第四節(jié)　農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的發(fā)展歷史、
研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容和任務(wù)

一、農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的發(fā)展歷史

1.化學(xué)農(nóng)藥的開發(fā)與應(yīng)用

20世紀(jì)中葉發(fā)現(xiàn)和發(fā)展起來(lái)的化學(xué)農(nóng)藥，主要包括有機(jī)氯類、有機(jī)磷酸酯類和氨基甲酸酯類等殺蟲劑品種，它們的相繼問(wèn)世和廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。具有標(biāo)志性的成果就是1939年瑞士科學(xué)家Paul Müller發(fā)現(xiàn)了滴滴涕（DDT）的殺蟲作用，并因此獲得了1948年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，這是現(xiàn)代化學(xué)合成農(nóng)藥的里程碑，也是農(nóng)藥學(xué)科的起點(diǎn)。1942年Schrader合成TEPP（特普，焦磷酸四乙酯），1944年合成對(duì)硫磷，使有機(jī)磷殺蟲劑在德國(guó)得到開發(fā)。1945年第一個(gè)通過(guò)土壤作用的氨基甲酸酯類除草劑被英國(guó)人發(fā)現(xiàn)，而有機(jī)氯殺蟲劑氯丹卻在美國(guó)和德國(guó)首先應(yīng)用。其后不久，氨基甲酸酯類殺蟲劑在瑞士開發(fā)成功。化學(xué)農(nóng)藥在保護(hù)作物和控制人畜疾病方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，成為人類賴以生存的重要化學(xué)品。在可以預(yù)見的將來(lái)，化學(xué)農(nóng)藥仍然是人類戰(zhàn)勝農(nóng)作物病蟲害的有力武器。

2.農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展

隨著化學(xué)農(nóng)藥的推廣與應(yīng)用，化學(xué)農(nóng)藥的環(huán)境問(wèn)題不可避免地產(chǎn)生了。在一片歡聲笑語(yǔ)中，敏銳的作家Rachel Carson在1962年編寫了《寂靜的春天》（Silent Spring）一書，論述了化學(xué)合成殺蟲劑對(duì)大自然的危害，喚起了人們對(duì)農(nóng)藥殘留、生態(tài)、農(nóng)藥環(huán)境毒性、農(nóng)藥對(duì)人畜的危害的重視，各國(guó)開始投入大量的人力、物力開展農(nóng)藥毒理的研究，相繼誕生了農(nóng)藥毒理學(xué)、農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)等學(xué)科，農(nóng)藥殘留和農(nóng)藥毒性檢測(cè)技術(shù)、農(nóng)藥環(huán)境安全性評(píng)價(jià)體系得到空前的發(fā)展和不斷完善。研究的結(jié)果導(dǎo)致20世紀(jì)70年代開始世界各國(guó)相繼停用高殘留的DDT、六六六等有機(jī)氯農(nóng)藥。我國(guó)相繼禁用了高殘留的有機(jī)氯、某些高毒的和具“三致”作用的有機(jī)磷酸酯和氨基甲酸酯類殺蟲劑以及其他類型的農(nóng)藥，這一系列措施促進(jìn)了環(huán)境安全新型農(nóng)藥類型和品種不斷涌現(xiàn)出來(lái)。農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)是這一時(shí)期發(fā)展起來(lái)的新型學(xué)科，化學(xué)農(nóng)藥的廣泛使用，帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題引起學(xué)術(shù)界和行政管理部門的高度關(guān)注。

二、農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容與任務(wù)

1.研究對(duì)象

農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的研究對(duì)象為化學(xué)農(nóng)藥，研究范圍非常廣泛，包括化學(xué)因素、物理因素、生物因素，而生物體包括人、動(dòng)物、植物。因此農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)涉及化學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域；與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)有聯(lián)系；也與醫(yī)學(xué)、生態(tài)學(xué)及環(huán)境保護(hù)有密切的聯(lián)系。因而，農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、環(huán)境保護(hù)、動(dòng)物學(xué)、職業(yè)勞動(dòng)保護(hù)和食品衛(wèi)生等領(lǐng)域中均有廣泛用途。

2.研究?jī)?nèi)容

農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)主要通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來(lái)研究農(nóng)藥或農(nóng)藥代謝物的毒副作用。它是農(nóng)藥環(huán)境科學(xué)和生態(tài)學(xué)的交叉領(lǐng)域，研究?jī)?nèi)容主要包括：

