王俊偉，周春江，楊建國(guó)，賈峰勇，張 梁，王帥宇，劉艷珂

(北京市植物保護(hù)站,北京 100029)

農(nóng)藥是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，而農(nóng)藥的使用卻是一把雙刃劍，科學(xué)安全使用農(nóng)藥，對(duì)防病治蟲(chóng)、促進(jìn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)具有重要的作用，但是由于不科學(xué)使用農(nóng)藥與施藥技術(shù)落后等原因，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥殘留在植物與環(huán)境中，造成危害。本文論述了農(nóng)藥的使用現(xiàn)狀，分析了在環(huán)境中的殘留行為與危害，提出了應(yīng)對(duì)措施建議。

1 農(nóng)藥使用現(xiàn)狀

目前，我國(guó)病蟲(chóng)害防治仍以使用化學(xué)農(nóng)藥為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年全國(guó)31個(gè)省、自治區(qū)、直轄市(不含西藏)農(nóng)業(yè)農(nóng)藥使用商品量為92.64萬(wàn)噸，折百量為30萬(wàn)噸，其中，非生物農(nóng)藥占91.78%，生物農(nóng)藥占8.22%[1]。然而，由于我國(guó)農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害防治中，背負(fù)式手動(dòng)噴霧器仍為農(nóng)民主要使用防治器械，這種大容量、雨淋式施藥機(jī)械農(nóng)藥沉積性較差，農(nóng)藥流失嚴(yán)重，導(dǎo)致目前我國(guó)的農(nóng)藥利用率水平不高[2, 3]，據(jù)農(nóng)業(yè)部測(cè)算，2015年我國(guó)農(nóng)藥利用率為36.6%[4]，這種現(xiàn)狀使得大量農(nóng)藥未發(fā)揮作用直接進(jìn)入到農(nóng)田環(huán)境中，將對(duì)人體健康、環(huán)境生物、水、大氣和土壤環(huán)境產(chǎn)生危害和污染[5]。

此外，由于農(nóng)民缺乏環(huán)保意識(shí)，農(nóng)藥包裝廢棄物被隨意丟棄在農(nóng)田環(huán)境中。經(jīng)過(guò)多年累積，殘存在農(nóng)田中農(nóng)藥包裝廢棄物數(shù)量驚人。而農(nóng)藥包裝廢棄物中會(huì)殘存有農(nóng)藥，經(jīng)雨水沖刷或浸泡，殘存農(nóng)藥會(huì)流入農(nóng)田環(huán)境中，造成環(huán)境污染[6]。

2 農(nóng)藥在環(huán)境中殘留行為

噴灑后的農(nóng)藥在環(huán)境中主要有4個(gè)去向：一是沉積到靶標(biāo)農(nóng)作物上，二是直接或間接進(jìn)入土壤中，三是通過(guò)降雨或地表徑流沖刷，使大氣中或地表土壤中的農(nóng)藥進(jìn)入到水系中，四是通過(guò)蒸發(fā)作用與氣流運(yùn)動(dòng)進(jìn)入到大氣中[7]。

2.1 農(nóng)藥殘留在農(nóng)作物中的行為過(guò)程 農(nóng)藥殘留在農(nóng)作物中的途徑主要有2種，一是農(nóng)作物通過(guò)莖、葉、種子等植株部位將具有內(nèi)吸性的農(nóng)藥成分吸收到植株體內(nèi)部進(jìn)行病蟲(chóng)害防治，二是農(nóng)作物通過(guò)根部系統(tǒng)對(duì)土壤中存在的農(nóng)藥進(jìn)行吸收，積累在作物體內(nèi)。例如蘿卜、馬鈴薯、胡蘿卜等根莖菜類作物的根部表皮可對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行直接吸收，殘留在體內(nèi)；萵苣、黃瓜等類型的農(nóng)作物在吸收農(nóng)藥后，可殘留在該植株的莖、葉、果實(shí)等食用部位。研究發(fā)現(xiàn)，不同類型植物對(duì)農(nóng)藥的吸收程度由強(qiáng)至弱分別為：根菜類>葉菜類>果實(shí)類[8, 9]。

