《寂靜的春天》讀后感
——化學(xué)農(nóng)藥的使用：利益與危害的博弈

袁善奎

(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所，北京 100125)

化學(xué)農(nóng)藥就像一個“從出生就帶有先天缺陷的嬰兒”，其作為人類主動投入到生態(tài)環(huán)境中的一類具有生物活性的化學(xué)物質(zhì)，不可避免會對生態(tài)環(huán)境或人畜健康造成或多或少的負面影響。1962年，雷切爾·卡遜(Rachel Carson)出版了《寂靜的春天》一書，在世界上首次將化學(xué)農(nóng)藥和環(huán)保作為主題[1]，他既是一部文學(xué)著作，又是一部經(jīng)過大量調(diào)查研究后完成的科普巨著，引發(fā)了全球?qū)r(nóng)藥使用環(huán)境污染問題的認(rèn)識和重視。在“生態(tài)保護”、“綠色發(fā)展”成為時代主題的今天，再重新學(xué)習(xí)這本書，其中關(guān)于農(nóng)藥安全使用和發(fā)展方向的觀點并不陳舊，值得思考和借鑒。該書已經(jīng)出版了近60年，全世界仍然在繼續(xù)使用農(nóng)藥，也未出現(xiàn)書中所描述的悲凄場景，這充分證明了一個自然規(guī)律“農(nóng)業(yè)集約化種植離不開農(nóng)藥的使用，使用農(nóng)藥是在利益與危害之間進行博弈”，同時也說明人類在對農(nóng)藥趨利避害的斗爭中取得了勝利。我們不能一味地去“妖魔化”農(nóng)藥的害處，而應(yīng)該科學(xué)看待農(nóng)藥使用給人類帶來的好處，以及農(nóng)藥自身安全性在不斷發(fā)展中的進步和變革，揚長避短。

1 科學(xué)認(rèn)識農(nóng)藥的利與弊

農(nóng)藥被全世界廣泛用于農(nóng)作物有害生物的防治，保障了產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，在滿足全球糧食需求方面發(fā)揮了巨大作用。但是，農(nóng)藥又常常被當(dāng)作食品安全、環(huán)境污染的“罪魁禍?zhǔn)住倍淮未伪煌频健帮L(fēng)口浪尖”，缺少被科學(xué)、客觀、公正的評價和對待。Knutson等[2]描繪了沒有農(nóng)藥的美國社會“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將減少，食品價格將上漲，在全球市場上的競爭力將降低，農(nóng)產(chǎn)品出口下降，從而導(dǎo)致大量失業(yè)”。

1.1 農(nóng)藥的危害 農(nóng)藥是一種釋放到環(huán)境中用于消滅有害生物(如植物病蟲草鼠害等)的有毒物質(zhì)，可以通過噴霧、土壤處理、種子處理等方式施用到環(huán)境中，其中只有少部分真正被利用(到達靶標(biāo))，其余可能會污染農(nóng)田并對有益昆蟲、土壤微生物等產(chǎn)生危害，進而也可能進入地表水體，揮發(fā)到大氣中，或通過攝入等方式作用于非靶標(biāo)生物，殺死蜜蜂、天敵昆蟲、青蛙等有益生物，有的還可以在食物鏈不同層級的生物間富集，造成長期慢性毒性。

此外，進入飲用水或者食物中的農(nóng)藥還可以危害人類健康，引起多種癌癥和疾病，尤其是兒童，他們的免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和解毒機制尚未發(fā)育完全，會受到更大的損傷。據(jù)文獻報道[3]，百草枯會造成人的肺肝腎組織的損傷；二硫代氨基甲酸鹽類藥劑的代謝物乙撐硫脲(ETU)能誘發(fā)甲狀腺癌并調(diào)節(jié)甲狀腺激素；有機氯農(nóng)藥如滴滴涕(DDT,又名雙對氯苯基三氯乙烷)與癌癥、哮喘、糖尿病和兒童生長障礙等有關(guān)，還有干擾內(nèi)分泌的作用等。

