化學農藥是保障我國糧食生產的重要農業物資。由于農藥的使用，我國每年平均挽回農作物損失為：糧食2500 萬t、棉花40 萬t、蔬菜800 萬t、果品330 萬t，總值超過300 億元。然而，農藥也是一把雙刃劍，它在保障人類獲得豐厚農產品的同時；也給環境和生態帶來了嚴重的污染與危害 。
1962 年，美國生物學家蕾切爾?卡遜出版了《寂靜的春天》，作者運用生態學原理剖析了農藥使用帶來的生態風險，自此人們開始關注農藥使用產生的環境問題。化學農藥不僅對靶標生物具有毒性，某些農藥品種對人類也有致死、內分泌干擾或三致效應（致癌、致畸和致突變作用）等毒性作用，因此化學農藥的大量使用也會對人類健康產生嚴重危害。
我國每年化學農藥使用面積在2.8 億hm2 以上，施用量達50～60 萬ｔ，其中約80％的化學農藥直接進入環境 。農藥進入環境后不僅可以在大氣、土壤、水等環境介質之間擴散，還會隨著食物鏈的傳遞在不同生物體內富集，進而對整個生態系統的結構和功能產生危害，因此化學農藥環境污染的防控任務十分艱巨。
1、化學農藥使用對環境的污染途徑和特征
化學農藥施用后直接作用于防治對象的有效利用率很低，以噴施方式為例，殺蟲劑和除草劑僅有2％和5％的藥液作用于靶點，其余大部分藥液或附著于植物體上，或滲入植株體內累積；或蒸發、散逸到空氣中，或飄落進入土壤，或隨地表徑流流入河湖，或淋溶進入地下水，總之絕大部分進入環境。
1.1 化學農藥使用對大氣的污染
化學農藥使用對大氣的污染來源和途徑有：①地面或飛機噴灑農藥時，漂浮于空中的藥劑微粒；②水體、土壤表面殘留農藥的揮發等；③農藥生產、加工企業排放廢氣中的農藥漂浮物；④衛生用藥的噴霧，或農產品防蛀時等進行的熏蒸處理。
種植業使用的農藥面積最廣、數量最多，因此成為大氣中農藥污染的主要來源。進入大氣的農藥或被大氣飄塵吸附，或以氣體、氣溶膠的形式懸浮在空氣中，隨著氣流的運動使大氣污染的范圍不斷擴大，有的甚至可以飄到很遠的地方。研究顯示，即使在從未使用過化學農藥的珠穆朗瑪峰，其積雪中也有持久性農藥“六六六”的檢出 。
化學農藥對大氣的污染程度與范圍主要取決于兩個方面，一是施用農藥的性質、施用量和施用方法，二是施藥地區的大氣環境狀況（如風向、風速、溫度和濕度等）。
一般情況下化學農藥的揮發存在以下規律 ：①農藥品種結構：農藥蒸汽壓越高，其揮發能力越強，使用后通過揮發作用進入到大氣中的農藥量就越大；②農藥劑型：農藥揮發、漂移污染大氣的程度表現為煙劑＞粉劑與水劑＞乳油＞粒劑；③施藥方式：飛機噴施＞地面噴施＞地面撒施＞穴施；④環境狀況：風速越大，氣溫越高，揮發量也越大。
1.2 化學農藥使用對土壤的污染
化學農藥使用對土壤的污染來源和途徑有：①以防治地下病害為目的直接在土壤中施用的農藥；②噴霧施用時滴落到土壤中的農藥；③隨大氣沉降、灌溉或施肥等方式進入土壤中的農藥。
進入土壤的農藥被粘土礦物或有機質吸附，其中有機質吸附的農藥約占土壤總吸附量的70％～90％，成為導致土壤酸化、有機質含量下降等土壤質量惡化的重要因素。據測算，我國受化學農藥污染的土壤面積高達667 萬hm2，占可耕地面積的6.39％ ， 農田土壤中農藥殘留檢出率較高，如上海地區2413 個土壤樣點中農藥滴滴涕的檢出率高達98.12％，其中176 個樣點的滴滴涕含量甚至超過國家土壤環境標準中的Ｉ 級標準。
