對現(xiàn)代中國農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的發(fā)展探究

王新權(quán)

摘 要：農(nóng)藥自古以來便是保證農(nóng)業(yè)產(chǎn)量不可或缺的因素。約在公元前1000年前，人類已經(jīng)開始使用農(nóng)藥，而那時的農(nóng)藥還以天然農(nóng)藥為主。19世紀(jì)，社會進(jìn)入科技發(fā)展的新時期，農(nóng)藥類型也漸漸轉(zhuǎn)為無機(jī)和有機(jī)農(nóng)藥，對害蟲的殺傷性大，方便易用且便攜的農(nóng)藥迅速遍及到世界各地。各類新型農(nóng)藥進(jìn)入我國后，高殘留、污染重的有機(jī)合成農(nóng)藥給我國環(huán)境帶來了長久性的破壞。20世紀(jì)70年代，以蔡道基院士為主的研究團(tuán)隊依托全國各地的調(diào)查結(jié)果，建立了農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)，系統(tǒng)地研究農(nóng)藥破壞環(huán)境的規(guī)律，并保證市場準(zhǔn)入農(nóng)藥的安全性。論述了農(nóng)藥的發(fā)展史和農(nóng)藥類型與環(huán)境的聯(lián)系，以及農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：農(nóng)藥;生態(tài);農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)

文章編號：1004-7026（2020）04-0100-03 ? ? ? ? 中國圖書分類號：X592 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 ?農(nóng)藥的發(fā)展史

農(nóng)藥廣義上指的是所有在農(nóng)業(yè)中使用的化學(xué)品，狹義上指用于預(yù)防、消滅或者控制危害農(nóng)業(yè)和林業(yè)的病、蟲、草及其他有害生物并且有目的地調(diào)節(jié)植物和昆蟲生長的化學(xué)合成或者來源于生物、其他天然物質(zhì)的一種物質(zhì)或者幾種物質(zhì)的混合物及其制劑[1]。農(nóng)藥的發(fā)展史其實也是農(nóng)業(yè)與環(huán)境的發(fā)展史。

早在3 000年前，人類便逐漸開始使用農(nóng)藥，那時使用的農(nóng)藥以天然礦物或者有毒植物為主。中國是最早使用農(nóng)藥的國家之一，《周禮·秋官》中記載了“剪氏管除蠹物，以攻縈攻之，以莽草熏之”等農(nóng)藥除雜殺毒的方法。東漢末年成書的《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載了300多種藥物，其中“菖蒲、天門冬、升麻、天名精、吳茱萸、藜蘆、狼毒”等都是較為典型的天然植物型農(nóng)藥?！稓飫僦畷贰洱R民要術(shù)》《農(nóng)政全書》等都或多或少記載了農(nóng)民使用各類農(nóng)藥生產(chǎn)耕作的情況[2]。

16～17世紀(jì)，歐洲科學(xué)革命爆發(fā)，西方先進(jìn)的化學(xué)與生物學(xué)思想漸漸興起，農(nóng)藥也開始轉(zhuǎn)型。19世紀(jì)中期，農(nóng)藥主要作為無機(jī)及天然產(chǎn)物使用。3大殺蟲植物除蟲菊、魚藤和煙草在世界范圍內(nèi)銷售，標(biāo)志著農(nóng)藥開始作為商品走向市場。1880年以后，石灰硫黃合劑、波爾多液、硫酸煙堿等無機(jī)農(nóng)藥商品大為流通。有機(jī)合成農(nóng)藥DDT于1938年發(fā)明以后，農(nóng)藥也進(jìn)入了新的歷史時期。大量有機(jī)合成農(nóng)藥陸續(xù)問世，例如六六六、涕滅威等有機(jī)氯農(nóng)藥。這類農(nóng)藥殺蟲除菌效果好，使用方便，得到了廣泛使用。第二次世界大戰(zhàn)之后的10余年間，各類有機(jī)除草劑和植物生長調(diào)節(jié)劑出現(xiàn)，有機(jī)氯、有機(jī)磷農(nóng)藥的使用量也較戰(zhàn)前增加了40倍。此類化學(xué)農(nóng)藥高殘留、污染重，不利于分解，給生態(tài)系統(tǒng)帶來了巨大的影響。到了20世紀(jì)70年代，各國開始逐漸淘汰高殘留農(nóng)藥（我國于1983年停用有機(jī)氯農(nóng)藥），開始研發(fā)非殺生性農(nóng)藥與微生物農(nóng)藥等，做到生態(tài)健康與農(nóng)藥生產(chǎn)相協(xié)調(diào)，使農(nóng)藥向綠色化的方向發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)，各類新型農(nóng)藥迅速增加，但農(nóng)藥還是以有機(jī)合成農(nóng)藥為主，各國也在嚴(yán)格把控農(nóng)藥的市場化標(biāo)準(zhǔn)，與環(huán)境保護(hù)協(xié)同發(fā)展。

