问题概述

 
    农药是一种人类用来控制农业有害生物的物质，被广泛地应用于预防、控制危害农林业病、虫、草、鼠和其他有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长，一般是化学合成的，或来源于生物或其他天然物质的一种或几种物质的混合物及其制剂。广义的农药包含杀虫剂、除草剂、杀菌剂、除草剂、杀鼠剂和植物生长调节剂等。农药的投用是运用物质投入人工调控农业生态系统物质循环过程的一种现代技术。伴随着上世纪50—60年代以来绿色革命在发展中国家的兴起，工业化、高投入农业的迅速发展，农药开始被大量生产并广泛使用。农药对保证农作物产量作出了贡献，但作为一种毒性物质，也对生态环境和食物链带来了污染，进而危及食品安全和人类健康。
    与大部分发展中国家一样，中国开始使用农药的时间也是在20世纪50年代，70—80年代进入了大力推广农药的高峰期（唐丽霞等，2008）。今天，中国已经成为当之无愧的农药生产和施用大国，农业生产对农药的依赖性也相当大。截至2010年，我国农药生产企业1800多家，其中原药生产企业500多家，全行业从业人员16万人（中国农药工业协会，2011）。从1952年到2011年，我国农药原药产量由0.2万吨上升到264.87万吨（《中国统计年鉴》1996-2012年）（见图1）。在农药产量不断攀升的过程中，产品结构也有所改善。在我国目前可常年生产的3000多个农药制剂品种中，高效低残留品种已占95%。从杀虫剂、杀菌剂、除草剂三大类品种占比来看，杀虫剂比重不断下降，从2005年的41.8%降至2010年的31.4%，杀菌剂和除草剂比重由2005年的10.1%和28.6%分别调整到2010年的7.1%和45.0%（中国农药工业协会，2011）。  
    根据国家统计局的《2009年中国农村统计年鉴》和《2011年中国农村统计年鉴》（2009，2011），我国农药的施用总量由1990年的73.3万t增加到2010年的175.8万t，是原来的2.4倍（见图2）。自建国以来，我国农药的施用量经历了从迅猛增长到逐步稳定的过程，与此同时，主要施用农药的品种类型也逐步升级换代，早期以有机氯和有机磷农药为主的一批高毒高残农药被逐步淘汰。下面总结了我国几十年来主要施用农药的基本类型及其健康效应：  
有机氯农药，包括DDT、六六六、敌稗和狄氏剂等，属于氯代芳香烃的衍生物，其结构稳定、难氧化、难分解、毒性大、易溶于有机溶剂，尤其是脂肪组织中。有机氯农药是高效、高毒和高残农药，极易在环境中积累，并通过食物链进入人体，在人体的脂肪和肝脏中积累，危害神经中枢、诱发肝脏酶的改变。它还能侵犯肾脏引起病变，DDT 还具有明显的致癌性能和遗传毒性，会导致畸胎、影响人的寿命和后代健康。在我国，有机氯农药自上世纪五六十年代起开始被大量使用，到1983年已被全面禁止，但以往积累的农药仍将在相当长的时间内发挥作用。有文献证明，至今仍能在空气、水、土壤、底泥、蔬菜、鱼类和软体动物、动物、人血和人乳中发现有机氯农药的残留。如龚钟明（2003）、安琼（2005）等人的研究分别发现，天津、南京地区的土壤中DDT 的残留量仍然较高。孟飞等（2009）对上海2413个土壤样点进行检测，其中DDT 的检出率高达98.12%，有176个样点的DDT含量甚至超过国家土壤环境标准中的Ⅰ级标准。鄱阳湖区海会镇洲滩底泥中六六六类平均含量为3.46 ng/g，DDT类平均含量为19.707ng/g（刘小真等，2008）。而近海水域如渤海湾、珠江口、闽江等六六六与滴滴涕含量都较高（王泰等，2007；张祖麟等，2003）。但另一方面，最近的研究同样表明，中国的DDT和六六六的浓度在环境介质与食品中呈持续下降的趋势。
 
