孔玄慶, 蔣 煜, 羅澤偉, 喻 快, 成淑芬,歐陽文森, 李建明, 金晨鐘, 歐曉明*,,
(1. 湖南化工研究院 國家農(nóng)藥創(chuàng)制工程研究中心/湖南省農(nóng)用化學(xué)品重點實驗室,長沙 410014;2. 湖南化研院檢測技術(shù)有限公司,長沙 410014;3. 湖南人文科技學(xué)院/農(nóng)田雜草防控技術(shù)與應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心,湖南 婁底 417000)
農(nóng)藥作為重要的農(nóng)用物資,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。然而,農(nóng)藥在施用過程中不可避免地會通過漂移、雨水沖刷、地表徑流等多種途徑進(jìn)入水體中,發(fā)生一系列環(huán)境化學(xué)行為,有可能造成水生生態(tài)系統(tǒng)的污染[1]。殘存于水體中的農(nóng)藥會對藻、溞、魚、蝦等水生生物產(chǎn)生影響[1-2]。
雙唑草腈 (pyraclonil) 是德國拜耳公司于1992 年研制的一種雙吡唑類除草劑,主要登記用于水稻田防除稗、千金子、異型莎草、鴨舌草、多花水莧等多種雜草,且對作物安全[3-5],已在我國水稻種植區(qū)廣泛使用。目前關(guān)于雙唑草腈對環(huán)境影響的研究主要集中于其在土壤中的降解行為。例如,張月等[6]研究發(fā)現(xiàn),雙唑草腈在水體中半衰期較長,但在水稻土中的消解半衰期僅10 d左右,且其消解速率與土壤中有機(jī)質(zhì)、黏粒含量和土壤含水量呈正相關(guān),因此在稻田淹水條件下施用時消解較快,殘留期較短。他們隨后的研究還證實,雙唑草腈在土壤中的淋溶及其對地下水的潛在污染風(fēng)險因土壤類型而異,其在黑土地區(qū)對地下水的污染風(fēng)險較小,而在紫土和棕壤土地區(qū)的污染風(fēng)險較大[7]。目前有關(guān)雙唑草腈對水生生物毒性的報道相對較少。本團(tuán)隊前期研究發(fā)現(xiàn),雙唑草腈對非洲爪蟾蝌蚪為低毒,但對胚胎孵化具有一定的影響[8];Takashi 等[9]研究了包括雙唑草腈在內(nèi)的不同作用方式除草劑對5 種藻類的影響,發(fā)現(xiàn)綠藻類對雙唑草腈較為敏感;但均未進(jìn)行系統(tǒng)性的風(fēng)險評估?;诖?,本研究在前期工作[8]基礎(chǔ)上,參照經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織 (OECD) 推薦的方法[10-12],測定了雙唑草腈對水生生態(tài)系統(tǒng)中不同營養(yǎng)層級生物 (斜生柵藻Scenedesmus obliquus、大型溞Daphnia magna和斑馬魚Brachydanio rerio) 的急性毒性,并運用TOP-RICE 模型[13-14]評價了雙唑草腈對水生生態(tài)系統(tǒng)[15]的環(huán)境風(fēng)險,以期為該除草劑科學(xué)使用準(zhǔn)則的制定和生態(tài)風(fēng)險評價提供參考。
主要儀器:LC-20A 型高效液相色譜儀 (HPLC,配二極管陣列檢測器和化學(xué)工作站)及AUY220 型萬分之一電子天平 (日本島津公司);XSP-2C-1 型生物顯微鏡 (上海光學(xué)儀器廠);JPBJ-608 型溶氧測定儀 (上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司);YD200型水總硬度測定儀 (上海三信儀表廠);STARTER 3C 型酸度計 (德國塞多利斯公司)。
