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農薬は害虫を駆除する ために使用される物質です。[ 1 ]これには除草剤、殺虫剤、殺線虫剤、殺菌剤などが含まれます（表を参照）。[ 2 ]これらのうち最も一般的なのは除草剤で、世界の農薬使用量の約50%を占めています。[ 3 ]ほとんどの農薬は植物保護製品（作物保護製品とも呼ばれる）として使用され、一般的に植物を雑草、菌類、または昆虫から保護します。
一般的に、農薬とは、害虫を忌避、無力化、殺傷、またはその他の方法で抑制する化学物質または生物学的薬剤（ウイルス、細菌、真菌など）のことです。対象となる害虫には、昆虫、植物病原体、雑草、軟体動物、鳥類、哺乳類、魚類、線虫（回虫）、そして財産を破壊したり、迷惑行為を引き起こしたり、病気を蔓延させたり、病原体を媒介したりする微生物などが含まれます。このように、農薬は農作物の収穫量を増加させます。しかし、こうした利点がある一方で、農薬には人間や他の生物に対する潜在的な毒性など、欠点もあります。
殺虫剤という言葉は、ラテン語のpestis（疫病）とcaedere（殺す）に由来する。[ 5 ]
国連食糧農業機関（FAO）は、農薬を次のように定義している。
農薬は対象生物によって分類できます（例：除草剤、殺虫剤、殺菌剤、殺鼠剤、殺シラミ剤- 表を参照）[ 7 ]
EPAによると、生物農薬には微生物農薬、生化学農薬、植物に組み込まれた保護剤が含まれる。[ 8 ]
農薬は構造クラスに分類され、表に記載されている各標的生物ごとに多くの構造クラスが開発されています。構造クラスは通常、単一の作用機序に関連付けられますが、作用機序は複数の構造クラスを含む場合があります。
殺虫剤（有効成分）は他の成分と混合（配合）されて販売される製品となり、様々な方法で散布される。気体状の殺虫剤は燻蒸剤である。
農薬は、その作用機序に基づいて分類することができ、作用機序とは、農薬が阻害する正確な生物学的メカニズムを示すものです。作用機序は耐性管理において重要であり、殺虫剤、除草剤、殺菌剤の耐性対策委員会によって分類および管理されています。
農薬には全身性または非全身性があります。[ 9 ] [ 10 ]全身性農薬は植物内部を移動（転流）します。転流は木部で上向きに、または師部で下向きに、あるいはその両方で起こる可能性があります。非全身性農薬（接触農薬）は表面にとどまり、標的生物と直接接触することで作用します。農薬は全身性である方が効果的です。全身性は、農薬を種子処理剤として使用する際の前提条件です。
農薬は、残留性（非生分解性）または非残留性（生分解性）に分類できます。農薬は、対象を殺したり制御したりするのに十分な残留性を持ちながら、環境や食物連鎖に蓄積しないほど速やかに分解されなければ、当局の承認を得ることはできません。[ 11 ] [ 12 ] DDTなどの残留性農薬は、マラリア媒介蚊対策として家屋に散布する場合を除いて、何年も前に禁止されました。[ 13 ]
古代から1950年代まで、使用されていた殺虫剤は無機化合物と植物抽出物であった。[ 14 ] [ 15 ]無機化合物は銅、ヒ素、水銀、硫黄などの誘導体であり、植物抽出物にはピレスラム、ニコチン、ロテノンなどが含まれていた。これらのうち毒性の低いものは、有機農業で今でも使用されている。1940年代には、殺虫剤DDTと除草剤2,4-Dが導入された。これらの合成有機化合物は広く使用され、非常に利益を生んだ。1950年代と1960年代には、これらに続いて多数の他の合成殺虫剤が登場し、殺虫剤産業の成長につながった。[ 14 ] [ 15 ]この時期には、媒介生物と戦うために環境中に広く散布されたDDTが食物連鎖に蓄積していることがますます明らかになった。有名な書籍『沈黙の春』にまとめられているように、DDTは世界的な汚染物質となっていた。最終的に、1970年代にいくつかの国でDDTが禁止され、その後、ベクター制御のための室内壁への散布を除いて、すべての残留性殺虫剤が世界中で禁止された。[ 13 ]
