农药污染对我国生态环境的影响及对策分析

王彦祖，李 白

（1.苏州思源环保工程有限公司，江苏 苏州 215000；2.江苏磁石环保科技有限公司，江苏 宿迁 223800）

为迅速地解决农作物的病虫害，现代农业一般都会使用农药，但农药一般都有副作用，其化学成分虽然抑制了病虫害，但也会对农田的生态环境造成威胁，残留在农作物中的农药成分还可能危及食用农作物的人畜，最终危及人类健康。对此，总结农药对生态环境造成的污染，并分析针对性的对策是十分必要的。

1 我国农药污染现状

我国是农业大国，2019年使用农药145.6万吨，仅次于巴西。用“药”大省包括江苏、浙江、山东等，南方水田使用农药量往往高于北方旱地。常用的农药包括除草剂、除菌剂、杀虫剂等。

1.1 除草剂的污染现状

和其他农药相比，除草剂的用量在我国一直呈现增长的态势，这与农民逐步放弃人工除草有直接的关系，现阶段除草剂的用量约占所有农药用量的三分之一，而该比重预计还会增长。目前国内常见的农药产品类别包括莠三嗪类、苯氧羧酸类、磺酰脲类、酰胺类。事实上西方国家早已对上述除草剂的生态环境影响作出了系列的研究，认为其会污染地下水[1]。在欧盟规定中（80/778/EC）要求，任何农药在饮用水中含量不能超过0.1 μg/L，农药总含量不能超过0.5 μg/L。我国在1998年规定莠去津Ⅰ、Ⅱ类地表水中的标准为3 μg/L，但根据各地环保部门以及学者们的检测结果可以看出，我国很多知名水域包括杭州西湖、江苏太湖、山东微山湖、江苏高邮湖、安徽巢湖、黄河三角洲、长江中游、江苏洪泽湖等所含莠去津及其代谢物几乎都超过了国家标准，甚至含量有数倍之多。污染现状呈现出农村高于城市、水域下游高于上游、南方高于北方、夏季高于冬季、东部高于北部。事实上，莠去津是我国多数农作物中常见的除草剂，而其他除草剂造成的污染同样比较严重。

1.2 杀虫剂的污染现状

对农作物产生直接危害的是虫害，因此杀虫剂也是重要的农药类别。目前国内常见的杀虫剂种类有新烟碱类、拟除虫菊酯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、天然类等。在瓜果蔬菜、玉米、棉花、水稻、花生、大豆等主流农作物的种植中，都会用到各式各样的杀虫剂。国内使用最多的是有机磷类杀虫剂，其次为新烟碱类，再次为氨基甲酸酯类。我国曾经广泛使用过一批高毒性的农药，包括甲胺磷、滴滴涕、甲基异柳磷、六六六、甲基对硫磷等，后来虽然被陆续取消，但留下的污染会长期存在。我国在1995年就制定了土壤质量标准，要求DDTs不能超过50 μg/kg，根据各地环保部门对土壤的检测结果可以看出，在部分耕地中DDTs 依然存在超标的现象。计算其平均值，则东部省份高于西部省份，不同的用地性质下，土壤污染程度由高到低分别是蔬菜瓜果用地、一般农作物用地、绿化用地、荒废地、工业用地。

1.3 杀菌剂的污染现状

农作物在成长成熟过程中会出现病害，通常是由一些病菌所致，因此杀菌型农药也是农作物种植中常见的“武器”。常见的杀菌剂包括苯醚甲环等，其在使用后往往会经过一段时间才能有效果，而为了更快实现病害治理，农民往往会加大剂量，采用数倍或数十倍浓度的杀菌剂来治理病害，这就使得其会对作物造成不好的影响。在实践中，异菌脲、苯菌灵等常见的杀菌剂都会残留在作物中并具有危害性。国内对于杀菌剂的管理还不够严格，而多菌灵、福美双、代森锰锌等都被长期使用，如果按照欧盟的相关标准，其使用量度则普遍超标。