2.2 農(nóng)藥殘留在土壤中的行為過(guò)程

2.2.1 吸附 土壤通過(guò)化學(xué)吸附、氫鍵結(jié)合、配位價(jià)鍵結(jié)合以及物理吸附等形式將農(nóng)藥吸附在土壤顆粒的表面上[10, 11]。被土壤吸附的農(nóng)藥，其生理毒性與運(yùn)動(dòng)性隨之發(fā)生了變化，一定意義上來(lái)看，這種吸附是土壤對(duì)農(nóng)藥一種凈化作用。但這種凈化作用的能力是有限的，當(dāng)土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生變化以及土壤吸附量飽和時(shí)，土壤對(duì)農(nóng)藥的吸附能力將會(huì)顯著降低[12]。

2.2.2 擴(kuò)散 土壤中的農(nóng)藥隨著水的淋溶在土壤中擴(kuò)散遷移。農(nóng)藥在粘土礦物與有機(jī)質(zhì)含量較少的砂質(zhì)土壤中的移動(dòng)性較強(qiáng)，而在粘粒含量高或有機(jī)質(zhì)含量多的土壤中則不易移動(dòng)。其中，除草劑比殺蟲(chóng)劑或殺菌劑更易移動(dòng)。農(nóng)藥大多積累于土壤表層30cm土層內(nèi)[9,11,12]。

2.2.3 揮發(fā) 進(jìn)入土壤中的農(nóng)藥，無(wú)論是易揮發(fā)的農(nóng)藥，還是不易揮發(fā)的農(nóng)藥都可以通過(guò)蒸發(fā)作用從土壤表面進(jìn)入到大氣中。農(nóng)藥自身性質(zhì)(如蒸氣壓、擴(kuò)散系數(shù)、水溶性等)、農(nóng)藥濃度，土壤的理化性質(zhì)(如土壤濕度、溫度與土壤孔隙狀況等)，施藥方式與氣候條件等因素會(huì)影響農(nóng)藥的揮發(fā)過(guò)程[9,11]。

2.2.4 降解 通過(guò)化學(xué)降解、水解、光解、微生物降解等過(guò)程，殘留在環(huán)境中的農(nóng)藥會(huì)有一定的降解[11]，不同類型農(nóng)藥在環(huán)境中的降解時(shí)間具有不同的表現(xiàn)，降解時(shí)間由長(zhǎng)到短的順序依次為含重金屬農(nóng)藥>有機(jī)氯類農(nóng)藥>取代脲類、均三氮苯和大部分磺酰脲類除草劑>擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥>氨基甲酸酯類農(nóng)藥、有機(jī)磷類農(nóng)藥[7]。其中，含鉛、砷、銅、汞等重金屬類農(nóng)藥降解時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)30年，有機(jī)氯類農(nóng)藥次之，最長(zhǎng)可達(dá)15年，一些除草劑如2，4-D在土壤中能存在2～4周，而有機(jī)磷類農(nóng)藥只能存在幾天。然而，隨著農(nóng)藥殘留量的逐年累積，破壞了環(huán)境的理化性質(zhì)與微生物群落，使得環(huán)境降解農(nóng)藥能力日益衰弱[9,11]。

2.3 農(nóng)藥殘留在水系中的行為過(guò)程 進(jìn)入環(huán)境中的80%的農(nóng)藥絕大部分經(jīng)生物圈物質(zhì)循環(huán)最后匯集到水系中。進(jìn)入水系中的農(nóng)藥主要有以下幾方面去向：(1)殘留在土壤中的農(nóng)藥隨著地表徑流或者農(nóng)田排水系統(tǒng)進(jìn)入到地表水體中，或向下淋溶進(jìn)入到地下水中。(2)大氣中隨降水進(jìn)入水系的農(nóng)藥。(3)含農(nóng)藥的廢水、廢液直接排放入水體。而不同水系中農(nóng)藥的污染程度由重到輕的順序依次為雨水>河水>海水>自來(lái)水>地下水。據(jù)報(bào)道，美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家發(fā)現(xiàn)，在該國(guó)使用有機(jī)殺蟲(chóng)劑10年后，國(guó)內(nèi)所有的主要河流都己受到污染，而我國(guó)也有類似的情況[7,13]。

