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噁唑菌酮的环境行为及残留毒理研究现状--李彦文

(2006-11-20 8:18:38)


  基金项目:农业部中美合作基金资助。
  作者简介:李彦文(1973-),女,湖南长沙人,硕士研究生。
  噁唑菌酮的环境行为及残留毒理研究现状
  Study Progress on Environmental Activities and Residue
 Toxicology ofFamoxadone Fungicide 
  李彦文1杨仁斌2
  (1. 暨南大学环境工程系广州510632);(2. 湖南农业大学环境科学与工程研究所长沙410128)
 
  摘要:综述了噁唑菌酮的环境行为以及在生物体中的残留毒性的研究进展,并提出了今后的研究重点。
  关键词:噁唑菌酮环境行为代谢降解
  AbstractThe study progress on environmental activities and 
residue toxicology of famoxadone were described,and the research
 emphasis in the future was put forward.
Key wordsFamoxadoneEnvironmental ActivityMetaboliteDegradation

  噁唑菌酮(famoxadone)是一种新型高效、广谱性、非内吸性杀真菌剂,于1998年以混剂(如氰硅唑)形式投入商品化,属于噁唑烷二酮类(oxazolidinedione)化合物,英文通用名为famoxadone,化学名称为:3-苯胺基-5-甲基-5-(4-苯氧基苯基)-1,3-噁唑烷-2,4-二酮(IUPAC)。结构式为:

  实验式:C22H18N4O3
  相对分子质量:3744 
  Famoxadone的纯品常温下是稳定的白色固体粉末,微带香子兰气味,纯度≥96%,熔点为1424℃~1433℃;蒸气压为64×10-7Pa(20℃)。famoxadone易溶于二氯甲烷(239g/L)、乙腈(125g/L)、丙酮(274g/L)、乙酸乙酯(125g/L)等大多数有机溶剂,且溶解度较大,但水中溶解度较小,并且随pH值的增大而减小,大约为243μg/L(20℃,pH 5)、111 μg/L(20℃,pH 7)、38μg/L(20℃,pH 9);在水中famoxadone 并不稳定,光照条件下水解半衰期分别为0163d(pH 7)、46d(pH 5),在黑暗条件下相对较稳定,降解半衰期为41d(pH 5),在231nm波长处有最大紫外吸收,对波长大于290nm的光波没有吸收。
1Famoxadone的作用机理与药效[1~4]
  Famoxadone为噁唑类杀菌剂。它通过抑制病原菌线粒体的电子传递而致效,是一种强效的线粒体电子传递抑制剂,特别是对复合物Ⅲ中的细胞色素C1氧化还原酶有抑制作用,从而阻断细胞色素b和细胞色素C1之间的电子传递通道中ADP→ATP的氧化磷酸化作用,使病原菌无法产生所必需的能量。它对病原菌在生长过程中所释放出的孢子影响最大,药剂一旦与孢子接触,孢子即停止活动,出现崩死。具有渗透、保护、治疗、铲除等性质,主要用于防治子囊菌纲、担子菌纲、卵菌纲、须霉属中的重要病害,如:白粉病、锈病、颖枯病、霜霉病、晚疫病等。
  噁唑类杀菌剂是目前国外公司研究的热点之一,它具有活性高、作用机理独特,与现有杀菌剂无交互抗性等特点;在低剂量施用即具有显著的预防效果,能与多种杀菌剂混配,可有效缓解内吸性杀菌剂的抗性问题,并且由于famoxadone的高亲脂性,施药后能与叶面的蜡质层紧密吸附,在降雨条件下效果仍佳。Famoxadone与氟硅唑混配后对瓜类霜霉病、辣椒疫病等具有优良的活性;famoxadone与霜脲腈混合后制成的可湿性粉剂(商品名:抑快净)对卵菌纲中的霜霉菌病、疫病菌具有很强的特异杀菌活性,同时对其它多种病菌如:褐色腐败病葡萄褐斑病、番茄轮纹病等病菌有效;由于famoxadone兼具预防作用,使得该混剂在作物染病前后均可使用,防治的适应性更大。famoxadone与代森锰锌(mancozeb)的混剂(商品名:易保)中由于含有两种不同的杀菌剂,不但具保护和治疗作用,并能有效缓解mancozeb的抗性。国内这几年对famoxadone及其混剂进行了广泛的药效试验,包括防治西瓜炭疽病、葡萄黑痘病、霜霉病、梨黑星病、生菜灰霉病等,均具有明显的功效,且用量少,对收获物污染极小[5~6]。
2Famoxadone在环境中降解
  2.1Famoxadone在水中的降解
Kathryn M等采用14C对famoxadone进行标记,研究了famoxadone在水和土壤中的代谢机制。发现在水中famoxadone的行为包括水解和光解过程。主要的水解行为包括OH-通过攻击分子中羰基的双键而打开噁唑啉酮环,以及噁唑啉酮环与苯胺基连接的键的裂开,所产生的产物包括苯、邻苯二酚、苯酚等。但是famoxadone和这些降解产物在水及其底泥中消失很快,其DT50小于1d,DT90为 14d。他们还发现famoxadone在中性水环境下的光解并不显著,但在酸性水环境下(pH=5)光解速率很快。基于对famoxadone的母体和主要代谢产物的研究,Kathryn M等归纳出了famoxadone在水中的主要水解和光解反应,其最终产物中包含苯、苯酚和二苯酚等优先控制的化合物。
 2.2Famoxadone在土壤中的行为[7]
Ball等研究发现,在土壤中famoxadone的降解主要是水解和微生物降解,在暗处有氧条件下降解半衰期为6d;在暗处厌氧条件下为28d,有阳光照射时降解半衰期缩短为12d,主要的降解反应包括苯氧基苯基上的加羟基反应和噁唑啉酮环与苯氨基连接键的断裂以及硝化反应,土壤对famoxadone 的Koc(有机碳吸附常数)为3740;通过土壤淋溶试验发现famoxadone及其代谢物在土壤中的迁移势能较低。
 2.3Famoxadone在植株上的行为
Lee PW等将famoxadone在生长期分别施用到葡萄、小麦、土豆上,研究了famoxadone在叶面上和果实中的代谢和内吸迁移性。得出的数据显示famoxadone在果实和叶面的内吸性很小,在这些植株的果实中只检测到了001~002mg/kg降解产物。90% famoxadone残留在叶面上,用丙酮等有机溶剂可将它们淋洗下来,检测后发现大于80%的为未降解的famoxadone, 主要降解产物是羟基化合物和共轭化合物,famoxadone 在植株上的降解产物。
研究还发现famoxadone在叶面上耐雨水冲刷 ,施药后几乎不受降雨影响 ,与叶表面蜡质层结合 ,降雨后药剂在叶片上可重新分布 ,并且分布范围扩大了,活性基本不变,从而起到良好的保护作用。制剂在水中悬浮 ,不产生沉淀 ,且颗粒较细 ,不易产生药害。在施药后15min便对病菌发挥作用 ,杀菌速度很快;由于与植物角质层亲和力强 ,持效期长 ,可达7~15d ,且病菌没有产生抗体。
3Famoxadone 在动物体内的生物毒性[8]
  国外对famoxadone的生物毒理行为进行了一些研究。研究人员对鼠、哺乳期的山羊、产蛋期的母鸡进行了生物代谢试验,分析其排泄物,检测每天所产奶、蛋,并检测身体组织中的残留量,发现75%~88%的famoxadone在24h中通过的粪便和尿液排泄掉了,在排泄物中除famoxadone母体外,famoxadone的苯环的羟基化产物(Ⅰ)是主要代谢物,另外还有(Ⅰ)的噁唑啉酮环与苯胺基苯基键断裂后的产物,在鸡的排泄物中的代谢产物较复杂;还有一部分通过胆道排泄掉了,并检出了几种极性共轭代谢产物,但未检出famoxadone。转移到羊奶、肌肉、肾脏中的famoxadone代谢残留<001~003mg/kg,因此对它的吸收是很少的,在脂肪和肝脏组织中的残留量为007~017mg/kg,两项残留之和只占所施剂量的6%;而在鸡的脂肪、肌肉、蛋白和皮肤组织中的残留量<001mg/kg,蛋黄中残留量<001mg/kg,肝脏中约为006~03mg/kg,残留之和小于总喂食剂量002%。(下转第55页)

