格伦·沃勒在佐治亚州华盛顿县种植的100英亩大豆是该州产量最高的。但这位“效率先生”奖获得者担心锈病。
2005年，东南地区的大豆种植户通过使用农药阻止蔓延，躲过了一场破坏农作物的真菌病害。但沃勒仍然担心锈病会卷土重来。
“我担心我们会把它搁置一边，它会卷土重来并袭击我们，”他说。
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沃勒已经耕种了51年，他越来越多地转向使用杀菌剂来抵御害虫并提高作物产量。全国各地的农民都在这样做，导致杀菌剂的使用量空前激增。但随着这些农场附近的水道普遍受到污染，专家警告说，环境监测不足，且缺乏关于化学品安全性的信息。
“这令人担忧，”俄克拉荷马州立大学的环境毒理学家杰森·贝尔登说。“我们对很多这些化合物的毒理学数据有限。”
在缅因州、爱达荷州和威斯康星州等杀菌剂使用量大的州，检测的大部分水体都受到了杀菌剂的污染。已知某些杀菌剂对水生生物有剧毒，但对于它们是否真的会伤害环境中的青蛙或其他动物知之甚少。对人类的潜在威胁尚不清楚，新的实验室小鼠研究表明它们与肥胖有关。
农民历来喷洒杀菌剂以阻止疾病。但在过去十年中，为了从作物中榨取更多产量，他们已经在更多英亩的土地上喷洒更多种类的杀菌剂。小麦、玉米、大豆、柑橘和棉花是经常喷洒杀菌剂的作物。
杀菌剂的爆炸式增长促使美国地质调查局的环境有机化学家凯瑟琳·库伊维拉想知道杀菌剂是否从农场泄漏并最终流入附近的河流。在2012年一项关于马铃薯上使用的33种杀菌剂的研究中，库伊维拉的实验室发现，75%的受测地表水和58%的地下水样本都受到了至少一种杀菌剂的痕迹污染。
一种名为啶酰菌胺的杀菌剂——用于从食物到草皮草坪等多种作物——是最常见的，在72%的水样中被发现。该团队测试了缅因州、爱达荷州和威斯康星州的24个地下水和浅层水体；科学家指出，结果可能因国家/地区而异。
作者说，发现的杀菌剂浓度低于杀死食物网底端生物（如浮游动物和端足类动物）的水平。但贝尔登说，这并不意味着没有威胁。他说，杀菌剂会迅速降解，因此每月对水进行测试可能“看不到杀菌剂施用的所有脉冲”。需要做更多的工作，以更好地了解水生生物的暴露程度。
“这是否是应该禁止这些东西的红色警报？我不这么认为，”贝尔登说。“这是否是一个警报，我们需要相对快速地进行更多研究，以弄清楚正在发生什么？我确实这么认为。”
制造商很少提供关于作物施用量的资料。但所有迹象都表明，杀菌剂现在很流行。
据估计，在最近的激增之前，2005年全球市场价值80亿美元，行业专家现在预测，到2017年，每年的杀菌剂销售额将达到210亿美元。
根据美国农业部最新的数据，为了对抗亚洲大豆锈病，2002年至2006年间，大豆作物的喷洒量翻了两番。锈病是一种风媒传播的疾病，会侵袭大豆叶片，导致病斑，最终杀死植株。
根据2009年的一项估计，全国2.2亿英亩的玉米、大豆和小麦中，高达30%的面积经常施用杀菌剂。
肯塔基大学植物病理学家保罗·文切利估计，美国所有作物中有10%到15%都使用了杀菌剂。
但专家承认，如果没有强制性报告，使用量仅仅是最佳猜测。“我们没有接近于关于正在处理的面积的真实数据，”文切利说。
2006年，有四种杀菌剂被批准用于防治亚洲大豆锈病，另外五种仅被允许用于紧急用途。根据美国环境保护署和西弗吉尼亚州农业部的数据，到2009年，这一数字膨胀到14种。
“在过去的10年中，可用的杀菌剂发生了巨大的变化，”库伊维拉说。
2008年，农民们有了使用这些化学物质的新动力。来自爱荷华州立大学和密苏里大学[PDF]的研究发现，预防性使用杀菌剂可使大豆产量提高多达20%。行业研究表明，对于玉米，产量提高了5%。文切利说，行业研究和大学研究在这些治疗方法的有效性上存在分歧。他参与的一项2011年的研究发现，当没有疾病时，农民不太可能收回施用杀菌剂的成本。
一些科学家和农业专家对杀菌剂使用量的增加感到担忧。在2009年[PDF]致环保署的一封信中，40位大学科学家对吡唑醚菌酯的重新标签表示担忧，巴斯夫以商品名Headline销售，用于包括玉米、棉花和小麦在内的多种作物。
