在农业病害流行的年份，其产量损失20％～50％，甚至更多。传统施用的农药多为高毒且生物效力极低，大部分未发挥作用而残留于植物上、动物上，或随雨水流入河流，或渗入地下水，造成环境污染。向传统农药发起挑战的新型绿色农药，因其对人畜安全、无毒害、不污染环境、效率高而受到关注，目前已开发的商品化生物农药约30多种。
我国农药与世界相比，还存在相当大的差距。表现在新产品开发上，我国目前每年对新农药开发的投入费用只占农药产值的01％，企业生产规模普遍偏小，农药品种不足，且结构不合理，产品质量有待提高。
传统农药破坏环境这已是不争的事实。近几年我国环境状况公报中多次提到，因为不合理地使用农用化学品，造成耕地质量降低、面积减少等等。
本世纪的农药应为生物合理农药或环境和谐农药，以高效、低毒农药逐步替代传统的高毒农药，是绿色化学农药发展的必然趋势。
光活化农药
光活化农药与传统农药相比具有廉价、高效、无污染等优越性。光活化农药的关键是光敏剂，光敏剂效果取决于其单重态氧的量子产率，其分子本身只起催化作用并不介入毒性反应，并且易被降解，因此对环境无污染。由于单重态氧在细胞上的生物化学作用点多，使害虫不易对其产生抗药性。
这类绿色农药正在逐步走向实用化，它的发展将会大大改善因长期使用传统农药而造成的危害，对农业发展将会产生巨大的促进作用。
1、光活化农药的起源
光活化农药是近几年来发展的一种新型、高效、低毒的农药。其原理是光动力作用，即光敏剂在有氧和光存在的条件下对细菌、病毒、生物体的杀伤作用。光敏剂一般是一些在可见光谱区有强吸收的染料。
AGTAB片剂除草剂光活化农药中的光敏剂所起的作用实际上是光敏氧化，可用于农药的光敏剂有黄素类、生物碱、呋喃并香豆素、噻吩类等化合物。
最早研究光对害虫产生的毒性反应的实验始于1928年，通过实验观察染料溶液对蚊子幼虫的杀伤作用。此后的70多年中有20余种昆虫曾被用来做过光动力作用的实验，其中主要是蚊、蝇、蟑螂、洋白菜蝶、玉米根虫、黑切根虫、苹果蛆虫等。
将光敏剂混合于饲料，投于水中，喷在植物叶面上，甚至撒在蝇类喜吃的粪便上，害虫吃了光敏剂以后经日光或荧光灯、白炽灯照射，在几天内就可以被杀死，现已成功地用于鸡舍内除苍蝇，污水面上除蚊，果林中消灭果蝇等。目前最新的进展是对玉米根虫的防治，害虫吃了含有光敏染料的诱饵以后，经阳光照射，几小时后死亡。
2、光活化农药的应用
将光化学农药藻红直接放到粪便上，每周放一次，共5周，家蝇的成虫和幼虫死亡率达90％。成蝇表现出生殖力降低，卵成活率降低，并且在成长的每一个阶段死亡率都有所增加，可见体内染料在蝇的整个生成过程中都表现出毒性。
在暗处将家蝇放到含玫瑰红或藻红的琼脂上，其蛹化和羽化率随染料浓度的增加而降低，即使在幼虫阶段吃了非致死量的染料，在成虫阶段也表现出很强的毒性。
对付蚊的幼虫，是将不溶于水的染料喷洒在产卵的水面上，效果比溶于水的染料好。但用表面活性剂将不溶的染料分散于水中，可增加染料的毒性。不溶的无毒的荧光素加到分散的藻红中，会增加毒性。
染料的浓度过大，如琼脂内含1％的染料时，成年的家蝇就拒食。对于果蝇，食饵的基本组分是蛋白和糖，再加上毒剂和其他组分，所有的果蝇对此都敏感。已开发的果蝇引诱剂，是由果糖和蛋白的水解物组成的。如果能让害虫多吃诱饵，无疑效果是明显的，所以开发具有很强诱食作用的食饵是极重要的。
由于光敏染料催化产生的活性氧在细胞上的生物化学作用点多，所以大田害虫对它的抗药性发展很慢。蝇类产生抗药性和蝇的种类有关，实验室的蝇在40代以后具有6倍抗药性，野生蝇在32代以后产生48倍的抗药性，即增加食物中藻红的量48倍，才可把它杀死。如不往食物里加藻红，抗药性可保持20代。
