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通过化学方式防治白蚁药剂的研究现状

作者:金卫士 | 发布时间: 2017-11-24 |分享到:
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1白蚁危害概况白蚁(Termite)是世界性五大害虫之一(须舌蝇、蝉、蚊子、粘虫和白蚁),遍布全世界,特别是热带、亚热带的亚非拉国家,在2.5亿年前地球上已有白蚁[1]。白蚁具有生活隐蔽、食性广、群体巨大等生活习性,一旦建立种群则极难根治,
 
    1 白蚁危害概况
    白蚁(Termite)是世界性五大害虫之一(须舌蝇、蝉、蚊子、粘虫和白蚁),遍布全世界,特别是热带、亚热带的亚非拉国家,在2.5亿年前地球上已有白蚁[1]。白蚁具有生活隐蔽、食性广、群体巨大等生活习性,一旦建立种群则极难根治,破坏性极大[2]。据有关文献记载,全世界共有白蚁2800余种[3]。中国截止1992年12月统计,白蚁种类达482种,在26个省(市)、自治区均有不同程度的危害,最高分布纬度为北纬40度,特别是长江以南,蚁害尤为严重[4]。
    白蚁危害范围非常广泛,涉及国民经济各个领域,如房屋建筑、交通设施、电力和通讯设备、江河堤坝、书籍、衣物、武器弹药和农林作物等[1]。由于白蚁危害导致的事故常有发生,造成巨大的经济损失,威胁人民的生命和财产安全,因此国家建设部十分重视,己经正式下文件要求全面做好白蚁防治工作[5]。白蚁对我国国民经济造成的损失,仅对房屋建筑的危害,每年就达15亿元左右[6]。在发达国台湾乳白蚁造成的损失更大,在欧洲,散白蚁造成的财产损失最大,仅法国的损失每年就高达2亿欧元[7]。在意大利、西班牙、葡萄牙和希腊,白蚁对建筑的危害也很严重,很多具有历史意义的建筑被严重损坏,随着欧洲经济复苏,每年处理费用至少达到10亿欧元。在北美洲,白蚁被视为主要经济害虫,仅美国,每年白蚁防治、损失和维修费用在1000万美元以上[3]。
    2 化学方法防治白蚁
    我国目前使用最广泛也是最有效防治白蚁的方法是化学防治法[8],化学预防白蚁主要是以化学药物喷撒为主。进行地基毒土、管道和装木制门窗以及白蚁可蛀蚀材料用药剂处理来防治白蚁。特别是对新建房屋基础白蚁预防,全国绝大部
    注:*表通讯作者。
    分地区现在都是采取喷洒农药毒土处理的方法。化学药物屏障是将持效性较长的杀白蚁药剂处理建筑物的规定部位,保证规定时间内的白蚁预防效果,这种方法多用于建筑物的白蚁预防。化学药物屏障法预防白蚁的原理是通过喷洒药物在房屋基础下建立一个土壤化学屏障,利用药物形成的化学屏障来达到防治白蚁的目的。土壤化学屏障目前主要包括两种类型,其中一种是由无驱避性药物的渗透形成的土壤化学屏障,这类屏障是通过白蚁进入屏障后,在屏障内穿行一段距离后被药物杀死而起到防治白蚁作用的;另一种屏障是由驱避性药物的洒入而形成的土壤化学屏障,这类屏障只能起到预白蚁的作用而不能杀灭白蚁[9]。
    化学方法防治白蚁优点是如果药物运用恰当,预防效果明显。缺点是将残留期长的有害化学物质带入环境中,对人畜有潜在的风险;对分飞进入建筑物的白蚁也无能为力。
    目前研究开发和应用的白蚁化学防治药剂主要为砷制剂类、金属盐类、无机酸类、有机氯(氟、溴)类、有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、硅烷类、有机杂环类、昆虫生长调节剂。
    2.1 无机盐类
    2.1.1 砷制剂
