农药剂型加工是农药商品化生产和大面积推广的有效途径，也是农药行业的关键组成部分和农药学研究的重要方向(冯建国等，2013).随着农药加工行业的发展和人们环保意识的增强，水性、缓释剂型已经成为农药加工领域的热点，陆续出现了高效安全、经济方便、环境友好农药新剂型(王彦华等，2007；Sushil，1998).乳油是传统的农药基本剂型之一，由于大量使用有机溶剂使得其生产加工受到一定的抑制，但因其制备工艺简单、使用方便、生物活性高等特点，在我国农药剂型中仍然占有绝对的主导地位(陈福良，2012)；水乳剂是近年来新开发的环境友好型农药剂型，以水代替有机溶剂，降低了对环境的污染，是农药剂型发展的一个重要方向(张春华等，2011)；微胶囊是利用微囊化技术将有效成分包裹于囊壁材料中的新剂型，因其可以减少外界环境对囊心材料的影响，延长持效期，提高农药有效利用率，避免农药的分解流失及降低环境污染等优点(Riesco et al., 2012;Zhang et al., 2006)，近年来得到广泛的关注.

大型溞是水生浮游动物的代表，是连接水生食物链的重要中间体，对净化水体有重要作用，其初级生产量直接影响水生生态系统的结构功能(张丽彬等，2007)，是监测评价水环境质量的重要指标，因此，OECD(经济合作与发展组织)化学品测试标准推荐这一生物作为试材.已有研究表明，不同剂型的同一药剂对鸟、家蚕、鱼及大鼠等大型环境生物的毒性存在差异(韩志华等，2008；陈伟国等，2011；季静等，2010；严婷等，2008)，然而，关于不同剂型农药对大型溞毒性的研究报道较少.

高效氯氟氰菊酯作为第三代新型菊酯类杀虫剂，目前普遍用于防治蔬菜和果树害虫，由于其在土壤中的残留半衰期长(马婧玮等，2009)，且易溶解于水，因此，极易进入水体威胁水生生物的生存.基于此，本文参照“化学农药环境安全评价试验准则3.1”的方法和FAO农药登记环境试验标准，以高效氯氟氰菊酯为试验药剂，测定乳油(EC)、水乳剂(EW)、脲醛树脂微胶囊悬浮剂(UFCS)和聚脲微胶囊悬浮剂(PUCS)等3种剂型的4种制剂对大型溞的急性毒性及对大型溞体长、摄食等的亚急性毒性，旨在从对水生生物安全性的角度为农药剂型的开发提供理论依据.

供试生物大型溞(Daphnia magna)引种于中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所，为62D.M纯品系生物株.参照大型溞测试标准方法进行饲养，光暗比16 h∶ 8 h，经实验室驯化培养后使其保持在孤雌生殖状态，选择出生6~24 h幼溞进行试验.

试验药剂：高效氯氟氰菊酯95%原药(TC)，由江苏省农药研究所股份有限公司提供；10%高效氯氟氰菊酯乳油、10%高效氯氟氰菊酯水乳剂、10%高效氯氟氰菊酯脲醛树脂微胶囊、10%高效氯氟氰菊酯聚脲微胶囊，均由山东农业大学农药毒理与应用技术实验室配制；丙酮为分析纯，由天津凯通化学试剂有限公司提供.

单一毒性测定：参考OECD标准试验方法测定高效氯氟氰菊酯原药与各剂型的助剂系统对大型溞的单一毒性.根据预备试验得出的浓度范围，设置系列试验浓度和空白对照组，并设平行组，加入幼溞后，在水温(20±2)℃、光暗比16 h∶ 8 h条件下饲养，24 h、48 h时观察大型溞受抑制状况并记录.

联合毒性测定：将高效氯氟氰菊酯原药与各剂型的助剂系统加工成10%的制剂，即原药∶助剂为1∶9.测定在此配比条件下，24 h、48 h时大型溞的受抑制状况并记录.联合毒性的评价参考惠秀娟等(2003)的联合作用系数法：

式中，EC_50-预期表示混合物的预期半数抑制浓度(EC₅₀)值；A、B、…、N代表混合物中的各化合物；a、b、…、n分别为各单剂在混合物中所占百分比；K为联合作用系数，一般认为K=0.4~2.5为相加作用，K < 0.4为拮抗作用，K>2.5为协同作用；EC_50-实测表示混合物的实测EC₅₀值.