2 农药对生态环境的影响分析

2.1 农药导致目标生物产生抗性

单一农药长期作用的细菌、害虫、杂草，会因为基因突变、适者生存的自然法则对这类农药产生抗性，而身在食物链中的它们会对其他生物造成危害，从而导致生态系统被破坏甚至崩溃。比如对于杂草来说，抗药性使得其在同类药物作用下不再死亡，而没有产生抗药性的植物缺乏竞争，且以其为食的虫类也会因为吸入相应的农药成分而受到打击；对于虫害来说也是如此，其天敌会富集药物毒素而大量死亡。根据相关统计发现，全球范围内产生抗药性的杂草和昆虫均达到数百种，这些具有抗性的杂草和昆虫在后续将更加难以治理，如果只能采用加大剂量等方式来整治，则会形成药量越用越多的恶性循环[2]，而这些嵌合在各个生态系统中的杂草和昆虫对其所在的食物链造成的威胁是无法想象的。

2.2 农作物的污染

农作物自身也是农田生态系统中的一分子，任何非自然的作用都可以对其造成影响，而农药的大量使用也会对农作物造成污染。其一，目前使用的农药容易导致土壤酸化，进一步造成养分的流失，甚至土壤板结；其二，一些除草剂的滥用或不同农药的不合理混合使用，会对部分作物产生危害；其三，某些除草剂对农作物的生理化合作用产生抑制，进而造成作物生长发育缓慢，比如使用二氯喹啉酸后水稻叶鞘内游离氨基酸的量度会显著上升等。施加农药的农作物一般其根、茎、叶、花乃至果实、种子中都可能会携带农药成分，随着生物富集的作用，这些有害物质最终会流入到人体中，对人体造成难以逆转的伤害。

2.3 对土壤生态的影响

各类农药的使用都会散落到土壤中，从而对土壤中的微生物群落造成影响，这种影响多数是不利的，比如常用的乐果就能够显著地降低各类微生物的生物量和活性，促使它们产生变异，而这种变异是无方向的，所导致的后果也难以预料[3]。与此同时，各类杀虫剂和除草剂也会危害土壤中的小动物，相对来说，有机磷杀虫剂比除草剂的危害更大。微生物是生物世界的基础，其通过生物性活动实现物质的转化，而农药的使用弱化和降低了这些生物活动，带来的恶性后果也是无穷的。

2.4 农药对水生态的影响

农药喷洒在作物上、杂草上和土壤表层后，其也会随着雨水等地表径流汇入河流湖泊，从而导致水中的动植物受到影响。比如除草剂中的莠去津会导致水生的部分植物直接致死，而水生植物是水生态中食物链的底端，这就会进一步对低等的软体动物，包括水蚤、水蛭等产生极为负面的影响，并使得其自身带有毒性，进一步危害食物链的上游，最终危害人类。

由此可见，农药对农田土壤造成了极大的污染，进一步危害了农田生态，而农药残留物也会最终富集到人体，危害人体健康。

3 农药生态环境污染的整治对策

根据前文的分析可以看出，农药对生态环境的污染是巨大的，对此我们需要从管理和技术层面进行整治。

3.1 完善对农药污染的调查与综合分析

各地农业部门、环保部门应当联合建立调查小组，对多年来施加的各类农残留进行调查分析，找出每一种农药或农药组合，在不同的土壤，以不同的量度和搭配施加，观察其在一定时间后的残留如何，且造成了多大程度的不良影响，以能够对其造成的生态危害进行客观综合的评估，为建立针对性的整治措施提供依据。这种调研和分析需要保证其准确性，因此需要各地农业部门、环保部门的精心配合，要利用科学的调查方法采集准确而有效的数据。现阶段，基于大数据的云计算技术和统计模式，将得到更为全面的分析结果。