根据这封信，Headline被重新贴上标签，称其“益处可能包括提高寄主植物对诸如干旱、高温、低温和臭氧损害等影响产量的环境胁迫的耐受性”，以及细菌和病毒感染。“这些益处通常转化为更健康的植物，在收获时产生更高的产量，尤其是在胁迫条件下。”
这种通用杀菌剂的想法并没有得到许多科学家的认可，他们写道，这“会鼓励更广泛地使用该产品……在没有疾病威胁的情况下，这些用途对环境和生物的影响可能是相当大的。”
环保署批准了Headline的新标签，此后，其他几种嘧菌酯类杀菌剂也被重新贴上标签，从而使其广受欢迎。
“增长迅速的那些，尤其是在玉米带内，是嘧菌酯类，”贝尔登说。最大的嘧菌酯类杀菌剂包括拜耳作物科学生产的Headline、Stratego和先正达生产的Quilt。
代表农药制造商的美国作物生命协会在给EHN的一份声明中表示，环保署对杀菌剂的审查是“严格的”，并且“农民的新施用技术将进一步最大限度地减少作物保护产品对环境的潜在影响”。
这些技术包括将杀菌剂直接施用于种子，使用低漂移施用方法，以及保护水体附近的边缘土地以防止径流。
“诸如杀菌剂之类的作物保护产品可以帮助农民种植无病害的优质作物并获得更高的产量，从而保持消费者的低价格，”美国作物生命协会环境政策高级主管迈克·莱格特说。
但即使在低浓度下，研究表明，某些杀菌剂也会引发可能对健康产生影响的细微生物学变化。
最近对小鼠的研究表明，某些杀菌剂与肥胖有关。人类会接触到水果和蔬菜中痕量的杀菌剂。
加州大学欧文分校的2012年的一项研究表明，三氟米唑（TFZ）是一种在子宫内暴露的小鼠身上促进肥胖的杀菌剂。这种情况发生在浓度约为美国食品和药物管理局报告的“未观察到不良反应水平”的400倍以下。
“那意味着我们看到的效应比允许的人体暴露量低四倍，”细胞和发育生物学高级教授布鲁斯·布鲁姆伯格说。“我们看到的效应远低于允许人类暴露的水平。”
此外，根据加州大学欧文分校一项新的研究，当怀孕小鼠暴露于不再被许可用作杀菌剂的三丁基锡时，其未暴露的子女和孙子女的体脂增加。
布鲁姆伯格说，类似的化合物三苯基锡（TPT）似乎是更好的激活剂。三苯基锡仍然被许可用作杀菌剂。布鲁姆伯格的实验室尚未专门在动物身上测试TPT，但它在细胞培养中“非常有效”地开启了这条途径。这项工作表明，早期生活接触可能会对人的基因组造成损害，这种损害可以代代相传。
布鲁姆伯格的实验室还在为国家毒理学计划测试几种化学物质，包括许多杀菌剂。“这些[杀菌剂]中的大多数都是致肥胖的，”布鲁姆伯格说。“杀菌剂和肥胖症将在未来成为一个大新闻。”
此外，一些人类和动物研究表明，杀菌剂代森锰锌和苯菌灵与帕金森病有关。
虽然人类健康数据开始出现，但对于杀菌剂可能如何危害水生生物知之甚少。研究表明结果不一。
法国2008年的一项研究表明，在葡萄园中使用的杀菌剂嘧菌酯在田间研究中被证明会损害鱼类的DNA。
根据贝尔登2010年的研究，Headline在实验室中以作物使用的剂量杀死了蝌蚪。贝尔登说，即使是稀释的过量喷洒也可能危害两栖动物。另一方面，Quilt似乎毒性不大。
“它们各不相同，但一些真正高使用量的杀菌剂——尤其是Headline——似乎具有很强的水生毒性，”贝尔登说。
然而，贝尔登的合作者斯科特·麦克默里在俄克拉荷马州立大学进行的2012年实验室研究并未发现库伊维拉研究团队在水道中发现的浓度会对蝌蚪的生长发育造成损害。
其他实验室实验发现，沉积物和作物覆盖物可以保护某些生物免受杀菌剂暴露。
“有很多环境因素可能会减少暴露，”贝尔登说。“在这一点上，我们已经确定了两栖动物的危害，但我们仍然需要弄清楚这种危害是否等同于真正的环境风险。”
库伊维拉希望看到加强对杀菌剂的监测，但她承认这并非易事，因为它们很难在沉积物中检测到。检测也很昂贵。但她说，这个想法正在获得关注。
“我开始听到越来越多的人将杀菌剂添加到他们的分析方法中，”她说。“我很高兴看到这一点。”
佐治亚州大豆种植户沃勒说，他试图限制杀菌剂从他的100英亩土地上泄漏的风险。
他说他用水很节俭，所以径流很少。他只在干旱时期施用杀菌剂，以便杀菌剂渗入土壤而不是从田地中冲走。他每年至少使用两次杀菌剂——这是一种使他的土地尽可能高效的工具。
“我对着它们唱歌，为它们祈祷，走在田里，拔掉杂草，尽我所能争取高产，”沃勒说。
本文最初发表于环境健康新闻，这是一个由非营利性媒体公司环境健康科学出版的新闻来源。