卜元卿：給農(nóng)藥做“CT”，把好產(chǎn)品上市環(huán)保關(guān)

文/金鳳

2021年11月，剛剛獲得2021年江蘇省“最美科技工作者”稱(chēng)號(hào)的卜元卿像往常一樣，奔波在一個(gè)蘇南城市的長(zhǎng)江口、內(nèi)湖口，一次次采集水樣，檢測(cè)其中是否含有農(nóng)藥等污染物……

識(shí)別環(huán)境中的有毒有害污染物特別是農(nóng)藥，并評(píng)估它們對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響；照料蜜蜂、魚(yú)、鳥(niǎo)等環(huán)境生物，判斷農(nóng)藥對(duì)它們的影響；建立農(nóng)藥環(huán)境安全測(cè)試技術(shù)，評(píng)估農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，為農(nóng)藥的登記上市提供環(huán)境依據(jù)……這些幾乎填滿(mǎn)了這位生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所研究員所有的時(shí)光。

十余年來(lái)，她和團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了微生物農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和安全使用技術(shù)體系，完善了化學(xué)農(nóng)藥對(duì)環(huán)境生物的毒理學(xué)測(cè)試方法與標(biāo)準(zhǔn)體系，并用環(huán)境安全評(píng)價(jià)引導(dǎo)農(nóng)藥企業(yè)科技創(chuàng)新，走綠色發(fā)展之路。

“如果沒(méi)有農(nóng)藥，不僅農(nóng)業(yè)安全會(huì)受巨大影響，生態(tài)安全甚至國(guó)家安全也會(huì)受到威脅。但想用好農(nóng)藥并不容易，中國(guó)作為農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國(guó)，一定要有自己的關(guān)鍵核心技術(shù)?！?/p>

放眼未來(lái)，卜元卿想不斷拓寬人類(lèi)對(duì)污染物的認(rèn)知，“鑒定”出更多的環(huán)境新污染物并對(duì)其追本溯源。

想做研究先得當(dāng)好“馴獸員”

走進(jìn)生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所“國(guó)家環(huán)境保護(hù)農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，你一定能與魚(yú)、溞、藻、蜜蜂、鵪鶉、蚯蚓、線(xiàn)蟲(chóng)等生物不期而遇。

卜元卿的工作之一，就是在新農(nóng)藥上市前，研究這些環(huán)境生物通過(guò)取食、接觸農(nóng)藥后的中毒反應(yīng)，判斷其是否具有毒性、是否會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)，為農(nóng)藥登記上市提供環(huán)境安全性和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)依據(jù)。

要驗(yàn)證農(nóng)藥對(duì)環(huán)境生物是否有毒副作用，首先要學(xué)會(huì)照料這些特殊的小動(dòng)物，減少外界因素對(duì)它們的干擾?！坝卸螘r(shí)間做蜜蜂幼蟲(chóng)毒性試驗(yàn)，一開(kāi)始我們按照國(guó)際通行準(zhǔn)則做，但發(fā)現(xiàn)空白對(duì)照組蜜蜂存活率很低，試驗(yàn)結(jié)果很不理想。我們不斷向國(guó)內(nèi)外養(yǎng)蜂學(xué)專(zhuān)家請(qǐng)教，通過(guò)試驗(yàn)反復(fù)測(cè)試飼料配方、飼料溫度、加料順序、移蟲(chóng)裝置、培養(yǎng)裝置等，終于摸索出一套方法，最終將蜜蜂幼蟲(chóng)巢外存活率提高到97%以上，試驗(yàn)可重復(fù)性和可靠性大大提高?！痹诓吩淇磥?lái)，要掌握這些環(huán)境生物的生命密碼，首先要讓這些充滿(mǎn)野性的小生命“聽(tīng)話(huà)”，這既需要有足夠的耐心，也需要“獨(dú)門(mén)法器”。

做蜜蜂半田間試驗(yàn)時(shí)，要觀察農(nóng)藥噴灑后對(duì)蜜蜂個(gè)體和蜂群的影響，但蜜蜂可不會(huì)對(duì)打擾它們的人客氣，蜇人是常有的事。如何讓蜜蜂“淡定”如常？“此前，有研究者用二氧化碳麻醉昆蟲(chóng)，那是否也能用二氧化碳麻醉蜜蜂？”卜元卿和同事為蜜蜂蜂群量身定制了麻醉箱，通入二氧化碳麻醉蜜蜂，這樣不僅能方便地測(cè)量蜜蜂群落數(shù)量、幼蟲(chóng)發(fā)育等參數(shù)，還能對(duì)蜜蜂個(gè)體進(jìn)行精細(xì)化的試驗(yàn)操作。

