農藥污染對我國生態環境的影響及對策分析

王彥祖，李 白

（1.蘇州思源環保工程有限公司，江蘇 蘇州 215000；2.江蘇磁石環保科技有限公司，江蘇 宿遷 223800）

為迅速地解決農作物的病蟲害，現代農業一般都會使用農藥，但農藥一般都有副作用，其化學成分雖然抑制了病蟲害，但也會對農田的生態環境造成威脅，殘留在農作物中的農藥成分還可能危及食用農作物的人畜，最終危及人類健康。對此，總結農藥對生態環境造成的污染，并分析針對性的對策是十分必要的。

1 我國農藥污染現狀

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

1.1 除草劑的污染現狀

和其他農藥相比，除草劑的用量在我國一直呈現增長的態勢，這與農民逐步放棄人工除草有直接的關系，現階段除草劑的用量約占所有農藥用量的三分之一，而該比重預計還會增長。目前國內常見的農藥產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環境影響作出了系列的研究，認為其會污染地下水[1]。在歐盟規定中（80/778/EC）要求，任何農藥在飲用水中含量不能超過0.1 μg/L，農藥總含量不能超過0.5 μg/L。我國在1998年規定莠去津Ⅰ、Ⅱ類地表水中的標準為3 μg/L，但根據各地環保部門以及學者們的檢測結果可以看出，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準，甚至含量有數倍之多。污染現狀呈現出農村高于城市、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，莠去津是我國多數農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 殺蟲劑的污染現狀

對農作物產生直接危害的是蟲害，因此殺蟲劑也是重要的農藥類別。目前國內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、大豆等主流農作物的種植中，都會用到各式各樣的殺蟲劑。國內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。我國曾經廣泛使用過一批高毒性的農藥，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年就制定了土壤質量標準，要求DDTs不能超過50 μg/kg，根據各地環保部門對土壤的檢測結果可以看出，在部分耕地中DDTs 依然存在超標的現象。計算其平均值，則東部省份高于西部省份，不同的用地性質下，土壤污染程度由高到低分別是蔬菜瓜果用地、一般農作物用地、綠化用地、荒廢地、工業用地。

1.3 殺菌劑的污染現狀

農作物在成長成熟過程中會出現病害，通常是由一些病菌所致，因此殺菌型農藥也是農作物種植中常見的“武器”。常見的殺菌劑包括苯醚甲環等，其在使用后往往會經過一段時間才能有效果，而為了更快實現病害治理，農民往往會加大劑量，采用數倍或數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標準，其使用量度則普遍超標。

2 農藥對生態環境的影響分析

2.1 農藥導致目標生物產生抗性

單一農藥長期作用的細菌、害蟲、雜草，會因為基因突變、適者生存的自然法則對這類農藥產生抗性，而身在食物鏈中的它們會對其他生物造成危害，從而導致生態系統被破壞甚至崩潰。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的農藥成分而受到打擊；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。根據相關統計發現，全球范圍內產生抗藥性的雜草和昆蟲均達到數百種，這些具有抗性的雜草和昆蟲在后續將更加難以治理，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[2]，而這些嵌合在各個生態系統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 農作物的污染

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

2.3 對土壤生態的影響

各類農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，促使它們產生變異，而這種變異是無方向的，所導致的后果也難以預料[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，其通過生物性活動實現物質的轉化，而農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 農藥對水生態的影響

農藥噴灑在作物上、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，從而導致水中的動植物受到影響。比如除草劑中的莠去津會導致水生的部分植物直接致死，而水生植物是水生態中食物鏈的底端，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，農藥對農田土壤造成了極大的污染，進一步危害了農田生態，而農藥殘留物也會最終富集到人體，危害人體健康。

3 農藥生態環境污染的整治對策

根據前文的分析可以看出，農藥對生態環境的污染是巨大的，對此我們需要從管理和技術層面進行整治。

3.1 完善對農藥污染的調查與綜合分析

各地農業部門、環保部門應當聯合建立調查小組，對多年來施加的各類農殘留進行調查分析，找出每一種農藥或農藥組合，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，以能夠對其造成的生態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。這種調研和分析需要保證其準確性，因此需要各地農業部門、環保部門的精心配合，要利用科學的調查方法采集準確而有效的數據。現階段，基于大數據的云計算技術和統計模式，將得到更為全面的分析結果。

3.2 加大危害性農藥替代技術的研發力度

歷史上有諸多毒性較高的農藥已經被禁用，而現階段使用的農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，只能借助各類農藥來治理，因此唯一的方案是進一步加強良性農藥的研究，建議采用綜合性的生物和化學技術，包括基因技術、微生物培養技術等，實現更具生態性的病蟲害防治。其中基因技術主要利用干預其變異方向的方式，使得一些害蟲不再對某種農作物產生危害，并使得其在該生物圈中逐步替代其他昆蟲，由此實現昆蟲的無害化，且不影響生態系統[4]。而微生物培養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境，進一步降低昆蟲的生存能力。一方面農業科學院、農業相關專業的高校等科研單位要組織農藥的升級研究與創新，通過科研政策的引導，科研部門的聯合，實現國內農業科學專業人員的精誠合作。另一方面也可以利用傳統農藥逐步禁用、創新藥品給予市場引導的方式讓農藥企業加快創新步伐，給予充足的資金以達到盈利預期和空間，實現農藥的迭代升級。

3.3 引導農民合理安全使用農藥

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

3.4 利用微生物修復農藥污染

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，具有較強的適應性。在微生物的生命延續中，會改變周邊的環境，對農藥的殘留起到礦化、共代謝、生物濃縮、累積等作用，由此實現農藥殘留的降解。另一方面，微生物體內的很多酶能夠進行生物化學反應，也會實現對農藥的分解，尤其是磷化有機農藥的分解。但自然界中存在的微生物群落對農藥的分解不具有針對性，應當采用定向培養的方式使得目標微生物群落對某種農藥進行定性分解。與此同時，為防止所“定制”的微生物長期在土壤中生存繁衍，甚至產生未知的后果，應當對其開展更為精準的培養，使得其能夠在繁殖一定的時間或者代數之后，自行毀滅。由此可見，微生物對農藥污染的修復是最具有前景的，可以較為完全地消除污染，且在理論上能夠做到無副作用。但該技術也是最為復雜和有難度的，在實踐中需要投入更多的資金和時間。

3.5 利用植物修復農藥污染

植物也能夠對農藥進行降解，其作用機理是，其一，土壤和水體中的農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、還原等化學反應實現對污染物的降解；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一些代謝功能，這些功能也能夠實現對農藥殘留物的降解。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，也會對農藥殘留物進行分解。

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

4 結論

人類對自然界的改造往往都會產生不良影響，并反噬人類自身，農藥的使用也是如此。我國是農藥消耗大國，也是農藥污染的最大受害國。僅從生態環境的不良影響來看，農藥就會導致目標生物、農作物、土壤以及周邊的水環境生態惡化，而這些最終都會以不同的形式危害人類健康和農業的持續發展。對此我們應當通過準確認知農藥污染現狀、實現無害化農藥替代、合理使用農藥、借助微生物和植物修復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。