吡虫啉对水生昆虫有风险？加拿大拟淘汰或将引发蝴蝶效应？

加拿大在高密度种植地区附近的水域中检测到高浓度的吡虫啉。考虑到新烟碱类杀虫剂吡虫啉对水生昆虫的风险，加拿大有害生物管理局（PMRA）建议在未来3～5年内逐步淘汰吡虫啉的大部分用途。目前该议案正在向公众进行为期90天的公开评议以完成最终的决定，拜耳对此进行申辩。

拜耳一直确信按照产品标签上的说明合理使用吡虫啉不会对水生昆虫造成危害，并且表示愿意与加拿大有害生物管理局一同开展工作，消除认识上的分歧，基于现有的数据进行科学的风险评估。拜耳认为，PMRA的风险管理计划中为了降低对水生昆虫的风险而逐步淘汰吡虫啉的农业用途，对发展可持续农业、保护环境来说，不是建设性的解决方案。拜耳指出，已经有很多权威的实验室在实地条件下研究了吡虫啉在地表水中的安全浓度限值，相关数据已经提交至监管机构。拜耳的专家正在仔细地研读PMRA的风险评估报告，基于最初的分析，拜耳称，吡虫啉在大部分地区河水中的浓度高这一情况与温室作物和大田作物施用吡虫啉有关，但是在小麦等大田作物田的附近，吡虫啉在河水中的浓度不高，这清楚地说明吡虫啉的用途不同时，其风险评估需要区别对待。此外，拜耳关心的是，PMRA的实验数据很多是不可靠的，计算采用的是最不利条件下的数据，而不是吡虫啉在环境中的真实水平，这导致风险评估结果过于保守。

加拿大蒙特利尔市出台法规禁止新烟碱类杀虫剂的使用，安大略省政府也出台法规限制新烟碱类杀虫剂在农业中的使用，魁北克省的官员也在考虑是否出台类似的法规，但是整个联邦政府并没有禁用该产品。魁北克省的养蜂联合会主席LéoButeau向蒙特利尔公报表示，新烟碱类杀虫剂使用后，其成分会渗入土壤和水中，虽然新烟碱类杀虫剂可在环境中降解，但从政府近期对16条河流水质监测结果来看，魁北克省的河流均检测出新烟碱类杀虫剂成分。魁北克省几乎所有玉米和60%的大豆种子都使用新烟碱类杀虫剂进行处理，每年约影响55万公顷的农作物，同时对蜜蜂、鸟类、蚯蚓和水生无脊椎动物也造成不良影响。

新烟碱类杀虫剂近年来一直是国内外市场上增长最快的杀虫剂品种之一，但新烟碱类杀虫剂对蜜蜂等传粉昆虫的危害越来越引起世界范围的关注，世界多个国家和组织已经开始采取行动，对一些新烟碱类杀虫剂的环境风险进行重新评审。巴西对吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺进行重新评价。法国取消了先正达的CruiserOSR（噻虫嗪＋咯菌腈＋R-甲霜灵）产品登记。2004年，因为考虑到吡虫啉对蜜蜂的毒性，法国暂停将吡虫啉用于玉米。2013年，美国环保署推出了新的农药标签，标签上标注禁止在蜜蜂出没的地区使用新烟碱类农药产品。由于担心对环境的影响，欧盟于2014年禁止将吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺用于蜜蜂采蜜的作物。2014年，新西兰环保署拒绝进口或生产种子处理杀虫剂Ortus（噻虫嗪）。

吡虫啉是第一个商品化的新烟碱类杀虫剂，用于作物虫害管理。吡虫啉具有内吸和胃毒作用，作用于乙酰胆碱酯酶的受体，阻断昆虫正常的神经传导，使其麻痹致死，且对乙酰胆碱受体的作用在昆虫和哺乳动物之间有较好的选择性，速效性好，药后1天即有较高的防效，残效期长达25天左右。吡虫啉与传统杀虫剂作用机制不同，无交互抗性，对甘蓝蚜虫有较好防效。适用于水稻、棉花、禾谷类作物、玉米、甜菜、马铃薯、蔬菜、柑橘、梨树、核果、烟草、番茄、落叶果树等。施用方式为土壤处理（水稻、蔬菜、马铃薯、草坪、观赏植物）、种子处理（谷物、玉米、大豆、油菜、甜菜、向日葵、棉花）、叶面喷施（仁果、大豆、棉花、葡萄）。该杀虫剂还可用于防治猫、狗宠物的跳蚤。

