пестициди § пестициди (від лат. Pestis-зараза і лат. Caedo-вбиваю) являють собою хімічні речовини, які використовуються для боротьби з шкідливими організмами. § велика частина пестицидів — це отрути, отруйні організми-мішені, але до них відносять також стерилізатори (речовини, що викликають безпліддя) і інгібітори росту. § пестициди застосовуються головним чином в сільському господарстві, хоча їх використовують також для захисту запасів продовольства, деревини та інших природних продуктів. У багатьох країнах за допомогою пестицидів ведеться хімічна боротьба з шкідниками лісів, а також переносниками захворювань людини і домашніх тварин (наприклад з малярійними комарами).
§ гербіциди за функцією гербіциди можна розділити на кілька груп. В одну з них входять речовини, що застосовуються для стерилізації грунту; вони повністю запобігають розвитку на ній рослин. До цієї групи належать хлористий натрій і бура. Гербіциди другої групи знищують рослини вибірково,не зачіпаючи потрібних. Наприклад, 2, 4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2, 4-д) вбиває дводольні бур’яни і небажану деревно-чагарникову рослинність, але не шкодить злакам. У третю групу входять речовини, що знищують всі рослини, але не стерилізують грунт, так що рослини на цьому грунті можуть потім рости. Так діє, наприклад, гас, мабуть, перша речовина, застосоване в якості гербіциду. Четверта група об’єднує гербіциди системної дії; нанесені на пагони, вони переміщаються по судинній системі рослин вниз і гублять їх коріння. Ще один спосіб класифікації гербіцидів заснований на часі їх застосування, наприклад, до посіву, до появи сходів і т. Д.
фунгіциди § багато фунгіцидів-це неорганічні речовини, що містять сірку, мідь або ртуть. Сірка була, ймовірно, першим ефективним фунгіцидом і широко застосовується до цих пір, особливо для боротьби з борошнистою росою. З органічних сполук першим стали застосовувати проти грибів формальдегід. Зараз найбільш поширені синтетичні органічні фунгіциди, наприклад дітіокарбамати. Антибіотики типу стрептоміцину теж використовують для боротьби з грибами, проте частіше – для захисту рослин від бактерій. Фунгіцид системної дії переміщається по всій рослині і діє подібно антибіотику, виліковуючи хвороби, що викликаються грибами, або не даючи їм з’явитися. Фунгіциди широко застосовують для боротьби з цвіллю. У хліб, наприклад, з цією метою додають пропіонат натрію.
інсектициди § інсектициди зазвичай класифікують за способом їх дії. Кишкові отрути, наприклад миш’як, отруюють шкідників, що поїдають оброблені ними рослини. Інсектициди контактної дії, наприклад ротенон, вбивають комах, потрапивши на поверхню їх тіла. Фуміганти, наприклад метилбромід, діють, проникаючи в організм через дихальні шляхи.
вплив на навколишнє середовище § застосування пестицидів дозволяє отримувати стабільні врожаї і обмежувати поширення інфекцій, що передаються тваринами-переносниками, наприклад, малярії і висипного тифу. Однак непродумане використання пестицидів має і негативні наслідки. Воно веде до появи стійких до них видів організмів, особливо серед комах; губить хижаків (природних ворогів шкідників) та інших корисних тварин. Забруднюючи навколишнє середовище, пестициди загрожують і людині: зараз їх виявляють навіть у ґрунтових водах.
§ зростаюче занепокоєння з приводу зловживання пестицидами призвело до розробки правил їх застосування, прийнятих в сша та інших індустріальних країнах. Вони охоплюють всі аспекти поводження з цими засобами: їх перевезення, зберігання, ліквідацію порожніх ємностей, гранично допустимі залишкові кількості і багато, багато іншого. Через небезпеку, яку вони представляють, поступово вилучаються з ужитку хлорорганічні інсектициди (хлоровані вуглеводні), такі, як хлордан, ддт та інші, хоча вони, безсумнівно, принесли певну користь і охороні здоров’я, і сільському господарству. Заборонені і деякі фуміганти, що застосовувалися раніше для газового знезараження грунту і зберігається зерна.
чому не можна постійно застосовувати одні й ті ж препарати? § — з одного боку, це негативно позначається на навколишньому середовищі і відповідно на людині. Отруйні хімічні речовини накопичуються в харчових ланцюгах, а шкідники пристосовуються до них і перестають помічати. А з іншого-не використовуються переваги нових препаратів, більш ефективних і менш небезпечних як для людини, так і в цілому для навколишнього середовища. В результаті, де можна було б обійтися невеликими кількостями вузьконаправленого пестициду, швидко розкладається на порівняно нешкідливі сполуки, сади і городи продовжують обробляти величезними кількостями хімікатів, які, що називається, вбивають все живе.
наслідки § загибель диких тварин при обробці полів пестицидами; § масове розмноження шкідників після застосування пестицидів; § поява шкідників, стійких до пестицидів.
§ жива природа — це не пасивний об’єкт нашого впливу, вона відповідає на нього активної пристосувальної реакцією. Цим пояснюється поява шкідників, стійких до пестицидів, причому їх кількість збільшується.
Науковий прогрес xxi століття торкнувся навіть сільського господарства. Цей феномен виражений не тільки в інноваціях , механізації людської праці, але і в широкому використанні досягнень хімічної науки для поліпшення зростання культур і їх захисту від різних . Щодня мільйони полів і з благою метою обробляються різними засобами. Прикладом таких речовин сумнівної користі стали пестициди або сільськогосподарські отрутохімікати. Давайте розберемося, що ж це таке і яке їх вплив на людину.
