DDT破坏生态

1948年的诺贝尔医学和生理奖,授予瑞士生化学家、生理学家缪勒(1899~1965),以表彰他“DDT作为高效应接触杀灭节肢动物毒物的发现”。从此,DDT作为其后一二十年的重要农药而载人史册,有过“光辉”的历史。

DDT(滴滴涕)又名二二三(二氯二苯基三氯乙烷),是一种无色针状晶体,对害虫有强力的触杀和胃杀作用,对热较稳定且挥发性小,所以杀虫效果能维持较长时间,且对人畜毒害作用较小。这样,在20世纪中叶,它曾是一种使用普遍的有效农药。

DDT的最早合成者是德国化学家蔡德勒(O.Zeidler)——他在1874年就由氯苯和三氯乙醛缩合成DDT。不过,他当时没有发现它的杀虫作用。

最早发现DDT杀虫作用的是缪勒。缪勒出生在瑞士土肥水美的国勒河畔。当地每逢收获季节,害虫就泛滥成灾,农民虽想尽办法,但收效甚微。大片毁于害虫的庄稼,给少年缪勒留下了强烈的刺激,立志攻克治虫难关。

1918年,缪勒进入巴塞尔大学攻读化学专业,7年后获得博士学位。接着,在奇吉化学公司工作。1935年,他就开始杀虫剂的研究,其间他的胞妹从家乡来信说家乡又闹虫灾,这更使他加快了研究的步伐。他回忆起小时一位老人给他讲的中国有“以毒攻毒”的方法。在此启发下,他终于在1938~1939年合成了DDT,但也不知道实际用途。接着,他在实验室的老鼠身上试验,发现DDT可使它产生几天的皮肤瘙痒、恶心、头痛。后来在蚊子、毛虫和虱子等身上实验,才发现它们会立即死亡。他发现了DDT的高效杀虫力之后,就使它成为人类第一个被大量使用的有机合成杀虫剂,并于1942年取得专利。

不过,此时DDT的生产技术复杂,所以价格昂贵,还没有得到推广。后经工艺改良,成本下降,才在1943年起大量上市。接着就成为风靡一时的杀虫剂,和原子弹、青霉素一起,被称为第二次世界大战中的“三大发明”。

在第二次世界大战期间,DDT有效地消灭了传染病的媒介——体虱和跳蚤等,防止了疾病的流行。第二次世界大战后,在控制意大利那布勒斯城斑疹伤寒的流行,和在地中海地区、印度、东南亚等地区防治疟蚊方面都战功赫赫。

在农业上,DDT能杀灭粮食作物、经济作物、果树和蔬菜等的许多害虫。它还能杀灭蚊蝇,在医疗上也有极大的用途。

但是,到20世纪50年代初,就开始发现了因大量使用DDT之后的一系列副作用了。

首先,一些害虫、病原菌对包括DDT在内的许多药物产生了抗性,这就使用药剂量要加倍甚至加几倍,而且还要重复防治。这样,就造成对环境更大的污染和对生态更大的破坏,因为DDT对热较稳定且挥发性小,不易被生物分解,容易残留积累下来,通常最多可在土壤中存留20年。

其次,它杀死了许多害虫的天敌,从而使某些本来危害不严重的昆虫或螨类,上升为重要害虫。

再次,它的长期残留性致使农产品、水产品、家禽家畜都有不少的残留积累,而由此可进入人体危害人的肝脏、脂肪等组织,使人慢性中毒。例如,1976年美国洛杉矶动物园的小河马突然全部死亡,就查明是农药厂排出的DDT废液造成的。又如,1997年美国研究人员发现,DDT具有与雌激素相似的作用,可使男性“非男性化”,从而出现雄性退化。再如,在20世纪90年代发现,在中国一些地区妇女的乳汁中含有DDT、六六六等有毒物质。DDT还可使胎儿畸形、发育不良或死亡。

最后,污染土壤和水域,严重破坏生态。

对于上述DDT的副作用,美国女海洋生物学家蕾切尔·路易斯·卡森(1907~1964)在1962年出版的《寂静的春天》——一本有关环保的科普著作中有详细的描述。这本书主要是揭露有机农药带来的和可能带来的“大破坏”,描述它对人类生存构成的威胁。虽然书中的一些观点曾引起争议,但它及时地向人类敲起重视环境污染防治和环境保护工作的警钟,曾在西方产生强烈的反响。书中详细地描绘了DDT和其他杀虫剂对人类生存环境的灾难性破坏:DDT积累在生物组织中,甚至进入细胞内,使生物畸形,人和其他动物生殖能力下降,诱发癌症或其他疾病,污染环境,等等。

