第2章 喜中帶憂的技術發明——1939年農藥和殺蟲劑的發現與應用(1 / 3)

世界上有3000多種有害的昆蟲,它們吃掉大量穀物、水果和纖維品,還傳染疾病,所以,很久以來,人類渴望殺死這些有害的昆蟲。在本世紀初的前一二十年,人類對付害蟲的方法主要是使用天然植物農藥和礦物農藥,如除蟲菊、魚藤酮、無機砷化劑等等。砷化物對人畜有劇毒,而除蟲菊、魚藤酮的殺蟲效果和供應量又都很有限,根本不能滿足農業生產的需要,因此,人工合成農藥和殺蟲劑勢在必行。當時,每年都有大量的農藥和有關的專利問世,但由於殺蟲效果不如砷化物和除蟲菊,所以,沒有一種能成批生產和使用,經過近一個世紀的努力,人類取得了不少與害蟲作鬥爭的經驗,但也有不少教訓。

(1)威力超群的DDT

1925年,瑞士化學家保爾·赫爾曼·米勒開始了合成殺蟲劑的研究。有一天,米勒接到他的妹妹從奧爾坦家鄉寄來的信,從信中得知,家鄉又鬧起了嚴重的蟲災。米勒想起小時候聽老人說起的中國人的名言“以毒攻毒”,決心要發明一種威力超群的殺蟲劑,幫助鄉親們消除蟲災。

理想的殺蟲劑應該具備什麼條件呢?它應該具備哪些特點和性質呢?他向自己提出這樣一個問題。經過認真思考之後,他認為,理想的殺蟲劑應具備以下7個條件:一是對昆蟲有劇毒,二是中毒迅速;三是對哺乳動物和植物無毒或隻有微毒;四是無刺激性,沒有氣味或僅有微弱的氣味,在任何情況下都不使人產生不愉快的感覺;五是毒殺範圍應當盡可能廣泛,包括盡可能多的節肢動物;六是具有長效,即有很好的化學穩定性;七是價格便宜,經濟實惠。

按照這些要求,擺在米勒麵前主要有兩方麵的工作:一是為合成新的殺蟲劑從事化學合成的研究;二是檢查合成的新藥是否具有殺蟲效果,即從事生物學實驗。

3年過去了,他合成了許多化學藥物,但這些藥物往往要在噴灑後幾小時、甚至幾天才起到殺蟲作用,中毒過程太緩慢了。同行們勸他別再鑽牛角尖兒了,他自己也承認,要找到一種好的殺蟲劑確實不容易。難道能因此半途而廢嗎?他實在不甘心,想到鄉親們受蟲害的痛苦,想到“以毒攻毒”的名言,他決定咬緊牙關,繼續進行試驗。

米勒知道,一些農藥公司製造的殺蟲劑是蛾類胃毒劑,也就是隨著食物被害蟲吃進胃裏之後才能起毒殺作用,所以,這種胃毒劑不能用來防治帶菌的虱、蚤等,因為虱和跳蚤吸食人或畜的血液,不會把藥物吃進胃裏。為了對這些害蟲也能殺滅,他竭力想尋找一種觸殺劑,也就是說,蟲子一接觸到藥物,它就能穿透昆蟲體壁,起到毒殺作用。

米勒查閱了大量的資料。一天,他看到了雙苯基三氯乙烷的製備方法,這就使他從氯代甲基的毒性出發,進而想知道三氯代甲基的觸殺效果。

1939年9月,米勒正式公開了他的研究成果:新型的殺蟲劑對家蠅有驚人的觸殺作用。隨後,他又製備了這一藥物的各種衍生物,終於合成了雙對氯苯基三氯乙烷,即威力超群的DDT。

DDT的化學結構是由苯環和三氯乙烷基構成的,其中苯環是致毒部分,三氯乙烷基是脂溶性部分,它對害蟲幾丁質層的高度親和力,能使DDT透過體壁進入蟲體,起到觸殺作用。

DDT發明後,化工界對他的發明視為奇談怪論,但當他們把生產DDT的化學方程式細細審查之後,便不得不稱絕。瑞士政府將這種新型殺蟲劑用於防治馬鈴薯甲蟲,結果非常成功。

DDT的觸殺效力被承認了,但由於製造工藝複雜、成本高、價格貴,它還不能被普遍推廣。後來,經過無數次的改進,1942年才正式投放市場。1943年,美國農業部進行了試驗,也證實了DDT具有較好的殺蟲效果。

1943年10月,正值第二次世界大戰時期,斑疹傷寒在意大利南部港口那不勒斯流行起來,這種病是由虱子作媒介的急性傳染病,死亡率較高。在當時戰爭條件下,讓人們全部脫掉所穿的衣服,將其焚毀,再換上新衣服是難以做到的。於是,有人想到了DDT,用它來毒死虱子!