对体长的影响：参照John等(2007)的半静态法稍作修改，根据48 h-EC₅₀确定试验浓度.加入幼溞后，在水温(20±2)℃、光暗比16 h∶8 h条件下饲养，试验期间饲喂斜生栅藻，每天更换试验溶液，4 d后在显微镜下测量其体长.

对摄食的影响：参照罗艳蕊等(2008)的方法，根据48 h-EC₅₀确定试验浓度.加入幼溞后，以密度为5×10⁵个 · mL^-1的斜生栅藻饲喂，在温度为(22±1)℃条件下，黑暗放置5 h后用显微镜计数法测定各处理中栅藻密度的变化，通过栅藻细胞的减少研究大型溞的摄食率.

采用Excel 2007软件对数据进行处理，计算各试验均值及标准偏差.采用机率单位法，利用SPSS16.0统计软件计算半数抑制浓度(EC₅₀)及95%置信限.

实验结束时，清水对照组和最大浓度的丙酮对照组均无死亡情况.药剂处理后不同时期观察结果(表 1)显示，随暴露时间延长，高效氯氟氰菊酯原药对大型溞的EC₅₀逐渐减小，即毒性逐渐增大，原药EC₅₀由3.25×10^-3 mg · L^-1减小到1.18×10^-3 mg · L^-1，根据我国环保总局《化学农药环境安全评价试验准则》的毒性分级，对大型溞的毒性为剧毒.

表 1(Table 1)

表 1 高效氯氟氰菊酯原药对大型溞的毒性 Table 1 Toxicity of lambda-cyhalothrin technical material to Daphnia magna

表 1 高效氯氟氰菊酯原药对大型溞的毒性 Table 1 Toxicity of lambda-cyhalothrin technical material to Daphnia magna 暴露时间/h EC50/(mg·L-1) 95%置信区间/(mg·L-1) Y=aX+b R2 注：Y=aX+b 为线性回归方程，Y 为几率值(单位为1)，X为浓度的对数值(logc). 24 3.25×10-3 2.48×10-3~4.85×10-3 Y=2.18X-3.29 0.964 48 2.50×10-3 1.92×10-3~3.57×10-3 Y=2.02X-2.83 0.985 72 1.48×10-3 1.18×10-3~1.88×10-3 Y=2.29X-2.68 0.972 96 1.18×10-3 0.906×10-3~1.59×10-3 Y=1.71X-1.83 0.966

高效氯氟氰菊酯各剂型对应的各助剂系统(无高效氯氟氰菊酯原药)对大型溞试验结果见表 2，可见，水乳剂助剂系统毒性最低，24 h时为低毒，其他3种助剂系统24 h时为中毒，48 h时毒性增大为高毒.

表 2(Table 2)

表 2 各剂型助剂系统对大型溞的急性毒性 Table 2 Toxicity of auxiliary systems in different formulations to Daphnia magna

表 2 各剂型助剂系统对大型溞的急性毒性 Table 2 Toxicity of auxiliary systems in different formulations to Daphnia magna 助剂系统 暴露时间/h EC50/(mg·L-1) 95%置信区间/(mg·L-1) Y=aX+b R2 乳油 24 1.17 0.842~1.910 Y=1.53X-0.104 0.903 48 0.359 0.232~0.556 Y=1.02X+0.454 0.927 脲醛树脂 24 1.16 0.851~1.810 Y=1.65X-0.104 0.908 微胶囊悬浮剂 48 0.533 0.429~0.663 Y=2.39X+0.653 0.965 聚脲微胶囊悬浮剂 24 1.92 1.200~5.070 Y=1.23X-0.348 0.952 48 0.494 0.386~0.629 Y=2.05X+0.627 0.979 水乳剂 24 26.4 8.950~39.100 Y=0.510X-0.725 0.967 48 1.30 0.870~2.210 Y=1.20X-0.137 0.954

暴露24 h时，10%高效氯氟氰菊酯乳油的毒性最大，48 h之后，10%高效氯氟氰菊酯脲醛树脂微胶囊和10%高效氯氟氰菊酯聚脲微胶囊的毒性逐渐超过10%高效氯氟氰菊酯乳油，说明微胶囊在延缓有效成分释放的同时，对水生生物大型溞的毒性增强作用越来越明显，即后效性较强.

