77%氢氧化铜水分散粒剂对6种陆生生物的毒性及环境风险评估

程禹，邵辉，刘春艳，杨云艳，杨丽静，闫琳，林宏芳，郭永泽

天津市农业科学院农产品质量安全与营养研究所，农业农村部农产品质量安全风险评估实验室(天津)，天津 300381

农药在减少病虫害、保证农业丰产丰收等方面发挥着重要作用，已成为当今农业不可或缺的重要生产资料。据统计，使用农药可使粮食损失减少约30%[1]。2020年中央一号文件中，对标全面建成小康社会，提出治理农村生态环境突出问题，深入开展农药化肥减量行动。近几年来，农药使用带来的环境安全问题引起了人们的广泛关注。因此，研究“高效、低风险”的农药，对安全合理使用农药，推进绿色发展意义重大。

近些年，在我国的许多地区，尤其是广西省和福建省，柑橘溃疡病的发病率较高，且发病程度也较重。溃疡病直接影响柑橘的产量[2]。随着柑橘种植面积的扩大，果实品质差异较大，其中柑橘溃疡病是影响果实品质的主要因素之一[3]。柑橘溃疡病的“火山口”的病斑症状可以说早已深入人心。危害严重时造成树势衰弱，落叶、枯梢、落果，病害上果后严重影响果实外观品质。而且，柑橘溃疡病传播途径广、传染迅速、病菌生存能力强，目前仍无有效途径完全根治，因此也被世界上各大柑橘主产国列入检疫性病害名单[4]。

当前防治柑橘溃疡病的有效药剂主要是铜制剂及农用抗生素[5]。氢氧化铜水分散粒剂是一种铜基杀菌剂，对预防保护柑橘溃疡病，有着良好的效果[6]。它的杀菌作用主要靠铜离子，铜离子被萌发的孢子吸收，当达到一定浓度时，就可以杀死孢子细胞，从而起到杀菌作用。从而有效防治作物的细菌及真菌性病害，对柑橘溃疡病、黄瓜角斑病尤其高效。微量的Cu对植物生长具有促进作用。一般植物叶片的正常Cu含量为5～30 mg·kg-1，高于30 mg·kg-1时则可能引起中毒[7]。

目前，Cu2+对陆生生物毒性的研究报道为数不多，氢氧化铜原药对小白鼠急性经口毒性为中毒，急性接触为低毒[8]，本文参照《化学农药环境安全评价试验准则》(GB/T 31270—2014)[9-13]和《化学农药天敌(瓢虫)急性接触毒性试验准则》(NY/T 3088—2017)[14]，对6种模式陆生生物：日本鹌鹑(Coturnixjaponica)、蜜蜂(ApismelliferaL.)、家蚕(Bombyxmori)、赤眼蜂(Trichogrammadendrolimi)、七星瓢虫(Coccinellaseptempunctata)和蚯蚓(Eiseniafoetida)进行急性毒性测试，进而评估污染物特别是农药对环境的影响。急性毒性试验即单次给药毒性试验，指机体(人或实验动物)1次(或24 h内多次)接触外来化合物之后所引起的中毒效应，甚至死亡。急性毒性试验是推测新农药对非靶标生物进行毒性分级的重要手段。但按照我国现行标准，农药的毒性一般按急性毒性终点值的大小来划分，这样会导致一些低毒，但具有致癌、致突变等慢性毒性的农药被错误地划归为低毒农药范畴。还要注意的是低毒农药如果应用范围广、暴露量大，则其危险性也可能很高，因此单纯用毒性指标来衡量农药的安全性显然是不适当的。所以根据我国颁布的《农药登记 环境风险评估指南》(NY/T 2882—2016)[15]，使用China-PEARL模型预测农药在地下水中的环境暴露浓度和PECsoil_SFO_China模型预测的在土壤中的环境暴露浓度，对农药进行全面环境风险评估是很有必要的。本文旨在通过对77%氢氧化铜水分散粒剂在防治柑橘溃疡病过程中，对生态环境的危害特性和暴露程度进行系统全面评估，为其农药登记风险管理提供一定的科学理论依据和技术支撑。

