百草枯（Paraquat）又稱對草快、巴拉利，中國臺灣省稱之巴拉刈，是一種聯吡啶雜環化合物，主要有二氯化物和雙硫酸甲酯鹽兩種。百草枯不易燃，不易爆，是一種速效、廣譜、觸殺型、滅生性除草劑，并有一定內吸作用。能夠針對性破壞綠色植物組織，使其枯死。并且在接觸土壤后失去活性，無殘留，對噴藥后出土的植物幼苗無影響。百草枯對水生生物毒性非常大，并具有長期持續影響。對人體具有較強的毒性（中等毒），通過皮膚、黏膜、呼吸道、消化道等途徑進入人體，可造成急性中毒，無特效解毒藥，人的致死劑量約為14毫升40%的百草枯溶液，百草枯原為無色無味液體，生產過程中通過在其水劑產品添加催吐劑、藍綠著色劑及臭味劑的方式降低誤食風險。為保障人民生命安全，2020年10月26日起，中國禁止百草枯可溶膠劑在境內銷售、使用。
發展歷史
1882年首次合成百草枯，于1955年發現它的除草特性；
1962年被英國先正達(帝國化學工業)公司注冊并生產，自此百草枯被迅速推廣，有近百個國家陸續使用，成為世界第二大除草劑，世界農業也向前推進了一大步；
1983年，瑞典禁止一切形式對于百草枯的使用。
1984年中國開始從英國進口百草枯使用。
山東農藥科學院的李德軍帶領團隊從1996年開始技術攻關，歷經8年成功破譯百草枯生產工藝，迅速拉動中國農藥產業鏈發展，中國也因此成為第二個掌握此技術的國家。
2007年，歐盟一審法院（CFI）裁定，廢除歐盟于2003年通過的百草枯的登記，百草枯自此退出歐盟市場。
2014年7月1日起，中華人民共和國農業部發布公告，撤銷百草枯水劑登記和生產許可、停止生產，保留母藥生產企業水劑出口境外使用登記、允許專供出口生產，2016年7月1日停止水劑在中國境內銷售和使用。
2016年9月7日，中國不再受理、批準百草枯的田間試驗、登記申請，不再受理、批準百草枯境內使用的續展登記申請。
2020年9月26日起，中國禁止百草枯可溶膠劑在境內銷售、使用。
市場情況
百草枯在1962年引入市場，在其興盛時期，百草枯的使用可以覆蓋全球到130多個國家的100多種作物。隨著百草枯暴露出的環境和健康問題的逐漸增大，許多國家相繼禁止或撤銷對百草枯的登記或使用。百草枯在全球市場中整體表現出由盛轉衰的變化趨勢。
百草枯對熱帶和亞熱帶農戶及時倒茬非常有價值，尤其復種指數高農區依賴較大。全球約60%的百草枯在亞太地區使用，是亞太市場最重要的單品除草劑。澳大利亞、印度尼西亞和泰國作為全球市場中的進口大國，相關企業需要關注這些國家禁限用的情況。
從全球百草枯作物市場和應用狀況看，大田市場和應用主要集中在大豆、玉米上，經作和非農上市場較大。
從全球農藥市場上看，隨著百草枯、草甘膦等農藥禁限使用進程的推進，以及胺類除草劑等相關負面新聞持續曝光，這類價格低廉的傳統大宗產品市場面臨衰落。而隨之取代的旱田除草劑產品-甲基磺草酮，逐步占領拉丁美洲市場，并通過多樣化劑型組合形成對整個拉美作物線的覆蓋圈，成為全球除草劑的主導產品。
理化性質
物理性質
百草枯學名1,1-二甲基4,4'-聯吡啶陽離子，又稱對草快，產品有二氯化物、雙硫酸甲酯鹽兩種。
離子百草枯無色或淡黃色固體，無臭，相對密度1.24~1.26（20℃），在175℃~180℃分解。可溶于水，幾乎不溶于有機溶劑，對金屬有腐蝕性。
