Paraquat 百草枯

百草枯

百草枯百草枯，化学名称是1-1-二甲基-4-4-联吡啶阳离子盐，是一种快速灭生性除草剂，具有触杀作用和一定内吸作用。能迅速被植物绿色组织吸收，使其枯死。对非绿色组织没有作用。在土壤中迅速与土壤结合而纯化，对植物根部及多年生地下茎及宿根无效。百草枯对人毒性极大，且无特效药，口服中毒死亡率可达90%以上，目前已被20多个国家禁止或者严格限制使用。

简介
中文通用名称：百草枯。
化学名称：1-1-二甲基-4-4-联吡啶阳离子盐。
其他名称：克芜踪、对草快、野火、百朵、巴拉刹（台湾省叫法） 等90种以上商品名。
成分：1,1’二甲基 4,4’二氯二吡啶。
分子式： C12H14Cl2N2
分子量： 257.2 (2Cl)

毒性
中等毒性。但是对人毒性极大，且无特效药，口服中毒死亡率可达90%以上！目前已被20多个国家禁止 百草枯
或者严格限制使用。大鼠急性口服LD50为150毫克/公斤，家兔急性经皮LD50为204毫克/公斤，对家禽、鱼、蜜蜂低毒。对眼睛有刺激作用，可引起指甲、皮肤溃烂等；口服3克即可导致系统性中毒，并导致肝、肾等多器官衰竭，肺部纤维化（不可逆）和呼吸衰竭。因中毒前期治疗黄金期内症状不明显，容易误诊或忽视病情。
剂型：20%水剂、25%水剂本产品有二氯化物、双硫酸甲酯盐两种。

特点
为速效触杀型灭生性季胺盐类除草剂。有效成分对叶绿体层膜破坏力极强，使光合作用和叶绿素合成很快中止，叶片着药后2－3小时即开始受害变色，克芜踪对单子叶和双子叶植物绿色组织均有很强的破坏作用，但无传导作用，只能使着药部位受害，不能穿透栓质化的树皮，接触土壤后很容易被钝化。不能破坏植株的根部和土壤内潜藏的种子，因而施药后杂草有再生现象。

适用范围
可防除各种一年生杂草；对多年生杂草有强烈的杀伤作用，但其地下茎和根能萌出新枝；对已木质化的棕色茎和树干无影响。 适用于防除果园、桑园、胶园及林带的杂草，也可用于防除非耕地、田埂、路边的杂草，对于玉米、甘蔗、大豆以及苗圃等宽行作物，可采取定向喷雾防除杂草。
对作物的安全性 百草枯为灭生性除草剂，如果不喷洒在作物的绿色茎叶上，药液仅沾染棕色木质化的树皮、树枝，对作物、树木无伤害。百草枯与泥土接触会失去活性，在播前1-2天化除，对作物安全。

使用方法
1.果园、桑园、茶园、胶园、林带使用 在杂草出齐，处于生旺盛期，每亩用20%水剂100-200毫升，对水25公斤，均匀喷雾杂草茎叶，当杂草长到30cm以上时，用药量要加倍。
2.玉米、甘蔗、大豆等宽行作物田使用 可播前处理或播后苗前处理，也可在作物生长中后期，采用保护性定向喷雾防除行间杂草。播前或播后苗前处理，每亩用20%水剂75-200毫升，对水25公斤喷雾防除已出土杂草。作物生长期，每亩用20%水剂100-200毫升，对水25公斤，作行间保护性定向喷雾。

发挥药效的条件
1．应用百草枯化除，加水须用清水，药液要尽量均匀喷洒在杂草的绿色茎、叶上，不要喷在地上；
2．百草枯除草适期为杂草基本出齐，株高小于15厘米时；
3．光照可加速百草枯发挥药效，晴天施药见效快；
4．药后1小时下雨对药效无影响。

注意事项
1.百草枯为灭生性除草剂，在园林及作物生长期使用，切忌污染作物，以免产生药害。
2.配药、喷药时要有防护措施，戴橡胶手套、口罩、穿工作服。如药液溅入眼睛或皮肤上，要马上进行冲洗。
3．使用时不要将药液飘移到果树或其他作物上，菜田一定要在没有蔬菜时使用。
4．喷洒要均匀周到，可在药液中加入0.1%洗衣粉以提高药液的附着力。施药后30分钟遇雨时基本能保证药效。