    砷制剂曾是无机白蚁防治剂的当家品种,主要品种如亚砷酸、砷酸铅、亚砷酸钠等。三氧化二砷通常称为亚砷酸,俗称白砒、砒霜,是一种强胃毒剂。利用白蚁的互相吮舐习性,还可制成各种诱杀剂使用。该药是我国目前使用量最大的灭蚁剂,但在潮湿环境下灭蚁效果不佳。亚砷酸钠由三氧化二砷与烧碱或纯碱反应制成,为水溶性制剂,但因其在室外不耐雨水冲刷,残效期不如氯丹长。目前,随着人们环保意识的加强,各地对砷制剂都在进行配方改进[10,11] 。
    2.1.2 金属盐类
    铜铬合剂(Copper/Chrome/Arsenic),简称CCA,是一种木材防护剂,由重铬酸钾(或重铬酸钠)、硫酸铜、五氧化二砷组成。因铬盐在木材中的固定作用,遇水不易流失,对白蚁的毒性较大,一般用于木材防腐、防白蚁及其它蛀木害虫。
    日本除虫菊株式会社生产的钼钨灵诱饵剂,含5%钼酸盐和3%钨酸盐,可作为诱饵剂灭治白蚁。在国内已注册的有16% 金鸟白蚁饵剂,有效成分为钼酸钠和钨酸钠,该药是通过在白蚁体内、特别是在脂肪体内的沉积,破坏白蚁的消化与排泄等生理活动来实现药效的,是一种慢性胃毒剂,取食约12~23 d,选择取食约32~35 d全部死亡,野外试验表明6~12个月白蚁全部死亡[12]。
    2.1.3 无机酸类
    用硼酸处理过的木料能抵抗白蚁和蛀木甲虫为害,但对已有白蚁危害的地方,防治作用不明显。亚溴酸盐是目前许多美国公司都在应用的白蚁防治药剂,它可以形成一种保护网,对白蚁起阻隔作用。
无机杀虫剂普遍具有剧毒、残效期长,对人畜、环境危险性大等特点,尤其是砷制剂,如亚砷酸对哺乳动物的毒性极大,亚砷酸钠极易溶于水,对地下水源的污染极大,这些品种都将很快被淘汰。
    2.2有机氯(氟、溴)类
    有机氯药剂从合成直到80年代都是各国最主要的白蚁防治剂,其主要品种有狄氏剂(dieldrin)、艾氏剂(aldrin)、灭蚁灵(mirex)、氯丹(chlordane)等。
    (1)氟虫胺(sulfluramid)是有机氟杀虫剂,商品名Finitron,,大白鼠口服LD50为543 mg/kg。可防治蚂蚁、蜚镰和白蚁,该杀虫剂1989年由Griffin公司在美国投产,获有专利US3380943(1968)、DE2015332(1970)。台湾乳白蚁对氟虫胺较敏感,用14.0~37.5mg/kg剂量对台湾乳白蚁局部施药,90% 死亡历时2~7 d,对北美散白蚁的相应剂量为100~200mg/kg[14] , 国内产品为98%粉剂,推荐使用浓度0.1%。
    南京军区军事医学研究所生产的硫氟酰胺(Ⅳ-butyl perf1uorooctane sulfonamide)85%粒剂,生物活性与氟虫胺相近。推荐使用质量浓度为0.1% ,是一种能量合成阻断剂,抑制白蚁体内细胞中用于产生基本化学能量分子ATP的线粒体质子流[15]。
   (2)伏蚁腙(hydramethylnon) 是有机氟杀虫剂,商品名称Amdro、Combat、Maxforce、Marox、Wipeout。大白鼠口服LD50>1100 mg/kg,是一种慢性杀白蚁剂,具有胃毒作用,制成0.25%~0.5%含量的毒饵诱杀散白蚁,设饵6 d后白蚁开始死亡,毒饵对白蚁无驱避作用【13,16】。但也有诱杀无效的报道[16]。在环境中无生物积累作用,主要用于牧场、草地、草坪和非作物区防治白蚁,也可防治蜚蠊[17]。
氟虫胺和伏蚁腙这2种药物是目前比较低毒的白蚁防治剂。
    有机氯类药剂性质十分稳定,在环境中难以降解,残效期长[18],有些品种的降解物还可能致癌(如灭蚁灵),对环境和人类健康构成极大威胁,美国分别在1975年和1986年开始禁止使用灭蚁灵和氯丹。氯丹的触杀、胃毒、熏蒸作用强烈,残效期特别长,广泛用于新建房屋的白蚁预防,是我国目前使用量最大的白蚁预防药剂。近年来许多发展中国家也纷纷禁止使用,印度尼西亚从1993年起开始禁用氯丹,我国也从1999年2月1日起禁用氯丹,可见其淘汰是必然的[19]。