1.2 農(nóng)藥的益處 人類使用農(nóng)藥的目的是其給人類帶來的益處，否則不會以犧牲環(huán)境和健康為代價去使用它。農(nóng)藥是最重要的植物保護技術(shù)，如果沒有這些技術(shù)，食品產(chǎn)量將會下降，許多水果和蔬菜將會短缺，價格將會上漲；可以被用來控制白蟻、蟑螂、螞蟻、老鼠和其他害蟲，給人們創(chuàng)造良好的生活環(huán)境；可以被用來保護花園、公園、運動場、湖泊和池塘等公共的環(huán)境；可以用來防治病媒昆蟲，防治疾病的傳播，如瘧疾等；可以用來防治植物病原或非病原的微生物，減少微生物毒素的污染，如高度致癌物黃曲霉毒素，其危害遠遠大于農(nóng)藥本身。因此，農(nóng)藥是人類與自然界斗爭的工具，給人類帶來很多益處。

2 農(nóng)藥伴隨著時代不斷發(fā)展

農(nóng)藥隨著科技的進步在不斷發(fā)展，但并不是一個新近的“發(fā)明”，早在公元前2500年前蘇瑪連人(Sumarians)就開始使用硫磺控制害蟲和螨蟲，公元前1200年中國用汞和砷化合物控制體虱，除蟲菊花提取物用做殺蟲劑有2 000多年歷史，鹽或海水被用來控制雜草。無機物質(zhì)，如氯酸鈉和硫酸，或從天然來源獲得的有機化學(xué)物質(zhì)在20世紀(jì)40年代以前被廣泛用于害蟲防治[4]。

農(nóng)藥的發(fā)展大致可以分為5個階段：(1)1000年前，早期階段；(2)1000～1850年，使用植物、動物及礦物源；(3)1850～1940年，使用無機物和工業(yè)副產(chǎn)物；(4)1940～1970年，使用以DDT為代表的有機合成化合物；(5)1970年至今，使用有機合成的低風(fēng)險化合物[5]。其中，1940年之前的農(nóng)藥又被稱為“第一代農(nóng)藥”，典型特征是使用植物、礦物等天然源化合物作為農(nóng)藥，大多毒性高、防效低、在土壤中易累積，且長時間使用已出現(xiàn)抗性問題，目前多數(shù)已被淘汰；1940年之后～1970年這段時間開發(fā)的農(nóng)藥被稱為“第二代農(nóng)藥”，主要是DDT的問世開啟了化學(xué)合成農(nóng)藥的歷史，以有機氯、有機磷、氨基甲酸酯農(nóng)藥等為代表，典型特征是防效好、對哺乳動物和有益生物毒性高，部分品種在環(huán)境中持留期長；為了克服“第二代”高毒性的問題，1970年之后開發(fā)了保幼激素、蛻皮激素、昆蟲信息素、幾丁質(zhì)合成抑制劑等對人畜直接毒性較低的農(nóng)藥，大部分品種對環(huán)境友好(有的品種對環(huán)境有益生物的毒性較高)，有時被稱為“第三代農(nóng)藥”，甚至“第四代農(nóng)藥”?？陀^上來說，這些農(nóng)藥由于效果、成本、殘留期等因素，還不能完全取代“第二代農(nóng)藥”，真正成為目前農(nóng)藥主流的是高效、高選擇性、低殘留、低風(fēng)險的“現(xiàn)代化學(xué)合成農(nóng)藥”，如菊酯類、新煙堿、雙酰胺類等殺蟲劑，三唑類、甲氧基丙烯酸酯、琥珀酸脫氫酶抑制劑(SDHI)等殺菌劑，磺酰脲類、羥基苯基丙酮酸雙氧化酶(HPPD)類等除草劑。因此，農(nóng)藥一直沿著低毒、高效的方向不斷發(fā)展，“現(xiàn)代農(nóng)藥”不再是上世紀(jì)50年代的長殘留、高生物富集性的“有機氯農(nóng)藥”時代。

