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刘长令:对农药谈之色变是偏见

发布日期:2019/3/7 8:19:09 浏览量:431

      “原本人们没有农药就?#29615;?#21507;,所以需要农药;现在有饭吃了,我们开始考虑它的残留、风险、环境污染等,这是对的。但不能因?#21496;头?#23450;人们在农业生产中对农药的需求。”中化国际创新中心首席科学家刘长令,在日前接受某新闻记者专访时表示,人们谈“药”色变,实际上是对农药有较深的偏见。

     刘长令1963年生于河南,曾任沈阳化工研究院总工程师,现任中化国际创新中心首席科学家,兼任中国化工学会农药专业委员会主任委员及农药(沈阳)国家工程研究中心主任。2014年,其研究团队创建了绿色农药分子设计和?#20998;?#21019;制的“中间体衍生化法?#20445;?#21457;表在化学领域顶级期刊《化学评论》上。

      中化国际(控股)股份有限公司?#28895;?#20110;中国中化集团的橡胶、塑料、化工品和储运业务,于1998年12月在?#26412;?#25104;立,目前主营中间体及新材料、农用化学品、聚合物添加剂、天然橡胶等领域。2000年3月,中化国际在上交所挂牌上市。

农药Agricultural Chemicals),指农业上用于防治病虫草害及调节植物生长的化学药剂,按?#20998;?#20998;包括杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂等。
  公众谈“药”色变,缘起甲拌磷等高毒性农药
  刘长令认为,公众谈“药”色变,很大程度上是受以前一些高毒农药引发的事件影响。刚开始中国生产的农药?#20998;?#20027;要是高毒的有机磷类杀虫剂,因此人们将杀虫剂与农药等同起来,但实际上这类真正令人谈之色变的农药”已经被淘汰许久。
  以前中国生产的许多杀虫剂属于有机磷类,如常用的对硫磷(1605)、甲拌磷(3911)、内吸磷(1059)、敌敌畏等。这些常用的有机磷农药中,根据大鼠急性经口半数致死量(LD50,数值越小毒性越大),有LD50量在4 mg/kg ~10 mg/kg的内吸磷,2.1 mg/kg~3.7 mg/kg的甲拌磷等高毒性农药
  根据农业生产上常用农药(原药)的毒性,按照急性口服LD50数值,分为剧毒、高毒、中等毒、?#25237;?#21644;微毒五类。据统计,目前中国批?#38469;?#29992;的农药94%都属于?#25237;?#21644;微毒级别, 5%属于中等毒。
  2002年原农业部发布公告,禁止内吸磷(1059)、甲拌磷(3911)等高毒农药在蔬菜、果树、茶叶和中草药材上使用。
  刘长令提到,曾经还有一种令人色变的农药则是滴滴涕(DDT)。在农药的历史上,DDT 是第一个被?#26031;?#21512;成的广谱而高效的有机氯杀虫剂。1939 年瑞士化学家首先发现 DDT 可以作为杀虫剂使用,并于1948年获得了诺贝尔生理和医学奖。自此,以 DDT 为首的有机农药成为粮?#21507;?#20135;的重要手段,彼时每年减少的作物损失约占世界粮食总量的 1/3。
  上世纪70年代左右,中国引入滴滴涕。在全球使用几十年后,人们发?#20540;?#28404;涕类农药具有较高的稳定性和持久性,用药6个月后的农田里,仍可检测到滴滴涕的蒸发。此外滴滴涕极易在人体和动物体的脂肪中蓄积。
  中国在1982年禁用了滴滴涕,但是仍然将其用于应急病媒防治、三氯杀螨醇生产和防污漆生产。2009年原环境保护部发布公告,要求禁止在中国境内生产、流通、使用和进出口滴滴涕,但保留了紧急情况下用于病媒防治的可能。
  滴滴涕类农药的毒性来自于富集而产生的毒性,也就是?#31561;?#26524;有残留,由于人体不能靠代谢排出去,体内的滴滴涕?#31361;?#23500;集,从而产生高毒性。刘长令介绍,现在的农药在上市前,如果检测出有蓄积毒性,即停止开发,不会被批准上市。
