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第5章 保爾·赫曼·繆勒

農(nóng)業(yè)是為人類提供食品的重要產(chǎn)業(yè)。在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中,病蟲害一直是困擾廣大農(nóng)民的大問題。一部農(nóng)業(yè)發(fā)展繁榮史,就是一部人類不斷戰(zhàn)勝病蟲害的歷史。在這部歷史上,瑞士化學(xué)家保爾·赫曼·繆勒以其發(fā)現(xiàn)世界上第一種有機(jī)殺蟲劑滴滴涕的巨大功績(jī),為其添寫了濃墨重彩的一章。

繆勒于1899年1月12日誕生于瑞士的奧爾坦。他的父親是瑞士鐵路部門的一名職員,長(zhǎng)年走南闖北的經(jīng)歷,使他見多識(shí)廣。他認(rèn)為,把孩子放在自己身邊培養(yǎng),不利于孩子的成長(zhǎng)。他很早就送小繆勒到外地讀書,希望他長(zhǎng)大以后能夠?qū)ι鐣?huì)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

在父親的安排下,繆勒是在遠(yuǎn)離自己家鄉(xiāng)的萊茵河畔美麗的城市巴塞爾接受教育的。他在那里讀完了小學(xué)、中學(xué),接著又上了巴塞爾大學(xué),讀本科、念研究生,一直到拿了博士學(xué)位。

1925年,繆勒獲得化學(xué)博士學(xué)位,隨后受聘于一家有名的化學(xué)工業(yè)公司,從事植物染料和天然鞣革劑的研究。他的志向是運(yùn)用化學(xué)知識(shí),通過工業(yè)化手段,造福于人類。在這家公司的經(jīng)歷,使他熟練地掌握了有機(jī)化學(xué)的基本化工過程,從而為他日后將滴滴涕殺蟲劑實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

繆勒生活的時(shí)代,化學(xué)農(nóng)藥的應(yīng)用剛剛開始不久。在此之前,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)飽受病蟲害的摧殘。19世紀(jì)40~50年代,愛爾蘭和法國(guó)先后發(fā)生多起馬鈴薯疫病、葡萄白粉病等病害,農(nóng)民和果農(nóng)因此遭受嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,很多人因?yàn)轭w粒無收而傾家蕩產(chǎn),被迫向美洲、非洲大批移民。60年代,美國(guó)馬鈴薯甲蟲泛濫成災(zāi),嚴(yán)重威脅著糧食生產(chǎn)。美國(guó)農(nóng)業(yè)部門在聽取了科學(xué)家們的激烈爭(zhēng)論之后,決定向馬鈴薯噴灑砷制劑。這一做法雖然有效地遏止了馬鈴薯甲蟲的蔓延,但因?yàn)樯橹苿?duì)人畜有毒害作用,所以后來造成了多起人畜中毒的事件。

面對(duì)病蟲害的猖獗,人們一直想方設(shè)法要制服它。這種努力也取得了一定效果,例如法國(guó)的果農(nóng)們就經(jīng)常用波爾多液防治葡萄霜霉病。波爾多液是用硫酸銅加生石灰制成的一種天藍(lán)色的渾濁液,對(duì)于葡萄霜霉病具有很好的防治效果。這種液體最早是一個(gè)住在波爾多地區(qū)的法國(guó)農(nóng)民用來涂抹葡萄,以防別人偷竊的。但是后來人們發(fā)現(xiàn),涂抹了這種液體的葡萄很少患霜霉病,于是大家群起而效仿,人們也就給它起了個(gè)名字,叫波爾多液。1882年,法國(guó)農(nóng)學(xué)家米拉德進(jìn)一步肯定了波爾多液所具有的良好的殺菌性能,由此開始了人們使用化學(xué)農(nóng)藥的新時(shí)代。

但波爾多液的用途并不是那么寬廣,它只對(duì)某些病菌有殺滅作用,對(duì)其余病菌則無能為力。對(duì)猖狂危害農(nóng)作物的種類繁多的節(jié)肢類害蟲,它更是束手無策。有些天然殺蟲劑,例如像砒霜那樣的砷制劑,雖然能夠殺滅害蟲,但對(duì)人畜都有劇毒,不便使用。而像除蟲菊、魚藤酮那樣的有機(jī)殺蟲劑,均提取自天然植物,殺蟲效果和供應(yīng)量都很有限,很難被推廣應(yīng)用。時(shí)代在呼喚廣譜高效而又對(duì)人畜低毒的新型殺蟲劑。這就是繆勒所處的時(shí)代。

