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农药是农业生产中不可缺少的生产资料,也是一种具有毒性的有害化学物质。不合理的使用会导致对人类健康和生态环境的危害。随着新世纪的到来,人们对环境质量和食品安全的要求越来越高。由于种种原因,我国农药污染的现状不容乐观,有些地方还相当严重。提高全民环保意识,防止农药污染越来越重要。
1.农药的发展
总的来说,农药的发展经历了三个历史阶段,即天然药物时代(19世纪70年代以前)、无机合成农药时代(19世纪70年代至20世纪40年代中期)和有机合成农药时代。
2.中国化学农药污染现状
我国是农业大国,农药种类多,使用人数多。其中,70%~80%的农药直接渗透到环境中,对土壤、地表水、地下水和农产品造成污染,并进一步进入生物链,对所有环境生物和人类健康产生严重、长期和潜在的危害。
自我国确立“预防为主、综合防治”的植保方针以来,农作物病虫害防治技术水平取得了巨大成就,但也存在化学农药使用过量等突出问题,部分地区单纯依靠化学农药防治病虫害。我国从1983开始限制有机氯的生产和使用,有机氯对环境的污染有了很大的改善。但有机氯重污染区会出现局部性、间歇性污染。
我国化学农药生产企业的规模、设备和技术力量相对落后,化学农药质量不尽如人意。近十年来,化学农业合同品种虽有较大变化,开发了许多新品种,但仍以老的传统品种为主,各种化学农药比例不合理,产品老化,剂型单调。
在我国,农药1占化学农药的70%以上,其中剧毒农药有机磷占70%以上;原产量在万吨以上的有12个品种,包括杀虫剂l1和除草剂L1。与国外相比,农药的发展还有很大差距。美国农药原药和制剂的比例是1: 36,也就是说一种农药往往有36种制剂,日本的比例是L: 30,而中国只有L: 5,所以发展空间很大。
3.农药的危害
3.1农药污染对人体健康的危害
农药不仅是重要的农业生产资料,而且是一种对生物有害的化学物质,即具有毒性。农药可通过消化道、呼吸道和皮肤进入人体并引起中毒,包括急性中毒和慢性中毒。由于人们的生活方式不同,误食不卫生的果蔬和不注意个人卫生而引起药物中毒,而有些农药可溶于人体的脂肪和汗液中,特别是有机磷农药,可通过皮肤进入人体,危害人体健康。
急性中毒多发生在高效农药,尤其是剧毒的有机磷农药和氨基甲酸酯类农药。这两种农药的急性中毒可引起头晕、头痛、恶心、呕吐、出汗和虚弱等症状。:严重者昏迷、抽搐、吐痰、肺水肿、呼吸极度困难、大小便失禁甚至死亡。慢性中毒往往是持续的,吸入或皮肤接触少量农药;导致毒物进入人体后逐渐出现病变和中毒症状。这个过程一般起病慢,病程长,症状难以区分,往往被人们忽视。除了农药的科研人员和生产者,我国还有数百万人因运输、储存和使用而接触到农药,这是一个相当庞大的群体。由于农药使用者自我保护设施差,自我保护意识差,造成药物中毒,危及生命。
3.2农药对生态环境的污染
在科学发展的今天,农药对生态环境的污染尤为严重。这是为什么呢?它包括一个从量变到质变的过程。我们可以从背景值标准和农药卫生标准或生物标准两个方面来理解农药污染。如果污染物的含量超过背景值,达到一定值,就叫污染。污染物浓度超过卫生标准或生物标准,一般称为污染或严重污染。这些对人类健康、生物和环境有害。
3.2 .1农药对水环境的污染
3.2.1.1水中农药的来源
水中农药的来源主要包括以下几个方面:农药直接施用到水中;含有农药的雨水落入水体;附着在植物或土壤上的农药被水冲洗或溶解后进入水体;农药生产产生的工业废水或含农药的生活污水总是会危及地表水和地下水的质量,不利于水生生物的生存,甚至破坏水生态环境的平衡。
3.2.1.2农药污染对水环境的危害
在大量使用有机农药期间,在世界上一些著名河流的河流中,如密西西比河和莱茵河,都检测出了HCH和滴滴滴滴。有时在水面施用敌敌畏、敌百虫等农药,控制蚊子幼虫;为了消灭渠道、水库、湖泊中的杂草而使用水生除草剂,造成水中农药浓度过高,鱼虾等水生动物大量死亡。一些农药配制点晚上还有很多药瓶等包装材料,降雨后会造成径流污染,施药工具的随意清洗也会造成水污染。
3.2.2农药对土壤的污染
3.2.2.1土壤中农药的来源