3 農(nóng)藥生態(tài)環(huán)境安全性管理

20世紀(jì)40年代，尤其是二戰(zhàn)期間，由于提高糧食產(chǎn)量和尋找潛在的化學(xué)武器的需要，化學(xué)合成的殺蟲劑如DDT、艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑、2,4-D和對硫磷等被大量使用，在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用也被認(rèn)為是有利的，當(dāng)初并不擔(dān)心這些化學(xué)物對環(huán)境和人類健康造成影響。1962年，《寂靜的春天》一書引起了人們對農(nóng)藥安全性的廣泛關(guān)注，并由于20世紀(jì)70年代害蟲抗藥性的出現(xiàn)，積累了大量農(nóng)藥負面效應(yīng)的證據(jù)，最終在1972年美國禁止使用DDT。同時，也促使美國于1970年成立美國環(huán)保署(US-EPA)，由專門的部門進行農(nóng)藥生產(chǎn)和使用的管理，當(dāng)時是世界上第一個專門管理農(nóng)藥的政府機構(gòu)，主要目的是加強農(nóng)藥的安全性管理，并在上世紀(jì)80年代開始建立了農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評估技術(shù)體系，為其他國家的農(nóng)藥管理提供了借鑒。

我國于1978年經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，恢復(fù)原農(nóng)林部農(nóng)藥檢定所，成立了專門的農(nóng)藥管理機構(gòu)。1982年正式頒布《農(nóng)藥登記規(guī)定》并實施農(nóng)藥登記制度后，盡管農(nóng)藥的環(huán)境安全性在早期引起關(guān)注，但由于當(dāng)時技術(shù)能力、人才隊伍和硬件條件的限制，農(nóng)藥登記關(guān)注的重點主要還是質(zhì)量和效果。相對于歐美等發(fā)達國家，我國農(nóng)藥環(huán)境安全性管理工作至少落后30年，其發(fā)展歷程大致可以分為三個階段(表1)。目前我國農(nóng)藥環(huán)境安全性管理實現(xiàn)彎道超車，已從早期僅憑急性毒性數(shù)據(jù)的主觀判斷進入科學(xué)的量化風(fēng)險管理階段，并在國際上受到廣泛關(guān)注。

表1 我國農(nóng)藥環(huán)境安全性管理發(fā)展階段

4 降低化學(xué)農(nóng)藥使用的危害

農(nóng)藥是科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的必然產(chǎn)物，是極為重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，直接關(guān)系到國民經(jīng)濟發(fā)展、人民健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定。但只要我們生產(chǎn)上使用農(nóng)藥，就很難逃避他的危害，最有效的方式就是盡量降低其危害的范圍和水平?！都澎o的春天》帶給我們很多工作的啟示，人類可以采取很多措施去減少農(nóng)藥的使用和降低農(nóng)藥的危害。

4.1 淘汰高毒高風(fēng)險農(nóng)藥品種 《寂靜的春天》中描述了美國大量使用DDT、艾氏劑、狄氏劑等長殘留、高風(fēng)險農(nóng)藥后造成的野生動物、魚類、鳥類及家畜的危害。DDT目前已在世界上至少86個國家禁用，我國1983年國務(wù)院發(fā)文停止生產(chǎn)六六六、DDT農(nóng)藥，1992年原化工部發(fā)文停止上述農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)上使用，并在2002年原農(nóng)業(yè)部199號公告中被列入國內(nèi)明令禁止使用的農(nóng)藥。至此，我國先后全面禁用和限制在果菜茶等作物上使用的農(nóng)藥品種達66種(約占整個農(nóng)藥品種的8.7%)，尤其是氟蟲腈、克百威、氟苯蟲酰胺等對環(huán)境有益生物毒性較高的品種被限制使用，使得類似“寂靜的春天”的現(xiàn)象只在我國很小范圍內(nèi)或很短的時間內(nèi)出現(xiàn)過，農(nóng)田里魚、鳥都開始多起來，生物多樣性正逐漸恢復(fù)。

