農(nóng)藥污染對我國生態(tài)環(huán)境的影響及對策分析

王彥祖，李 白

（1.蘇州思源環(huán)保工程有限公司，江蘇 蘇州 215000；2.江蘇磁石環(huán)?？萍加邢薰?，江蘇 宿遷 223800）

為迅速地解決農(nóng)作物的病蟲害，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)一般都會使用農(nóng)藥，但農(nóng)藥一般都有副作用，其化學(xué)成分雖然抑制了病蟲害，但也會對農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境造成威脅，殘留在農(nóng)作物中的農(nóng)藥成分還可能危及食用農(nóng)作物的人畜，最終危及人類健康。對此，總結(jié)農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境造成的污染，并分析針對性的對策是十分必要的。

1 我國農(nóng)藥污染現(xiàn)狀

我國是農(nóng)業(yè)大國，2019年使用農(nóng)藥145.6萬噸，僅次于巴西。用“藥”大省包括江蘇、浙江、山東等，南方水田使用農(nóng)藥量往往高于北方旱地。常用的農(nóng)藥包括除草劑、除菌劑、殺蟲劑等。

1.1 除草劑的污染現(xiàn)狀

和其他農(nóng)藥相比，除草劑的用量在我國一直呈現(xiàn)增長的態(tài)勢，這與農(nóng)民逐步放棄人工除草有直接的關(guān)系，現(xiàn)階段除草劑的用量約占所有農(nóng)藥用量的三分之一，而該比重預(yù)計還會增長。目前國內(nèi)常見的農(nóng)藥產(chǎn)品類別包括莠三嗪類、苯氧羧酸類、磺酰脲類、酰胺類。事實上西方國家早已對上述除草劑的生態(tài)環(huán)境影響作出了系列的研究，認為其會污染地下水[1]。在歐盟規(guī)定中（80/778/EC）要求，任何農(nóng)藥在飲用水中含量不能超過0.1 μg/L，農(nóng)藥總含量不能超過0.5 μg/L。我國在1998年規(guī)定莠去津Ⅰ、Ⅱ類地表水中的標(biāo)準(zhǔn)為3 μg/L，但根據(jù)各地環(huán)保部門以及學(xué)者們的檢測結(jié)果可以看出，我國很多知名水域包括杭州西湖、江蘇太湖、山東微山湖、江蘇高郵湖、安徽巢湖、黃河三角洲、長江中游、江蘇洪澤湖等所含莠去津及其代謝物幾乎都超過了國家標(biāo)準(zhǔn)，甚至含量有數(shù)倍之多。污染現(xiàn)狀呈現(xiàn)出農(nóng)村高于城市、水域下游高于上游、南方高于北方、夏季高于冬季、東部高于北部。事實上，莠去津是我國多數(shù)農(nóng)作物中常見的除草劑，而其他除草劑造成的污染同樣比較嚴重。

1.2 殺蟲劑的污染現(xiàn)狀

對農(nóng)作物產(chǎn)生直接危害的是蟲害，因此殺蟲劑也是重要的農(nóng)藥類別。目前國內(nèi)常見的殺蟲劑種類有新煙堿類、擬除蟲菊酯類、有機磷類、氨基甲酸酯類、天然類等。在瓜果蔬菜、玉米、棉花、水稻、花生、大豆等主流農(nóng)作物的種植中，都會用到各式各樣的殺蟲劑。國內(nèi)使用最多的是有機磷類殺蟲劑，其次為新煙堿類，再次為氨基甲酸酯類。我國曾經(jīng)廣泛使用過一批高毒性的農(nóng)藥，包括甲胺磷、滴滴涕、甲基異柳磷、六六六、甲基對硫磷等，后來雖然被陸續(xù)取消，但留下的污染會長期存在。我國在1995年就制定了土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，要求DDTs不能超過50 μg/kg，根據(jù)各地環(huán)保部門對土壤的檢測結(jié)果可以看出，在部分耕地中DDTs 依然存在超標(biāo)的現(xiàn)象。計算其平均值，則東部省份高于西部省份，不同的用地性質(zhì)下，土壤污染程度由高到低分別是蔬菜瓜果用地、一般農(nóng)作物用地、綠化用地、荒廢地、工業(yè)用地。

