Применение и значение пестицидов

Тема: применение и значение пестицидов

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕСТИЦИДОВ.
2. ВИДЫ ПЕСТИЦИДОВ.
3. ПОСЛЕДСТВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ

Стратегия земледелия за последние 25—30 лет стро­илась главным образом на непрерывном наращивании средств химизации. Это привело к обострению медико-экологической обстановки в стране. Статистика показывает, что ежегодно 11,2% детей рождаются с физическими и умственными расстройства­ми, у 11 —12 тысяч детей на каждые 100 тысяч— онкологичес­кие заболевания.

Процесс деградации — физической и умственной, вызванной воздействием загрязнителей среды обитания, — ускоряется. В 1959 г. на душу населения приходилось 5 кг химических продуктов, приме­няемых в сельском хозяйстве, детей с генетическими отклонениями рождалось 0,74% от общего числа. В 1983 г. масса химических препа­ратов, поступающих на сельхозугодья страны, возросла до 25 кг на душу населения, число детей, родившихся с генетическими нару­шениями, возросло до 16,5%. Биологами же давно установлено, что популяция, на 30% «испорченная» генетически, обречена на вы­рождение. Наряду с другими факторами окружающей среды сред­ства химизации вносят определенный вклад в эти процессы.

В 1992—95 гг. произошел спад сельскохозяйственного производ­ства. Это вызвало уменьшение негативного влияния сельского хо­зяйства на окружающую среду. Это относится в первую очередь к воздействию пестицидов. Площадь применения пестицидов сокра­тилась с 81 млн. га в 1990 г. до 33 млн. га в 1993 г., а применение сельскохозяйственной авиации для этих целей соответственно с 12 до 6 млн. га.

Пестициды — это 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, предуборочного удаления листьев (дефолианты), предуборочного подсушивания рас­тений (десиканты). Действующее вещество пестицида — биологи­чески активная его часть, использование которой приводит к воз­действию на тот или иной вид вредного организма или на рост и развитие растений.

По химической структуре различают пестициды:

1. хлорорганические,

2. фосфорорганические,

Рекомендуемые материалы

3. ртутьорганические,

4. мышьяксодержащие,

5.производные мочевины,

6. цианистые соединения,

7. препа­раты меди,

8. производные фенола, серы и ее соединений.

В зависимости от объекта воздействия и химической при­роды пестициды подразделяются на:

1. акарициды — для борьбы с клещами;

2. альгициды — для уничтожения водорослей и другой вод­ной растительности;

3. антисептики — для предохранения неметалли­ческих материалов от разрушения микроорганизмами;

4. бактерициды — для борьбы с бактериями и бактериальными болезнями растений;

5. зооциды (или родентициды) — для борьбы с грызунами;

6. инсекти­циды — для борьбы с вредными насекомыми (эфициды — препара­ты для борьбы с тлей);

7. лимациды (моллюскоциды) — для борьбы с различными моллюсками;

8. нематоциды — для борьбы с круглыми червями (нематоцидами);

9. фунгициды — для борьбы с болезнями растений под влиянием различных паразитирующих грибов.

10. дефолианты — средства для удаления листьев,

11. десиканты — препараты для высушивания листьев на кор­ню,

12. дефлоранты — вещества для удаления излишних цветов,

13. герби­циды — для уничтожения сорной растительности.

14. репелленты - химические вещества для отпугивания насекомых, грызунов и других животных

15. аттрактанты –для привлечения насекомых с последующим их уничтожением

16. стерилизаторы – для половой стерилизации насекомых.

Классификации пестицидов. В настоящее время в зависимости от назначения, химической природы и патогенных свойств для теплокровных и человека принято несколько классификаций пес­тицидов: гигиеническая, химическая, производственная.

Гигиеническая классификация пестицидов построена по сте­пени их ядовитости (токсичности) для биологических объектов, кумулятивным свойствам и стойкости с учетом возможности цир­куляции во внешней среде. Степень опасности пестицидов оцени­вается по их токсичности, летучести, кумулятивным свойствам и стойкости.

Сила токсического действия измеряется дозой вещества, вы­ражаемой в мг/кг массы животного или концентрацией вещества в воздухе — мг/л или мг/м³ воздуха. Для оценки токсичности пести­цидов принято пользоваться средней смертельной дозой (ЛД₅₀), вызывающей гибель 50% подопытных животных при однократном поступлении препаратов в желудочно-кишечный тракт.

В зависимости от величины ЛД₅₀ пестициды делятся на:

1. сильно­действующие ядовитые вещества, среднесмертельная доза кото­рых менее 50 мг на 1 кг массы животного,

2. высокоядовитые (ЛД₅₀ от 50 до 200 мг/кг),

3. среднеядовитые (ЛД₅₀ от 200 до 1000 мг/кг)

4. малоядовитые (ЛД₅₀ — 1 г/кг и более).

