1962年卡逊的科普读物《寂静的春天》面世,大众首次对杀虫剂有了更深刻地认识。人们在恐慌之中,将DDT这个人类首次化工合成的杀虫剂送上了“断头台”,20世纪70年代以后陆续被各国所禁用[还有一种读音jin(第一声)禁用(耐用)…]。《斯德哥尔摩公约》计划在2020年全面淘汰DDT,并试图在地球上将其消除,但目前完成这个计划并非乐观。
《寂静的春天》及作者
DDT的是非之争仍在继续,草甘膦[草甘膦是广泛使用的许多除草剂中的有效活性化学成分,它在欧盟的使用受到了严格的监管。]这个“史上最优秀”的除草剂[除草剂(herbicide)是指可使杂草彻底地或选择地发生枯死的药剂,又称除莠剂, 用以消灭或抑制植物生长的一类物质。],也正面临着最激烈的争论。
草甘膦又经历了什么?我们今天一探究竟。
草甘膦分子结构模型
起源
草甘膦首次被瑞士科学家发现[发现,是人类对于自我的内在、具体性的自然及其整体的认识或再创造。]是在1950年,当时并未发现它有除草活性。21年后的1971年孟山都公司才研制成功具有除草活性的草甘膦衍生物,并推出了以“农达”为命名的除草剂。
农达
草甘膦最初推出的前20年都是顺风顺水的,一度被认为是“史上最优秀”的除草剂。在草甘膦使用早期人们普遍认为它有如下优点:
1、低挥发性
草甘膦是强极性的氨基酸衍生物,一般的有机溶剂都无法将其溶解,其超低的挥发性,有利于稳定地附着在目标作物[作物,拼音是zùo wù,指油料作物、粮食作物、经济作物等。]的叶面上,而不会漂移在空中,干扰其他非目标作物、动物和人类。
2、易失活性
草甘膦一旦落入土壤,就会迅速被土壤中的金属离子络合,形成稳定的络合物,而不易被植物再次吸收。
3、强内吸性
草甘膦跟植物体表面接触后,会迅速地通过植物的韧皮部传输至根、茎、叶等生长旺盛的部位,表现出极强的内吸传导性。
4、易降解[降解,一般指 有机化合物分子中的碳**数目减少,分子量降低。]性
草甘膦的降解除了通过上面说的,跟铁、铝等金属离子结合形成络合物外,还会通过微生物降解,降解后的产物一般为水、二**碳和磷酸,这些产物还能被细菌二次利用。
5、低毒性
这是人们最关心的部分,草甘膦对植物有灭杀作用,但对人畜无害。在草甘膦的毒理学试验中,它的半数致死量[致死量是凡能使机体中毒死亡的毒物的最小剂量。](LD50)为4 000 mg/kg,而食盐的半数致死量(LD50)为3000 mg/kg,所以被一些学者宣称是“比食盐还安全的物质”。
当然,仅有半数致死量还不足以说明草甘膦的安全问题。
“非选择性”问题的解决
在草甘膦推广早期,唯一被人们所诟病的是它的“非选择性”。
草甘膦的特别之处在于它是除草剂中唯一一个以EPSPS(5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶)为把目标的,EPSPS存在于植物叶绿体中,会影响莽草酸的代谢。而草甘膦能抑制大多数植物的EPSPS,所以在草甘膦眼里,遇到几乎所有的植物都会“格杀勿论”,那么普通的作物就会受到“误伤”。
如果将草甘膦的抗性[抵抗能力,植物的抗性是指植物具有的抵抗不利环境的某些性状;如抗寒,抗旱,抗盐,抗病虫害等。]基因转移到农作物[指农业上栽培的各种植物。]的基因组中,那么该农作物就具备了草甘膦抗性,在使用草甘膦清除杂草[杂草是指生长在有害于人类生存和活动场地的植物,一般是非栽培的野生植物或对人类无碍用的植物。]的时候,这种作物就能“幸免于难”。
自从1996年首株抗草甘膦大豆问世以后,抗草甘膦的各种作物开始被研发出来并推广种植,例如美国的抗草甘膦转基因大豆已经占据了所有大豆种植面积的90%以上。
