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2024-05-08
为了不再有虫患——穆勒发明DDT
一部农业发展繁荣的历史,就是不断战胜病虫害的历史。对害虫进行比较系统的研究,始于18世纪。在19世纪70~80年代,人类防治几例严重病虫害获得成功,成为病虫害防治史上的一个转折点。
波尔多液直至今日仍在使用
对于波尔多液可谓是无人不知、无人不晓,它广泛用于防治葡萄霜霉病。其实,波尔多液最早是一个住在波尔多地区的农民涂在葡萄上,防止被人偷盗的。1882年,法国农学家米拉德进一步肯定了波尔多液的药效,从此这种硫酸铜加生石灰制成的混浊液,成为一种用途广泛的良好杀菌剂,于是开始了使用化学农药的新时代。
穆勒就是在同化学农药时代开始相差不远的1899年诞生的。他于1899年1月12日生于瑞士的奥尔坦,他的一生注定要为扑杀节肢动物而斗争。1925年,获得化学博士学位的穆勒,加入了一家著名的化学工业公司。他的志向就是运用化学知识,通过工业化手段,造福于人类。他早年从事植物染料和天然鞣革剂的研究,这使他熟练地掌握了有机化学的基本化工过程,成为他日后将DDT杀虫剂实现工业化的重要基础。
第二次世界大战期间,交战双方的军队曾经多次流行严重的传染病。为了防治热带传染病,特别是消灭传染病的媒介——体虱和跳蚤等有害昆虫,德国开始加快对杀虫剂的研究。1935年,穆勒开始研究合成杀虫剂。他首先对当时的主要农用杀虫剂的使用情况,进行了充分的调查。那时主要农药用的都是天然杀虫剂,例如砒霜。它们虽然可以杀虫,但对人畜皆有剧毒,而且杀虫效果和供应量都很有限,因此难以推广……
能否用化学反应合成一种新型的杀虫剂,它既可以杀死各种害虫,又对人畜无毒呢?穆勒在研究笔记本上记下了这一设想。有一天,穆勒接到妹妹从奥尔坦家乡寄来的家信,她诉说乡间又闹虫灾的惨况,穆勒陷入了往事的回忆。
奥尔坦位于景色旖旎的阿勒尔河流域,茂密的农作物连接远处青黛色的群山。可是这里偏偏经常闹虫灾。虫灾严重时,家家户户唉声叹气,愁眉苦脸;乡间的父老为田地里那些微小的虫子一筹莫展,只好在教堂中祈祷上帝。有时人们也试图用农药捕杀害虫,可是又会带来意想不到的灾难。穆勒儿时特别要好的一位朋友,就因为误食了喷洒砷化物的瓜果而死去……
穆勒决定集中精力研究一种广谱安全的杀虫剂。从此,穆勒钻进了资料堆和实验室,几乎达到了废寝忘食的地步。他查找了大量的资料,进行了无数次实验。
整整3年,1000多个日日夜夜过去了,穆勒一无所获。他筛选了几百种药物,但都毫无结果。这也难怪,穆勒实际是在和自己过不去,他设想找到的杀虫剂,一是要杀死各种虫子,二是要对人畜安全。可是,他实验筛选的药物,不是只能杀死一种虫子,就是对人畜有剧毒。穆勒企图找到十全十美的杀虫剂,朋友和同事都劝他放弃这个不现实的幻想,别再钻牛角尖了。
是继续钻牛角尖,还是半途而废呢?穆勒心神不宁了。一想到飞蝗铺天盖地而来,庄稼地里片叶无存的景象,穆勒不甘心了。他决定咬紧牙关,继续钻他的牛角尖。在同事们的帮助和指点下,穆勒改变了工作方式。他不再只注意那些已有的物质,他要合成新的物质,看看它们能不能够杀虫。
经过一段细致地观察,他把杀虫剂与虫子的中毒方式分成两类,然后区别加以对待。一类是虫子吃进杀虫剂后而致命,另一类是虫子接触杀虫剂后而致死。他分别有针对性地开展研究。不久,前线的战报使他的研究方向发生了倾斜。战争期间,前线不断传来流行斑疹伤寒的消息。斑疹伤寒是由一种叫作立克次体的微生物引起的急性传染病。它多以虱、蚤、壁虱等节肢动物为媒介侵入人体,形成死亡率很高的传染病。这一传染病的流行季节与虱子的孳生季节相同,以冬春两季较多。人们在过度疲劳和全身抵抗力下降时易患此病。所以在战争和灾荒年代容易大规模流行,有人戏称之为“战争伤寒”和“饥荒伤寒”。(www.chuimin.cn)