百草枯二氯化物，為白色結晶。相對密度1.25~1.27（20℃），約300℃分解，極易溶于水，微溶于丙酮、甲醇、乙醇，不溶于烴類等多數有機溶劑。在酸性條件下穩定，在PH11時能被水解，對金屬有腐蝕作用。
百草枯雙硫酸甲酯為黃色固體，能溶于水。上述兩種鹽熔點(分解)均在300℃以上。
工業品二氯化物為黑褐色液體，含量為42%~50%；工業品二甲基硫酸鹽也為黑褐色液體，含量約79%。
市場上常見的百草枯為藍綠色水溶性液體，是為防止誤服，在百草枯原藥基礎上通過加入有安全警示作用的染色劑、催吐劑和臭味劑等操作得到的最終產品。
化學性質
百草枯不易燃，無爆炸性，對金屬藥械有腐蝕性，25℃時貯存穩定性2年以上。離子百草枯和百草枯二氯鹽在酸性和中性條件下穩定，在堿性介質中迅速水解，不能與強氧化劑、潮濕烷基芳經磺酸鹽共存。在水溶液中、紫外光照射下可發生光分解，分解產物有氯化氫、氮氧化物、一氧化碳等。
毒性
健康危害
百草枯可通過皮膚、黏膜、呼吸道、消化道等途徑進入人體。短時間內攝入量達到一定水平時，就會引發機體受損或功能障礙，即引發急性中毒。成人致死量約為5-15 mL 20%水溶液（1~3 g）或40 mg/kg左右，皮膚長期暴露百草枯溶液中也可致死。百草枯中毒后存活的患者中，體內3 h血藥濃度最高的為2.64 μg/mL。所有血藥濃度超過3.44 μg/mL者均死亡。百草枯的中毒病死率高達95%且無明顯特效解毒藥及方法，目前主要治療措施有洗胃、導瀉、利尿、藥物治療、血液凈化，其目的均是以減少毒物吸收、促進毒物排出、控制并發癥等為主，盡可能有效地恢復器官功能，防止多器官功能衰竭。
皮膚粘膜反應
接觸百草枯的濃縮溶液能引起組織損傷、手皮膚干裂和指甲脫落。長期接觸皮膚表現為水皰和潰瘍。經皮大量吸收后會引起全身中毒，長期吸入噴霧微滴會引起鼻出血。眼睛被污染后可引起嚴重結膜炎，長期不愈而形成永久性角膜混濁。
吸入中毒
吸入中毒者可出現呼吸困難或氣促、咯血、紫等，經呼吸中毒的實際案例較少見，但噴灑方式不當也可能吸入百草枯。
口服急性中毒
百草枯經口服進入人體后，會被很快吸收，主要蓄積于肺部和肌肉中，排泄緩慢，因此毒性作用持續存在，且病情發展迅速，口服百草枯后主要有以下癥狀：
1.呼吸系統損害：百草枯作用的主要器官(靶器官)是肺。主要癥狀為咳嗽、咳痰、呼吸困難、肺水腫，嚴重者可發生ARDS。肺損害預后嚴重，是百草枯中毒的主要并發癥和死亡原因。大劑量口服中毒，48小時內迅速出現肺水腫和肺出血：小劑量口服3~31天發不可逆的肺間質纖維化導致呼吸衰竭死亡。
2.口、咽、食管、胃、小腸等的黏膜層出現腫脹、水腫、潰瘍,并有惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、便血等表現。
3.中樞神經系統：表現為頭痛、頭暈、抽搐、幻覺等。
4.全身癥狀中毒患者還可出現發熱、貧血、頭暈、頭痛、抽搐等癥狀，少數可出現胸痛、心律失常，極數可出現猝死。
5.嚴重者出現心肌損害、肝功能受損及急性腎功能衰竭，腎臟損傷常在中毒后第1~第4天內出現，主要表現為尿頻、尿急、腰痛、腎區叫痛、少尿、無尿至發生急性腎功能衰竭。少數病人可在無預兆的情況下突然發生心跳、呼吸停止而死亡。
中毒程度分級
輕度中毒。百草枯攝入量<20毫克/千克體重，除胃腸道刺激癥狀外，無其他明顯器官損害，肺功能可有暫時性減退。