农药进入土壤有三种途径:第一种途径是农药直接进入土壤,包括一些除草剂、防治地下害虫的杀虫剂和拌种剂。后者施于有种子的土壤中预防线虫和幼苗病害,基本上这些农药都是按照这种方式进入土壤的;二是通过在农田喷洒各种农药来控制病虫害。它们的直接目标是昆虫和草,旨在保护农作物,但相当一部分农药落在土壤表面或稻田水面,间接进入土壤。第三种是灌溉水和植物残体随大气沉降。
3.2.2.2土壤农药对作物和土壤生物的影响
土壤农药对作物的影响主要表现在对作物生长的影响和作物对土壤中农药的吸收,降低农产品的品质。作物对土壤农药的吸收主要取决于农药的种类。一般水溶性农药植物容易吸收,而被土壤强烈吸附的脂溶性农药植物不易吸收。
前苏联的实验数据表明,乐果这种水溶性农药容易被生菜、燕麦、萝卜F吸收,作物与土壤中农药浓度之比为5.3-4.8。植物对乐果的吸收系数很高,农作物很容易从沙质土壤中吸收农药,而从粘土和有机质中很难吸收农药。蚯蚓是土壤中最重要的无脊椎动物,对维持土壤的良好结构和提高土壤肥力具有重要意义。而一些剧毒农药,如毒杀芬、对硫磷、地虫磷等,能在短时间内将其杀死。
此外,农药对土壤微生物的影响是人们关注的另一个问题,即农药对微生物总数、硝化作用、氨化作用和呼吸作用的影响。杀菌剂对土壤微生物的影响很大,不仅能杀灭或控制病原微生物,还会伤害一些有益微生物,如硝化细菌、氨化细菌等。随着单位耕地面积农药用量的减少,除草剂和农药对土壤微生物的影响进一步减弱,杀菌剂对土壤微生物的负面影响将成为我们关注的问题。3.2.3农药对大气的污染
由于农药污染的地理位置和空间距离不同,空气中农药的量分布在三个地带。第一个区是导致农药进入空气的药源区。该区域空气中农药的浓度最高,然后空气中的农药由于气流的作用逐渐扩散稀释,远离使用区。此外,由于蒸发和挥发,被处理目标上和土壤中的农药扩散到空气中。由于这些影响,在农药施用区附近形成了第二个空气污染区。在这个区域,由于扩散和空气对流,农药的浓度一般低于第一个区域。但在一定的气象条件下,当气团不能完全混合时,部分地区空气中农药的浓度可能较高。第三个区域是农药迁移最广的区域,也是大气中农药浓度最低的区域。由于气象条件和施药方法的不同,这一带的距离可以扩散到药源的数百甚至数千公里之外。
农药造成空气污染的程度还与农药品种、农药剂型、气象条件等因素有关。挥发性农药、气溶胶、粉剂污染相当严重,长残留农药在大气中持续时间长。在其他条件相同的情况下,风速起着重要的作用。高风速增加了农药扩散区的距离和进入其中的农药量。
化学农药的大量使用不仅造成了土壤、空气和水资源的污染,而且产生了化学农药在动植物体内的残留、富集和致死效应,已成为破坏生态环境、生物多样性和农业可持续发展的重大问题,应引起充分重视。如何解决这一问题也成为人们关注的焦点。笔者认为,在农业生产中,应充分发挥农田生态系统中现有的自然虫害防治机制,综合运用农业防治、物理机械防治、生物防治等有效的生态防治手段,尽可能减少化学农药的使用。
4.农药污染的特点
化学农药对环境的污染主要是毒害大气、水系和土壤,对自然界造成污染,影响生活在自然界的各种生物,引起生物区系的变化,敏感物种减少和消失,污染物种增加和加强。
4.1化学农药对生物的直接毒性
化学农药可分为三类,即杀虫剂、杀菌剂和除草剂。杀虫剂是一种非特异性的毒物,不仅针对一种目标害虫,而且针对所有生命,对人类的危害最大。目前,全球每年有近百万人农药中毒,数万人死亡。有些化学农药虽然急性毒性较低,但施用后对环境有严重的潜在危害,具有较高的慢性或“三致”毒性,即最终可能导致动物致畸、致癌,甚至可能破坏生物的遗传机制,引起凯文·基冈突变。
4.2化学农药的“3R”问题
一是农药的持续使用导致了昆虫抗药性的增加,化学农药的使用逐渐失去了正常的防治效果。因此,只有不断增加农药的用量和使用频率,才能达到淘汰农药的目的,加剧了化学农药对环境的影响。二是由于目前使用的大部分农药仍然没有选择性,在杀灭害虫的同时,往往会杀死或杀死天敌,从而导致害虫再次猖獗,次生害虫上升。第三,化学农药会残留在农作物和其他环境因素(土壤、农产品、地下水等)中。)用后各种形式。有了残留物,就会出现生物富集的问题。由于生物富集和食物链传递,积少成多,低毒变成高毒,对人类健康造成极大的潜在威胁。