Зміст
Що таке пестициди?
Купівля пестицидів — щорічний атрибут весняного відкриття сезону посадки для багатьох . Термін має латинське походження, який дослівно позначає:» pest « — шкодити,» cide » — скорочувати . Кожен приблизно знає, що таке отрутохімікати, і явно асоціює їх дію зі шкодою для організму.
Чи знаєте ви? «спеціальну» обробку для рясного врожаю культур почали використовувати ще в далекому ix столітті до нашої ери в стародавньому римі.
Фізичними властивостями пестицидів є характерний їдкий запах, як правило, яскравий колір. Вони можуть бути у вигляді рідини або порошку, який розбавляють водою для застосування. Причиною появи хімічних речовин стало масове вирощування культур.
Раніше площі врожаю були відносно невеликими, тому люди збирали шкідників вручну, але зараз це зробити практично неможливо, тому доводиться вдаватися до токсичних сумішей отрутохімікатів. Систематично застосовувати пестициди почали в xix столітті нашої ери.
сучасні препарати мають низьку форму витрати, що дозволяє вживати меншу кількість токсичної речовини, не скорочуючи площу або масу його поширення. Згідно зі статистикою, врожайність по всьому світу знизиться приблизно на 50%, якщо повністю припинити використання пестицидів в сільському господарстві.
Відповідно, жодна країна не може собі цього дозволити, оскільки фермерство стане збитковим, але в той же час використання препаратів суворо контролюється законодавством.
Чи знаєте ви? для захисту врожаю від комах демокріт рекомендував використовувати настій маслин як альтернативу сучасним пестицидам.
Види
Пестициди умовно ділять на три великі групи: отрути, стерилізатори та інгібітори росту. Отрути спрямовані на знищення організму-мішені. Стерилізатори позбавляють небажаного розмноження. Інгібітори росту використовуються для затримки фізіологічних процесів.
класифікують ці речовини згідно з їх походженням: органічні та неорганічні пестициди. А за механізмом впливу вони бувають: системні, кишкові, контактні і фумігативної дії.
Самими небезпечними і дієвими є системні пестициди, так як вони проникають абсолютно в усі тканини живого організму. Існує досить багато видів отрутохімікатів.
Якщо розділяти їх за призначенням, основні з них такі :
- (проти );
- бактерициди (знищення бактерій-шкідників);
- (проти );
- хемостерилізатори (стерелізація комах);
- зооциди (боротьба з тваринами-шкідниками);
- (знищення комах);
- дефоліанти (опадання листя );
- нематоциди (боротьба з круглими );
- протруйники зерна (передпосівна обробка).
напевно, зможуть з легкістю відповісти на питання: що таке гербіциди? адже це і є пестициди, широко використовувані для знищення ненависних ними , які постійно з’являються на ділянках і ростуть з величезною швидкістю, псуючи не тільки урожай, а й загальний вигляд . Відповідно, гербіциди стали популярним товаром серед власників дачних .
Небезпека і вплив отрутохімікатів
Знаючи, що таке пестициди, не можна сказати, що вони не несуть шкоди. Вчені постійно працюють над зменшенням згубного впливу, яке характерно для отрутохімікатів при їх використанні.
Чим же саме вони небезпечні, так це тим, що дані речовини є сильними отруйниками і завдають шкоди всьому, що знаходиться поруч: людському організму, воді, тваринам, рослинам,.
На грунт
Так як більшість отрутохімікатів спрямовані на обробку врожаю, то ці речовини досить часто потрапляють на саму землю. Пестициди зазвичай проникають в з опадами і зберігаються в ній довгий час, проявляючи свої властивості.
Найбезпечнішими з точки зору поганого впливу різних класів пестицидів на є гербіциди. Це речовини, які відносно швидко розкладаються, не несуть особливих порушень мікрофлори грунту при правильному застосуванні в стандартних дозуваннях.
Якщо ж дозу збільшити, то буде спостерігатися тимчасова депресія грунтового складу, може погіршитися її здатність давати хороший урожай. Такі зміни довго не протримаються, оскільки ферменти грунту нейтралізують дію препарату.
Дія інсектицидів досить неоднозначно, так як мікрофлора грунту має різну специфічну чутливість до їх властивостей. Тривале використання даних речовин викличе дисбаланс грунтових мікроорганізмів і накопичення целюлози.
загалом ґрунтові мікроорганізми використовують пестицид як джерело енергії, тому іноді відбувається мінералізація отрутохімікатів. Це загрожує наслідками, з’являється глобальна проблема детоксикації пестицидів в навколишньому середовищі.
Пестициди, природно, потрапляють і в гідросферу. У водному середовищі завдяки природному гідролізу речовини розкладаються швидко.
у великих кількостях вони здатні з великою швидкістю руйнувати органічні сполуки фосфору, карбонових кислот і перетроїди. Це псує якість води, а часом призводить до її токсичності.
Феномен може перерости в негативний вплив розкладаються пестицидів на все навколишнє середовище, так як вода має властивість дуже швидко розносити ці речовини.
В першу чергу постраждають мешканці отруєного водойми, особливо риба. Крім цього, в розкладанні отрутохімікатів гідробіонти беруть активну безпосередню участь.
речовини постійно накопичуються в їх організмах, що призводить в кінцевому підсумку до загибелі не просто окремих особин, а й цілих видів.
На тваринах
Як невід’ємна частина біосфери потрапляють під токсичний вплив, що однозначно є збитком.