毒理
百草枯又称对草快、克芜踪，我国台湾省称巴拉刈。本产品有二氯化物和双硫酸甲酯盐两种，前者代号PP148，后者代号PP910，化学上属联吡啶杂环化合物，化学名称1，1—二甲基—4，4—联吡啶二氯化物和二硫酸甲酯。
动物实验属中等毒类，大鼠经口LD50二氯化物为155～203mg/kg，双硫酸甲酯盐为320mg/kg。但对人毒性却较高，成人估计致死量20%水溶液约为5～15ml或40mg/kg左右。它是人类急性中毒死亡率最高的除草剂，国外已报告死亡病例多达数百例，多由经口误服致死，其中误服20%水剂30ml以上的49例全部死亡。国内己有不少急性中毒病例报告，经口误服20%水剂30ml以上者亦均死亡。百草枯可经完整皮肤、呼吸道和消化道吸收，但吸收并不完全，吸收后随血液分布至全身各组织器官，但肺中含量甚高，常大于血中含量的十至数十倍。在体内很少降解，常以完整的原形物随粪、尿排出，少量可经乳汁排出，经口染毒约30%随粪排出。吸收和排出的速度均较快，给狗口服或静注14C甲基百草枯氯化物，中毒后90min血浆浓度最高，24h内由肾排出50%～70%；而静注者6h内从肾排出80%～90%，24h内几乎排完。百草枯对皮肤粘膜有刺激和腐蚀作用，全身中毒可引起多系统损害，尤以肺损害较严重，可引起肺充血、出血、水肿、透明膜形成和变性、增生、纤维化等改变，此外尚可致肝、肾损害并累及循环、神经、血液、胃肠道和膀胱等系统和器官。致毒机制目前尚未阐明，多数学者认为百草枯是一电子受体，可被肺Ⅰ型和Ⅱ型细胞主动转运而摄取到细胞内，作用于细胞的氧化还原反应，在细胞内活化为氧自由基是毒作用的基础，所形成的过量超氧化阴离子自由基（O=）及过氧化氢（H2O2）等可引起肺、肝及其他许多组织器官细胞膜脂质过氧化，从而造成多系统组织器官的损害。

临床表现
（—）各种途经吸收引起的中毒，全身中毒表现均相似，但田间喷药中毒症状相对较轻，肺损害发生的概率也相对较低。
（二）局部刺激症状 1、皮肤污染可致接触性皮炎，甚至发生灼伤性损害，表现为红斑、水疱、溃疡和坏死等。指甲亦可被严重破坏或脱落。经口中毒者，有时亦出现红斑。 2、眼部污染出现羞晖、流泪、眼痛、结膜充血和角膜灼伤等病损。 3、呼吸道吸人出现鼻血和鼻咽刺激症状（喷嚏、咽痛、充血等）及刺激性咳嗽。 4、经口误服口腔、咽喉、食管粘膜有腐蚀和溃烂。
（三）全身中毒征象波及多器官系统，除大量经口误服较快出现肺水肿和出血外，大多呈渐进式发展，约1～3d内肺、肾、肝、心脏及肾上腺等会发生坏死，病程中可伴发热。 1、消化系统 早期出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻及血便，数天（约3～7d）后出现黄疸、肝功能异常等肝损害表现，甚至出现肝坏死，国内大连曾报道1例经口中毒者死于急性肝坏死。 2、泌尿系统 可见尿频、尿急、尿痛等膀胱刺激症状，尿检异常和尿量改变，甚至发生急性肾功能衰竭，多发生于中毒后的2～3d。 3、肺损害 较为突出，病理组织学改变与氧中毒类似，临床所见大体有以下三类征象，但也有个别病例未出现肺损害而被治愈。①大量经口误服可于24h内迅速出现肺水肿和肺出血，严重者可由此致死，如北京曾报道1例于误服后8h死于肺水肿和循环衰竭。1～2d内未致死者其后可出现急性呼吸窘迫综合症（ARDS），再往后则出现迟发性肺纤维化，此二者均呈进行性呼吸困难，且大多由呼吸衰竭而致死。北京报道的另1例经口误服致死者，即于中毒后的第16天死于肺部“炎症”（可能合并有进行性肺纤维化）。②非大量吸收者通常于1～2周内出现肺部症状，肺损害可招致肺不张、肺浸润、胸膜渗出和肺功能明显受损，此后亦发生肺纤维化。③无明显肺浸润、肺不张和胸膜渗出等改变，为缓慢发展的肺间质浸润或肺纤维化，肺功能损害随病变的进展而加重，最终也可发展为呼吸衰竭而死亡。 4、循环系统 重症可有中毒性心肌损害、血压下降、心电图S-T段和T波改变，或伴有心律失常，甚至心包出血等。 5、神经系统 包括精神异常、嗜睡、手震颤、面瘫、脑积水和出血等，可见于严重中毒者。 6、血液系统 有发生贫血和血小板减少的报道，个别病例尚有高铁血红蛋白血症，甚至有发生急性血管内溶血者。