1944年1月,在那不勒斯開始大麵積使用DDT,無論軍人還是老百姓,都要排起隊來噴灑DDT溶液。3周之後,虱子被徹底消滅了,人類曆史上第一次製止了斑疹傷寒病的流行,從而有力地顯示了DDT在防治斑疹傷寒及由其他節肢動物傳播的疾病方麵的重大功效,從此,DDT名揚世界。

(2)“寂靜的春天”

DDT是人類曆史上第一種有機合成農藥。繼DDT之後,又出現了許多有機氯農藥,主要是狄氏劑、艾氏劑、異狄氏劑、冰片基氯、毒殺芬、高丙體六六六、氯丹、七氯等,它們具有生產規模大、成本低,藥效高、應用範圍廣泛、殘效作用長等優點。所以,在五六十年代,使用量是非常大的。

美國是使用化學農藥最多的國家。在50年代,美國製訂了用化學農藥控製害蟲的10年計劃,開始大量使用農藥和殺蟲劑,往往一次噴藥的土地麵積少則幾千英畝,多達幾百萬英畝。1950年的使用量為10.4萬噸,到1961年,美國已有13.1萬英畝的土地噴撒了狄氏劑,其毒性比DDT高50倍。

在美國北卡羅來納州沿海,有一個沙質的島嶼,叫做奧克拉科克島。第二次世界大戰期間,美國海軍為了在這裏駐紮,曾經大量噴灑過DDT,以消滅這裏凶惡的蚊蟲。戰爭結束後,美國政府部門為了消滅島上的害蟲,用噴灑車沿著奧克拉科克狹窄的小路,把大量DDT慢慢地噴灑到空中,市民們也積極配合行動,紛紛用自製的噴霧器噴灑DDT。

1959年秋天,為了控製日本甲蟲的蔓延,美國政府在密執安州的東南部,包括底特律郊區的2.7萬多英畝的土地上,用飛機噴灑大量的艾氏劑藥粉。艾氏劑藥粉的毒性為DDT的100~300倍,而且價格便宜,是所有化學藥物中毒性最強的一種。接著,在依阿華州、印第安納州、伊利諾斯州及密蘇裏州等許多地區,也噴灑了大量有機氯農藥。飛機在執行噴灑任務時,農藥像雨滴一樣落在人行道上。

DDT和其他有機殺蟲劑被大量使用著,每年都要生產幾萬噸。1966年,美國一年就在殺蟲劑上花費了10億以上的美元。從1948年開始使用農藥到1954年,農作物單位麵積上的產量比1943年不使用農藥時提高了60%。農作物得救了,一些昆蟲傳播的疾病也消除了,自從DDT像滅虱子效果那樣消滅蚊子和蒼蠅以來,瘧疾在美國幾乎不為人所知了,每年報告的瘧疾病不到100例,並且幾乎都是從國外帶進來的。但是,這並不代表著可以高枕無憂了。有機殺蟲劑的使用,也帶來了越來越大的麻煩。

人們慢慢發現,本來是萬物複蘇的春天,小昆蟲和小動物減少了,本來是喧鬧的春天,變得寂靜起來。50年代大量使用農藥,到60年代才開始認識到危害!

1962年,美國生物學家萊切爾·卡遜女士出版了《寂靜的春天》一書,在美國引起了轟動和世界輿論的關注,也引起了對有關化學農藥的爭論。她從1958年開始,就把全部注意力集中到日益暴露其危害的殺蟲劑使用的問題上。她花費了4年時間,詳盡地調查了官方和民間的各種有關報道和反映,並進行了實地觀察。在書中,她列舉了大量事實,說明農藥和殺蟲劑造成的危害。