农药检测存在缺陷——正在危害我们的鸟类和蜜蜂

自 20 世纪 50 年代和 60 年代的 DDT 时代以来（当时这种杀虫剂导致鸟类数量（包括标志性猛禽）数量惊人地下降），监管机构和化学公司已经采用了更为严格的测试指南。但生物多样性危机仍然迫在眉睫，我们继续看到鸟类和昆虫物种的减少，以及其他物种的减少。虽然栖息地丧失可能是主要原因，但农业中使用的除草剂和杀虫剂也被认为是造成部分物种下降的原因。

我们曾试图控制哪些化学物质进入环境，但它们显然仍在造成危害。根据周四发表在《科学》杂志上的一篇论文，原因可能是测试过程中存在根本缺陷。“我们看到生物多样性正在下降，我们不能直接将其归咎于杀虫剂，”领导这项研究的丹麦奥胡斯大学生态毒理学家克里斯托弗·约翰·托平说。“但杀虫剂受到严格监管，因此我们必须确保在使用公共资金监管这些杀虫剂时提出正确的问题。”

Topping 和他的合著者认为，我们现在用来评估农药安全性的工具是不够的。欧盟、美国和其他国家目前使用的环境风险评估并没有提供农药在田地中实际使用的完整情况，这阻碍了我们了解风险。研究人员认为，近年来取得了长足进步的计算机建模提供了一种更全面的方法。这种方法将为农民和监管机构提供更好的信息，尽管在没有大量农药使用数据的地方（包括美国），这种方法很难实施。

托平认为，现行的农药分级检测方法存在缺陷。为确定毒性，化学品通常首先要经过的第一级检测是基于动物的实验室测试，以确定急性毒性；基本上，你要找出多少剂量会杀死一只老鼠。然后，你要计算出，如果你要保护的物种只吃受污染的食物——喷洒了农药的昆虫或植物，它会摄入多少农药。当生物在自然界中可能摄入的量大于实验室的致死量时，农药将无法通过第一轮测试，并进入下一级测试（如果通过，则被认为可以安全使用）。托平说，许多农药都在第一轮测试中失败了。

在下一层，研究人员使用实地或基于模型的测试来估计非害虫昆虫、鸟类或哺乳动物在更现实的环境中可能接触到多少有害物质。但问题是，这一步通常基于“单一作物、单一产品”的方法，无法描绘出完整的图景。

根据这种方法，对特定农药的田间试验通常涉及将化学品施用于单一作物类型的地块，然后评估对生物的影响。但托平认为，这忽略了一个现实，即农民经常在自己的土地上使用多种不同的化学品，这会产生试验无法考虑的相互作用。

此类测试也无法说明农药使用随时间推移的累积效应。如果每次使用农药都会对鸟类的生殖健康造成一点损害，那么它们的恢复能力就会逐渐减慢。最终，它们无法像最初使用农药后那样恢复，鸟类的数量将永久性下降。

仅使用一个地块作为代表性样本也无法准确反映物种在其他地点恢复的能力。例如，假设喷洒杀虫剂后，一种特定的传粉昆虫消失了。如果附近没有其他栖息地容纳更多的昆虫，它们可能无法返回并恢复其数量。

明尼苏达大学生态毒理学家瓦莱里·福布斯 (Valery Forbes) 表示：“单一作物、单一产品的农药风险评估方法显然不能反映实地情况，我认为作者抓住了当前农药风险评估方法的一些主要缺陷。”福布斯并未参与这项研究。

Topping 表示，在欧盟，政府有关农作物和投入的数据可能是新农药测试方法的关键。利用这些数据，研究人员可以为不同地区和气候条件下的不同作物建立复杂的景观模型，分辨率可达一米。这些模型可以显示施用的农药将如何在整个区域移动，以及存在哪些物种。“这真的很像模拟城市游戏，”Topping 说。“农民会进入模型，监测他们的作物，施用除草剂、杀虫剂、杀虫剂、肥料，改变田地里的作物。动物也会在这种虚拟现实中移动……所以这些都是非常详细的模型。”

这种建模将帮助农民做出更明智的决定，决定使用哪种农药以及用量，并了解生物体需要多长时间才能恢复。来自农民和科学家的持续数据也有助于使信息更加准确。

不过，托平表示，环境风险需要与需要足够作物的现实相平衡。“我们需要这些杀虫剂，因为它们可以杀死威胁粮食生产的害虫，”他说。“必须保持平衡，而平衡的一部分就是了解对环境的真正影响。”

咨询公司 Exponent 的生态毒理学家 Anne Fairbrother 表示，在美国，实施这样的系统可能更具挑战性。“大多数州甚至没有收集农场层面的农药使用数据。”即便如此，联邦政府仍然可以改进评估农药对非害虫生物影响的指导方针，曾在 EPA 工作过的 Fairbrother 补充道。更新后的指导方针可以传达更精确的风险水平，而不是像当前的做法那样，仅仅判定某种农药是否安全。另一项改进是解决化学物质如何影响濒危或敏感物种的恢复。“我们的毒性测试和风险评估都没有真正问过这种农药实际上会如何影响我们所关注的生物种群的问题，”Fairbrother 说。

Toppings 补充说，未来基于农业景观建模和监测的系统不一定会更加严格。相反，它将有助于制定针对特定地区特定害虫使用哪种农药的定制“处方”。甚至有可能完全禁止更少的化学品——它们的使用更有可能被限制在一个特定的时间段内，在这个时间段内，时间和数量对非害虫物种的影响最小。“这很像去看医生并开抗生素处方，”Topping 说。“如果你得了非常严重的疾病，你可以得到一种非常强效的[药物]，但你不会得到这种药物来治疗所有疾病，因为就像抗生素一样，使用非常强效的农药是不好的。”