藥劑及試劑:雙唑草腈 (pyraclonil) 原藥,質(zhì)量分?jǐn)?shù)97.5%,安徽中山化工有限公司;99.0% 雙唑草腈標(biāo)準(zhǔn)品,日本Kyoyu Agri 公司;甲醇 (色譜純)、丙酮 (分析純)、吐溫-80 (化學(xué)純),購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;曝氣自來水、超純水、ISO 標(biāo)準(zhǔn)稀釋液和水生4 號培養(yǎng)基,系本實驗室自制[10-12]。
斜生柵藻Scenedesmus obliquus引種于中國科學(xué)院水生生物研究所淡水藻種庫。在21~24 ℃、光周期L : D = 16 h : 8 h、照度4440~8880 lx 的振蕩培養(yǎng)箱中,采用水生4 號培養(yǎng)基進(jìn)行轉(zhuǎn)接擴(kuò)大培養(yǎng)。轉(zhuǎn)接3 次后基本達(dá)到同步生長,選擇培養(yǎng)72 h 的柵藻供試。
大型溞Daphnia magna引種于中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所。選擇在20 ℃ ± 2 ℃、光周期L : D = 16 h : 8 h 的人工氣候箱中孤雌繁殖3 代以上,選擇出生后6~24 h、健康活潑的幼溞進(jìn)行試驗。
斑馬魚Brachydanio rerio購于湖南省長沙市湘陽水族館。在試驗室于23 ℃ ± 2 ℃、光周期L :D = 16 h : 8 h 條件下馴養(yǎng)7 d 以上。馴養(yǎng)期間每天喂食1~2 次市售成品餌料,及時清除糞便及食物殘渣,死亡率在5%以下為有效試驗。于試驗前24 h 停止喂食,試驗期間不喂食。試驗用魚為體長2.0 cm ± 0.23 cm、體重 0.2077 g ± 0.0024 g 的健康活潑個體。
1.3.1 水樣中雙唑草腈實際濃度檢測 參照張月等[6]的液相色譜測定方法并稍作改進(jìn)。斑馬魚和大型溞試驗中,分別于暴露處理0 h 和試驗結(jié)束時取水樣過0.45 μm 濾膜后直接進(jìn)行分析。藻類試驗中,分別于暴露處理0 h 和72 h 時取30 mL 藻液,離心,上清液用30 mL 二氯甲烷萃取4 次,合并有機(jī)相于45 ℃水浴下真空旋蒸至近干,加入3 mL 甲醇,過0.45 μm 濾膜后進(jìn)行分析。
色譜檢測條件:PDAD 檢測器;Inert Sustain C18不銹鋼色譜柱 (150 mm × 4.6 mm,5 μm) ,柱溫40 ℃;流動相V(甲醇) :V(水) = 55 : 45,流速1.00 mL/min;檢測波長236 nm;進(jìn)樣量20 μL;外標(biāo)法定量。在上述色譜條件下,雙唑草腈的保留時間約為7.80 min。
所用方法的檢測限 (LOD) 為2.00 × 10?7mg,雙唑草腈的定量限 (LOQ)為1.00 × 10?2mg/L。
1.3.2 雙唑草腈對斜生柵藻的急性毒性測定 參照OECD 推薦的藻類生長抑制法[10]。試驗在250 mL三角瓶中進(jìn)行,以水生4 號培養(yǎng)液為稀釋液。依據(jù)預(yù)試驗結(jié)果,確定雙唑草腈系列質(zhì)量濃度依次為1.00 × 10?2、1.20 × 10?2、1.44 × 10?2、1.73 × 10?2、2.07 × 10?2和2.49 × 10?2mg/L。同時設(shè)空白對照組和含與藥液配制相同體積丙酮和吐溫-80 的溶劑對照組。處理后置于23 ℃、照度8400 lx 的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。藻細(xì)胞初始濃度為 1.00 × 104個/L,每處理 3 個重復(fù)。于處理后0、24、48 及72 h 分別取樣,采用血球計數(shù)板統(tǒng)計藻細(xì)胞濃度,記錄各處理藻細(xì)胞增殖受抑制情況,求出不同暴露時間下的EC50值及其相應(yīng)的95%置信限。試驗期間環(huán)境溫度為21.7~22.6 ℃,照度為7880~8 450 lx。
