1996年3月 Colborn 等对人工合成化学品在环境和食品中的残留、积累以及对人类内分泌特别是生殖功能的干扰提出了警告，在世界范围内引起了对内分泌干扰物 (endocrine-disrupting chemicals，简称 EDCs ) 的高度重视和广泛的研究。近年来，环境内分泌干扰物对人类和野生生物的有害影响已成为了国际性的热点问题。

　　美国国家环保局 (USEPA) 在1998年8月公布了筛选出的内分泌干扰物，从86000种商用品和化学品中筛选出了67种(类)危及人体和生物的“内分泌干扰物质”。这些化合物性质差异极大，既有难降解的二噁英、多氯联苯、有机氯农药、邻苯二甲酸酯，又有易分解的极性除草剂、杀虫剂，还有金属有机化合物、洗涤剂降解物等。其中，农药类有44种(包括2种代谢中间产物)，几乎占三分之二，这些农药被称为农药类内分泌干扰物 (endocrine disrupting pesticides) (如表1)。其中包括除草剂 (甲草胺、杀草强、莠去津、草克净、除草醚、氟乐灵、2,4-D、2,4,5-T、杜邦326、草达灭、甲氟吡啶氧酚丙酸丁酯)，杀真菌剂 (苯菌灵、多菌灵、六氯苯、烯菌酮、代锰锌、代森锰锌、硫脲乙烯、嘧啶甲醇族、亚乙基双二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌)，杀虫剂(林丹、氯丹、硫丹、三嗪、甲萘威、三氯杀螨醇、狄氏剂、异狄氏剂、DDT 及代谢产物、七氯和环氧七氯、灭多虫、甲氧氯、灭蚁灵、对硫磷、氧氯丹、毒杀芬、合成除虫菊酯)和杀线虫剂(涕灭威、呋喃丹、二溴氯丙烷 (DBCP))。

1 农药类内分泌干扰物的特点

1.1 性质特点

　　农药类内分泌干扰物一般具有亲脂性、化学性质稳定、不易被降解、易挥发和残留期长等特点。可通过生物富集和食物链的放大作用引起体内富集。进入机体以后，生物半衰期较长，可在机体内长期蓄积，难以生物降解，不易被排出甚至根本不被排出。

1.2 结构特点

　　农药类内分泌干扰物包括有机氯类，有机磷类，氨基甲酯类，除虫菊酯类，二硫代类，及其他不同类的农药。这些不同类的农药类内分泌干扰物虽然具有不同的化学结构，但具有相似的内分泌干扰功能。

　　从化学结构来看，农药类内分泌干扰物集中在卤苯、卤酚、多卤烷烃类、烷基金属类、烷氧芳基及其卤载体、二羰基酰亚胺类、三嗪类和三唑类农药。在化学结构中，化学基团对化合物生物活性起决定性作用。一般农药类内分泌干扰物分子中烃链或芳环上带2～8个卤原子或卤芳环基团。

　　农药类内分泌干扰物与生物体内天然雌素酮或其他类固雌激素在化学结构上有天壤之别，且这些物质间结构差别也巨大。如雄激素中的睾丸酮和雌激素中的雌素酮，虽然在生理功能上完全不同，但二者在结构上却几乎一样，都是四环结构。然而 DDT 是两环结构，烷基酚却是单环结构，但均具有相似的内分泌干扰功能。迄今，尚无假说可合理、可信地解释这些不同结构的化学物质为何能同激素受体结合。

1.3 作用特点

　　由于农药类内分泌干扰物应用普遍，在环境中存在广泛，导致机体长期处于低剂量暴露中。尽管农药类内分泌干扰物与天然激素相比效应强度较低，但由于正在发育的机体内分泌系统尚缺乏反馈保护机制抑或因为幼体的激素受体分辨能力不如成体的那样高，使得孕期、幼年动物和人体对激素水平远较成体敏感，激素水平的微量改变即可影响动物终生。而且由于亲代的暴露，可通过不同方式导致子代早期产生不可逆的损害。即使暴露发生在胚胎前期、胎儿期、或新生儿期，有时直到后代成熟，甚至到中年期才能表现出明显的损害，由于其影响的迟发性而不易引起人们的注意。