農藥進入土壤后會發生物理、化學和生化等各種反應，除了土壤有機質含量、pH、濕度、溫度、光照和微生物等環境因素對農藥降解有影響，農藥的類型、化學結構也是影響其土壤降解的重要因素，如有機氯類殺蟲劑“滴滴涕”、“六六六”等則可在土壤中殘留多年，而有機磷殺蟲劑“敵敵畏”、“丁烯磷”等在土壤中的半衰期則只有幾天，甚至更短。
不同類型農藥在土壤中的降解半衰期通常為含重金屬農藥＞有機氯類農藥＞取代脲類、均三氮苯和大部分磺酰脲類除草劑＞擬除蟲菊酯類農藥＞氨基甲酸酯類農藥、有機磷類農藥；農藥的化學結構、功能團類型等對農藥土壤殘留半衰期的影響規律一般是－NO2 （＞60 d）＞－HSO3（16 ｄ）＞－OCH3（8 d）＞－NH2（４ d）＞－COOH，－OH（1 d），在苯環上帶有兩個取代基的農藥，其降解半衰期則與取代基的種類和位置相關。
1.3 化學農藥使用對地表水和地下水的污染
化學農藥使用對地表水和地下水的污染來源和途徑有：①大氣中隨降水進入水體的農藥；②土壤殘留農藥隨地表徑流或農田排水進入地表水體；或向下淋溶進入地下水；③直接用于水體的農藥，或在水體中清洗施藥器械；④農藥廠向水體中排放的廢水。農藥在水中的降解也受到環境因子（水質、水溫、pH、光照和微生物等）和農藥行為特性（ 水溶性、吸附性、水解和光解等） 的綜合影響 。
研究顯示，目前我國地表水中化學農藥殘留狀況的特征為，單一農藥殘留濃度較低，但殘留農藥品種多、檢出頻率高，部分水體中復合存在的殘留農藥已對水生生態系統產生危害。農藥在地下水中的殘留狀況也不容忽視，河北省盧龍縣地下水農藥殘留狀況數據顯示，100 個地下水樣品中涕滅威（及其代謝物涕滅威砜）、甲拌磷和特丁硫磷的檢出率分別達到12％ 、11％ 和4％ 。
相對地表水中的農藥殘留狀況研究而言，我國對地下水中農藥殘留的數據資料較少，然而由于地下水在我國總供水量中占到兩成，特別是在北方缺水地區地下水甚至占到供水量的一半以上，因此必須高度重視農藥對地下水的污染控制管理，尤其是在降水豐富、地下水層較淺的地區要避免使用水溶性強，吸附性弱，降解半衰期長的農藥品種 。
1.4 化學農藥使用對農作物的污染
化學農藥使用對農作物的污染來源和途徑有：①直接施用在農作物上的農藥通過植株表皮吸收進入作物體內；②作物通過根系將殘留于土壤中的農藥吸收，經過體內的遷移、轉化后將農藥分配在整個植物體內；③作物植株通過呼吸作用吸收的大氣中農藥；④大棚作物使用的農藥熏蒸劑，或農產品貯存時使用的保鮮噴藥等。
我國農作物和食品中化學農藥殘留問題嚴重，農業部曾對全國50 多個蔬菜品種、1293 個樣品進行檢測，結果顯示蔬菜中農藥殘留合格率不到80％，甚至衛生部、農業部明文規定禁止使用的高毒農藥都有相當比例的檢出 。
1.5 化學農藥使用對環境生物的污染
化學農藥對環境非靶標生物的污染和暴露途徑有：①施藥過程中，通過經口或經皮途徑對非靶生物的暴露；②施藥后污染非靶生物棲息地，生物通過攝取受污染的食物、飲水，或接觸到受污染的空氣、土壤、水；③生物將顆粒型農藥誤認為是粗砂或種子而食入等；④食物鏈的傳遞，難降解、生物富集性強的農藥可以在不同的生物體內逐級傳遞、濃縮。例如某水體中小于0.02 μｇ/Ｌ 的滴滴涕經吸附作用與食物鏈的生物富集作用，濃度在底泥中可達390 μｇ/Ｌ， 在虎斑魚脂肪中達到5000 μｇ/Ｌ，而在食物鏈頂端生物鱷魚的脂肪中則可高達34200 μｇ/Ｌ，通過食物鏈傳遞，生活在該地區的野生生物都暴露在“滴滴涕”農藥的危害風險之下 。
