CC BY
6
УДК 614.76:615.285.7].015.41-07
В. С. Громова, О. А. Максименко
ВЛИЯНИЕ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИИ И УФ-ОБЛУЧЕНИЯ НА РАЗЛОЖЕНИЕ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ПЕСТИЦИДОВ В ПОЧВАХ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
ВНИИ охраны труда в сельском хозяйстве, г. Орел
Интенсивное применение пестицидов при возделывании сельскохозяйственных культур определило проблему, связанную с охраной здоровья людей и окружающей среды. В литературе имеются данные о том, что пестициды способны повреждать живые организмы не только в силу своих токсических свойств, но и в результате способности при разложении в почве выделять токсичные газы. К факторам, способствующим интенсивному выделению газов, относят увлаж нение и температуру почвы, УФ-радиацию и не которые азотные удобрения, вносимые в почву аммиачную воду и аммиачную селитру [2—4,6] К сожалению, эти исследования проведены в ос новном на одном типе почв — украинских чер ноземах. В связи с тем что с образованием ток сичных газов многие авторы связывают случаи острых отравлений свекловичниц, целью наших исследований являлось изучение в модельных условиях роли различных факторов в образовании токсичных газов при разложении хлорорганиче-ских пестицидов (ХОП) в различных типах почв.
При проведении эксперимента навеску почвы (100 г) помещали в пеналы размером 120Х X120X400 мм из органического стекла. Марка стекла соответствовала СОЛ 5 по ГОСТу 15809—70, способность к пропусканию УФ-лучей равнялась 92%- Почву увлажняли до 60—70% от полной влагоемкости, затем добавляли смесь, состоящую из ХОП и удобрения: полихлорпинен (ПХП) — 18 мл 65 % концентрата эмульсии, гек-сахлорциклогексан (ГХЦГ)—5 г 12% порошка, трихлорацетат натрия (ТХАН)—5 г 90% растворимого порошка, минеральные удобрения (аммиачная вода, аммиачная селитра, мочевина, карбонат аммония, сульфат аммония) —по 10 г.
Через 2—3 дня часть пеналов облучали УФ-светом в течение 2 ч, так как предварительные испытания показали, что именно в этот срок
происходят наибольшие изменения концентраций. Источником излучения служила лампа ПРК-2, установленная над пеналами на высоте 1 м. Доза облучения составляла 130—150мэр/м2. Хлористый водород (HCl), фосген (СОСЬ) и цианистый водород (HCN) определяли по общепринятым методикам в течение 3 нед [1, 5]. Конечный этап определения хлорсодержащих газов (HCl, СОС12) был усовершенствован для колориметрического измерения на ФЭК-56М. Полученные результаты подвергали статистической обработке с использованием /-критерия Стью-дента (Р<0,01).
Имеющиеся в литературе сведения об образовании газообразных продуктов деградации отно-^ сятся в основном к ПХП. В связи с этим пред^ варительно необходимо было провести сравнительное изучение динамики газообразования при разложении других ХОП. В таблице приведены данные об изменении выделения газов после внесения в почву различных пестицидов совместно с аммиачной водой.
Данные таблицы показывают, что в варианте с ПХП хлористый водород начинает интенсивно выделяться в первые же дни опыта, в варианте с ГХЦГ концентрации этого газа нарастают постепенно в течение 2 нед. Второй максимум наблюдался в конце эксперимента. При разложении ТХАН количество хлористого водорода меньше, но так же, как и в других вариантах опыта, наиболее высокие концентрации имелись на 7-е сутки.