2 水环境中的农药类内分泌干扰物的存在

　　随着人们对环境类内分泌干扰物的筛选和研究的深入，许多农药被归到内分泌干扰物类而受到环境科学界的广泛关注。目前，欧美一些国家针对农药类内分泌干扰物在地表水和地下水的污染，做了许多有益的探索。针对各国水域特点和常用农药种类提出了地表水和地下水农药优先检测目录。USEPA 公布的水环境中的129种优先污染物，分别具有不同的分子结构和理化性质，并且它们在水环境中有着不同的迁移、转化和积累历程，其归宿也不一样。因此，就需要弄清优先污染物在水环境各要素(水、底泥、生物)中的分布和归宿，进而选定优先采样的环境要素，以便有效地解决采什么样品、分析什么项目这两个基本问题。Chapman 等人根据水环境中的129种优先污染物的水质判断和有关污染物在水环境中的归宿及理化性质等方面的文献资料，研究并设计了优先监测的最佳方案。要点是：(1) 根据优先污染物的理化性质及生物效应，如溶解性、降解性、挥发性、在辛醇/水二元溶剂中的分配系数、归宿等，将129种优先污染物分为10大类。(2) 根据优先污染物所具有的长效性及生物积累性，将优先污染物分为5级。(3) 根据分类分级数据，选定并推荐优先监测采样的环境要素。在水环境中，USEPA 优先监测的20种农药以及推荐优先监测采样的环境要素见表2。这些化合物中有9种(氯丹、DDD、DDE、DDT、狄氏剂、七氯、丙烯醛、TCDD及毒杀芬)，可长期存在于底泥中，并能被生物积累。监测这些化合物的优先对象为底泥和生物群。现已证明，艾氏剂被生物积累，但不能长期存在于底泥中，这个化合物的最优监测对象是水和生物群。相反，硫丹和硫丹硫酸酯不被生物积累，但容易被底泥吸附，监测的优先对象为底泥。异狄氏剂和异狄氏醛在水中归宿的资料很少报道，按它们的分配系数推断，可能会易被生物积累，因此这些化合物适宜监测水、底泥和生物群。七氯环氧化物是稳定的，能残留在水溶液中，也可以沉积于底泥中，并能被生物积累，因此同样应在水环境的各部分进行监测。异佛尔酮是水溶性的，要采水样监测。六氯环己烷的同分异构体按其理化特性，应在水和底泥中取样监测。

　　水体中的农药主要来自农药废水和雨刷大气中漂浮的农药粒子，它们在水中的含量虽不高，但因其在水体中残留时间长、有蓄积性，可促进慢性中毒，造成致癌、致畸、致突变等生理毒害，因而农药对水环境的污染已有许多研究，但多停留在常规检测或水质标准规定的几种指标的研究上。表3列出了在亚洲一些地区水环境(河流、湖泊)底泥中几种农药类内分泌干扰物水平 ( ng/g (干重))。在中国，农药生产和使用量大，使用面广，水环境中优先控制污染物黑名单中包括的农药有 HCHs、DDT、敌敌畏、乐果、对硫磷、甲基对硫磷、除草醚、敌百虫等。对农药在地表水和地下水中多残留污染方面的研究工作起步较晚，对水环境中农药类内分泌干扰物的研究也较少。

