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为解决农药使用及环境污染数据稀缺，难以在大空间尺度进行时间分析的问题，研究人员开展法国 2013 - 2022 年农药活性物质暴露研究。构建数据集并验证暴露指数，该研究为生态保护和健康研究提供重要信息。
在现代农业的大舞台上，农药扮演着十分重要的角色。它能帮助农作物抵御病虫害的侵袭，提高农作物产量，保障粮食供应。但与此同时，农药的广泛使用也带来了诸多问题。工业农业中大量使用的合成农药，不仅对生物多样性造成严重破坏，还对人类健康构成潜在威胁。从田野到河流，从空气到土壤，农药的身影无处不在，然而与之相关的数据却十分匮乏。由于统计保密和私人数据保护等原因，农药使用量以及其造成的环境污染数据难以获取，这就如同在黑暗中摸索，严重阻碍了科研人员对农药在大空间尺度（如国家层面）进行时间分析，使得制定合理的农业政策变得困难重重。
在这样的背景下，来自法国的研究人员（TETIS、INRAE、AgroParisTech、CIRAD、CNRS、Université de Montpellier 以及 Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité 等机构）决心打破这一困境，开展了一项关于 “法国农药：2013 - 2022 年土地、空气和地表水中活性物质十年综合暴露” 的研究 。他们通过整合多种数据资源，构建了一个全面的数据集，对法国本土使用、空气和地表水中最具环境危害性的活性物质（如有毒、致癌、致突变、生殖毒性物质，简称 CMR 物质）的暴露情况进行了深入研究，为生态保护和健康研究提供了关键信息。该研究成果发表在《Scientific Data》上。
研究人员在开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。在获取农药使用数据方面，他们从国家植物保护产品数据库中提取了按邮政编码统计的农药销售量数据，并通过全国农业普查数据库获取每个市镇的总耕地面积（TCA），计算出每个活性物质在市镇层面的销售量（SQ），进而构建扩展处理强度指数（eTII）。对于农药空气污染数据，他们利用 Phytatmo 数据库中 2002 - 2022 年 205 个监测站的 321 种气态和颗粒态活性物质测量数据，通过克里金插值法结合外部漂移，以市镇层面活性物质销售量为解释变量，在 1×1 km 网格上预测 2013 - 2022 年法国本土的农药空气污染浓度。针对农药水污染数据，研究人员使用 NAIADES 地表水质量数据库 2013 - 2022 年的数据，通过筛选有效测量数据、设定浓度阈值等方法，计算出每个流域每年每种活性物质的平均浓度。
下面具体来看研究结果：
- 农药使用情况：研究人员聚焦于 2013 - 2022 年间需强制报告的 183 种活性物质，通过计算 eTII，评估了这些活性物质在不同市镇的使用情况。eTII 考虑了活性物质的有效性和处理面积，能够更准确地反映农药使用强度12。
- 农药空气污染情况：利用 Phytatmo 数据库和克里金插值法，研究人员绘制出 2013 - 2022 年法国本土 1×1 km 网格上 101 种活性物质的空气污染浓度地图，直观展示了农药在空气中的污染分布情况34。
- 农药水污染情况：从 NAIADES 数据库中筛选出 156 种活性物质，构建保守浓度估计，计算出每个流域每年每种活性物质的平均浓度，得到农药水污染的时空分布特征56。
- 农药综合暴露评估：研究人员重点关注对生物多样性和健康危害最大的活性物质，分别汇总 eTII、空气污染和水污染数据，制作出这些物质的使用、空气污染和水污染地图及地理数据集。在此基础上，通过标准化处理和数据整合，生成综合暴露地图，直观展示了不同地区的农药综合暴露水平78。
在研究结论与讨论部分，研究人员通过与独立数据集（Solagro 提供的按市镇划分的处理频率指数 TFI）进行对比验证，发现综合暴露地图与 TFI 之间具有较高的相关性（在 1×1 km 网格上 Spearman 相关性为 0.78；在小农业区域尺度上 Spearman 相关性为 0.83），eTII 与 TFI 的相关性更强（在小农业区域尺度上 Spearman 相关性为 0.92），这表明该研究构建的综合暴露指数和相关数据集具有较高的可靠性91011。
这项研究具有重要意义。它首次在欧洲范围内提供了国家尺度、空间精度低于 10 km 且具有时间覆盖范围的农药暴露数据集，为深入了解农药在环境中的动态变化提供了有力支持。对于生态保护而言，研究结果有助于评估农药对生物多样性的影响，为制定针对性的保护策略提供科学依据；在健康研究方面，能帮助科研人员更好地探究农药暴露与人类健康之间的关系，评估潜在健康风险。同时，该研究也为其他地区开展类似研究提供了可借鉴的方法和思路，推动了全球范围内对农药环境影响的研究进程，对制定合理的农业政策、保障生态环境安全和人类健康具有重要的指导价值。