鉴于这本书的提醒和大量DDT造成的副作用,人们终于决心告别这把双刃剑:自美国率先在60年代起禁止用它作杀虫剂以后,包括瑞典在内的大多数国家都从1970年起陆续禁止;中国也在1983年颁布法令,把它列入禁用农药。而在2004年5月17日联合国在挪威首都奥斯陆通过了“禁用化学药物黑名单”(即“肮脏的12种化学物”),其中就有DDT。

因为人们对滥用DDT造成的严重副作用的批评,该奖评委会已公开表示为1948年为DDT的发明者颁奖感到羞耻,并表示应把奖发给那些经得起实践检验的发明创造和没有争议的成果,以避免再度发生这类失误。

人类终于较快地制止了因大量使用DDT和其他杀虫剂造成的环境污染和生态破坏,并很快收到了实效。例如,美国在1970年和1972年颁布有关水质法令禁用DDT之后,密西根湖一些鱼类的DDT含量,就从1970年的10~20ppm(1ppm=10-6)降低到1976年的1~6ppm。

不过,人类为此付出的代价也是惨痛的。由于DDT的残效,使它的影响会持续多年。1988年,美国佛罗里达州波普卡湖区鸟类蛋的孵化率仍低至20%,远低于通常的70%。20世纪90年代,美国医学家在美国母亲的乳汁和死亡产婴的脑内都发现过DDT。美国环保局生殖毒理学科的比尔·凯尔斯及其同事在英国《自然》杂志上指出,DDT的代谢物对老鼠的试验表明,它会使原来没有乳头的雄鼠长出乳头,而且生殖系统异常。美国研究人员发现,佛罗里达州的鳄鱼阴茎变小为正常的1/4。美国、日本和巴西等国发现了大量畸形青蛙,有的有三、五、六条腿,有的则褪去绿装改“穿”白、红新装,有的还对人产生可怖的攻击性。甚至南极企鹅也不能幸免——它们的体内发现过有机氯农药……

既然DDT及其他一些同时代的杀虫剂、杀菌剂、除草剂会造成巨大的副作用,那是不是人类就无法用类似的方法去征服那些直接或间接危害人类的生物或病毒呢?

答案是否定的。

早期的农药都来自植物和矿物,这被称为第一代农药。例如,用硫磺、烟叶水杀虫,用硫酸铜防菌、防病。

第二代农药即有机合成农药。例如DDT和六六六等为杀虫剂,福美联、代森锌等为杀菌剂,还有除草剂和植物生长调节剂等等。

高效、低毒、不污染环境、不破坏生态的第三代农药——有机杀虫剂、化学不育剂、激素类农药、生物性农药等的研制,为征服植物的病虫害添上了重重的砝码。例如,美国梅特卡夫等研制的DDT的代用品益滴涕,它可被生物降解成无毒物质,对环境影响不大。又如,英国伊利奥特(M.Elliot)等合成了天然除虫菊的类似物苄氯菊酯,具有高效、广谱、低毒而又可被生物降解的优点,可避免环境污染。有理由相信,“绿色杀虫剂”——生物杀虫剂或生物农药的使用,将能既杀灭害虫,又不危害人的生命健康和破坏生态环境。

此外,针对DDT引起的其他害虫及螨类的猖獗,人们提出了害虫综合防治的概念,主要是从生态系的概念出发,重点协调化学防治与生物防治的关系。至今,这一概念已成为一门包括生态、昆虫、植物、杂草、土壤、数学(系统分析、计算机)、经济学等学科在内的一门综合性学科。

另外一条思路是通过杂交、转基因工程等手段,培养抗虫、抗病毒的优良品种。例如,中国科学家在1995年培育出的世界上首例抗大麦黄矮病毒的转基因小麦。

当然,被“抛弃”和禁用的,不只是DDT。例如,中国在2003年规定,制造、买卖、运输和储存毒鼠强——一种5毫克就可致死人命的剧毒农药,情节严重的最高可判死刑。

附录:“禁用化学药物黑名单”(12种)

阿尔德林、氯丹、迪厄尔丁、DDT、艾氏剂(氯甲桥萘)、七氯、灭蚊灵、毒杀芬(氯化茨)、多氯联苯、七氯苯、二噁英、呋喃