如今，卜元卿帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的蜜蜂群體麻醉法、蜜蜂自動(dòng)收集裝置、陸生生態(tài)模擬裝置等一批配套設(shè)備和方法，在農(nóng)藥生態(tài)毒理學(xué)研究和農(nóng)藥登記測(cè)試試驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用。

為起草《準(zhǔn)則》一步一個(gè)腳印

“微生物農(nóng)藥不易使作物病蟲(chóng)害產(chǎn)生抗藥性，在環(huán)境中毒性物質(zhì)殘留率低，是最具潛力和價(jià)值的化學(xué)農(nóng)藥替代產(chǎn)品。”卜元卿邊說(shuō)邊拿出一套《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（微生物農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則NY/T3152—2017、微生物農(nóng)藥環(huán)境增殖試驗(yàn)準(zhǔn)則NY/T3278—2018）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《準(zhǔn)則》），這是我國(guó)首部微生物農(nóng)藥登記環(huán)境評(píng)估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

“化學(xué)農(nóng)藥使用后會(huì)不斷降解，微生物農(nóng)藥則不同，可能會(huì)在環(huán)境中增殖，還可能具有傳染性，做風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)就是要發(fā)現(xiàn)該農(nóng)藥在什么樣的條件下最具危害性?！彼f(shuō)。作為《準(zhǔn)則》的主要起草者，卜元卿回憶，當(dāng)時(shí)微生物農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)沒(méi)有先例，要靠科研團(tuán)隊(duì)一點(diǎn)點(diǎn)摸索。

卜元卿在跟蹤觀察農(nóng)藥對(duì)捕食性天敵——瓢蟲(chóng)的毒性試驗(yàn)（科技日?qǐng)?bào)記者 金鳳 攝）

如何確定微生物農(nóng)藥施用的最大風(fēng)險(xiǎn)，是標(biāo)準(zhǔn)制訂必須突破的關(guān)鍵問(wèn)題，但是由于當(dāng)時(shí)缺乏相關(guān)的基礎(chǔ)研究和數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)制訂的難度極大。

球孢白僵菌是我國(guó)主要的真菌微生物農(nóng)藥品種，在馬尾松毛蟲(chóng)和玉米螟防控方面具有良好的效果，但是球孢白僵菌也是廣譜性昆蟲(chóng)病原真菌，對(duì)一些有益昆蟲(chóng)也有毒性作用?！叭砸悦鄯涠拘詼y(cè)試為例，蜜蜂在不同生長(zhǎng)期、在不同環(huán)境條件下對(duì)球孢白僵菌侵染的抵抗和響應(yīng)能力都不同，要摸索出農(nóng)藥對(duì)其可能產(chǎn)生的最壞影響，不是件容易的事。”她回憶道。

那段時(shí)間里，卜元卿和同事們要不斷穿梭于蜂箱和實(shí)驗(yàn)室之間，已經(jīng)不記得用了多少箱蜜蜂，她和同事們終于發(fā)現(xiàn)了蜜蜂和球孢白僵菌最敏感的生長(zhǎng)期、最合適的巢外生長(zhǎng)環(huán)境。經(jīng)過(guò)一個(gè)一個(gè)試驗(yàn)的摸索，十年磨一劍，該團(tuán)隊(duì)突破了細(xì)菌型、真菌型、病毒性微生物農(nóng)藥對(duì)不同環(huán)境生物毒性的物種敏感性、染毒途徑和作用條件等關(guān)鍵問(wèn)題，最終制訂了微生物農(nóng)藥對(duì)環(huán)境生物毒性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法。

行使好產(chǎn)品登記“一票否決權(quán)”

“創(chuàng)制一款農(nóng)藥，從研發(fā)到上市大約需要10年、耗費(fèi)10億美元，農(nóng)藥登記評(píng)審最終決定它能否在中國(guó)上市。在我國(guó)，對(duì)于有充分?jǐn)?shù)據(jù)證實(shí)的，危及環(huán)境、健康或農(nóng)產(chǎn)品安全的農(nóng)藥采取一票否決制。這要求我們的工作必須嚴(yán)謹(jǐn)，不能出一點(diǎn)差錯(cuò)?！辈吩湔f(shuō)。