2 ?農(nóng)藥類型與環(huán)境

農(nóng)藥與環(huán)境聯(lián)系密切，種類繁多，其取于環(huán)境亦用于環(huán)境。根據(jù)農(nóng)藥的來源與成分可以把農(nóng)藥分為有機(jī)農(nóng)藥和無機(jī)農(nóng)藥兩大類。無機(jī)農(nóng)藥是由天然礦物原料加工制成的農(nóng)藥，主要有砷酸鈣、砷酸鉛、石灰硫黃合劑、硫酸銅、波爾多液等。我國明代宋應(yīng)星所著的《天工開物》中記載：“砒石，凡燒砒霜，質(zhì)料似土而堅，似石而碎，穴土數(shù)尺而取之[3]。”這里的砒石可以制成一種天然的無機(jī)農(nóng)藥砒霜，在古代農(nóng)業(yè)社會中得到了廣泛使用，用于殺蟲防鼠。而有機(jī)農(nóng)藥是指利用生物活體或其代謝產(chǎn)物防治害蟲、雜草、線蟲、鼠類等有害生物的一類農(nóng)藥制劑，或通過仿生合成具有特殊作用的農(nóng)藥制劑，例如有機(jī)氯、有機(jī)磷、有機(jī)硫農(nóng)藥等。此外，有機(jī)農(nóng)藥又分為天然有機(jī)農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥以及人工合成有機(jī)農(nóng)藥。天然有機(jī)農(nóng)藥包括植物性農(nóng)藥與礦物油農(nóng)藥，例如公元6世紀(jì)賈思勰所著的《齊民要術(shù)》就有記載：“艾，菊科，別稱家艾、艾蒿，驅(qū)蟲、治病、食用[4]。”唐代甄權(quán)的《藥性論》中曾書：“藜蘆，主上氣，去積年膿血泄痢。治惡風(fēng)瘡、疥癬、頭禿，殺蟲[5]。”以艾草燃燒煙熏驅(qū)蟲，利用艾草、藜蘆的植物化學(xué)性質(zhì)殺蟲等。微生物農(nóng)藥指白僵菌、農(nóng)用抗菌素等以微生物或其代謝產(chǎn)物制得的農(nóng)藥。人工合成有機(jī)農(nóng)藥則是以化學(xué)手段工業(yè)化生產(chǎn)的用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)藥，例如DDT、涕滅威、樂果等有機(jī)氯、有機(jī)磷農(nóng)藥等。隨著化學(xué)工業(yè)的進(jìn)步，人口和農(nóng)藥亦迅速發(fā)展，既有殺蟲殺菌農(nóng)藥也有調(diào)節(jié)性農(nóng)藥，有機(jī)農(nóng)藥方便易用、藥效大、持久性強(qiáng);天然農(nóng)藥用藥量大，使用復(fù)雜。但是，農(nóng)藥的大規(guī)模使用都對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

在20世紀(jì)60年代末爆發(fā)的越南戰(zhàn)爭中，美軍在“牧場行動計劃”中用飛機(jī)向越南的叢林中大規(guī)模噴灑了超過7 000萬L的植物脫葉劑， 這些除草劑造成的后果是樹木凋零、生態(tài)破壞，導(dǎo)致60萬人身患絕癥、500萬人受傷等。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計，世界每年要發(fā)生50萬起與農(nóng)藥有關(guān)的中毒事件，其中5 000例導(dǎo)致死亡[6]。在密閉的大氣生態(tài)系統(tǒng)中，自然中的各類物質(zhì)構(gòu)成流通的生態(tài)鏈不斷循環(huán)與被循環(huán)，噴灑有機(jī)合成農(nóng)藥不僅對人類的生命健康產(chǎn)生影響，也會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的破壞，這些農(nóng)藥會在土壤和水源中富集沉淀，影響生態(tài)環(huán)境的平衡發(fā)展。河流、溪流、湖泊、池塘、海洋和底泥都是持久性農(nóng)藥殘留物的貯藏所，使用農(nóng)藥不僅能直接污染地表水，還能通過淋溶、滲透等途徑污染地下水[7]。

