什麼是農藥半衰期?如何評估和確認農藥半衰期？

什麼是農藥半衰期?

科學家透過實驗來確定農藥在各種環境中持續的時間，他們將藥物施用於土壤，樹葉或其他表面，並測量分解一半農藥所需的時間，所測量出的時間為半衰期，更確切的說法為將一定量的農藥減少一半所需的時間。

 

在一次半衰期後，農藥將分解為原始量的 50％；經過兩次半衰期後，剩下 25％；經過三次的半衰期後，約有 12％，分解會一直持續到剩餘的殘留量幾乎為零。

 

 

每種農藥有多種半衰期

根據環境條件，每種農藥可以有很多種半衰期，例如，百滅寧 (permethrin) 在土壤、水中、植物和室內中，分別以不同速度分解。

• 在土壤中，百滅寧的半衰期大約為 40 天，範圍從 11 天~113 天。
• 在水中，百滅寧的半衰期為 19-27 小時，如果沉澱於水中，則可以持續一年以上。
• 在植物表面，百滅寧的半衰期為 1-3 週，取決於植物種類。
• 在室內，百滅寧的半衰期變化很大，可能 0 天，也可能超過 20 天。

 

農藥半衰期並非「單一」或「一致」數值

農藥的半衰期通常以一段時間範圍來表示，因為環境條件會不斷隨著時間而改變，因此農藥半衰期的定義通常不會是單一或一致的數值，如下圖，五種農藥的土壤半衰期。

 

農藥半衰期的重要性

瞭解農藥的半衰期，可以幫助我們預估農藥是否於環境中累積，為了預估持久性，可將農藥半衰期分為三組：

• 低度半衰期：<16 天
• 中度半衰期 : 16~59 天
• 高度半衰期 : >60 天

半衰期短的農藥較不會持續存在於環境中。相反，半衰期較長的農藥在反覆使用後更容易累積，而提升附近地表水、地下水、植物和動物的汙染風險。

 

半衰期短的農藥是最好選擇嗎？

承上，半衰期短的農藥可以快速分解掉，不會持續存在環境中，因此此類農藥是最好選擇嗎？我們以實際運用來說明，假設農民需要使用農藥來控制幾個星期，使得農地不受蚜蟲破壞，如果農民使用半衰期只有幾小時的農藥，為達成效果可能需要多次施放農藥，而增加人體接觸農藥的機會，以及提高非目標動物和植物的危害風險。

因此農藥的選用，需要視實際需求來決定，半衰期短並非是最好的選擇。

 

影響農藥半衰期的因素

農藥施放後可能會存在於空氣中，並進入土壤、進入水體，或被植物和動物吸收，農藥的環境歸宿取決於農藥的物理和化學特性以及環境條件，具體來說即是農藥的物理和化學特性決定了它通過土壤的可能性（土壤流動性），它在水中的溶解度（水溶性），以及它有多大的可能進入空氣中（揮發性）。

一旦農藥釋放到環境中，它可以通過以下方式分解：

• 暴露於陽光下（光解）
• 暴露於水（水解）
• 暴露於其他化學品（氧化和還原）
• 微生物活動（細菌，真菌和其他微生物）
• 植物或動物（新陳代謝）

不管是陽光、溫度、濕度、氧氣的多寡、土壤的類型（沙子，粘土等），土壤或水的酸性程度，以及微生物活性等都會影響農藥在環境中的半衰期。

環境因子	在化學降解中所扮演的角色
陽光	太陽輻射會破壞農藥的某些化學鍵，進而產生分解產物。
微生物	環境中的細菌和真菌可以分解化學物質，產生生物降解產物。
植物 / 動物代謝	植物和動物可以將化學物質轉化為更好溶解於水中的形式（代謝物），進而使得農藥更容易移除。
水	水將化學物質分解以形成在水中溶解更好的碎片（水解），通常這是一個非常緩慢的過程。
解離作用 (Dissociation)	化學品可以分解成更小的片段（解離產物）。
吸附作用 (Sorption)	吸附作用可影響農藥在土壤溶液中的分佈，因而可降低農藥的移動性，一般而言，細質地和有機質含量大的土壤對於農藥有較大之吸附能力。
生物累積 (Bioaccumulation)	某些化學物質可以被來自土壤、水、食物和空氣中的植物或動物所吸收，當植物或動物在分解化學物質之前若是不斷暴露這些化學物質時，則可能發生生物累積。

 

如何評估和確認農藥半衰期？

農藥的半衰期通常是在已知的環境條件（室內及室外）下進行評估與確認。

例如在實驗室中，將土壤、水或植物等材料與已知濃度的化學品混合後進行取樣與測試，經過統一的試驗條件下，即可得知各類化學品分解所需的時間，或是將其暴露於各種環境條件下，經過一段時間測試於室外環境中化學品分解的差異，但是，室外之環境因素較不可掌握，因此來自室外研究的半衰期值可能因實際條件不同而有很大差異。

 

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