表 3(Table 3)

表 3 不同加工剂型高效氯氟氰菊酯对大型溞的急性毒性 Table 3 Toxicity of different formulations containing lambda-cyhalothrin to Daphnia magna

表 3 不同加工剂型高效氯氟氰菊酯对大型溞的急性毒性 Table 3 Toxicity of different formulations containing lambda-cyhalothrin to Daphnia magna 供试药剂 暴露时间/h EC50/(mg·L-1) 95%置信区间/(mg·L-1) Y=aX+b R2 10%高效氯氟氰 24 13.2×10-4 10.9×10-4~16.3×10-4 Y=2.69X-3.02 0.985 菊酯乳油 48 8.04×10-4 6.40×10-4~10.1×10-4 Y=2.19X-1.98 0.982 72 5.90×10-4 4.54×10-4~7.60×10-4 Y=1.84X-1.42 0.979 96 5.07×10-4 3.90×10-4~6.47×10-4 Y=1.92X-1.36 0.983 10%高效氯氟氰菊 24 14.5×10-4 11.8×10-4~18.0×10-4 Y=2.65X-3.08 0.980 酯脲醛树脂微胶囊 48 6.25×10-4 5.06×10-4~7.67×10-4 Y=2.53X-2.02 0.975 72 4.78×10-4 3.73×10-4~6.02×10-4 Y=2.09X-1.42 0.985 96 2.89×10-4 2.17×10-4~3.67×10-4 Y=2.09X-0.964 0.978 10%高效氯氟氰菊 24 23.0×10-4 18.8×10-4~29.2×10-4 Y=2.89X-3.93 0.985 酯聚脲微胶囊 48 15.6×10-4 12.8×10-4~19.2×10-4 Y=2.83X-3.37 0.989 72 5.42×10-4 4.22×10-4~6.89×10-4 Y=2.00X-1.47 0.986 96 4.09×10-4 3.13×10-4~5.20×10-4 Y=2.00X-1.23 0.992 10% 高效氯氟氰菊 24 23.1×10-4 18.9×10-4~29.6×10-4 Y=2.81X-3.83 0.983 酯水乳剂 48 16.5×10-4 13.6×10-4~20.4×10-4 Y=2.85X-3.47 0.980 72 7.51×10-4 6.06×10-4~9.29×10-4 Y=2.41X-2.11 0.979 96 5.47×10-4 4.29×10-4~6.91×10-4 Y=2.07X-1.53 0.990

根据上述3个表中的数据计算高效氯氟氰菊酯原药与各剂型助剂系统的联合毒性(惠秀娟，2003)，加工成乳油、脲醛树脂微胶囊、聚脲微胶囊和水乳剂3种剂型的4种制剂时，大型溞暴露24 h的联合作用系数分别为24.0、21.9、14.0和14.1，暴露48 h的联合作用系数为29.2、38.4、15.4和14.9，均表现为协同作用.然而，乳油和脲醛树脂微胶囊对大型溞的增毒作用明显高于聚脲微胶囊和水乳剂，且随暴露时间延长，增毒作用迅速提高，至暴露48 h时，脲醛树脂微胶囊的联合毒性系数提高1.75倍，聚脲微胶囊和水乳剂联合毒性系数基本保持不变.

暴露处理4 d后，丙酮对照组与清水对照组大型溞的体长(在显微镜下测得)相当，即以丙酮作助溶剂对大型溞的体长没有影响，丙酮对照组的大型溞体长平均值为1.73 mm.高效氯氟氰菊酯原药高浓度处理对大型溞的体长稍有影响，浓度为1.00×10^-4 mg · L^-1时，平均体长为1.60 mm，但与丙酮对照组无显著差异.

图 1(Fig. 1)

图 1 不同剂型高效氯氟氰菊酯在不同浓度下处理4 d后大型溞的体长(*p < 0.05，差异显著，下同) Fig. 1 Body length of Daphnia magna after 4 days exposure in different concentrations and formulations of lambda-cyhalothrin

10%高效氯氟氰菊酯EC、UFCS、PUCS和EW对大型溞体长的抑制作用均随浓度的增大而增强，即浓度越大，体长越小.从图 2中可知，10%高效氯氟氰菊酯UFCS在0.05×10^-4 mg · L^-1时即会明显抑制大型溞的体长；10%高效氯氟氰菊酯EC浓度大于0.50×10^-4 mg · L^-1时，体长明显小于对照组；而10%高效氯氟氰菊酯EW和PUCS在1.00×10^-4 mg · L^-1时，对体长生长也有一定的抑制作用.总体上，10%高效氯氟氰菊酯PUCS对大型溞体长的抑制作用最强，其次是10%高效氯氟氰菊酯EC、PUCS和EW.