3 农药类内分泌干扰物对人和野生生物健康的影响及其机理

3.1 对野生生物以及人类健康的影响

　　农药类内分泌干扰物对人和野生生物健康的影响，不仅在实验室里已经被确认，而且从对被暴露在农药类内分泌干扰物之中的野生生物或人群的调查中也得到了证实。

　　农药是人类故意释放到环境中的化学物质，直接或间接危及人类自身的健康和发展。生活在受农药污染区域的野生生物如无脊椎动物、爬虫类动物、鱼类、鸟类以及哺乳动物是非常脆弱的。在鱼类方面：英国科学家在污水处理厂下游的泻湖内发现了生殖器畸形的斜齿鳊鱼 (Parabramis pekinensis)，甚至发现一些雄鳟鱼 (Salmo playtcephalus) 睾丸发育迟缓，体内含一定浓度的卵黄蛋白质；美国某地造纸厂下游发现“两性”鱼，在另一水域，发现胭脂鱼性腺比正常的要小，性成熟慢，成年鱼产卵少，雄鱼体内睾酮浓度低．经环境检测，该水域含有一定浓度的环境激素，其中包括农药 DDT 及其降解产物 DDE 等。在我国湖北省受农药污染的“鸭儿湖”中也发现了“疯鱼”和畸形鱼。在爬虫类方面：在一次三氯杀螨醇泄漏事故后，美国佛罗里达州某淡水湖中的短鼻鳄鱼 (Chelydra serpentina) 数量急剧减少；雄性鳄鱼的阴茎普遍变小；雌性鳄鱼的卵巢畸形，卵都成熟不了。科学家检测了鳄鱼血液内的环境激素的水平，发现滴滴涕(为三氯杀螨醇的合成原料和代谢产物)在它们身体内部残留较高。在两栖类方面：在我国武汉市发现了一只六条脚的青蛙，美国等国家也发现了一些畸形蛙。科学家对此进行了多年的研究，认为环境激素类杀虫剂污染了水源，导致畸形青蛙的出现。在鸟类方面：主要表现在使鸟类产蛋数量减少，蛋壳变薄，胚胎不易发育；美国五大湖的海鸥 (Larus canus) 雌性化并患甲状腺瘤，美国密歇根湖的美国燕鸥 (Sterna aurantia) 孵化率降低，白头鹰 (Cathartes aura) 现在在北美丛林中不仅数量少，而且外形也不如以前威风。在哺乳类动物方面：损害精子从而使受孕和生殖能力明显下降。荷兰的海豹 (Phoca vitulina) 和加拿大的白海豚 (Sousa Chinensis) 免疫功能下降、数量减少；美国的美洲狮 (Felis concolor) 精巢缩小、精子数量减少；挪威科学家对90头北极熊 (Ursus maritimus) 进行了调查，发现有4只幼熊既有雄性生殖器官，又有雌性生殖器官，成了两性熊等等。在人类方面：农药类内分泌干扰物能够对人类机体中荷尔蒙系统产生干扰，导致内分泌系统发生紊乱，男性精子数量减少，女性流产几率增加，患乳腺癌、子宫癌等恶性肿瘤以及子宫内膜疾病的患者明显增加。流行病学调查发现：许多农药接触者的染色体畸变率高于对照组，喷洒季节染色体的畸变率比非喷洒季节高5倍。

