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農藥毒理特性與管理

農糧處農業資料科 蔡文珊

一、前言                                 

  一般民眾在就外來物對人體或環境之危害風險性高低作比較時,常將農藥之風險排在前三位,事實上,農藥比大部分有害廢棄物、空氣汙染物、工業廢水、毒性化學物等對人體或環境之危害風險小。有別於其他化學物管理,各國均訂有農藥管理特別法規,行政院農委會為確保農藥使用對消費者、農民、勞工及環境之安全性,依據農藥管理法規,負責國內農藥之登記、輸出入、販售等管理,農藥之進口、製造及使用均應取得登記許可,事先審核其對哺乳動物及環境之毒理試驗資料,確保其登記使用對人體及環境不會造成不適之危害或影響。

  截至本(九十)年八月本會已核准登記者有殺菌劑一八九種、殺蟲劑一九五種、除草劑九八種、殺鉄劑二九種、殺鼠劑六種、殺線蟲劑七種、植物生長調節劑二二種、除螺劑二種、除藻劑一種,另有殺蟲殺菌混合劑一種,共計核准登記五五○種農藥產品,而排除混合劑等,其農藥有效成分計三八七種。農藥本身毒性大小及其殘留暴露量是否安全才是評定農藥使用安全之因素。

二、什麼是農藥/不是農藥                         

  依據農藥管理法,農藥係指用於防除農林作物或其產物之病蟲鼠害、雜草者,或用於調節農林作物生長或影響其生理作用者,或用於調節有益昆蟲生長者。大部分農藥由於其作用為殺蟲、殺菌或除草等特性,或多或少對人體、動物或環境會造成某種程度的風險或危害。但同樣的農藥可防治有害病、蟲或雜草,提高農作生產。國際上依農藥之防治對象分類為殺菌劑、殺蟲劑、除草劑、殺鉄劑、殺鼠劑、殺線蟲劑、植物生長調節劑、除螺劑、除藻劑等。以下係某些常用農藥種類及其用途:

  殺蟲劑(Insecticides):用以防除昆蟲及其他節肢動物。

  殺菌劑(Fungicides):用以防除真菌病害(包括露菌病、晚疫病、銹病、白粉病等)。

  除草劑(Herbicides):用以防除雜草或其他不欲種植之植物。

  除鉄劑(Miticides):防除寄食植物及動物之鉄類(紅蜘蛛)。

  殺鼠劑(Rodenticides) :防除農田之野鼠。

  植物生長調節劑(Plant Growth Regulators) :促進植物之生長、開花、或再生。

  殺線蟲劑(Nematocides):防除線蟲(極微小、軟蟲狀生物體,需於顯微鏡下鑑定,寄食於植物根部為主)

  除藻劑(Algicides) :防除灌溉水溝、河川、湖泊之藻類。

  什麼不是農藥?防治人體或動物之西藥及動物用藥不屬於農藥;西藥係由衛生署藥政處管理,動物用藥由農委會動植物防疫檢疫局管理。使用於室內、家庭或居住環境之環境用藥如殺蚊、蠅、蟑螂等殺蟲劑,昆蟲忌避劑,殺黴菌劑等不屬於農藥;該類環境用藥由環境保護署管理。毒性化學物質經環境保護署公告列管者,應依環境保護署之毒性化學物質管理法管理。肥料、營養液等促進植物生長及健康產品,不被認為係植物生長調節劑,因此亦不屬於農藥。生物性防治產品,除微生物製劑外,如經核定係天然產品,且無農藥藥效標示或廣告者,得免農藥登記管理。

三、農藥登記毒理審查                           

  我國農藥之供應、銷售,除了由農藥輸入業者直接進口成品農藥,透過經銷商、零售商售予農民外,並由農藥製造工廠進口原料,製造農藥原體後,再加工為成品農藥銷售者外;主要仍由農藥製造工廠直接進口原體加工為成品農藥者。

  依據農藥管理法,農藥非經農委會核准登記發給農藥許可證,不得製造、加工或輸入。申請核准登記需辦理農藥標準規格檢驗,並應提供委託田間試驗報告、毒理試驗報告及理化資料等技術資料審核。本會為確保核准登記農藥之有效性及安全性,設置有「農藥技術諮議委員會」,下設毒理組及應用技術組,聘請有關植病、昆蟲、農藥化學、醫學、毒理之學者專家及衛生署、環保署、標準檢驗局代表等二十多位委員協助審查相關資料,審查通過後,乃正式核准登記。