2、化學農藥使用過程中存在的問題
2.1 農藥環境管理職責不清晰，監管不力
1997 年國務院發布《農藥管理條例》，標志著我國農藥管理工作進入法制化軌道，形成以“農藥生產和經營中實施農藥登記制度、農藥生產許可證制度、農藥產品質量檢驗合格證制度和農藥經營許可證制度”為核心的“四證”制度，“四證”制度是農藥管理法制化和規范化的重要標志。
然而，我國農藥管理偏重化學農藥的生產和經營管理方面，而農藥使用的安全監管則相對薄弱。《農藥管理條例》第五條規定“縣級以上各級人民政府其他有關部門在各自的職責范圍內負責有關的農藥監督管理工作”，其中“其他有關部門”在“各自的職責范圍內”負責有關的農藥監督管理工作，存在部門分工不明確，職責含義模糊的缺陷。條例的第二十七條“使用農藥應當注意保護環境、有益生物和珍稀物種”中，既沒有規定明確的監管主體和對象，也沒有提出明確的保護制度和措施。農藥環境監管職責不明確成為農藥環境管理工作難以推動的主要根源。
2.2 農藥廢棄物環境管理中存在盲點
農藥廢棄物環境管理是當前我國農藥環境管理中的薄弱之處。農藥廢棄物包括被禁止使用但仍有庫存的農藥、過期失效的農藥、假劣農藥、農藥施用后剩余的殘液、盛裝農藥容器的沖洗液、農藥包裝物（瓶、桶、袋）、被農藥污染的外包裝物或其他物品等。我國每年廢棄的農藥包裝物約有32 億多個，包裝廢棄物重量超過10 萬ｔ，而包裝中殘留的農藥量占總重量的2％～5％，約占我國農藥年平均使用量1％。然而農業部數據顯示，抽樣調查地區80％農戶的隨意丟棄、傾倒農藥包裝物和剩余農藥，農藥廢棄物已成為環境中農藥污染的主要來源。
凡是生產和使用農藥，就會產生農藥廢棄物，為此美國、加拿大、德國、比利時和巴西等發達和發展中國家分別建立了符合本國特色的農藥廢棄物管理模式。我國《農藥管理條例》中雖然也指明了農藥包裝廢棄物的環境危害，但規定內容籠統，沒有制定具體的實施細則，加之農藥銷售收益與回收處置責任不對等，農藥生產銷售企業多未對包裝物進行充分回收和利用，成為農藥環境安全管理中的盲點。
2.3 農藥環境污染監測能力落后
為使農業環境監測走向制度化、規范化和科學化，早在1991 年農業部就曾建立農業環境監測報告制度、農業環境污染事故報告制度及農業環境監測年報制度，但這些制度未能在農藥環境安全監管中充分發揮作用。
究其原因，一是農藥環境監測能力不足，基層環保機構人員水平、專業設備較低，無力開展農藥環境監測工作，導致我國農藥環境污染整體狀況不明，很難采取針對性強的農藥環境污染防治措施。二是農藥環境質量標準嚴重不足，農藥活性成分多達有700 余種，我國常用的農藥活性成分也超過200 種，但土壤環境質量標準（GB15618?1995）、地表水環境質量標準（GB 3838?2002） 中分別只規定了2 種和13 種農藥的污染值，遠遠不能滿足農藥環境監測需求。
2.4 農藥隨意使用現象普遍
我國農業生產還是以家庭為單位的小規模、分散型為主，許多農民知識水平低，缺乏科學用藥知識，常常根據經驗選擇農藥品種，隨意用藥的現象非常普遍 。很多農民甚至包括基層農業管理人員都忽略了農藥是毒性物質的屬性，只把它作為重要的農業生產資料，不按規定配兌農藥、任意加大用量和增加施用次數的現象十分普遍。農業部對全國21 個省的23 個縣市1099 個農戶進行了抽樣調查，結果顯示，90％的農戶選購農藥時首先考慮防治效果，而不考慮農藥毒性；90％農戶施藥時不采取安全防護措施；70％農戶不知道農藥超標對人體的危害；大多數農戶不按照規定的農藥安全間隔期施藥和采收農產品。