3.2 对人和野生生物的影响机理

　　农药类内分泌干扰物可以通过多种途径对人和野生生物的机能产生影响，它们能够与生物荷尔蒙的接受器相结合，模拟或者妨碍荷尔蒙的活性，甚至能够模拟或者妨碍那些合成或清除荷尔蒙的生化酶的活性，从而导致荷尔蒙的陡增或陡减，研究发现许多农药类内分泌干扰物具有雌激素活性(或者抗雄激素活性)，如 DDT、P'p'-DDE、甲氧 DDT、氯丹、狄氏剂、硫丹、毒杀芬等能够与雌激素接受器相结合。一些农药类内分泌干扰物在较低水平也能诱导雌激素作用。如当幼鼠每天被喂养0.5 μg 甲氧 DDT 时，其发情期提早，并且流产几率增加；同样当2～4 d 的幼雌鼠每天被注射1 mg o'p-DDT，其发情期也提早并且流产几率增加。甚至如果对已孕11～17 d 的母鼠每天喂养0.5 μg 这两种中任一种农药类内分泌干扰物均能导致雄性后代行为异常。抗雄激素活性农药与雄激素接受器相结合，这些农药包括烯菌酮、扑灭宁、p'p'-DDE、一些拟除虫菊酯类和选择性除草剂利谷隆。棍据与雄激素的结合位点，研究者们对拟除虫菊酯类的内分泌干扰作用进行了比较，其递减顺序为：速灭菊酯＞氯菊酯＞灭虫菊。烯菌酮的代谢产物是具有活性的抗雄激素。一些有机磷和氨基甲酸酯类农药还能导致鸟类产蛋减少，一些雄性动物精子质量下降。如对已孕母鼠每天喂养1～100 mg/kg 涕灭威，发现其胎儿中的乙酰胆碱酯酶的活性下降。

　　一些农药类内分泌干扰物(如杀草强、代森锌、代森锰、甲草胺)能影响甲状腺的水平和功能。杀草强是三嗪类除草剂，它能干扰甲状腺激素的合成从而导致甲状腺增生和甲状腺癌。甲草胺则可能导致甲状腺囊肿。一些农药类内分泌干扰物如(涕灭威、西维因)能够妨碍神经系统的活动，对生物体的神经系统产生毒害，从而影响大脑皮层、下丘脑、脑垂体等对激素的调节作用，导致激素的合成、释放、传输异常。如有机磷农药进入人体后，即与体内的胆碱酯酶结合，形成比较稳定的磷酰化胆碱酯酶，使胆碱酯酶失去活性，丧失对乙酰胆碱的积蓄，引起神经传导生理功能的紊乱，表现出一系列中毒症状。一些农药类内分泌干扰物通过影响肝肾代谢功能，改变体内的激素水平。如有机磷、有机氯农药可以诱导肝脏甾醇羟化酶和微粒体酶，从而加速内源性激素的代谢和排泄。此外，有机氯农药对其他一些酶也有一定影响，艾氏剂和狄氏剂可使大鼠的谷丙转氨酶和醛缩酶的活性增高，DDT 对 AFP 酶有抑制作用。一些农药类内分泌干扰物影响机体的免疫功能。P,P'-DDT 对家兔的实验表明：机体白细胞的吞噬活性与形成抗体的能力均明显下降。

　　农药类内分泌干扰物在低的剂量水平上也能起到明显的影响作用。例如：每天在3 mg/kg 浓度的烯菌酮暴露下，发现子宫中的雄鼠明显雌化(反常的乳房发育)；同样从怀孕14 d 开始到分娩后3 d 这段时间内，每天在25 mg/kg 浓度的扑灭宁暴露下，能够导致雄鼠明显的两性特征；如果从断奶期到青春期每天在40 mg/kg 利谷隆暴露下，雄鼠的精囊减轻，青春期延后。而且由于高营养级生物以低营养级生物为食，一些难分解化合物在机体内的浓度会随着营养级的升高而逐步增大，这种生物放大作用，使进入环境中的毒物即使极为微量，也会使生物尤其是处于高位营养级的生物受到毒害，进而威胁人类的健康。如 DDT 和狄氏剂等农药，性质稳定，脂溶性很强，被摄入动物体内后即蓄积在动物脂肪组织中，很难被分解排泄。在美国图尔湖的研究显示：DDT 在水鸟小壁脂肪中的浓度竟比湖水高出76万倍之多。

　　荷尔蒙在生命早期细胞分化过程中曾扮演着重要角色。在卵或者子宫中，内分泌干扰物能改变正常细胞的分化过程。成熟的动物也可能受影响，只不过幼嫩的生命对内分泌干扰物质更加脆弱。但是，在早期的暴露，不到生命的后期是很难发现的，如对生殖能力的影响以及对癌症或其他疾病的免疫力的影响等到生命的后期才可能显现出来。农药类内分泌干扰物对荷尔蒙产生影响的可能机理是：