  “我们永远都无法说农药没毒,永远不能否认农药有残留。”刘长令表示,化学品毒性和残留问题,都需要得到正确的认识,是否产生危害都与量有关,“那氯化钠的大鼠急性经口LD50差不多是3750mg/kg,氯化钠就是食?#21361;?#27599;天食用超过20克,长期下来?#31361;?#23545;身体有害。事实上,现在使用的农药中没有富集性,且一部分农药的大鼠急性经口毒?#32536;?#20110;食?#21361;?#22312;食物中的残留量也远低于0.05mg/kg。”
  此外,农药的残留问题还与使用的规范化有关。刘长令向记者介绍,假如一种农药一亩地只需要用1克,在做实验阶段?#31361;?#29992;100克去做。在“极端施药”的情况下,测量并规定最大残留限量(在食?#22346;?#20892;产品内部或表面法定?#24066;?#30340;农药最大浓度,mg/kg)、每日?#24066;?#25668;入量(人类终生每日摄入某物质,而不产生可检测到的危害健康估计量,mg/kg bw)等残留限量标准。
  其?#21361;?#26045;药有安全间隔期,就像有时候人吃完药以后要过30分钟才能吃其他东西。农药也是一样,?#29467;?#26576;种药以后,一般会规定过多少天之后才适合采收。
  因此刘长令认为,如果没有“疯狂用药?#34987;頡?#30528;急采收?#20445;?#24182;不会存在农作物药物残留导致人类的健?#28404;?#39064;。
  农药仍是治理农作物病虫草害的首选
  “现在60岁左右的人,都经历过没有饭吃的日子,我们小的时候根本没有农药,但作物收成也非常非常低。”刘长令表示,完全不施药情况下的粮食亩产,在以前尚无法让所有人吃饱,更不要说解决现在14亿人口的温饱。
  而如今,人口依然在增长,随着工业化发展,耕地面积相对?#27492;?#36824;在减少。在这种情况下,只能通过提高农作物单产来保?#20808;?#20204;的口粮。
  刘长令提到,提高单产的方式有很多,?#28909;?a href="javascript:if(confirm('http://www.seedinfo.cn/ \n\nl Teleport Ultra , ·’^j \n\nΘ?'))window.location='http://www.seedinfo.cn/'" >种子、土壤管理、各种作物保护措施等等,实际上都在使用,但效果并非立竿见影,尤其是在防治病虫草害方面,农药仍然是首选。
  刘长令介绍,40年前曾经历过的一件事,小麦田爆发一次虫灾,当时没有农药,组织了数百学生去抓虫子。“这么多人进地里灭虫,虫是灭光了,庄稼?#36130;?#22351;得差不多了,收成也没有了。”
  此外,包括黄瓜霜霉病、马铃薯晚疫病等农作物病害可以通过气体传播,也就是说只要有一个黄瓜叶子或马铃薯叶子得了病,人一经过或者刮过风,整个大棚都会爆发疾病。“农作物和人一样,不生病的时候要保持良好的营养、预防疾病,但生病?#21496;?#35201;吃药。”
  得了霜霉病的黄瓜叶子
  此前采访的多位科学家也表示,粮?#21507;?#20135;的办法除了生物技术,就是化学农药。刘长令认为,生物技术是让农作物抗病虫害的办法之一,但作物一个生长季可以受到数种或几十?#26893;?#34411;害的危害,目前的生物技术尚未能?#36842;?#35753;一种农作物?#38047;?#25152;有病虫害,因此生物技术?#31361;?#23398;技术需要结合使用。
  据刘长令介绍,世界粮农组织(FAO)有一项统?#31080;?#26126;,通过合理地使用农药,作物产量的损失可以减少40%,同时?#37096;?#20197;减少作物本身?#38047;?#30149;虫害而产生的毒素,利于人畜健康。
  此外,刘长令还提到农药市场的?#20174;Α?/span>2018年受环保治理的影响,部分农药的生产受到限制,价格不断上涨。原本一吨价位在30万左右的杀菌剂氟环唑,在2018年8月时价格飙升至68万元/吨。
  “这就简单地说明一个问题,农药的需求是?#25307;?#30340;,少了价格?#31361;?#19978;涨。
  农药的创制与医药相似:研发时间长、成功?#23454;?br />   与医药相似,国内的农药也是从仿制药开始。刘长令表示,在目前常用的六七百种农药中,大约有98%左右的农药均为仿制药,国内拥有自主专利权的农药少之又少。农药和医药都存在着研发周期长、成功?#23454;?#20174;而导致风险大、投入高的问题。刘长令认为,和医药相比,农药对?#26432;?#30340;要求更加严格。