1 材料与方法(Materials and methods)

1.1 材料

1.1.1 供试农药

77%氢氧化铜水分散粒剂由山东迦奇生物技术有限公司提供。

1.1.2 供试生物

试验生物为日本鹌鹑(Coturnixjaponica)，由天津市武清兴汇养殖场提供，该试验生物引入实验室5～7 d，驯养死亡率<5%，生长状态符合该物种生长规律，来自同一个母本种群，且同一天孵化。饲喂饲料为秦皇岛市奥极饲料有限公司生产的“奥极牌102蛋鹌鹑配合饲料”。意大利成年工蜂(ApismelliferaL.)为供试生物，供试生物由北京密云东菜园养蜂厂引种，为来自同一种群的成年工蜂，年龄相同、饲喂状况一致，并营养良好、健康。以菁松×皓月为供试家蚕(BombyxmoriL.)，由山东广通蚕种集团有限公司提供，以蜕皮时间和大小相近的二龄起蚕为试验生物材料。以松毛虫赤眼蜂(Trichogrammadendrolimi)为供试生物，供试卵卡由广东省昆虫研究所提供。在试验前，从冰箱(-4 ℃)中取出试验所需量的寄生米蛾卵或卵卡，每个指形管中装入约0.2 mL寄生米蛾卵或1/8张卵卡，封闭管口，放入温度为(25±2) ℃、相对湿度为50%～80%的培养室(黑暗条件)开始羽化培养。羽化培养期间，需要定时检查羽化情况，从出现羽化的成虫开始计时，使用开始羽化后48 h内羽化的成蜂。赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)，购自天津市贾立明蚯蚓养殖有限公司，挑选已出现繁殖环带的、体质量在400～500 mg之间的健康成年蚯蚓用于试验，购入后在室温20 ℃条件下避光驯养。以七星瓢虫(Coccinellaseptempunctata)为供试生物，供试卵卡由北京市农林科学院提供，采用孵化3～4 d的二龄幼虫。

1.2 试验方法

1.2.1 参比试验

采用99.9%乐果标准品作为参比物质进行蜜蜂经口、蜜蜂接触、家蚕接触、天敌瓢虫接触敏感性检查。采用99%氯乙酰胺作为参比物质进行蚯蚓敏感性检查。试验过程根据国家颁布的《化学农药环境安全评价试验准则》(GB/T 31270—2014)[9-13]和《化学农药天敌(瓢虫)急性接触毒性试验准则》(NY/T 3088—2017)[14]进行。

1.2.2 鸟类毒性试验

参照经济合作与发展组织(Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD)试验准则和我国颁布的《化学农药环境安全评价试验准则》，先以各试验的最高浓度和最低浓度，设置较大极差的4～5个剂量组，通过预实验求出最高全存活剂量和最低全致死剂量。根据预实验结果，正式试验设置120.6、144.7、173.6、208.3、250.0、300.0和360.0 mg a.i.·(kg bw)-1共7个剂量组，称量试验用鹌鹑体质量，根据设计的分组剂量按1.0 mL·(100 g bw)-1计算给药体积，将配制好的试验药液按计算体积一次性经口灌入鹌鹑体内，即可得到上述设计剂量组，并设空白对照组。每处理1次重复，每处理组10只鹌鹑，雌雄各半，试验周期7 d。

1.2.3 蜜蜂急性接触毒性试验

预实验方法同1.2.2，根据结果，设置100.0 μg a.i.·蜂-1剂量组，药剂使用蒸馏水溶解，并设空白对照和助溶剂对照组(每只蜂点滴1.0 μL的体积分数为0.1%吐温-80水溶液)。处理组和对照组均设3次重复，每个重复10只蜜蜂。将蜜蜂引入三角瓶内，用纱布封口，通入N2将蜜蜂麻醉，用电动移液器分别点滴1.000×105mg a.i.·L-1供试药液1.0 μL于蜜蜂中胸背板处，待蜂身晾干后转入试验笼中，用50%(m/V)蔗糖水饲喂。