中、重度中毒。百草枯攝入量在20~40毫克/千克體重，除胃腸道癥狀體外，伴有多系統損害的表現，數天至數周后出現肺纖維化，多數于2~3周內死亡。
爆發中毒。百草枯攝入量>40毫升/千克體重，有嚴重的消化道癥狀，口咽部腐蝕潰爛，伴多臟器功能衰竭，數小時至數日內死亡。
毒性機制
百草枯經皮膚、呼吸道、消化道吸收后,約1~4h后達到血漿濃度峰值,其主要分布于肺肝、腎等多個器官組織中，而肺作為主要靶器官，中毒后肺組織中百草枯濃度可高達血漿濃度的10~90倍，大部分5d內經腎臟以原型排出。百草枯的毒作用機制目前尚未闡明，目前的學說中百草枯中毒主要是通過氧化應激、炎癥反應、脫氧核糖核酸和線粒體損傷導致細胞凋亡、影響細胞信號轉導等途徑對機體造成不可逆損傷。
1.自由基氧化損傷
多數學者認為百草枯是一電子受體，作用于細胞內的氧化還原反應，生成大量活性氧自由基，引起細胞膜脂質過氧化，造成組織細胞的氧化性損害，導致細胞結構破壞，功能喪失。
百草枯中毒患者血清丙二醛含量顯著升高，尤其在中毒后24~48h升高最為明顯，但超氧化物歧化酶含量與健康者相比明顯降低，丙二醛會導致一系列連鎖反應，從而產生多種脂質過氧化物降解產物；同時超氧化物歧化酶活性減弱無法抵抗因脂質過氧化而導致的組織器官受損癥狀。丙二醛、超氧化物歧化酶含量與患者中毒程度密切相關。
2.炎癥反應
炎癥反應所致損傷百草枯吸收入體后,以巨噬細胞為主的效應細胞釋放大量炎性因子,包括TNF-α、IL、IFN-γ、磷脂酶A2(PLA2)等。炎性介質、趨化因子等使中性粒細胞、單核巨噬細胞等在組織內聚集、浸潤、活化，進一步釋放氧自由基、蛋白水解酶等加重組織損傷。
3.脫氧核糖核酸損傷和細胞凋亡
百草枯會導致DNA受到直接損傷，進而導致細胞期轉變為期的過程受到阻滯，由此使得細胞出現凋亡。主要機制是人體肺部的上皮樣細胞系中出現大量的表達，而期細胞水平顯著減少。有研究顯示百草枯致細胞損傷釋放線粒體DNA能夠非特異地趨化單核細胞。線粒體DNA無法直接刺激纖維細胞的增殖，但能夠導致主要的促纖維化因子轉化性長因子數量明顯提高。
除草特性
百草枯為速效觸殺型滅生性季銨鹽類除草劑，主要作用于植物的綠色組織部分，對非綠色組織沒有作用。在施藥后百草枯能很快滲入葉面，通過阻斷植物的光合作用，讓與之接觸的植物綠色部分發生枯萎以達到除草的效果。在強光及高濕度的環境中，植物對百草枯的吸收速度還會加快。但百草枯傳導性差，對植物的地下組織破壞效果較差并且在土壤中會迅速與土壤結合而鈍化，對植物的根部及多年生地下莖及宿根無效。
除草機理
百草枯是典型的光合系統I抑制劑，其活性的發揮決定于光，植物對其吸收非常迅速。百草枯二價陽離子在光下接受光合系統I的電子直接還原為一價陽離子，進而還原分子氧形成超氧物基并同時產生百草枯二價氧離子，超氧物基在超氧物歧化酶的作用下形成過氧化氫，過氧化氫與超氧物反應產生高度反應性的羥基(OH·)這是一種由金屬離子鐵或銅過渡作用催化的反應：
過氧化氫能氧化細胞內各種有機化合物的SH基、羥基進行反應并破壞包括膜脂肪酸與葉綠素在內的不飽和脂類。羥基誘導脂基與氧反應產生脂羥基過氧化氫及其他脂基并促使脂類自身不間斷的進行氧化作用。此脂類羥基過氧化物破壞細胞膜的透性，使細胞質滲漏于細胞間隙，造成葉片凋萎和干枯。
降解方式
百草枯對土壤微生物活性、硝化作用及土壤呼吸作用沒有影響，其在土壤中存在3種降解方式：
