CC BY
181УДК 504.064.2
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ПЕСТИЦИДОВ
Авдеева К. С., студенка 1 курса направления подготовки «Техносферная безопасность» факультета агротехники и
энергообеспечения* Научный руководитель: Коношина С.Н., к.с.-х.н., доцент кафедры химии ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет»
АННОТАЦИЯ
В статье рассмотрены классификация и химическая природа пестицидов, особенности их применения, влияние на качество продуктов питания и экологию человека.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Пестициды, классификация пестицидов, особенности применения пестицидов. ABSTRACT
The article describes the classification and chemical nature of pesticides, their use characteristics, impact on the quality of food and human ecology.
KEY WORDS
Pesticides, classification of pesticides, pesticides use characteristics
Пестициды (от лат. pestis — зараза и caedd — убиваю) - химические или биологические препараты, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорными растениями, вредителями хранящейся сельскохозяйственной продукции, бытовыми вредителями и внешними паразитами животных, а также для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев (дефолианты), предуборочного подсушивания растений (десиканты) (ФЗ «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами»). [1]
Пестициды - собирательный термин, охватывающий химические соединения различных классов, применяемые для борьбы с вредными организмами в сельском хозяйстве, здравоохранении, промышленности, нефтедобыче и многих других случаях. Пестициды начали использовать еще в войсках Александра Македонского для борьбы с паразитами человека (порошок долматской ромашки). [2]
В здравоохранении и ветеринарии пестициды используют в качестве дезинфицирующих средств, для борьбы с переносчиками заболеваний человека и домашних животных (например, с малярийными комарами).
Пестициды используются человеком для защиты растений, сельскохозяйственных продуктов, древесины, изделий из шерсти, хлопка, кожи, в качестве преграды воздействию вредителей и для борьбы с переносчиками заболеваний. [3]
Однако, в наибольших масштабах пестициды используют в сельском хозяйстве для борьбы с членистоногими (инсектициды и акарициды), нематодами (нематоциды), грибными (фунгициды) и бактериальными (бактерициды) заболеваниями растений и животных, а также для борьбы с сорняками (гербициды).
К пестицидам относят также регуляторы роста растений (ретарданты), используемые для борьбы с полеганием различных культур, для дефолиации (удаления листьев) и десикации (подсушивания растений на корню), чтобы облегчить уборку урожая, а также для предохранения от заморозков и засухи.
Если рассматривать пестициды по химическому составу, то можно выделить пять основных классов соединений:
1. Хлорпроизводные углеводородов (гексахлоран, ДДТ и др.). Данные соединения малорастворимы в воде, очень устойчивы и могут сохраняться в почве десятилетиями.
2. Фосфорорганические инсектициды (карбофос, фосфамид, аммофос и др.). Данные соединения отличаются высокой избирательностью и эффективностью действия. В природных средах они достаточно быстро разлагаются и могут выступать в роли фосфорных удобрений.
3. Карбаматные инсектициды (сложные эфиры карбаминовой кислоты). Данные препараты отличаются высокой токсичностью для отдельных видов насекомых, в то же время оставаясь безвредными для человека и других позвоночных животных.
4. Производные хлорфеноксикислот. Эти соединения применяются в основном для уничтожения растительности в водоемах.
5. Пестициды пиретроидной природы (производные транс-хризантемовой кислоты). Эффективные препараты против вредителей, малотоксичные для человека и теплокровных животных.
Пестициды по своей природе делятся на:
- органические (фосфорорганические, хлорорганические, ртутьорганические, мышьяксодержащие препараты, производные уксусной и масляной кислот, мочевины, карбаматы и др.),
- неорганические (препараты, содержащие медь, цинк и др.)
- растительные (пиретрум, анабазин и др.). [4]
Неорганические, в частности соединения фтора, не очень эффективны и накапливаются в почве.
Природные органические инсектициды, такие, как алкалоид никотин, в основном уже вышли из применения; впрочем, пиретрумом до сих пор широко пользуются и в доме, и в саду, поскольку он не опасен для теплокровных животных.
Чаще всего сейчас употребляются синтетические органические соединения, особенно фосфорорганические, сероорганические, карбаматы и пиретроиды. Использование пестицидов для борьбы с вредителями основано на их токсичности. Использование пестицидов должно осуществляться с соблюдением норм и назначения. Некоторые хлорорганические пестициды, в частности ДДТ, запрещены для использования. В качестве пестицидов используются такие, как хлордан, гексахлорбензол, гексахлорциклогексан, линдан, мирекс, токсафен.
