自第二次世界大戰(zhàn)以來(lái)，化學(xué)農(nóng)藥在確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保護(hù)人類(lèi)健康方面起到了巨大的作用。目前全世界每年的農(nóng)藥總產(chǎn)量已超過(guò)500萬(wàn)噸，并且仍以每年5％的速度在增長(zhǎng)。盡管如此，化學(xué)農(nóng)藥仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足客觀需要。
   農(nóng)藥發(fā)展之所以如此迅速，是與其在保證農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方面所起的作用分不開(kāi)的。在農(nóng)作物和家畜所處的環(huán)境中，大約有5萬(wàn)種真菌，能引起1500種病害；全世界大約有3萬(wàn)種雜草，其中1800種以上可造成經(jīng)濟(jì)上的損失；此外，還有1萬(wàn)種昆蟲(chóng)能產(chǎn)生各種危害。據(jù)估計(jì)，如果不使用農(nóng)藥，全世界糧食總產(chǎn)量的50％將會(huì)被各種病、蟲(chóng)和雜草所吞噬。使用了農(nóng)藥，則可挽回其損失的15％。全世界因病、蟲(chóng)、草害造成的損失，估計(jì)每年達(dá)800億美元。據(jù)我國(guó)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)由于防治病、蟲(chóng)、草害，每年可挽回糧食損失150—200億公斤，皮棉500—600萬(wàn)擔(dān)，瓜、果、煙、茶等經(jīng)濟(jì)作物因使用農(nóng)藥而獲得的經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。鑒于上述原因，目前人類(lèi)實(shí)際上已處于不得不使用農(nóng)藥的地步，尤其在一些用藥水平低的亞、非、拉國(guó)家，為解決糧食問(wèn)題，農(nóng)藥用量將有較大的增加。在一些發(fā)達(dá)的國(guó)家，農(nóng)藥用量也有增加的趨勢(shì)。
   另外，農(nóng)藥在衛(wèi)生保健方面所起的作用也很大。如在1955年至1965年的10年間，由于使用合成殺蟲(chóng)劑所挽救的病人，單就瘧疾而言就達(dá)1500萬(wàn)人，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了抗菌素所挽救的人。
   目前，國(guó)外已作為商業(yè)注冊(cè)和得到專(zhuān)利保護(hù)的農(nóng)藥品種有1200余種，其中約有500種投入市場(chǎng)，藥劑類(lèi)型達(dá)6萬(wàn)種。
   隨著人口增加，糧食產(chǎn)量也要相應(yīng)增加。增產(chǎn)糧食的主要途徑無(wú)疑是提高單位面積產(chǎn)量。而提高單產(chǎn)的重要技術(shù)措施就是使用農(nóng)藥。
   農(nóng)藥的巨大效益是無(wú)可懷疑的，但是，隨著農(nóng)藥的大量的使用，也引起了一些不良后果。在60年代，人們認(rèn)識(shí)到了ddt等有機(jī)氯農(nóng)藥不僅對(duì)害蟲(chóng)有殺傷作用，同時(shí)對(duì)害蟲(chóng)的天敵及傳粉昆蟲(chóng)等益鳥(niǎo)益蟲(chóng)也有殺傷作用，因而打亂了生物界的相互制約和相互依賴(lài)的相對(duì)平衡，引起新害蟲(chóng)的猖獗。另外，長(zhǎng)期使用同類(lèi)型農(nóng)藥，使害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性，也增加了防治藥量和防治次數(shù)，大大增加了防治經(jīng)費(fèi)。據(jù)國(guó)外初步調(diào)查，目前已產(chǎn)生抗藥性的害蟲(chóng)有300種左右，其中農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)占100余種。
   除上述不良后果外，還存在一個(gè)更為重要的問(wèn)題，即農(nóng)藥污染問(wèn)題。對(duì)人體健康和生物界產(chǎn)生直接或間接的危害。
本節(jié)將介紹農(nóng)藥的分類(lèi)、農(nóng)藥引起的環(huán)境問(wèn)題和農(nóng)藥在土壤環(huán)境中的遷移、降解及殘留。
一、農(nóng)藥的分類(lèi)
農(nóng)藥在廣義上指農(nóng)業(yè)上使用的藥劑。包括殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、除草劑等，還包括農(nóng)業(yè)上使用的化肥等其它化學(xué)品。狹義上指防治危害植物及農(nóng)林產(chǎn)品的昆蟲(chóng)、病菌、雜草、蜱螨、鼠類(lèi)等的藥劑以及能調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的藥劑和使這些藥劑效力增加的輔助劑、增效劑等。