Вони можуть бути основою харчового біологічного ланцюжка, по якій поширюється речовина. Пестициди, як вже було сказано раніше, в основному спрямовані на збій і уповільнення біологічних процесів.
виходить, що ця руйнівна реакція поширюється на всі системи органів тварин, і проявляється отруйний вплив пестицидів на їх здоров’я.
Жахливо страждають птахи, оскільки вони особливо чутливі до гормональних змін, які провокують пестициди. Сильно піддається удару печінку організму, адже її функції орієнтуються на переробку даних речовин.
Звичайно ж, масштаб трагедії залежить від кількості токсинів, ваги тварини, рівня функціонування систем його організму.
Всіх поєднань препаратів при використанні їх в сумішах, перед застосуванням рекомендується провести дослідження пестицидних сумішей з метою визначення їх фітотоксичного впливу на рослини в конкретних умовах. Згідно з чинними нормативними актами з питань захисту рослин, суміші агрохімікатів, офіційно не дозволених для застосування, категорично заборонено використовувати.
Помилки при виборі пестицидів можуть бути пов’язані з відсутністю етикетки на тарі, порушеннями при зберіганні і безвідповідальністю фахівців при виконанні цієї роботи. Серед пестицидів є група препаратів, які необхідно зберігати тільки при плюсовій температурі. При замерзанні в них відбуваються фізико-хімічні зміни, які спричиняють втрату пестицидної дії або появу фітотоксичності для культурних рослин.
Використання соломи після застосування гербіцидів. як субстрат і мульчу в закритому грунті широко використовують солому озимих культур. А оскільки овочеві культури дуже чутливі до ряду гербіцидів гормональної дії, необхідно використовувати солому з полів, де ці гербіциди не застосовувалися.
Забруднення пестицидами атмосферного повітря. рух і переміщення частини пестициду з місця використання повітряними потоками називається знесенням. Основним джерелом надходження пестицидів в повітряне середовище є обробка сільськогосподарських культур, лісових насаджень і подальше випаровування з поверхні об’єктів. Розсіювання пестицидів, інтенсивність забруднення ними атмосферного повітря визначається особливостями і способом застосування препарату, його летючість, кількістю обробок, метеорологічними факторами (температурою, швидкістю вітру і т.д.). Вивітрювання пестицидів з поверхні грунту проходить значно швидше, ніж при внесенні препаратів в грунт, де вони містяться грунтовими колоїдами. Одне і те ж речовина з поверхні грунту вивітрюється з різною швидкістю в залежності від температури і вологості, концентрації і швидкості вітру. Легкі частинки пилоподібних препаратів або змочуваних порошків легко переносяться повітрям. Гранули і брикети важче, тому мають тенденцію швидше осідати.
Циркулярний наконечник високого тиску і малий наконечник утворюють дуже маленькі краплі, які легко зносяться. Циркулярний наконечник низького тиску і великий наконечник утворюють великі краплі з меншою здатністю до зносу. Можливість знесення частини крапель пестициду залежить від способу його застосування. При більш низькій висоті розсіювання робоча суміш щонайменше потрапляє в повітряні потоки і менше зноситься, і навпаки
Авіаційне обприскування проводиться з висоти над об’єктом 3-4 м і при швидкості вітру не більше 3 м/с, а при використанні наземної апаратури — 3-4 м/с. Порушення цих вимог призводить до зносу робочих сумішей на значну відстань. Летючі пестициди при високій температурі повітря (22-28 °с) швидко вивітрюються, що значно зменшує їх пестицидну дію і забруднює навколишнє середовище. Видалення пестицидів з повітря відбувається з опадами і шляхом фотохімічного руйнування.
Забруднення атмосферного повітря пестицидами характеризується таким показником, як гранично допустима концентрація (гдк). Згідно санітарним нормам максимально допустимі рівні вмісту пестициду в повітрі робочої зони становлять 0,001-0,05 мг / м 3 .
Забруднення та поведінка пестицидів у водоймах. Пестициди можуть потрапляти у водойми безпосередньо з грунту або атмосфери. У відкриті водойми вони потрапляють зі стічними і талими водами, при авіаційних і наземних обробках сільгоспугідь і лісових насаджень, а також при безпосередньому знищенні бур’янів, водоростей, молюсків тощо.
З атмосфери в воду пестициди потрапляють з опадами, при вивітрюванні і вимиванні з поверхні в більш глибокі шари грунту. Рух пестицидів до води відбувається внаслідок збігу з оброблюваної поверхні або в результаті вилуговування в нижні шари з поверхні грунту. Стік і вилуговування трапляються, коли на поверхню потрапляє надлишок рідкого пестициду або на поверхню, яка містить залишки пестициду, потрапляє багато дощової або іригаційної води. Стічна вода може потрапляти в дренажні канали, струмки, ставки або в річки, по яких пестициди можуть переміщатися на великі відстані. Пестициди також вилуговуються в нижні горизонти грунту, досягаючи грунтових вод. Сток пестициду може завдати значної шкоди рибі та іншим гідробіонтам в ставках, струмках, озерах і річках. Розподіл пестицидів у товщі води залежить від їх фізико-хімічних властивостей (об’ємної маси, розчинності), тощо. На швидкість руйнування пестицидів у воді впливає її температура, рн, рівень загального забруднення, властивості діючої речовини.
Пестициди, які потрапили у водойми, можуть руйнуватися, або, якщо вони стабільні, мігрувати і накопичуватися в гідробіонтах і мулі, що визначає їх небезпеку для водного середовища. Для характеристики стабільності препарату у воді визначають t 50 і t 95 розпаду.