3.2 加大危害性农药替代技术的研发力度

历史上有诸多毒性较高的农药已经被禁用，而现阶段使用的农药依然需要替代升级。但对于病虫害和杂草来说，以目前的科技水平，只能借助各类农药来治理，因此唯一的方案是进一步加强良性农药的研究，建议采用综合性的生物和化学技术，包括基因技术、微生物培养技术等，实现更具生态性的病虫害防治。其中基因技术主要利用干预其变异方向的方式，使得一些害虫不再对某种农作物产生危害，并使得其在该生物圈中逐步替代其他昆虫，由此实现昆虫的无害化，且不影响生态系统[4]。而微生物培养也是利用其繁殖快的特点，利用变异促使其具备某种特性，影响土壤乃至地表昆虫的生长环境，进一步降低昆虫的生存能力。一方面农业科学院、农业相关专业的高校等科研单位要组织农药的升级研究与创新，通过科研政策的引导，科研部门的联合，实现国内农业科学专业人员的精诚合作。另一方面也可以利用传统农药逐步禁用、创新药品给予市场引导的方式让农药企业加快创新步伐，给予充足的资金以达到盈利预期和空间，实现农药的迭代升级。

3.3 引导农民合理安全使用农药

根据前文的分析可以看出，虽然农药的说明书上注明了使用的方式，但农民在施加农药时往往会配备更高的浓度，在不合理的时间、作物发育期使用，或随意和其他农药混合使用，使得药效发生变化，同时加重了污染。对此应当通过宣传和引导的方式让农民明白如何安全合理地使用农药。具体的措施包括下乡宣讲、农村宣传栏公示、农资店宣传等。而在互联网时代，鉴于很多农民都已经使用了智能手机并用各类工具上网的现状，也可以建立官方微博、公众号的方式让农户积极关注相关信息，更为便捷地获取农药的使用知识。

3.4 利用微生物修复农药污染

微生物广泛存在于土壤、水体甚至空气中，其个体微小、群体生活、繁殖变异快，具有较强的适应性。在微生物的生命延续中，会改变周边的环境，对农药的残留起到矿化、共代谢、生物浓缩、累积等作用，由此实现农药残留的降解。另一方面，微生物体内的很多酶能够进行生物化学反应，也会实现对农药的分解，尤其是磷化有机农药的分解。但自然界中存在的微生物群落对农药的分解不具有针对性，应当采用定向培养的方式使得目标微生物群落对某种农药进行定性分解。与此同时，为防止所“定制”的微生物长期在土壤中生存繁衍，甚至产生未知的后果，应当对其开展更为精准的培养，使得其能够在繁殖一定的时间或者代数之后，自行毁灭。由此可见，微生物对农药污染的修复是最具有前景的，可以较为完全地消除污染，且在理论上能够做到无副作用。但该技术也是最为复杂和有难度的，在实践中需要投入更多的资金和时间。

3.5 利用植物修复农药污染

植物也能够对农药进行降解，其作用机理是，其一，土壤和水体中的农药残留物能够进入到植物各个器官中，在植物生长代谢过程中被逐步分解和转化；其二，植物的根会对周边的土壤释放一些酶，并基于氧化、脱氢、还原等化学反应实现对污染物的降解；其三，植物的各个器官是很多菌类的栖息地，并能够与微生物共同实现一些代谢功能，这些功能也能够实现对农药残留物的降解。除此之外，一些土壤真菌菌丝与植物根系形成的共生体即菌根，也会对农药残留物进行分解。

但在实践中因为农田需要持续创造价值，持续地进行耕作，很难有较长的时间留给植物降解农药。对此在有限的换茬期，更倾向于利用速生的杂草和培养好的微生物群落来达到农药的快速降解效果[5]。即使如此，植物对农药残留物的降解作用也是有限的，很难彻底消除。

4 结论

人类对自然界的改造往往都会产生不良影响，并反噬人类自身，农药的使用也是如此。我国是农药消耗大国，也是农药污染的最大受害国。仅从生态环境的不良影响来看，农药就会导致目标生物、农作物、土壤以及周边的水环境生态恶化，而这些最终都会以不同的形式危害人类健康和农业的持续发展。对此我们应当通过准确认知农药污染现状、实现无害化农药替代、合理使用农药、借助微生物和植物修复污染等方式来解决上述问题，而做到这一点需要我们在政策、制度、科技方面做出更多的努力。