有机磷农药于20世纪40年代出现，属于磷酸酯类化合物及硫代磷酸酯类、二硫化磷酸酯类和硫磷酸酯类化合物，如敌敌畏、1605、马拉硫磷、双硫磷、杀螟松、敌百虫、乐果和稻瘟净等。这类化合物一般在空气、有机溶剂中和阳光下性能稳定，对病虫害的杀伤力是有机氯农药的一二百倍，因此是比较高效的。同时，有机磷农药在环境中和大多数生物体中可因水解及氧化作用而分解为基本无害的磷酸及其衍生物，被植物吸收利用，而不会在环境中积累，也不会通过食物链在人体内积累，因此是低残留的。但有机磷农药对人畜是高毒的, 它能抑制人体中的乙酰胆硷酯酶、胆硷酯酶、脂肪族脂酶及丝氨酸蛋白酶, 使正常的神经功能被扰乱，引起体内生物化学过程失调，出现呕吐、腹泻、大便失禁和血压升高等症状，严重时最终导致死亡。此外，近年来的研究发现，有机磷农药具有烷基化作用，对动物有致癌、致畸和致突变作用，对人是否有同样的作用还有待证实。据李永玉等（2005年）报告，在厦门海域中检出敌敌畏、乐果、乙拌磷等有机磷农药，其中，乐果浓度占检出农药总浓度的50%以上。自有机氯农药禁用以后，近年来我国发生的农药中毒事件多是由有机磷类杀虫剂引起的。因此，自2007年1月1日起，我国已全面禁止在国内销售和使用甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷、久效磷和磷胺５种高毒有机磷农药。
 
氨基甲酸酯类农药是有机氮农药中的一类，诞生于20世纪60年代，具有高效、低毒、低残的特性，包括西维因、巴沙和速灭崴等。其基本结构属于碳酸衍生物，易分解、易代谢、一般无毒或低毒，不会在环境中或通过食物链在人体内积累，在动植物体内亦能很快代谢排出体外。该化合物分解的产物一般为二氧化碳、胺类、酚类和醇类，一般也是无毒和低毒的。因此，氨基甲酸酯是一类比较安全的农药, 克服了有机氯农药给环境带来的严重污染，也克服了有机磷农药对人畜的剧毒作用，具有高效广谱等优点。该类农药可经呼吸道、消化道侵入机体，也可经皮肤粘膜缓慢吸收，主要分布在肝、肾、脂肪和肌肉组织中。它的主要毒作用机理与有机磷农药相似，主要是抑制胆碱酯酶活性，使之失去酶对乙酰胆碱的水解能力。由于氨基甲酸酯类农药与胆碱酯酶结合是可逆的，且在机体内很快被水解，胆碱酯酶活性较易恢复，故其毒性作用较有机磷农药中毒较轻。此类农药进入人体后会出现头痛、乏力、腹泻、呕吐、血压升高和视觉模糊、瞳孔缩小等症状，大量经口中毒严重时可发生肺水肿、脑水肿、昏迷和呼吸抑制。
 
金属有机农药，是指有机锌、铜、锡、汞和锰等有机化合物，如代森锌、代森锰、赛力散和西力生等。它们广泛应用于农作物和蔬菜的杀虫灭菌，但易对环境及人类造成伤害，尤其是有机汞化合物极易在环境中积累，并随水和食品通过食物链进入人体，与人体内酶上的SH基团发生作用，使酶失去生理活性，并且在人体内积累，引起慢性中毒，直至死亡，现已禁止使用。最近有人研究认为，代森锌和代森锰等农药在厌气条件下可生成乙撑硫脲，该化合物对热较稳定，许多试验证明，它能引起实验动物的甲状腺癌，有致畸和致突变作用，被怀疑为致癌物质。
 