抗草甘膦作物的大面积推广,直接带动了草甘膦的需求量,例如1995年全球的草甘膦用量为6.7万吨,到了2014年全球的草甘膦用量为82.6万吨,增长了12倍以上。
争议来临
2015年3月世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)发布研究报告,将草甘膦划分为2A 级致癌物[致癌物严格地说只是致癌的外部因素。],即“很可能致癌”,同级别的物质中还有DDT、多氯联苯和丙烯酰胺等。
所以消息一出,无论是普通民众、环保组织、专业研究机构还是**对草甘膦的关注度空前高涨,例如通过SciFinder(全世界最大、最全面的化学数据库)检索“草甘膦”的文章和专利,可发现自草甘膦发现以来到2015年的文献数量变化,2015年出现了大幅上涨(如下图)。
IARC的研究报告发布以后,多个机构和组织开始了对草甘膦的重新评估,得出了与IARC相反的评估结果。2019年5月美国环保局(EPA)发布声明称:
草甘膦不是致癌物,当前注册的草甘膦产品不会对公众健康产生风险。
草甘膦的禁用势必会对草甘膦生产企业、转基因农作物、农户等多方的利益产生影响。例如越南2019年3月24日起:
“开始对禁止所有含有草甘膦的除草剂产品的进口和贸易,并且将在不久的将来彻底禁止草甘膦在越南使用。”
同时,又有一些经济体难以承受禁用草甘膦的损失,又不得不宣布对草甘膦的“解禁”。
例如2015年斯里兰卡宣布对草甘膦的禁用,但草甘膦的禁用对斯里兰卡的鲜花行业及茶叶行业带来沉重打击,不得不于2019年4月份宣布对草甘膦的“解禁”。
难舍难分的草甘膦
由于草甘膦最初的优越性,一度让人们认为农田里不存在抗草甘膦的杂草,至少在草甘膦商用的前20年没有发现抗草甘膦的杂草。草甘膦越是优秀,人们对草甘膦越是依赖。草甘膦长期地、过度地的使用,也促使杂草们有充足的时间进行进化,以适应草甘膦施用下的环境。
截止到2017年,全球已经发现37中杂草对草甘膦产生了抗性。在大量使用草甘膦的过程中,其他除草剂成了“边缘产品”。例如草铵膦虽能代替草甘膦,但价格高昂,是使用草甘膦的 3~5 倍。而麦草畏和2,4-D等除草剂对环境的毒害作用则要大于草甘膦。
所以,在过度依赖草甘膦的情况下,禁用草甘膦会出现杂草控制成本增加、控制难度增大、作物产量降低的状况。
除了禁用难度大以外,草甘膦的生物毒性、致畸致癌、职业危害、生育危害等潜在威胁一直争议不断。就像杂草对草甘膦的抗性一样,短时间内是很难得到确证的。
天使[《天使》是2007年上映的英国剧情、爱情电影,由弗朗索瓦·欧容执导,萝玛拉·嘉瑞、山姆·尼尔等主演。]与魔鬼[魔鬼,离夜。]
埃舍尔的《天使与魔鬼》
上面这张图是著名版画家埃舍尔的《天使与魔鬼》,仔细观察会发现,如果我们仅仅刻画出天使,但在最后魔鬼却在天使之间突然“涌现”出来。
这幅版画或许能形象地刻画出我们今天所描述的“草甘膦悖论”,越是优秀的,越会过度使用,然后不知不觉地涌现出了“魔鬼”,最后却发现已经离不开他了,除非不计成本地删掉重来。
草甘膦是天使还是魔鬼,不能一概而论,至少在一个多元复杂的世界里,不能允许只有一个天使存在,那样他距离成为魔鬼也只有一步之遥了。
草甘膦的发展史给我们的启示是:我们要在较长的时间尺度内来考量我们的农业技术,并且准备充足的“备胎”,来预防人类前进中出现的“爆胎”故障。
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