    目前，在市售的約500種農(nóng)藥中，農(nóng)業(yè)上常用的有250種左右，其中包括100種殺蟲(chóng)劑，50種除草劑，50種殺菌劑，20種殺線蟲(chóng)劑和30種其它化合物。
   防治病、蟲(chóng)、雜草等的化學(xué)物質(zhì)大都由工廠制備，也有極少數(shù)天然地存在于植物體中，或從微生物中培育而得。前者如常用的ddt、六六六、樂(lè)果、敵百蟲(chóng)等，通稱(chēng)為化學(xué)農(nóng)藥；后者如除蟲(chóng)菊素、魚(yú)藤酮等，通稱(chēng)為植物性農(nóng)藥；此外，如春雷霉素、井崗霉素等，通稱(chēng)生物性農(nóng)藥。
   病、蟲(chóng)、雜草等有害生物，不論在形態(tài)、行為、生理代謝等方面均有很大差異。因此，農(nóng)藥的防治對(duì)象也有所不同。根據(jù)防治對(duì)象的不同，農(nóng)藥可分為：殺蟲(chóng)劑、殺螨劑、殺菌劑、殺線蟲(chóng)劑、除莠劑、殺鼠劑、殺軟體動(dòng)物劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和其它藥劑等

農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染是多方面的，包括大氣、水體、土壤和作物。進(jìn)入環(huán)境的農(nóng)藥在環(huán)境各要素間遷移、轉(zhuǎn)化并通過(guò)食物鏈富集，Zui后對(duì)生物和人體造成危害。
1.農(nóng)藥對(duì)大氣的污染大氣中農(nóng)藥的污染主要來(lái)自為各種目的而噴灑農(nóng)藥時(shí)所產(chǎn)生的藥劑飄浮物和來(lái)自農(nóng)作物表面、土壤表面及水中殘留農(nóng)藥的蒸發(fā)、揮發(fā)擴(kuò)散。此外，農(nóng)藥廠排出的廢氣，也是農(nóng)藥污染大氣的原因之一。
  大氣中的農(nóng)藥飄浮物在風(fēng)的作用下可跨山越海，到達(dá)世界每個(gè)角落。據(jù)報(bào)道，在地球的南、北極圈內(nèi)和喜馬拉雅山Zui高峰上都發(fā)現(xiàn)有機(jī)氯農(nóng)藥的存在。
   大氣中農(nóng)藥的污染具有以下特點(diǎn)：
①大氣中農(nóng)藥的污染情況決定于農(nóng)藥的使用情況，例如普遍使用ddt農(nóng)藥時(shí)，大氣污染就以ddt為主；
②大氣中的農(nóng)藥污染程度因地而異；
③大氣中農(nóng)藥的殘留量隨施藥時(shí)間而有規(guī)律地增減。
2.農(nóng)藥對(duì)水體的污染水體中的農(nóng)藥主要來(lái)自農(nóng)田施藥和土壤中的農(nóng)藥被水流沖刷及農(nóng)藥廠廢水排放進(jìn)入水體。
   美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家在60年代就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在使用有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑10年后，所有的主要河流都已受到污染。我國(guó)也有類(lèi)似的情況。
   由于各種水體的理化性質(zhì)不同，因此被農(nóng)藥污染的程度也不同。根據(jù)日本對(duì)自然界不同水體中有機(jī)氯的農(nóng)藥檢測(cè)結(jié)果，其污染順序?yàn)椋?br>雨水＞河水＞海水＞自來(lái)水＞地下水
3.農(nóng)藥對(duì)土壤的污染土壤中的農(nóng)藥主要來(lái)自：①直接的施用；②通過(guò)浸種、拌種等施藥方式進(jìn)入土壤；③漂浮在大氣中的農(nóng)藥隨降雨和降塵落到地面進(jìn)入土壤。
農(nóng)藥對(duì)土壤的污染程度決定于農(nóng)藥的種類(lèi)和性質(zhì)。
   農(nóng)藥在土壤中的殘留與土壤的類(lèi)型、有機(jī)質(zhì)含量、酸堿度、金屬離子的種類(lèi)和數(shù)量、水分含量、通氣性、植被種類(lèi)和覆蓋率、微生物種類(lèi)和數(shù)量等因素有關(guān)。
   農(nóng)藥在土壤中的消失機(jī)制一般與農(nóng)藥的氣化作用（物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過(guò)程，有蒸發(fā)和蒸騰兩種形式）、地下滲透、氧化水解和土壤微生物的作用有關(guān)。
   農(nóng)藥在土壤中的殘留期和不同土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留情況見(jiàn)表7.7和表7.8。
注：*消解95％所需時(shí)間，**消解75％—100％所需時(shí)間，***消解95％以上所需時(shí)間，a為半衰期。