Интенсивность образования фосгена в первый период разложения у ПХП и ГХЦГ была низкой концентрации — соответственно 2,5 и 1,5 мг/м3, у ТХАН — в 3—5 раз больше. Скорост^ образования фосгена достигала максимума на 7-е сутки эксперимента, затем интенсивность данного процесса постепенно снижалась. Кон-
Динамика выделения газов (в мг/м9) в зависимости от вида пестицида (/Vf±m)
Условия опыта Газ День отбора проб
3-й 7-Й 14-ft 17-й 21-Й
nxn+NH4OH HCl 5,2±0.8 4,5±0,7 1,5±0,05 0,7±0,1 6,9±0,3
COCI, 2,5±0,3 9,0±1,5 4,3±0,3 3,8±0,2 2,7±0,3
HCN 3,1 ±0,5 3,6±1,3 6,9±0,7 9,85±1,5 10,70±0,6
txah+nh4oh HCl 2,7±0,1 3,7±1,3 2,0±0,8 1,3±0,3 0,8±0,1
COCI, 8,4±1,0 8,2±1,1 3,6±0,5 3,6±0,3 1,1 ±0,4
HCN l,3±0,i 3,4 ±0,4 4,6±0,6 8,6±0,7 14,1±1,7
ГХЦГ+ЫН4ОН HCl 0,8±0,5 4,4±1,1 4,0±0,8 3,4±0,4 12,9±1,7
COClj 1,5±0,3 7,7±1,2 2,6±0,3 2,3±0,1 3,4±0,5
HCN 2,7±0,7 5,3±0,5 7,5±1,8 9,6±0,6 10,7±1,1
*
^центрации цианистых соединений возрастали соответственно увеличению срока экспозиции.
Таким образом, наибольшая разница в скорости выделения газов при разложении различных ХОП имелась в 1-е сутки опыта, что связано с неодинаковой стойкостью данных пестицидов. В целом схема выделения газов во всех вариантах однотипна, поэтому для удобства изложения ниже будут рассматриваться данные, полученные при разложении ГХЦГ.
Почвы, использованные в экспериментах, резко различались по своим основным свойствам: темно-каштановая — карбонатная, тяжелосуглинистая, гумуса 3,5—5%. рН 7,2—7,3; темно-серая— тяжелосуглинистая, гумуса 5—7%, рН 6,0—6,6; серозем светлый — легкосуглинистый, гумуса 1 — 1,5%, рН около 8,5; чернозем южный— тяжелосуглинистый, гумуса 4,6%, рН 7,0—7,5.
Результаты исследования показали, что после внесения ХОП (даже без применения азотсодержащих удобрений) из почв различных типов выделялись все изучаемые газы. Для почв ^всех видов характерна высокая концентрация ^НС1 в первые дни контакта пестицидов с почвой. Так, из темно-каштановой почвы за первую неделю эксперимента выделилась половина всего объема НС1. Максимум выделения газов для различных почв отмечен в разные сроки: максимальная концентрация НС1 в темно-каштановой почве — на 6-е сутки, в серозеле — на 9-е, в темно-серой лесной почве—на 12-е. Максимум выделения фосгена из темно-каштановой почвы, как и хлористого водорода, приходился на 6-й день эксперимента. В сероземах и темно-серой почве абсолютное количество СОС12 было меньше, чем в темно-каштановых, но характер кривой сходен с предыдущей, максимум приходится соответственно на 6-е и 9-е сутки. Распад пестицидов до циансодержащих газов наиболее интенсивен в темно-серой и темно-каштановой почвах. Максимальные концентрации установлены на 9-е сутки эксперимента. В сероземах интенсивность выделения газов этой группы незна-^чительна, а в отдельные сроки они полностью отсутствовали. Наблюдалась некоторое увеличение выделения газов к концу эксперимента.
Изученные азотные удобрения имели различную реакцию среды: аммиачная вода и углекислый аммоний — щелочную (рН 9,4—9,5), сульфат аммония и аммиачная селитра — кислую (рН 5,8—5,6), мочевина — нейтральную (рН 7,0).
