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第5章 保尔·赫曼·缪勒

农业是为人类提供食品的重要产业。在农业发展过程中,病虫害一直是困扰广大农民的大问题。一部农业发展繁荣史,就是一部人类不断战胜病虫害的历史。在这部历史上,瑞士化学家保尔·赫曼·缪勒以其发现世界上第一种有机杀虫剂滴滴涕的巨大功绩,为其添写了浓墨重彩的一章。

缪勒于1899年1月12日诞生于瑞士的奥尔坦。他的父亲是瑞士铁路部门的一名职员,长年走南闯北的经历,使他见多识广。他认为,把孩子放在自己身边培养,不利于孩子的成长。他很早就送小缪勒到外地读书,希望他长大以后能够对社会做出应有的贡献。

在父亲的安排下,缪勒是在远离自己家乡的莱茵河畔美丽的城市巴塞尔接受教育的。他在那里读完了小学、中学,接着又上了巴塞尔大学,读本科、念研究生,一直到拿了博士学位。

1925年,缪勒获得化学博士学位,随后受聘于一家有名的化学工业公司,从事植物染料和天然鞣革剂的研究。他的志向是运用化学知识,通过工业化手段,造福于人类。在这家公司的经历,使他熟练地掌握了有机化学的基本化工过程,从而为他日后将滴滴涕杀虫剂实现工业化生产奠定了技术基础。

缪勒生活的时代,化学农药的应用刚刚开始不久。在此之前,农业生产饱受病虫害的摧残。19世纪40~50年代,爱尔兰和法国先后发生多起马铃薯疫病、葡萄白粉病等病害,农民和果农因此遭受严重的经济损失,很多人因为颗粒无收而倾家荡产,被迫向美洲、非洲大批移民。60年代,美国马铃薯甲虫泛滥成灾,严重威胁着粮食生产。美国农业部门在听取了科学家们的激烈争论之后,决定向马铃薯喷洒砷制剂。这一做法虽然有效地遏止了马铃薯甲虫的蔓延,但因为砷制剂对人畜有毒害作用,所以后来造成了多起人畜中毒的事件。

面对病虫害的猖獗,人们一直想方设法要制服它。这种努力也取得了一定效果,例如法国的果农们就经常用波尔多液防治葡萄霜霉病。波尔多液是用硫酸铜加生石灰制成的一种天蓝色的浑浊液,对于葡萄霜霉病具有很好的防治效果。这种液体最早是一个住在波尔多地区的法国农民用来涂抹葡萄,以防别人偷窃的。但是后来人们发现,涂抹了这种液体的葡萄很少患霜霉病,于是大家群起而效仿,人们也就给它起了个名字,叫波尔多液。1882年,法国农学家米拉德进一步肯定了波尔多液所具有的良好的杀菌性能,由此开始了人们使用化学农药的新时代。

但波尔多液的用途并不是那么宽广,它只对某些病菌有杀灭作用,对其余病菌则无能为力。对猖狂危害农作物的种类繁多的节肢类害虫,它更是束手无策。有些天然杀虫剂,例如像砒霜那样的砷制剂,虽然能够杀灭害虫,但对人畜都有剧毒,不便使用。而像除虫菊、鱼藤酮那样的有机杀虫剂,均提取自天然植物,杀虫效果和供应量都很有限,很难被推广应用。时代在呼唤广谱高效而又对人畜低毒的新型杀虫剂。这就是缪勒所处的时代。

缪勒出生于农村,深知病虫害对农作物的危害。他的家乡奥尔坦位于景色旖旎的阿勒尔河流域,那里农业发达,茂密的农作物一望无际,一直绵延到远处青黛色的群山。这里的农民本来衣食无忧,可偏偏经常闹虫灾,严重时弄得家家唉声叹气,户户愁眉苦脸。有时人们也尝试着用农药杀虫,可是又会带来意想不到的灾难。缪勒儿时的一位好友赫尔曼,就是因为误食了喷洒有砒霜的瓜果而死去的。

正是因为有了童年时沉痛的记忆,因而缪勒从小就有一个志愿,要用自己的聪明才智,为农民解除虫害之苦。现在,他拿到了化学博士学位,又经过工作实践的锻炼,对有机化学工业有了足够的了解,他决定要把自己童年时的志愿付诸实施了。

1935年,缪勒开始着手进行一项新的研究计划,这一计划是要研制出一种理想的杀虫药来。在进行了大量的调研,广泛了解了现行农药利弊之后,缪勒为理想的杀虫药制订了七条标准:①对昆虫有剧毒;②杀灭迅速;③对哺乳动物和植物无毒或只有微毒;④无刺激性;⑤杀虫范围应尽可能广;⑥长期有效而且稳定;⑦价格便宜。按照这样的标准,他开始了自己长期而又艰苦的探求。