诊断
1.主要根据接触史和以肺损害为主并伴有多系统损害的临床表现做出诊断。凡有明显肺损害者均预后不良。临床检验及肺功能、胸片等异常不具诊断特异性，必要时作毒物鉴定（洗胃抽出液、血、尿及残余毒物等），剩余毒物可用分光镜在600nm处测定消光率，残留分析则须先经离子交换柱萃取并还原，然后在396nm处测定。 中毒程度分级目前尚无国家标准，参考分级指标为： l.轻度中毒 百草枯摄人量<20mg/kg，除胃肠道刺激症状外，无其他明显器官损害，肺功能可有暂时性减退。
2.中、重度中毒 百草枯摄入量在20～40mg/kg，除胃肠道症状外，伴有多系统损害的表现，数天至数周后出现肺纤维化，多数于2～3周内死亡。
3.暴发中毒 百草枯摄人量>40mg/kg，有严重的消化道症状，口咽部腐蚀溃烂，伴多脏器功能衰竭，数小时至数日内死亡。

急救处理

清洗排毒
1、皮表污染应脱除污染衣物后用肥皂水彻底清洗后再用清水洗净。眼部污染用2%～4%碳酸氢钠液冲洗15min后再用生理盐水洗净。 2、经口误服在现场应立即服肥皂水，既可引吐，又可促进百草枯失活。白陶土（30%）或皂土可吸收百草枯，但必须在lh内服用疗效才较好，若无白陶土（又称漂白土）或皂土亦可用普通粘土用纱布过滤后，服用泥浆水，或用活性炭吸附（每100g白陶土或皂土可吸附百草枯约6g）。洗胃动作宜轻柔，洗胃液选用2%～5%碳酸氢钠液内加适量肥皂液或洗衣粉，以促进毒物失活，以手工吸注式较好，每次交换液量200～300ml，不宜用灌流式无压力指示报警的自动洗胃机，这是因为百草枯有较大的腐蚀作用的缘故。洗胃后可再给30g活性炭悬液，并用盐类泻剂导泻。 3、血中毒物以血液灌流清除较血液透析更好，由于狗中毒后血中毒物浓度高峰在70～120min，故越早使用越好。日本学者提倡用积极性血液灌流，即在中毒后24h内，接受不少于10h的血液灌流治疗，认为在中毒15h内开始，连续10h作血液灌流治疗，可有效地提高病者的存活率。

药物治疗
目前尚无特效解毒药剂，百草枯特异性抗体目前仍处于实验研究阶段，已用于临床的药物治疗有： 1、竞争性药剂 普萘洛尔可与结合于肺的毒物竞争，使其释放出来，然后被清除，丙咪嗪也有类似的作用，但临床使用效果尚难做出积极评价。 2、大剂量环瞵酰胺及地塞米松治疗意在防止肺纤维化，曾一度被认为有相当疗效，但其后用对照观察前瞻性研究，发现死亡率仍高达60%以上，与对照无显著差异，故尚需进一步研究观察。 3、去铁饿和N－乙酰半胱氨酸疗法 意在抑制百草枯于肺内形成氧自由基，在动物实验中曾取得一定疗效（去铁敏用量100mg·kg-1·d-1）。去铁敏能有效地减少过氧化阴离子的生成，对肺组织有保护作用，N－乙酰半胱氨酸可使细胞内还原物质谷胱甘肽增多，对抗百草枯的氧化毒性作用。1995年首次有临床救治一大量经口误服百草枯中毒成功的报道，值得进一步观察。去铁敏用量每日<5g，成人首次1g，以后每4h用0.5g，均稀释后缓慢静脉注射；N一乙酰半脱氨酸每次用0.25g，新鲜配制成10%溶液加入超声雾化液中吸人，每日3～4次。