農薬に対する耐性は、1920年代に無機農薬で初めて確認され、[ 14 ]その後、耐性の発達は予想されるものであり、それを遅らせる対策が重要であることがわかった。総合的病害虫管理（IPM）は1950年代に導入された。綿密な分析と、作物被害の経済的または生物学的閾値に達した場合にのみ散布することで、農薬の使用量が削減される。これは2020年代に国際機関、業界、および多くの政府の公式政策となった。[ 15 ] 1960年代の緑の革命で高収量品種が導入されると、より多くの農薬が使用されるようになった。[ 15 ] 1980年代以降、遺伝子組み換え作物が導入され、それらに使用される殺虫剤の量が減少した。[ 15 ]非合成農薬のみを使用する有機農業は成長し、2020年には世界の総農地の約1.5パーセントを占めるようになった。[ 15 ]
農薬はより効果的になった。1950年代には1ヘクタールあたり1,000～2,500グラムの有効成分が散布されていたが、2000年代には40～100グラムに減少した。[ 15 ]それにもかかわらず、使用量は増加している。1990年代から2010年代までの20年間で、高所得国では使用量が20%増加したが、低所得国では1623%増加した。[ 15 ] [ 16 ]
目的は、新しい作用機序や低い散布量など、改良された特性を持つ新しい化合物や薬剤を見つけることです。もう1つの目的は、毒性や環境への害を理由に禁止された、または耐性の発達により効果が低下した古い農薬を置き換えることです。[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]
このプロセスは、昆虫、真菌、植物などの標的生物に対する試験（スクリーニング）から始まります。入力は通常、ランダム化合物、天然物[ 21 ]、生化学的標的を阻害するように設計された化合物、特許や文献に記載されている化合物、または生物防除生物です。
スクリーニングプロセスで活性を示す化合物は、ヒットまたはリードとして知られていますが、生物防除生物や一部の強力な天然物を除いて、殺虫剤として使用することはできません。これらのリード化合物は、一連の合成と類似体の試験のサイクルによって最適化する必要があります。殺虫剤としての使用について規制当局の承認を得るには、最適化された化合物はいくつかの要件を満たす必要があります。 [ 11 ] [ 12 ]強力であること（低適用量）に加えて、非標的生物に対する毒性が低く、環境への影響が少なく、実行可能な製造コストを示す必要があります。2024年の殺虫剤の開発コストは3億100万米ドルと推定されています。[ 22 ]新しい殺虫剤を見つけることはより困難になっています。2000年代には100を超える新しい有効成分が導入されましたが、2010年代には40未満でした。[ 15 ]生物農薬は、当局が毒性学的および環境的研究をあまり要求しないため、開発コストが安くなります。 2000年以降、新しい生物学的製剤の導入率は、従来製剤の導入率をしばしば上回っている。[ 15 ]
既存の化学農薬の 25% 以上が 1 つ以上のキラル中心 (立体異性中心) を含んでいます。[ 23 ]散布量が少ない新しい農薬は、より複雑な構造を持つ傾向があり、そのためキラル中心を含むことが多くなっています。[ 23 ]新しい化合物の殺虫活性の大部分またはすべてが 1 つのエナンチオマー(ユートマー)にある場合、その化合物をこの単一のエナンチオマーとして登録および使用する方が好ましいです。これにより、総散布量が減り、ラセミ体の登録時に必要な面倒な環境試験を回避できます。[ 24 ] [ 25 ]ただし、実行可能なエナンチオ選択的製造経路が見つからない場合は、ラセミ体が登録され使用されます。
農薬は農業での主な用途に加えて、他にも多くの用途があります。農薬は、周囲に有害または悪影響を及ぼすと考えられる生物を制御するために使用されます。[ 27 ]例えば、ウエストナイルウイルス、黄熱病、マラリアなどの致命的な病気を媒介する可能性のある蚊を殺すために使用されます。また、アレルギー反応を引き起こす可能性のあるミツバチ、スズメバチ、アリを殺すこともできます。殺虫剤は、ノミなどの寄生虫によって引き起こされる可能性のある病気から動物を保護することができます。[ 27 ]農薬は、カビの生えた食品や病気の農産物によって引き起こされる可能性のある人間の病気を予防することができます。除草剤は、道路脇の雑草、木、低木を除去するために使用できます。また、環境被害を引き起こす可能性のある侵入雑草を殺すこともできます。除草剤は、池や湖で藻類や水草などの植物を抑制するために一般的に使用されています。これらの植物は、水泳や釣りなどの活動を妨げたり、水の見た目や臭いを不快にしたりする可能性があります。[ 28 ]シロアリやカビなどの害虫が制御されないと、家屋などの構造物に損傷を与える可能性があります。[ 27 ]殺虫剤は、穀物などの食品に害を及ぼすげっ歯類や昆虫を管理するために、食料品店や食品貯蔵施設で使用されています。殺虫剤は、芝生やゴルフコースでも、部分的には美観上の理由から使用されています。[ 29 ]