图 2(Fig. 2)

图 2 不同剂型高效氯氟氰菊酯在不同浓度下对大型溞滤水速度和摄食率的影响 Fig. 2 Effects of lambda-cyhalothrin with different concentrations on filtration rate and ingestion rates of Daphnia magna

对照组大型溞的滤水速度在563~709 μL · 溞^-1 · h^-1之间，摄食率平均值为1.27×10⁵ cells · 溞^-1 · h^-1，高效氯氟氰菊酯原药浓度大于0.10×10^-4 mg · L^-1时，大型溞的滤水速度和摄食率与对照组相比有明显差异.不同剂型高效氯氟氰菊酯不同程度地抑制了大型溞的滤水速度，浓度越大抑制作用越显著.总体来说，不同剂型高效氯氟氰菊酯对大型溞摄食行为的影响程度顺序为：EC > UFCS > PUCS > EW.

目前农药剂型加工的目的多集中于改进和提高药效方面，很少考虑对非靶标生物的影响.药效研究方面，不同剂型高效氯氟氰菊酯在防治作物害虫等方面的研究结果表明，水乳剂和乳油对桃小食心虫的防效差异不显著，且速效性和持效性差异不大(仇贵生等，2009)；在防治水稻害虫方面，水乳剂防治效果优于乳油(张青等，2006).

对非靶标生物的毒性研究中，严婷等(2008)以大鼠为材料测定了多种剂型高效氯氟氰菊酯毒性，结果表明，乳油和微囊悬浮剂对人类和大鼠等哺乳动物有较强的毒性，而水乳剂毒性相对较低；对环境生物毒性的研究发现，农药对鸟类的室内急性毒性一般为乳油>悬浮剂、乳剂>水剂、可溶性液剂>可溶性粉剂(朱忠林等，2003；韩志华等，2008).本试验也发现同样的规律，即乳油毒性大于微囊悬浮剂，水乳剂毒性最低.

从加工的角度考虑不同剂型存在毒性差异的原因，发现不同助剂、不同加工工艺对毒性有显著的影响.农药乳油主要由原药、溶剂和乳化剂组成，在高效氯氟氰菊酯等大吨位的乳油产品中，有机溶剂的用量达到80%以上，乳化剂的用量约占10%左右(陈福良，2012).有机溶剂的大量使用，降低了乳油的环境相容性，且常用乳化剂500^#、600^#等对水生生物大型溞毒性较高(李秀环等，2013).联合毒性试验也表明加工成乳油能够明显提高原药的毒性.与乳油相比，水乳剂在加工过程中不用或很少使用有机溶剂，联合毒性试验结果表明，原药加工成乳油对环境生物大型溞的增毒作用显著高于水乳剂等水基化剂型，故后者是环境安全性更高、更值得推荐的剂型.微囊悬浮剂制备常用界面聚合法、原位聚合法等(张可达等，2001)，聚脲微胶囊和脲醛树脂微胶囊分别通过这两种聚合方式制备而成.两种微囊悬浮剂制备过程中的助剂体系对大型溞毒性相近，然而与原药混合加工成聚脲微胶囊和脲醛树脂微胶囊后，UFCS采用的囊壁材料与原药存在极高的增毒作用(K=38.4)，而PUCS的囊壁材料对原药的增毒作用仅为UFCS的40%.因此，以界面聚合法制备的PUCS比以原位聚合法制备的UFCS更安全.

综合考虑药效、加工工艺及对哺乳动物和环境生物的安全性，乳油目前仍在大量使用(冯建国等，2013)，其对环境生物毒性相对较高；水乳剂在药效上与乳油相差不大，且提高了对非靶标生物的安全性，因此是替代乳油的良好剂型；微囊悬浮剂可以延长持效期，但是不同囊壁材料对大型溞的增毒作用存在显著差异，因此，环境安全性更高的囊壁材料还需要进一步筛选.

1)高效氯氟氰菊酯原药加工成不同剂型后，对大型溞急性毒性均有所提高，暴露24 h时，乳油对大型溞的毒性最大；72 h时，两种微胶囊毒性大于乳油的毒性；水乳剂毒性相对其他两种剂型更低.

2)乳油和微胶囊对大型溞生长有明显的抑制作用；原药及4种制剂高浓度处理对滤水速度和摄食率均有抑制作用，当浓度为5.0×10^-5 mg · L^-1时，大型溞的滤水速度和摄食率均显著低于对照组，且各种剂型相比，乳油和脲醛树脂微胶囊的抑制程度相对较高.