  “举个很简单的例子,没有人到医院会?#25285;?#20320;这个药太贵了,我不用。你肯定认为哪个药好用就用,贵就贵点。”刘长令?#25285;?#20294;是农药不一样,太贵就不会有市场,大不了种地的人这次就选择少收成。
  以前由于普遍的检测技术较为落后,三五年一款农药就能研究或仿制出来,随后上市,包括其对生态环境的影响也并未得到充分认识。
  随着技术越来越先进,人们具备了更多种毒理学测?#38498;突?#22659;评价的能力,对农药安全的要求也越来越高。刘长令介绍,1956年左右从800个化合物中就能筛选出一个产品,到了1970年需要8000个化合物筛选一个产品,1980年后大约2万个化合物才能筛选一个产品,现在基本上16万个化合物才能筛选出一个产品。
  以一个30人组成的团队来合成16万个化合物,每人每年约合成150个,则差不多需要35年时间。这就使得农药创制的周期变得很长。刘长令表示,目前号称一个产品研发需要12年,实际指的就是开发阶段,并未包括前期研究阶段。
  除了周期长以外,成功?#23454;?#20063;是一大“劝退因素”。在寻?#19968;?#21512;物的阶段,研究人员发现一种化合物具有很好的活性,可以优化、衍生或修?#21361;?#22312;功能上合适的话,接下来要进行各种毒性测试、残留和代谢研究与检测,生态环境风险评估等,包括?#25237;尽?#20302;残留、有无致癌性、无突变性,无致畸性、对蜂鸟鱼蚕、土壤和水等生态环境等有多大影响,这一研究过程需要6到8年,大多候选?#20998;?#22312;这一“大浪淘?#22330;?#30340;过程中被淘汰。进入工业化生产阶段后,则需要研究合成工艺,性价比不好的候选?#20998;?#20381;然被淘汰,随后进行小试、中试,再到产业化大规模生产。与医药一样,每一步测试的淘汰率都非常高,也就意味着成功?#23454;汀?br />   上世纪80年代,刘长令发?#26893;?#20998;农药虽然?#20998;植?#19968;样,但其使用的原料或中间体一样,随后刘长令在25年间发表了一系列相关论文,并创建了“中间体衍生化法”。
  1997年,刘长令团队发表了《?#31243;?#20013;间体的共用性》论文; 2014年受邀在化学领域顶级期刊《化学评论》发表综述论文“中间体衍生化法在新农药创制中的应用”。2017年,《化学评论》的影响因子为52.613,在化学化工领域期刊中排名第一,在全球期刊影响因子排名中超过《自然》和《科学》。
  刘长令向记者介绍,中间体衍生化法是基于逆合成分析和现实生产的可行性基础创建的。?#28909;?#35266;察一个房子,各种类型的房子可能长相?#29467;?#19981;一,但往前推,观察其框架、设计和原料,最后发现原来就是沙子、水泥、钢筋、砖头等几种原料。
  农药也是一样,大多数农药都是由最开始的几个原料组成的,通过各?#26893;?#21516;的?#20174;Γ?#26368;后得到不同的产品。选对了中间体就选对了原料,选对了安全且价廉原料来做?#20174;Γ?#23601;意味着成功了一半,提升了研制?#25237;尽?#23433;全、性价比高候选?#20998;?#30340;几率,也就提高了研发的成功率。
  天然产物是?#36842;?a href="javascript:if(confirm('http://www.agrichem.cn/ \n\nl Teleport Ultra , ·’^j \n\nΘ?'))window.location='http://www.agrichem.cn/'" >农药绿色化的重要途径,在这一过程中,刘长令团队以天然产物为模板和中间体,发明了肉桂酸衍生物类杀菌剂氟吗啉,成为国内第一个在中国、美国?#22242;分?#33719;得专利权的农药?#20998;幀?#27492;后又发明了仅含?#35760;?#27687;三种元素、可用于苹果树腐烂病等防治的杀菌剂丁香菌酯,和具有杀菌、抗病毒、促进作物生长调节活性的唑菌酯,并制定了唑菌酯原药及制剂两项国际标准。