総合的害虫管理（IPM）は、害虫を制御するために複数のアプローチを使用するものであり、インドネシア、中国、バングラデシュ、米国、オーストラリア、メキシコなどの国々で広く普及し、成功を収めている。[ 30 ] IPMは、生態系に対する行動のより広範な影響を認識し、自然のバランスが崩れないようにする。[ 31 ]
農薬の使用には、必ず何らかのリスクが伴います。適切な農薬使用は、これらのリスクを、米国環境保護庁（EPA）やカナダ害虫管理規制庁（PMRA）などの農薬規制機関が許容できるレベルまで低減します。
家の壁に散布されるDDTは、 1940年代からマラリア媒介蚊（蚊）対策に使用されてきた有機塩素化合物です。世界保健機関はこの方法を推奨しています。[ 32 ] DDTやその他の有機塩素系殺虫剤は、環境中での残留性と人体への毒性のため、世界中のほとんどの国で禁止されています。DDTは、1955年にはアフリカで耐性が確認され、1972年までに世界中で19種の蚊がDDTに耐性を持つようになったため、効果が低下しています。[ 33 ] [ 34 ]
2023年の農業における農薬の総使用量は有効成分換算で373万トン（Mt）で、2022年と比較して2%減少、10年間で14%増加、1990年以降では2倍になった。[ 36 ] 2023年の農地面積当たりの農薬使用量は1ヘクタール当たり2.40kg（kg/ha）で、2022年と比較して2%減少した。農業生産額当たりの使用量では1国際ドル当たり0.88g（g/I$）（-4%）、一人当たりの使用量では1人当たり0.45kg（kg/cap）（-3%）だった。[ 36 ] 2023年、ブラジルは世界最大の農薬使用国で、農業用途の農薬使用量は801ktだった。これは2番目に多い米国（430kt）よりも約86%多かった。[ 36 ]
農地面積当たりの散布量は、これらの主要な農薬使用国間で大きく異なり、ベトナムの 13.9 kg/ha からロシア連邦の 0.8 kg/ha まで幅があった。[ 36 ]米国の殺虫剤使用量は、1980 年以降半分以上減少しており (0.6%/年)、これは主に有機リン系殺虫剤の段階的廃止がほぼ完了したためである。トウモロコシ畑では、遺伝子組み換えBt トウモロコシへの切り替えにより、減少幅はさらに大きくなった。[ 37 ]
農薬は農作物の収穫量を増加させます。[ 38 ]農薬を使用した場合、作物によって収穫量の増加率は12%から27%に及ぶことがわかっています。[ 39 ]別の研究では、農薬を使用しないと作物の収穫量が約10%減少することがわかっています。[ 40 ] 1999年に実施された研究では、米国で農薬を禁止すると、食料価格の上昇、雇用の喪失、世界的な飢餓の増加につながる可能性があることがわかっています。[ 41 ]
農薬使用による利益には、一次的利益と二次的利益の2つのレベルがある。一次的利益は農薬使用による直接的な利益であり、二次的利益はより長期的な影響である。[ 42 ]
害虫および植物病原体媒介生物の防除
ヒト・家畜の疾病媒介生物および有害生物の防除
人間の活動や建造物に害を及ぼす生物を制御する
2018年の世界の農薬販売額は650億ドルと推定され、そのうち88%が農業に使用されました。[ 15 ]ジェネリック医薬品は2018年の販売額の85%を占めました。 [ 44 ]ある研究では、農作物用の農薬に1ドル費やすごとに、昆虫、菌類、雑草によって失われるはずだった作物の最大4ドル分の利益が得られると推定されています。[ 45 ] 一般的に、農家は作物の収穫量の増加と、年間を通してさまざまな作物を栽培できることから恩恵を受けています。農産物の消費者も、年間を通して入手可能な大量の農産物を手頃な価格で購入できることから恩恵を受けています。[ 42 ]
農薬使用のコスト面では、環境へのコストと人間の健康へのコストが発生する可能性がある。[ 46 ]農薬の安全教育と農薬散布者の規制は、農薬の誤用から国民を守ることを目的としているが、すべての誤用をなくすことはできない。農薬の使用を減らし、毒性の低い農薬を選択することで、農薬使用による社会と環境へのリスクを軽減できる可能性がある。[ 28 ]