5 .实施持续植保,控制农药污染。
虽然中国实行“预防为主,综合防治”的植保方针以来,在病虫害防治方面取得了一定的成绩,但控制化学农药造成的环境污染的任务仍然相当艰巨。必须实行持续植保,使植保功能兼顾持续增产、人畜安全、环境保护和生态平衡的要求,为整个农田生态系统研究生态种群动态和相关环境。尽可能采用L}j协调有效的防治措施,充分发挥自然抑制因子的作用,将害虫种群控制在经济损失水平,将防治措施对农田生态系统的不利影响降到最低,以获得最佳的经济和生态;FlI社会福利。
5.1建立新的害虫控制思想。
生物防治是综合治理的重要组成部分,利用生物防治剂(天敌昆虫和昆虫病原微生物)调节有害生物的种群密度,通过生物防治维持生态系统中的生物多样性,保护具有生物多样性的生物,使种群密度保持在经济上允许的危害水平以下。传统的病虫害防治主要是通过抗病、虫种和植物检疫、栽培制度和物理化学防治等措施。
从可持续农业的角度来看,应该在更高的层次上实现害虫控制,包括利用抗病抗虫转基因植物,利用生态控制病虫草害,利用生物抗药性。通过生物手段将克隆的抗病抗虫基因转入优良品种基因组,获得高抗病抗虫新品种,是近二十年来世界各国学者抗病抗虫育种的热点,目前已取得重大突破。例如,通过转苏云金杆菌Bt基因成功获得了高效抗虫棉、抗虫水稻和抗虫大白菜,其中抗虫棉已广泛应用于生产。中国科学院微生物研究所成功将Bt基因转入杨树,获得的抗虫杨树已进入田间试验阶段。作物、害虫和环境是一个相互依存又相互竞争的统一体。通过改善生态环境,如轮作休闲、作物布局、耕作制度、栽培管理等。,可以调节作物的生长发育来控制害虫的危害。近年来,转基因抗除草剂作物的培育和利用已成为育种和植物保护的重点之一。目前已获得玉米、大豆、油菜、棉花等多种抗除草剂作物和抗除草剂烟草1,使得一些选择性较低的除草剂得到广泛应用,有效控制了杂草群落的演替。
5.2大力发展植物源农药
植物源农药具有在环境中生物降解快、对人畜和非靶标保护生物毒性低、对害虫抗性低、成本低、易得等优点。特别是热带植物中含有植物源害虫防治剂的活性成分,具有很大的应用前景,目前已发现至少有10种楝科植物具有杀虫活性,是化学合成农药的潜在替代品。植物源农药在克服害虫抗药性和减少环境污染方面具有独特的优势。近年来,我国植物源农药发展迅速,已有鱼藤酮、硫酸烟碱、油酸烟碱、氧化苦参碱、川楝子制剂等小规模工业化生产。
5.3虫害监测新技术的研究和开发
要在孢子捕捉、饵料植物利用、血清学鉴定等植物病原常规监测方法的基础上,开展病原分子监测技术研究,采用现代分子生物学技术监测病原物种和小种的遗传组成波动,为病害的长期和超长期预测提供基础数据。现代遗传标记技术(RFLP RAPD等)。)也可用于监测害虫种群的迁移规律。对于杂草,要充分考虑杂草群落的演替规律,分析作物-杂草、杂草-杂草之间的竞争关系,还要考虑使用选择性除草剂对杂草群落的影响,研究杂草的生态控制。
5.4建立害虫超长期预测和宏观控制
为了适应农业的可持续发展,需要对害虫的消长做出科学的判断,即预测几年甚至十年的害虫消长。不仅是与害虫种群消长密切相关的气候因素,还有种植结构、环保要求、植保政策以及国家制定的实现农业生产持续稳定发展的政策措施。
5.5树立长期的、反复的虫害防治思想。
自人类种植农作物的历史以来,病虫害和杂草一直制约着农产品的产量和质量,但品种抗病性丧失、害虫抗药性出现、害虫演替规律不可预测、害虫防治所要求的作物遗传多样性与生产栽培和商业所要求的品种单一化之间的矛盾等技术难题一直没有得到解决。同时,一些已经控制的害虫在放松控制或改变环境条件后会重新抬头,如60-90年代大豆灰斑病的四次大流行,60年代造成巨大危害的小麦黑穗病,1998、1999春季80年代初猖獗的草地螟。交替变化的趋势表明,植物病虫草害的防治具有长期性和反复性,植保工作要适应农业生产条件、生态环境和环保要求的变化,建立新形势下控制有害生物危害的持续思维。同时,逐步建立科学完善的植保技术支撑体系和稳定的适应农业可持续发展方向的植保科技队伍,为保障农业生产在更高水平上持续健康稳定发展做出贡献。