  為確保農藥之有效性,農藥田間試驗規定應在國內進行,試驗項目包括藥效、藥害及殘留量試驗,以瞭解該藥劑在國內病蟲害之防治效果,及藥劑自然分解與殘留情形。

  至於毒理試驗資料,在登記審核過程中佔極重要的角色,為了避免農藥對人體健康或環境造成不良影響,本會公告「農藥毒理資料要件範圍」,對於新農藥申請登記,嚴格要求除了需提供一般以哺乳動物為試驗之急性毒性試驗及慢性毒理資料如致癌性、生育毒性或畸胎性試驗等外,並需要提供更多對環境生態影響之毒理試驗資料,此外,須檢附該藥劑已在美、加、德、英、法、日、荷蘭、瑞士及澳洲等九國中任一國家上市之證明文件,以為慎重。一般化學農藥所需理化及毒理要件資料如下:

  (一)化學資料

  產品組成及規格(有效成份,其它成份,不純物)、製程說明、理化性、殘留量分析及產品檢驗方法。

  (二)毒理資料

  1. 急性毒性:口服、皮膚、呼吸,眼及皮膚刺激性、皮膚過敏性等
  2. 亞慢性毒性試驗:90日餵食毒性、21日皮膚毒性等
  3. 慢性毒性試驗:長期餵食毒性、致腫瘤性、畸型性、後代繁殖等試驗
  4. 致變異性試驗、植物體及動物體內代謝試驗。
  5. 環境影響試驗:水解、光分解、土壤代謝、移動性、消散性等試驗。
  6. 生態影響試驗:淡水魚急毒性、水蚤急毒性、鳥類毒性及蜜蜂急毒性試驗。

  此外,農委會對已登記之農藥仍追蹤評估其使用安全性,依據國內外科學證據及毒理試驗評估結果,遵循一定之程序,辦理農藥使用對消費者、農民及工廠工人之風險評估,經重新評估對人體健康或環境有危害者,則公告列為禁止輸入、製造、販賣及使用之農藥,並依法廢止前已核發之農藥許可證。

  有機氯烴劑農藥由於本身具毒性,在環境中具持續性不易分解,且會經由生物濃縮在哺乳動物體累積,依法陸續評估禁用之包括安特靈、有機水銀劑、滴滴涕、飛佈達、阿特靈、地特靈、蟲必死等有機氯烴劑;護谷、毒殺芬、氰乃淨、達諾殺、樂乃松、白粉克、錫鉄丹及三苯醋錫等具致試驗動物畸胎之農藥,及克氯苯、二溴乙烷、靈丹、四氯丹、福爾培、蓋普丹、五氯硝苯、全滅草、得脫鉄及能死鉄等有致癌之虞之農藥,並自八十六年一月一日起禁用巴拉松等十一種極劇毒之有機磷劑農藥。截至目前列為禁用農藥者約有五十二種有效成分。並於七十六年、八十五年及八十六年陸續公告刪除六十三種多年無產銷紀錄之農藥。

四、農藥毒性                              

  毒性之定義為凡物質過量即具有毒性,大部分農藥適量使用對人、畜及環境並不具毒性,亦不會造成不良影響,農藥之毒性廣義可分為對哺乳動物急性、慢性毒性及對生態環境之影響(包括對水生物、鳥類之急性、慢性毒性、蜜蜂蚯蚓等有益生物毒性等)。

  (一)急性毒性

  農藥之急性毒性係以農藥對哺乳動物(大鼠)之經口服、皮膚、呼吸毒性試驗之半數致死劑量(LD50)或半數致死濃度(LC50)來判定毒性大小,此外亦需考量農藥對哺乳動物之眼刺激性試驗、皮膚刺激性及過敏性試驗,以作為其殘留對使用者之急性暴露風險評估。農委會參考國際農藥毒性分類規定,將農藥依其對哺乳動物之口服及皮膚急性毒性分為四級:極劇毒、劇毒、中等毒、輕毒(含低毒)農藥。劇毒農藥中以有機磷劑居多,其次為氨基甲酸鹽劑及薰蒸劑;巴拉刈因無解毒劑且易誤食中毒死亡,亦列入劇毒農藥管理。