4.2 加強農(nóng)藥使用管理降低危害風(fēng)險 農(nóng)藥對環(huán)境的危害大多數(shù)情況是由于不合理使用造成的?！都澎o的春天》中描述的美國上世紀(jì)50～60年代的情景，不難看出大量的飛機噴灑農(nóng)藥這種施藥方式是造成對非靶標(biāo)生物影響的一個重要原因，農(nóng)藥漂移問題較大，我國目前在林業(yè)和農(nóng)墾區(qū)域仍然還在使用這種有人駕駛飛機施藥，尤其是林業(yè)上使用的有些農(nóng)藥對蜜蜂或鳥類高毒，如吡蟲啉、阿維菌素、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽等；無人機飛防正出現(xiàn)爆發(fā)式增長，年施藥面積達到幾億畝。由此帶來的農(nóng)藥環(huán)境污染問題應(yīng)引起高度重視。選擇安全環(huán)保的劑型也是降低農(nóng)藥使用風(fēng)險的手段，2019年納米農(nóng)藥成為IUPAC認(rèn)定的化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)之首，但納米農(nóng)藥的環(huán)境安全性問題，在增加風(fēng)險和降低用量方面的利益權(quán)衡也值得關(guān)注。另外，在實際生產(chǎn)中，超范圍、超劑量使用現(xiàn)象也較為普遍，如果農(nóng)藥的濫用問題不加管控，將會使得我們的科學(xué)評價數(shù)據(jù)和資料變?yōu)橐欢褟U紙。

4.3 加強農(nóng)藥安全使用的技術(shù)指導(dǎo)和培訓(xùn) 卡遜不主張絕對禁止使用化學(xué)農(nóng)藥，但堅決反對隨便讓對農(nóng)藥毒性毫無了解的人去使用，并且農(nóng)藥的標(biāo)簽上有關(guān)毒性、使用和安全注意事項等相關(guān)內(nèi)容的字體非常小，加之農(nóng)藥使用者較少關(guān)注標(biāo)簽的習(xí)慣，以及農(nóng)村老齡化的問題，影響了農(nóng)藥標(biāo)簽在實際用藥過程中的指導(dǎo)意義和作用。應(yīng)通過加強安全用藥培訓(xùn)、發(fā)展專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治、提高農(nóng)藥經(jīng)營人員素質(zhì)等手段減少農(nóng)藥不合理使用。

4.4 加快推進生物農(nóng)藥替代化學(xué)農(nóng)藥的使用 卡遜在當(dāng)時就總結(jié)了采用輻射技術(shù)讓害蟲絕育、聲波控制、使用天然源農(nóng)藥、以菌治蟲、以蟲治蟲等手段來減少和替代化學(xué)農(nóng)藥的使用，但經(jīng)過60多年的發(fā)展，現(xiàn)在看起來這些技術(shù)推進的速度緩慢。究其原因，經(jīng)濟利益的驅(qū)動和生物農(nóng)藥難以突破的技術(shù)瓶頸是主要原因，必須有政府的干預(yù)和支持才能扭轉(zhuǎn)生物防治手段的劣勢，未來可以從產(chǎn)品的研發(fā)、開辟登記注冊的綠色通道、使用補貼、稅收減免等方面給予支持。

5 存在的問題及前景展望

5.1 存在的問題 卡遜查閱了大量文獻、開展了大量調(diào)查研究，并和多個國家的知名專家進行了深入的交流，指出農(nóng)藥環(huán)境安全性管理工作中的漏洞或者值得深入考慮的問題。結(jié)合我國實際，農(nóng)藥安全性管理仍然有一些問題值得我們?nèi)ニ伎己团鉀Q：