2.4 農(nóng)藥殘留在大氣中的行為過(guò)程 農(nóng)藥從以下途徑進(jìn)入到大氣中并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)：(1)在農(nóng)藥施用過(guò)程中，藥劑經(jīng)蒸發(fā)、分解作用，產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)，飄散在大氣中。(2)農(nóng)藥從土壤中、地表面以及作物葉面等介質(zhì)中擴(kuò)散、蒸發(fā)而進(jìn)入到大氣中。(3)農(nóng)藥漂浮物隨著農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)與加工企業(yè)的生產(chǎn)廢氣排放到大氣中。(4)進(jìn)入到大氣中的農(nóng)藥漂浮體或者被大氣飄塵所吸附，或者以氣體、氣溶膠等形式漂浮在空氣中，并隨著大氣氣流的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行不斷的范圍擴(kuò)散，甚至可以運(yùn)動(dòng)到很遠(yuǎn)的大氣中去。據(jù)報(bào)道，在地球的南極圈、北極圈內(nèi)、喜馬拉雅山最高峰、高空中等從未使用過(guò)農(nóng)藥的地區(qū)中的積雪或生物體中均曾檢側(cè)到有機(jī)氯[7,13,14]。

3 農(nóng)藥在環(huán)境中殘留危害

3.1 農(nóng)藥殘留對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的危害 農(nóng)藥雖然對(duì)防控病蟲(chóng)草害、保障農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量具有積極的意義，但是不科學(xué)使用農(nóng)藥卻是導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標(biāo)的重要原因。具體表現(xiàn)在：由于農(nóng)民常年、單一使用同一農(nóng)藥品種，缺乏輪換用藥知識(shí)，造成病蟲(chóng)草害抗藥性增強(qiáng)，使得農(nóng)民不斷加大農(nóng)藥使用量與施藥次數(shù)，導(dǎo)致部分農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，威脅到了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。殘留在農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥被攝入人體內(nèi)，會(huì)造成人體機(jī)能及器官的損害[14]。

3.2 農(nóng)藥殘留對(duì)土壤的危害

3.2.1 殘留在土壤中的農(nóng)藥對(duì)土壤中的微生物，原生動(dòng)物，節(jié)肢動(dòng)物，環(huán)節(jié)動(dòng)物，軟體動(dòng)物以及線形動(dòng)物等具有毒殺危害，破壞了土壤生態(tài)系統(tǒng)平衡[12, 15]。

3.2.2 部分農(nóng)藥的降解產(chǎn)物毒性會(huì)出現(xiàn)增強(qiáng)的現(xiàn)象，例如涕滅威降解后的產(chǎn)物涕滅威砜和涕滅威亞砜的毒性與涕滅威一樣仍為劇毒類農(nóng)藥；殺蟲(chóng)脒雖屬于中等毒性的農(nóng)藥，但是該農(nóng)藥在慢性試驗(yàn)中可使試驗(yàn)老鼠體內(nèi)的組織患惡性血管瘤疾病，并且其代謝產(chǎn)物的致癌性比殺蟲(chóng)脒還高10倍[16]。

3.2.3 受到農(nóng)藥長(zhǎng)期污染的土壤會(huì)出現(xiàn)明顯的酸化現(xiàn)象，并且土壤的肥力也會(huì)隨著污染程度的增加而減少，進(jìn)而改變了原有的土壤結(jié)構(gòu)，造成了土壤板結(jié)，最終影響植物的生長(zhǎng)[17]。

3.2.4 進(jìn)入到土壤中的農(nóng)藥成分，經(jīng)過(guò)植株體或者食物鏈在人類或生物體內(nèi)富集，進(jìn)而產(chǎn)生持續(xù)的影響與危害[12]。

3.3 農(nóng)藥殘留對(duì)水系的危害

3.3.1 殘留在土壤中的農(nóng)藥隨著地表徑流、向下淋溶或大氣降水進(jìn)入到地表水體系統(tǒng)中，對(duì)所接觸或飲用的人類及生物具有毒害作用[17]。