1.3.3 雙唑草腈對大型溞的急性毒性測定 參照OECD 推薦的溞類活動抑制法[11],采用靜態(tài)染毒。試驗在100 mL 玻璃燒杯中進(jìn)行,以ISO 標(biāo)準(zhǔn)溶液為稀釋液。依據(jù)預(yù)試驗結(jié)果,確定雙唑草腈系列質(zhì)量濃度為10.0、12.0、14.4、17.3 和20.7 mg/L,同時設(shè)空白對照和含與藥液配制相同體積丙酮和吐溫-80 的溶劑對照組,每處理 4 個重復(fù),每個重復(fù)投入10 只幼溞。試驗期間不喂食,暴露24 h 和48 h 后觀察大型溞的活動情況,以溞類大觸角和剛毛不動彈為被抑制標(biāo)志,記錄被抑制溞數(shù),采用概率單位法求出暴露24 h 和48 h 時的EC50值及95%置信限。試驗體系pH 值為7.51~7.92,硬度153 mg/L (以CaCO3計),溶解氧8.01~8.38 mg/L以上;光周期L : D = 16 h : 8 h,溫度19.3~21.2 ℃。
1.3.4 雙唑草腈對斑馬魚的急性毒性測定 參照OECD 推薦的方法[12],采用靜態(tài)染毒。試驗在3000 mL 玻璃水族箱中進(jìn)行,以曝氣24 h 以上的自來水為稀釋液。依據(jù)預(yù)試驗結(jié)果,確定雙唑草腈系列質(zhì)量濃度為15.0、18.0、21.6、25.9 和31.1 mg/L,同時設(shè)空白對照和含與藥液配制相同體積丙酮和吐溫-80 的溶劑對照,每處理投入10 條斑馬魚。不設(shè)重復(fù)。試驗開始后0、24、 48、72 及96 h 時記錄各容器中試驗魚的死亡數(shù),并觀察中毒癥狀,及時撈出死魚 (用鑷子夾魚的尾部,若無反應(yīng)即認(rèn)為已死亡)。采用概率單位法求出不同暴露時間的LC50值及其95% 置信限。試驗體系pH 值為6.74~7.63,水中溶氧量為7.72~8.44 mg/L,水質(zhì)硬度為132 mg/L (以CaCO3計),光周期L :D = 16 h : 8 h,溫度22.8~23.7 C。
常用的生態(tài)風(fēng)險評估方法有風(fēng)險商(RQ,risk quotient) 法和概率生態(tài)風(fēng)險評價(PERA,probabilistic ecological risk assessment) 法兩種,分別用于表征污染物暴露對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害的嚴(yán)重程度和概率。本研究擬重點關(guān)注除草劑雙唑草腈對我國不同水體生態(tài)影響的嚴(yán)重程度,故選擇風(fēng)險商法作為表征方法。具體評估方法參照NY/T 2882.2—2016《農(nóng)藥登記環(huán)境風(fēng)險評估指南 第2 部分:水生生態(tài)系統(tǒng)》[15]進(jìn)行,主要分為問題闡述、暴露分析、效應(yīng)分析和風(fēng)險表征4 個階段,通過收集雙唑草腈生態(tài)毒理、環(huán)境歸趨、理化性質(zhì)等方面的數(shù)據(jù),采用TOP-RICE 模型進(jìn)行運算,根據(jù)所得預(yù)測環(huán)境濃度 (PEC,mg/L) 與預(yù)測無效應(yīng)濃度(PNEC,mg/L) 計算風(fēng)險商 (RQ) 值。具體計算公式見式 (1) 和式(2) 。
根據(jù)RQ 值的大小判斷雙唑草腈的生態(tài)風(fēng)險:RQ 值 < 1,表明風(fēng)險可接受;RQ 值 > 1,表明存在不可接受的高風(fēng)險。
采用SPSS (V16.0) 統(tǒng)計軟件中的Probit 回歸方法對試驗結(jié)果進(jìn)行分析。以藥劑濃度對數(shù)為自變量,死亡或抑制率值為因變量,進(jìn)行線性回歸,計算其回歸方程、決定系數(shù) (R2) 以及雙唑草腈對3 種非靶標(biāo)生物的急性毒性LC50/EC50值及其95%置信限。
