●汞制剂停用带动杀菌剂发展 ●多氯烃停产促杀虫剂发展
●专利法为农药工业注入活力 ●高毒替代将行业引入新阶段 ●未来行业关注点
回顾改革开放三十年来的发展,农药行业在每次挑战面前都迎来了新的飞跃,依靠自己的勤劳和智慧,研发出了300余种原药产品(常规使用的250余种,制剂千余种)。尽管多有重复,但完全可以适应中国农林牧业和卫生方面防治的需求,没有因为农药供应不上而造成重大灾害和农业严重减产,而且有近30万吨的原药出口到40多个国家和地区,包括美国、日本和欧洲一些发达国家。近年贸易顺差10多亿美元,居石化行业之首,农药行业的业绩确实让人感到骄傲和自豪。
汞制剂停用带动杀菌剂发展
1973年,中国农药工业已初具规模,特别是六六六和滴滴涕同部分有机磷杀虫剂(敌百虫、敌敌畏、杀螟硫磷、马拉硫磷)和氨基甲酸酯杀虫剂甲萘威相配合,完全可以控制农业害虫的危害。由于农业对化学除草剂需求不迫切,只有水田依靠敌稗和除草醚防除难以用手工除掉的稗草。多菌灵和井冈霉素的问世,以及有机硫类杀菌剂的快速发展,为有机汞制剂的停用创造了条件。
中国于1972年宣布停止赛力散和西力生等高毒、高残留、高危害的有机汞制剂的生产,1973年停用。此前拌种剂多为汞制剂,部分也用于喷施防治多种病害,中毒事故时有发生。这一有益大众健康的举措,得到农药界的积极响应,推动了杀菌剂的发展。许多科研院所把替代汞制剂当作主攻目标,多菌灵和福美类、代森类的复配拌种制剂得到广泛应用。硫菌灵、甲霜灵等高效内吸性杀菌剂也进入市场,为农用杀菌剂的发展打下了雄厚基础。此时,农药行业的研究人员对毒性的认识有了飞跃,不但要求急性毒性要低,更重要的是残留造成的蓄积性慢性毒性要格外注意,并在研发中加以解决。
多氯烃停产促杀虫剂发展
上世纪七十年代是有机氯农药发展的兴盛时期,六六六最高产量曾达到35万吨,占据杀虫剂的主导市场。当年的甲六粉(甲基对硫磷和六六六复配)风行一时,称得上中国第一个成功的复配制剂,成为防治水稻害虫的骨干品种。甲六粉既有速效性,又有较长的持效性,既有触杀作用,又有内吸作用,降低了用量,提高了防治效果。有机氯对有机磷又有稳定作用,是两种作用机制不同的杀虫剂混配的典范。滴滴涕在棉花害虫、林业害虫和卫生害虫防治上发挥了巨大作用,加上毒杀芬和七氯、氯丹等多氯制剂,构成了有机氯的天下,更显威力的是频繁发生的蝗灾得到控制,这是上世纪七十年代中国农药工业值得自豪的成就。
随着社会的进步,人们对食品安全和环境生态的关注越来越强,特别是美国生物学家卡尔逊女士1962年所出版的《寂静的春天》一书,引起世界性的讨论,她用夸张的文学语言,描述了滴滴涕给生态带来的危害,致使一些发达国家对滴滴涕等多氯烃农药加强了管理。根据大量的研究表明,多氯烃稳定性造成的累积毒性给人类和生物链造成的危害不容忽视,尤其是对脑神经和生殖的影响,各国纷纷制定食物中残留标准。美国于1977年宣布禁用六六六,滴滴涕仅限用于虐蚊的防治。此间,中国农产品、肉类等产品出口受到严格限制。因残留量超标,多次货品离岸而不能上岸,就地处理又要收污染费,并在国际上造成很坏的影响。这种局面迫使政府下决心于1983年4月1日下令停止滴滴涕和六六六的生产和使用,仅保留用于出口的滴滴涕和林丹(高纯度γ体六六六)的生产装置。为应对可能出现的供不应求局面,国务院也曾拟拨出上亿美元进口替代产品的生产技术,但没有任何一家外国公司愿转让技术,尤其是专利技术。八十年代初曾花去5亿美元进口约20余种、8~9万吨农药,用以保证防治,同时出现了过剩。
中国农药工业的科技人员在禁令下达之前就已经按国家要求做了停产技术准备,在有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类杀虫剂方面进行了大量的研发工作,做好了技术储备。在国家投资的支持下,建设了一批有机磷农药生产装置,很快解决了农药紧缺问题。到1984年,敌百虫、敌敌畏、乐果等都达到万吨以上,甲胺磷的生产能力很快达到4万吨(参见表1),出现了农药供过于求。