繆勒出生于農(nóng)村,深知病蟲害對(duì)農(nóng)作物的危害。他的家鄉(xiāng)奧爾坦位于景色旖旎的阿勒爾河流域,那里農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá),茂密的農(nóng)作物一望無際,一直綿延到遠(yuǎn)處青黛色的群山。這里的農(nóng)民本來衣食無憂,可偏偏經(jīng)常鬧蟲災(zāi),嚴(yán)重時(shí)弄得家家唉聲嘆氣,戶戶愁眉苦臉。有時(shí)人們也嘗試著用農(nóng)藥殺蟲,可是又會(huì)帶來意想不到的災(zāi)難。繆勒兒時(shí)的一位好友赫爾曼,就是因?yàn)檎`食了噴灑有砒霜的瓜果而死去的。

正是因?yàn)橛辛送陼r(shí)沉痛的記憶,因而繆勒從小就有一個(gè)志愿,要用自己的聰明才智,為農(nóng)民解除蟲害之苦。現(xiàn)在,他拿到了化學(xué)博士學(xué)位,又經(jīng)過工作實(shí)踐的鍛煉,對(duì)有機(jī)化學(xué)工業(yè)有了足夠的了解,他決定要把自己童年時(shí)的志愿付諸實(shí)施了。

1935年,繆勒開始著手進(jìn)行一項(xiàng)新的研究計(jì)劃,這一計(jì)劃是要研制出一種理想的殺蟲藥來。在進(jìn)行了大量的調(diào)研,廣泛了解了現(xiàn)行農(nóng)藥利弊之后,繆勒為理想的殺蟲藥制訂了七條標(biāo)準(zhǔn):①對(duì)昆蟲有劇毒;②殺滅迅速;③對(duì)哺乳動(dòng)物和植物無毒或只有微毒;④無刺激性;⑤殺蟲范圍應(yīng)盡可能廣;⑥長(zhǎng)期有效而且穩(wěn)定;⑦價(jià)格便宜。按照這樣的標(biāo)準(zhǔn),他開始了自己長(zhǎng)期而又艱苦的探求。

一開始,繆勒試圖從現(xiàn)有的物質(zhì)中尋找到這種理想的殺蟲藥。他采用實(shí)驗(yàn)的方法逐一篩選。當(dāng)時(shí),市場(chǎng)上已有許多殺蟲劑,但是篩選的結(jié)果,有些殺蟲劑是含砷的化合物,而砷化物對(duì)所有的生命體都是危險(xiǎn)的,而且還會(huì)積累在土壤中;另一些對(duì)脊椎動(dòng)物是安全的,但對(duì)于昆蟲又不具備殺滅作用。有些只能殺死一兩種昆蟲,對(duì)其他種類的昆蟲則無能為力;而另外一些雖然具有廣譜殺蟲效果,可又對(duì)人畜有劇毒。繆勒篩選了大量已知具有殺蟲效果的物質(zhì),可那種他心目中理想的殺蟲藥卻一直沒有出現(xiàn)。看來,他不可能找到具備他所追求的那些性質(zhì)的化合物。朋友和同事都勸他放棄尋找那種十全十美的殺蟲劑的幻想,勸他不要再鉆牛角尖了。

難道自己的設(shè)想真的是空中樓閣?難道自己真的是在鉆牛角尖?是繼續(xù)進(jìn)行下去,還是半途而廢?一時(shí)間,面對(duì)同事的勸說,面對(duì)研究中遇到的巨大困難,繆勒心神不寧,陷入了深深的沉思之中。繼續(xù)下去,可能會(huì)毫無結(jié)果,從而影響自己的名聲地位,但一想到飛蝗鋪天蓋地而來,莊稼地里片葉無存的景象,想到好友赫爾曼的不幸,繆勒又堅(jiān)定了起來。他要完成自己童年時(shí)就立下的志向,為撲滅農(nóng)作物病蟲害而奉獻(xiàn)自己的才華。個(gè)人的得失算不了什么,為廣大農(nóng)民解除蟲害才是大事。就這樣,繆勒振作精神,重新投入了對(duì)新型殺蟲劑的研制工作之中。

可是,接下去的研究該如何進(jìn)行呢?繼續(xù)篩選下去,估計(jì)會(huì)一事無成,在同事和朋友的幫助和指點(diǎn)下,繆勒決定另辟蹊徑,不再只注意那些已有的物質(zhì),他要合成新的物質(zhì),以此實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)。既然從已有的物質(zhì)中找不到理想的殺蟲劑,那就自己把它制造出來。