    2.3 有机磷类
    毒死蜱(chlorpyrifos)是一种有机磷类高效白蚁防治剂,触杀、胃毒和熏蒸作用强烈,长效、广谱、低残留[20,21]。美国陶氏益农公司生产的42.8% 乐斯本(通用名为毒死蜱)防治白蚁浓缩剂,使用1% 质量浓度处理土壤和木材,可以达到8~10 a的保护期。余华星等报道了用毒死蜱作为驱避剂防治园林树木土栖白蚁[22]。张大羽报道了毒死蜱对台湾台湾乳白蚁毒杀作用的时间与剂量效应关系[23]。研究发现白蚁不能穿透毒死蜱等处理形成的土壤屏障[24] 。氯丹被禁用后,毒死蜱成为第一个上市取代氯丹的产品。在20世纪80年代末至90年代初,以毒死蜱为有效成分的杀虫剂曾占美国白蚁防治剂的75% [25]。2000年6月8日美国环保局官员宣布,在2000年末停止毒死蜱在住宅地、花园、现有住宅和公共领域内使用,于2004年末将停止毒死蜱在新建住宅和建筑物中作为杀白蚁剂使用[27]。目前,毒死蜱在我国应用范围较为广泛,属于中国物业管理协会推荐的6种白蚁预防药剂中的典型品种之一。
    异柳磷 (isofenphos), 商品名Pryfon,可用于土壤处理,但不可进行木材或已受白蚁危害木材的处理,常用质量浓度为0.75%。水泥平板法测定,质量浓度1% ,有效期14 a。造林中也有用辛硫磷浸根作为白蚁驱避剂的实践[26]。
    有机磷类农药对人畜毒性较大,高浓度暴露后可造成呼吸麻痹和死亡。
    2.4 氨基甲酸酯类
    目前应用的氨基甲酸酯类白蚁防治剂种类也不多。日本住友化学株式会社生产的白捕特(Baktop)微胶囊剂,有效成分为15%仲丁威,对台湾乳白蚁、黑翅土白蚁和散白蚁都有较好防治效果,触杀作用较拟除虫菊酯慢,土壤和木材处理推荐浓度为0.1%,是日本白蚁防治协会和日本木材保护协会认定的产品[28]。由于采用微胶囊技术,而使有效成分缓慢释放,实现了长效的目的[25]。呋喃丹3%颗粒剂埋根对白蚁也有一定的预防作用。
    2.5 拟除虫菊酯类
此类药剂是目前世界上品种最多的白蚁预防药剂,以氯菊酯(permethrin)、氯氰菊酯(cypermethrin)、氰戊菊酯(fenvalerate)和联苯菊酯(bifenthrin)等菊酯类为有效成分的白蚁防治剂已在美国甚至全世界都占有较大的市场比例[29]。
(1)氯菊酯(permethrin),商品名Torpedo、Dragnet380EC。大白鼠口服LD50为1200mg/kg,一般用0.5% 或1% 的浓度,已成功用于台湾乳白蚁属(Coptotermes)、异白蚁属(Heterotermes)、散白蚁属(Reticulitermes)、动白蚁属(Zootermopsis)白蚁的防治。
在美国夏威夷进行的野外试验表明,拟除虫菊酯类持效期比有机磷类长。在降雨较多的地区,氯菊酯的持效期又比其他菊酯类长。氯菊酯能被土壤表层很好吸附,药剂在野外暴露一年后,对黑胸散白蚁仍有较强杀灭作用。
在印度尼西亚进行的试验结果表明,Dragnet380EC有效成分为氯菊酯对土栖性白蚁、台湾乳白蚁及其它主要蛀木害虫有效,可用于防治台湾乳白蚁属(Coptotermes)、白蚁属(Cryptotermes)、散白蚁属(Reticulitermes)和大白蚁属(Macrotermes)白蚁[30]。
(2)氯氰菊酯(cypermethrin),商品名Demon TC、Prevail。对大白鼠口服LD50为251mg/kg。用于土壤、木材处理,常用体积分数(浓度):Demon TC为0.25% 、1% ;Prevail为0.3% 、0.6% 、1%浓度水泥平板试验,有效期8a[31]。