1.2.4 蜜蜂急性经口毒性试验

预实验方法同1.2.2，根据结果，设置1.66、2.82、4.79、8.14、13.8和23.5 μg a.i.·蜂-1，将蜜蜂引入试验笼中，每个笼中10只试验用蜂。将药液与50%蔗糖水以体积比1∶1混匀，然后在饲喂器(2 mL离心管)中加入200 μL含有不同浓度供试物的50%蔗糖水溶液(m/V)，并对每组药液的消耗量进行测定。一旦药液消耗完，将食物容器取出，换用不含供试物的蔗糖水进行饲喂(不限量)。对于异味较浓的农药，有时蜜蜂拒绝进食，从而导致食物消耗很少或几乎没有消耗的，最多延长至6 h，并对食物的消耗量进行测定(即测定该处理的食物残存质量)。

1.2.5 家蚕急性毒性试验

预实验方法同1.2.2，根据结果，设置416、553、735、978、1.30×103、1.73×103和2.30×103mg a.i.·L-1这7个浓度组，药剂使用蒸馏水溶解，并设空白对照组。处理组和对照组均设3次重复，每个重复20头蚕。在培养皿内饲养二龄起蚕，用不同浓度的药液完全浸渍桑叶10 s，晾干后供蚕食用。整个试验期间饲喂药剂处理后的桑叶。

1.2.6 赤眼蜂急性毒性试验

预实验方法同1.2.2，根据结果，设置2.772×10-4、5.544×10-4、1.109×10-3、2.218×10-3和4.435×10-3mg a.i.·cm-2这5个浓度组，在指形管中加入1 mL药液，将药液在指形管中充分滚吸晾干形成药膜管，然后将供试赤眼蜂放入药膜管中爬行1 h后转入无药指形管中，以棉线浸渍10%蜂蜜水饲喂，并用黑布封住管口，在人工气候箱中培养。

1.2.7 七星瓢虫急性毒性试验

预实验方法同1.2.2，根据结果，设置485.1 g a.i.·hm-2的浓度，在指形管中加入配制的试验药液1 mL，采用烤肠机将药液在指形管中充分滚吸晾干形成药膜管。然后将二龄供试瓢虫幼虫单头接入药膜管中，给予足量的活幼蚜供瓢虫取食，并以纱布封紧管口，以后每天饲喂充足的活蚜虫作为食物，饲喂蚜虫前需将残余的蚜虫清理干净，以保证瓢虫充分接触药膜。对照组的瓢虫数量与处理组相同，并与处理组同时进行。指形管应平放，保证瓢虫能够自由爬行减少重力对其的不利影响。本次试验设置1个处理组和对照组，对照组和处理组均设置3个重复，每个重复为10头二龄瓢虫幼虫。

1.2.8 蚯蚓急性毒性试验

预实验方法同1.2.2，根据结果，参照《化学农药环境安全评价试验准则》中农药对蚯蚓急性毒性试验方法中的人工土壤法，移取7.500×103mg a.i.·L-1一级储备液20.00 mL加入到1 500 g人工土壤中，加入适量的蒸馏水调节土壤含水量，占土壤干质量的30%～35%，充分搅拌使药物与土壤混合均匀，得到100.0 mg a.i.·(kg干土)-1共1个浓度水平；然后将此浓度水平的土壤平均分装于3个标本瓶，制成一个浓度所需的3个重复，每个处理放入蚯蚓10条，并设置空白对照。用纱布扎好瓶口，在人工气候箱中培养。

1.3 数据处理

试验结果用SPSS 20.0[16]统计软件处理，计算日本鹌鹑每一观察时间的半致死剂量(LD50)和95%置信限，计算蜜蜂接触和经口试验的24 h和48 h的死亡率、LD50值及95%置信限，计算家蚕急性毒性试验的半数致死浓度(LC50)包括24 h-LC50、48 h-LC50、72 h-LC50、96 h-LC50值及其95%置信限，计算赤眼蜂24 h半致死用量(24 h-LR50)和95%置信限，计算瓢虫48 h、96 h、蛹前(13 d)、成虫前(18 d)的LR50和95%置信限，计算对赤子爱胜蚯蚓的7 d-LC50、14 d-LC50和95%置信限。

