【摘要】草甘膦是一种高效低毒的除草剂，一直被人们广泛使用，具有很好的除草性能。而随着时间的推移，人们对草甘膦的用药量越来越大，出现了一系列问题。引发的主要问题是使杂草逐渐产生抗药性，植物的生长受到迫害。还有就是草甘膦对人和动物的暴露途径增加，导致人和动物患上多种疾病和增加致癌风险。通过对草甘膦的背景来源、特点、用途、作用机理的研究、用量增加引发的问题、毒性及毒理研究进展和相关事件等方面进行分析，更加明确了草甘膦的利与弊。

【关键词】草甘膦;除草剂;环境污染;研究进展

【中图分类号】S482.4

【文献标识码】A

近年来，草甘膦这种农药引起一系列的风波，人们对其也存在很大的争议。草甘膦作为除草剂对比其他农药来说更具有高效性，草甘膦是世界上使用最广泛的一种内吸、广谱、高效、低毒新型有机磷性质的除草剂，但是随着越来越多的人们使用和使用量的增加，草甘膦不仅暴露出一系列的环境问题，而且会影响到人类及动植物的生存和发展，之所以出现这些问题主要原因还是人们对草甘膦的盲目过量使用。目前草甘膦是一种存在争议的农药，对于草甘膦的认识人们分为两派，一派认为草甘膦对人体及动物危害不大，另一派则认为草甘膦无论在对环境还是人体和动物都会产生很大的影响。各个国家对于草甘膦的看法也不尽相同，都在进一步研究。草甘膦引发的一系列问题主要是由于其使用过量的原因，使用量增加使得草甘膦在环境中的负荷和暴露增加，从而使人和动物对其接触的可能途径更加的多样化，对人类产生的影响也越来越多，使杂草产生抗药性，出现超级杂草。为了使人们正确认识草甘膦，本文根据草甘膦目前的研究发展进行详细分析，让更多的人认清草甘膦的优势与危害，让更多的人对草甘膦这种除草剂合理适量地使用，维护自身的身体健康以及减少对环境的影響，保护我们赖以生存的环境。

1 草甘膦的概述

1.1 草甘膦的发展历程

1950年，由瑞士科学家Henri Martin首次发现的[N-（膦酰基甲基）甘氨酸]，也就是现在的的草甘膦，由于确定它不具有药物效用，所以将它看作为一种潜在性的药剂。1964年，Stauffer化学公司将草甘膦作为化学螯合剂并且申请获得了专利，发现它能与钙、镁、锰、铜和锌结合并且从而去除矿物质。草甘膦具有的除草性能直到上世纪70年代才被人们发现。当时正在进行测试不同化合物作为潜在的水软化剂的孟山都公司，发现与草甘膦密切相关的两种化合物对多年生长的杂草具有一定的除草性能。科学家John E.Franz随即对这两种分子的衍生物进行了合成，并且发现草甘膦是一种具有强效除草性的药剂，这也使得草甘膦开始逐渐出现在人们的视野范围之中。在1971年，总部在美国密苏里州圣路易斯的孟山都公司成功的研制出了具有跨越时代意义的草甘膦类除草剂——农达（ Roundup）。在1974年由孟山都公司开发的第一个具有除草性能的草甘膦制剂农达正式在市场上进行上市。草甘膦上市后的20年内，草甘膦作为农业和非农业用途无论是从数量还是多样性上来讲都呈现稳步上升的趋势，但是由于销售量有限，草甘膦只能用在农户想杀死所有植被的一些地方。还有一些草甘膦的应用是在农作物收获了果实之后，用来控制晚季田间杂草的产生从而代替其他应对杂草的各种相应的防治措施。还有是在一些个地区，草甘膦被用来作为干燥剂进行使用，作物生长的晚期进行喷施，用来缩短农作物的成熟时间，特别是用在谷物类作物之中。

1.2 草甘膦的定义

草甘膦是世界上被人们广泛推广并且使用的一种具有内吸、高效、并且毒性较低的新型有机磷性质的除草剂，除草剂为白色的粉末状固体，其化学名称为N-（磷酸甲基）甘氨酸。

1.3 草甘膦的化学结构式

1.4 草甘膦的相关性质

草甘膦就是我们广泛应用的农达，其化学名称为N-磷酸甲基甘氨酸，纯品为白色结晶，密度比水的大，熔点为230℃，并伴随着分解，常态下溶解度较高，表1详细说明了草甘膦的相关性质。