吡虫啉进入动物体内后，仅有15%以母体化合物直接排出，大多数代谢途径是通过咪唑啉环羟基化，水解为6-氯烟酸，失去硝基形成胍，6-氯烟酸和甘氨酸结合。在动物的可食用器官和组织中发现的所有代谢物都含有6-氯烟酸。在植物体内，吡虫啉通过脱去硝基、咪唑啉环羟基化，水解为6-氯烟酸和形成结合物进行代谢，所有代谢物中含有6-氯吡啶亚甲基成分。吡虫啉在土壤中最重要的代谢途径为：咪唑啉环氧化、还原或脱去硝基，水解为6-氯烟酸和矿物质，植物加快了这些代谢过程。吡虫啉在土壤中属于中度吸附，吡虫啉和代谢物是稳定的。吡虫啉对家蚕有毒，使用过程中不可污染养蜂、养蚕场所及相关水源。

拜耳于2015年在美国上市杀线虫剂Velum（氟吡菌酰胺＋吡虫啉），用于棉花和花生，对线虫和早期害虫具有广谱和长残效防治作用。2016年10月，印度中央杀虫剂理事会及登记委员会批准登记吡虫啉产品Willowood。在印度，吡虫啉是主要的农药品种，用于棉花、水稻、蔬菜等，防治叶蝉、粉虱、褐飞虱等刺吸式口器害虫。拜耳印度公司的环境科学部门在印度上市了一款新杀虫剂Temprid（高效氟氯氰菊酯＋吡虫啉），用于防控住宅区及商业区的蟑螂。Temprid是印度首个含有两种有效成分的住宅用杀虫剂，吡虫啉能够刺激害虫神经系统，打开钠离子通道，然而高效氟氯氰菊酯通过结合钠离子通道，造成神经元去极化。两种有效成分相辅相成，带来卓越的防效。此外，该款杀虫剂的制剂无气味，作用谱广，既可在室内使用，也可在室外使用。即使对那些产生抗性的害虫，Temprid也具有一定的防效。

安道麦（Adama）加拿大公司推出新产品SOMBRERO 600 FS，有效成分为吡虫啉，在种植季的初期使用，主要控制谷物、玉米、大豆中的金线虫以及油菜中的跳甲。

图1 吡虫啉的全球销售额

表1 吡虫啉销售额前十位的国家和作物(百万美元)

近年来，新烟碱类杀虫剂销售额不断提升，2009—2014年的复合年增长率为6.8%，2014年销售额33.45亿美元，在杀虫剂中的比例为18.0%，占全球农药市场5.3%。其中，吡虫啉2009—2014年的复合年增长率4.1%，在新烟碱类杀虫剂中的份额为34.7%。

噻虫嗪是第二代新烟碱类杀虫剂中第一个商品化的品种，但噻虫嗪具有更高的活性、更高的安全性、更广的杀虫谱。

呋虫胺为第三代新烟碱类杀虫剂，其结构特殊，性能与传统新烟碱类杀虫剂相比更为优异。呋虫胺不仅具有触杀、胃毒作用，还具有卓越的内吸、渗透作用，能被水稻、蔬菜、观赏植物等的根部和茎叶迅速吸收，并向顶传导。呋虫胺具有高效、广谱、持效期长、低毒、低残留、对害虫天敌安全等特点，与有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类杀虫剂以及昆虫生长调节剂无交互抗性。

近年来，随着环保要求越来越高，农药开发的方向呈现高效、低毒、低残留和低风险等特点，杀虫剂亦是如此。一些外企已经开始寻找新烟碱类杀虫剂的替代化合物，陶氏的氟啶虫胺腈即是其中之一。拜耳作物科学于2015年在美国、加拿大和欧盟登记了对蜜蜂安全的新型杀虫剂flupyradifurone，并以Sivanto 200 SL为商品名在美国上市，用于果树、蔬菜和大豆等作物，防治多种刺吸式口器害虫，对抗新烟碱类杀虫剂的害虫效果特别好，对蜜蜂安全（蜜蜂经口LD50为1.2 µg/只，接触LD50为122 µg/只），有望替代吡虫啉。氯虫酰胺（蜜蜂经口LD50＞104 µg/只，接触LD50＞4 µg/只）和氟虫酰胺（蜜蜂经口或接触LD50＞200 g/只）等新型杀虫剂不断涌现，也有望替代吡虫啉。随着农药行业的发展，会不断开发出新的替代化合物，这也是未来的研究方向之一。