Внесение аммиачных удобрений в почвенные образцы изменяло концентрацию выделяющихся газов. При этом в первые 3 сут в вариантах со всеми удобрениями отмечалось резкое увеличение концентраций хлористого водорода и фосгена, а цианистого водорода — только в опытах с аммиачной водой и мочевиной. С изменением экспозиции различия в характере влияния удобрений возрастали, что было особенно заметно
в действии аммиачной воды и углекислого аммония. В варианте с аммиачной водой выделение газов более интенсивно, чем при использовании углекислого аммония. В первом случае динамике был свойствен пульсирующий характер: минимальные концентрации фосгена составляли 1,4±0,1 мг/м3, максимальные — 21,0± ±0,8 мг/м3, для цианистого водорода соответственно 1,6±0,4 и 7,6±0,5 мг/м3. Во втором случае концентрации газов, выделяющихся в разные сроки, различались незначительно. Зависимость от типа почв, отмеченная выше, сохранялась: хлористый водород и фосген наиболее интенсивно выделялись из сероземной почвы, а цианистый водород—из темно-серой и темно-каштановой.
Влияние УФ-облучения на интенсивность образования газообразных продуктов распада также неоднозначно. На выделение фосгена УФ-ра-диация оказывала потенцирующее действие в темно-каштановой почве — в первые 3 сут и с 20-х по 27-е сутки, в сероземе — в первые 2 нед. В темно-серой почве, наоборот, в первые 9 дней опыта концентрация фосгена была в 1,6—2,5 раза меньше, чем в контроле. В следующие 10 дней концентрации увеличивались и даже несколько превышали показатели контроля в данные сроки. В конце эксперимента с этой почвой скорость образования газа при обоих вариантах оказалась практически одинаковой.
Интенсивность образования цианистого водорода под влиянием ультрафиолета возрастала только в темно-каштановой почве в 1-ю неделю наблюдений (на 21—42%). В темно-серой и особенно сероземной почве облучение ингибиро-вало этот процесс.
Для динамики уровня НС1 в данном случае характерно следующее: в опытах с темно-каштановой почвой наблюдалось потенцирование после 9 сут эксперимента, и уже через 16 сут концентрация его в 2 раза, а через 20 сут в 5,3 раза превышала контроль. В остальные сроки различия концентраций оказались несущественны. В темно-серой и сероземных почвах влияние ультрафиолета на скорость образования газов было недостоверно.
Таким образом, интенсивность выделения токсичных газов зависит от типа почв, вида минеральных удобрений и УФ-облучения. Полученные данные подтверждаются и натурными исследованиями, проведенными на темно-серых почвах Орловской и типичных черноземах Киевской области. На поля были внесены ГХЦГ, ТХАН, аммиачная селитра и аммиачная вода. На почве первого типа выделение токсичных газов зафиксировано с 9 ч утра, на втором — с 8 ч. В течение дня интенсивность выделения газов закономерно изменялась: концентрация хлористого водорода нарастала постепенно, достигая максимума в период от 13 до 14 ч 30 мин. При этом отмечена наиболее высокая
температура воздуха и почвы и интенсивность инфракрасной радиации. Влажность почвы составила 50—70 % от полной полевой влагоемко-сти. Самые высокие концентрации фосгена зарегистрированы в 10 ч 30 мин—10 ч 30 мин, что соответствует максимуму УФ-радиацин, цианистого водорода — в период от 11 ч до 14 ч 30 мин. Установлено, что в утренние часы максимальное содержание цианистого водорода определялось на высоте 0,5 м, к полудню — на высоте 1м, а в послеобеденное время — снова вблизи почвы. Фосген в утренние часы концентрировался в нижних слоях воздуха, а в остальное рабочее время содержание его на разной высоте было приблизительно одинаково. Хлористый водород в утренние часы распределялся по слоям воздуха равномерно, в послеобеденное время его концентрация была больше вблизи поверхности земли. Эти данные свидетельствуют о том, что наибольшую опасность для людей, работающих на полях после внесения ХОП, представляют трудовые процессы, связанные с наклоном головы вниз (например, прорежение всходов сахарной свеклы) в утренние часы.