1.4 评估数据获取

本研究涉及有效成分为氢氧化铜，进行农药环境风险评估需要的数据主要有理化性质、环境相关基础数据及生态毒性数据等，数据主要来本实验室(天津市农业质量标准与检测技术研究所)、欧洲食品安全局(European Food Safety Authority, EFSA)和农药性质数据库(Pesticide Properties DataBase, PPDB)。本实验室毒性终点数据均根据《化学农药环境安全评价试验准则》(GB/T 31270—2014)[9-13]和《化学农药天敌(瓢虫)急性接触毒性试验准则》(NY/T 3088—2017)[14]的方法进行实验获得的。77%氢氧化铜水分散粒剂使用方法列于表1中，理化性质和环境归趋数据列于表2中，生态毒理数据列于表3中。

2 结果与分析(Results and analysis)

2.1 鸟类急性毒性试验结果和风险表征

2.1.1 77%氢氧化铜水分散粒剂对鸟类急性经口毒性试验结果

测试结果显示，空白对照组未观察到中毒症状；处理组鹌鹑出现活动减少、呆滞、摄食和摄水量减少、站立不稳等症状。对鹌鹑急性经口半致死剂量(7 d-LD50)为225.9 mg a.i.·(kg bw)-1，7 d-LD50的95%置信限为183.3～292.1 mg a.i.·(kg bw)-1，回归方程为Y=3.78175X-8.90196，回归系数R2=0.934，毒性等级为“中毒”。

表1 氢氧化铜的使用方法Table 1 Method of copper hydroxide application

表2 氢氧化铜的理化性质和环境归趋数据Table 2 Physicochemical properties and environmental fate data of copper hydroxide

表3 氢氧化铜的生态毒性数据Table 3 Ecotoxicity data of copper hydroxide

2.1.2 鸟类环境风险暴露分析

根据被评估物质77%氢氧化铜水分散粒剂的施药信息，暴露途径为农药喷雾，推荐的单位面积农药最高施药剂量(AR)为277.2 g a.i.·hm-2，选择暴露场景为“果园和观赏植物/苗圃类”，小型食虫鸟类作为指示物种，此情形下，选择77%氢氧化铜水分散粒剂施药3次对鸟类急性的预测暴露剂量(PED)按式(1)计算[15]，计算涉及的参数及计算结果如表4所示。

PEDacute=FIRbw·d×RUD90×AR×MAF90×10-3

(1)

式中：PEDacute为急性预测暴露剂量(mg a.i.·(kg bw·d)-1)；FIRbw·d为指示物种单位体质量单位时间食物摄取量(g·(g bw·d)-1)；RUD90为第90百分位单位面积施药剂量的食物农药残留量((mg a.i.·(kg食物)-1)/(kg a.i.·hm-2))；AR为单位面积农药最高施药剂量(g a.i.·hm-2)；MAF90为RUD90对应的多次施药因子。

2.1.3 鸟类环境风险效应分析

77%氢氧化铜水分散粒剂对鸟类急性试验的毒性终点值列于表5中，按式(2)计算预测无效应剂量(PNED)[15]，计算涉及的参数及计算结果如表5所示。

(2)

式中：PNED为预测无效应剂量(mg a.i.·(kg bw·d)-1)；EnP为毒性试验终点(mg a.i.·(kg bw·d)-1)；UF为不确定性因子。

2.1.4 鸟类环境风险表征

风险表征值通过式(3)计算[15]。初级风险评估结果表明，77%氢氧化铜水分散粒剂对鸟类急性风险可接受。计算参数与计算结果如表6所示。

表4 鸟类风险评估中的77%氢氧化铜水分散粒剂急性预测暴露剂量Table 4 Risk assessment of birds: Acute predicted exposure dose of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

(3)