2 草甘膦的用途

国内外相应的应用试验表明，草甘膦可以使农田、林地、果园等常见各种杂草的去除，可用于森林、苗圃防除杂草及一些灌木，控制果园各种水果新梢生长，防止植株枝叶的早衰，对一些甜菜、番茄等有增糖的作用。

3 草甘膦的作用机理

3.1 草甘瞵阻碍芳香氨基酸的合成

草甘膦通过抑制植物体内5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶的活性，从而芳香族氨基酸的生物合成受阻，一方面阻碍了由这些氨基酸组成的蛋白质的合成，另一方面阻碍了植物生长时细胞壁的多聚体木质素的合成，从而抑制植物的生长使得植株死亡。

3.2 草甘膦阻碍莽草酸的合成

在莽草酸合成途径中受到草甘膦的阻碍作用，其在磷酸烯醇丙酮酸和莽草酸的中间发生作用;同时还阻碍胡萝卜素的合成、叶黄素的合成，其是在丙酮酸之后的乙酰辅酶A到类胡萝卜素中间发生作用。此外草甘膦可以阻碍叶绿素的合成，其在琥珀酰COA与8-氨基r-酮戍酸中间发生作用

3.3 草甘膦阻碍光合磷酸化以及ATP酶的活性

草甘膦可以阻碍光合作用过程中光合磷酸化，并且对于循环和非循环磷酸化都存在阻碍效应，其主要是抑制ATP酶的活性。植物进行光合作用主要是为了制造自身生长发育的光合产物和能量。抑制光合膦酸化，使得植物不能进行暗反应，阻碍了植物的生长代谢。

4 草甘膦的优势

4.1 高效性

草甘膦的除草效果很显著，草甘膦喷施在植物茎叶表面，与叶片表面接触能够立即被吸收，具有内吸传导性强的特点，草甘膦通过植物的韧皮部运输到植物分生组织，贮存器官等生长旺盛的组织或器官。而且草甘膦可以通过植株的茎叶传输到地下的部分，从而破坏杂草的根系，使杂草从逐渐失绿到发黄，枯萎凋零甚至死亡。

4.2 广谱性

草甘膦是一种被人们广泛使用的、非选择性的全身除草剂，对100多种一年生杂草和60多种多年生杂草有很好的去除效果，其中有黍属、豚草属、地肤属等的一年生杂草，狗牙根、假高粱等多年生杂草，对于一些相对较小的灌木也有很好的防除效果。

4.3 易降解性

草甘膦主要通过土壤降解和水降解两种途径在环境中进行有效的降解。草甘膦主要靠土壤中的微生物进行有效的降解，进入土壤以后，和铁铝等二价的金属离子迅速结合形成络合物，使得失去活性，从而不能够被植物的根部吸收。由于水中的微生物远远不如土壤中的微生物数量和种类丰富，从而草甘膦在水中的降解速度较土壤中的降解速度相对较慢。

5 草甘膦过量使用引发的问题

适当合理的使用草甘膦可以有效地防除杂草，但是随着人们越来越广泛、过量、盲目的使用，导致一些较不敏感的或者是一些抗草甘膦的杂草表现型出现，这导致一些科学文化低下的农民更加大对草甘膦的使用量和使用的次数。这也明显的增加了草甘膦在环境中的负荷和对人及动物的暴露，使得动物和人类对草甘膦接触的可能途径也随之增加，这就意味其对人和动物产生的影响也越来越大。

5.1 对人类的影响

草甘膦一直被认为是具有对哺乳动物相对较低的毒性，但是随着使用量的增加，草甘膦暴露出对雄性哺乳动物有显著的生殖毒性，主要是通过雄性生殖激素的分泌和代谢水平，从而干扰和破坏生殖细胞和生殖器官的形成，导致精子数量大大较少和精子质量降低，造成不孕不育。草甘膦的代谢产物氨甲基膦酸可以干扰DNA发挥作用，染色体异常，使得人类患癌风险的增加。草甘膦还会通过耗竭色氨酸的利用度而增加身体肥胖的风险。

5.2 对植物的影响

草甘膦的过量使用会导致抗药性超级杂草的出现，施用量过多还会导致农作物的生长受到威胁，严重的甚至会导致农作物死亡。

6 草甘膦的毒性研究进展

6.1 对植物的毒性

草甘膦是目前除草效果最好的一类有机磷农药，能杀死上百种杂草，对植物喷施后能在植物体的韧皮部和木质部进行运输，即使喷施的草甘膦量很小，在植物体组织中积累的量也会很多，因为草甘膦具有高效性。

