全世界每年大约使用250万吨农药，价值200亿美元。美国每年使用600种不同品种农药约50万吨，价值41亿美元，包括应用成本。农药对世界粮食生产起着重要作用，一般每投资1美元获利4美元；如果完全不使用农药，估计因害虫引起的损失增加10%，特殊作物损失从零几乎到100%不等。对于农药使用的利弊得失，我们算了一笔账，美国从1945年到1989年农药使用量增加10倍，同期虫害引起的损失从7%增加到13%。其部分原因归罪于农业实践的改变，例如玉米连续单一种植代替轮作，结果害虫引起的损失增加约4倍，尽管杀虫剂使用量增加1000倍。尤其是农药对环境和经济的影响如对人类健康影响、家畜中毒、天敌受害、抗药性增加、蜜蜂授粉影响、水污染、鱼及野生动物损失等，都迫切需要进行全面研究。
（一）农药对人体健康影响
世界卫生组织和美国环境纲要报告估计，全世界每年农药中毒者达100万，死亡约2万。美国毒物控制中心报道该国每年非致命性农药中毒者为67000人。包括美国在内的发达国家，尽管每年使用量占全世界农药生产总数的80%，但其死亡率少于一半。发展中国家之所以农药中毒和死亡率高，主要由于职业安全标准及实施方法不妥、农药不标明“有毒”、文盲无知、防护衣与洗衣设备不合理，使用者缺乏农药知识。
人们担心的是，农药的急性与慢性中毒。许多农药急性中毒已被证实，但人体农药慢性中毒虽已被揭示，包括癌症在内，数据尚不充分。国际癌症研究机构根据动物实验结果，发现18种农药有明显致癌性，另有16种具一定的致癌性。其它许多急性和慢性疾病正开始与使用农药联系起来。例如，最近禁止使用的防治植物病害的农药——二溴氯丙烷（DBCP）经动物试验可导致寒丸机能障碍，如长期接触DBCP的工人则引起不育。试验还发现农药还可在大驱体动物中累积而导致免疫机能障碍。菲奥丽（Fiore）等报道，一些妇女由于喝入含有低浓度的涕天威的地下水，体内免疫反应明显降低。大量替代有机氯农药的有机磷农药与慢性中毒关系密切，能引起多种神经疾病，包括不可逆的神经病缺陷，还对记忆、情绪、抽象思维有影响，该农药引起急性中毒后还具有神经中毒后遗症。
慢性中毒是一个大众健康问题，因为每个人处处都要接触污染某些农药的食品、水和空气，水果和蔬菜农药残留量最高。在美国消费者购买的食品中，大约35%的发现含有一定浓度残留农药，1~3%的残留量超过法定农药允许量。医学专家们关心的是，美国尚缺乏农药对大众健康影响的论据。据对用于粮食作物时种农药的调查，GAO判断涉及登记农药的健康问题中，有关肿瘤和出生缺陷缺乏或没有数据。按照美国保险业计算的“统计生命”价值为160~850万美元，我们姑且保守地把每个人的生命价值估为200万美元。根据获得的数据，估计美国每年因人体农药中寿和与人有关的疾病引起的经济损失约7.87亿美元。
（二）动物中毒和产品污染
每年农药引起几千头家畜中毒，肉类、牛奶和蛋类也被污染。1987年伊利诺斯动物毒素防治中心对购进的25000头动物分析，结果几乎40%的猫和狗农药中毒。堪萨斯州大学报道，在所有农药中毒动物中，67%的是猫和狗。客观估计，包括农药中毒在内的动物疾病引起的损失，占全部动物产品经济总值的20%，即约42亿美元。科尔文（Colvin）报道，0.5%的动物疾病和0.04%的动物死亡归罪于农药中毒，估计家畜农药中毒损失为3000万美元。
现在使用的农药达600多种，国家残留物计划由与大众健康有关的美国联邦政府药品署、环保署及食品安全和审查署进行监测。虽然测定计划提供了违法数量和类型的证据，但对动物宰杀业没有重要价值，因为肉类在测定结果前已销售并被消费了。大约3%的含农药残留物的鸡在市场上被非法销售了。据估计，美国每年全部牲畜产品因农药污染至少损失2960万美元。其它国家也有大量牲畜农药中毒死亡的报道，如埃及农场水稻及其它作物因使用农药对溴磷，导致1300头运输动物中毒，损失惨重。
（三）天敌受害
在自然和农业生态系统中，天敌包括有益自然捕食者和寄生生物在控制许多害虫和螨类中起重要作用。农药杀害天敌。例如，当农药杀死了棉花和苹果树上的天敌后，棉花害虫（梅铃虫、烟青虫、棉蚜、叶螨、棉尺蟥）和苹果害虫（欧洲红螨、红带卷叶蛾、梨圆盾蚧、榆蛎蚧、苹果蔷薇长管蚜、苹绵蚜、苹白小叶蝉、二点叶螨、苹诱螨）便会突然蔓延。杀菌剂的使用也导致害虫蔓延，例如苯菌灵防治植物病害，结果导致豌豆夜蛾和茶尺蠖增加，大豆减产。估计美国因天敌破坏，作物损失，使农药使用成本增加约5.2亿美元。