4.農(nóng)藥對(duì)人體健康的危害據(jù)報(bào)道，全世界每年因農(nóng)藥中毒致死者估計(jì)1萬(wàn)人，致病者估計(jì)達(dá)40萬(wàn)。發(fā)展中國(guó)家受農(nóng)藥污染極為嚴(yán)重，每年發(fā)生37萬(wàn)起農(nóng)藥中毒事件。
   農(nóng)藥進(jìn)入人體的主要途徑是通過(guò)食物攝入。長(zhǎng)期食用被農(nóng)藥污染的食品能造成人體某些農(nóng)藥的積貯而對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。
   農(nóng)藥對(duì)人體健康的危害目前認(rèn)為有以下幾個(gè)方面：①對(duì)神經(jīng)的影響；②致癌作用；③對(duì)肝臟的影響；④誘發(fā)突變；⑤慢性中毒。
   此外，農(nóng)藥還能對(duì)水生生物、飛禽、動(dòng)物和植物等造成污染和危害。
三、農(nóng)藥在土壤環(huán)境中遷移、降解及殘留
   農(nóng)藥進(jìn)入土壤后，與土壤中的固、氣、液體物質(zhì)發(fā)生一系列化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)。通過(guò)上述反應(yīng)，土壤中的農(nóng)藥發(fā)生下列三方面的作用：第一，土壤的吸附作用使農(nóng)藥殘留于土壤中；第二，農(nóng)藥在土壤中進(jìn)行氣、水遷移，并被植物吸收；第三，農(nóng)藥在土壤中發(fā)生化學(xué)、光化學(xué)和生物化學(xué)降解作用，殘留量逐漸減少。下面就此三方面作一簡(jiǎn)單介紹。
1.土壤對(duì)農(nóng)藥的吸附作用 農(nóng)藥進(jìn)入土壤后，通過(guò)物理吸附和化學(xué)吸附等形式吸附在土壤顆粒表面，這時(shí)農(nóng)藥的移動(dòng)性和毒性發(fā)生變化。在某種意義上講，土壤的吸附作用就是土壤對(duì)有毒物質(zhì)的凈化和解毒作用。但這種作用是不穩(wěn)定的，也是有限的。
土壤對(duì)農(nóng)藥吸附作用的強(qiáng)度取決于土壤特性和農(nóng)藥性質(zhì)。一方面，各種土壤的性質(zhì)差別很大，其有機(jī)質(zhì)含量、龜荷類(lèi)型、粘土礦物比表面大小、ph值等不同，對(duì)農(nóng)藥的吸附能力有很大的差異；另一方面，農(nóng)藥的性質(zhì)差別很大，因而吸附作用也不同。實(shí)踐證明，在各種農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)中，凡帶有r3n—、—conh2、—oh、—nh2、—ocor等功能團(tuán)的農(nóng)藥都能增強(qiáng)被吸附的強(qiáng)度，尤其是帶—nh2的化合物，被吸附能力更強(qiáng)。
2.農(nóng)藥在土壤中的氣遷移與水遷移 農(nóng)藥的氣遷移主要是指農(nóng)藥的揮發(fā)作用，揮發(fā)作用的大小，主要決定于農(nóng)藥本身的溶解度和蒸氣壓，以及土壤的溫度、濕度和土壤的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)等性質(zhì)。
農(nóng)藥在土壤溶液中的擴(kuò)散速度很慢，而蒸氣擴(kuò)散速度比它要大一萬(wàn)倍。
農(nóng)藥的水遷移主要包括直接溶于水和被吸附于土壤固體顆粒表面上隨水分移動(dòng)而進(jìn)行機(jī)械遷移兩種方式。農(nóng)藥在土壤中的氣遷移能力和水遷移能力可用揮發(fā)指數(shù)和淋溶指數(shù)進(jìn)行比較（表7.9）。這兩個(gè)指數(shù)均為相對(duì)值，規(guī)定Zui難遷移的ddt的揮發(fā)指數(shù)和淋溶指數(shù)為1.0，以此為基數(shù)與其它農(nóng)藥相比，指數(shù)越大，遷移能力越強(qiáng)。
3.農(nóng)藥在土壤中的降解和殘留
有機(jī)農(nóng)藥在化學(xué)與生物化學(xué)作用下逐漸分解，Zui后轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物，此過(guò)程稱(chēng)為化學(xué)農(nóng)藥的降解過(guò)程。降解速度快，在土壤中殘留時(shí)間短，稱(chēng)為低殘留農(nóng)藥；降解速度慢，在土壤中殘留時(shí)間長(zhǎng)，稱(chēng)為高殘留農(nóng)藥。
農(nóng)藥在土壤中的降解主要包括光化學(xué)降解，化學(xué)降解和生物降解等。
光化學(xué)降解是指土壤表面受太陽(yáng)輻射能和紫外線能而引起的農(nóng)藥分解。
化學(xué)降解可分為催化反應(yīng)和非催化反應(yīng)。非催化反應(yīng)包括水解、氧化、異構(gòu)化、離子化等作用。
生物降解的形式多種多樣，主要有脫氯作用，脫烷基作用，水解作用，環(huán)破裂作用，氧化作用和還原作用等