自第二次世界大戰(zhàn)以來，化學農(nóng)藥在確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保護人類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500萬噸，并且仍以每年5％的速度在增長。盡管如此，化學農(nóng)藥仍然遠遠不能滿足客觀需要。
   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的。在農(nóng)作物和家畜所處的環(huán)境中，大約有5萬種真菌，能引起1500種病害；全世界大約有3萬種雜草，其中1800種以上可造成經(jīng)濟上的損失；此外，還有1萬種昆蟲能產(chǎn)生各種危害。據(jù)估計，如果不使用農(nóng)藥，全世界糧食總產(chǎn)量的50％將會被各種病、蟲和雜草所吞噬。使用了農(nóng)藥，則可挽回其損失的15％。全世界因病、蟲、草害造成的損失，估計每年達800億美元。據(jù)我國有關部門統(tǒng)計，我國由于防治病、蟲、草害，每年可挽回糧食損失150—200億公斤，皮棉500—600萬擔，瓜、果、煙、茶等經(jīng)濟作物因使用農(nóng)藥而獲得的經(jīng)濟效益更為顯著。鑒于上述原因，目前人類實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、拉國家，為解決糧食問題，農(nóng)藥用量將有較大的增加。在一些發(fā)達的國家，農(nóng)藥用量也有增加的趨勢。
   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，由于使用合成殺蟲劑所挽救的病人，單就瘧疾而言就達1500萬人，遠遠超過了抗菌素所挽救的人。
   目前，國外已作為商業(yè)注冊和得到專利保護的農(nóng)藥品種有1200余種，其中約有500種投入市場，藥劑類型達6萬種。
   隨著人口增加，糧食產(chǎn)量也要相應增加。增產(chǎn)糧食的主要途徑無疑是提高單位面積產(chǎn)量。而提高單產(chǎn)的重要技術措施就是使用農(nóng)藥。
   農(nóng)藥的巨大效益是無可懷疑的，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，人們認識到了ddt等有機氯農(nóng)藥不僅對害蟲有殺傷作用，同時對害蟲的天敵及傳粉昆蟲等益鳥益蟲也有殺傷作用，因而打亂了生物界的相互制約和相互依賴的相對平衡，引起新害蟲的猖獗。另外，長期使用同類型農(nóng)藥，使害蟲產(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。據(jù)國外初步調查，目前已產(chǎn)生抗藥性的害蟲有300種左右，其中農(nóng)業(yè)害蟲占100余種。
   除上述不良后果外，還存在一個更為重要的問題，即農(nóng)藥污染問題。對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、農(nóng)藥引起的環(huán)境問題和農(nóng)藥在土壤環(huán)境中的遷移、降解及殘留。
一、農(nóng)藥的分類
農(nóng)藥在廣義上指農(nóng)業(yè)上使用的藥劑。包括殺蟲劑、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品。狹義上指防治危害植物及農(nóng)林產(chǎn)品的昆蟲、病菌、雜草、蜱螨、鼠類等的藥劑以及能調節(jié)植物生長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種殺蟲劑，50種除草劑，50種殺菌劑，20種殺線蟲劑和30種其它化合物。
   防治病、蟲、雜草等的化學物質大都由工廠制備，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、樂果、敵百蟲等，通稱為化學農(nóng)藥；后者如除蟲菊素、魚藤酮等，通稱為植物性農(nóng)藥；此外，如春雷霉素、井崗霉素等，通稱生物性農(nóng)藥。
   病、蟲、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)藥的防治對象也有所不同。根據(jù)防治對象的不同，農(nóng)藥可分為：殺蟲劑、殺螨劑、殺菌劑、殺線蟲劑、除莠劑、殺鼠劑、殺軟體動物劑、植物生長調節(jié)劑和其它藥劑等

農(nóng)藥對環(huán)境的污染是多方面的，包括大氣、水體、土壤和作物。進入環(huán)境的農(nóng)藥在環(huán)境各要素間遷移、轉化并通過食物鏈富集，Zui后對生物和人體造成危害。
1.農(nóng)藥對大氣的污染大氣中農(nóng)藥的污染主要來自為各種目的而噴灑農(nóng)藥時所產(chǎn)生的藥劑飄浮物和來自農(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)藥飄浮物在風的作用下可跨山越海，到達世界每個角落。據(jù)報道，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)有機氯農(nóng)藥的存在。
   大氣中農(nóng)藥的污染具有以下特點：