用于杀死蚊蝇的这些染料已被批准用作药物、化妆品、食物的色素，足以表明它们对高等动物是安全的。
这些染料中包括根皮红，根皮红在动物体内不代谢，而且排泄快，它们都不是致癌物。美国食品和药物局规定：作为药和化妆品，可接受的根皮红的量是每天125毫克／千克，在此值或此值以下无致癌作用。人对荧光素根皮红的可接受的量是每天07毫克／千克。如今用于地中海果蝇食饵中的马拉硫磷的量是10％，而建议使用根皮红的量仅05％。马拉硫磷对皮肤渗透性比根皮红大87倍。
综合以上3个因素（排泄快、不致癌、用量少），如果仅是皮肤接触含光敏剂的食饵，根皮红对人类的安全性是马拉硫磷的10万倍。总之，如用根皮红代替马拉硫磷，对环境的安全性大约增加1000倍。
进一步的研究表明，根皮红对哺乳动物的危害极低，给鼠、狗吃1％根皮的食物两年，从观察到病理实验，都没发现副作用。每周给鼠皮内注射1％根皮红溶液，长时间也无癌变。对鸟、爬行类、两栖类、鱼类都无毒性作用。
光活化染料产生的氧气同样会引起染料分子的分解。应用时，多余的染料会被冲至水中，如小河、湖泊、水坑里。根据水流中染料的浓度，照到水流中的光强，染料被光解的速度仅是几分钟到几小时，而非几周到几个月，其半衰期大约为1小时，因此对环境不会造成污染。
多少年来科学家们一直在追求对害虫高效、对人畜无毒、对环境无污染的价廉农药——绿色农药，光动力或称光活化农药似乎在展示这样一种前景。
绿色化学新观念
伴随工业的发展而带来的环境污染、生态破坏、能源和资源短缺这些严重问题迫使人类开始重视环境保护，以求与自然和谐共存，环境化学等新学科应运而生。控制污染数十载，污染仍不断产生，有些污染甚至令人生畏。历史迫使人们再次反思，末端治理尚不能消除污染源，预防污染和清洁生产才是解决问题的根本办法。
绿色化学就是一门从化学反应入手，从根本上消除污染的学科。
地球是人类的家园，曾经拥有蔚蓝的海洋、辽阔的草原、茂密的森林、洁白的冰原、清新的空气以及生活在整个生物圈中的无数美丽的动植物，人类作为自然界的一个链条，通过与自然界的和谐交流而使自身得到了发展。
工业文明的进步，在使人类物质生活水平不断提高的同时，也使全球性的环境污染越来越严重，能源和资源的短缺日益困扰着人们。早在1972年，世界各国代表就在瑞典的斯德哥尔摩召开人类环境会议，发表《人类环境宣言》，第一次正式表达了世界各国人民对保护环境问题的强烈关注，环境化学等新学科应运而生。
近年来，人们都注意到这样一个事实：各国正在花费巨资保护环境，控制污染，而人类赖以生存的环境仍在恶化。联合国环境规划署1992年公布的1972～1992年世界环境状况报告再次向人类发出警告，人类社会正面临着严峻的挑战：人口剧增、大气污染严重、全球气候变暖、臭氧层破坏、有毒有害废物猛增、海洋污染、森林锐减、沙漠扩大、生物物种减少、生态环境恶化和自然灾害日趋频繁等。