拟除虫菊酯类农药也是我国目前使用的高效、低毒和低残留的新型农药之一。这类杀虫剂是蚊香的主要成分，也是防治蔬菜、谷物、茶树和烟草虫害的良好药剂，对人畜毒性极低，使用安全。大多数拟除虫菊酯类农药对哺乳动物的毒性较低，并且在哺乳动物肝脏酶的作用下能迅速生物降解而排出体外，因此，吸收和经皮肤接触导致全身性中毒的可能性一般不大农药对生态环境的影响主要包括在施药过程之中和之后对水、空气、土壤的直接污染。农药喷施后大约只有30%会附着在农作物表面，70%则进入周边环境中（侯博等，2010），包括残留在土壤、地表水中，以及随地表径流流入水体。农药对土壤的残留和污染主要集中在农药使用地区0—30cm深的土壤中，一般达到几个到几十mg/kg之间，视农药用量而异。土壤受农药的污染程度和范围与种植作物种类、栽培技术和施用农药种类和数量有关。通常栽培水平高或复种指数高的土壤，农药用量也大，土壤农药残留污染的程度也就高；性质稳定、降解缓慢、残留期长的农药品种对土壤的污染也更严重（杜江，2009）。农药对水体的污染程度主要取决于其水溶性，农药水溶性越大，在水体中的残留也就越高。由于大气传输作用，目前地球上的地表水体都已不同程度地遭受农药污染。水体受农药污染的程度和范围也与农药品种和水体环境质量有关，通常受农药污染最为严重的是农田水，但其污染范围相对较小。不同水体遭受农药污染程度的大小顺序依次为：农田水>田沟水>径流水>塘水>浅层地下水>河流水>湖泊水>自来水>深层地下水>海水（林玉锁等，2000）。农药对大气的污染程度与范围则主要取决于施用农药的性质、农药施用量、施药方法以及施药地区的气象条件（气温、风力等），但通常大气中的农药含量极微（杜江，2009）。
 
    除了直接污染环境外，农作物还可以通过根系吸收土壤和水体中的残留农药，或由作物表皮吸收和运转植物叶面上的内吸性农药，将其迁移转化到整个农作物体中，随后在食物链中转移富集，最终进入人体内；或者通过灌溉、畜禽饮用和水产养殖等方式，使农药残留从环境迁移转化到作为人类食物的动物体中，最终进入人体（职锦，2010）。一个完整的农药在环境中迁移转化和在人体中暴露的途径可见下图（图3）。  
    农药对人类健康的威胁主要可以分为两类，一是从各种途径进入食物的农药残留对消费者带来的健康威胁，包括急性农药中毒和慢性的有毒物质累积；二是在农药施用过程中，由于不安全的施药方式和缺乏适当防护措施，导致使用者暴露在高浓度农药环境中，造成职业伤害，又称“生产性中毒”。一般造成急性中毒的农药主要是高度的有机磷和氨基甲酸酯类农药，而引起慢性中毒的多为脂溶性有机氯和有机磷农药。另外，还有一些农药具有致突变、致癌、致畸的“三致”作用（郭新彪编，《环境健康学基础》）。本部分内容将重点关注前者，即通过各种途径残留在食物中的农药带来的健康威胁。
 
    随着规范农药生产经营和使用行为的法规建设不断完善，人们对食品安全要求的不断提高，中国的农药残留问题在近年来得到了来自社会各方面的重视，也有所改善，但整体形势依然严峻。下面是历年来关于农药残留的文献和研究的综述汇总，从中可以大致看出我国市场上农产品农药残留的基本情况。
 