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，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間而有規(guī)律地增減。
2.農(nóng)藥對水體的污染水體中的農(nóng)藥主要來自農(nóng)田施藥和土壤中的農(nóng)藥被水流沖刷及農(nóng)藥廠廢水排放進入水體。
   美國、英國、日本等國家在60年代就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在使用有機氯殺蟲劑10年后，所有的主要河流都已受到污染。我國也有類似的情況。
   由于各種水體的理化性質不同，因此被農(nóng)藥污染的程度也不同。根據(jù)日本對自然界不同水體中有機氯的農(nóng)藥檢測結果，其污染順序為：
雨水＞河水＞海水＞自來水＞地下水
3.農(nóng)藥對土壤的污染土壤中的農(nóng)藥主要來自：①直接的施用；②通過浸種、拌種等施藥方式進入土壤；③漂浮在大氣中的農(nóng)藥隨降雨和降塵落到地面進入土壤。
農(nóng)藥對土壤的污染程度決定于農(nóng)藥的種類和性質。
   農(nóng)藥在土壤中的殘留與土壤的類型、有機質含量、酸堿度、金屬離子的種類和數(shù)量、水分含量、通氣性、植被種類和覆蓋率、微生物種類和數(shù)量等因素有關。
   農(nóng)藥在土壤中的消失機制一般與農(nóng)藥的氣化作用（物質從液態(tài)轉化為氣態(tài)的過程，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。
   農(nóng)藥在土壤中的殘留期和不同土壤中有機氯農(nóng)藥的殘留情況見表7.7和表7.8。
注：*消解95％所需時間，**消解75％—100％所需時間，***消解95％以上所需時間，a為半衰期。
4.農(nóng)藥對人體健康的危害據(jù)報道，全世界每年因農(nóng)藥中毒致死者估計1萬人，致病者估計達40萬。發(fā)展中國家受農(nóng)藥污染極為嚴重，每年發(fā)生37萬起農(nóng)藥中毒事件。
   農(nóng)藥進入人體的主要途徑是通過食物攝入。長期食用被農(nóng)藥污染的食品能造成人體某些農(nóng)藥的積貯而對人體健康產(chǎn)生危害。
   農(nóng)藥對人體健康的危害目前認為有以下幾個方面：①對神經(jīng)的影響；②致癌作用；③對肝臟的影響；④誘發(fā)突變；⑤慢性中毒。
   此外，農(nóng)藥還能對水生生物、飛禽、動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)藥進入土壤后，與土壤中的固、氣、液體物質發(fā)生一系列化學、物理化學和生物化學反應。通過上述反應，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、光化學和生物化學降解作用，殘留量逐漸減少。下面就此三方面作一簡單介紹。
1.土壤對農(nóng)藥的吸附作用 農(nóng)藥進入土壤后，通過物理吸附和化學吸附等形式吸附在土壤顆粒表面，這時農(nóng)藥的移動性和毒性發(fā)生變化。在某種意義上講，土壤的吸附作用就是土壤對有毒物質的凈化和解毒作用。但這種作用是不穩(wěn)定的，也是有限的。
土壤對農(nóng)藥吸附作用的強度取決于土壤特性和農(nóng)藥性質。一方面，各種土壤的性質差別很大，其有機質含量、龜荷類型、粘土礦物比表面大小、ph值等不同，對農(nóng)藥的吸附能力有很大的差異；另一方面，農(nóng)藥的性質差別很大，因而吸附作用也不同。實踐證明，在各種農(nóng)藥的分子結構中，凡帶有r3n—、—conh2、—oh、—nh2、—ocor等功能團的農(nóng)藥都能增強被吸附的強度，尤其是帶—nh2的化合物，被吸附能力更強。
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、濕度和土壤的質地和結構等性質。
農(nóng)藥在土壤溶液中的擴散速度很慢，而蒸氣擴散速度比它要大一萬倍。
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而進行機械遷移兩種方式。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)進行比較（表7.9）。這兩個指數(shù)均為相對值，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。
3.農(nóng)藥在土壤中的降解和殘留
有機農(nóng)藥在化學與生物化學作用下逐漸分解，Zui后轉化為無機物，此過程稱為化學農(nóng)藥的降解過程。降解速度快，在土壤中殘留時間短，稱為低殘留農(nóng)藥；降解速度慢，在土壤中殘留時間長，稱為高殘留農(nóng)藥。
農(nóng)藥在土壤中的降解主要包括光化學降解，化學降解和生物降解等。
光化學降解是指土壤表面受太陽輻射能和紫外線能而引起的農(nóng)藥分解。
化學降解可分為催化反應和非催化反應。非催化反應包括水解、氧化、異構化、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