第四节　农药环境毒理学的发展历史、
研究对象、研究内容和任务

一、农药环境毒理学的发展历史

1.化学农药的开发与应用

20世纪中叶发现和发展起来的化学农药，主要包括有机氯类、有机磷酸酯类和氨基甲酸酯类等杀虫剂品种，它们的相继问世和广泛应用，推动了世界现代农业的发展。具有标志性的成果就是1939年瑞士科学家Paul Müller发现了滴滴涕（DDT）的杀虫作用，并因此获得了1948年的诺贝尔生理学或医学奖，这是现代化学合成农药的里程碑，也是农药学科的起点。1942年Schrader合成TEPP（特普，焦磷酸四乙酯），1944年合成对硫磷，使有机磷杀虫剂在德国得到开发。1945年第一个通过土壤作用的氨基甲酸酯类除草剂被英国人发现，而有机氯杀虫剂氯丹却在美国和德国首先应用。其后不久，氨基甲酸酯类杀虫剂在瑞士开发成功。化学农药在保护作物和控制人畜疾病方面发挥着越来越重要的作用，成为人类赖以生存的重要化学品。在可以预见的将来，化学农药仍然是人类战胜农作物病虫害的有力武器。

2.农药环境毒理学的产生和发展

随着化学农药的推广与应用，化学农药的环境问题不可避免地产生了。在一片欢声笑语中，敏锐的作家Rachel Carson在1962年编写了《寂静的春天》（Silent Spring）一书，论述了化学合成杀虫剂对大自然的危害，唤起了人们对农药残留、生态、农药环境毒性、农药对人畜的危害的重视，各国开始投入大量的人力、物力开展农药毒理的研究，相继诞生了农药毒理学、农药环境毒理学等学科，农药残留和农药毒性检测技术、农药环境安全性评价体系得到空前的发展和不断完善。研究的结果导致20世纪70年代开始世界各国相继停用高残留的DDT、六六六等有机氯农药。我国相继禁用了高残留的有机氯、某些高毒的和具“三致”作用的有机磷酸酯和氨基甲酸酯类杀虫剂以及其他类型的农药，这一系列措施促进了环境安全新型农药类型和品种不断涌现出来。农药环境毒理学是这一时期发展起来的新型学科，化学农药的广泛使用，带来的环境污染问题引起学术界和行政管理部门的高度关注。

二、农药环境毒理学的研究对象、研究内容与任务

1.研究对象

农药环境毒理学的研究对象为化学农药，研究范围非常广泛，包括化学因素、物理因素、生物因素，而生物体包括人、动物、植物。因此农药环境毒理学涉及化学、生理学、病理学、生物化学、遗传学、分子生物学等学科领域；与工业、农业、经济有联系；也与医学、生态学及环境保护有密切的联系。因而，农药环境毒理学在医学、药学、环境保护、动物学、职业劳动保护和食品卫生等领域中均有广泛用途。

2.研究内容

农药环境毒理学主要通过动物实验来研究农药或农药代谢物的毒副作用。它是农药环境科学和生态学的交叉领域，研究内容主要包括：

① 农药施用后在环境中的物理、化学变化及归宿，如物理迁移（漂移、沉降、挥发、吸附、淋溶、流失等）以及降解、代谢、光解等化学变化；

② 农药及其环境代谢物在转移变化过程中对环境和非靶标生物群体的影响，特别是高残留农药通过食物链在生物体内的逐级富集，对处于高位的生物以及人类会造成的潜在的危害；

③ 农药及其环境代谢物在生物体内的吸收、分布、转化和排除规律，及对生物体的一般毒性作用与机理；

④ 农药及其代谢物毒性评定方法，包括急性、亚急性和慢性毒性试验，代谢试验，蓄积试验，繁殖试验，迟发神经毒试验，以及各项致突变试验、致癌试验及致畸变试验等；

⑤ 农药及其代谢物对生物体损害作用早发现、早防治的理论，防治方法和措施。

3.研究任务

农药环境毒理学的主要任务：

① 研究农药及代谢物在环境中的降解和转化产物，对有机体包括对人以及其他非靶标动物、植物和微生物造成的损害和毒性作用机理；

② 用最灵敏的探测手段，找出农药及代谢物作用于机体后最初出现的生物学变化，提出农药及其代谢物对人的健康损害的早期检测指标；

③ 定量评定农药及代谢物对机体的影响，确定其剂量与效应或剂量-反应关系，进行毒性和安全性评价，为制定环境卫生标准提供依据；

④ 研究农药及代谢物对生态环境的影响以及消降动态，为合理使用农药提供科学的依据。

农药环境毒理学的研究主要以动物实验研究为主，观察实验动物通过各种方式和途径，接触不同剂量的环境污染物后出现的各种生物学变化。实验动物一般为哺乳动物，也可利用其他的脊椎动物、昆虫以及微生物和动物细胞株等。

用动物实验来观察环境农药残留物对机体的毒作用，条件容易控制，结果明确，便于分析，是评定环境农药残留物毒副作用的基本方法。但动物与人毕竟有差异，动物实验的结果，不能直接应用于人。因此，一种环境污染物经过系统的动物毒性试验后，还必须结合环境流行病学对人群的调查研究结果进行综合分析，才能作出比较全面和正确的估价。

随着人类对环境污染物认识不断深入，农药环境毒理学将在多个方向发展，其中主要是探讨多种环境污染物同时对机体产生的相加、协同或拮抗等联合作用；深入研究环境污染物在环境中的降解和转化产物所引起的生物学变化；研究致畸作用的机理，完善致突变作用的试验方法，找出致癌作用与致突变作用的确切关系；深入研究环境污染物对动物神经功能、行为表现以及免疫机能的早期敏感指标；深入研究环境污染物的化学结构同它们的毒性作用的性质和强度的密切关系，以便根据化学结构，作出毒性的估计，减少动物毒性试验，并为合成某些低毒化合物提供依据。