農薬に関連する健康問題のほとんどは、職業上または非職業上の環境における直接的な使用に起因する。一方、果物や野菜に残留する農薬による健康リスクはごくわずかであると考えられている。
職業上の農薬使用は健康に悪影響を及ぼす可能性がある。[ 47 ] [ 48 ]ホルモンを模倣して生殖障害を引き起こしたり、癌を引き起こしたりする。[ 49 ] 2007年の系統的レビューでは、「非ホジキンリンパ腫と白血病に関するほとんどの研究で農薬曝露との正の関連性が示された」ことが判明し、したがって農薬の化粧品使用を減らすべきであると結論付けた。[ 50 ]有機リン系殺虫剤への曝露と神経行動の変化との関連性を示す十分な証拠がある。[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]農薬曝露によるその他の悪影響、神経学的異常、先天性欠損、胎児死亡などに関する限られた証拠も存在する。[ 55 ]
2014年の疫学レビューでは、自閉症と特定の農薬への曝露との関連性が発見されたが、入手可能な証拠は、その関係が因果関係であると結論付けるには不十分であると指摘された。[ 56 ]
規制や安全対策が不十分なため、農薬関連の死亡例の99%は、農薬使用量のわずか25%を占める発展途上国で発生している。[ 57 ]
アメリカがん協会によると、食品中の残留農薬ががんのリスクを高めるという証拠はない。[ 58 ] 2009年の研究では、果物や野菜を食べることで生涯にわたって残留農薬に曝露されると、スイスと米国ではそれぞれ1人あたり4.2分と3.2分の寿命が失われると推定されている。[ 59 ]
米国の家庭の大多数にも農薬が使用されており、 2012年には 1億2110 万世帯のうち8800万世帯が何らかの農薬を使用していると回答している。 [ 60 ] [ 61 ] 2007年時点で、1055種類以上の有効成分が農薬として登録されており、[ 62 ] 2万種類以上の農薬製品が米国で販売されている。[ 63 ]
米国小児科学会は、子供の農薬への曝露を制限し、より安全な代替品を使用することを推奨しています。[ 64 ]
ある研究では、世界中の自殺の3分の1で農薬による自殺が主な方法であることが判明し、とりわけ、人体に最も有害な種類の農薬に対する規制強化が推奨された。[ 65 ]
世界保健機関と国連環境計画は、発展途上国で毎年300 万人の農業労働者が農薬による重度の中毒を経験し、1万8000人が死亡していると推定している。 [ 30 ]ある研究によると、 発展途上国では毎年2500万人もの労働者が軽度の農薬中毒に苦しんでいる可能性がある。[ 66 ]農業労働者以外にも、ペットトリマー、庭師、燻蒸作業員など、農薬による健康被害のリスクにさらされる職業もある。[ 63 ]
ラテンアメリカでは農薬の使用が広く行われており、 この地域では毎年約30億米ドルが費やされています。記録によると、過去20年間で農薬中毒の頻度が増加しています。農薬中毒の最も一般的な事例は、有機リン系およびカルバメート系殺虫剤への曝露が原因と考えられています。 [ 67 ]家庭での農薬使用、規制されていない製品の使用、農業産業における不法就労者の役割により、真の農薬曝露の特徴を把握することは困難です。農薬中毒症例の50～80％は報告されていないと推定されています。
農薬中毒の報告漏れは、急性中毒の発生を監視または追跡している可能性のある医療施設で農業従事者が治療を受ける可能性が低い地域で特に一般的です。意図しない農薬中毒の規模は、特に発展途上国において、入手可能なデータが示唆するよりもはるかに大きい可能性があります。世界的に、農業と食料生産は依然として最大の産業の1つです。東アフリカでは、農業産業は経済の最大のセクターの1つであり、人口の約80%が農業を収入源としています。[ 68 ]これらのコミュニティの農家は、高い作物収量を維持するために農薬製品に頼っています。
東アフリカ諸国の中には、企業型農業への移行を進めている地域があり、外国の巨大企業が商業農場を運営する機会が増えたことで、農薬の使用状況や労働者の曝露状況に関する研究がより容易に行えるようになった。一方、人口の大部分が自給自足型の小規模農業に依存している地域では、農薬の使用状況や曝露状況を推定することはより困難である。