О
С1
а
а
а
<Ш0ШШ1
а
а а
С1
с
а
швш;
Все указанные группы пестицидов имеют различные механизмы воздействия на живые организмы и разную устойчивость в природных средах. Нейтрализация пестицидов (распад) в природных условиях идет за счет окислительно-восстановительных, фотохимических реакций или гидролиза. [5]
По токсичности пестициды делятся на: высокотоксические вещества— ЛД50 до 50 мг/кг, токсичные — ЛД50 50—200 мг/кг, среднетоксичные — ЛД5о 200—1000 мг/кг, малотоксичные — ЛД50 более 1000 мг/кг.
Пестициды в зависимости от объекта действия подразделяются на гербициды -для уничтожения сорной растительности; инсектициды - против вредных насекомых; зооциды - для борьбы с грызунами; фунгициды - с возбудителями грибковых заболеваний. К пестицидам относят и репелленты и антифиданты - вещества, способные отпугивать вредные организмы; аттрактанты - привлекающие вещества, которые используют для дезориентации, контроля или последующего уничтожения определенных видов животных; гормональные инсектициды и хемостерилизаторы -препятствуют нормальному развитию и размножению, а также вещества, по механизму действия родственные гербицидам: регуляторы роста растений влияют на процессы роста и развития растений, дефолианты - удаляют листья, дефлоранты - для удаления цветков, десиканты - подсушивают растения.
И все же применение пестицидов было и остается одним из основных путей интенсификации сельскохозяйственного производства. Однако, будучи чужеродными химическими веществами, вносимыми в окружающую среду, пестициды могут представлять собой известную опасность для природы и человека. Многие пестициды способны длительно сохраняться в среде обитания людей, попадая из одного объекта среды в другой и превращаясь в более токсичные соединения. Согласно мировой экологической статистике пестициды входят в группу экотоксикантов, составляющих так называемую «грязную дюжину».
Периоды полураспада некоторых пестицидов представлены в табл. 1
Таблица 1 - Периоды полураспада пестицидов в почве
№ п/п Пестицид Период полураспада, годы
1 Гептахлор 7-12
2 Изодрин, эндрин 4-8
3 Токсафен 10
4 Альдрин 1-4
5 Дильдрин 1-7
6 Хлоран 2-4
7 ГХЦГ 2
8 ДДТ 12-16
Пестициды различаются по своей специфичности, то есть по диапазону поражаемых ими организмов. ДДТ, например, характеризуется широким спектром действия, убивая многие виды животных. У пиримикарба спектр действия намного уже — он действует на тлей и двукрылых, но не влияет на жуков и многих других насекомых. Аналогичным образом, далапон губит однодольные растения, но щадит двудольные, а гербициды на основе феноксиуксусной кислоты характеризуются прямо противоположным действием.
Пестицидное отравление губительно действует на многих плотоядных, особенно птиц. Например, сокол сапсан полностью исчез на востоке США в результате применения там ДДТ. Птицы особенно чувствительны к этому ядохимикату, поскольку он индуцирует гормональные изменения, влияющие на метаболизм кальция, а это приводит к истончению скорлупы откладываемых яиц, которые в большом количестве начинают биться даже при простом насиживании. [6]
Свойства пестицидов значительно различаются между собой, поэтому и различна их потенциальная способность загрязнять окружающую среду. К таким
свойствам пестицидов относятся испарение, растворение в воде и других растворителях, а также сопротивляемость разрушению. Последнее свойство особенно важно при определении степени воздействия пестицида на окружающую среду. Это свойство характеризует стойкость, которая равна времени, необходимому для того чтобы пестицид потерял не менее 95% своей активности при нормальных условиях и обычной интенсивности применения.
Попадая в различные объекты окружающей среды, пестициды накапливаются в них либо включаются в различные миграционные цепи. При этом в каждом из объектов окружающей среды пестициды подвергаются всевозможным процессам разложения.
Дезактивация пестицидов с помощью химических или биологических процессов может длиться в течении от 1-12 недель до 2 и более лет. Многие пестициды очень устойчивы и распространяются далеко от мест применения.
