化学农药的使用利与害的博弈

化学农药就像“一出生就有先天缺陷的婴儿”。 作为人类主动投入到生态环境中的一类具有生物活性的化学物质,必然会对生态环境或人畜健康造成或多或少的危害。 负面影响。 1962年,雷切尔·卡森出版了《寂静的春天》,这是世界上第一次以化学农药和环境保护为主题。 它既是一部文学作品,也是一本经过广泛研究和研究的书。 后来完成的科普巨作,引起了全球对农药使用造成的环境污染问题的认识和重视。 在“生态保护”、“绿色发展”成为时代主题的今天,让我们重读这本书。 关于农药安全使用和发展方向的观点并没有过时,值得思考和借鉴。 该书出版已近60年。 世界各地仍在使用农药,书中描述的悲伤场景并没有发生。 这充分证明了一条自然规律:“农业集约种植离不开农药的使用,农药的使用是利与害的博弈”,也说明人类在这场为农药谋利、避害的战斗中取得了胜利。 我们不能盲目“妖魔化”农药的危害,而应该科学看待农药的使用给人类带来的好处,以及农药自身安全性、使用优势和使用优势不断发展的进步和变化。避免弱点。

01 科学认识农药的利弊

农药在世界范围内广泛用于防治农作物病虫害,保证产量和品质的提高,在满足全球粮食需求方面发挥着巨大作用。 然而,农药往往被视为食品安全和环境污染的“罪魁祸首”,一次次被推到风口浪尖,缺乏科学、客观、公正的评价和治理。 克努森等人。 描述一个没有农药的美国社会“农业产量将会下降,食品价格将会上涨,全球市场竞争力将会下降,农产品出口将会下降,导致大量失业”。

1.1 农药的危害

农药是释放到环境中以消除有害生物(如植物病害、虫害、杂草、老鼠等)的有毒物质。 它们可以通过喷洒、土壤处理、种子处理等方式施用于环境,其中只有一小部分被实际利用(达到目标),其余的可能污染农田,对有益昆虫、土壤微生物、等,还可能进入地表水体,挥发到大气中,或通过摄入作用于非目标生物,杀死蜜蜂和天敌昆虫。 、青蛙等有益生物,有的还可以在食物链不同层次的生物之间积累,造成长期慢性毒性。

此外,农药进入饮用水或食物还会危害人体健康,引发多种癌症和疾病,尤其是儿童,其免疫系统、神经系统和解毒机制尚未发育完全,会受到更大的损害。 据文献报道,百草枯会对人体肺、肝、肾组织造成损害; 亚乙基硫脲(ETU)是二硫代氨基甲酸酯类药物的代谢产物,可诱发甲状腺癌并调节甲状腺激素; 滴滴涕(DDT,也称为二对氯苯基三氯乙烷)等有机氯农药与癌症、哮喘、糖尿病和儿童生长障碍以及内分泌干扰作用有关。

1.2 农药的好处

人类使用农药的目的是为了给人类带来好处,否则就不会以牺牲环境和健康为代价来使用农药。 农药是最重要的植物保护技术。 如果没有这些技术,粮食产量将会下降,许多水果和蔬菜将会短缺,价格将会上涨; 可用于防治白蚁、蟑螂、蚂蚁、老鼠等害虫,给人们创造良好的生活环境; 可用于保护花园、公园、运动场、湖泊、池塘等公共环境; 可用于预防和控制媒介昆虫以及疟疾等疾病的传播; 可用于防治植物病原菌或非病原微生物,减少微生物毒素的污染,如高致癌性的黄曲霉毒素,其危害远远大于农药本身。 因此,农药是人类对抗自然的工具,给人类带来很多好处。

02 农药不断与时俱进

农药随着科技的进步而不断发展,但并不是新近的“发明”。 早在公元前2500年,苏玛利亚人就开始使用硫磺来防治害虫和螨虫。 公元前1200年,中国就使用了汞。 和砷化合物来控制体虱,除虫菊花提取物用作杀虫剂已有 2000 多年的历史,盐或海水则用于控制杂草。 20 世纪 40 年代之前,氯酸钠和硫酸等无机物质或从天然来源获得的有机化学品被广泛用于害虫防治。