Стабільність оцінюється за шкалою:
- перший клас-високостабільні препарати (t 95 більше 30 діб),
- другий-стабільні (11-30),
- третій-середньостабільні (6-10),
- четвертий-малостабільні (до 5 діб).
Від тривалості зберігання пестициду у воді залежить його дія на водойми та екологічні наслідки, тому при підборі асортименту препаратів слід враховувати і показники стабільності. Стабільність речовини, крім його хімічної природи, залежить також від форми препарату, норми витрат, погодних умов.
Особливістю пестицидів як забруднювачів навколишнього середовища є їх біологічний вплив на нецільові організми, а також здатність проявляти небажану опосередковану дію (рис. 2 ).
рис. 2. Побічні ефекти впливу пестицидів
Вплив пестицидів на риб і водних безхребетних
Основною причиною загибелі водної фауни є потрапляння у водойми і річки промислових і побутових стоків, що містять органічні відходи і мінеральні азотні компоненти. Однак і пестициди завдають значної шкоди рибальству при попаданні у воду в результаті знесення вітром при обприскуванні посівів і з водою, що стікає з оброблених полів. Водойми безпосередньо обробляються пестицидами для знищення комарів, інших шкідників, бур’янів і водоростей в каналах і рисових чеках. Токсичність різних пестицидів для планктону, різних видів риб залежить від багатьох факторів. За ступенем небезпеки їх можна умовно розмістити в такій послідовності: інсектициди — гербіциди — фунгіциди.
Критерієм токсичності того чи іншого препарату є коефіцієнт відносної небезпеки, який визначається відношенням норми витрат пестициду, яка рекомендується, до значення токсичної дії для риб концентрації і ск 50 з приведенням їх до однакової розмірності з урахуванням глибини водойми:
Зберігатися без істотних змін.
Кислотність грунту. для більшості грунтових мікроорганізмів оптимальний показник рн=6,5 — 7,5 (нейтральне середовище). Можна припустити, що в межах цих показників рн мікробіологічна трансформація (розкладання) пестицидів в грунті повинна проходити більш інтенсивно. Однак, як показують дослідження, значення рн середовища по-різному впливають на трансформацію окремих пестицидів. Пестицидна активність зменшується завдяки адсорбції препаратів і продуктів їх деградації ґрунтовими колоїдами. Ступінь адсорбції пестицидів в значній мірі залежить від вмісту гумусу в грунті. Грунтами з високим вмістом органічної речовини абсорбується більша кількість пестицидів в порівнянні з суглинків і піщаними.
Вологість грунту. Якщо в грунті більше води, ніж вона може поглинути, вона разом з пестицидами легко проникає в підземні води. Злива або надмірне зрошення можуть викликати таке явище.
Аерація грунту. більшість грунтових мікроорганізмів є активними в аеробних умовах, тому частіше аерація позитивно впливає на розкладання пестицидів.
Норми витрати препаратів. пестициди як біологічно активні речовини не повинні накопичуватися в грунті в концентраціях, які негативно впливають на життєдіяльність мікроорганізмів. Тому застосовувати пестициди необхідно згідно з регламентом, особливо дотримуватися норм витрати препаратів, що є надзвичайно важливим для самоочищення грунту.
Летючість пестицидів залежить від температури і вологості грунту і повітря. Наприклад, через 15 хв після застосування ептаму втрати його з сухого ґрунту становлять 20%, з вологого — 27 з сирого — 44%. Це стосується і інших летючих препаратів, що вносяться в грунт. Адсорбція пари летючих пестицидів сухим грунтом значно вище, ніж вологою. Це дозволяє застосовувати їх при сухому грунті без ризику зменшення ефективності.
Детоксикація пестицидів у ґрунті та інших середовищах значною мірою залежить від властивостей ґрунту, погодно-кліматичних факторів (опадів, температури, освітлення). Вони залежать від обробки грунту, зрошення, використання добрив, культури і способу застосування препаратів. З підвищенням температури і активності сонячної інсоляції швидкість розкладання збільшується. Термін зберігання пестицидів в грунті залежить від виду і масштабів їх застосування.
Одним з основних факторів, здатних запобігати забрудненню грунту пестицидами, є науково обґрунтоване зменшення норм витрати препаратів, кратності обробок і оптимізація їх застосування. Заміна суцільних обробок смуговими і крайовими, застосування бакових сумішей значно зменшують витрати препаратів на одиницю площі, а отже — і забруднення грунту.
Багаторічне використання пестицидів на величезних сільськогосподарських і лісових територіях, часто із застосуванням авіації, призвело до масштабного забруднення навколишнього середовища. Більш того, молекули отрутохімікатів (особливо це відноситься до стійких сполук) включаються в природні процеси міграції і кругообігу речовин і розносяться разом з атмосферними потоками на великі відстані. Наприклад, в антарктиді, за десятки тисяч кілометрів від зон застосування, льодовиковий панцир накопичив понад 2000 т ддт. Хімічні речовини разом з водним стоком з полів потрапляють в річки і озера, накопичуються в донних відкладеннях, надходять у світовий океан. Але найголовніше-вони включаються в екологічні харчові ланцюжки: з грунту потрапляють у воду і рослини, потім — в організми тварин і птахів, а в кінцевому рахунку — з їжею і водою — в організм людини. І на кожному етапі міграції вони завдають шкоди і шкоди. Однак, так як шкідливі комахи з часом пристосовуються до отруйних властивостей цих речовин і ефективність пестицидів падає, їх кількість на одиницю сільськогосподарської продукції доводиться постійно збільшувати.