另外由于農藥經營者、使用者僅承擔農藥購買成本、施藥時的勞動成本，不承擔農藥使用后的環境成本、社會成本 ，也是導致不合理、不科學使用農藥的重要原因。
2.5 農藥環境污染修復技術存在局限
在現代農業環境中，農藥的累積速率要遠遠高于環境介質的自凈能力，為加快土壤、地下水、地表水等中的農藥降解速度，消減環境中的殘留農藥，科研人員已開發了物理、化學、生物等不同類型的修復技術。物理修復技術包括客土法、低溫熱解吸法、蒸氣浸提法、焚燒法等，化學修復法包括淋洗法、溶劑浸提法、脫氯法、電化學法等。物理和化學修復法能夠在較短時間內有效的去除介質中的污染物，但是物理和化學修復方法卻普遍存在工程量大、處理成本高，處理過程可能產生二次污染，甚至對土壤結構也有一定破壞的缺陷，因此并不適用于農藥面源污染的環境治理。
生物修復技術被認為是近年來最具有發展前途的面源污染治理技術，主要包括微生物修復法、植物修復法、酶修復法和堆肥修復法等 。生物修復技術成本低，對土壤原有結構破壞小，不會造成環境的二次污染，適用于農藥使用引起的面源污染治理。然而，生物修復技術也存在修復周期長、外界環境條件影響較大等限制因素，很多技術還處在實驗室或小規模野外試驗階段，在大規模的實際應用中處理效果不穩定，仍有待深入研發。
3、化學農藥使用環境污染防治管理對策建議
3.1 明確農藥環境污染防治管理職責，加強各流程監管
建議進一步明確農業、環保、工信等部門在農藥的生產、經營、運輸、貯存、使用和廢棄物處置等不同環節中的監管職責，根據職責范圍分別制定農藥環境監管制度，相互銜接、充分協調，有效地落實農藥監管職能。
特別針對農藥使用環節，盡快明確監管主體和對象，制定具體的農藥使用環境安全監管實施細則和方案，對重點關注農藥品種實行跟蹤評估管理，將登記后可能造成環境危害的農藥品種列入定期的環境監測項目，如有監測數據表明某種農藥對生態環境有危害，則要對其進行再評審，一旦確定其危害即禁用或限用該農藥。對于農藥的生產、流通和銷售等環節建立完善的產品追溯體系，對于已經禁用或限制使用的農藥，嚴格限制其在市場中的流通。
3.2 健全農藥廢棄物環境管理制度，實現農藥廢棄物統一回收處理
建議建立針對農藥廢棄物管理的專門條例、法規，開展農藥廢棄物回收和處置管理制度和配套研究，通過學習其他國家的管理模式、處置技術，結合現有農藥廢棄物管理試點經驗，制定和建立出符合實際、便于操作的農藥廢棄物管理實施細則和配套技術，使農藥廢棄物回收和處置有章可循、有法可治。
在我國目前的農業生產條件下，建議由政府引導或組織，建立農藥包裝物回收點，通過回收補貼等方式收集農藥廢棄物，為工業化處置廢棄物提供基本條件，解決現有農藥廢棄物的環境污染問題。另外，開展農藥廢棄物合理降解利用的相關研究，提出可用于生產的利用轉化途徑，逐步建立完善的農藥廢棄物回收利用產業鏈條。
3.3 提升農藥環境污染監測能力，開展農藥環境污染狀況綜合評估
提升農藥環境污染監管能力，一是要提高基層環境監測機構人員的技術能力，改善設備條件，提升監測能力；二是開展農藥環境質量標準基礎研究，制定土壤、水等環境介質中不同農藥污染控制閾值，為監測評估提供評判依據。