式中：RQ为风险商值；若RQ≤1，风险可接受；若RQ>1，风险不可接受。

2.2 蜜蜂急性毒性试验结果和风险表征

2.2.1 蜜蜂急性接触毒性参比试验结果

98.5%乐果对蜜蜂急性接触毒性的24 h-LD50为0.174 μg a.i.·蜂-1，其95%置信区间为0.155～0.210 μg a.i.·蜂-1，在0.10～0.30 μg a.i.·蜂-1之间，表明试验试材和体系符合要求，试验结果可靠。

2.2.2 蜜蜂急性经口毒性参比试验结果

98.5%乐果对蜜蜂急性经口毒性的24 h-LD50为0.103 μg a.i.·蜂-1，其95%置信区间为0.0829～0.143 μg a.i.·蜂-1，在0.10～0.35 μg a.i.·蜂-1之间，表明试验试材和体系符合要求，试验结果可靠。

2.2.3 77%氢氧化铜水分散粒剂对蜜蜂急性接触毒性试验结果

测试结果显示，空白对照组未观察到中毒症状；处理组蜜蜂也未观察到中毒症状，对蜜蜂急性接触LD50为>100 μg a.i.·蜂-1，毒性等级为“低毒”。

2.2.4 77%氢氧化铜水分散粒剂对蜜蜂急性经口毒性试验结果

测试结果显示，空白对照组未观察到中毒症状；处理组蜜蜂出现腹部膨胀、显著的激动和不安、对外界刺激反应迟钝等症状。对蜜蜂急性经口48 h-LD50为6.19 μg a.i.·蜂-1，其95%置信限为5.21～7.96 μg a.i.·蜂-1，回归方程为Y=1.5692+4.3340X，回归系数R2=0.8720，毒性等级为“中毒”。

2.2.5 蜜蜂环境风险暴露分析

根据被评估物77%氢氧化铜水分散粒剂的良好农业规范(Good Agricultural Practice, GAP)信息可知，AR为277.2 g a.i.·hm-2，使用方法为喷雾施药，初级暴露分析中不计算PED，采用农药AR作为暴露量。

2.2.6 蜜蜂环境风险效应分析

喷雾施药不计算PNED，仅使用蜜蜂急性经口或接触毒性中毒性较高的LD50，当同时具备有效成分及其制剂产品的LD50时，应选择毒性较高的数据。如表4所示，77%氢氧化铜水分散粒剂对蜜蜂急性经口LD50为6.19 μg a.i.·蜂-1，对蜜蜂急性接触LD50为>100 μg a.i.·蜂-1；氢氧化铜原药对蜜蜂急性经口LD50为49.0 μg a.i.·蜂-1，对蜜蜂急性接触LD50为>44.46 μg a.i.·蜂-1。因此选择制剂对蜜蜂急性经口LD50，为6.19 μg a.i.·蜂-1。

2.2.7 蜜蜂环境风险表征

通过下式根据农药单次最高施药剂量和毒性较高的急性经口半致死剂量计算喷施农药77%氢氧化铜水分散粒剂暴露场景的风险商值(RQsp)。

(4)

RQsp<1，风险可接受。

2.3 家蚕急性毒性试验结果和风险表征

2.3.1 家蚕急性毒性参比试验结果

98.5%乐果对家蚕急性毒性的96 h-LC50为1.34×103mg a.i.·L-1，在标准要求范围内，本试验结果可靠。

表5 鸟类风险评估中的77%氢氧化铜水分散粒剂毒性终点及预测无效应剂量(PNED)Table 5 Risk assessment of birds: Toxicity endpoints and predicted no effect dose (PNED) of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

表6 鸟类风险评估中的77%氢氧化铜水分散粒剂初级风险评估结果Table 6 Risk assessment of birds: The primary risk assessment results of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

2.3.2 77%氢氧化铜水分散粒剂对家蚕急性毒性试验结果

测试结果显示，空白对照组未观察到中毒症状；处理组家蚕出现拒食或摄食减少、吐丝、吐液、对外界刺激反应迟钝等症状。对家蚕急性经口96 h-LC50为2.08×103mg a.i.·L-1，其95%置信限为1.80×103～2.60×103mg a.i.·L-1，回归方程为Y=-7.0096+3.6197X，相关系数R2=0.9738，毒性等级为“低毒”。