Багатьом, ймовірно, відома історія ддт-пестициду, свого часу отримав надзвичайно широке поширення. Його творець п.мюллер був удостоєний нобелівської премії. Здавалося, що ддт приніс людству довгоочікуване звільнення від малярії, жовтої лихоманки, епідемій тифу. Однак більш пізні дослідження показали: наслідки застосування цього препарату вельми плачевні.
Чим стійкіше і токсичніше пестициди, тим серйозніше їх негативний вплив на живу природу і людину. При цьому стійкість до факторів навколишнього середовища (сонячне світло, кисень, мікробіологічні розкладання і т.д., здатність отрутохімікатів зберігатися тривалий час) в більшій мірі визначає їх небезпеку. Пестициди на основі хлорорганічних, фосфорорганічних і карбаматних сполук значно відрізняються за своєю стійкістю. Ддт — типова хлорорганічна сполука-здатний більше 50 років циркулювати в біосфері. Більш того, продукти його розкладання (наприклад, дде) — небезпечні і стійкі речовини, часом вони більш токсичні, ніж вихідна речовина.
Один з механізмів негативних наслідків-передача і концентрація стабільних пестицидів по трофічних ланцюгах. Стійкі до певних пестицидів, флора і фауна можуть накопичувати їх без розкладання. В результаті концентрація токсиканту в організмі може багаторазово перевищити вихідну концентрацію його в навколишньому середовищі. Цей процес біологічного концентрування має особливо серйозне екологічне значення в харчових ланцюгах, пов’язаних з водним середовищем. Класичний приклад біологічного концентрування-накопичення ддт і препаратів ртуті в організмі морських птахів. Ці птахи-кінцева ланка трофічного ланцюга: морська вода — планктон — риба, що споживає планктон, — хижа риба — птах, що харчується рибою. При цьому концентрація токсиканту від вихідної ланки (морська вода) до кінцевого (птах) зростає у багато тисяч разів.
У 1988 р. Національна академія наук сша опублікувала доповідь, в якій говориться, що в майбутні 70 років більше одного мільйона американців ризикують захворіти на рак, викликаним наявністю 28 канцерогенних пестицидів в їжі.
За даними індійських вчених, зловживання пестицидами вже в наступному десятилітті здатне спровокувати вибух ракових захворювань і мутацій в країнах, що розвиваються. Ці генетичні зміни незворотні.
З усіх хімічних речовин, які надходять в організм людини з повітрям, водою, їжею, найбільш небезпечними вважаються пестициди. Стійкі пестициди здатні накопичуватися в жировій тканині людей і тварин, негативно впливаючи на нервову і серцево-судинну системи.
Особливо небезпечні пестициди для дітей. У росії, в районах масованого застосування пестицидів, загальна захворюваність дітей» від шести років (хвороби шкіри, травного тракту, органів дихання, порушення обміну речовин, відставання у фізичному розвитку) в 4,6 рази вище, ніж в районах з найменшою хімізацією. За 25 років в 300 разів збільшилися випадки алергічних захворювань.
За даними всесвітньої організації охорони здоров’я, щорічно пестицидами отруюються 500 тис. Осіб, більше 5 тис. — зі смертельним результатом.
Дослідження показали, що стійкі хлорорганічні пестициди виявляються майже у всіх організмах, що мешкають на суші і у воді. Поширення дцт має глобальний характер. Всюди дцт, алдрин, дилдрин, гексахлорциклогексану та інші стійкі пестициди містяться в тканинах птахів, ссавців, земноводних, плазунів, риб, молюсків та інших мешканців суші, морських і прісних вод.
Вміст пестицидів в тканинах і органах живих організмів, точно так же, як і будь-яких інших забруднюючих речовин, набагато більше, ніж в середовищі існування. Це явище характеризується коефіцієнтом накопичення (відношення концентрації в організмі до концентрації в середовищі). Дуже великі коефіцієнти накопичення у тварин, що мешкають у воді: у риб — 10-15, у молюсків — 25 тис.зміст ддт в різних тканинах і органах одного виду значно коливається. Наприклад, в м’язах тріски концентрація його становить 1-10 мг/кг, а в печінці — 180-1800 мг/кг.
За пропозицією оон в 1998 р.була прийнята конвенція в рамках програми з охорони навколишнього середовища, що обмежує торгівлю небезпечними речовинами і пестицидами типу ддт, ртутних сполук і органофосфатів. У міжнародному договорі взяли участь 95 країн.
Нераціональне застосування пестицидів в сільському господарстві призводить до їх накопичення в грунті, харчових продуктах. Однак не викликає сумніву, що підвищення культури землеробства, поліпшення технології внесення пестицидів, обмеження їх застосування в районах, близько прилеглих до водойм, сувора дозування при внесенні в грунт можуть в значній мірі знизити їх негативний вплив.
Забруднення пестицидами продуктів харчування. Найчастіше харчові продукти забруднені хлор -, фосфор — і ртутьорганічними сполуками, похідними карбамінової, тіо — і дітіокарба-мінової кислот, бромідами. З групи хлорорганічних пестицидів в продуктах виявлені дцт, дде, алдрин, ділдрин і деякі інші, з фосфорорганічних — тіофос, карбофос і ін., з карбаматів — севін, цинеб і ін. Хлорорганічні пестициди знаходять в продуктах тваринного і рослинного походження, а фосфорорганічні і карбаматні сполуки — переважно в рослинах.
