和 113 种有氧转化产

物，近 50% 的哌虫啶转化产物及近 41% 的环氧虫啶转化产物对水生类或鱼类具
有毒性；且有 80 种哌虫啶或环氧虫啶转化产物对水生生态系统具有潜在风险。
进一步的研究发现这些具有风险的转化产物均含有 6- 氯吡啶环结构，这可能是
导致毒性风险的主要原因。

四、计算毒理学在蜜蜂毒性预测及风险评估中的应用

传粉昆虫是重要的植物传粉媒介，通过昆虫传粉可以保证植物完成生命周
期。蜜蜂作为最重要的传粉昆虫之一在自然界中扮演着重要的角色。过去十几年

间，全球蜜蜂种群密度在急剧下降，其中农药（特别是杀虫剂）的大量使用是致
使蜜蜂种群数量下降的重要原因之一。农药的蜂毒问题一直是农药行业关注的问
题。在新农药研发或投入使用前，对其进行蜂毒评估是必不可少的步骤。传统的
蜂毒评估是以蜜蜂接触农药后半数死亡的浓度来判断该农药对蜜蜂的毒性强弱，

将毒性划分为低毒、中毒、高毒和剧毒 4 级。然而，通过蜂毒试验评估农药对蜜
蜂的毒性需要耗费大量的蜜蜂个体，该做法有违实验动物的“3R”原则。通过
计算毒理学的方法可有效解决这一问题。近些年，基于机器学习算法的蜜蜂毒性

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