2.3.3 家蚕环境风险暴露分析

根据被评估物质77%氢氧化铜水分散粒剂的GAP信息，可知暴露场景为飘移场景，根据式(4)～式(7)分别计算多次施药最外围、次外围桑树上的预测暴露浓度(PEC)、多次施药因子(MAF)、桑叶上农药的降解系数(DFPHI)。

PECma-fr=AR×PDFfr×RUD95×MAF×DFPHI

(5)

式中：PECma-fr为多次施药后最外围一行桑树预测暴露浓度(mg a.i.·(kg桑叶)-1)；AR为单位面积农药最高施用量(kg a.i.·hm-2)；PDFfr为最外围一行桑树上的漂移因子；RUD95为桑树上第95百分位的单位施药剂量的桑叶农药残留量((mg a.i.·(kg桑叶)-1)/(kg a.i.·hm-2))；MAF为多次施药因子；DFPHI为桑叶上农药的降解系数。

PECma-sr=AR×PDFsr×RUD95×MAF×DFPHI

(6)

式中：PECma-sr为多次施药后次外围一行桑树预测暴露浓度(mg a.i.·(kg桑叶)-1)；PDFsr为次外围一行桑树上的漂移因子。

(7)

式中：n为施药次数；i为施药间隔期(d)；DT50为农药在桑叶上的降解半衰期(d)。

(8)

式中：PHI为农药最后一次使用距离桑叶采收的间隔期(d)，计算时DT50=10(默认值)，PHI=1(默认值)，n=1，其他数据及计算结果如表7所示。

2.3.4 家蚕环境风险效应分析

被评估物质77%氢氧化铜水分散粒剂对家蚕毒性终点LC50-GB为2 080 mg·L-1，通过式(9)计算修正半致死浓度(LC50-C)，通过式(10)计算PNEC，计算结果如表8所示。

表7 家蚕风险评估中的77%氢氧化铜水分散粒剂预测暴露浓度(PEC)计算结果Table 7 Risk assessment of silkworms: Predicted exposure concentrations (PEC) of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

表8 家蚕风险评估中的77%氢氧化铜水分散粒剂预测无效应浓度(PNEC)计算结果Table 8 Risk assessment of silkworm: Predicted no effect concentration (PNEC) of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

LC50-C=LC50-GB×FC

(9)

式中：LC50-C为修正半致死浓度(mg a.i.·(kg桑叶)-1)；FC为修正系数(L·(kg桑叶)-1)。

(10)

式中：PNEC为预测无效应浓度(mg a.i.·(kg桑叶)-1)；EnP为试验得出的毒性终点(mg a.i.·(kg桑叶)-1)；UF为不确定性因子。

2.3.5 家蚕环境风险表征

初级风险评估结果表明，77%氢氧化铜水分散粒剂对家蚕风险可接受。根据式(11)计算RQ，计算结果如表9所示。

(11)

式中：RQ为风险商值；若RQ≤1，风险可接受；若RQ>1，风险不可接受。

2.4 非靶标节肢动物急性毒性试验结果和风险表征2.4.1非靶标节肢动物急性毒性参比试验结果

98.5%乐果在0.20 g·hm-2剂量时，七星瓢虫幼虫死亡率为53.3%，在40%～80%之间，符合标准要求范围，表明试验试材和体系符合要求，试验结果可靠。

2.4.2 77%氢氧化铜水分散粒剂对赤眼蜂急性毒性试验结果

测试结果显示，空白对照组未观察到中毒症状；处理组赤眼蜂出现触角不动、对外界刺激反应迟钝等症状。对赤眼蜂急性24 h-LR50为1.690×10-3mg a.i.·cm-2，其95%置信限为1.200×10-3～2.590×10-3mg a.i.·cm-2，回归方程为Y=3.70131+1.33547X，回归系数R2=0.9649，毒性等级为“低毒”。

