氯虫苯甲酰胺的环境风险评估

作者：夏志铭

引言

氯虫苯甲酰胺化学结构具有其他任何杀虫剂不具备的全新杀虫原理，能高效激活昆虫鱼尼丁（肌肉）受体。过度释放细胞内钙库中的钙离子，导致昆虫瘫痪死亡，对鳞翅目害虫的幼虫活性高，杀虫谱广，持效性好。氯虫苯甲酰胺对靶标害虫的活性比其它产品高，并且可以导致某些鳞翅目昆虫交配过程紊乱，研究证明其能降低多种夜蛾科害虫的产卵率，由于其持效性好和耐雨水冲刷的生物学特性，这些特性实际上是渗透性、传导性、化学稳定性、高杀虫活性和导致害虫立即停止取食等作用的综合体现。因此决定了氯虫苯甲酰胺比绝大多数其它杀虫剂有更长和更稳定持效期及保护作用。氯虫苯甲酰胺化学结构具有其他任何杀虫剂不具备的全新杀虫原理，能高效激活昆虫鱼尼丁（肌肉）受体。过度释放细胞内钙库中的钙离子，导致昆虫瘫痪死亡，对鳞翅目害虫的幼虫活性高，杀虫谱广，持效性好。

氯虫苯甲酰胺的由来

氯虫苯甲酰胺是由杜邦公司（现科迪华）研发的首款邻甲酰胺基苯甲酰胺类杀虫剂，2007年先在菲律宾登记亮相，2008年就以“康宽”为商品名进入中国市场。凭借全新的作用机理和卓越效果，它上市后迅速风靡全球，如今已在100多个国家销售，覆盖300多种作物，连续多年稳居全球杀虫剂销售额榜首。2023年专利到期后，国产氯虫苯甲酰胺迎来爆发式增长，国内登记证件超400个，原药产能飙升至20万吨/年，曾经的“进口高端药”如今已走进万千普通农户的田间地头。

氯虫苯甲酰胺的理化性质：

氯虫苯甲酰胺的结构式

氯虫苯甲酰胺的作用机理

氯虫苯甲酰胺（Chlorantraniliprole）是一种典型的邻苯二甲酰胺类（anthranilic diamide）杀虫剂，其独特之处在于专一作用于昆虫的雷诺受体（Ryanodine receptor, RyR）钙通道。简单来说，它并不是像传统有机磷、菊酯那样作用于神经递质，而是“盯上了”昆虫肌肉和神经细胞内负责调控钙离子释放的关键通道。药剂进入虫体后，与RyR特异性结合，使原本只在神经兴奋时短暂打开的钙通道异常持续开放，导致肌浆网中的 Ca²⁺ 大量释放到细胞质中。细胞钙离子瞬间“超载”，打破正常的钙稳态，昆虫的肌肉细胞会出现强直性收缩，继而迅速进入迟缓性麻痹状态。从表型上看，就是害虫很快停止取食、不再取食危害作物，但死亡过程相对缓慢，通常表现为“先停食、后致死”的温和型毒杀过程。

氯虫苯甲酰胺的国内外登记使用情况

2007年氯虫苯甲酰胺首次在菲律宾获准登记并销售。随后在美国、加拿大、奥地利、德国、希腊、匈牙利、意大利、葡萄牙、罗马尼亚等获得登记，主要用于水果和蔬菜上，在澳大利亚则登记用于几乎所有的作物。目前国内共登记氯虫苯甲酰胺产品779个，其中原药53个，单剂159个，混剂567个。单剂主要为悬浮剂、水分散粒粒剂、种子处理悬浮剂、颗粒剂、超低容量液剂等，其含量0.01%~98%不等，主要用在菜用大豆、甘蔗、棉花、水稻、玉米、苹果树等，防治豆荚螟、小地老虎、蔗螟、棉铃虫、大螟、稻水象甲、稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟、二点委夜蛾、玉米螟、粘虫、蛴螬、金纹细蛾、苹果蠹蛾、桃小食心虫等。氯虫苯甲酰胺混剂主要与阿维菌素、高效氯氟氰菊酯、啶虫脒、吡蚜酮、三氟苯嘧啶等混合制成悬浮剂、水分散粒剂、种子处理悬浮剂、颗粒剂等防治多种作物病虫害。