采用HPLC 檢測試驗藥液中雙唑草腈的濃度,結(jié)果表明,在有效成分1.00 × 10?2~40.0 mg/L 范圍內(nèi),雙唑草腈質(zhì)量濃度與其對應(yīng)的峰面積響應(yīng)值間呈良好的線性關(guān)系,線性回歸方程為y= 47280x–84.08,R2= 0.9999。分別采用大型溞、斑馬魚和斜生柵藻試驗中所用培養(yǎng)溶液配制雙唑草腈質(zhì)量濃度為10.0 和25.0 mg/L、15.0 和40.0 mg/L 以及1.00 × 10?2和5.00 × 10?2mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,進(jìn)行添加回收試驗,每個濃度重復(fù)5 次,測得雙唑草腈在3 種培養(yǎng)溶液中的回收率為95.50%~100.98%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD) 為0.49%~1.89%,表明所用方法符合檢測分析的基本要求[16]。
典型色譜圖見圖1。試驗過程中實測的雙唑草腈質(zhì)量濃度與初始 (0 h) 實測質(zhì)量濃度相比變化率小于20%,說明雙唑草腈在試驗期間比較穩(wěn)定,對照組中均未檢測出雙唑草腈 (表1),因此,本研究可用實測的雙唑草腈初始質(zhì)量濃度代替試驗過程中的實際質(zhì)量濃度,用于計算雙唑草腈對3 種水生生物的急性毒性效應(yīng) (EC50/LC50) 值。
表1 各試驗體系中雙唑草腈的實測濃度Table 1 Measured concentrations of pyraclonil in each test system
圖1 大型溞試驗中雙唑草腈為20.7 mg/L 時的色譜圖(48 h)Fig. 1 Liquid chromatogram of pyraclonil with 20.7 mg/L in the acute toxicity test of D. magna (48 h)
急性毒性試驗過程中,空白對照和溶劑對照組3 種水生生物均狀態(tài)良好,未發(fā)現(xiàn)明顯受抑制現(xiàn)象。隨藥劑暴露濃度升高,3 種水生生物的死亡率及被抑制率均逐漸增大。在雙唑草腈暴露脅迫下,斜生柵藻藻液較空白對照出現(xiàn)變黃或變淺現(xiàn)象,藻細(xì)胞分裂與生長受到抑制,其中生物量抑制率最高值(90.79%) 出現(xiàn)在最高濃度處理組暴露后72 h 時,但其相應(yīng)的生長抑制率卻低于50%;大型溞活動明顯受到抑制,沉于水底;部分斑馬魚出現(xiàn)沉底、躁動、運動失衡或運動緩慢現(xiàn)象,部分死亡斑馬魚胸鰭和腹鰭處出現(xiàn)充血。研究表明,雙唑草腈對3 種水生生物的抑制效應(yīng)或致死效應(yīng)隨暴露時間延長和藥劑濃度增高而表現(xiàn)出良好的暴露時間-質(zhì)量濃度-效應(yīng)關(guān)系。
雙唑草腈對3 種水生生物的急性毒性LC50值或EC50值均隨著暴露時間的延長而降低 (表2)。試驗結(jié)束時,雙唑草腈對斜生柵藻的72 h-EC50值為1.44 × 10-2mg/L,對大型溞的48 h-EC50值為15.09 mg/L,對斑馬魚的96 h-LC50值為23.05 mg/L。根據(jù)我國《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價實驗準(zhǔn)則》[17]中的毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn),雙唑草腈對斜生柵藻為高毒,對大型溞和斑馬魚為低毒。
表2 雙唑草腈對斜生柵藻、大型溞和斑馬魚和的急性毒性Table 2 The acute toxicity of pyraclonil to S. obliquus, D. magna and B. rerio