(3)氰戊菊酯(fenvalerate),商品名Tribute。大白鼠口服LD50为451mg/kg。用于土壤、木材处理,常用体积分数(浓度):0.5% 、1%。0.5% 和1.0% 浓度水泥平板试验有效期为12 a。有效成分为5%高效氰戊菊酯的白蚁灵(Sumialpha SFL)悬浮剂,对白蚁有较好趋避效果,大白鼠口服LD50为690mg/kg,可作为土壤处理剂,推荐使用体积分数(浓度)为0.8% 以上[32]。
(4)联苯菊酯(Bifenthrin),商品名Biflex 240EC,用于多种白蚁的防治,包括台湾乳白蚁属、散白蚁属和大白蚁属白蚁。用量低、效果长,0.06% 浓度处理有效期达8 a,是优良的木材防护剂。。
(5)溴氰菊酯(deltamethrin),商品名Deeamathrin、Deeis、k-othrin、FMC 45498等,大白鼠口服LD50>5000mg/kg。用于处理土壤和建筑构件都有很好的防治效果。原艾格福公司生产,在我国注册的考登(Kordon,250TC)悬浮剂,有效成分为2.5%溴氰菊酯(deltamethrin),推荐使用质量浓度为0.06%,对木材白蚁、黑翅土白蚁防治效果良好[32]。
通过二氟苯醚菊酯、溴氰菊酯、毒死蜱、马拉硫磷及氯丹对黄肢散白蚁的接触毒性试验发现,溴氰菊酷、毒死蜱对黄肢散白蚁的KT50明显小于氯丹[33]。除虫菊酯类药剂将是今后相当长时间内白蚁防治剂的主打品种。此类药剂由于相对低毒,环境相容性较好,己成为目前世界上白蚁防治剂中品种最多的一类药剂,现在使用的菊酯类均作为白蚁预防剂。
    2.6 硅烷类
    硅白灵(Silonen),通用名为氟硅菊酯(Silafluofen),是日本除虫菊株式会社所研制的新型硅烷类有机杀虫剂,有效成分为4-乙氧苯基[3-(4-氟-3-苯氧苯基)丙基] 二甲基硅烷,目前在中国注册的剂型为5%乳油,推荐使用质量浓度为0.1%,具有触杀和驱避作用[34]。对乳白蚁、散白蚁等有较好的接触毒性和驱避作用,但白蚁种类不同,则防治浓度不同。防治台湾乳白蚁时,0.1%才有明显的预防作用,预防散白蚁和土白蚁则只要0.05% [35]。
    2.7 有机杂环类
有机杂环类农药的创制是目前的研究热点,氟虫腈和吡虫啉即是其中代表。氟虫腈(fipronil)是由原法国罗纳、普朗克公司研制生产的,属苯基吡唑类杀虫剂,只需50~200g/hm2。即可控制白蚁,可进行土壤处理、叶面喷雾、毒饵和种子处理。
    (1)锐劲特(fipronil),苯基吡唑类,也作用于昆虫神经系统,但作用速度慢。对白蚁有较强触杀和驱避作用,可用于土壤处理、叶面喷雾、毒饵或种子处理。另一苯基吡唑类药剂特密得2.5%乳油(Termidor25EC),对台湾乳白蚁、黑翅土白蚁、黄翅大白蚁及散白蚁也有较高的预防和杀灭效果。
    (2)吡虫啉(imidacloprid),其他名称:大功臣、高巧、康福多、咪蚜胺、灭虫精、扑虱蚜等,英文名有:Admire、Confidor、Gaucho、NTN-33893。是80年代中期由德国拜耳公司和日本农药公司共同开发的一种新型高效氯代烟碱类杀虫剂,其结构类似乙酰胆碱,作用于烟碱乙酰胆碱受体,导致昆虫不活泼,以至迷失方向,干扰正常的取食和运动行为。大白鼠口服LD50为450 mg/kg。对白蚁有很高的触杀作用,死亡较慢,适于土壤处理预防或灭治地下白蚁。1992年德国开发吡虫啉防治白蚁的新制剂Premise,0.05%-0.3%质量浓度处理可有效的预防白蚁5a以上[36]。0.1%吡虫啉处理的土壤6a无白蚁穿透[37],70%吡虫啉颗粒剂0.15g或0.30g即可杀灭一巢白蚁[38]。陈少波等[39]对吡虫啉的2种制剂研究发现,当它们的浓度在0.05~0.20 mg/kg之间变化时,48 h内对白蚁的击倒率均在96%以上,死亡率也在86%以上;在72 h时其死亡率为100%。