农药的安全制剂研究

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摘要：农药制剂的安全性是农业可持续发展的关键所在，本文首先分析了农药安全制剂的内涵，进而探讨了农药安全制剂系统与类型。

关键词：农药；安全制剂；系统；类型

1 农药安全制剂的内涵

农药（Pesticide）一词，可简单定义为：

“用于防除有害生物或调节植物或昆虫的生理与生长的物质”，为保护农业生产的重要性，自二次世界大战以后，由于化工业的突飞猛进，大量合成农药问世，对全球粮食增产、病媒防治及环境卫生提升带来了贡献。然而，因其多数具有“杀生”的作用，其使用的安全性及对环境的冲击也倍受重视且与日俱增。

为求农药使用的效率及安全，该类“杀生”物质需加以适当调配，使其能适度降低浓度、减少毒性、及充分发挥药效，意即应视主成分的理化特性（熔点、稳定性、溶解度、分布系数及生物体内的移动性等）、作用目标及作用机制、施用方法等因素，设计、调配为适当的剂型，使有效成分在最经济、简便的条件下，达到最高的用药效率及对环境与非目标生物最低的冲击。因此，农药的制剂可视为药剂传输系统（Deliversystem）的一部分，需能携带有效成分，精准而有效率（不浪费）地抵达作用目标以发挥其作用。

2 农药安全制剂系统

第一，承载系统。包括溶剂或载体，用以溶解或承载有效成分，过去最常用的溶剂，如：水及二甲苯（Xylene），固体的载体则有：白烟（Hi-Sil）、白土（White clay）、碎砖、玉米杆及胡桃壳等。第二，安定系统。一是化学性安定系统：用以避免有效成分的分解或转异构化（Epimerization），例如：酸碱平衡系统（Buffersystem）、抗氧化剂、水解抑制剂及抗紫外线剂等。二是物理性安定系统：用以维持各组成均匀分散的状态，包括：乳化剂、分散剂、抗冻剂及抗结块剂等。三是生物性安定系统：用以避免滋生微生物，造成有效成分降解或理化性质的破坏，以防止细菌或霉菌生长。第三，制放或缓释系统。用以控制有效成分释放的时机或速度的机制，例如以Polyurea或Polyurethan等化合物包含有效成分的微胶囊制剂，或以藻胶、淀粉、环糊精或其他高分子聚合物等为基质或裹覆材质的制剂。第四，增效系统。用以改变药液喷洒时的雾滴大小、改变喷雾的均匀度、附着力、分布性及渗透或入渗能力等，以增加药液与目标物的接触面积及吸收能力的添加剂。农药原体（Technical concentrate，TC），经一定的加工程序，添加相关的副料佐剂后，调配为成品制剂，成品农药根据其外观及使用特性，可定义为数十种不同的类别，称之为剂型（Formulation）。联合国粮农组织及世界卫生组织整合农业用药、环境卫生用药的剂型种类，包括原体种类在内，共有92种的多，新剂型定义尚随科技的进步而持续增加中。

3 农药安全制剂的类型

（1）水基乳剂与微乳剂。水基乳剂与微乳剂的制剂，是将有效成分预先乳化于水中形成浓乳液，待使用时再加水稀释为一般乳液施用，较诸传统乳剂，有效降低了有机溶剂的用量。水基乳剂中油滴粒径一般大于400nm，其外观呈乳白色浆液；微乳剂的乳化油滴粒径则小于100nm，其外观则呈半透明至透明状，乳化油滴粒径介于1nm-1OOnm间的乳液，其外观则呈泛蓝色的特殊光泽，该类剂型减少了调配使用时有机溶剂的暴露风险，降低经呼吸、皮肤的毒性与对眼刺激性。

（2）水悬剂。针对不溶于水的固态成分，配合适当的分散及助悬剂与载体，研磨混合使成分悬浮分散于水中为浓悬浮液，使用时再以水稀释，微细的有效成分颗粒可形成稳定悬浮的状态，以利均匀喷洒。一般而言，其粒径小于10nm时可得悬浮安定性良好的水悬剂，该类剂型可免除粉状剂型的粉尘飘散危害，但因其较黏稠，于包装容器的附着残留较多，易造成废容器处理的困难。

（3）胶囊悬浮剂。通过微胶囊化的技术，以聚合物将农药有效成分包覆成微小颗粒，并配成如水悬剂般的悬浮液体剂型，一方面可减少有机溶剂的使用量，另一方面也克服部份在水中不安定成分的制剂困难；具有缓释或控制释放机制的胶囊制剂，更可提高药剂的效率，减少地下水及环境污染。部分制放型胶囊制剂，因其微胶囊粒径近似花粉粒，易造成蜜蜂毒害，影响有益昆虫的生态。

（4）水分散性粒剂与水溶性粒剂。为改善粉状制剂的粉尘飘移、操作者吸入风险，可将粉末加上水溶性结合剂，以适当造粒方式制成粒状剂型，使用时以水稀释后，可迅速崩散恢後形成与原粉状剂型相同的悬浮液或水溶液，供喷洒施用。本剂型因无细粉尘，对使用人员不会有吸入粉尘的危险，其颗粒流动}生良好，包装容器也无残留农药的困扰，但颗粒的耐磨度及能在水中崩散性是品质的重要指标。

（5）水分散性片剂与水溶性片剂。将水分散性粒剂或水溶性粒剂进一步打锭，可分别制成片状的制剂，也是改善粉尘的安全制剂。片剂每锭的重量固定，使用方便，容易依调配药量计算用量，且颗粒紧密，更能节省包装材料及仓储空间，也无包装残留的问题，但其在水中崩散或溶解速度是市场接受度的关键，配方上常使用泡腾剂以加速其崩解。

（6）水溶性袋包装。以水溶性聚合材料，制成小包装袋以包装粉状制剂，为避免粉尘危害的简易作法，不需负担改变成品农药的制剂配方的开发成本，且以预先定量的小包装，使农民易于计算用量，也使包装袋易处理而无废弃物的问题。

（7）漂浮剂。承载有效成分的载体，以低密度惰性物质或多孔性物质调整比重，使制剂比重小于1，可漂浮于水面，并配合适当的界面活性剂以降低水的表面张力，或利用产气推进系统，使药剂除了漂浮水面以外，尚可于水面自动崩解分散而使有效成分散布均匀，如此可免除传统剂型需进入水田施作的不便，并避免喷雾时雾滴飘散，污染邻田的风险，既省力又环保。