  為減少(極)劇毒農藥之販售,農委會陸續評估檢討其使用風險,並公告禁用福賜松、得滅克、一品松及亞素靈等(極)劇毒農藥,自八十六年起全面禁止巴拉松等極劇毒農藥之販賣使用,撤銷其許可證,該項風險評估工作農委會將繼續辦理。近年來,農委會已不再核准劇毒性農藥之登記使用,並配合辦理生物性農藥之研發及綜合病蟲害防治之推廣,以減少劇毒性化學農藥之使用。目前國內登記使用五百餘種農藥成品中,劇毒性成品農藥有五十三種。農委會於九十年度特透過直轄市及各縣(市)政府加強辦理劇毒性農藥之管理宣導,期盼藉此落實劇毒性成品農藥販售登記。( 表1 DOCX / odt / pdf)

  (二)慢性毒性

  農藥之慢性毒性一般係指農藥長期使用對哺乳動物之毒性及影響。目前新農藥登記均需嚴格審核其急性毒性及慢性毒理資料如長期餵食毒性、致癌性、致畸胎性及生育毒性等,一般以大鼠及狗進行長期餵食毒性,以大鼠及小鼠進行致癌性試驗,以大鼠及白兔進行致畸胎性試驗,並以大鼠進行至少二代之生育毒性試驗。主要即審查該農藥長期使用或餵食哺乳動物之毒性、症狀或不良影響,並確定其無毒害藥量(NOEL),以作為其殘留對消費者長期暴露之風險評估,並訂定殘留安全容許量。

  容許量之訂定除依據該農藥之急慢性毒性試驗資料外,亦考量國民對各種作物之取食總量及田間實際殘留情形;經登記審核有致癌性、畸胎性等對人體不良影響及對環境具污染性農藥即不會准予登記販賣使用,而農藥殘留只要是符合安全容許量範圍內,對消費者安全。

  (三)水生物毒性

  農藥水生物毒性係依農藥對水生物毒性試驗之半數致死濃度(LC50)或半數效應濃度(EC50)來判定毒性大小,毒性試驗一般以原體進行,藥劑使用於水域(包括水稻田)或原體魚毒高時(LC50<0.5mg/L)應以成品進行魚毒試驗,試驗魚應包括一種冷水魚(如虹鱒)及一種溫水魚類(如鯉魚)。試驗項目包括:?淡水魚類急毒性(Freshwater fish LC50)?淡水無脊椎生物急毒性(Freshwater invertebrate EC50),農藥對水生物毒性分類如下( 表2 DOCX / odt / pdf)

  (四)鳥類毒性

  農藥對鳥類毒性包括急性及慢性毒性。一般先以農藥噴灑或餵食鳥類之半數致死劑量之急性毒性來作為管理依據。目前農藥登記所要求審核之鳥類毒性試驗包括:1.口服急毒性試驗(Avian oral LD50):需一種陸禽或水禽,以野鴨(Mallard),鴨(Duck),鵪鶉(Quail)為佳,其種類應與餵食急毒性同。2.餵食急毒性試驗(Avian dietary LC50):需一種陸禽或水禽,以鴨,鵪鶉為佳。

  有機磷劑及氨基甲酸鹽劑中急性毒性屬劇毒者,一般其對鳥類之毒性亦高,如巴拉松、亞素靈、加保扶、納乃得,而粒劑之劑型因鳥類易誤食,本身毒性高者對鳥類風險相對更高,如加保扶粒劑;而近年來研發之農藥無論對哺乳動物或鳥類毒性均極低。

  (五)非目標生物毒性

  非目標生物毒性係指農藥使用時可能影響週遭之蜜蜂、蚯蚓、蠶、捕食性或寄生性昆蟲等有益生物之毒性。目前登記要求僅需蜜蜂接觸急性毒性試驗(Honey bee acute contact LD50),作物為蜜源植物時需提供以原體為試驗物質,蜜源植物包括:稻,玉米,高梁,蕎麥,柑桔,龍眼,荔枝,西瓜,香瓜,文旦,蓮霧,枇杷,楊桃,蕃石榴,梅,梨,草莓,油茶樹,油菜,紫雲英,田菁。如蜜蜂接觸毒性 LD50 < 2 microgram/bee 時,應再提供藥劑噴灑對蜜蜂毒性試驗 (Honey bee toxicity-Spary method)資料,試驗以成品為試驗物質。