世界许多地方因天敌破坏造成的影响是严重的。例如，印度尼西亚1980~1985年用于水稻的杀虫剂大幅度增加，结果天敌破坏，稻褐飞虱爆发，水稻产量下降，出现了多年来第一次进口大米，估计两年期间损失的大米总值为15亿美元。随后昆虫学家奥凯（Oka）等建议减少杀虫剂的使用、合理使用农药以保护天敌，苏哈托总统发布命令，1986年64种农药中的57种禁止用于水稻，并改进害虫管理方法，取消对农民的农药补助，结果水稻产量创农药使用以来的最高水平。
（四）害虫抗药性
农药广泛使用还会导致害虫、植物病原和杂草对农药产生抗性。据美国环境纲要报告，抗药性被列为世界四大环境问题之一，迄今大约有504种昆虫和螨类、150种植物病原和273种杂草对农药产生了抗性。最典型的是墨西哥和美国得克萨斯州，特别是棉花烟青虫抗药性极高。直到70年代早期，因农药无效致使28.5万公顷棉田被迫废弃。卡拉斯科－陶伯（Carrasco Tauber）研究指出，加利福尼亚因抗性每年损失45~120美元/年公顷，1984年该地共植棉420万公顷，假设损失按82.5美元/年公顷计，则每年抗药性引起的棉花损失约3.48亿美元，美国1984年棉花总收入36亿美元，抗药性损失约10%，若其它作物抗药性损失均按10%计，则每年损失达14亿美元。
防害虫外，还有大量卫生害虫和螨类也产生了抗药性。估计美国每年抗性成本约3000万美元。热带国家抗药性成本主要是疟疾的防治。到1961年，由于农药使用印度疟疾的患者从几百万降到4.1万人。随后由于蚊子抗药性和疟疾寄生虫抗药性的产生，迄今疟疾在印度再度爆发，每年患者约5900万。估计全球疟疾患者达2.7亿。
（五）蜜蜂中毒和授粉降低
蜜蜂和野縴对作物传粉必不可少。其在美国对农业生产的直接和间接收益每年达100~330亿美元。由于大多数用于农业的杀虫剂对蜜蜂有毒，故农药对蜂群毒害极大。D · 迈耶（D. Mager）估计，约20%蜂群损失归因于农药，每年的直接损失达1330万美元。而每年因部分蜂亡而减少蜂蜜产量、增加移动蜂群成本的总损失2500万美元。此外，因农药使用使400~600万公顷稳定养蜂场被弃，估计其导致约700万美元损失。
除此之外，还有许多作物因无法授粉而损失。例如，加利福尼亚大约每年需100万蜂群，每个蜂群花费20美元对紫苜蓿等作物补充授粉。因为加利福尼亚几乎占美国蜜蜂授粉作物的一半，由此可计算全国蜜蜂总值4000万美元，而农药引起的损失至少1/10即400万美元。估计每年因农药影响授粉的农业损失约40亿美元。对大多数作物而言，有效的授粉可增加作物产量和质量。例如，麦克格雷戈证明，几种棉花品种经蜜蜂有效授粉后产量提高20~30%。保守地假定，如果柿花充分授粉产量可增加10%，扣除蜜蜂租用金，年纯利可达4亿美元。马塞恩（Mussen）强调，授粉不足更重要的是降低作物品质，尤其是水果和瓜类。阿特金斯（Atkins）证实充分授粉可提高瓜类产量10%、品质上升25%。据分析，农药引起的传粉损失占传粉作物的10%，年损失约2亿美元，加上农药对蜜蜂和野蜂引起的其它环境损失，每年总损失约3，2亿美元。
（六）作物和作物产量损失
为了保护作物免遭虫害而使用农药，有时反而破坏了作物。当推荐剂量影响作物生长、发育和产量时，便出现危害；农药喷洒于目标作物时损害邻近作物（如邻近棉花的柑橘）1残留除莠剂阻抑对化学剂敏感的轮作作物生长＞和/或残留农药过量累积于作物体内，严重影响收获。在正常环境条件下，使用推荐的农药和除莠剂也会出现作物受害，如抑制棉花和草莓生长并影响产量。奥凯等证实，使用2，4-D和其它除莠剂后，使某些作物对病虫害敏感性增加。此外，当气候和/或土壤条件不适宜农药使用时，使用除莠剂可能减产2~50%。
农药漂流使非目标作物受损失，有时顺风漂到几英里处，几乎所有农药使用方法都会出现漂流现象，飞防损失最大，50~70%的农药未到达目的地，地面应用只有10~35%。得克萨斯西南在1983和1984年，用2，4-D飞防小麦地杂草时，漂流到邻近的棉花地，使之几乎损失2000万美元。某些除莠剂持续残留于土壤中，使轮作作物受损失。在1988/1989年，由于除莠剂Sceptor持续残留于土壤中，使衣阿华的大豆损失250~300万美元。除非消费者食用后大量患病，一般食品中过量农药残留是不会检测的，如1985年加利福尼亚1000多人因食用污染的西瓜而患病，由此影响西瓜定货的损失约150万美元。