農薬は人間や他の非標的生物に毒性作用を示す可能性があり、その深刻度は曝露の頻度と量によって決まります。毒性は、化合物の吸収速度、体内分布、代謝、および体外への排出にも依存します。有機リン系やカルバメート系などの一般的に使用される農薬は、アセチルコリンエステラーゼ活性を阻害することによって作用し、神経シナプスでのアセチルコリンの分解を防ぎます。アセチルコリンが過剰になると、筋肉のけいれんや震え、錯乱、めまい、吐き気などの症状を引き起こす可能性があります。研究によると、エチオピア、ケニア、ジンバブエの農業労働者は、神経系全体に作用するシナプスでアセチルコリンを分解する酵素である血漿アセチルコリンエステラーゼの濃度が低下しています。[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]エチオピアの他の研究では、農作物に農薬を散布する農業労働者の呼吸機能が低下していることが観察されています。[ 72 ]農作業員の農薬中毒のリスクを高める曝露経路は数多くあり、畑を歩き回ったり製品を散布したりすることによる皮膚吸収や吸入曝露などが含まれます。
農薬への人の曝露を測定する方法は複数あり、それぞれが個人の体内曝露量の推定値を提供します。大きく分けて2つの方法があり、バイオマーカーと生物学的影響マーカーの測定が含まれます。[ 73 ]前者は、尿、血液、血清など、さまざまな媒体で親化合物またはその代謝物を直接測定することを含みます。バイオマーカーには、代謝中に生体変換される前の体内の化合物の直接測定が含まれる場合があります。その他の適切なバイオマーカーには、代謝中に生体変換された後の親化合物の代謝物が含まれる場合があります。[ 73 ]毒性動態データは、化合物が体内で代謝され、体から排出される速度に関するより詳細な情報を提供し、曝露のタイミングについての洞察を提供します。
生物学的影響のマーカーは、作用機序に関連する細胞活動に基づいて曝露を推定します。たとえば、農薬への曝露を調査する多くの研究では、有機リン系およびカルバメート系農薬の阻害効果の大きさを決定するために、神経シナプスにおけるアセチルコリンエステラーゼ酵素の定量化がよく行われます。[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] [ 73 ]
曝露量を定量化するもう1つの方法は、分子レベルで作用部位と相互作用する農薬の量を測定することです。これらの方法は、WHOが発行した「職場における化学物質曝露の生物学的モニタリング」に記載されているように、作用機序がよりよく理解されている職業曝露でより一般的に使用されています。[ 74 ]この曝露評価方法を農業労働者の職業曝露に適用する前に、農薬がどのように毒性効果を発揮するかについてよりよく理解する必要があります。
曝露を評価する代替方法としては、参加者が農薬中毒に関連する症状を経験しているかどうかを判断するための質問票があります。自己申告による症状には、頭痛、めまい、吐き気、関節痛、呼吸器症状などが含まれる場合があります。[ 70 ]
一般集団における農薬への曝露を評価するには複数の課題があり、農業従事者の職業的曝露に特有の課題も数多く存在する。農業従事者以外にも、家族や子供への曝露を推定することはさらなる課題であり、親である農業従事者の衣服や道具に付着した農薬残留物が家庭に持ち込まれ、意図せず家庭に持ち込まれることで「持ち帰り」曝露が発生する可能性がある。子供は、妊娠中に農薬に曝露された母親から胎児期に農薬に曝露される可能性もある。[ 51 ]空中散布や噴霧による農薬の飛散によって生じる子供の曝露を特徴づけることも同様に困難であるが、発展途上国では十分に文書化されている。[ 75 ]胎児や新生児は発達の重要な時期であるため、これらの非就労人口は農薬の影響を受けやすく、神経認知障害や発達障害を発症するリスクが高まる可能性がある。[ 51 ] [ 57 ]
バイオマーカーや生物学的影響のマーカーを測定することで、曝露のより正確な推定値が得られる可能性があるが、これらのデータを現場で収集することは多くの場合非現実的であり、多くの方法は低濃度を検出するのに十分な感度を備えていない。現場で血液サンプルを採取するための迅速なコリンエステラーゼ検査キットが存在する。発展途上国の遠隔地の農業労働者の大規模な評価を実施すると、これらのキットの導入が困難になる。[ 73 ]コリンエステラーゼアッセイは、個人の曝露と急性毒性を評価するための有用な臨床ツールである。個人間のベースライン酵素活性のかなりの変動により、コリンエステラーゼ活性の現場測定値を参照用量と比較して、曝露に関連する健康リスクを判断することが困難になる。[ 73 ]参照用量を導出するもう1つの課題は、曝露に関連する健康エンドポイントを特定することである。特に職業的に曝露されている集団において、重要な健康エンドポイントを特定するには、より多くの疫学研究が必要である。