同時建議農業和環保部門聯合組織開展系統的、全面的農藥環境污染監測計劃和綜合評估，由于農藥自身的特性和環境條件等多方面因素，不同種類農藥在不同環境中殘留水平差異顯著，因此取得土壤、水、空氣和生物樣本中農藥殘留的基礎數據非常重要，可為確定優先控制農藥品種提供科學依據。在對整體狀況綜合評估的基礎上，針對污染嚴重程度，制定相適宜的治理利用方案并在相關責任部門監督下落實執行，逐步改善農業環境。
3.4 推廣農藥科學使用技術，樹立農民的環保意識
建立高效的農藥使用技術推廣體系是防控農藥環境污染的重要措施。通過借鑒他國先進經驗，結合我國實際情況，建立由農業管理部門、農業協會、科研院所等共同參與的農藥使用技術推廣平臺，可由農業管理部門制定農藥使用技術推廣規劃和項目，農業協會負責推廣項目的具體組織和實施工作，科研院所則承擔推廣項目的技術研發和示范，形成優勢互補的良好農藥使用技術推廣體系。
通過有序的組織體系，利用基礎教育、技術示范、專家入戶等多種方式，推廣新方法、新技術、新產品，不僅要提高農藥使用者的技術水平，更要樹立其科學、環保的用藥意識，從終端用戶防控農藥濫用。同時還可以運用市場供求的杠桿功能，加強對農產品農藥殘留的檢測和監管，增加農民使用高毒或高殘留農藥的成本及風險，使農民被動的合理使用低毒低殘留農藥，保障農產品質量安全。
3.5 加大農藥環境面源污染修復技術開發
農藥環境面源污染具有農藥污染物復雜、覆蓋面積大、修復工程量大的特點，針對農藥面源污染特點，開發適合于原位、快速、高效，不易產生二次污染的修復技術是保障農業清潔生產和食品安全的基本前提。根據修復地點，生物修復技術分為原位修復和離位修復兩大類型，原位修復是在污染場地直接開展的污染治理技術，主要包括微生物降解、植物富集或降解、生物通風等；離位修復是將污染土壤轉移后，在生物反應器、修復濾塔中進行處理，以上技術都具有較好的應用前景。
值得注意的是，由于農藥種類、品種不同，特定的生物只能修復特定的農藥，同時修復環境的營養物質、溫度、濕度和pH 等都影響生物活性的發揮，各種生物修復技術也都有其局限性或適用范圍。研究人員應根據修復場地的環境、生態和用途等各方面因素，綜合應用各類技術方法，突破單項修復技術的應用瓶頸，開發建立農藥環境污染綜合治理技術，實現農藥污染環境的高效、安全治理。生物修復技術的開發是環境化學、生物學、毒理學等學科的綜合應用，隨著化學、分子生物學等基礎學科理論和技術的發展，也必將促進生物修復技術的蓬勃發展。
4、結語
化學農藥作為一種特殊的商品，是人類有意投放到環境中的毒性物質，但也是重要的農業生產資料，為了保證糧食安全，我國農藥的使用量將在今后相當長的時期內都保持較高水平。農藥的科學合理使用是防治環境污染，控制生態危害發生的關鍵核心，要完成這個核心任務就必須要農藥管理者、研究者、使用者和銷售者等的共同努力、共同推動，從管理制度、技術研發、教育培訓和污染修復等各個方面完善農藥環境管理體系和技術服務機制，實現農藥的科學合理使用，最終實現增產保質、環境保護、生態平衡的和諧發展目標。
作者單位：卜元卿1，孔源2，智勇1,3，王金燕1,4，單正軍1；1.環境保護部南京環境科學研究所， 國家環境保護農藥環境評價與污染控制重點實驗室 2.環境保護部自然生態保護司 3.南京信息工程大學環境科學與工程學院 4.南京師范大學生命科學學院
中國鄉村發現網轉自:《中國農業科技導報》2014 年02 期
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