　　(1) 改变荷尔蒙的合成。农药类内分泌干扰物影响荷尔蒙的合成和代谢。在类固醇的生物合成过程中，有些化合物(如咪唑类农药和几种有机氯农药)会阻滞特定酶的反应；从怀孕14天后的老鼠每天在25 mg/kg 浓度的农药类内分泌干扰物暴露下，能导致孕期延长，成活率降低，可以得知这些农药阻滞了雌(甾)二醇的合成。另外，雌激素的合成可被含芳香族的物质所阻滞，如多菌醇、肾上腺和退黑激素的合成会被二硫化碳所改变，能代谢产生二硫化碳的化合物有代森锌、代森锰等杀菌剂。

　　(2) 改变荷尔蒙受体识别/结合。荷尔蒙受体识别/结合过程相当复杂，不仅有许多反馈机制，而且神经系统、内分泌系统、免疫系统相互连接，错综复杂。除了性荷尔蒙外，还有甲状腺荷尔蒙、黄体酮、肾上腺类固醇等多种荷尔蒙参与。荷尔蒙是通过细胞内的受体或膜结合受体与特定的靶组织直接相互作用。天然配体的特殊化合物对荷尔蒙的功能是关键的。细胞内的受体如性类固醇、肾上腺类固醇、甲状腺荷尔蒙，维生素 D 和视网酸，通过它们与特殊的 DNA 系列相互作用，以调节基因的运输。新的信使 RNAs 被合成加工并转变成新的蛋白质。一些农药类内分泌干扰物(如甲氧滴滴涕、开蓬、滴滴涕)通过貌似天然的配体作为竞争者、阻滞结合者或作为拮抗剂可改变此过程，从而干扰雌性受体的功能。抗菌剂烯菌酮之所以被认为具抗雄激素作用，是因为它的代谢物对雄激素受体有亲和作用。而有趣的是滴滴涕的代谢物 P,P'-DDE 被发现既可结合雄激素受体也能阻滞睾丸甾酮引导细胞的响应。

　　(3) 改变荷尔蒙的储藏、释放和清理。 农药类内分泌干扰物可能干扰了大脑中脑垂体的正常功能而产生多重影响。一些农药类内分泌干扰物可以通过妨碍大脑荷尔蒙的释放来控制其他内分泌腺的生长和活性。大部分的荷尔蒙在体内的储藏量并不多，大多数荷尔蒙释放到血浆中的速度反映了其形成的速度。一些荷尔蒙的释放依赖于第二信使通道的活性如 cAMP、4,5-双磷酸酯和 Ca2+ 等，这些过程将改变血浆水平(有效性)，有些金属离子会干扰 Ca2+ 的流动，从而干扰荷尔蒙释放。一些农药类内分泌干扰物能干扰膜的通信系统。例如，细胞的反映是依靠钙离子在膜中的流动(钙/调钙蛋白是依靠细胞反映开始的)，随金属阳离子(如铅、镉、锌)的改变而变化。林丹能减少磷脂酰肌醇在膜中倒流，并因此能减少蛋白质激酶 C 的活性。

　　荷尔蒙由合成的部位经淋巴、血液和细胞外液运输到细胞作用的部位，至代谢失活和降解的部位，最后需要被清理。那些改变肝脏酶的农药类内分泌干扰物可影响荷尔蒙的清理。例如：DDT 同系物是肝微粒体单氧酶活性的强烈诱导物，通过 DDT 同系物处理而诱导其活性，可能引起睾酮雄激素的增加，结果通过单氧酶系统加速内生雄激素的退化过程。类似地，有报道说，林丹会增加雌激素的清理。 返回小木虫查看更多