  空中噴藥需提供藥劑噴灑對蜜蜂毒性試驗及殘留農藥對蜜蜂毒性試驗(Honey bee toxicity of residues on foliage),試驗以成品為試驗物質;產品為粒劑者,其使用方式對蜜蜂不劇毒性,免提供成品蜜蜂毒性資料。

五、農藥類別及其毒性                          

  前已述及,農藥依其防治對象分類為殺菌劑、殺蟲劑、除草劑、殺鉄劑、殺鼠劑、殺線蟲劑、植物生長調節劑、除螺劑、除藻劑等。而如考慮農藥之毒性及其有效成分,大略分為生物性農藥(biological pesticides, biopesticides)及傳統化學農藥。

  (一)生物性農藥

  生物性農藥係指由天然物質如動物、植物、微生物及其所衍生之產品,包括微生物製劑、天然素材農藥及生化製劑。一般而言,生物性農藥較化學農藥對人畜安全無毒害,且具專一性,不會危及鳥類及其他非目標生物,對生態環境較安全。國內已登記生物性農藥約15種,包括微生物製劑之蘇力菌、枯草桿菌,天然素材之除蟲菊精、印楝素及生化製劑甜菜夜蛾費洛蒙、斜紋夜蛾費洛蒙等,早期曾登記生物農藥包括惠農粉劑、魚藤精,現已不再使用;而美國約有175種生物性農藥。

  1. 天然素材農藥

      天然素材農藥指天然產物不以化學方法精製或再加以合成者,如菸鹼(nicotine)、除蟲菊精(pyrethrum)、魚藤精(rotenone)、藜蘆鹼(sabadilla, vertrine)、印楝素(azadirachtin)、皂素(saponins)等。上述生物性原料可能先經脫水乾燥等保存處理,壓榨、磨粉、製粒等加工程序,凡不以提高有效成分含量為目的之製程,不視為經化學方法精製。

  2. 生化農藥

      生化農藥則包括昆蟲費洛蒙等以生物性素材經過化學粹取或合成,惟其作用機制無毒害者,如甜菜夜蛾費洛蒙、斜紋夜蛾費洛蒙等。

  3. 農用微生物製劑

      農用微生物製劑係指用於作物病原、害蟲、雜草防治或誘發作物抗性之微生物或其有效成份經由配方所製成之產品,其微生物來源包括:細菌、真菌、病毒和原生動物等,一般由自然界分離所得,唯也可再經人工品系改良,如人為誘變、汰選或遺傳基因改造。國內產製之微生物製劑,該微生物分離自國內自然環境,且未經人為誘變或遺傳基因改造者,其毒理資料僅需提供口服急毒性/致病性或肺急毒性/致病性資料即可。

      農委會由86年度即開始執行包括病害防治用微生物與天然製劑之開發應用計畫,並將所建立技術移轉產業界商品化應用。國內生物性農藥多由國外引進,已登記蘇力菌殺蟲劑,年銷售值約1,400萬元,目前有20家進口及製造業者。目前已研發病害防治之枯草桿菌、放線菌及黏帚黴菌等生物農藥量產技術,並已公告接受廠商申請辦理技術轉移。其中枯草桿菌及放線菌已技術移轉業者。

  (二)化學農藥

  化學農藥目前仍屬農藥之大宗,依其化學結構可分為有機磷劑(organic phosphate)、有基氮及雜環化合物(organic nitrogen and heterocyclic compounds)、氨基甲酸鹽劑(carbamates)、合成除蟲菊精類(pyrethroid)、尿素系(Urea)、三唑系(triazole)、三氮井系(atrazine)、苯氧酸系(benzoic acid)、二硫代氨基甲酸鹽類等(dithiocarbamate)。

  一般有機磷劑對哺乳動物之急性毒性較強、其次為氨基甲酸鹽劑;合成除蟲菊精類一般對水生物毒性極高,使用時應小心勿污染水體;三唑系、三氮井系、二硫代氨基甲酸鹽類及尿素系農藥一般急毒性較低。

  國內登記農藥中有機磷劑農藥種類仍屬最大宗,佔63種,有基氮及雜環化合物次之,佔58種,再其次為氨基甲酸鹽劑31種、合成除蟲菊精類18種、尿素系15種、銅劑11種、三唑系9種、苯氧酸系9種、二硫代氨基甲酸鹽類(有機硫磺殺菌劑)6種、生物性農藥15種;詳如(表3DOCX / odt / pdf)。

