CC BY
3
Проблемные статьи
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1991 УДК 613.в32 + 61-1.7|: |в15.285.7.03:632.934
В. И. Циприян, Н. Т. Музычук, Г. И. Нагорная
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАЩИТЫ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ, ВОЗДЕЛЫВАЕМОЙ
ПО ИНТЕНСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Киевский медицинский институт
Применение интенсивных технологий предусматривает химическую защиту сельскохозяйственных культур от вредителей различными комбинациями пестицидов. При обработке посевов 75—90 % вносимых соединений оседает на поверхности почвы. Если остатки пестицидов, поступающие в воздух и воду, в процессе их миграции разбавляются, то в почве, которая является универсальным сорбентом, при определенных условиях происходит их накопление [2, 4, 7]. Наряду с этим вследствие процессов испарения, соиспарения, фотолиза и метаболизма пестицидов наступает вторичное загрязнение сопредельных с почвой сред более стабильными и токсичными, чем исходные, соединениями. Таким образом, основным и наиболее опасным для здоровья населения звеном циркуляции пестицидов служит почва.
В связи с тем что в почву целенаправленно вносятся различные сочетания пестицидов, внимание гигиенистов в последнее время обращено на всестороннее изучение комбинированного действия их в экологических системах. Назрела настоятельная необходимость при обосновании гигиенических регламентов и разработке комплекса профилактических мероприятий по оздоровлению окружающей среды учитывать совместное внесение пестицидов в почву. Все изложенное определило цель настоящей работы — дать гигиеническую оценку ковой технологии возделывания озимой пшеницы в лесостепи Украинской ССР на основании изучения закономерностей миграции комбинаций метафоса, ТИЛТ и ТУР из почвы в смежные среды.
Методической основой выполнения данной работы послужили «Методические рекомендации по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почве» (1982 г.). Натурный эксперимент проводили на опытной базе Украинской сельскохозяйственной академии на почве, имеющей следующий агрохимический паспорт: содержание гумуса по Тюрину 3,23 %, азота нитратов 1,9 мг, азота аммонийного 3,5 мг, фосфатов 8,9 мг, обменного калия по Масловой 13,8 мг на 100 г почвы; рН водной почвенной вытяжки 6,2. Технические препараты метафоса, ТИЛТ, ТУР применяли на всходах озимой пшеницы (осенью), в период куще-
ния (весной) и трубкования (летом) в постоянных соотношениях при максимальных нормах нагрузки (табл. 1).
Отбор и подготовку почвы к исследованиям проводили согласно ГОСТу 17.4.4.02—84, пшеницы — в соответствии с приказом Минздрава СССР № 2051—78 от 21.08.79 «Унифицированные правила отбора проб сельскохозяйственной продукции, пищевых продуктов и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов». Концентрацию указанных пестицидов в почве, воздухе, воде и зерне пшеницы определяли по официальным методикам [1, 3, 5, 6].
В I серии исследований нами была изучена стабильность пестицидов в почве при их совместном применении (табл. 2). Загрязнение биосферы пестицидами в большой мере зависит от продолжительности периода сохранения их остаточных концентраций в почве. Полученные экспериментальные данные позволили рассчитать константы скорости разрушения пестицидов в почве. Как видно из табл. 2, исследованные нами комбинации препаратов по стабильности в почве относятся к 3-му классу опасности. Следовательно, совместное применение данных препаратов даже в экстремальных почвенно-климатических условиях не будет потенцировать стойкость их комбинаций в почве.
Таблица 1
Схема постановки эксперимента
Вариант опыта
Вносимые пестициды
Нагрузка, кг на ! га почвы
1 Контроль (без внесения препаратов)
2 40 % эмульгирующийся концентрат
метафоса
3 25 % концентрат эмульсии ТИЛТ
4 60 % водный раствор ТУР
5 Комбинация 40 % раствора метафоса
и 25 % раствора ТИЛТ
6 Комбинация 40 % раствора метафоса
и 60 % раствора ТУР
7 Комбинация 25 % раствора ТИЛТ и
60 % раствора ТУР
8 Комбинация 40 % раствора метафоса,
25 % раствора ТИЛТ, 60 % раствора ТУР
0.5 0.5 4
0,5+0,5
0,5+4
0,5+4
0,5+0,5+4
Таблица 2
Стабильность комбинаций пестицидов в почве
Вариант опыта
Содержание пестицидов и х (0, сут In С, X1 XY К
почве, мкг/100 г
Г,о
ТИЛТ+метафос 3,1 30
Метафос+ТИЛТ 6,0 30
ТИЛТ+ТУР 3,0 30
Метафос+ТУР 5,9 30
Метафос+ТИЛТ+ТУР 5,8 30
ТИЛТ+мстафос+ТУР 2,9 30
Во II серии исследований изучали биологическую активность почвы при применении комбинаций пестицидов. В табл, 3 представлены результаты изменения общего количества микроорганизмов в почве под воздействием пестицидов. При изолированном поступлении препаратов наибольшее ингибирующее действие на рост микроорганизмов, по данным за июнь, оказывал метафос, а наименьшее — ТУР (по отношению к контролю), Анализ влияния комбинаций из двух и трех препаратов на общую численность микроорганизмов обнаружил различную их биологическую активность. Так, применение на посевах озимой пшеницы комбинаций ТИЛТ с ТУР снижает рост микрофлоры в 42 раза относительно контроля, метафоса с ТУР — в 69 раз, метафоса с ТИЛТ — в 300 раз, метафоса с ТИЛТ и ТУР — в 308 раз. Наиболее выраженное ингибирующее действие пестицидов оказала комбинация из трех препаратов.