2.3.1 雙唑草腈對水生生態(tài)系統(tǒng)的初級暴露分析
根據(jù)表3 中的相關(guān)數(shù)據(jù),采用TOP-RICE 模型對雙唑草腈進(jìn)行暴露分析,當(dāng)數(shù)據(jù)不相同或為范圍數(shù)據(jù)時,遵循風(fēng)險最大化原則進(jìn)行運算。參照毛連綱等[14]的研究,由于 TOP-RICE 模型目前僅設(shè)定了噴霧的施藥方式,與噴霧相比,撒施的葉面截留和漂移均較低,因此在模型運算中,設(shè)施藥漂移率為“0”,設(shè)作物選項卡中的沖刷因子為最小值 (1.0 × 10?6)。經(jīng)查詢中國農(nóng)藥信息網(wǎng)[18],目前我國登記有效期內(nèi)的雙唑草腈制劑僅1 個,防治對象為水稻田中的一年生雜草,最高施藥劑量為有效成分0.21 kg/hm2,每季作物施藥1 次,于人工插秧后5~7 d 撒施,拋秧或機(jī)插后8~10 d撒施。另根據(jù)國家水稻研究中心劃分的水稻生育期,施藥時間為水稻分蘗期 (BBCH20-29 時期) ,在該模型的連平場景點中,早稻為4 月20 日至5 月10 日,晚稻為7 月22 日至8 月13 日,南昌場景點中,早稻為4 月28 日至5 月17 日,晚稻為7 月17 日至8 月8 日。通過模型運算所得不同類型的 PEC 結(jié)果見圖2。連平場景中,晚稻的地表徑流PEC 值、池塘水PEC 值和暴露時間加權(quán)PEC 值均低于早稻,并且晚稻的模型輸出PEC 值出現(xiàn)了部分為0 mg/L 的情況;南昌場景中,晚稻的地表徑流PEC 值高于早稻,但晚稻的模型輸出池塘水PEC 值和暴露時間加權(quán)PEC 值均低于早稻。
圖2 不同場景點雙唑草腈的預(yù)測環(huán)境濃度Fig. 2 PEC of pyraclonil under different scenarios
表3 雙唑草腈的理化性質(zhì)及環(huán)境歸趨數(shù)據(jù)Table 3 Physicochemical properties and environmental fate data of pyraclonil
2.3.2 雙唑草腈對水生生態(tài)系統(tǒng)的初級效應(yīng)分析
通過本研究獲得雙唑草腈對3 種水生生物的急性毒性數(shù)據(jù),結(jié)合相應(yīng)的 UF 值,計算得到雙唑草腈對水生生態(tài)系統(tǒng)中各類生物的 PNEC 值(表4)。
表4 雙唑草腈的急性毒性數(shù)據(jù)Table 4 Acute toxicity data of pyraclonil
2.3.3 雙唑草腈對水生生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險表征 利用TOP-RICE 模型,分別就雙唑草腈對連平和南昌場景中早、晚稻的風(fēng)險進(jìn)行評估。分別選擇地表徑流PEC 值、池塘水PEC 值和時間加權(quán)平均PEC 值與效應(yīng)分析中的PNEC 值計算RQ,得到各場景不同類型 PEC 值下RQ < 1 的占比結(jié)果 (表5)。對初級生產(chǎn)者而言,在連平-早稻場景中,無論以哪種類型的PEC 值進(jìn)行風(fēng)險表征,其RQ 值均大于1;在其他各場景中,RQ > 1 的占比也均超過60%;因此,無論以哪種類型的 PEC 值進(jìn)行風(fēng)險表征,雙唑草腈對初級生產(chǎn)者的風(fēng)險在各場景中均為不可接受,且其對早稻場景下的風(fēng)險高于晚稻。針對無脊椎動物 (大型溞) ,在連平-早稻場景中同樣以地表徑流PEC 值進(jìn)行風(fēng)險表征,得RQ <1 的組占33.33%,其風(fēng)險不可接受;以池塘水和時間加權(quán)PEC 值進(jìn)行表征,則所有場景中的RQ值均小于1。對脊椎動物 (斑馬魚) 而言,在連平-早稻場景中,以地表徑流PEC 值進(jìn)行風(fēng)險表征,RQ < 1 的組僅占42.86%,其風(fēng)險為不可接受;在其他各場景中,以不同類型的PEC 值進(jìn)行表征,其RQ < 1 的占比均超過60%,其中以池塘水PEC 值和時間加權(quán)PEC 值進(jìn)行風(fēng)險表征,所有場景中的RQ 值均小于1。