当时,医生们已经知道“战争伤寒”是虱、蚤在作怪,呼吁科学界尽快研制出杀虫剂用来扑杀虱、蚤之类的害虫。虱、蚤是以吸食人或畜的血液为生的,所以不会把药物吃进胃里。因此,穆勒把研究方向转向寻找一种触杀型杀虫剂。它能够通过接触害虫而达到杀虫的目的。为了挽救战壕里那些因被虱子咬而濒于死亡的战士的生命,穆勒加班加点地工作。
穆勒的工作也像一场战争,他是从虱子嘴里夺出年轻战士的生命。1939年9月,穆勒在查阅文献时,受到启示,终于合成了“DDT”。
DDT,化学名称叫二氯二苯基三氯乙烷,它是一种有机氯化物。经过实验发现,它对各种害虫有广泛的触杀作用,特别是对蝇、虱、蚤等害虫,有明显的毒杀作用,穆勒成功了,1939年底,穆勒正式公开宣布了自己的发明。DDT的合成及其对害虫的广谱触杀作用的发现,是穆勒对人类的重要贡献。一个真正的科学贡献必须是在它得到社会的普遍承认之后,才能更有威力。
跳 蚤
穆勒公开自己的发明以后,瑞士政府用DDT成功地防治了马铃薯甲虫病,效果很好。DDT小试牛刀就锋芒毕露,穆勒增强了信心,他决心为扑灭虫患大量生产DDT。可是这时困难像山一样向穆勒压来,DDT的触杀效力被承认了,可是由于化学反应复杂,制造过程繁琐,成本高,价格贵,所以不能普遍推广。害虫猖狂为害仍然无法被清除,穆勒的心深深地被刺痛了,他投入了将DDT从实验室推向社会的工作。
后来,化学家、化工专家经过无数次的改进,1942年正式投放市场的DDT,立即受到人们的欢迎。1943年,美国农业部也进行了大面积的试验,证实了DDT具有较好的杀虫效果,DDT终于在扑杀虫患中发挥了明显的作用。DDT在消灭传染病的媒介昆虫和重要农业害虫方面,建立了巨大功勋。
1943年10月,意大利南部港口那不勒斯流行严重的斑疹伤寒。1944年7月,由于在那不勒斯大面积使用了DDT,在数周之内,就彻底消灭了虱子,制止了此病的继续蔓延。同年,在日本也得到了同样的防治效果。这些结果有力地显示了DDT在防治斑疹伤寒及由其他节肢动物传播的疾病方面,有重大的功效。
正是由于穆勒第一个合成并确证了高效有机杀虫剂DDT,并广泛应用于农业、畜牧业、林业及卫生保健事业,因此他荣获了1948年度诺贝尔生理学及医学奖。
第二次世界大战后,以DDT为代表的有机杀虫剂,以2′4—D为代表的有机除草剂的兴起,使大规模地应用化学农药,进入了一个新阶段。DDT运用的广泛,出乎一般人的意料,而且对付特殊虫类,只需稍微加工,即发生奇特的效力。
在全球范围内DDT到处大规模地应用,建立了巨大功勋。但同时也更加助长了单纯使用有机农药防治害虫的偏向。20世纪50年代初,开始出现大量使用DDT后引起的副作用问题,到20世纪60年代已成为亟待解决的突出问题。首先是害虫、病原菌对农药产生了抗药性,剂量日益加大甚至增加几倍,而且还要重复防治。后来,化学农药不仅杀死害虫甚少,也杀死了许多害虫的天敌,使某些本来危害不严重的昆虫,上升为重要害虫。DDT的滥用还造成了巨大的环境污染,引起了公众的重视。
在DDT有机农药的启示下,人们又研制出一系列新型的杀虫剂和杀菌剂。从20世纪70年代以后,DDT已经完成了它的历史使命,但是它的功绩在科学史上是不可磨灭的。
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