    早在2001年，国家质量监督检验检疫总局就曾公布过抽查结果显示，在23个大中城市的大型蔬菜批发市场抽查的10大类181种蔬菜中，有86种农药残留量超过国家标准限量值，超标率为47.5%。陕西省于2003—2006年对蔬菜中有机磷农药的残留情况进行调查发现，三年中有机磷农药的检出率分别为12.0%、21.2%和41.3%，超标率分别为10.6%、17.5%和30.4%，均呈上升趋势。其中检出率及超标率最高为甲拌磷、敌敌畏、氧乐果、乙酰甲胺磷，其次为甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷等（吴荣等，2007）。山东临沂于2003—2006年对蔬菜的检测结果显示，检出率和超标率分别达19.0%和12.8%（李淑花，2007）。2005年对吉林省9城市进行农药残留检测发现，蔬菜中农残超标率为8.9%，其中豆菜类蔬菜超标率最高，禁用农药中甲胺磷的检出比率最高（吉林省农业委员会，2005）。浙江省青田县于2005—2007年对蔬菜进行检测发现，在近1万个样品中乐斯本、毒死蜱、敌敌畏、攻击等有机磷农药的超标率达到了7.8%（饶汉宗，2007）。内蒙古通辽市于2007 年从大米中检测出水胺硫磷和灭多威分别超标33.3%和66.7%。吉林省于2007年报导大豆、红豆和绿豆中DDT的超标率分别为6.3%、12.3%和12.5%（王宏芳等，2007）。浙江省宁波市于2007年对市售鲜活水产品中农药的残留现状进行了调查，发现各类水产品中超标率由高到低依次为螃蟹(18.5 %)、鲫鱼(14.8 %)、草鱼(13.6 %) 、黄鱼(12.9 %) 、梭子蟹(11.1%)、河虾(8.7%)、鲢鱼(8.0%)、对虾(7.4 %) 和鳊鱼(4.8 %)（蒋长征等，2007）。浙江省绍兴市蔬菜基地的农药残留调查发现，蔬菜中甲胺磷的检出率为35%，残留量为0.04-2.03mg/kg；氧化乐果的检出率为5%, 残留量为0.12-1.58mg/kg；有14.68%的蔬菜检出2种以上低毒有机磷农药（董华等，2002）。2004年由农业部农产品质量监督检验测试中心（昆明）与昆明市农产品质量监测检验中心共同对昆明市12个区县（市）及3个蔬菜批发市场、3个超市进行抽检，超标率为21. 29%。2005年农业部对昆明进行的五次例行抽检，蔬菜超标率全年平均为8.9%（刘睿，2012）。
 
    在农药对人体健康的影响方面，大部分针对农药中毒案例的研究仅区分生产性中毒与非生产性中毒，关注的是农药施用过程中的不慎或不规范，以及自服、误服导致农药直接使用者或接触者的中毒案件，很少有高农药残留水平的食品造成中毒案例的数据与分析。仅有调查显示，浙江省慈溪市1992至2000年的1221例农药中毒事件中, 因食用被农药污染的蔬菜、水果而中毒的为317例，占26%（吴燕君等，2002）。
 
    在农药残留通过食物进入人体的水平及其产生的健康影响方面的研究也比较有限。在全国范围内，中国疾控中心的研究者通过2007年中国总膳食研究的结果分析中国居民有机氯农药的暴露情况，发现在108个代表中国居民日常摄入食物的综合样本中，运用多残留量测定法可以检测出六氯苯（HCB）、DDT、氯丹（CHLs）、六六六（CHC）和七氯的样本分别占84%、39%、37%、13%和5%。根据2000年全国食品消费调查的数据估算，中国人从饮食中摄入的DDT、HCH、HCB、CHLs和七氯分别为0.016、0.002、0.009、0.006和0.001μg每天每公斤体重，比过去呈明显下降趋势。日常饮食中主要造成有机氯农药摄入的食物包括水产品、肉类与谷物（Zhou等，2012）。赵云峰等人（2003年）还对1990—2000年的三次中国总膳食研究中农药残留检测的结果进行分析发现，2000年我国居民膳食中有机磷农药残留情况较1990和1992年有明显好转，我国居民2000年膳食农药残留摄入处于低水平。但甲胺磷的膳食摄入量占有机磷农药总摄入量的71.3%，仍是一个不容忽视的食品安全问题。此外，近期对上海地区农药残留水平与围产结局的研究发现，尿液中有机磷农药的代谢物DEP（diethylphosphate）含量的增加与女性婴儿妊娠期的减短有相关性，说明高农药残留可能对怀有女性婴儿妇女的妊娠期有负面影响。但未发现有机磷农药暴露与婴儿出生时的体重和身高有关系（Wang等，2012）。
 