Выводы. 1. При разложении ХОП в почве образуются токсичные газообразные продукты: хлористый водород, фосген, цианистый водород.
2. Хлорсодержащие газы в наибольших количествах выделяются из почв, характеризующихся нейтральной или щелочной реакцией среды, цианистый водород — из почв с высоким содержанием гумуса.
3. Азотные удобрения различных видов оказывают неодинаковое влияние на выделение газов: аммиачная вода, аммиачная селитра и мочевина усиливают, а сульфат и карбонат аммония снижают интенсивность данного процесса.
4. Влияние УФ-облучения на образование газов также различно: отмечено стимулирование выхода хлорсодержащих/газов на почвах с нейтральной и щелочной реакцией среды.
5. Концентрации газов в воздухе обработан-
ных полей максимальны с 10 ч 30 мин до 14 ч_ 30 мин. При этом утром фосген и цианнстый во^г* дород концентрируются в нижних слоях воздуха.
6. При определении безопасных сроков выхода людей на обработанные поля необходимо учитывать наличие в воздухе не только пестицидов, но и токсичных газов. Особенно эти требования должны соблюдаться в отношении почв, богатых гумусом, с нейтральной или щелочной реакцией среды. В условиях достаточного увлажнения почвы необходимо проводить замеры на содержание в воздухе фосгена и цианистого водорода на высоте 0,5—1 м от поверхности. Прн наличии этих газов следует делать перерыв в работе, связанной с низким наклоном головы, в часы повышенной УФ-радиации.
Литература
1. Быховская М. С. Методы определения вредных веществ в воздухе. М., 1966.
2. Громов В. Л., Громова В. С. — Гиг. труда, 1980, № 11, с. 43—44.
3. Клисенко М. А., Войтенко Г. А., Киселева Н. М. — Там же, 1977, № 10, с. 32—36.
4. Kynduee Ю. И.. Никитин Д. П., Эрман М. И. и др. — ГнгА и сан., 1976, № 10, с. 6—10. г
5. Соловьева Т. В., Хрусталева В. А. Руководство по методам определения вредных веществ в атмосферном воздухе. М„ 1974.
6. Шинова Р. П. — Гиг. и сан., 1974, № 6, с. 58.
Поступила 31.07.84
Summary. It lias been demonstrated that organochlorine pesticides decomposition is accompanied by a release of the greatest amounts of hydrogen chloride and phosgene from neutral and alkaline soil, and hydrogen cyanide from high-humus soil. The effects produced by different types of nitrogen fertilizers on gas release are not identical: ammonia water, ammonium nitrate and urea potentiate, while ammonia carbonate and ammonia sulfate decrease the intensity of the process. The impact of the fertilizers on hydrogen cyanide and phosgene release is the most pronounced. UV-irradiation enhances the release of chlorine-containing gases from the neutral and alkaline soil. It is suggested that the data obtained be used for establishing safe time of resuming work in the fields after treatment.
УДК 614.77:в15.285.7|-07
Г. Я. Чегринец, В. Е. Кармазин, С. Я. Найштейн. М. 10. Антомонов Г. Ф. Воронова, М. Д. Безбородько, В. А. Голюга, Р. Г. Накула, Р. П. Петрова, И. Я. Рыбчинская, Л. Г. Александрова
МАТЕРИАЛЫ К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЦИКЛОАТА В ПОЧВЕ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева; Киевский НИИ гигиены труда и профзаболеваний
Циклоат (ронит) применяется в качестве гербицида избирательного действия против однолетних двудольных и некоторых однодольных сорняков на посевах сахарной, столовой и кормовой свеклы в предпосевной и предвсходовый периоды. Циклоат выпускается в форме 72 %
концентрата эмульсии, а также 5%, 10% и 20 % гранулированных формах. Рекомендуемые нормы расхода 72 % концентрата эмульсии 5,3—8 кг/га.
Циклоат представляет собой маслянистую жидкость светло-желтого цвета со специфиче-
Ш