2.4.3 77%氢氧化铜水分散粒剂对七星瓢虫急性毒性试验结果

测试结果显示，空白对照组未观察到中毒症状；处理组也未观察到中毒症状，77%氢氧化铜水分散粒剂对瓢虫急性接触18 d-LR50>485.1 g a.i.·hm-2，毒性等级为“低毒”。

2.4.4 非靶标节肢动物环境风险暴露分析

根据被评估物质77%氢氧化铜水分散粒剂GAP信息，通过式(12)和式(13)分别计算该物质在农田内、农田外的预测暴露用量(PER)，通过式(14)计算MAF，通过式(15)计算农药在植株表面的降解速率常数(k)。计算参数与计算结果如表10所示。

农田内暴露分析

PERin=AR×MAF

(12)

式中：PERin为农田内预测暴露用量(g a.i.·hm-2)；AR为推荐的农药有效成分单位面积最高施药量(g a.i.·hm-2)；MAF为多次施药因子。

农田外暴露分析

(13)

表9 家蚕风险评估中的77%氢氧化铜水分散粒剂初级风险评估结果Table 9 Risk assessment of silkworms: Primary risk assessment of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

表10 非靶标节肢动物风险评估中的77%氢氧化铜水分散粒剂预测暴露用量(PER)计算参数与计算结果Table 10 Non-target arthropod risk assessment: Predicted exposure dosage (PER) calculation parameters and results of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

式中：PERoff为农田外预测暴露用量(g a.i.·hm-2)；PDF为农药飘移因子；VDF为农药植被分布因子。

(14)

式中：n为施药次数；k为农药在植株表面的降解速率常数；i为施药间隔期(d)。

(15)

式中：DT50为农药在植株表面的降解半衰期(d)。

2.4.5 非靶标节肢动物环境风险表征

选择代表物种的LR50，当同一类型的非靶标节肢动物(NATs)有多个LR50值时，选择最敏感的LR50值，因此对寄生性天敌LR50值选择蚜茧蜂天敌的LR50，为50 g a.i.·hm-2。农田内危害商值(HQin)、农田外危害商值(HQoff)分别按式(16)和式(17)计算，计算结果如表11所示，UF采用默认值5。HQ≤5，表明风险可接受；HQ>5，表明风险不可接受。

(16)

(17)

根据被评估物质77%氢氧化铜水分散粒剂的GAP信息，77%氢氧化铜水分散粒剂对非靶标节肢动物进行农田内和农田外风险评估。分别得到：对寄生性天敌赤眼蜂HQin=9.702>5，HQoff=2.325<5；对捕食性天敌瓢虫HQin=1.000<5，HQoff=0.2396<5。因此，77%氢氧化铜水分散粒剂对农田内寄生性天敌赤眼蜂风险不可接受；对农田内及农田外捕食性天敌瓢虫、农田外寄生性天敌赤眼蜂风险均可接受。

2.5 蚯蚓急性毒性试验结果和风险表征

2.5.1 蚯蚓急性毒性参比试验结果

氯乙酰胺对蚯蚓急性毒性14 d-LC50为45.1 mg a.i.·(kg干土)-1，在20～80 mg a.i.·(kg干土)-1之间，本试验结果可靠。

2.5.2 77%氢氧化铜水分散粒剂对蚯蚓急性毒性试验结果

空白对照组未观察到中毒症状；处理组也未观察到中毒症状，77%氢氧化铜水分散粒剂对蚯蚓急性14 d-LC50>100.0 mg a.i.·(kg干土)-1，毒性等级为“低毒”。

2.5.3 土壤生物环境风险暴露分析

根据被评估物77%氢氧化铜水分散粒剂的生态毒性数据及施药信息，对土壤生物采用PECsoil_SFO_China模型进行初级急性暴露分析。初级急性暴露分析使用PECsoilaccu, overall作为预测土壤环境浓度，PECsoil,accu,overall为7 998 mg·kg-1。PECsoil_SFO_China模型输入参数及输出结果如表12所示。