一开始,缪勒试图从现有的物质中寻找到这种理想的杀虫药。他采用实验的方法逐一筛选。当时,市场上已有许多杀虫剂,但是筛选的结果,有些杀虫剂是含砷的化合物,而砷化物对所有的生命体都是危险的,而且还会积累在土壤中;另一些对脊椎动物是安全的,但对于昆虫又不具备杀灭作用。有些只能杀死一两种昆虫,对其他种类的昆虫则无能为力;而另外一些虽然具有广谱杀虫效果,可又对人畜有剧毒。缪勒筛选了大量已知具有杀虫效果的物质,可那种他心目中理想的杀虫药却一直没有出现。看来,他不可能找到具备他所追求的那些性质的化合物。朋友和同事都劝他放弃寻找那种十全十美的杀虫剂的幻想,劝他不要再钻牛角尖了。

难道自己的设想真的是空中楼阁?难道自己真的是在钻牛角尖?是继续进行下去,还是半途而废?一时间,面对同事的劝说,面对研究中遇到的巨大困难,缪勒心神不宁,陷入了深深的沉思之中。继续下去,可能会毫无结果,从而影响自己的名声地位,但一想到飞蝗铺天盖地而来,庄稼地里片叶无存的景象,想到好友赫尔曼的不幸,缪勒又坚定了起来。他要完成自己童年时就立下的志向,为扑灭农作物病虫害而奉献自己的才华。个人的得失算不了什么,为广大农民解除虫害才是大事。就这样,缪勒振作精神,重新投入了对新型杀虫剂的研制工作之中。

可是,接下去的研究该如何进行呢?继续筛选下去,估计会一事无成,在同事和朋友的帮助和指点下,缪勒决定另辟蹊径,不再只注意那些已有的物质,他要合成新的物质,以此实现自己的目标。既然从已有的物质中找不到理想的杀虫剂,那就自己把它制造出来。

从杀虫方式来说,杀虫剂可分为三类:一类是胃毒式,害虫必须吃了这类毒药,通过消化系统吸收,才会被破坏代谢过程,从而导致死亡;一类是接触式,它能渗透害虫的保护膜而将害虫杀死;还有一类是熏蒸式,通过进入害虫呼吸道的方式杀死害虫。在缪勒的那个时期,合成熏蒸式农药很不容易,因此缪勒把注意力集中在前两种上,分别进行有针对性的研究。

过了不久,缪勒把他的注意力进一步集中到了接触式杀虫剂的研制方面。这是因为他了解到一个事实:在第一次世界大战以及其他战争中,因斑疹伤寒等疾病造成的部队减员现象十分严重。出于对国家利益的考虑,他觉得自己作为一个科学家,有责任有义务帮助国家解决这一难题。斑疹伤寒是一种叫做立克次体的微生物引起的急性传染病,它通过虱子、跳蚤、壁虱等节肢动物为媒介传染人体。一旦染上,死亡率很高。它的流行季节与虱子的孽生季节相同,多在冬春两季。人在过度疲劳和全身抵抗力下降时容易感染此病,所以在战争和灾荒年代,常常可以见到此病的流行。在第一次世界大战中,斑疹伤寒的流行曾经改变了俄国和巴尔干前线的战争进程。所以,有人曾经把斑疹伤寒戏称为“战争伤寒”。

既然“战争伤寒”是虱子、跳蚤在作乱,人们就希望科学家们尽快研制出杀虫剂来扑灭它们。可它们的口腔全都是刺管型,以吸食人畜血液为生,不会把毒药吃进胃里,所以胃毒式杀虫剂不起作用。因此,缪勒不得不放弃对胃毒式农药的研制,全力以赴寻找一种触杀型杀虫剂,它能够通过接触害虫达到杀虫的目的。

经过一系列的探讨,缪勒把注意力逐渐集中到了某些类型的含氯化合物身上,这些类型的化合物中有些样品看来是有希望的。开始合成的药物许多药效比较慢,要几小时、几天后才有效。这些药物当然是不受欢迎的。他耐心细致地一个一个合成新药,再加以检验。一次次地实验,一次次地失败,花了整整3年的时间,检验了几百种药物,均不理想。他毫不气馁,坚持实验下去。功夫不负有心人,1939年9月,就是第二次世界大战爆发的那个月,他查阅文献时,受到启发,合成了一种新的化合物二氯二苯三氯乙烷(英文缩写为DDT),汉语简称滴滴涕。经过检验,它对各种节肢类害虫有广泛的触杀作用,特别是对跳蚤、虱子、苍蝇等害虫,有明显的毒杀作用,但对人畜则相应比较安全。实验室检验的结果表明,滴滴涕正是缪勒梦寐以求的那种理想的杀虫剂。实验终于成功了。这年年底,缪勒向社会正式公开了自己的发明。

实际上,早在1873年,德国科学家蔡德勒就曾经用化学方法合成了滴滴涕,但他不知道滴滴涕对害虫有触杀作用,当然也就想不到去推广应用它。缪勒最早发现了滴滴涕对害虫的广谱触杀作用,把它推向了社会,这是他对人类的最大贡献。

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