6.2 对水生生物的影响

水生生态系统错综复杂，每个组分受到影响都可能会引发连带效应，实验研究表明，水中草甘膦扩散迅速，但是草甘膦的降解产物仍然可以检测到，这就存在着草甘膦对水生环境的潜在危害。草甘膦对水环境中的生物比如鱼类就有一定的毒性，发现其影响鱼类的代谢活动和生长发育。

6.3 对土壤生物的毒性

根据大量实验研究结果可以得出，草甘膦对水生微生物的活性，细菌的密度影响不大，而随着草甘膦浓度的增加，对土壤微生物的影响效果会增加。对于土壤中生物量最大的蚯蚓来讲，已有实验结果证明草甘膦对于蚯蚓几乎是没有毒害作用的。

6.4 对哺乳动物的毒性

在使用量适当合理的情况下草甘膦对人类和其他哺乳动物的生长发育以及繁殖后代是没有消极影响的，但是高剂量的草甘膦会引发一系列的问题。比如高剂量草甘膦给牛吃会使牛产生胃刺痛和呕吐的情况，人吃了以后会引发肺炎和肾病，甚至导致死亡。

7 草甘膦的毒理研究进展

长期以来，草甘膦一直被当作是对于哺乳动物来讲慢性毒性最低的除草剂之一，其实在美国环境保护署注册的农药中只有三个具有更高的慢性参考剂量（cRfD），即咪唑啉酮除草剂甲氧咪草烟、咪草烟和灭草烟。对于人类暴露的情况，美国环境保护署将草甘膦的每日慢性参考剂量设置为175mg/kg体重/天。欧盟设定的草甘膦cRfD最近从0.3mg提高到0.5mg/kg/天，比美国环境保护署的要低35倍。草甘膦作为一种中等剂量的除草剂，具有相对较低的急性和慢性哺乳动物毒性，达到美国环境保护署毒理学研究能够正确反映出来的程度。但是，经过详尽的审查，2015年草甘膦还是被国际癌症研究列为可能的人类致癌物。研究依据是慢性动物饲养研究中出现了罕见的肝脏和肾脏肿瘤的发病率增加，流行病学研究报告与非霍奇金淋巴瘤正相关，以及遗传毒性的强有力证据和触发氧化应激的能力。毒理学研究支持草甘膦目前的美国环境保护署和欧盟cRiD，并且这种除草剂的当代所有使用也支持这一点。最近的研究表明草甘膦以其纯品的形式，以及一些制剂产品，有可能会触发通过内分泌介导机制产生表观遗传毒性。多项研究证据表明，草甘膦可导致肾脏以及肝脏的损害，或产生草甘膦增强的慢性恶化。

8 发生的相关事件

8.1 美国草甘膦致癌事件

美国联邦法院二审裁定孟山都草甘膦是导致Hardeman致癌的重要因素，并被勒令赔偿8000万美元。这是美国联邦法院认定草甘膦致癌的首例案件。

一对加利福尼亚州的夫妇，在使用草甘膦除草剂大约30年后患上了癌症，获得29亿澳元的天价赔偿金。

Dewayne是一名46岁场地管理员，在使用多年草甘膦除草剂后，患上了罕见的非霍奇金淋巴瘤，获赔4亿多澳元的赔偿。

8.2 许昌草甘膦泄露事件

河南省许昌市建安区秋湖村及四面几个村落，两三千亩麦苗相继衰亡，农业专家组通过省农科院出具采样检测陈述说明研判，起源认定麦苗发黄枯死的缘故起因系草甘膦药害引起。

9 小结与展望

草甘膦一直是存在争议的一种高效农药，而它引起的一系列问题随着使用量增加而暴露出来。我们不能否定草甘膦作为农药的优势，但是也不可否定近年来引发的各种问题。对于草甘膦我们要正确对待，合理适量的使用草甘膦。草甘膦主要是被农民使用，而大部分农民文化知识水平比较低，造成了草甘膦的盲目滥用。对于草甘膦引起的问题我们应该不仅关注草甘膦本身的毒性大小，更应该将其毒性与环境等外在因素的影响结合起来。针对草甘膦的问题还需要我们进一步去研究，今后草甘膦研究也将成为研究领域的一个重点，让更多的人们分享科研成果，尽量避免因科技研究对人类造成伤害。

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[作者简介]杨明慧（1999-），女，河北唐山人，在读本科生。