  在对其长期毒性和致癌性研究后认为famoxadone及其主要代谢产物不是致癌因子。美国EPA对评估认为:famoxadone对人和动物的毒性较低。大鼠急性经口LD505000mg/kg,小鼠急性经皮LD505000mg/kg,兔急性经皮LD50>5000mg/kg,对皮肤无致敏性,但对眼睛有轻度刺激。太阳鱼急性毒性LC5011μg/L,水蚤48h急性毒性EC5012μg/L,对蜜蜂、熊蜂、益螨等有益昆虫均无影响。
4展望
  近年来,随着各地保护地种植面积的不断扩大,温、湿度条件极适宜病菌的滋生和蔓延,引起病菌在寄主植物上不断侵染而造成周年发病,卵菌纲病害(如霜霉病、疫病等)、灰霉病已成为危害农业生产的最严重病害,因此噁唑菌酮作为可与多种其它杀菌剂混配的新型、高效、低毒杀菌剂将发挥更大的作用。尽管国外对于famoxadone的残留毒理有一些研究,但针对我国实际情况以及不同农药的混配使用的毒理研究还未见报道,因此加强对famoxadone在环境中的残留规律研究,包括其在环境中的滞留、运转、消解过程及其机理,掌握和测定残留化合物的特性并评估其饮食风险,为安全合理使用农药,保护环境和人类健康提供准确有效的依据和保证,将是今后的研究重点。参考文献
  1.亦冰.新颖杀菌剂抑快净的开发及特性.世界农药,2001,23(5):47~48.
  2.赖以飞.作用方式新颖的广谱杀菌剂 DPX-JE874[J].农药译丛,1997,19(5):63~64.
  3.Cagieul,Philippe,Duchateau,etal. Famoxadone:an antimildew compound for
 grapes and tomatoes. Phytoma 2001,538:42~44.
  4.Jeffrey A Sternberg , Detlef Geffken , Jone B Adams ,et al. Famoxadone:the
 discovery and optimization of a new agriculture fungicide, Pest Manag Sci(2001),5:143~152.
  5.Jordan DB, Livingston RS. Mode of action of famoxadone. Pest Manag Sci(1999), 55:105~118.
  6.N Andrieu,Jean-Luc Genet and G Jaworska. Behaviour of famoxadone deposits
 on grape leaves.Pest Manag Sci(2000), 56:1036~1042.
  7.Kathryn M, Jernberg, PHilip W Lee. Fate of famoxadone in 
the environment. Pest Manag Sci(1999), 55:566~589.
  8.Lee PW,  Lee YL and Brown AM , Comparative metabolism of famoxadone 
in fish ,plants and animals.Pestic Manag Sci(1999), 55:589~594.

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