表5 不同預(yù)測環(huán)境濃度下雙唑草腈RQ < 1 的占比分布Table 5 Proportion of RQ < 1 of pyraclonil to organisms under different PECs %
綜合各場景的水生生態(tài)RQ 值進(jìn)行整體評價,發(fā)現(xiàn)雙唑草腈對3 種水生生物的RQ 值分布趨勢基本一致:以地表徑流PEC 值進(jìn)行評估時所得RQ 值跨度最大,以池塘水PEC 值和時間加權(quán)PEC 值進(jìn)行評估時RQ 值分布較為集中 (圖3)。具體數(shù)據(jù)分析見表6。其中,針對雙唑草腈對初級生產(chǎn)者 (斜生柵藻) 的風(fēng)險評估中,分別以地表徑流、池塘水和時間加權(quán)PEC 值進(jìn)行風(fēng)險表征,其RQ 最大值、平均值及第60 百分位值均遠(yuǎn)大于對脊椎動物 (斑馬魚) 和無脊椎動物 (大型溞) 的 RQ值。而在采用不同類型的3 種PEC 值對水生生態(tài)系統(tǒng)中不同營養(yǎng)層級生物進(jìn)行的風(fēng)險評估中,均以采用地表徑流PEC 值進(jìn)行評估所得風(fēng)險最大,其RQ 最大值、平均值以及第60 百分位值均遠(yuǎn)大于其他兩種類型,而以采用時間加權(quán)PEC 值進(jìn)行評估時所得風(fēng)險最小。
圖3 不同預(yù)測環(huán)境濃度下雙唑草腈對3 種水生生物的風(fēng)險商Fig. 3 RQs of pyraclonil to D. magna, B. rerio and S. obliquus under different PECs
表6 不同預(yù)測環(huán)境濃度下雙唑草腈的風(fēng)險商值分析Table 6 Analysis of RQs under different PECs
藻類、溞類和魚類分屬于 3 個不同的營養(yǎng)層級,是水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,同時也是目前水生生態(tài)毒理學(xué)研究的主要試驗生物類群,被廣泛用于水生生物安全性評價中。根據(jù)農(nóng)藥對斜生柵藻、大型溞和斑馬魚的急性毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)[17],本研究結(jié)果表明,雙唑草腈對大型溞和斑馬魚為低毒,其急性毒性48 h-EC50值和96 h-LC50值分別為15.09 mg/L 和23.05 mg/L,而對斜生柵藻表現(xiàn)為高毒,其72 h-EC50值為1.44 ×10?2mg/L,與前人的研究結(jié)果[8-9,20]一致。瞿晶菁等[23]的研究證實,雙唑草腈對大鼠腦、心、肺、肝、腎、睪丸、附睪、卵巢和子宮等各臟器均未引起明顯病理形態(tài)學(xué)改變,說明其對動物較為安全。已有研究證明,綠藻對原卟啉原氧化酶抑制劑類除草劑最為敏感[9],本研究表明,雙唑草腈對斜生柵藻的毒性較高,其原因也可能是由于該類除草劑的作用靶標(biāo)是普遍存在于斜生柵藻和植物葉綠體中的原卟啉原氧化酶,但有關(guān)雙唑草腈對藻類的具體致毒機(jī)理尚待更深層次研究。