  农药的未来:?#22303;?#39640;效,环境相容
  对于未来的研究方向,刘长令认为,农药和医药一样,始终不变的课题就是新产生的病虫草害及抗性管理。受气候环境的影响,新的病虫草害时有发生,而任何药物,长期使用?#31361;?#20135;生抗性。刘长令表示,新产生的病虫草害及抗性管理,都需要不断开发新产品;而农药的棘?#27835;?#39064;就是防治对象变异快。
  对医药而言,目前人类约每20-30年繁衍一代,高等生物产生抗性的机理虽然复?#25317;?#27599;一代变化不大。而农药面对的是低等生物,繁衍速度快,变异?#37096;歟热?#34728;虫在纬度较高的地方一年可以繁衍30多代,而哪些变化会影响病虫草害产生抗性,将是农药研究亟待攻克的问题。
  就生态环境和人类健康的影响,就是要考虑环境相容性,刘长令表示,现在的检测技术已经完全可以达到微克级(ppm,溶质质量占全部溶液质量的百万分?#22756;?#34920;示的浓度),有些甚至纳克级(ppb,溶质质量占全部溶液质量的十亿分?#22756;?#34920;示的浓度)。如果在纳克?#37117;?#27979;出来有明显问题,也会在研究过程中被淘汰。
  但另一方面,也存在某一款药物可能对某一种生物有害,但经生态环境风险评估依然被批准销售。这则是因为在尚未出?#25351;?#22909;替代品的情况下,若对当下对环境的潜在影响风险较小,就选择保留。刘长令向记者举了个例子,?#28909;?#26576;种小麦除草剂,可能对鱼的毒性较高,但这种小麦田离有鱼的地方比较远,在安全评估后认为没有那?#21019;?#30340;风险,对鱼的影响小到一定阈值以下,也会批准上市。
  “做任何事情是一个?#33014;猓?a href="javascript:if(confirm('http://www.agrichem.cn/ \n\nl Teleport Ultra , ·’^j \n\nΘ?'))window.location='http://www.agrichem.cn/'" >农药不用不行,但用?#21496;?#24076;望它对生态环境的影响尽可能低。”刘长令表示。
  2015年,原农业部下发《到2020年农药使用量零增长行动方案》。2017年年底,原农业部表示,?#28895;?#21069;三年?#36842;?a href="javascript:if(confirm('http://www.agrichem.cn/ \n\nl Teleport Ultra , ·’^j \n\nΘ?'))window.location='http://www.agrichem.cn/'" >农药零增长的目标。
  作为农药创制人?#20445;?#21016;长令认为,所谓“零增长?#20445;?#20854;实只是在使用量上进行了限制,随着技术的进步,在保证产量的情况下,?#36842;?a href="javascript:if(confirm('http://www.agrichem.cn/ \n\nl Teleport Ultra , ·’^j \n\nΘ?'))window.location='http://www.agrichem.cn/'" >农药“零增长”甚至?#26696;?#22686;长”并不困?#36873;?br />   “如目前在产业化开发中的除草剂,测算下来一亩地最多只需要用4克,而草甘膦一亩地差不多要使用100克,如果成功上市并?#36842;?#23545;草甘膦的替代,使用量大幅减少不成问题。”
  所以在刘长令看来,对农药的使用规制,并不仅仅是使用量零增长,而是通过对生态?#31361;?#22659;毒性愈加全面的检测,将不合规的老产品淘汰。未来高效又安全环保的绿色农药将大有作为,尤其非常需要环境相容的绿色农药?#20998;幀?br />   “零增长是第一步,之后是安全环保?#22836;?#38505;,虽然没有任何一样东西是零风险的,但效果好、环境相容、零风险、绿色农药的创制与应用是?#21344;?#30446;标,也是必然的发展趋势。”刘长令表示。

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