美國作家卡遜曾在《寂靜的春天》描述：“農(nóng)場里，母雞下的蛋孵不出小雞。農(nóng)夫們抱怨沒法繼續(xù)養(yǎng)豬，因為豬崽都太瘦弱，存活沒幾天就會死去。蘋果樹就要開花了，卻不見蜜蜂往來穿花的身影，所以花兒沒有授粉，也就不會結(jié)果[8]?！笨ㄟd的語言描繪了美國因農(nóng)藥污染所帶來的生態(tài)環(huán)境危害，值得我們深刻反思。從眾多研究成果中可以看出，現(xiàn)代農(nóng)藥的危害不僅僅只是停留在表面，還存在很多持久性危害。珠江口表層水體中滴滴涕（DDT）和六六六（BHC）的平均濃度達(dá)0.080 μg/L和0.087 μg/L，底層水體達(dá)到0.506 μg/L和0.117 μg/L，明顯高于表層水，沉積物中這兩種有機(jī)物含量分別為33.4 ng/g和11.15 ng/g[9]?；瘜W(xué)農(nóng)藥的高速發(fā)展使有機(jī)合成農(nóng)藥成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必需品，污染與防治相互結(jié)合，農(nóng)藥才能與環(huán)境相互依托。自從20世紀(jì)40年代化學(xué)農(nóng)藥傳入我國以來，農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的改變時而演變成悲劇，不僅包括近年發(fā)生的“毒豇豆事件”，導(dǎo)致農(nóng)作物大規(guī)模毀壞減產(chǎn)，還多次出現(xiàn)與農(nóng)藥相關(guān)的中毒、病變、致癌等現(xiàn)象，給人類生命健康造成了重大的威脅，農(nóng)藥與環(huán)境的關(guān)系也極具挑戰(zhàn)。

3 ?農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的發(fā)展

我國是人口大國，耕地面積廣闊，因此實現(xiàn)農(nóng)藥與生態(tài)環(huán)境的平衡發(fā)展迫在眉睫。自從20世紀(jì)中期DDT、六六六等化學(xué)農(nóng)藥逐漸開始在我國使用，這些有機(jī)合成農(nóng)藥因殺滅性強(qiáng)、持效性長，很快得到了廣泛推廣。據(jù)統(tǒng)計，80年代中期以前，六六六的產(chǎn)量長期占我國農(nóng)藥產(chǎn)量的60%以上[10]。農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)是研究農(nóng)藥的環(huán)境行為、生態(tài)效應(yīng)、環(huán)境管理和污染防治的學(xué)科分支，是環(huán)境科學(xué)與農(nóng)藥科學(xué)的組成部分[11]。1978年，國家環(huán)保部吸納了南京的地理所、植物所等5個部門，成立了環(huán)保部南京環(huán)境科學(xué)研究所，專門研究農(nóng)藥與環(huán)境問題。中國工程院蔡道基院士是該學(xué)科的奠基人。20世紀(jì)70年代開始，他潛心研究各類農(nóng)藥的降解與殘留情況，揭示出有機(jī)胂、有機(jī)氯農(nóng)藥在生物體、土壤中的富集規(guī)律，制定了各項章程規(guī)則，確保了我國農(nóng)藥使用與登記的安全性。

農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的第一個階段研究了農(nóng)藥環(huán)境安全評價技術(shù)，這是國家最開始研究的重要農(nóng)藥影響范疇。在20世紀(jì)七八十年代初，666、DDT等農(nóng)藥的研究是南京環(huán)保所團(tuán)隊在農(nóng)藥環(huán)境影響方面的重點工作，經(jīng)過大量研究，國家有一個著重農(nóng)藥禁止使用。蔡道基等人的研究起了積極作用，他在1981年制定了《農(nóng)藥安全使用標(biāo)準(zhǔn)》，我國于1983年禁止了有機(jī)氯農(nóng)藥的使用。

第二個階段是在禁止使用有機(jī)氯農(nóng)藥以后，該團(tuán)隊開始著重研究化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價技術(shù)。從1983—1989年，研究了各種各樣農(nóng)藥的保護(hù)目標(biāo)，包括水生生物、陸生生物、土壤生物在環(huán)境中的降解、牽引、吸附特性和生物吸附特性并總結(jié)了一整套方法，形成了化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境使用準(zhǔn)則。國內(nèi)化學(xué)農(nóng)藥評價準(zhǔn)則就是以蔡道基團(tuán)隊制定的準(zhǔn)則為基礎(chǔ)，成為我國化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價最早具有權(quán)威性的一部準(zhǔn)則。

第三個階段是從1989年開始，農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)新的階段就是以農(nóng)藥的環(huán)境問題為目標(biāo)，以環(huán)境問題為導(dǎo)向解決環(huán)境問題。農(nóng)藥的地下水污染問題較特殊，相關(guān)人員在全國各地農(nóng)藥對地下水污染方面做了大量工作并調(diào)查取證。以高效除草劑（酰脲除草劑）對環(huán)境的影響為目標(biāo)，通過研究和試驗，發(fā)現(xiàn)除草劑對后產(chǎn)作物安全性和環(huán)境的影響。