六、農藥使用時應注意事項                        

  (一)農藥標示

 “農藥標示“為農藥使用者(農民、噴灑業者、工廠工人)瞭解農藥產品特性、有效使用最主要的工具,同時也是政府與使用者溝通之重要途徑。農藥標示上記載經審核通過之使用方法、稀釋倍數、防治對象、注意事項及警告標誌。目前並於警告及注意標誌上以背景帶表示農藥之急性毒性,如紅色背景帶為劇毒、黃色為中等毒、藍色為輕毒、綠色為低毒。

  農民或噴灑業者使用時應先詳閱農藥產品之標示、仿單及其說明,除了解農藥一般之特性外,亦應注意個別農藥之特性,包括農藥類別、眼刺激性、毒性等,並詳閱標示並依警告及注意標誌背景帶之毒性分類,確認藥劑之毒性,及使用時應注意事項,遵守標示上規定之藥劑用量、方法;對水生物毒性、鳥類或蜜蜂毒性較高農藥,亦應依標示規定限制使用,以確保使用者、消費者及環境之安全。

  常見或毒性較高農藥摘要如(表4 )。

  (二)依據農藥一般特性與毒性,使用時應注意事項如下:

  1. 使用前先看產品標示上記載之使用方法、稀釋倍數、防治對象、注意事項、及警告標誌。並依警告及注意標誌背景帶之毒性分類,確認藥劑對哺乳動物之毒性。遵守標示上規定之藥劑用量及使用方法範圍,此外,對水生物毒性、鳥類或蜜蜂毒性較高農藥,亦應依標示規定限制使用,以確保使用者、消費者及環境之安全。

     

  2. 農藥一般均有毒性,部分農藥具眼刺激性、皮膚刺激性或皮膚過敏性,勿直接接觸,應備防護口罩衣物,方得使用。

     

  3. 如發現有巴拉刈除草劑瓶破裂,應特別小心處理,該農藥無適當解毒劑,誤食中毒死亡率高,勿沾及口、手及其他皮膚,如不小心吞服,應以水沖淡,並即送醫,並告知農藥名稱特別處理。

     

  4. 如發現有燻蒸劑,應防範其呼吸極劇毒。

     

  5. 部分農藥對水生物毒性高,田間噴灑使用時應注意標示上是否註明「對水生物毒性高,禁止使用於水體」,且清理容器時污水避免污染水體。

     

  6. 農藥一般劑型以粒劑、乳劑、可濕性粉劑及溶液為多,其包裝以玻璃瓶裝及袋裝,應帶防護衣物,防範粉劑之粉塵及玻璃破碎。

     

  7. 應預防有機氯劑之燃燒可能產生之有毒氣體。

七、結語                                

  降低農藥使用風險為國際上農藥管理之趨勢,國際上對早期之有機磷劑如巴拉松等已陸續評估淘汰,近期歐美國家更積極評估有機磷劑之累積風險,研發低用量及安全性高之化學農藥,並發展生物性農藥推動病蟲害綜合防治,減少除草劑、土壤薰蒸劑如溴化甲烷之使用,以降低農藥使用量。國內近年來政府大力研發推動生物性農藥,禁用極劇毒與長效性農藥,研發推廣農藥安全劑型、減少有毒溶劑之使用及鼓勵進口商登記安全性高、用量少、具專一性農藥,以降低農民用藥暴露風險及環境污染,未來新農藥產品之研發登記,應趨向安全性高、使用量少且具專一性之農藥。而隨著國際貿易日趨自由化我國加入世界貿易組織(WTO),為解決農藥殘留及農藥產品輸出入之技術貿易障礙,在所達成之食品衛生檢驗與動植物檢疫措施協定(SPS)、貿易技術障礙協定(TBT)及貿易相關智慧財產權協定(TRIPs)中,對農藥均有所規範,農藥管理在增修訂農藥管理法規及技術性標準時,需能符合國際規範。

  本會新近剛完成農藥網頁,將農藥法規、登記許可情形、毒理要件審核、檢驗方法與規格、農藥標示、警告與注意標示、販賣業管理及統計等均詳列於網頁上供各界查索。請上網查詢並提供意見,網址為www.coa.gov.tw。

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