По эффекту снижения биологической активности комбинации пестицидов можно расположить в следующий ряд: (метафос+ТИЛТ+ТУР) > (ме-тафос+ТИЛТ) > (метафос+ТУР) > (ТИЛТ+ТУР). Данные, характеризующие видовую чувствительность почвенной микрофлоры к воздействию пестицидов, представлены в табл. 4. Оки свидетельствуют об ингибирующем действии пестицидов на жизнеспособность исследуемого спектра микроорганизмов. Видовая чувствительность микроорганизмов по отношению к влиянию комбинаций пестицидов снижалась в следующем порядке: актиномицеты>аммонификаторы>грибы> >нитрификаторы. Так, например, если при воздей-
Таблица 3
Влияние пестицидов на содержание микроорганизмов в 1 г сухой почвы (М±пг)
Ва-
риант Июнь Июль Сентябрь
опыта
1 4-107±1,88-106 2,7 108±1,56-107 2-106±0,6 -105
2 1,4-106±1,4Ы05 1,1 107 ±0,6-106 1,6-105±0,6-10'
3 1,3-106±1,40-105 2,2 107±0,05-106 1,7-105±1,10-10'
4 1,7-105±1,22-10' 2,3 107±1,7-106 2-105±1,11 • 10'
5 1,3-105±1,50-10' 2,1 106±1,88-105 1,7-105±1,12-10'
6 5,8-105±1,41 -10' 1,8 106±1,22-105 6,2-105±3,2-10'
7 9,6- Ю5±2,13-10' 5,4 106±1,18-105 3,2-105±1,16-10'
8 1,3-105±0,14-10' 1,6 106±0,38-105 1,2-105±0,19-10'
1,13 900 33,90 0,0229 30,19
1,79 900 53,75 0,0401 17,27
1,10 900 32,96 0,0229 30,90
1,77 900 53,25 0,0403 17,18
1,76 900 52,74 0,0395 17,56
1,06 900 31,9 0,0198 34,85
ствии метафоса с ТУР содержание нитрифика-торов уменьшилось в 1,5 раза по сравнению с контролем, то количество грибов — в 7,6 раза, аммонификаторов — в 12,5 раза, актиномице-тов — в 77 раз. Аналогичная закономерность была характерна и для остальных вариантов эксперимента.
Важную роль в процессах биотрансформации пестицидов играют также протекающие в почве ферментативные реакции. Данные, характеризующие влияние пестицидов на ферментативную активность почвы, представлены в табл. 5. Наиболее выраженные изменения активности фосфата-зы, протеазы и уреазы отмечены при воздействии комбинации из трех препаратов. Представленные данные свидетельствуют о тенденции к снижению активности исследуемых ферментов при применении бинарных и тройной комбинации пестицидов по сравнению с их изолированным действием.
Сопоставляя выявленные уровни воздействия комбинаций химических веществ на почвенную микрофлору с общепринятым критерием неблагоприятного действия, определенного как уровень двукратного уменьшения численности почвенной микрофлоры, можно констатировать следующее. Исследованные комбинации препаратов обладают синергизмом действия на почвенную микрофлору. Поэтому нормы расходов каждого препарата, входящего в комбинацию, должны быть уменьшены.
В III серии исследований нами изучен процесс миграции пестицидов из почвы в выращиваемую пшеницу. Известно, что поглощение и накопление пестицидов растениями служат основным путем загрязнения пищевых продуктов растительного происхождения. Выполненные нами исследования показали, что применение комбинаций препаратов обеспечивает чистоту пшеницы. По окончании вегетационного периода остаточные количества препаратов в исследуемых растениях не обнаружены как в лабораторном, так и в натурном эксперименте. Следовательно, изучаемая комбинация не влияет на санитарную доброкачественность растений.
В IV серии экспериментов исследована миграция пестицидов из почвы в приземный слой атмосферного воздуха. Установлено, что через сутки только содержание метафоса превышает его ПДК в приземном слое атмосферного воздуха.