5.1.1 農(nóng)藥復(fù)合污染的問題 卡遜指出，我們的安全性評價試驗都是讓我們的試驗動物單一暴露于某一種農(nóng)藥來開展毒性效應(yīng)觀察的，但現(xiàn)實生活中，我們無法知道我們不同時間、不同場合接觸了多少種農(nóng)藥，無論是人畜健康還是環(huán)境健康，農(nóng)藥的“雞尾酒效應(yīng)”問題一直是難以破解的難題。值得慶幸的是我們目前批準(zhǔn)登記的農(nóng)藥再不會像DDT那樣有很強的生物富集性，而且我們也正在建立和關(guān)注農(nóng)藥混配制劑的環(huán)境風(fēng)險評估程序和方法。另外，自然界中的化合物不計其數(shù)，農(nóng)藥在自然界中是否會與其他化合物發(fā)生反應(yīng)，生成毒性更強的化合物，很難去得到準(zhǔn)確的答案，最好的辦法只能是避免和減少與農(nóng)藥的暴露和接觸。

5.1.2 對農(nóng)藥毒性認(rèn)知的問題 風(fēng)險評估是現(xiàn)有認(rèn)知與技術(shù)體系下，便于我們預(yù)測或評估農(nóng)藥使用后風(fēng)險的最有效工具。它使得我們具有一個統(tǒng)一的尺度，便于我們在同等條件下，選擇活性相對較好的、安全性風(fēng)險相對較低的農(nóng)藥品種。但客觀上，我們不能確保評估過的風(fēng)險較低的農(nóng)藥就一定是安全的，因為評估的準(zhǔn)確性離不開生物效應(yīng)方面的數(shù)據(jù)，盡管我們已經(jīng)建立了相對完善的生態(tài)毒理學(xué)試驗方法，但大都是宏觀的、急性的毒性效應(yīng)，微觀的、慢性的毒性效應(yīng)開展有限。但是也要相信，隨著分子生物學(xué)、代謝組學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，會不斷提高我們對農(nóng)藥毒性影響的認(rèn)知程度。

5.1.3 如何解決“舊賬”問題 在我國實施嚴(yán)格的農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評估和安全性管理措施之前，一些對生態(tài)環(huán)境具有影響的藥劑和使用方式已經(jīng)被批準(zhǔn)，在滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的情況下，這些藥劑和使用方式需要被逐步替代和取消，從而在更大程度上減少農(nóng)藥使用對生態(tài)環(huán)境的影響。

5.2 前景展望 我國常見農(nóng)業(yè)害蟲有739種、病害775種、雜草109種、鼠害42種，因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開農(nóng)藥。2019年草地貪夜蛾從境外傳入、2020年黃脊竹蝗入侵云南，都是通過化學(xué)農(nóng)藥才使蟲災(zāi)得以有效控制。人類要不斷開發(fā)和生產(chǎn)高效、安全和環(huán)保的農(nóng)藥來滿足日益增長的人口對糧食的需求，但農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的危害也在不斷得到深入認(rèn)識和廣泛共識。2017年新修訂的《農(nóng)藥管理條例》提高了農(nóng)藥登記安全性管理門檻，突出了綠色發(fā)展理念，正引領(lǐng)我國農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)朝著高質(zhì)量方向發(fā)展。

農(nóng)藥創(chuàng)制和研發(fā)的方向一直是：(1)追求高效，以實現(xiàn)最低使用量；(2)易于降解，減少在環(huán)境中的殘留；(3)高選擇性，減少對非靶標(biāo)的傷害。早期的農(nóng)藥的用量，如20世紀(jì)30～50年代，農(nóng)藥用量在1～10kg/ha，而現(xiàn)在很多新的化合物用量在10g/ha或者更低[6]，農(nóng)藥在追求高效的方面取得了重大進展。此外，由于化學(xué)農(nóng)藥研發(fā)的成本越來越高、篩選到有效化合物的概率越來越低，農(nóng)藥研發(fā)正朝著生物農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因抗病蟲技術(shù)、抗病育種、RNAi技術(shù)及非生物技術(shù)方向發(fā)展，一些跨國公司和國內(nèi)大企業(yè)開始加入生物農(nóng)藥研發(fā)隊伍，綠色防控技術(shù)將會在農(nóng)業(yè)有害生物綜合防治(IPM)措施中發(fā)揮更大、更廣的作用。