Накопичення стійких хімічних речовин в продуктах харчування найчастіше пов’язано з порушенням правил і регламенту їх застосування, із завищенням рекомендованих доз препарату, недотриманням термінів останньої обробки рослин перед збором врожаю (час очікування) і ін.
У багатьох випадках причиною забруднення пестицидами фуражних культур стає їх вирощування в міжряддях оброблених садів.
Вміст хлорорганічних пестицидів у продуктах тваринного походження може бути пов’язаний і з обробкою ними забійної та молочної худоби з метою боротьби з ектопаразитами.
Вплив пестицидів на біогеоценози. Екологічна активність пестицидів залежить від характеру екосистеми (цілої або її частини), а також від фізико-хімічних властивостей застосовуваних препаратів. Пестицидами можуть обробляти внутрішню водойму, що використовується для розведення риби, земельнийДілянка, на якій вирощується урожай, лісові насадження, луки, тваринну або рослинну популяцію.
Несприятливий вплив пестицидів на окремі популяції виражається в знищенні корисних організмів (головним чином, комах-запилювачів і ентомофагів) і, отже, порушення стабільності екосистеми з подальшим розмноженням небажаних для людини видів. Наприклад, зазначене в ряді країн масове розмноження червоного плодового кліща при обробці ддт плодових пов’язують із загибеллю хижих кліщів тифлодромід, а кров’яної попелиці — зі знищенням паразита попелиці. Припинення застосування тих чи інших пестицидів може викликати спалах розмноження шкідників, які тривалий час пригнічуються пестицидами.
Як уже зазначалося, несприятливий вплив пестицидів у вирішальній мірі залежить від фізико-хімічних властивостей.
Тривалий час в сільському господарстві в якості хімічних засобів захисту рослин застосовувалися головним чином неорганічні пестициди, що містять миш’як, фтор, ртуть, що характеризуються надзвичайно високою токсичністю. Застосовували їх з великими пересторогами і в обмеженій кількості. Разом з тим пестициди цього класу не мають здатності накопичуватися в організмі і досить швидко розкладаються в умовах»зовнішнього середовища.
Більш значні порушення в біогеоценозах відзначаються при систематичному застосуванні стійких високотоксичних пестицидів, головним чином хлорорганічних сполук, особливо препаратів ддт і гхцг. Ці препарати, як уже зазначалося, погано розкладаються у воді і грунті, здатні накопичуватися в рослинах, організмі тварин і тому роблять істотний вплив на багато сторін біогеоценозів.
М. М. Мельниковим і його співавторами розроблена схема циркуляції пестицидів в навколишньому середовищі (рис. 9). Як бачимо, пестициди, володіючи певною стійкістю, не тільки накопичуються в грунті, воді, продуктах харчування, а й беруть участь в кругообігу речовин.
Рис. 9. Циркуляція хімічних продуктів у навколишньому середовищі
5.2. Інші негативні наслідки застосування пестицидів для рослинництва
Об’єкти-мішені, для придушення яких використовуються пестициди, зазвичай становлять у будь-якому агроценозі не більше кількох часток відсотка від загального числа видів.
Відомі, наприклад, наслідки застосування ддт в садах: загибель «шкідливих» комах супроводжувалася спалахом розмноження павутинних кліщів, до того не завдавали шкоди плодовим культурам. При знищенні за допомогою ддт гусениць метелика-білянки (pieridae) попутно знищувалися також багато членистоногі-хижаки, в результаті чого популяція білянки не тільки відновлювалися, але і зростала .
Наведемо ще кілька прикладів.
Втрати врожаю кукурудзи в сша від комах до застосування пестицидів в 1940 рр.становили приблизно 3,5%. Однак з введенням монокультури кукурудзи втрати врожаю збільшилися до 12%, незважаючи на тисячократне збільшення використання пестицидів. Загалом же з 1945 по 1989 р. У сша застосування інсектицидів зросло в 10 разів, а втрати сільського господарства від пригнічуваних комах … Збільшилися з 7 до 13%!
Типовою є і історія боротьби з одним з видів коників, що вражають рис в південно-східній азії. Масове розмноження цього виду в 1970 р., як результат монокультури рису в індонезії, призвело до недобору мільйонів тонн рису (втрати індонезії перевищили в середині 1980 р. 1,5 млрд доларів). Після цього були виведені стійкі сорти і впроваджені нові пестициди. Після деяких успіхів у цій боротьбі коник знову став небезпечним «шкідником». Причина була в тому, що разом з коником пестициди знищували більше сотні видів інших комах — природних ворогів коника .
Несподівана біда
«якщо критично оцінити становище з сільськогосподарськими шкідниками в усьому світі, то стане ясно, що застосування пестицидів лише сприяє їх поширенню. Це відноситься до таких видів, як рисова кобилка, бавовняна совка, білокрилка, капустяна міль і безліч інших шкідників, що мешкають практично на всіх видах овочевих, зернових, бавовняних і плантаційних культур. Пестициди знищують природних ворогів шкідників, які борються з ними успішніше, ніж отрутохімікати» .
Джефф вааге, директор міжнародного інституту біологічного контролю.
Які і повинні убити пристосувалися до малих доз ворогів. Цей підхід не може дати тривалих позитивних результатів. По-перше, важко (якщо взагалі можливо) підвищити таким чином стійкість не до одного, а до декількох пестицидів, які зазвичай і застосовуються в практиці. По-друге, збільшення доз застосовуваних пестицидів не дає тривалого ефекту і тому, що пригнічуються «шкідники» і «бур’яни» завжди в кінці кінців виграють і збільшують чисельність, незважаючи на використання великих концентрацій пестицидів (див.главу 6).