① 農(nóng)藥施用后在環(huán)境中的物理、化學(xué)變化及歸宿，如物理遷移（漂移、沉降、揮發(fā)、吸附、淋溶、流失等）以及降解、代謝、光解等化學(xué)變化；

② 農(nóng)藥及其環(huán)境代謝物在轉(zhuǎn)移變化過(guò)程中對(duì)環(huán)境和非靶標(biāo)生物群體的影響，特別是高殘留農(nóng)藥通過(guò)食物鏈在生物體內(nèi)的逐級(jí)富集，對(duì)處于高位的生物以及人類會(huì)造成的潛在的危害；

③ 農(nóng)藥及其環(huán)境代謝物在生物體內(nèi)的吸收、分布、轉(zhuǎn)化和排除規(guī)律，及對(duì)生物體的一般毒性作用與機(jī)理；

④ 農(nóng)藥及其代謝物毒性評(píng)定方法，包括急性、亞急性和慢性毒性試驗(yàn)，代謝試驗(yàn)，蓄積試驗(yàn)，繁殖試驗(yàn)，遲發(fā)神經(jīng)毒試驗(yàn)，以及各項(xiàng)致突變?cè)囼?yàn)、致癌試驗(yàn)及致畸變?cè)囼?yàn)等；

⑤ 農(nóng)藥及其代謝物對(duì)生物體損害作用早發(fā)現(xiàn)、早防治的理論，防治方法和措施。

3.研究任務(wù)

農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的主要任務(wù)：

① 研究農(nóng)藥及代謝物在環(huán)境中的降解和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，對(duì)有機(jī)體包括對(duì)人以及其他非靶標(biāo)動(dòng)物、植物和微生物造成的損害和毒性作用機(jī)理；

② 用最靈敏的探測(cè)手段，找出農(nóng)藥及代謝物作用于機(jī)體后最初出現(xiàn)的生物學(xué)變化，提出農(nóng)藥及其代謝物對(duì)人的健康損害的早期檢測(cè)指標(biāo)；

③ 定量評(píng)定農(nóng)藥及代謝物對(duì)機(jī)體的影響，確定其劑量與效應(yīng)或劑量-反應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行毒性和安全性評(píng)價(jià)，為制定環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)；

④ 研究農(nóng)藥及代謝物對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響以及消降動(dòng)態(tài)，為合理使用農(nóng)藥提供科學(xué)的依據(jù)。

農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)的研究主要以動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究為主，觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物通過(guò)各種方式和途徑，接觸不同劑量的環(huán)境污染物后出現(xiàn)的各種生物學(xué)變化。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物一般為哺乳動(dòng)物，也可利用其他的脊椎動(dòng)物、昆蟲以及微生物和動(dòng)物細(xì)胞株等。

用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察環(huán)境農(nóng)藥殘留物對(duì)機(jī)體的毒作用，條件容易控制，結(jié)果明確，便于分析，是評(píng)定環(huán)境農(nóng)藥殘留物毒副作用的基本方法。但動(dòng)物與人畢竟有差異，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，不能直接應(yīng)用于人。因此，一種環(huán)境污染物經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的動(dòng)物毒性試驗(yàn)后，還必須結(jié)合環(huán)境流行病學(xué)對(duì)人群的調(diào)查研究結(jié)果進(jìn)行綜合分析，才能作出比較全面和正確的估價(jià)。

隨著人類對(duì)環(huán)境污染物認(rèn)識(shí)不斷深入，農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)將在多個(gè)方向發(fā)展，其中主要是探討多種環(huán)境污染物同時(shí)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的相加、協(xié)同或拮抗等聯(lián)合作用；深入研究環(huán)境污染物在環(huán)境中的降解和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物所引起的生物學(xué)變化；研究致畸作用的機(jī)理，完善致突變作用的試驗(yàn)方法，找出致癌作用與致突變作用的確切關(guān)系；深入研究環(huán)境污染物對(duì)動(dòng)物神經(jīng)功能、行為表現(xiàn)以及免疫機(jī)能的早期敏感指標(biāo)；深入研究環(huán)境污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)同它們的毒性作用的性質(zhì)和強(qiáng)度的密切關(guān)系，以便根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)，作出毒性的估計(jì)，減少動(dòng)物毒性試驗(yàn)，并為合成某些低毒化合物提供依據(jù)。