巴塞罗那环境评估与水研究所Damià等STOTEN：高危杀虫剂和相关污染物——毒理学、监管和分析方面

有害农药的使用导致其在各种环境基质中的含量持续超过允许水平，对人类健康和环境造成不良影响。高危农药通过酶抑制和诱导氧化应激效应对人类健康和环境造成危害。因此，开发快速而灵敏的传感策略对于实现多种农药的检测并在特定基质中不产生有害衍生物条件下进行农药去除至关重要。实现农药的鲁棒检测和完全缓解可能需要结合新旧方法，并可在全球范围内应用于环境中农药残留的削减。实际上，尽管有待于修订，目前已有限制农药销售、储存、使用以及环境允许浓度的相关管理条例，但缺少农药污染修复的监管、分析检测和缓解措施的信息。此外，对现有相关条例的执行监管和发展中国家农药的严格监测是非常有必要的。本综述重点讨论了农药分析检测方法、管理条例以及有效去除危险农药的缓解措施。

图1. 农药详细分类的示意图

Fig. 1 Schematic illustration of a detailed classification of pesticides.

农药暴露可对生物体产生各种有害影响（图2）。最常见的影响包括抑制胆碱酯酶并引发氧化应激作用，进而导致其他健康问题。某些农药，如3,5,6-三氯-2-吡啶醇（TCPY），已被发现与产前暴露的幼儿患注意力不足过动症的风险增加有关。农药的影响取决于农药类型、浓度、种类、预防措施、土壤吸附、气象条件和持久性等因素。有机磷农药每年导致约5万人死亡，尤其在发展中国家更为突出。这些农药暴露会加重慢性哮喘患者的症状，导致2型糖尿病，并损害男性生殖系统。农药可以通过吸入、摄入和皮肤接触进入体内。除了对胆碱酯酶的影响，农药还可能具有致癌、致突变、致畸和烟碱的效应。

图2. 农药对生物体的毒理影响

Fig. 2 Toxicological effects of pesticides on living organisms.

农药分析方法的发展趋势是开发快速、准确和可选择性甄别党的农药残留痕量检测与定量方法。气相色谱（GC）、高效液相色谱（HPLC）和质谱（MS）是常用的方法，尤其是高效液相色谱-电喷雾串联质谱法或气相色谱-大气压化学电离质谱联用法。固相萃取和QuEChERS是常用的样品提取方法。方法确认和方法验证通常作为重要考虑因素。色质联用是一种理想的分析技术。农药监测的主要挑战在于待测物的分析范围较广。串联质谱技术可实现有效检测但成本高且耗时。基于碳基纳米材料（如石墨烯量子点和氮化炭纳米片）的荧光传感器在安全性、寿命、可用性和生物相容性方面具有优势。基于生物标志物的检测方法由于易用性、成本和特异性而备受青睐。生物标志物的选择应考虑农药的生理效应、敏感性和特异性。总的来说，开发分析方法和新型传感器对于农药的有效分析和监测至关重要。

图3 基于碳基纳米材料的农药检测潜力

Fig. 3 Pesticides detection potential of carbon-based nanomaterials

高危农药的使用对人类和环境健康构成风险。因此，必须开发快速而灵敏的传感技术用于多种农药检测和定量，同时在不产生有害衍生物的情况下从环境中去除它们。有关农药使用和环境浓度的法规，特别是在发展中国家，有待于进一步修订和强化。农药在不同基质中有不同的残留期并能从施用地点方发生长距离迁移。环境和人体可能同时存在多种农药，因此需要研究它们之间的相互作用，以实现有效的检测和监管。农药检测面临的挑战包括需要能够同时检出多种农药、检出速度快、易使用，并且需符合检测要求。农药控制措施应当以全面去除为目标，而不是部分去除，因为即便在低浓度时农药也可产生不良影响。农药去除的方法包括吸附、生物处理或纳米过滤等，具体的去除措施可以根据具体的农药和基质进行选择。具有准确作用机制、更好降解性和更安全配方的更为安全和更具特异性的病虫害防治方法应被采纳。现有农药使用的法规需要在国际和国家层面进行重新评估，尤其是在发展中国家。通过综合虫害管理和替代方法减少农业对农药的依赖在经济、生态和医学上都是有益的。总得来说，应采用包括检测、缓解、监管和病虫害防治的替代技术等综合方法来应对农药风险。