Небезпечні «успіхи» генетичної інженерії
«компанія монсанто, гігант хімії та біотехнології (st.louis, сша), оголосила, що нею відкликані «маленькі кількості» генетично змінених насіння canola, які містять невідповідний ген, що потрапив в насіння помилково.
Canola-культура, що вирощується на корм худобі і для виготовлення масла, споживаного людьми. Масло canola використовується для приготування їжі з низьким вмістом жиру, в фармацевтиці, в якості харчових добавок, в кондитерських продуктах, в маргарині, в предметах особистого туалету, мастилах, милах і миючих засобах.
Введення непотрібного гена в комерційний продукт — вид помилки, десятиліттями передбачався противниками генетичної інженерії. Її прихильники відповідали, що це не може статися і внаслідок забезпечення якості робіт самою промисловістю, і через серйозне регулювання з боку урядів.
Відкликання було ініційовано компанією монсанто-канада. Відкликаним насінню canola за допомогою генетичної інженерії було прищеплено властивість протистояти впливу гліфосату – гербіциду фірми монсанто, який продається під торговою маркою раундап. Ідея полягає в тому, щоб обробляти цим гербіцидом зернові культури « » сумісні з раундап», з тим щоб знищувалися бур’яни, а модифіковані культури залишалися неушкодженими. Компанія монсанто відмовилася повідомити, скільки «неправильних» насіння canola було відкликано (кількість нібито була «маленька»).
Чиновники уряду канади кажуть, що відкликання було великим. Видавці канадського інформаційного бюлетеня з питань продовольства повідомили, що всього було відкликано 60 000 мішків насіння canola двох типів (lg3315 і lg3295), оскільки або один, або обидва типи насіння містили помилковий ген. Відкликане кількість достатньо для того, щоб засіяти від 600 000 до 750 000 акрів землі. Коли монсанто виявила свою помилку, деякі насіння вже були засіяні.
У канаді існує три рівні затвердження для генетично-інженерних зернових культур: з точки зору екології (можливість обробітку), домашньої худоби (можливість годівлі худоби) і людини (можливість харчування людей). Були схвалені два стійких до раундап гена культури canola (rt-73 і rt-200), причому для домашньої худоби і людей схвалили лише rt-73. Однак несхвальний ген rt — 200 виявився в насінні, які тепер повинні бути відкликані.
Присутність несхвального гена canola в комерційному продукті свідчить, що в даному випадку програма забезпечення якості компанії монсанто зазнала невдачі і що система регулювання біотехнологій в канаді неефективна. У сша вона ще слабша.
Дані новітньої історії свідчать, що можуть виникати серйозні проблеми в тих випадках, коли генетично змінені продукти з’являються на ринку без належної перевірки.
У 1989 р.одна японська фірма торгувала l-триптофаном — амінокислотою, яка вироблялася за допомогою генноінженерної бактерії. В кінцевому продукті несподівано виявилися сліди забруднювачів, в результаті чого від 5 до 10 тисяч чоловік в сша захворіли серйозною хворобою eosinophilia-myalgia syndrome (ems).
Очевидно, що генноінженерні продукти потребують ретельного тестування, перш ніж їх ефекти можуть бути зрозумілі. Ідея, що гени керують лише однією характеристикою бактерії, рослини або тварини, виявляється неправильною. Гени містять потенціал, який може проявлятися по-різному в залежності від того середовища, в якій ген росте: ген може розвиватися одним способом в одному середовищі і зовсім іншим — в іншій. Тестування в одному середовищі не може виявити того, що ген буде робити, коли потрапить в інше середовище. Це було витончено продемонстровано craig holdrege в книзі » генетика і маніпулювання життям: забутий фактор ситуації».
Датські дослідники показали, що генно-маніпульовані гени (трансгени), введені в зернові культури, в польових умовах можуть перейти в довколишні бур’яни. Таким чином, генетичні помилки того виду, що трапилася в насінні canola компанії монсанто, можуть поширитися в природне середовище і постійно змінювати природний світ способами, які ніхто не готовий зрозуміти».
Інший напрямок сучасної біотехнології — вбудовування в геном культурних рослин генів, що роблять рослину несмачним, що не поїдається взагалі або навіть отруйним для харчуються його тканинами видів тварин або для заглушають його зростання «бур’янів» рослин. І цей шлях, незважаючи на гадану привабливість, теоретично безперспективний. По-перше, у «шкідників» і «бур’янів» завжди через деякий час обов’язково виникає резистентність до штучного гену. По-друге, з часом знайдуться інші організми, для яких несмачне рослина буде смачним (див.також главу 6). Крім того, впровадження будь-якого нового гена в відшліфований мільйонами років еволюції геном завжди буде приводити не тільки до виникнення отруйності або резистентності, але і обов’язково до розладу всієї складної генетичної системи і, таким чином, не до посилення, а до ослаблення захищається організму.
Впливаючи на вміст мікроелементів та інших речовин у рослинах, пестициди можуть змінювати харчову цінність рослин, а також їх здатність до зберігання. Такий вплив виявлено для хоп на зернові та бобові культури. Так, наприклад, обробка посівів пшениці деякими фунгіцидами (цинеб, байлетон, тілт) проти стеблової іржі (puccinia) обумовлює зниження якості випікається хліба .
Виявлено негативний вплив пестицидів на харчові якості пшениці та картоплі.