1984年，印度博帕尔农药厂异氰酸甲酯的泄露造成了2000人死亡，30万人中毒，其中5万人失明；1986年，瑞士巴塞尔桑化工厂仓库起火，大量毒物流入莱茵河，使此河需20年才能恢复原貌……如果说这些由于生产事故造成的震惊全球的大惨剧只是偶然性的化学事故的话，那么，对生态环境危害更严重的是一些有毒有害物质的长期使用，在环境中残留，以及化学化工生产过程中长期积累性的废物排放。例如，DDT这类有机农药，其分子结构非常稳定，不易为自然条件所降解。DDT在土壤中消失95％的期限是4～30年，故DDT在长期使用后，会污染土壤、农作物和水体。而且这类有机物在油脂中的溶解度比在水中大，更容易被生物所吸收，通过食物链的积累，DDT浓度越来越大。在海水中含量极微的DDT，海水的浮游生物吸食后会把它富集1万多倍，而吞食浮游生物的小鱼体内DDT的浓度可以达到10余万倍，大鱼又吃小鱼……这样不断地积累，人类的健康也同样受到了危害。与此情况相似的是日本的水俣病，其过程更为复杂：排放到水中的无机含汞化合物，在某些微生物的作用下转化为毒性更大的甲基汞，甲基汞通过食物链的富集，可在鱼虾、贝类体内积存到1961年的20～60毫克／千克（湿重），人类长期食用这类食物后就可能发生水俣病。
氟利昂等因其可作为良好的制冷剂被广泛应用于空调、冰箱、汽车等行业，当它被释放到大气层时，受紫外线的照射而发生分解，分解产生的氯原子与臭氧分子反应，大量消耗臭氧分子。一个氯原子就会消耗掉成千上万个臭氧分子，而且这个反应循环进行，使臭氧层遭到严重破坏。众所周知，臭氧层几乎吸收了全部300纳米以下波长的太阳紫外辐射，从而有效地保护了地球表面上的万物生灵，使之免受高辐射的损害。而臭氧层的破坏，势必会引起太阳紫外线辐射强烈增加，从而引发人体的皮肤癌、白内障等疾病，并使人体免疫功能下降；也会引起各种农作物，特别是豆类减产，海洋生物的大量死亡，甚至某些生物的灭绝，严重破坏地球的生态环境。据统计，臭氧含量每减少1％，紫外线强度将增加2％。更令人悲哀的是，即使现在禁止使用氟利昂类产品，由于其化学稳定性高，对大气层中臭氧层的破坏还要长达100年左右！
我们生活的城市空气污染日益严重，令人呼吸困难的肮脏空气已使越来越多的都市人患上各种呼吸道疾病。许多城市常年笼罩在茫茫灰色烟雾之中，特别是在中国，已经有几个大城市登上了世界空气污染最严重城市的前十名。造成城市空气污染的主要原因之一是汽车尾气。1950年，全世界约有5300万辆汽车，而仅仅40年后，全世界的汽车超过了4亿辆，几乎是1950年的8倍，年平均增加900万辆。大规模汽车化最惊人的后果除了矿物燃料的枯竭外，更为严重的是损害人类健康和自然环境。在全世界，汽车燃料的生产和使用所释放的C·2占所有矿物燃料释放量的17％，同时也是铅污染的主要来源。更重要的或许是综合效应，如光化学烟雾能危害人类身体健康、降低能见度、腐蚀建筑物和纪念物。汽车排放物最严重的后果是对人类健康的损害，加利福尼亚大学的研究人员估计，仅美国使用汽油和柴油燃料可能引起的死亡人数每年就高达3万。
全球性环境问题的加剧，使人类与自然的和谐关系出现危机。这些问题只有依靠人类自己解决，别无出路。人类主观能动的努力已经使人处在复合生态系统食物链“金字塔”的顶端，但残酷的现实让我们知道，无论人类改造自然的欲望和能力有多大，都必须遵循生态平衡理论，都必须而且应该从人的自然属性出发把人降到一般消费者的地位，强调“人-社会-自然”系统的协调。因此，人类社会、经济的发展必须建立在生命支持系统和生态系统的完整性上，形成文明的、绿色的生态观。1992年，巴西里约热内卢世界环境与发展大会提出各国要遵循可持续发展战略。1994年3月25日，中国政府通过了《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》，这一天的意义不仅是因为拥有世界五分之一人口的大国政府把可持续发展战略的选择用政府文件确定下来，还因为它是世界上的一部实施可持续发展战略的框架文件。