氯虫苯甲酰胺的环境风险

氯虫苯甲酰胺本身被归类为低急性毒性、环境相对友好的新型杀虫剂，但从更审慎的环境视角来看，它及其代谢物并非“零风险”。一方面，氯虫苯甲酰胺在土壤和水体中具有一定持久性，田间施用后可在土壤–径流–水体体系中形成残留累积，对水生无脊椎动物、部分鱼类和底栖生物产生潜在的亚急性或慢性毒性风险，表现为生长受抑、繁殖力下降或行为改变等；另一方面，在环境介质和生物体内，经水解、氧化、脱卤等过程，氯虫苯甲酰胺可生成多种代谢物，其中部分代谢物虽然急性毒性不一定高于原药，但可能具有更强的迁移性或更长的环境半衰期，在地下水或地表水中检出后，对敏感水生生物和非靶标节肢动物构成长期暴露风险。此外，有研究提示，某些代谢产物在生物体内具有一定的生物累积倾向，长期低剂量暴露可能对水生昆虫、浮游动物以及部分有益昆虫造成隐性压力，不易在短期内通过“看得见的死亡”被发现。再叠加实际生产中存在的超量施药、频繁施药、喷雾飘移和盲目混配等问题，不仅加重了原药和代谢物在农田生态系统中的总负荷，也可能促使靶标害虫在与母体药剂和代谢物的综合选择压下更快地进化抗性。因此，从绿色防控和可持续农业的角度看，氯虫苯甲酰胺及其代谢物的环境风险需要通过合理限量使用、与不同作用机理药剂轮换或混用、优化制剂和施药技术、加强水体和非靶标生物监测等综合措施加以前置管理，避免在“看似安全”的前提下，逐步积累为水环境污染、生态结构改变和抗性快速扩散等更深层次隐忧。

表1氯虫苯甲酰胺及代谢物基本信息（EFSA、PPDB）

环境归趋与生态毒性数据

氯虫苯甲酰胺在好氧条件下，通过标记[¹⁴C-BC]和[¹⁴C-PC]环，25℃条件下有5种代谢产物，其中IN-EQW78 maximum 9.54% at 365 d、IN-GAZ70 maximum 4.35% at 120 d、IN-F9N04 maximum 4.75% at 300 d、IN-ECD73 maximum 4.93% at 365 d标记[¹⁴C-BC]、IN-F6L99 maximum 2.19% at 240 d标记[¹⁴C-PC] label，35℃条件下有5种代谢产物，其中，IN-EQW78 maximum 33.27% at 120 d、IN-GAZ70 maximum 7.38% at 120 d、IN-F9N04 maximum 4.19% at 300 d、IN-ECD73 maximum 8.22% at 180 d标记[¹⁴C-BC]、IN-F6L99 maximum 5.15% at 240 d 标记[¹⁴C-PC]label。25℃下，氯虫苯甲酰胺及代谢产物IN-EQW78、IN-ECD73、IN-F6L99和IN-GAZ70的好氧降解半衰期分别为232~886 d、673~950 d、855~18693 d、14~48 d和858~3796 d，其几何平均值分别为789 d、815 d、2983 d、27.6 d和1399 d。厌氧条件下，通过标记氯虫苯甲酰胺的[¹⁴C-BC]和[¹⁴C-PC]，25℃条件下代谢产物IN-EQW78 最大含量为26.68%（120 d），其他代谢产物的含量均未超过4%。厌氧条件下(30 d aerobic, 120 d anaerobic)的降解半衰期为208 d。氯虫苯甲酰胺及代谢产物IN-EQW78、IN-ECD73、IN-F6L99和IN-GAZ70在5种不同土壤中的吸附系数分别为244~464 L/kg、7468~22196 L/kg、25925~58495 L/kg、51~698 L/kg、6396~35583 L/kg，氯虫苯甲酰胺及代谢产物在土壤吸附不依赖pH值；25°C条件下，氯虫苯甲酰胺在pH4和pH7条件下稳定，在pH9条件下不稳定，水解半衰期10 d，主要代谢产物为IN-EQW78，最高含量为86.7%（30 d），IN-EQW78在pH9下没有进一步水解，在强酸中稳定。在人工光源条件下(300~800 nm)，氯虫苯甲酰胺在pH缓冲溶液中的光解半衰期为0.37 d、自然水体中光解半衰期为0.31 d；在自然光条件下，氯虫苯甲酰胺在pH缓冲溶液中的光解半衰期为0.7 d、自然水体中光解半衰期为0.6 d；pH7缓冲液和无菌天然水中，通过标记[¹⁴C-BC]和[¹⁴C-PC]环，代谢产物INLBA22、INLBA23和INLBA24的最高含量分别为52.8%、51.4%和94.4%。代谢产物INLBA22、INLBA23和INLBA24在pH7缓冲溶液中的光解半衰期分别为0.9 d、1.5 d和稳定。在黑暗条件下下，氯虫苯甲酰胺在两种水-沉积物系统中的降解半衰期分别为125~231 d，几何平均值为170 d；水相降解半衰期分别为8.5~38 d。代谢产物IN-EQW78两种水-沉积物系统中的降解半衰期分别为121~680 d，几何平均值为287 d，沉积物相降解半衰期分别为121-~680 d。相关环境安全评价数据见表2~表9所示。

表2 氯虫苯甲酰胺在好氧条件下的土壤降解试验数据（数据来源：EFSA-2013）