    考虑到农药的不规范和过度施用对施药者和消费者带来的健康风险，迫切需要在我国开展调查研究，深入探究影响农药用量和农户施用方法的因素，从而有的放矢地教育农民安全合理用药，推广有害生物综合管理体系（Integrated Pest Management, IPM）和生物替代技术。
 
    根据《2011年中国农村统计年鉴》（2011），2010年施用农药量最大的10个省份依次是：山东、湖北、河南、湖南、安徽、江西、广东、江苏、河北、黑龙江，基本上是我国经济较发达的主要粮、棉、果、菜产区，多集中在南方和东部地区。从中可以看出，施用农药作为一项确保农产品收成的重要手段,其投入量与地方农产品生产状况和经济发展水平密切相关。这些农业生产和经济发展水平较高的地区农民施用农药量较大，一方面说明当地农产品产量大、商品化程度较高，相应地农民经济收入水平可能更高；另一方面也意味着农民作为生产者暴露在农药环境中的风险更大，同时这些来自主要产地、大量施用农药的农产品占领了全国绝大部分市场，一旦监管不严，消费者就面对相当程度的农药残留超标的威胁。
 
    很多学者对影响农民生产和施用农药行为的因素进行了分析，基本结论是：农药对粮食/作物产量的促进作用是农民乐于使用的主要因素，农药的效果和价格是农民选用农药的首要考虑因素（唐丽霞等，2008；李明川等，2008）。具体来看，影响农民施药的因素可以分为内因与外因，内因主要包括农民的个人与家庭特征、农户生产目标、农药风险认知、农户的资金技术水平等；外因则包括自然环境因素（地理、气候和土壤条件等）、农作物种植种类和结构、当地耕作方式、农资和农产品销售市场的价格信号、农业生产的组织化水平和政策引导因素等（宋启道等，2010）。
 
    尽管中国农民充分肯定施用农药的重要性，但其负面影响也在逐渐得到认识。在唐丽霞等人对141个农村所做的调查中发现，有38.3%的村表示农药的使用污染了当地的水源；21.99%的村表示农药的使用破坏了当地的生态环境，造成环境退化；19.86%的村表示农药的使用造成当地粮食品质下降；14.89%的村表示农药的使用使人畜安全受到了威胁（2008）。一些研究也发现，农民所种的农作物如果以自食为主，则会选择比较安全的农药，且施用量较少（谭晶荣等，2009），这说明农民对农药通过农作物进入人体，会对健康产生影响是有所认识的。
 
    根据上面的框架，我们也可以从内因和外因两方面来分析导致农民在认识到农药的环境和健康危害的情况下仍普遍过量施用的原因。在我国快速工业化、城市化的过程中，农村劳动力大量转移到城市，从事第二和第三产业活动，留村务农的多为老年人和女性，缺乏采用生态友好但费时费力的方法防治病虫害的技术与能力。从农民自身来看，社会学研究发现，农民普遍认为喷洒农药是否会对身体健康造成影响，主要取决于农药使用者的身体素质；而相对于喷洒，通过食用含有农药残留的食品摄入的农药会对人体造成更大危害（卢平，2010）。经过几十年的推广普及，广大农民对农药产生了相当程度的依赖性，再加上农药污染的健康风险会通过将农产品销售给陌生的消费者而被外部化，导致环境意识不强、知识水平有限的农民随意、过量施药的行为普遍存在。从外部机制来看，农业生产组织解体，由于缺乏指导安排合理用药的组织机构和对农产品减产予以保障的机制，大量的小规模分散农户无力承担减少施药可能带来产量损失的风险，于是往往倾向于增加用药量以保证产量。在市场方面，一方面农资市场上农药经销商强有力的推销活动会促进农户购买和使用农药的行为；另一方面农产品销售市场上经销商和消费者对大个、完整、形态“漂亮”的蔬果的偏好直接与农产品价格挂钩，从而促使追求经济利益最大化的农户调整自己的施药行为，为生产好看好卖的蔬果而加大施药量。
 
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