农药的发展大致可分为五个阶段:(1)1000年前的早期阶段;(2)1000年前的早期阶段; (2) 1000-1850,利用植物、动物和矿物来源; (3) 1850-1940,使用无机和工业副产品; (4)1940年至1970年,使用以DDT为代表的有机合成化合物; (5)从1970年至今,使用有机合成的低风险化合物。 其中,1940年以前的农药又被称为“第一代农药”。 其典型特征是使用植物和矿物质等天然化合物作为农药。 大多毒性较大,防治效果低,在土壤中易积累,使用时间长。 阻力问题已经出现,现在大部分已经消除; 1940年至1970年间开发的农药被称为“第二代农药”。 主要是因为滴滴涕的出现开启了化学合成农药的历史,有有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类农药等,其典型特点是防效好,对哺乳动物和有益生物毒性高,有些品种持效期长在环境中; 为了克服“第二代”高毒问题,1970年以后又研制了保幼激素、蜕皮激素、昆虫信息素、甲壳素合成抑制剂等对人畜直接毒性低的农药。 大多数品种都是环境友好型的(有些品种对环境有益的生物体具有剧毒)。 ),有时被称为“第三代农药”甚至“第四代农药”。 客观地说,这些农药由于功效、成本、残留期等因素,并不能完全取代“二代农药”。 当今真正成为农药主流的是高效、高选择性、低残留、低风险的“现代化学合成”。 “杀虫剂”,如拟除虫菊酯类、新烟碱类、双酰胺类等杀虫剂,三唑类、甲氧基丙烯酸酯类、琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)等杀菌剂,磺酰脲类、对羟基苯甲酸酯类、羟苯丙酮酸双加氧酶(HPPD)等除草剂。因此,农药一直朝着低毒高效,“现代农药”已不再是20世纪50年代长残留、高生物蓄积性的“有机氯农药”时代。

03 农药生态环境安全管理

20世纪40年代,特别是二战期间,由于增加粮食产量和寻找潜在化学武器的需要,化学合成农药如DDT、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、2,4-D和对硫磷等被大量使用。数量,其在农业中的应用也被认为是有益的。 起初,人们并不担心这些化学物质对环境和人类健康的影响。 1962年,《寂静的春天》一书引起了人们对农药安全性的广泛关注。 由于20世纪70年代害虫抗药性的出现,积累了大量杀虫剂负面影响的证据,美国最终于1972年禁止使用DDT。 同时,也促使美国于1970年成立了美国环境保护署(US EPA),设有专门部门来管理农药的生产和使用。 当时,它是世界上第一个专门管理农药的政府机构。 其主要目的是加强农药的安全性。 环境管理,并于20世纪80年代开始建立农药环境风险评估技术体系,为其他国家的农药管理提供了借鉴。

1978年,经国务院批准,我国恢复了原农林部农药检验所,成立了专门的农药管理机构。 1982年《农药登记条例》正式颁布并实行农药登记制度后,虽然农药的环境安全很早就受到关注,但由于当时技术能力、人才队伍、硬件条件的限制,农药的环境安全问题一直受到关注。农药登记主要是质量和安全。 影响。 与欧美等发达国家相比,我国农药环境安全管理至少滞后30年,其发展历程大致可分为三个阶段(表1)。 目前,我国农药环境安全管理已实现弯道超车,已从早期基于急性毒性数据的主观判断转向科学定量风险管理阶段,并受到国际上的广泛关注。 6

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表1 我国农药环境安全管理发展阶段

04 减少化学农药使用的危害

农药是科学技术和社会发展的必然产物。 它们是极其重要的农业生产资料,直接关系到国民经济发展、人民群众身体健康、农业生产安全和社会稳定。 但只要我们在生产中使用农药,就很难逃脱它的危害。 最有效的办法就是尽可能减少其危害的范围和程度。 《寂静的春天》给了我们很多工作灵感。 人类可以采取很多措施来减少农药的使用,减少农药的危害。

4.1 淘汰高毒、高风险农药品种

《寂静的春天》描述了美国大量使用DDT、艾氏剂、狄氏剂等长残留、高风险农药对野生动物、鱼类、鸟类和家畜造成的危害。 全球至少有 86 个国家已禁止使用 DDT。 1983年,我国国务院发文,停止生产666和DDT农药。 1992年,原化工部发文停止上述农药在农业中的使用。 2002年,原农业部公布199号农药被列为我国禁止使用的农药。 到目前为止,我国已在水果、蔬菜、茶叶等作物上全面禁止或限制使用66个农药品种(约占农药品种总数的8.7%),特别是氟虫腈、克百威、氟虫酰胺等,有利于环境。 生物毒性较高的物种的使用受到限制,导致类似“寂静的春天”的现象在我国仅在小范围或短时间内发生。 农田鱼类、鸟类较多,生物多样性逐渐增强。 恢复。

4.2 加强农药使用管理,降低危害风险

农药对环境的危害大多是由于不合理使用造成的。 从《寂静的春天》描述的20世纪50年代和1960年代的美国场景中不难看出,飞机大量喷洒农药是对非目标生物造成影响的重要原因。 农药漂移是我国的一个主要问题。 目前,这种有人驾驶飞机仍在林业和农垦区施药。 特别是林业中使用的一些农药对蜜蜂或鸟类有剧毒,例如吡虫啉、阿维菌素和甲氨基阿维菌素。 盐类等; 无人机飞行防治呈爆发式增长,每年农药施药面积达数亿英亩。 由此产生的农药环境污染问题应引起高度重视。 选择安全环保的剂型也是降低农药使用风险的手段。 2019年,纳米农药成为IUPAC认可的化学领域十大新兴技术之首。 然而,纳米农药的环境安全性以及增加风险与减少剂量之间的权衡也值得关注。 此外,在实际生产中,超范围、超剂量使用的情况也很常见。 如果不控制农药的滥用,我们的科学评价数据和信息就会变成一堆废纸。