1.吸附于土壤表面的藥劑進行光化學分解；
2.被黏粒及有機質吸附的藥劑進行化學分解；
3.微生物降解。
其中化學分解所起作用很小，而微生物降解則起著十分重要的作用，細菌、真菌與放線菌均參與降解，它們能夠將百草枯作為碳源與氮源利用，降解過程包括脫甲基及吡啶環裂解等。
檢測方法
液相色譜法（仲裁法）
該鑒別試驗可與百草枯含量的測定同時進行。在相同的色譜操作條件下，試樣溶液某一色譜峰的保留時間與標樣溶液中百草枯色譜峰的保留時間，其相對差值分別應在1.5%以內。
試樣用蒸餾水溶解，以庚磺酸鈉乙-緩沖溶液為流動相，用色譜柱和紫外可變波長檢測器，對試樣中的百草枯進行液相色譜分離和測定。
比色法
本鑒別試驗可與百草枯含量的測定同時進行。在相同的操作條件下，試樣溶液最大吸收波長與標樣溶液最大吸收波長應一致，均為600nm。
百草枯在連二亞硫酸鈉堿性溶液中被還原成藍色的自由基，此游離基可用一永久的藍色玻璃片作參比，在600nm處測得其吸光度，用百草枯二氯化物標樣繪制百草枯標準曲線，由此求出試樣中百草枯的質量分數。
制備方法
制法一：
以吡啶與鎂粉為原料，在鈉沙引發下生成二聚物，然后用硝基甲烷氧化，經分離、結晶得4,4'-聯二吡，4,4'-聯二吡啶再與haas作用，在二鈉鹽的催化作用下合成百草枯。
制法二：
以N-甲基呢碘鹽(MPI)為原料，在甲苯與氫氧化鈉稀釋溶液中經電解耦合成N,N-二甲基四氫聯二吡啶(DMTB)，再用電解液中的有機相與1-溴-2-硝基苯反應，分出水相，用三硝基苯酚與之成鹽。析出結晶，再將此鹽轉化成氯鹽，即得百草枯。
制法三：
吡啶先季堿化為N-甲基吡啶鹽酸鹽，再在催化劑存在下二聚得1,1'-二甲基-4,4'-二氫聯吡啶，繼而氧化得百草枯。
應用領域
適用范圍與使用方法
用作速效、廣譜、觸殺型、滅生性除草劑。聯吡啶陽離子迅速被植物葉子吸收后，在綠色組織中通過光合作用和呼吸作用被還原成聯吡啶自由基，又經自氧化作用使葉組織中的水和氧形成過氧化氫和過氧游離基，破壞葉綠體層膜，使光合作用和葉綠素合成中止，促使干枯。該藥劑在苗前使用，與土接觸失去活性，對噴藥后出土的農作物幼苗沒有影響。對褐色樹皮沒有作用，木本植物樹干安全。通常用量陽離子，防除闊葉雜草與禾本科雜草以及多年生雜草。
公路、鐵路、林地、果園、橡膠園、咖啡園及其它木本植物園通常一年內噴藥2~3次，根據果園雜草發生情況，也可以進行點狀或塊狀噴藥，或者噴灑果樹樹干周圍。苜、車軸草屬休眠期（晚冬或早春）及收割后間隔期噴藥，防除已出苗雜草。
作物播種前或出苗前（免耕及傳統耕作）用藥：使用作物有玉米、高粱、大豆、棉花、向日葵以及胡蘿卜、甘蘭、白菜、茄子、番茄、辣椒、南瓜等多種蔬菜，這是利用作物與雜草時差選擇性原理應用的，噴藥時田間尚無作物，故非常安全。
作物出苗后行間定向處理：適用于寬行作物，如玉米、高粱、大豆、甘蔗、木薯、葡萄、番石榴、木豆、菠蘿、山藥、草莓、番茄、辣椒等多種作物。通常噴藥時，在噴霧器的噴嘴上安裝保護罩，避免藥劑霧滴接觸作物。這種噴霧方式曾在中國華北地區玉米田推廣使用，并收到了良好的效果。
注意事項
1.百草枯為滅生性除草劑，在園林及作物生長期使用，切忌污染作物，以免產生藥害。
2.配藥、噴藥時要有防護措施,戴橡膠手套、口罩，穿工作服。如藥液濺入眼睛或皮膚上,要馬上進行沖洗。