其他治疗
1、 抗过氧化及自由基清除剂 用维生素C、过氧化歧化酶（SOD）等，疗效不肯定，且肺损伤出现后多无效。
2、 早期于肺损害发生前使用皮质激素，并适当使用抗生素防治继发感染。
3、补液利尿，促进毒物排泄。
4、 对症和支持治疗，特别应注意处理好ARDS、肝坏死和急性肾功能衰竭等威胁生命的毒效应。
5、 氧疗应十分小心，决不可用高浓度氧，否则弊大于利，一般应限制吸氧，只有在血中氧分压低于5.3kPa（40mmHg）时，才可用浓度>21%的氧吸人。
6、迟发肺纤维化病例，国外曾用肺移植治疗。

paraquat dichloride
Herbicide
HRAC D WSSA 22; bipyridylium

NOMENCLATURE
paraquat dichloride
IUPAC name 1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridinediium dichloride; 1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridinium dichloride; 1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridylium dichloride
Chemical Abstracts name 1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridinium dichloride
Other names methyl viologen CAS RN [1910-42-5];[2074-50-2] bis(methyl sulfate) EEC no. 217-615-7 Development codes PP148; PP910 for bis(methyl sulfate) (both ICI)

paraquat
Common name paraquat (BSI, E-ISO, (m) F-ISO, ANSI, WSSA, JMAF); no name (Germany)
IUPAC name 1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridinediium; 1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridinium; 1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridylium
Chemical Abstracts name 1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridinium
CAS RN [4685-14-7] EEC no. 225-141-7

PHYSICAL CHEMISTRY
paraquat dichloride
Composition Not normally isolated from the tech. products, which are >95% pure. Mol. wt. 257.2 M.f. C12H14Cl2N2 Form Colourless, hygroscopic crystals. M.p. Decomposes at c. 340 ºC V.p. <1 ´ 10-2 mPa (25 °C) KOW logP = -4.5 (20 °C) Henry <4 ´ 10-9 Pa m3 mol-1 (calc.) S.g./density 1.24-1.26 (20 ºC) Solubility In water c. 620 g/l (20 ºC). Practically insoluble in most organic solvents. Stability Stable in neutral and acidic media, but readily hydrolysed in alkaline media. Photochemically decomposed by u.v. irradiation in aqueous solution.

paraquat
Mol. wt. 186.3 M.f. C12H14N2

COMMERCIALISATION
History Herbicidal properties of the dichloride and bis(methyl sulfate) described by R. C. Brian (Nature (London), 1958, 181, 446) and their properties reviewed by A. Calderbank (Adv. Pest Control Res., 1968, 8, 127). Both salts (though only the former is still sold) were introduced by ICI Plant Protection Division (now Syngenta AG). Herbicidal properties of paraquat dichloride discovered in 1955, and first marketed in 1962. Patents GB 813531 Manufacturers Comlets; Crystal; Hesenta; Kuo Ching; Pilarquim; Sanex; Sinon; Sundat; Syngenta; United Phosphorus

APPLICATIONS
paraquat dichloride
Biochemistry During photosynthesis, superoxide is generated, which damages cell membranes and cytoplasm. Mode of action Non-selective contact herbicide, absorbed by the foliage, with some translocation in the xylem. Uses Broad-spectrum control of broad-leaved weeds and grasses in fruit orchards (including citrus), plantation crops (bananas, coffee, cocoa palms, coconut palms, oil palms, rubber, etc.), vines, olives, tea, alfalfa, onions, leeks, sugar beet, asparagus, ornamental trees and shrubs, in forestry, etc. Also used for general weed control on non-crop land; as a defoliant for cotton and hops; for destruction of potato haulms; as a desiccant for pineapples, sugar cane, soya beans, and sunflowers; for strawberry runner control; in pasture renovation; and for control of aquatic weeds. For control of annual weeds, applied at 0.4-1.0 kg/ha. Formulation types SL. Compatibility Incompatible with alkaline materials, anionic surfactants, and clay-containing inert materials. Selected products: 'Gramoxone' (Syngenta); 'Efoxon' (Efthymiadis); 'Herbaxon' (Westrade); 'Herbikill' (Vapco); 'Pilarxone' (Pilarquim); 'Total' (Barclay); 'Weedless' (Sanonda); mixtures: 'Seccatuttu' (+ diquat dibromide) (Syngenta)