六六六的生产和使用已经成为历史,但给中国农药工业留下了许多回忆。六六六原料易得,工艺简单,药效好,成本低,生产使用和运输都很安全,至今还认为这是农药研发的原则和追求的目标。六六六的有效成分(或称高效成分)仅是其中的丙体(也称γ体),只占12%~15%。其他六种异构体在工业品中占85%以上,通称“无效体”。这些“无效体”又难分解,所说蓄积性残留毒性多由这些“杂质”造成。在当时每年要向田间施洒20~30万吨“无效体”,对环境的压力可想而知。当时的化学工业部曾组织全国行业大会战,提取、生产γ体含量达95%以上的产品-林丹,提取后剩余的无效体少量得到了综合利用,生产三氯苯(染料中间体和溶剂)、六氯苯(一种杀菌剂和礼花添加剂)、五氯酚(铁路枕木防腐剂)和五氯酚钠(防除血吸虫的寄主-钉螺),其中五氯酚钠在防除钉螺方面作出了巨大的贡献,至今仍在使用。但是,上述产品有的已经不再使用,有的正在逐渐退出市场。随着世界市场的萎缩,现在国内商品滴滴涕和六六六生产装置已经全部停产。滴滴涕和六六六的停产为高效、安全、低毒、低残留农药品种的发展创造了条件,加快了中国农药发展的进程。新品种研发虽然原料难得,工艺过程复杂十倍,但科学技术有了跨越式的进步,用药剂量成倍下降,环境中易降解,残留问题得到很好的解决。同时,促进了安全评价研究的发展,安全评价实验室应运而建,农药逐步进入生命科学的领域。在这一段时间内,国内相继停产了一些药效较好,但慢性毒性大的敌枯双、杀虫脒、除草醚等,农药工业在关怀人民生命健康上又有了新的进步,不但要高效,更要对大众健康有益。可以说这是我国农药工业史上的第一次革命,充分体现了以人为本的精神。
专利法为农药工业注入活力
停产多氯烃杀虫剂后,不仅带动了杀虫剂发展,也推动了整个农药工业的发展,使中国农药的发展驶入快车道。广大科技队伍瞄准世界农药发展的主流,以很快的速度研发出当时国际上出现的“超高效”类产品,如拟除虫菊酯类杀虫剂、三唑类杀菌剂、磺酰脲类除草剂以及多种杂环类农药,把亩用量由传统的50克左右降到1~5克,也就是一吨相当于五十吨,节省了资源,减少了对环境的危害。此间的农药种类和产量不仅满足了国内市场的需求,并扩大了国际市场。
这种蓬勃的发展形势,引起世界各国,尤其是跨国公司的极大关注。因为中国的发展影响他们的固有市场,特别是我们的发展主要靠仿制国外新品种,不断要求中国实施更严格的知识产权保护。美国、西欧等发达国家,不断构筑各种技术壁垒,贸易纠纷接二连三,尤其是中国加入WTO组织的过程中,知识产权保护是当时谈判的主要内容之一。为促进国际交流,更好更快地发展经济,就要遵从国际贸易原则,到1993年,把保护生产方法改成保护产品,即通常说的保护化合物,只要在产权期就不能随意仿制。从1993年1月1日起尚在专利保护期内并在中国获得登记的不能仿制,以前登记的仍在专利期的给以一定时间的行政保护,在中国市场已出现的产品不在此例,比如吡虫啉等已经在国内登记,国内企业生产就不构成侵犯知识产权。
实际上八十年代中国农药行业的发展为专利法的修改打下了坚实基础,而专利法的修改,使中国农药工业又进入了一个新时期,由单纯仿制转向仿创并举的新时代。
中国农药创制工作在上世纪五十年代就已经开始,1958年上海有机化学所在研究大蒜的药用时,发现了模拟物乙基大蒜素具有很好的抗菌活性,随即开发出抗菌剂401和402,至今仍用于水稻苗期病害和甘薯黑斑病的防治。其后,沈阳化工研究院于1970年研发了多菌灵;上海农药研究所在1973年研发出微生物源农药井冈霉素,1976年贵州省化工研究所以沙蚕毒素为先导化合物,开发出杀虫双(动物源农药)。这些自主研发的产品至今仍是中国农药工业的骨干品种,年产量均在5000吨以上。这些创新研究使农药研究工作者受到很大鼓舞,更为现在的创新提供了科学的思路。