從殺蟲方式來說,殺蟲劑可分為三類:一類是胃毒式,害蟲必須吃了這類毒藥,通過消化系統(tǒng)吸收,才會(huì)被破壞代謝過程,從而導(dǎo)致死亡;一類是接觸式,它能滲透害蟲的保護(hù)膜而將害蟲殺死;還有一類是熏蒸式,通過進(jìn)入害蟲呼吸道的方式殺死害蟲。在繆勒的那個(gè)時(shí)期,合成熏蒸式農(nóng)藥很不容易,因此繆勒把注意力集中在前兩種上,分別進(jìn)行有針對(duì)性的研究。

過了不久,繆勒把他的注意力進(jìn)一步集中到了接觸式殺蟲劑的研制方面。這是因?yàn)樗私獾揭粋€(gè)事實(shí):在第一次世界大戰(zhàn)以及其他戰(zhàn)爭(zhēng)中,因斑疹傷寒等疾病造成的部隊(duì)減員現(xiàn)象十分嚴(yán)重。出于對(duì)國(guó)家利益的考慮,他覺得自己作為一個(gè)科學(xué)家,有責(zé)任有義務(wù)幫助國(guó)家解決這一難題。斑疹傷寒是一種叫做立克次體的微生物引起的急性傳染病,它通過虱子、跳蚤、壁虱等節(jié)肢動(dòng)物為媒介傳染人體。一旦染上,死亡率很高。它的流行季節(jié)與虱子的孽生季節(jié)相同,多在冬春兩季。人在過度疲勞和全身抵抗力下降時(shí)容易感染此病,所以在戰(zhàn)爭(zhēng)和災(zāi)荒年代,常常可以見到此病的流行。在第一次世界大戰(zhàn)中,斑疹傷寒的流行曾經(jīng)改變了俄國(guó)和巴爾干前線的戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程。所以,有人曾經(jīng)把斑疹傷寒戲稱為“戰(zhàn)爭(zhēng)傷寒”。

既然“戰(zhàn)爭(zhēng)傷寒”是虱子、跳蚤在作亂,人們就希望科學(xué)家們盡快研制出殺蟲劑來撲滅它們。可它們的口腔全都是刺管型,以吸食人畜血液為生,不會(huì)把毒藥吃進(jìn)胃里,所以胃毒式殺蟲劑不起作用。因此,繆勒不得不放棄對(duì)胃毒式農(nóng)藥的研制,全力以赴尋找一種觸殺型殺蟲劑,它能夠通過接觸害蟲達(dá)到殺蟲的目的。

經(jīng)過一系列的探討,繆勒把注意力逐漸集中到了某些類型的含氯化合物身上,這些類型的化合物中有些樣品看來是有希望的。開始合成的藥物許多藥效比較慢,要幾小時(shí)、幾天后才有效。這些藥物當(dāng)然是不受歡迎的。他耐心細(xì)致地一個(gè)一個(gè)合成新藥,再加以檢驗(yàn)。一次次地實(shí)驗(yàn),一次次地失敗,花了整整3年的時(shí)間,檢驗(yàn)了幾百種藥物,均不理想。他毫不氣餒,堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)下去。功夫不負(fù)有心人,1939年9月,就是第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)的那個(gè)月,他查閱文獻(xiàn)時(shí),受到啟發(fā),合成了一種新的化合物二氯二苯三氯乙烷(英文縮寫為DDT),漢語簡(jiǎn)稱滴滴涕。經(jīng)過檢驗(yàn),它對(duì)各種節(jié)肢類害蟲有廣泛的觸殺作用,特別是對(duì)跳蚤、虱子、蒼蠅等害蟲,有明顯的毒殺作用,但對(duì)人畜則相應(yīng)比較安全。實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)的結(jié)果表明,滴滴涕正是繆勒夢(mèng)寐以求的那種理想的殺蟲劑。實(shí)驗(yàn)終于成功了。這年年底,繆勒向社會(huì)正式公開了自己的發(fā)明。

實(shí)際上,早在1873年,德國(guó)科學(xué)家蔡德勒就曾經(jīng)用化學(xué)方法合成了滴滴涕,但他不知道滴滴涕對(duì)害蟲有觸殺作用,當(dāng)然也就想不到去推廣應(yīng)用它。繆勒最早發(fā)現(xiàn)了滴滴涕對(duì)害蟲的廣譜觸殺作用,把它推向了社會(huì),這是他對(duì)人類的最大貢獻(xiàn)。

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