OTHER PRODUCTS
paraquat dichloride
'Cyclone' (Syngenta); 'Starfire' (Syngenta); 'Weedol' (Syngenta); 'Boa' (Griffin); 'Crisquat' (Crystal); 'Dextrone' (Nomix-Chipman); 'Dipaxone' (Papaeconomou); 'Dragocson' (Agricultura Nacional); 'Herboxone' (Crystal); 'Priquat' (Efthymiadis); 'Scythe' (BASF) mixtures: 'Gramocil' (+ diuron) (Syngenta); 'PDQ' (+ diquat dibromide) (Syngenta); 'Preeglox L' (+ diquat dibromide) (Syngenta); 'Surefire' (+ diuron) (Syngenta); 'Antox' (+ MSMA) (Ancom); 'Anuron' (+ diuron) (Ancom); 'Crisquat D' (+ diuron) (Crystal); 'Dexuron' (+ diuron) (Nomix-Chipman); 'Herboxone D' (+ diuron) (Crystal); 'Myzet' (+ diquat dibromide) (Otsuka); 'Pardy' (+ diuron) (Agricultura Nacional); 'Priglox' (+ diquat dibromide) (Nihon Nohyaku); 'Speedway 2' (+ diquat dibromide) (Scotts UK); 'Spray Seed' (+ diquat dibromide) (Crop Care) Discontinued products: 'Speedway' * (Zeneca); 'Cekuquat' * (Cequisa); 'Osaquat' * (Productos OSA); 'Plusquat' * (Productos OSA) mixtures: 'Gramonol' * (+ monolinuron) (Zeneca); 'Parable' * (+ diquat dibromide) (Zeneca); 'Preglox' * (+ diquat dibromide) (Zeneca); 'Azote' * (+ amitrole) (Productos OSA); 'Duplex' * (+ amitrole) (Productos OSA)

ANALYSIS
Product analysis by colorimetry (AOAC Methods, 17th Ed., 969.09; CIPAC Handbook, 1992, E, 166-168; 1995, G, 128); free 4,4'-bipyridyl, ibid., 1998, H, 216; in mixture with diquat, by colorimetry (CIPAC Handbook, 1992, E, 73-78; ibid., 1995, G, 49). Residues determined by colorimetry after reduction (Pestic. Anal. Man., 1979, II; A. Calderbank & S. H. Yuen, Analyst (London), 1965, 90, 99; P. F. Lott et al., J. Chromatogr. Sci., 1978, 16, 390; J. B. Leary, Anal. Methods Pestic. Plant Growth Regul., 1978, 10, 321). Residues in potatoes by rplc with dual channel u.v. detection (AOAC Methods, 17th Ed., 992.17). Details of methods available from Syngenta.

MAMMALIAN TOXICOLOGY
paraquat dichloride
Reviews FAO/WHO 47, 49 (see part 2 of the Bibliography). Oral Acute oral LD50 for rats 157-129, guinea pigs 30-58 mg/kg. Skin and eye Acute percutaneous LD50 for rats 911 mg paraquat ion/kg. Irritating to skin and eyes (rabbits). Absorption through intact human skin is minimal; exposures can cause irritation and a delay in the healing of cuts and wounds; can cause temporary damage to nails. Not a skin sensitiser (guinea pigs). Inhalation No vapour toxicity. Extreme exposure to spray droplets may cause nose bleeding. NOEL (1 y) for dogs 0.65 mg/kg b.w. daily; (2 y) for rats 1.7 mg/kg b.w. daily. ADI (JMPR) 0.004 mg/kg b.w. (as paraquat ion) [1986]. Toxicity class WHO (a.i.) II; EPA (formulation) II (oral, a.i.); III (dermal, a.i.) EC classification T+; R26| T; R24/25, R48/25| Xi; R36/37/38| N; R50, R53

ECOTOXICOLOGY
paraquat dichloride
Birds Acute oral LD50 for bobwhite quail 175, mallard ducks 199 mg/kg. LC50 (5 d) for bobwhite quail 981, Japanese quail 970, mallard ducks 4048, ring-necked pheasant 1468 mg/kg. Fish LC50 (96 h) for rainbow trout 26, mirror carp 135 mg/l. Daphnia EC50 (48 h) 6.1 mg/l. Algae EbC50 (96 h) 0.10 mg/l; ErC50 0.28 mg/l. Bees LD50 (72 h) (oral) 36 mg/bee; (contact) 150 mg/bee. Worms LC50 >1380 mg/kg soil.

ENVIRONMENTAL FATE
EHC 39 (WHO, 1984). Animals In rats, following oral administration, 76-90% of the dose was excreted in the faeces, and 11-20% in the urine. Paraquat does not bioaccumulate, with >90% of the dose eliminated in 72 h. Plants On plant surfaces, photochemical degradation occurs. Degradation products which have been isolated include 1-methyl-4-carboxypyridinium chloride and methylamine hydrochloride. Soil/Environment Paraquat is rapidly degraded by soil micro-organisms (DT50 of unadsorbed paraquat <1 w). Strong binding in soil increases persistence. Paraquat is strongly bound and inactivated by soil and aquatic sediments, and does not leach into groundwater; Kd >10 000.