農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評估是評價在特定使用條件下農(nóng)藥對人類和環(huán)境造成傷害的可能性,不僅需要考慮農(nóng)藥本身的毒性,還需考慮實際使用條件下評估對象對農(nóng)藥的接觸和暴露程度,目前我國農(nóng)藥登記中對風(fēng)險評估的要求也不再依據(jù)單一的毒性評估,而是同時包括了暴露評估和不確定性評估。此外,農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評估也是量化農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險的重要手段,可通過研究農(nóng)藥施用對非靶標(biāo)生物的暴露及對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能所造成的影響,闡明和預(yù)測農(nóng)藥對環(huán)境的潛在危害,進(jìn)而提出相應(yīng)的風(fēng)險管理措施[24-25]。本研究采用TOPRICE 模型結(jié)合風(fēng)險商值法,就目前我國水稻上登記使用的雙唑草腈產(chǎn)品對水生生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險進(jìn)行了評估,結(jié)果顯示,在現(xiàn)有登記情況下,不同場景點中雙唑草腈對脊椎動物和無脊椎動物的風(fēng)險均在可接受水平,而對初級生產(chǎn)者的風(fēng)險為不可接受,其RQ 值高達(dá)618.52,遠(yuǎn)大于風(fēng)險劃分值1,且在連平、南昌兩個場景中均為早稻時期施藥風(fēng)險更高。因此,在實際生產(chǎn)中應(yīng)注意科學(xué)合理用藥,做好隔斷措施,以防止雙唑草腈流入附近的池塘和溝渠,同時應(yīng)合理調(diào)整施藥時期,以降低其對初級生產(chǎn)者的風(fēng)險:在連平和南昌場景中,于早稻分蘗前期施用雙唑草腈,其PEC 值較低,雖可適當(dāng)降低風(fēng)險,但其RQ 值仍大于1,風(fēng)險仍不可接受;于連平場景晚稻分蘗中后期施用,RQ 值小于1 的占比有所增加;于南昌場景晚稻分蘗后期施用,則其風(fēng)險均可接受。然而,有關(guān)施藥時間改變是否會影響雙唑草腈對雜草的防效尚待進(jìn)一步研究。
本研究在測試雙唑草腈對藻類、溞類和魚類急性毒性的基礎(chǔ)上,采用TOP-RICE 模型預(yù)測得到雙唑草腈在連平和南昌早稻和晚稻兩個場景中的暴露濃度,再運用RQ 法評估了其水生生態(tài)風(fēng)險,所得結(jié)果可為該藥劑的環(huán)境安全性評價及合理使用提供依據(jù),但本研究中仍存在一些可能導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生偏差的因素:首先TOP-RICE 模型中只設(shè)定了噴霧法,而雙唑草腈的施藥方式為撒施,因此在模型數(shù)據(jù)輸入中對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了調(diào)整;其次因無法獲得雙唑草腈代謝物的毒理學(xué)數(shù)據(jù),在關(guān)于水生生態(tài)系統(tǒng)和地下水 PEC 值的運算中僅采用母體的毒性數(shù)據(jù)進(jìn)行了初級風(fēng)險評估,因而其代謝產(chǎn)物的風(fēng)險未能體現(xiàn)出來;此外,本研究僅根據(jù)理論噴霧施藥情形進(jìn)行了預(yù)測評價,其結(jié)果與實際使用情況可能會存在一定差異。因此,在后續(xù)應(yīng)采用田間殘留消解研究結(jié)果和實際監(jiān)測數(shù)據(jù),進(jìn)一步開展雙唑草腈對初級生產(chǎn)者的高級風(fēng)險評估,以確保評估結(jié)果的準(zhǔn)確性和指導(dǎo)意義。