4.3加强农药安全使用技术指导和培训

卡森并不主张绝对禁止使用化学农药,但他坚决反对不了解农药毒性的人随意使用农药。 农药标签上有关毒性、使用方法和安全注意事项的字体都很小。 此外,农药使用消费者不太重视标签的习惯以及农村老龄化问题,影响了农药标签在农药实际使用过程中的指导意义和作用。 应加强农药安全使用培训、开展专业统一防治、提高农药管理人员素质,减少农药不合理使用。

4.4 加快使用生物农药替代化学农药

当时卡森总结了利用辐射技术灭菌害虫、声波防治、利用天然源农药、利用细菌防治害虫、利用昆虫防治害虫来减少和替代化学农药的使用。 然而,经过60多年的发展,现在看来这些技术进展缓慢。 主要原因是经济利益驱动和生物农药难以突破的技术瓶颈。 政府的干预和支持对于扭转生物防治方法的缺点是必要的。 未来,我们可以从产品研发入手,开辟注册绿色通道,并通过补贴、免税等形式提供支持。

05 存在的问题与展望

5.1 问题

卡森查阅了大量文献,进行了大量调查研究,并与多国知名专家进行了深入交流,指出了农药环境安全管理中的漏洞或值得深入思考的问题。 结合我国实际,农药安全管理还存在一些值得我们思考和努力解决的问题。

5.1.1农药复合污染问题

卡森指出,我们的安全性评估测试都是让我们的实验动物接触单一农药,以观察毒性作用,但在现实生活中,我们无法知道我们在不同时间、不同场合接触了多少种农药。 无论是人畜健康还是环境健康,农药的“鸡尾酒效应”一直是一个难以解决的问题。 幸运的是,我们目前批准登记的农药将不再像DDT那样具有生物累积性,而且我们也在建立并关注农药混合物的环境风险评估程序和方法。 此外,自然界中还有无数的化合物。 关于农药是否会与自然界中的其他化合物发生反应,形成毒性更大的化合物,很难得到准确的答案。 最好的方法是避免和减少与农药的相互作用。 曝光与曝光。

5.1.2农药毒性认识问题

风险评估是我们在现有认知和技术体系下预测或评估农药使用后风险的最有效工具。 它让我们有一个统一的尺度,让我们更容易在同等条件下选择活性相对较好、安全风险相对较低的农药品种。 但客观上,我们并不能保证所评价的风险较低的农药就一定是安全的,因为评价的准确性与生物效应数据密不可分。 虽然我们已建立了较为完善的生态毒理学试验方法,但大多是宏观、急性毒性作用,而微观、慢性毒性作用有限。 但我们也必须相信,随着分子生物学、代谢组学等技术的发展,我们对农药毒性作用的认识将会不断提高。

5.1.3 如何解决“老账户”问题

在我国实施严格的农药环境风险评估和安全管理措施之前,一些对生态环境有影响的药剂和使用方法已经被批准。 为了满足农业生产的需要,这些药剂和使用方法需要逐步更换和取消,从而更大程度地减少农药使用对生态环境的影响。

5.2 前景

我国常见农业害虫739种,病害775种,杂草109种,鼠类42种。 因此,农业生产离不开农药。 2019年,草地贪夜蛾从国外引进,2020年,黄脊竹蝗入侵云南。 只有使用化学农药,病虫害才得到有效控制。 人类必须不断开发和生产高效、安全、环保的农药,以满足日益增长的人口对粮食的需求。 但农药对生态环境的危害也在不断获得深入认识和广泛共识。 2017年新修订的《农药管理条例》提高了农药登记安全管理门槛,凸显绿色发展理念,正在引领我国农药产业结构向高质量方向发展。

农药创制和研发的方向始终是:(1)追求高效率,实现最低用量; (2)易于降解,减少环境中的残留; (3)高选择性,减少对非目标的伤害。 20世纪30年代初至1950年代,农药的用量为1~10kg/hm2,但现在许多新化合物的用量为10g/hm2或更低。 农药在追求高效率方面取得了重大进展。 。 此外,随着化学农药研发成本越来越高,筛选有效化合物的概率越来越低,农药研发正向生物农药、转基因抗虫技术、抗病育种、RNAi技术和非生物技术。 目前,一些跨国公司和国内大型企业已经开始加入生物农药研发队伍,绿色防治技术将在农业害虫综合防治(IPM)措施中发挥更大更广泛的作用。