Таблица 4
Влияние пестицидов на жизнеспособность тест-микроорганизмов почвенного микробиоценоза
Вариант Содержание микроорганизмов в г сухой почвы (М±т)
опыта актиномицеты грибы нитрификаторы аммонификаторы
1 2-10Ч1.Ю-106 3000±210 1400± 110
2 8,4-105±2,13- Ю4 880 ±22 1 00=1= 110
3 9-105±1,18-104 280±15 900 ±25
4 7,2-105± 1,3-104 540± 10 850±33
5 6,2-105±1,1 -104 320±21 700±21
6 2,6-105±1,1 • 104 600 ±32 950± 15
7 7,2-105±2,2-104 440± 14 1000±80
8 1,4-105±0,8-104 410± 16 800±18
5-105± 1,1 • 104 104±1,2-103 10"±1,5-103 104±1,Ы03 104 ±0,8-103 . 104±2,1-103 3-104±1,8-103 3,3-104±1,6-103
4,2 3,4 3,2
3
4
Весьма важно то положение, что совместное применение препаратов не приводит к увеличению их концентраций в атмосферном воздухе. При этом наименьший уровень миграции препаратов из всех исследуемых комбинаций наблюдали при совместном применении трех препаратов. Так, если при изолированном внесении пестицидов содержание метафоса в воздухе составило 0,25 мг/м3, ТИЛТ — 0,8 мг/м3, ТУР — 0,7 мг/м3, то в комбинации из трех препаратов содержание метафоса снизилось на 48 %, ТИЛТ — на 62,5 %, ТУР — на 36 %. Наблюдение за миграцией препаратов в динамике показало, что к 4-му дню, что соответствует срокам выхода, концентрации всех препаратов не превышали ПДК. На 9-й день был обнаружен только ТИЛТ. Контроль загрязнения воздуха в конце вегетационного периода показал полное отсутствие пестицидов в воздушной среде.
В V серии исследований изучали процесс миграции препаратов из почвы в грунтовые воды. Полученные нами данные свидетельствуют о снижении концентрации и уменьшении продолжи-
Таблица 5
Изменение ферментативной активности |в ммоль/(кг-с) | почвы при действии пестицидов
Вариант опыта Фосфатаза Протеаза Урсаза
1 0,21-Ю-3 0,28-Ю-4 0,51-Ю-3
2 0,21-Ю-3 0,29- Ю-4 0,45-10—3
3 0,19-10~3 0,23-Ю-4 0,31-Ю-3
•> 4 0,24-10-3 0,33-ю-4 0,66-10~3
5 0,23-Ю-3 0,32-Ю-4 0,67-Ю-3
6 0,21 - Ю-3 0,26-Ю-4 0,44-Ю-3
7 0,22-Ю-3 0,26-Ю-4 0,44-10-3
8 0.16-10-3 0,20-Ю-4 0,41-Ю-3
тельности поступления в грунтовые воды комбинаций препаратов по сравнению с таковыми при их изолированном применении. Цикл миграции для метафоса составил 25 сут, ТИЛТ — 27 сут. Важным является то обстоятельство, что на протяжении всего периода исследования концентрации пестицидов при совместном применении были значительно ниже их ПДК- Таким образом, при возможном поступлении препаратов с питьевой водой содержание их не будет превышать регламентируемых величин.
Проведенные исследования свидетельствуют о том, что предлагаемая система химической защиты озимой пшеницы, основанная на применении комбинаций пестицидов (ТУР, ТИЛТ, метафос), безопасна в отношении загрязнения продуктов питания растительного происхождения, атмосферного воздуха и грунтовых вод. Учитывая аддитивный характер действия препаратов комбинации на почвенную микрофлору, мы рекомендовали уменьшить нормы расхода препаратов в 3 раза.
Литература
1. Временные методические указания по определению ТИЛТа в растительной продукции, почве и воде, методом газожидкостной хроматографии.— М., 1988.— С. 5.
2. Дунский В. Ф., Никитин Н. В., Соколов М. С. Пестицидные аэрозоли.— М., 1982.
3. Клисенко М. А., Александрова J1. Г. Определение остаточных количеств пестицидов.— Киев, 1983.— С. 72—144; 197.
4. Майер-Боде Г. Остатки пестицидов.—М., 1966.—М. 320.
5. Методические указания на определение вредных веществ в воздухе.—М.. 1980.—Вып. 16,—С. 160—163.
6. Методы определения микроколичеств пестицидов / Под ред. М. А. Клисенко.—М., 1977.—С. 118.
7. Охрана окружающей среды при использовании пестицидов / Под ред. В. П. Васильева.— Киев, 1983.
Поступила С6.06.90
S u ш m а г у. The migration of pesticides in winer wheat protection, and its influence on soil microflora were studied.