Например, в середине 1960-х гг. ДДТ был обнаружен в печени пингвинов в Антарктике — очень далеко от тех мест, где применялся этот химикат. ДДТ сейчас запрещен во всех развитых странах, однако он сравнительно дешев и до сих пор считается хорошим средством в определенных ситуациях, например при борьбе с малярийными комарами - с помощью ДДТ во многих странах удалось полностью искоренить малярию. Решая вопрос о применении того или иного пестицида, часто приходится из двух зол выбирать меньшее. [7]
Долговременные эффекты пестицидов, особенно в низких дозах, и возможный синергизм их с другими загрязнителями среды и переносчиками болезней, изучены слабо в связи с относительной новизной большинства ядохимикатов. Растут опасения, что «безвредные» следы их метаболитов, сохраняющиеся в пище, хотя и не оказывают токсического, а тем более летального действия, могут тем не менее снижать сопротивляемость болезням и постепенно накапливаться в организме до опасного уровня.
Общий эффект использования пестицидов — снижение видового разнообразия. Обычно пестициды также повышают продуктивность на нижних трофических уровнях и понижают на верхних.
Растущее беспокойство по поводу злоупотребления пестицидами привело к разработке правил их применения, принятых в США и других индустриальных странах. Они охватывают все аспекты обращения с этими средствами: их перевозку, хранение, ликвидацию пустых емкостей, предельно допустимые остаточные количества и многое, многое другое. Из-за опасности, которую они представляют, постепенно изымаются из употребления хлорорганические инсектициды (хлорированные углеводороды), такие, как хлордан, ДДТ и другие, хотя они, несомненно, принесли определенную пользу и здравоохранению, и сельскому хозяйству. Запрещены и некоторые фумиганты, применявшиеся ранее для газового обеззараживания почвы и хранящегося зерна.
Установленные закономерности поведения пестицидов объясняются специфической особенностью применения препаратов, предусматривающей распыление веществ над полями, садами и водоемами, в силу чего создаются условия для взаимодействия многочисленных факторов — в результате остаточные количества пестицидов загрязняют природные среды и поступают в организм человека. Оценка характера негативного действия, установление причинно-следственных связей рассматриваемой сложной многопараметрической системы «пестицид - окружающая среда - человек» является фундаментом для определения принципов и путей управления с целью минимизации вредного действия пестицидов. Основу профилактики составляют принятые во всем мире нормативы содержания пестицидов во всех объектах окружающей среды. [8]
Большинство пестицидов поступает в организм человека через органы дыхания, кожу, желудочно-кишечный тракт.
Основной путь попадания пестицидов в организм - это пища. В продуктах питания, в плодах растений, в мясе животных содержится остаточное количество пестицидов, причем в мясе может содержаться их даже больше, чем в плодах
растений. Так как животные питаются в основном растительными кормами, естественно, количество пестицидов в мясе увеличивается - это пищевая цепочка.
Многие пестициды имеют свойство накапливаться в жировой ткани. Если человек потребляет животные жиры, то он получает достаточно большое количество хлорорганических пестицидов, потому что они накапливаются в первую очередь в животных жирах. Это, например, ДДТ, гексахлоран.
Некоторую часть человек получает с питьевой водой, но очень небольшую, так как растворимость многих пестицидов в воде очень низкая.
В определенных случаях человек получает большие дозы пестицидов из воздуха, с пылью. Это возможно, если человек живет в зоне, прилегающей к складам ядохимикатов, просроченных пестицидов, которые не были утилизированы.
Для предупреждения попадания пестицидов в организм человека разработаны оптимальные сроки обработки сельскохозяйственных культур. Соблюдение указанных сроков приводит к тому, что к моменту употребления продуктов пестициды успевают разложиться. Запрещается широкое использование наиболее стойких и вредных пестицидов.
Весьма эффективной профилактикой вредного действия пестицидов является выдержка сроков употребления загрязненных продуктов, так как при определенных сроках хранения значительная часть пестицидов разлагается и вредного действия не оказывает. При невозможности длительного хранения вредное действие пестицидов может быть устранено путем тщательного мытья, очистки и кулинарной обработки. [8]
Библиография
1.http://base.garant.ги/11900732/ (дата обращен ия 20.05.2015)
2. http://abc.vvsu.ru/books/ecolog_tocsicolog/page0008.asp (дата обращения 20.05.2015)
3. Экология. Коробкин В.И., Передельский Л.В. 12-е изд., доп. и перераб. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 602 с.
4. http://www.medichelp.ru/posts/view/2391 (дата обращения 20.05.2015)
5. http://ido.tsu.ru/schools/chem/data/res/ecolexpert/UMP/text/g2_2-4.html (дата обращения 20.05.2015)
6. http://meduniver.com/Medical/Biology/258.html (дата обращения 20.05.2015)
7. http://www.slideshare.net/yuliyalomakina16/ss-29066998 (дата обращения 20.05.2015)
8. http://www.bestreferat.ru/referat-121146.html (дата обращения 20.05.2015)