如何讓企業(yè)巨大的研發(fā)投入不付諸東流，又能確保農(nóng)藥使用后對(duì)生態(tài)環(huán)境安全？卜元卿的方法是，為農(nóng)藥做“CT”，幫企業(yè)完善產(chǎn)品。

卜元卿在評(píng)估一家國(guó)外企業(yè)創(chuàng)制的芽孢桿菌農(nóng)藥時(shí)發(fā)現(xiàn)，該產(chǎn)品對(duì)溞類(lèi)和魚(yú)類(lèi)毒性特別大，“跟企業(yè)溝通后，我們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中含有很高比例的尿素，企業(yè)將尿素作為助劑成分為芽孢桿菌提供氮源，但尿素對(duì)水生生物具有毒性。最終企業(yè)根據(jù)我們的試驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)整了產(chǎn)品配方，降低了毒性風(fēng)險(xiǎn)”。卜元卿認(rèn)為，他們必須從環(huán)保角度為企業(yè)把好關(guān)，提建議排除隱患、降低風(fēng)險(xiǎn)。既不能一刀切，也不能留置風(fēng)險(xiǎn)。

事實(shí)證明，用環(huán)境安全評(píng)價(jià)的視角將生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)前置，不僅利于環(huán)保，也帶來(lái)了廣闊的市場(chǎng)前景。

卜元卿課題組曾聯(lián)合江西一家業(yè)內(nèi)大型企業(yè)開(kāi)展球孢白僵菌菌劑創(chuàng)制研究和環(huán)境安全使用技術(shù)推廣示范，雙方在江西、安徽、廣西等地采集了64株來(lái)自松毛蟲(chóng)和家蠶的球孢白僵菌，通過(guò)生物測(cè)定、ISSR遺傳結(jié)構(gòu)分析，篩選得到了既對(duì)家蠶低毒又有商品開(kāi)發(fā)價(jià)值的松毛蟲(chóng)專(zhuān)化性菌株。隨后，企業(yè)自主創(chuàng)制10余個(gè)新母藥和新制劑，獲得農(nóng)藥登記證，并在江西、安徽等地水稻二化螟、稻縱卷葉螟、番茄煙粉虱、林木松沫蟬、林木柳毒蛾等蟲(chóng)害防治中得到大規(guī)模使用。

利用前沿科技識(shí)別新污染物

相較于看得見(jiàn)的危險(xiǎn)，那些看不到、聞不到卻無(wú)處不在的污染物可能更具危險(xiǎn)性，挑戰(zhàn)著人類(lèi)的認(rèn)知和防御能力。

2014年起，卜元卿帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用生物效應(yīng)導(dǎo)向分析、質(zhì)譜技術(shù)等先進(jìn)方法，嘗試識(shí)別環(huán)境中對(duì)生物和人類(lèi)有毒有害的污染物?！白畛跷覀冎皇抢冒邢蚍治黾夹g(shù)建立農(nóng)藥多殘留分析方法，但農(nóng)藥在不同的環(huán)境條件下會(huì)產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物，而大多數(shù)代謝物沒(méi)有標(biāo)樣，傳統(tǒng)的靶向分析技術(shù)就無(wú)法識(shí)別?！睘橥黄品前邢颦h(huán)境污染物全組分檢測(cè)技術(shù)，卜元卿團(tuán)隊(duì)找到了國(guó)內(nèi)質(zhì)譜儀器研發(fā)公司，成立聯(lián)合研發(fā)中心，一方負(fù)責(zé)儀器開(kāi)發(fā)，一方負(fù)責(zé)應(yīng)用研究，目前建立了近4000種污染物數(shù)據(jù)庫(kù)，并且將污染物與污染源進(jìn)行對(duì)應(yīng)，開(kāi)發(fā)出了環(huán)境污染物精準(zhǔn)溯源軟件和應(yīng)用技術(shù)。

目前，該技術(shù)已在內(nèi)蒙古呼倫湖、浙江臺(tái)州和江蘇無(wú)錫等地應(yīng)用，為當(dāng)?shù)亟鉀Q了水質(zhì)指標(biāo)異常、污染物來(lái)源不確定等問(wèn)題，已經(jīng)取得了較好的效果。

如今，卜元卿仍需每周有2—3天要到野外開(kāi)展調(diào)研，以發(fā)現(xiàn)、甄別環(huán)境中的新污染物，并持續(xù)在農(nóng)藥的環(huán)境安全性方面進(jìn)行深入研究。提及這份工作的意義，她略顯羞澀地說(shuō)：“其實(shí)，我做的都是芝麻大小的事，但做多了也許能變成一瓶芝麻油。”