Іноді обробка гербіцидом може змінити смакові якості рослин , а це може мати небезпечні наслідки. Так, після обробки гербіцидом метоксоном (2м-4х) перш неїстівні для худоби жовтці починають поїдатися у великій кількості; це призводить до сильного отруєння і навіть смерті худоби. Є випадки, коли обробка полів гербіцидами робила господарсько важливі рослини доступними для поїдання жуками-листоїдами .
Впливаючи на перебіг внутрішньоклітинних і міжклітинних біохімічних процесів в рослинах, пестициди можуть різко змінювати агротехнічні якості оброблюваних культур. Так, наприклад, гербіциди групи сім-триазинів і похідні сечовини блокують транспорт електронів в процесі фотосинтезу, що призводить до зміни характеру вегетації рослин. Прометрин пригнічує процес симбіотичної фіксації азоту і сприяє переходу бобових на мінеральний тип азотного живлення. В результаті різко знижується цінність бобових культур як азотонакопичувачів. Вміст азоту (мг /10 рослин) у сої змінювався : контроль (без гербіцидів) – 1493; при обробці прометрином – 1092.
Одним з негативних наслідків застосування пестицидів є небезпека знищення сучасних генетично вельми нестійких сортів високоврожайних рослин через швидке накопичення в них мутацій . Наприклад, застосування на бавовнику таких гербіцидів, як лінурон, которан, толуїн і тхан, веде до швидкого руйнування генетичної структури сортів . Таку ж дію надають ддвф (дихлорфос), фталофос, симазин, хлорофос на сорти пшениці, а також дилор, карбофос, тмтд (тірам) – на томати (в останньому випадку генетичні наслідки особливо чітко проявляються не відразу, а в другому поколінні) .
Показано, що пестициди можуть не тільки змінювати генетичну структуру популяцій рослин, але і викликати пошкодження рослин, стерильність, потворні розростання (морфози) вегетативних і генеративних органів. Так, в оброблених пестицидами посівах ячменю виявлялося до 70% рослин зі зміненими колоссям. Відомі навіть випадки вибракування з цієї причини посівів . Обробка 2,4-д і фоксимом викликала у ячменю збільшення числа рослин з морфозами в 18-24 рази . В табл.5.2 наведено зведені дані щодо впливу різних пестицидів (не тільки гербіцидів, а й інсектицидів, акарицидів, нематоцидів і фунгіцидів) на виникнення потворних форм рослин.
Таблиця 5.2. Вплив деяких пестицидів на появу потворних форм рослин (карликовість, порушення будови зав’язі і колоса, квітки, листя та ін)
Рослина
Пестицид, що викликає каліцтва
кукурудза
Авадекс, ата, политриазин, прометрин, симазин, триаллат, эптам
пшениця
Ата, атразин, банвел-д (дикамба), политриазин, симазин, триаллат, фталофос, хлорофос
ячмінь
Ата, банвел-д (дикамба), метоксурон, 2м-4х, 2м-4хм, 2м-4хп, триаллат, монокротофос, байтекс, метафос, мннг, оксидеметонметил, триаллат, тшх, фенилтрион, фосфамидон (димекрон), хлорофос, гранозан
горох, боби
Ата, атразин, политриазин, симазин, суфікс, гранозан
бавовник
Ата, малеингидразид
томати
Дилор, карбофос, кельтан (дикофол), фозалон, хлорофос, бордоська рідина, тмтд (тирам), фентіурам, цинеб
Серед інших прикладів впливу гербіцидів на захворюваність рослин відзначимо наступні.
Після внесення звичайних норм іграну (тербутрину) і дикурану (хлортолурону) пшениця сильніше дивувалася збудниками борошнистої роси. Так само діяли арезин (монолінурон) і симазин на рослини озимої пшениці. Хвороб, як борошниста роса і альтернаріоз. Цей та інші гербіциди гормональної дії (2,4-дм, 2м-4хп) впливають на розвиток гельмінтоспорозу тонконога лугового. Гербіциди сім-триазинової групи, володіючи високою гербіцидною активністю в посівах кукурудзи, стимулюють в той же час розвиток її небезпечного захворювання – пухирчастої сажки (ustilago maydis ) .
Під впливом пестицидів може змінюватися елементний склад грунтів . Деякі пестициди можуть збільшувати в рослинах вміст одних мікро — і макроелементів (азоту, фосфору, кальцію, калію, магнію, марганцю, заліза, міді, барію, алюмінію, стронцію і цинку) і зменшувати вміст інших .
Пестициди можуть призводити до накопичення аміачних сполук у ґрунті. Фосфамід і флуометурон (которан) сприяють збільшенню в грунті вмісту нітратів, а ддт, севін і гхцг різко знижують його. На 30-40% знижується вміст нітратів у ґрунті при застосуванні прометрину. Обробка гербіцидом 2,4-д веде до збільшення нітратів в соломі.
Серйозним і зазвичай недооцінюваним негативним наслідком використання гербіцидів виявляється різке збільшення ерозії грунту. відсутність трав’янистого покриву робить грунт беззахисною перед вітром, дощами, талим снігом. На позбавленої трав грунті ерозія швидко розвивається на схилах з крутизною всього 1-2%, тобто більш ніж на 90% ріллі в росії.
При використанні гербіцидів в лісовому господарстві активізуються процеси мінералізації, знижується кількість органіки в грунті, зменшується загальний вміст азоту і кальцію.
На закінчення підкреслимо: негативний вплив пестицидів на сільськогосподарські рослини – непорушний факт . І цей вплив набагато серйозніше і різноманітніше, ніж вважають прихильники застосування пестицидів.
