文/金鳳

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

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

十余年來，她和團隊創(chuàng)建了微生物農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評價和安全使用技術(shù)體系，完善了化學(xué)農(nóng)藥對環(huán)境生物的毒理學(xué)測試方法與標(biāo)準(zhǔn)體系，并用環(huán)境安全評價引導(dǎo)農(nóng)藥企業(yè)科技創(chuàng)新，走綠色發(fā)展之路。

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

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

想做研究先得當(dāng)好“馴獸員”

走進生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所“國家環(huán)境保護農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險與污染控制重點實驗室”，你一定能與魚、溞、藻、蜜蜂、鵪鶉、蚯蚓、線蟲等生物不期而遇。

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)險評價依據(jù)。

要驗證農(nóng)藥對環(huán)境生物是否有毒副作用，首先要學(xué)會照料這些特殊的小動物，減少外界因素對它們的干擾?！坝卸螘r間做蜜蜂幼蟲毒性試驗，一開始我們按照國際通行準(zhǔn)則做，但發(fā)現(xiàn)空白對照組蜜蜂存活率很低，試驗結(jié)果很不理想。我們不斷向國內(nèi)外養(yǎng)蜂學(xué)專家請教，通過試驗反復(fù)測試飼料配方、飼料溫度、加料順序、移蟲裝置、培養(yǎng)裝置等，終于摸索出一套方法，最終將蜜蜂幼蟲巢外存活率提高到97%以上，試驗可重復(fù)性和可靠性大大提高。”在卜元卿看來，要掌握這些環(huán)境生物的生命密碼，首先要讓這些充滿野性的小生命“聽話”，這既需要有足夠的耐心，也需要“獨門法器”。

做蜜蜂半田間試驗時，要觀察農(nóng)藥噴灑后對蜜蜂個體和蜂群的影響，但蜜蜂可不會對打擾它們的人客氣，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，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量蜜蜂群落數(shù)量、幼蟲發(fā)育等參數(shù)，還能對蜜蜂個體進行精細(xì)化的試驗操作。

如今，卜元卿帶領(lǐng)團隊自主研發(fā)的蜜蜂群體麻醉法、蜜蜂自動收集裝置、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)藥登記測試試驗中發(fā)揮了重要作用。

為起草《準(zhǔn)則》一步一個腳印

“微生物農(nóng)藥不易使作物病蟲害產(chǎn)生抗藥性，在環(huán)境中毒性物質(zhì)殘留率低，是最具潛力和價值的化學(xué)農(nóng)藥替代產(chǎn)品?！辈吩溥呎f邊拿出一套《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（微生物農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評價試驗準(zhǔn)則NY/T3152—2017、微生物農(nóng)藥環(huán)境增殖試驗準(zhǔn)則NY/T3278—2018）》（以下簡稱《準(zhǔn)則》），這是我國首部微生物農(nóng)藥登記環(huán)境評估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

“化學(xué)農(nóng)藥使用后會不斷降解，微生物農(nóng)藥則不同，可能會在環(huán)境中增殖，還可能具有傳染性，做風(fēng)險評價就是要發(fā)現(xiàn)該農(nóng)藥在什么樣的條件下最具危害性。”她說。作為《準(zhǔn)則》的主要起草者，卜元卿回憶，當(dāng)時微生物農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)沒有先例，要靠科研團隊一點點摸索。

卜元卿在跟蹤觀察農(nóng)藥對捕食性天敵——瓢蟲的毒性試驗（科技日報記者 金鳳 攝）

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

球孢白僵菌是我國主要的真菌微生物農(nóng)藥品種，在馬尾松毛蟲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病原真菌，對一些有益昆蟲也有毒性作用?！叭砸悦鄯涠拘詼y試為例，蜜蜂在不同生長期、在不同環(huán)境條件下對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)藥對其可能產(chǎn)生的最壞影響，不是件容易的事?！彼貞浀?。

那段時間里，卜元卿和同事們要不斷穿梭于蜂箱和實驗室之間，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期、最合適的巢外生長環(huán)境。經(jīng)過一個一個試驗的摸索，十年磨一劍，該團隊突破了細(xì)菌型、真菌型、病毒性微生物農(nóng)藥對不同環(huán)境生物毒性的物種敏感性、染毒途徑和作用條件等關(guān)鍵問題，最終制訂了微生物農(nóng)藥對環(huán)境生物毒性測試標(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10億美元，農(nóng)藥登記評審最終決定它能否在中國上市。在我國，對于有充分?jǐn)?shù)據(jù)證實的，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)，不能出一點差錯。”卜元卿說。

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。

卜元卿在評估一家國外企業(yè)創(chuàng)制的芽孢桿菌農(nóng)藥時發(fā)現(xiàn)，該產(chǎn)品對溞類和魚類毒性特別大，“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，但尿素對水生生物具有毒性。最終企業(yè)根據(jù)我們的試驗數(shù)據(jù)調(diào)整了產(chǎn)品配方，降低了毒性風(fēng)險”。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。既不能一刀切，也不能留置風(fēng)險。

事實證明，用環(huán)境安全評價的視角將生態(tài)風(fēng)險前置，不僅利于環(huán)保，也帶來了廣闊的市場前景。

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株來自松毛蟲和家蠶的球孢白僵菌，通過生物測定、ISSR遺傳結(jié)構(gòu)分析，篩選得到了既對家蠶低毒又有商品開發(fā)價值的松毛蟲?；跃?。隨后，企業(yè)自主創(chuàng)制10余個新母藥和新制劑，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、林木柳毒蛾等蟲害防治中得到大規(guī)模使用。

利用前沿科技識別新污染物

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

2014年起，卜元卿帶領(lǐng)團隊利用生物效應(yīng)導(dǎo)向分析、質(zhì)譜技術(shù)等先進方法，嘗試識別環(huán)境中對生物和人類有毒有害的污染物?！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)境條件下會產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物，而大多數(shù)代謝物沒有標(biāo)樣，傳統(tǒng)的靶向分析技術(shù)就無法識別?！睘橥黄品前邢颦h(huán)境污染物全組分檢測技術(shù)，卜元卿團隊找到了國內(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，并且將污染物與污染源進行對應(yīng)，開發(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、浙江臺州和江蘇無錫等地應(yīng)用，為當(dāng)?shù)亟鉀Q了水質(zhì)指標(biāo)異常、污染物來源不確定等問題，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)境安全性方面進行深入研究。提及這份工作的意義，她略顯羞澀地說：“其實，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?！?/p>