農薬への有害な曝露を最小限に抑えるには、適切な個人用保護具の使用、散布後間もない場所への再入室時間の確保、FIFRA規制に準拠した有害物質の効果的な製品表示が不可欠です。農業従事者を含む高リスク集団に対し、農薬の適切な使用方法と保管方法について研修を行うことで、急性農薬中毒の発生率や、曝露に伴う潜在的な慢性的な健康被害を軽減できます。農薬の人体への毒性影響に関する継続的な研究は、あらゆる人々の健康を守るための適切な政策や強制力のある基準の基礎となります。
農薬の使用は、多くの環境問題を引き起こします。散布された殺虫剤の98%以上、除草剤の95%以上が、標的種以外の場所、つまり非標的種、空気、水、土壌に到達します。[ 30 ]農薬の飛散は、粒子として空気中に浮遊する農薬が風によって他の場所に運ばれ、汚染する可能性があるときに発生します。農薬は水質汚染の原因の1つであり、一部の農薬は残留性有機汚染物質（現在は禁止）であり、土壌や花（花粉、蜜）の汚染の一因となっています。[ 76 ]さらに、農薬の使用は、害虫自体が飛散して農薬が使用されていない近くの作物に被害を与えるため、近隣の農業活動に悪影響を与える可能性があります。[ 77 ]
さらに、農薬の使用は河川の無脊椎動物の生物多様性を減少させ、 [ 78 ]花粉媒介者の減少に寄与し、[ 79 ] [ 80 ] [ 81 ]生息地（特に鳥類）を破壊し、[ 82 ]絶滅危惧種を脅かします。[ 30 ]害虫は農薬に対する耐性（農薬耐性）を獲得する可能性があり、新しい農薬が必要になります。あるいは、耐性に対抗するために農薬の投与量を増やすこともできますが、これは環境汚染問題を悪化させることになります。
残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約は、すべての残留性農薬を禁止しました[ 83 ] [ 84 ]。特にDDTやその他の有機塩素系農薬は安定していて親油性であるため、体内や食物連鎖に生物濃縮される可能性があり[ 85 ]、地球全体に拡散しました[ 86 ] [ 87 ]。 残留性農薬はもはや農業には使用されておらず、当局によって承認されることもありません[ 11 ] [ 12 ] 。土壌中の半減期が長いため（DDTの場合は2～15年[ 88 ]）、残留物は1970年代に検出されたレベルより5～10分の1低いレベルで人体から検出されることがあります[ 89 ] 。
農薬は現在、環境中で分解可能でなければならない。農薬のこのような分解は、化合物の固有の化学的性質と環境プロセスまたは条件の両方によるものである。 [ 90 ]例えば、化学構造内にハロゲンが存在すると、好気性環境での分解が遅くなることが多い。 [ 91 ]土壌への吸着は農薬の移動を遅らせる可能性があるが、微生物分解者への生物学的利用能を低下させる可能性もある。[ 92 ]
ある研究では、米国における農薬による人体への健康被害と環境被害は96億ドルと推定され、 農業生産の増加による約400億ドルで相殺されたとされている。[ 93 ]
追加費用には、登録手続きと農薬の購入費用が含まれます。これらは通常、それぞれ農薬会社と農家が負担します。登録手続きには数年かかる場合があり（70種類のフィールドテストがあります）、 1つの農薬につき5,000万～7,000万ドルかかる場合があります。[ 93 ] 21世紀初頭、米国は 農薬に年間約100億ドルを費やしていました。[ 93 ]
農薬の使用には、必然的に耐性発達のリスクが伴います。農薬散布のさまざまな技術や手順、対象集団や周辺環境の自然特性によって、耐性発達を遅らせることができます。[ 4 ]
農薬の代替手段は、食品照射、植物検疫照射、栽培方法、生物的害虫防除（フェロモンや微生物農薬など）の使用、遺伝子工学（主に作物）、昆虫の繁殖を妨害する方法などがある。[ 30 ]堆肥化した庭の廃棄物の施用も害虫防除の方法として用いられてきた。[ 94 ]これらの方法はますます普及しており、多くの場合、従来の化学農薬よりも安全である。
栽培方法には、混作（複数の種類の植物を栽培すること）、輪作、害虫が生息しない地域への作物の植え付け、害虫の問題が最も少ない時期に合わせた植え付け、害虫を本作物から遠ざけるおとり作物の使用などがある。 [ 30 ]おとり作物は、一部の商業農業システムで害虫を効果的に防除し、農薬の使用量を削減している。[ 95 ]他のシステムでは、おとり作物が管理された実験で効果を発揮しても、商業規模では害虫密度を減らすことができない場合がある。[ 96 ]