20世紀(jì)90年代，農(nóng)藥專家蔡道基與龔瑞忠合作提出“化學(xué)農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境安全評價的研究體系”，獲得了國家環(huán)保局科技進(jìn)步獎。該體系的建立不僅為國內(nèi)外農(nóng)藥投放市場制定了標(biāo)準(zhǔn)，而且有效保證了農(nóng)藥的安全性。此外，南京環(huán)境所不僅開展了農(nóng)藥對環(huán)境污染的專業(yè)性研究，該團(tuán)隊還依托重點實驗室，總結(jié)多年來的調(diào)研報告，對全國各農(nóng)藥敏感區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃制圖，在這種背景下，農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)也開始系統(tǒng)發(fā)展。蔡道基主編的《農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)研究》在90年代出版發(fā)行，從農(nóng)藥的環(huán)境行為到農(nóng)藥的生態(tài)效應(yīng)再到農(nóng)藥環(huán)境評價體系，該書系統(tǒng)地介紹了農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的研究領(lǐng)域與方法。

農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)是環(huán)境科學(xué)與農(nóng)藥科學(xué)的組成部分，其目的是評價農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的安全性，為合理使用農(nóng)藥，防止農(nóng)藥污染和指導(dǎo)開發(fā)高效、低毒、低殘留的新農(nóng)藥品種提供科學(xué)依據(jù)[12]。在各大農(nóng)業(yè)院校，農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)作為環(huán)境與農(nóng)業(yè)類的基礎(chǔ)學(xué)科，分布于植物保護(hù)類、土壤農(nóng)化類、資源環(huán)境類等教學(xué)當(dāng)中，是培養(yǎng)該方面人才的重要基礎(chǔ)。目前，該學(xué)科匯集了農(nóng)藥的生態(tài)效應(yīng)、安全評價、環(huán)境管理以及農(nóng)藥的殘留與分析方法，也使農(nóng)藥對環(huán)境的毒理分析客觀完備。此外，在以環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境研究所為農(nóng)藥毒理研究重點實驗室的積極推動下，以蔡道基院士及一批研究員為中心的農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)研究工作正在不斷發(fā)展，繼續(xù)為農(nóng)藥安全事業(yè)作貢獻(xiàn)。

4 ?結(jié)束語

農(nóng)藥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不可或缺的催化劑，但如何做到合理把控和有效使用，要引發(fā)深思。當(dāng)今農(nóng)藥已經(jīng)經(jīng)過嚴(yán)格把關(guān)，國內(nèi)外研發(fā)的新農(nóng)藥都要經(jīng)過層層篩選才能投放市場，我國對農(nóng)藥毒理學(xué)方面的研究也漸趨完備。從20世紀(jì)70年代開始，農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)也隨著化學(xué)農(nóng)藥在中國的大規(guī)模使用而發(fā)展壯大，一大批專家投入農(nóng)藥污染防治的研究，使農(nóng)藥產(chǎn)品更加規(guī)范化和系統(tǒng)化。

農(nóng)藥度過了看劑量、看藥效的階段，以綠水青山與可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，而農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的發(fā)展就是綠色農(nóng)藥的保障。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口逐漸密集，人們不僅對衣食住行提出了要求，更對環(huán)境有了嚴(yán)格的要求。農(nóng)民為了追求產(chǎn)量而使用高殘留農(nóng)藥;農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡;各類農(nóng)藥混合使用產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)對環(huán)境的破壞等，仍然挑戰(zhàn)著現(xiàn)在的農(nóng)藥和環(huán)境專家。農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)為我們提供了污染環(huán)境的理論依據(jù)，卻不能代替行動。踐行綠色農(nóng)藥理念需要全民參與，共同努力，才能保證整個生態(tài)環(huán)境的平衡與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]國務(wù)院.農(nóng)藥管理條例[M].北京：法律出版社，1997.

[2]黃墹.神農(nóng)本草經(jīng)[M].北京：中醫(yī)古籍出版社，1982.

[3]（明）宋應(yīng)星.天工開物[M].北京：人民出版社，2015.

[4]繆啟愉，繆桂龍.齊民要術(shù)[M].北京：北京圖書館出版社，2017.

[5]（唐）甄權(quán).藥性論[M].蕪湖：皖南醫(yī)學(xué)院科研科，1983.

[6]（美）薩姆斯.食物的背后[M].北京：新星出版社，2005.

[7]王小藝，黃炳球.農(nóng)藥對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響與生態(tài)學(xué)控制對策[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1997（6）：40-43.

[8]（美）卡遜.寂靜的春天[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2015.

[9]肖永明，田同峰.農(nóng)藥對水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的影響及對策[J].齊魯漁業(yè)，2017（12）：32-33.

[10]張大弟，張曉紅.農(nóng)藥污染與防治[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[11]陳宗懋.國外農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)研究進(jìn)展[J].農(nóng)藥，1985（2）：47-51.

[12]蔡道基.農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)研究[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1999.