1.3 殺菌劑的污染現(xiàn)狀

農(nóng)作物在成長成熟過程中會出現(xiàn)病害，通常是由一些病菌所致，因此殺菌型農(nóng)藥也是農(nóng)作物種植中常見的“武器”。常見的殺菌劑包括苯醚甲環(huán)等，其在使用后往往會經(jīng)過一段時間才能有效果，而為了更快實現(xiàn)病害治理，農(nóng)民往往會加大劑量，采用數(shù)倍或數(shù)十倍濃度的殺菌劑來治理病害，這就使得其會對作物造成不好的影響。在實踐中，異菌脲、苯菌靈等常見的殺菌劑都會殘留在作物中并具有危害性。國內(nèi)對于殺菌劑的管理還不夠嚴格，而多菌靈、福美雙、代森錳鋅等都被長期使用，如果按照歐盟的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其使用量度則普遍超標(biāo)。

2 農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的影響分析

2.1 農(nóng)藥導(dǎo)致目標(biāo)生物產(chǎn)生抗性

單一農(nóng)藥長期作用的細菌、害蟲、雜草，會因為基因突變、適者生存的自然法則對這類農(nóng)藥產(chǎn)生抗性，而身在食物鏈中的它們會對其他生物造成危害，從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)被破壞甚至崩潰。比如對于雜草來說，抗藥性使得其在同類藥物作用下不再死亡，而沒有產(chǎn)生抗藥性的植物缺乏競爭，且以其為食的蟲類也會因為吸入相應(yīng)的農(nóng)藥成分而受到打擊；對于蟲害來說也是如此，其天敵會富集藥物毒素而大量死亡。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，全球范圍內(nèi)產(chǎn)生抗藥性的雜草和昆蟲均達到數(shù)百種，這些具有抗性的雜草和昆蟲在后續(xù)將更加難以治理，如果只能采用加大劑量等方式來整治，則會形成藥量越用越多的惡性循環(huán)[2]，而這些嵌合在各個生態(tài)系統(tǒng)中的雜草和昆蟲對其所在的食物鏈造成的威脅是無法想象的。

2.2 農(nóng)作物的污染

農(nóng)作物自身也是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的一分子，任何非自然的作用都可以對其造成影響，而農(nóng)藥的大量使用也會對農(nóng)作物造成污染。其一，目前使用的農(nóng)藥容易導(dǎo)致土壤酸化，進一步造成養(yǎng)分的流失，甚至土壤板結(jié)；其二，一些除草劑的濫用或不同農(nóng)藥的不合理混合使用，會對部分作物產(chǎn)生危害；其三，某些除草劑對農(nóng)作物的生理化合作用產(chǎn)生抑制，進而造成作物生長發(fā)育緩慢，比如使用二氯喹啉酸后水稻葉鞘內(nèi)游離氨基酸的量度會顯著上升等。施加農(nóng)藥的農(nóng)作物一般其根、莖、葉、花乃至果實、種子中都可能會攜帶農(nóng)藥成分，隨著生物富集的作用，這些有害物質(zhì)最終會流入到人體中，對人體造成難以逆轉(zhuǎn)的傷害。

2.3 對土壤生態(tài)的影響

各類農(nóng)藥的使用都會散落到土壤中，從而對土壤中的微生物群落造成影響，這種影響多數(shù)是不利的，比如常用的樂果就能夠顯著地降低各類微生物的生物量和活性，促使它們產(chǎn)生變異，而這種變異是無方向的，所導(dǎo)致的后果也難以預(yù)料[3]。與此同時，各類殺蟲劑和除草劑也會危害土壤中的小動物，相對來說，有機磷殺蟲劑比除草劑的危害更大。微生物是生物世界的基礎(chǔ)，其通過生物性活動實現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，而農(nóng)藥的使用弱化和降低了這些生物活動，帶來的惡性后果也是無窮的。