害虫と戦う他の生物を放つことも、殺虫剤の使用に代わる方法の一例です。これらの生物には、害虫の天敵や寄生虫が含まれます。[ 30 ]害虫に病気を引き起こす昆虫病原性真菌、細菌、ウイルスに基づく生物農薬も使用できます。[ 30 ]
昆虫の繁殖を妨害するには、対象種の雄を不妊化して放ち、雌と交尾させるが子孫を残さないようにする方法がある。[ 30 ]この技術は1958年にスクリューワームバエで初めて使用され、その後、地中海ミバエ、ツェツェバエ[ 97 ]、マイマイガ[ 98 ]にも使用されている。これは費用がかかり、時間がかかる方法で、一部の種類の昆虫にしか効果がない。[ 30 ]
その他の代替案としては、「レーザー除草」と呼ばれる、レーザーを使用して雑草を制御する新しい農業用ロボットの使用が挙げられる。[ 99 ]
プッシュプル技術：害虫を寄せ付けない「プッシュ」作物を間作し、害虫を引き寄せて捕獲する「プル」作物を境界に植える。[ 100 ]
農薬の代替手段が化学物質の使用と同等の効果を発揮することを示す証拠もある。フロリダ北部のトウモロコシ畑の研究では、炭素窒素比の高い堆肥化された庭の廃棄物を農地に施用すると、植物寄生性線虫の個体数を減らし、作物の収量を増やすのに非常に効果的であることがわかった。収量の増加率は10%から212%に及んだ。観察された効果は長期にわたり、研究の3シーズン目まで現れないことが多かった。[ 94 ]追加のケイ素栄養は、一部の園芸作物を真菌病からほぼ完全に保護するが、ケイ素が不足すると、殺菌剤を使用しても深刻な感染につながることがある。[ 101 ]
農薬耐性は増加しており、そのため代替手段がより魅力的な選択肢となる可能性がある。
生物農薬とは、動物、植物、細菌、特定の鉱物などの天然素材から作られる特定の種類の農薬のことです。例えば、キャノーラ油や重曹は殺虫剤として利用されており、生物農薬とみなされています。生物農薬は大きく3つの種類に分類されます。
害虫の種類に関連する殺虫剤は次のとおりです。[ 106 ]
多くの国では、農薬の販売と使用は政府機関の承認を受けなければならない。[ 109 ] [ 110 ]
世界中で、85%の国が農薬の適切な保管に関する農薬法を制定しており、51%の国が使用期限切れの農薬の適切な廃棄を保証する規定を設けている。[ 111 ]
農薬規制は国によって異なるものの、農薬および農薬が使用された製品は国境を越えて取引されている。各国間の規制の不一致に対処するため、国連食糧農業機関の会議の代表者は、1985年に農薬の流通と使用に関する国際行動規範を採択し、多くの国で自主的な農薬規制基準を作成した。[ 109 ]この規範は1998年と2002年に改訂された。 [ 112 ] FAOは、この規範によって農薬の危険性に対する認識が高まり、農薬使用に制限のない国の数が減少したと主張している。[ 6 ]
国際的な農薬貿易の規制を改善するための他の3つの取り組みは、国際貿易における化学物質に関する情報交換のための国連ロンドンガイドラインと国連コーデックス委員会である。前者は、農薬の売買を行う国間で事前の情報に基づく同意が存在することを保証する手続きを実施することを目指しており、後者は、参加国間で農薬残留物の最大レベルに関する統一基準を作成することを目指している。[ 113 ]
米国では、環境保護庁（EPA）が連邦殺虫剤・殺菌剤・殺鼠剤法（FIFRA）および食品品質保護法（FQPA）に基づき農薬の規制を担当している。[ 114 ]
材料が安全に使用できる条件と、意図した害虫に対する有効性を確立するために研究を実施する必要があります。[ 115 ] EPAは、これらの製品が人間の健康と安全に重点を置き、人間や環境に悪影響を及ぼさないようにするために、農薬を規制しています。[ 116 ] 1984年11月以前に製造された農薬は、現在の科学的および規制上の基準を満たすために再評価され続けています。登録されているすべての農薬は、適切な基準を満たしていることを確認するために15年ごとに見直されます。[ 114 ]登録プロセス中にラベルが作成されます。ラベルには、安全上の制限に加えて、材料の適切な使用方法に関する指示が含まれています。急性毒性に基づいて、農薬は毒性クラスに割り当てられます。農薬は、米国で医薬品に次いで最も徹底的にテストされている化学物質です。食品に使用される農薬は、さまざまな潜在的な影響を判断するために100以上のテストが必要です。[ 116 ]