（七）地下水和地面水污染
农药最终会渗入地面和地下水，涕必威、草不绿和莠去津已在地下水里被发现。估计美国几乎有一半的地下水和井水被污染或潜在污染。EPA报道，10.4%的公用井和4.2%的农村家用井至少可检测国家进行试验的127种农药中的一种。美国每年检测地下水农药残留物花费约13亿美元，人们对地下水的农药污染主要有两种担心：一是大约1/2的人要从井水里获得生活用水；二是一旦地下水被污染，农药便会长期残留水体。残留农药监测仅是美国地下水污染总成本的一部分，更高的是清除成本。例如，丹佛附近洛矶山脉Arsenal，科罗拉多，要排除地下水和土壤残留农药估计花费20亿美元。如果全部污染地下水使用前清洁，则约花费5亿美元。人们注意到，清除过程需对污染水进行调查，故增加的检测和清除成本估计约18亿美元/年。
（八）渔业损失
农药被冲入水体生态系统，污染水侵蚀土壤。从使用农药的作物地里冲入和/或吹入邻近的地方，包括河流和湖泊，数量高达每年每公顷18吨。农药还经漂流而污染河流和湖泊，某些可溶性农药很容易沥滤到河湖中。一旦农药进入水体系统，高浓度农药可直接杀死鱼，低剂量则杀死极敏感的鱼苗，实质上鱼的食物如昆虫和其它无脊椎动物被杀死。据EPA估计，从1977到1987年因各种因素杀死的鱼每年1.41亿条，其中农药导致死亡数达600~1400万0其实尚有20%未计算在内，因为流动的水体稀释了污染物，流动水体冲走部分中毒鱼，沉入水底也无法计算，还有更广泛、更频繁的低浓度农药中毒。按美国渔业会指标，平均每条鱼约1.7美元计，每年因农药杀死约600~1400万条、总价值1000~2400万美元。
（九）野鸟
农药也会危害野鸟，它们是优良生物指示剂。农药对野生生物的危害包括直接暴露于农药引起的死亡或被捕食者的间接中毒；暴露于亚致死剂量下减少生存率、降低生长和繁殖速率；因食物资源和避难所破坏导致生物栖息地减少。美国每年约1.6亿公顷农田喷洒高剂量农药，平均每公顷3公斤，其对野生动物的影响无疑是值得注意的。据报道，许多鸟的死亡是由农药引起的。怀特（White）报道1200只加拿大鹅死于喷洒农药的小麦地，该地施用T按2：1混合的对硫磷和甲基对硫磷，施用量0.8 Kg/公顷。用于苜蓿的呋哺丹5次共杀死5000多只鸭和鹅，该药用于蔬菜一次便杀死1400只鸭。估计呋哺丹在美国每年杀死约100~200万只鸟。
采用杀虫剂处理的种子和农药颗粒，如呋喃丹、丰素磷、地虫磷、3911对鸟类毒性特别大。加拿大因农药种子处理和颗粒而杀死的鸟类数为0.23~1.5只/公顷，美国达0.25~8.9只/公顷。农药影响许多鸟的生育，氯制剂导致生育力降低，蛋壳变薄。DDT禁用后，美国受侵袭的群体恢复生机。发展中国家大量使用DDT后，残留于许多鸟类越冬区域。我们假定每只鸟的价值30美元，加上其它成本，则每年因农药引起的鸟类损失达21亿美元。农药进入土壤后，可能对节肢动物、蚯蚓、微生物均有毒。
（十）政府提供资金以控制农药污染
国家联邦政府每年至少花费100万美元用于农药使用者的培训和农药登记。每年由EPA用于农药注册和再注册花费4000多万美元。估计用于农药污染的防治费用总共约2亿美元。
（十一）结论
· 美国作物的农药防治大约投资40亿美元，可挽救160亿美元作物。然而，农药使用后的间接环境和大众健康成本必须与之相平衡。据报道，每年使用农药的环境和社会总价值约80亿美元。农药污染间接损失还包括：偶然中毒；家畜中毒；没记载的鱼、野生生物、作物、树和其它植物损失）因土壤破坏而导致无脊椎动物、微生物群落、微动物群落的损失；人体农药中毒；水和土壤的污染以及对人类健康的影响如癌症、不育。如果把全部环境和社会成本算在内，则总成本比估计的每年80亿美元要多得多。幸运的是，某些天敌损失和农药抗性问题，正在通过害虫综合防治计划的实施而得到缓解，但尚有大量工作要做。
这项调查研究不仅强调了农药的严重自然环境和社会经济代价，而且强调要对这一问题进行更详细研究。农药仍不失为将来一种有价值的害虫防治工具，同时需更精确地进行真实的成本/利益分析。
[BioScience，1992年11月]