2.4 農(nóng)藥對水生態(tài)的影響

農(nóng)藥噴灑在作物上、雜草上和土壤表層后，其也會隨著雨水等地表徑流匯入河流湖泊，從而導(dǎo)致水中的動植物受到影響。比如除草劑中的莠去津會導(dǎo)致水生的部分植物直接致死，而水生植物是水生態(tài)中食物鏈的底端，這就會進一步對低等的軟體動物，包括水蚤、水蛭等產(chǎn)生極為負面的影響，并使得其自身帶有毒性，進一步危害食物鏈的上游，最終危害人類。

由此可見，農(nóng)藥對農(nóng)田土壤造成了極大的污染，進一步危害了農(nóng)田生態(tài)，而農(nóng)藥殘留物也會最終富集到人體，危害人體健康。

3 農(nóng)藥生態(tài)環(huán)境污染的整治對策

根據(jù)前文的分析可以看出，農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的污染是巨大的，對此我們需要從管理和技術(shù)層面進行整治。

3.1 完善對農(nóng)藥污染的調(diào)查與綜合分析

各地農(nóng)業(yè)部門、環(huán)保部門應(yīng)當(dāng)聯(lián)合建立調(diào)查小組，對多年來施加的各類農(nóng)殘留進行調(diào)查分析，找出每一種農(nóng)藥或農(nóng)藥組合，在不同的土壤，以不同的量度和搭配施加，觀察其在一定時間后的殘留如何，且造成了多大程度的不良影響，以能夠?qū)ζ湓斐傻纳鷳B(tài)危害進行客觀綜合的評估，為建立針對性的整治措施提供依據(jù)。這種調(diào)研和分析需要保證其準(zhǔn)確性，因此需要各地農(nóng)業(yè)部門、環(huán)保部門的精心配合，要利用科學(xué)的調(diào)查方法采集準(zhǔn)確而有效的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)階段，基于大數(shù)據(jù)的云計算技術(shù)和統(tǒng)計模式，將得到更為全面的分析結(jié)果。

3.2 加大危害性農(nóng)藥替代技術(shù)的研發(fā)力度

歷史上有諸多毒性較高的農(nóng)藥已經(jīng)被禁用，而現(xiàn)階段使用的農(nóng)藥依然需要替代升級。但對于病蟲害和雜草來說，以目前的科技水平，只能借助各類農(nóng)藥來治理，因此唯一的方案是進一步加強良性農(nóng)藥的研究，建議采用綜合性的生物和化學(xué)技術(shù)，包括基因技術(shù)、微生物培養(yǎng)技術(shù)等，實現(xiàn)更具生態(tài)性的病蟲害防治。其中基因技術(shù)主要利用干預(yù)其變異方向的方式，使得一些害蟲不再對某種農(nóng)作物產(chǎn)生危害，并使得其在該生物圈中逐步替代其他昆蟲，由此實現(xiàn)昆蟲的無害化，且不影響生態(tài)系統(tǒng)[4]。而微生物培養(yǎng)也是利用其繁殖快的特點，利用變異促使其具備某種特性，影響土壤乃至地表昆蟲的生長環(huán)境，進一步降低昆蟲的生存能力。一方面農(nóng)業(yè)科學(xué)院、農(nóng)業(yè)相關(guān)專業(yè)的高校等科研單位要組織農(nóng)藥的升級研究與創(chuàng)新，通過科研政策的引導(dǎo)，科研部門的聯(lián)合，實現(xiàn)國內(nèi)農(nóng)業(yè)科學(xué)專業(yè)人員的精誠合作。另一方面也可以利用傳統(tǒng)農(nóng)藥逐步禁用、創(chuàng)新藥品給予市場引導(dǎo)的方式讓農(nóng)藥企業(yè)加快創(chuàng)新步伐，給予充足的資金以達到盈利預(yù)期和空間，實現(xiàn)農(nóng)藥的迭代升級。