专利法的修改把创新提到中国农药工业发展必由之路的高度。国家、地方和科研单位共同筹集资金,建立了南北两个新农药创制工程中心、六个研发基地,并陆续支持一些院校和企业建立绿色农药和工程创新实验室,新农药的研发出现了欣欣向荣的局面。到2003年,自主创制并取得专利和“三证”的有20余个品种,第一个获得专利的氟吗啉和硝虫硫磷、呋喃虫酰肼、单嘧磺隆等已在市场销售,产生了良好影响。同时,生物源农药在创新中有了长足的发展,在有效成分分离鉴定、高产菌株的选育及田间应用等方面都显示了生物源农药的美好前景。
高毒替代将行业引入新阶段
这又是一个十年发展的开端。一批高毒有机磷杀虫剂的停产,把农药工业引向高效、安全、环境相容的新阶段。第十个五年计划就曾提出要削减高毒农药和溶剂用芳烃,这完全是从保护环境生态、保护食品安全、保护人民大众的健康出发做出的决策。这次决策充分吸收了历史经验,在替代技术具备时,采用逐年减产、不断进行替代试验的稳健措施,到2007年已完满地解决了问题,标志中国农药工业进入成熟阶段,为以后的品种更替提供了宝贵经验,体现了科学发展观的实施。
在九十年代,农药发展很快,产量达70~80万吨,一半出口,一半自用。但由于法律法规不健全、管理力度不大、少数企业受利益的驱动,市场出现了一些混乱现象。目前,农药企业达到2000余家,参与出口的企业千余家。个别企业在生产上缺斤少两,以次充优,鱼目混珠;营销上互相压价,无序竞争;非法生产企业制造假冒伪劣产品,坑农害农事件屡有发生,使大企业受到不小的冲击。但我们的骨干企业起到了行业顶梁柱的作用,他们下大气力改进工艺,提高品质。在中国农药工业协会的倡导下,积极参与创名牌活动,并适时进行相关企业组合,优势互补,做强做大,在全世界叫响了“中国制造”。其中不少制造技术敢同跨国公司相比,如新安化工集团的草甘膦———有机硅的综合利用技术、华阳集团多菌灵的清洁除杂工艺、江苏常隆等甲叉法生产乙草胺的新工艺,仙居毒死蜱的三废资源化处理等都达到先进水平。更使行业感到欣慰的是大企业开始进入新药创制工作,如江山化工的“氯噻啉”、扬农化工的“倍速菊酯”、瑞泽农药的“丁烯氟虫腈”,都已进入市场接受考验,展示了农药工业走向未来的潜力和科学的增长方式。
未来行业关注点
在世界经济一体化的进程中,知识产权保护意识不断加强,随着高毒农药进一步削减和新型制剂的不断出现,中国农药工业正挺胸阔步进入高效、安全、与环境相容的新时期,同国际发展逐步相谐调,正以全新的面貌展现于世界。特别是2004年以来,法律法规的不断完善,如安全生产许可证条例、危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法、企业投资项目核准暂行办法、清洁生产审核暂行办法、农药生产管理办法及农药三废排放标准等,都将规范农药生产企业的行为,促进农药工业的健康可持续发展。
农药发展过程中,还会进行优胜劣汰。随着“三农”问题的改善,高效高产值农业会又好又快地发展,民生问题将会更受关注。而保护环境,实现可持续发展已成全国共识。化学农药面临的问题,一是应对害物抗药性和耐药性的不断发展,二是要降低剂量以减少对环境的风险,三是要同转基因作物和天然源农药和谐快速发展,农药行业将进一步扩大视野、开阔思路,走上和谐发展的道路。今后,以下几点可能值得关注:
第一,一些骨干企业会纳入生物技术和种子业务(其中包括转基因作物),扩大成跨国公司,立足于世界农药之林。从第三次替代看出Bt棉的作用,看出阿维菌素的潜力。
第二,化学农药企业将介入天然源农药的研发,形成生物技术和化学技术相结合的局面。
第三,高效多功能的环保型制剂将会快速发展。
第四,含氮及其他元素杂环结构及单一或高旋光活性体农药会有突破,特别是新的作用机制和超高效农药会不断涌现。值得关注的是防治线虫药剂的研发。
第五,相应的基础研究,如抗性风险研究、新作用靶标的探索、环境行为(环境毒理学)研究等等,会展现出繁荣的景象。
(沈阳化工研究院教授级高级工程师尚尔才)