3.光照可加速藥效的揮發,庇蔭或陰天雖能延緩藥劑顯效速度，但最終不會降低除草效果。施藥后30分鐘遇雨時基本能保證藥效。
4.本品為中等毒性且有刺激性的液體，運輸時必須以金屬容器盛載。
法規限制
國家標準
為規范百草枯的生產，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局于2003年10月9日發布的國家標準《百草枯母藥》GB 19307-2003以及國家推薦性標準《百草枯水劑》GB/T 19308-2003，對百草枯母藥及水劑產品的成分、含量等指標做了嚴格規范。要求母藥必須添加催吐劑，水劑產品添加催吐劑、藍綠著色劑及臭味劑，且使用的催吐劑需符合FAO Specificantion 56/TK/S/F（1994）中的有關要求。正常生產時要求對母藥或水劑產品中的指定成分含量每3個月至少進行一次測定。
產品管理
2020年9月21日農業農村部辦公廳發布《農業農村部辦公廳關于切實加強百草枯專項整治工作的通知》嚴格落實百草枯監管措施。
根據《中華人民共和國行政許可法》《農藥管理條例》《農藥生產許可管理辦法》及農業部第1745號、2445號公告有關規定，具有百草枯母藥生產許可和僅供境外使用農藥登記的百草枯母藥生產企業，才能生產百草枯產品。
根據農業農村部第269號公告，百草枯母藥生產企業生產的百草枯產品只能用于出口，不得在境內銷售。
根據農業農村部第269號公告，禁止在中國境內銷售僅限出口農藥產品，違者按照《中華人民共和國農藥管理條例》未取得境內使用登記有關規定查處。
安全事宜
防治方法
急救措施
1.對皮膚接觸百草枯者，需立即脫去污染衣物，用肥皂和清水及時徹底清洗污染部位；
2.眼部接觸者，應將眼瞼翻開，立即用清水反復沖洗>15min，再請醫生治療；
3.服百草枯者應立即進行催吐，同時保持呼吸道通暢，及時送往醫院。限用1L質量分數為15%漂白土或質量分數為7%膨潤土或活性炭懸浮液，同時服用甘露醇等合適瀉藥。
4.如出現呼吸、心跳驟停者立即進行心肺復蘇。
貯運安全
1.百草枯應用清潔的塑料桶或襯塑鐵桶包裝，注意不能使其直接接觸金屬。每桶凈含量一般200L或200kg。
2.百草枯母藥包裝件應貯存在通風干燥的庫房中。
3.貯運時，嚴防潮濕和日曬，不得與食物、種子、飼料混放，避免與皮膚、眼睛接觸，防止由口鼻吸入。
個人防護
1.使用百草枯時要注意帶防護鏡和膠皮手套。
2.采取局部排氣通風或進行呼吸防護。
3.工作時不得進食、飲水或吸煙。進食前洗手。
環境危害
對土壤及作物的影響
百草枯在土壤中的半衰期在1000天以上。紫外光、陽光和勿讓微生物能把百草枯降解為毒性較低的物質。土壤顆粒和有機質對百草枯的強吸附作用，制約了植物、蠕蟲和微生物對百草枯的生物利用度。施用在玉米、土豆和扁豆上的百草枯遇光分解，用百草枯催枯的番茄中發現有少量百草枯殘留，經過烹煮后殘留依然沒有減少。
對非靶標生物的影響
百草枯對生物多樣性也表現出了諸多負面作用，如：百草枯可對陸生和水生植物造成危害，它不僅會影響野生動物諸如鳥類的繁殖能力、導致非靶標生物死亡、影響有益生物的捕食，還會對土壤有益菌產生毒害，甚至導致水下生物死亡。
參考資料 >
Paraquat | C12H14N2+2 | CID 15939 - PubChem.PubChem.2023-05-30
對草快二氯化物.ILO.2023-05-30