2.5.4 土壤生物环境风险效应分析

采用生态毒理学研究得出的毒性终点及相应的不确定因子进行预测无效应浓度(PNEC)计算，PNEC按式(18)计算。计算涉及的参数及计算结果如表13所示。

(18)

式中：PNEC表示预测无效应浓度；Endpoint表示试验毒性终点，如LC50、25%效应浓度(EC25)、无观察效应浓度(NOEC)等；UF表示不确定性因子。

2.5.5 土壤生物环境风险表征

风险商值(RQ)按式(19)计算。计算涉及的参数及计算结果如表14表示。

(19)

式中：RQ表示风险商值；PEC表示预测土壤环境浓度；PNEC表示对土壤生物预测无效应浓度。当RQ≤1，风险可接受；当RQ>1，则表明风险不可接受。

表11 非靶标节肢动物风险评估中的77%氢氧化铜水分散粒剂危害商值(HQ)计算结果Table 11 Non-target arthropod risk assessment: Hazard quotient (HQ) calculation results of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

由表14可知，77%氢氧化铜水分散粒剂对蚯蚓急性、慢性的RQ>1，因此风险都不可接受。

综上所述，本研究表明：

(1)77%氢氧化铜水分散粒剂对蜜蜂急性经口毒性为中毒，说明对该农药的使用应避开流蜜期[17]，针对大片蜜源区以及需要昆虫授粉的虫媒植物选用毒性相对较低的剂型，并且注意施药当天的风力和风向，尽量减少农药对蜜蜂等有益生物的危害。也可开展田间试验进行高级风险评估，来获得更实际的风险评估结果，从而降低评估结果的不确定性[18]。

(2)77%氢氧化铜水分散粒剂对桑树种植园最外围一行桑树上的家蚕风险不可接受，应在农药标签上注明“最外围桑树作为隔离带”等标识。

(3)77%氢氧化铜水分散粒剂对土壤生物蚯蚓风险不可接受，应在农药标签上注明“禁止在蚯蚓养殖地使用”等标识。

(4)77%氢氧化铜水分散粒剂对农田内赤眼蜂风险不可接受，应在农药标签上注明“赤眼蜂卡投放期间禁用”等标识。

表12 PECsoil_SFO_China模型输入参数和输出结果Table 12 Input parameters and output results of PECsoil_SFO_China Model

表13 土壤生物风险评估中的77%氢氧化铜水分散粒剂毒性终点及预测无效应剂量(PNED)Table 13 Soil biological risk assessment: Toxicity endpoints and predicted no effect dose (PNED) of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule

表14 77%氢氧化铜水分散粒剂对土壤生物风险商值Table 14 Risk quotients of 77% copper hydroxide aqueous dispersion granule to soil organisms

综上，不同生物遭受的毒性程度不一，其中2项经口试验均为“中毒”，说明农药制剂中助剂可能会影响经口试验结果。我国的农药环境风险评估研究虽然起步较晚，但发展迅速[19]。它反映了农药对整个生态系统的直接或间接影响，同时也在农药的登记管理中发挥着重要作用[20]。虽然通过急性毒性试验，测试出该农药对大部分陆生生物是低毒，但参照《农药登记 环境风险评估指南》(NY/T 2882—2016)[15]的方法进行环境风险评估，仍有上述3项环境风险不可接受，因此只单纯用急性毒性分级来衡量农药的安全性，显然是不够全面的。同时，对于一些“高毒”农药，采取“一刀切”管理方式，不但使农业生产面临无药可用的局面，还会让农药的创制遭遇极大的困境[21]。从目前发展趋势来看，减少试验数量、优化试验程序、建立评估模型是未来发展趋势[22]。所以，农药环境风险评估手段亟待更新，应进一步补充农药的田间试验数据，加强环境暴露预测模型及场景分析信息收集，推动高阶风险评估技术的标准化，对新农药、老农药和撤销登记的农药都建立起有效的监督管理机制，丰富完善风险评估体系，从而更安全合理地使用农药。