3.3 引導(dǎo)農(nóng)民合理安全使用農(nóng)藥

根據(jù)前文的分析可以看出，雖然農(nóng)藥的說明書上注明了使用的方式，但農(nóng)民在施加農(nóng)藥時往往會配備更高的濃度，在不合理的時間、作物發(fā)育期使用，或隨意和其他農(nóng)藥混合使用，使得藥效發(fā)生變化，同時加重了污染。對此應(yīng)當(dāng)通過宣傳和引導(dǎo)的方式讓農(nóng)民明白如何安全合理地使用農(nóng)藥。具體的措施包括下鄉(xiāng)宣講、農(nóng)村宣傳欄公示、農(nóng)資店宣傳等。而在互聯(lián)網(wǎng)時代，鑒于很多農(nóng)民都已經(jīng)使用了智能手機并用各類工具上網(wǎng)的現(xiàn)狀，也可以建立官方微博、公眾號的方式讓農(nóng)戶積極關(guān)注相關(guān)信息，更為便捷地獲取農(nóng)藥的使用知識。

3.4 利用微生物修復(fù)農(nóng)藥污染

微生物廣泛存在于土壤、水體甚至空氣中，其個體微小、群體生活、繁殖變異快，具有較強的適應(yīng)性。在微生物的生命延續(xù)中，會改變周邊的環(huán)境，對農(nóng)藥的殘留起到礦化、共代謝、生物濃縮、累積等作用，由此實現(xiàn)農(nóng)藥殘留的降解。另一方面，微生物體內(nèi)的很多酶能夠進行生物化學(xué)反應(yīng)，也會實現(xiàn)對農(nóng)藥的分解，尤其是磷化有機農(nóng)藥的分解。但自然界中存在的微生物群落對農(nóng)藥的分解不具有針對性，應(yīng)當(dāng)采用定向培養(yǎng)的方式使得目標(biāo)微生物群落對某種農(nóng)藥進行定性分解。與此同時，為防止所“定制”的微生物長期在土壤中生存繁衍，甚至產(chǎn)生未知的后果，應(yīng)當(dāng)對其開展更為精準(zhǔn)的培養(yǎng)，使得其能夠在繁殖一定的時間或者代數(shù)之后，自行毀滅。由此可見，微生物對農(nóng)藥污染的修復(fù)是最具有前景的，可以較為完全地消除污染，且在理論上能夠做到無副作用。但該技術(shù)也是最為復(fù)雜和有難度的，在實踐中需要投入更多的資金和時間。

3.5 利用植物修復(fù)農(nóng)藥污染

植物也能夠?qū)r(nóng)藥進行降解，其作用機理是，其一，土壤和水體中的農(nóng)藥殘留物能夠進入到植物各個器官中，在植物生長代謝過程中被逐步分解和轉(zhuǎn)化；其二，植物的根會對周邊的土壤釋放一些酶，并基于氧化、脫氫、還原等化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)對污染物的降解；其三，植物的各個器官是很多菌類的棲息地，并能夠與微生物共同實現(xiàn)一些代謝功能，這些功能也能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)藥殘留物的降解。除此之外，一些土壤真菌菌絲與植物根系形成的共生體即菌根，也會對農(nóng)藥殘留物進行分解。

但在實踐中因為農(nóng)田需要持續(xù)創(chuàng)造價值，持續(xù)地進行耕作，很難有較長的時間留給植物降解農(nóng)藥。對此在有限的換茬期，更傾向于利用速生的雜草和培養(yǎng)好的微生物群落來達到農(nóng)藥的快速降解效果[5]。即使如此，植物對農(nóng)藥殘留物的降解作用也是有限的，很難徹底消除。

4 結(jié)論

人類對自然界的改造往往都會產(chǎn)生不良影響，并反噬人類自身，農(nóng)藥的使用也是如此。我國是農(nóng)藥消耗大國，也是農(nóng)藥污染的最大受害國。僅從生態(tài)環(huán)境的不良影響來看，農(nóng)藥就會導(dǎo)致目標(biāo)生物、農(nóng)作物、土壤以及周邊的水環(huán)境生態(tài)惡化，而這些最終都會以不同的形式危害人類健康和農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。對此我們應(yīng)當(dāng)通過準(zhǔn)確認知農(nóng)藥污染現(xiàn)狀、實現(xiàn)無害化農(nóng)藥替代、合理使用農(nóng)藥、借助微生物和植物修復(fù)污染等方式來解決上述問題，而做到這一點需要我們在政策、制度、科技方面做出更多的努力。