一部の農薬は一般市民への販売には危険すぎるとみなされ、使用制限農薬に指定されています。試験に合格した認定散布者のみが、使用制限農薬を購入または散布の監督を行うことができます。[ 109 ]販売および使用の記録は保管する必要があり、農薬規制の執行を担当する政府機関によって監査される場合があります。[ 117 ] [ 118 ]これらの記録は、従業員および州または準州の環境規制機関に提供されなければなりません。[ 119 ] [ 120 ]
EPAに加えて、米国農務省（USDA）と米国食品医薬品局（FDA）は、作物上または作物中に許容される農薬残留量の基準を設定しています。[ 121 ] EPAは、農薬の使用に関連する可能性のある人間の健康と環境への影響を検討します。[ 122 ]
さらに、米国環境保護庁は、人間の健康リスク評価のために、米国国家研究評議会の4段階プロセスを使用しています。(1) 危険源の特定、(2) 用量反応評価、(3) 曝露評価、(4) リスク特性評価。[ 123 ]
2013年、カウアイ郡（ハワイ州）は、郡の条例第22章に農薬と遺伝子組み換え作物に関する条項を追加する法案第2491号を可決した。この法案は、多くの大手農薬会社が製品の試験を行っているカウアイ島の地域社会の保護を強化するものである。[ 124 ]
農薬を規制するための連邦政府の権限を規定する最初の法律は1910年に制定された。[ 62 ]
米国では、EPAは「既存の従来型代替品よりも人間の健康と環境へのリスクが低い」従来型の「リスク低減農薬」の登録を優先している。[ 125 ]これらの農薬の利点には、人間の健康や他の生物への影響の低減、地下水汚染の低減、低用量などがある。[ 126 ]
EU法では、発がん性、変異原性、生殖毒性のある農薬、内分泌かく乱物質、残留性、生物蓄積性、毒性（PBT）または非常に残留性が高く生物蓄積性が高い（vPvB）農薬など、毒性の高い農薬の使用を禁止する法律が承認され、EU加盟国全体で農薬の安全性全般を向上させるための措置が承認されました。[ 127 ]
2023年、欧州議会の環境委員会は、2030年までに農薬の使用量を50％（最も危険な農薬は65％）削減し、農薬の持続可能な使用（例えば、最終手段としてのみ使用するなど）を確保することを目的とした決定を承認した。この決定には、農家に代替手段を提供する措置も含まれている。[ 128 ]
農薬残留物とは、食用作物に散布された後に食品に残留する可能性のある農薬を指します。[ 129 ]食品中の農薬の最大残留許容量（MRL）は、規制当局が最善の判断で健康への影響がないことを確実にするために慎重に設定されています。収穫前期間などの規制では、残留濃度が収穫前に安全なレベルまで徐々に低下するように、最近処理された作物や家畜製品の収穫が禁止されることもよくあります。一般の人々がこれらの残留物に曝露される最も一般的な方法は、処理された食品源を摂取すること、または農場や芝生などの農薬処理された場所に密接に接触することです。[ 130 ]
残留性農薬はもはや農業には使用されておらず、当局によって承認されることもありません。[ 131 ] [ 132 ]土壌中の半減期が長いため（DDTの場合は2～15年[ 88 ]）、残留物は1970年代に検出されたレベルより5～10分の1低いレベルで人体から検出されることがあります。[ 89 ]
残留物は当局によって監視されています。2016年には、米国産農産物のサンプルの99%以上で農薬残留物が検出されなかったか、各農薬のEPA許容レベルをはるかに下回る残留レベルでした。[ 133 ]
この記事は、無料コンテンツ作品からのテキストを組み込んでいます。CC BY 4.0ライセンス（ライセンスステートメント／許可）に基づき使用しています。テキストは、国際連合食糧農業機関（FAO ）発行の「世界食糧農業統計年鑑2025」から引用しています。
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この記事は、無料コンテンツ作品のテキストを組み込んでいます。CC BY-SA IGO 3.0 ライセンス（ライセンスステートメント/許可）に基づき使用しています。テキストは、 FAO 発行の「世界食糧農業統計年鑑 2023」から引用しています。