表明吡虫啉对白蚁的毒杀浓度比较低且效果也较好。在野外试验中,Mulrooney等[40]发现在施药后的0~  2.5 cm层(吡虫啉浓度为60 mg/kg)白蚁的死亡率(接触48 h)为100%,在2.6~7.6 cm层(吡虫啉浓度为2.8 mg/kg)为74%,而在7.7~15.2 cm仅有22%左右。这表明吡虫啉的浓度对白蚁的灭杀效果起着非常重要的作用。值得注意的是,室内外毒杀效果的浓度变化相当大。究其原因,可能是陈少波等所用室内土是在90℃烘箱中烘干12 h所致。当然,白蚁的不同品级与成长阶段对吡虫啉的敏感性也不同。吡虫啉对乳白蚁工蚁比兵蚁效果更好。Gatti和Henderson[41]研究发现,对工蚁来说,其半数致死浓度(LC50)是2.86 mg/kg,而对兵蚁的LC50则为49.42 mg/kg。有翅成虫比兵蚁和工蚁更具有耐受性。
    2.8 昆虫生长调节剂
    昆虫生长调节剂被誉为“第三代杀虫剂”,20世纪80年代国外就已用于白蚁防治。昆虫生长调节剂主要包括保幼激素类似物和几丁质合成抑制剂两大类:
    2.8.1 保幼激素类似物
保幼激素类似物能诱导兵蚁、前兵蚁和中间品级的产生,破坏蚁群的品级比例,工蚁数量下降导致食料匮乏、饥饿和互残,进而造成种群的衰亡。ZR-515、ZR-512、ZR-619对散白蚁作用明显,ZR-515对台湾乳白蚁也有较强的诱导作用。灭幼宝(S-31183)对散白蚁有效果,但对台湾乳白蚁效果较差。双氧威(fenoxy- carb)、R016- 1295对散白蚁和台湾乳白蚁也有较强诱导活性[25,42]。保幼激素类似物一般有较强的生物活性,对人畜低毒或无毒,随着新品种的出现和试验的深入,作为毒饵药剂的潜力将进一步显现。
    2.8.2 几丁质合成抑制剂
    苯甲酰基苯基脲类杀虫剂作用的主要靶标是几丁质代谢,对非甲壳类生物安全,对昆虫作用较为缓慢,主要为胃毒作用,杀虫效果一般在昆虫蜕皮变态时体现。一些常见品种如卡死(flufenoxuron)、抑太保(chlorfluazuron)、除虫脲(difluben- zuron)、灭幼脲3号、氟铃脲(hexaflumuron)等对白蚁都有不同程度的生物活性。氟铃脲是应用较成功的品种,对大白鼠口服LD50 >5000mg/kg。作为有效成分制成的毒饵是美国防治白蚁的重要药物,被认为是热带地区防治台湾乳白蚁最简单有效的方法。除虫脲作为白蚁防治诱饵的有效成分也已注册,商标为Exterra,EnsyslexL[14] 。
    3 结语
    采用化学药剂形成化学屏障在白蚁防治中的优点主要是高效,相对具有较低的成本,操作简便,能够较容易地与建筑施工相结合;缺点主要有对环境和人畜健康可能存在潜在的风险和影响,药剂的持效性与氯丹相比明显低,采用一次性施药形成的屏障,较难达到国家规定的15年防止白蚁危害,采用化学药剂重复处理的技术施工难度很大,成本显著增加,施工过程中对质量影响的制约因素多,控制施工质量达到规定标准的实际难度大。而化学药剂防治作为白蚁防治主要措施的状况还将继续下去。人类在追求防治效果的同时,应更加关注药剂的环境兼容性。同时我国已加入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》,对化学方法防治白蚁的药剂的使用带来巨大考验和挑战,也是新药剂研发的方向和源动力,新药剂的应用又促进了白蚁防治水平的提高。新的预防和灭治药剂不仅要取代了高毒、高残留的传统防治药剂,也要为实现高效、无公害治理的目标迈出了重要一步。限于白蚁特殊的习性、人们对蚁害防治较高的要求和现有技术水平,实现蚁害的高效、无公害治理仍然是一个需要长期努力的过程。这一过程的长短很大程度上取决于研究的深入和一些基本问题的解决。