3.3.2 進(jìn)入水系中的農(nóng)藥，對(duì)于水生生物具有毒害作用，降低水生生物群落密度[18]。

3.3.3 通過(guò)食物鏈在水生生物體內(nèi)富集，并威脅到人類、水生生物以及與水密切接觸的生物的健康與繁殖[7,19]。

3.4 農(nóng)藥殘留對(duì)大氣的危害

3.4.1 藥劑經(jīng)蒸發(fā)、分解作用，產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)，飄散在大氣中，造成相鄰田間敏感作物藥害，或者飄浮到很遠(yuǎn)的地方產(chǎn)生危害[20,21]。

3.4.2 通過(guò)呼吸吸入，對(duì)人類及動(dòng)物具有潛在的毒害威脅[22]。

3.4.3 通過(guò)降雨的方式進(jìn)入土壤或水系，造成循環(huán)為害[7]。

4 措施建議

針對(duì)農(nóng)藥在環(huán)境中的殘留危害，必須采取有效措施進(jìn)行治理，以保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)生態(tài)環(huán)境安全與生物健康安全。

4.1 加快推進(jìn)高效低風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥替代進(jìn)程 加大生物農(nóng)藥、天敵與高效低毒低殘留化學(xué)農(nóng)藥的研究與推廣力度，加快毒性大、殘留期長(zhǎng)、藥效低、易產(chǎn)生抗藥性的農(nóng)藥品種替代進(jìn)程，切實(shí)減少化學(xué)農(nóng)藥在環(huán)境中的使用量與殘留量。

4.2 大力推進(jìn)全程綠色防控技術(shù) 以預(yù)防為主、綜合防控為原則，以專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治服務(wù)為載體，將農(nóng)作物產(chǎn)前消毒預(yù)防、產(chǎn)中綜合防控、產(chǎn)后無(wú)害化處理等綠色防控技術(shù)進(jìn)行規(guī)模化推廣與應(yīng)用，以減輕病蟲(chóng)害發(fā)生程度，減少化學(xué)農(nóng)藥的投入量和施藥次數(shù)。

4.3 加快推進(jìn)高效精準(zhǔn)植保機(jī)械更新 加大對(duì)煙霧機(jī)、低量精準(zhǔn)施藥機(jī)、靜電噴霧機(jī)等具有較高農(nóng)藥利用率、較好噴霧性能的高效植保機(jī)械推廣應(yīng)用力度，以提高農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)藥流失，減輕農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。

4.4 加大土壤污染治理力度 通過(guò)科學(xué)輪作、休耕與精準(zhǔn)施肥補(bǔ)肥等多種農(nóng)業(yè)措施，改善土壤物理結(jié)構(gòu)與粘粒含量，增加土壤中有機(jī)質(zhì)與離子含量，改善土壤酸堿度，增加有益微生物種類與數(shù)量；對(duì)于農(nóng)藥污染嚴(yán)重的土地，針對(duì)土壤殘留農(nóng)藥種類，選用植物、微生物等進(jìn)行土壤生物修復(fù)，以凈化土壤，增強(qiáng)土壤對(duì)農(nóng)藥的降解能力。

4.5 加強(qiáng)科學(xué)安全用藥技術(shù)培訓(xùn) 深入開(kāi)展科學(xué)配藥、精準(zhǔn)施藥、科學(xué)安全用藥技術(shù)培訓(xùn)，強(qiáng)化施藥人員的環(huán)保意識(shí)，引導(dǎo)農(nóng)民使用科學(xué)高效低風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥產(chǎn)品，逐步改善農(nóng)民亂用、濫用、擅自增加農(nóng)藥使用量等不良習(xí)慣。

4.6 全面實(shí)施農(nóng)藥包裝廢棄物回收處理 按照最新修訂的《農(nóng)藥管理?xiàng)l例》，深入探索政府部門(mén)，農(nóng)藥生產(chǎn)者、經(jīng)營(yíng)者、使用者共同參與的農(nóng)藥包裝廢棄物回收處置長(zhǎng)效機(jī)制，并加強(qiáng)農(nóng)藥大包裝研究推廣，全面實(shí)施農(nóng)藥包裝廢棄物回收、再利用與處置工作，以清潔農(nóng)田環(huán)境，減少殘存農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。