Если пестициды поступают через кожу (кожно-резорбтивная токсичность), для оценки их действия используют кожно-оральный коэффициент (отношение среднесмертельной дозы пестици­да, действующего через кожу, к среднесмертельной его дозе, вво­димой в желудок). При резко выраженной токсичности (ЛД₅₀ меньше 300 мг/кг) кожно-оральный коэффициент меньше 1; при выра­женной токсичнсоти (ЛД₅„ 300-1000 мг/кг) кожно-оральный ко­эффициент от 1 до 3; при слабовыраженной токсичности (ЛД₅₀ более 1000 мг/кг) кожно-оральный коэффициент больше 3.

По степени летучести пестициды делятся на:

1. очень опасные вещества (насыщающая концентрация больше или равна токсич­ной),

2. опасные (насыщающая концентрация больше пороговой)

3. малоопасные (насыщающая концентрация не оказывает порого­вого действия).

Кумуляция пестицидов определяется по коэффициенту куму­ляции (отношение суммарной дозы препарата, вызывающей ги­бель 50% подопытных животных при многократном введении, к дозе, вызывающей гибель 50% животных при однократном введе­нии). Если коэффициент кумуляции меньше 1, вещество обладает сверхкумуляцией; при коэффициенте кумуляции 1-3 у вещества выраженная кумуляция; при коэффициенте 3-5 — умеренная и при коэффициенте более 5 — слабовыраженная кумуляция.

Пестициды подразделяются и по стойкости:

1. очень стойкие (пе­риод разложения на нетоксические компоненты свыше 2 лет);
2. стой­кие (0,5-1 год); умеренно стойкие (1~6 месяцев)
3. малостойкие (1 месяц).

По способу поступления в организм насекомых пестициды делят на:

1. кишечные,
2. контактные,
3. фумигантные
4. системные.

2 . ВИДЫ ПЕСТИЦИДОВ.

Инсектициды и акарициды. Препараты этой группы относятся к 17 классам химических веществ. 48% общего ассортимента препа­ратов занимают фосфорорганические соединения, 14% — произ­водные карбаминовой кислоты и 11 % — хлорорганические соеди­нения. Остальные препараты этой группы относятся к другим клас­сам химических соединений.

В последние годы наиболее широкое применение нашли фос­форорганические инсектициды и акарициды (хлорофос, метофос, карбофос, метатион, фозалон, фосфамид и др.). Они используются против паутинного клещика — основного вредителя хлопчатника, вредной черепашки — вредителя зерновых культур и ряда вредите­лей плодовых. Препараты обладают высокой биологической актив­ностью. Большинство препаратов этой группы относятся к высо­котоксичным ядам. В механизме их токсического действия лежит угнетение деятельности жизненно важных ферментов.

Фосфорорганические пестициды, в отличие от хлорорганических, относительно мало накапливаются в окружающей среде. Под влиянием воды, солнца примерно в течение месяца они разрушают­ся, превращаясь в малотоксичные соединения. Так, метилмеркапто-фос в листьях растений находится в течение 30 дней, антио — 10 дней, фосфамид — 7—10 дней. Поэтому фосфорорганические препа­раты в меньшей степени загрязняют пищевые продукты, получен­ные из обрабатываемых культур и животных. Однако некоторые пре­параты (например, тиофос) обладают высокой токсичностью и спо­собны вызывать острое отравление. Их применение в СНГ запрещено.

Производные карбаминовой киолоты (севин, цирам, цинеб и др.) обладают значительной фунгицидной активностью и используются дня защиты от вредителей, возбудителей заболеваний и сорной рас­тительности при возделывании плодово-ягодных, овоще-бахчевых, зерновых, зернобобовых и технических культур. Они обладают сред­ней и малой токсичностью и слабовыраженной кумуляцией, оказывают эмбриотоксическое и мутагенное действия, но срав­нительно быстро разрушаются во внешней среде. В нашей стране разрешено использование только севина, пиримора и фурадина.

Хлорорганические соединения. ДДТ, ГХЦГ, полихлорпинен, алдрин, эфирсульфонат и другие хлорорганические соединения — пестициды, давно нашедшие широкое применение в сельскохо­зяйственном производстве. Они используются в борьбе с вредите­лями зерновых, зернобобовых, технических культур, виноградни­ков, овощных и полевых культур, в лесном хозяйстве, ветерина­рии и даже в медицинской практике. Отличительная их особен­ность — стойкость к воздействию различных факторов внешней среды (температура, солнечная радиация, влага и др.). Так, ДДТ выдерживает нагревание до 115—120° С в течение 15 ч и почти не разрушается при кулинарной обработке. Этот препарат, обладая высокими кумулятивными свойствами, постепенно накапливает­ся в окружающей среде (вода, почва, пищевые продукты). Его на­ходили в почве через 8—12 лет после применения.

Другое характерное свойство хлорорганической группы ве­ществ — способность накапливаться в тканях и жире животных. Большинство препаратов этой группы относится к среднетоксичным соединениям. Только некоторые из них (алдрин, дилдрин) принадлежат к сильнодействующим и очень опасным по своей ле­тучести веществам. Хлорорганические соединения могут вызывать острые или хронические отравления с поражением печени, цент­ральной и периферической нервной системы и других жизненно важных органов и систем.

Из хлорорганических ин­сектицидов в нашей стране сегодня находят широкое применение полихлоркамфен, гексахлоран, гамма-изомер ГХЦГ тиодан, дилор.

Фунгициды относятся к различным классам химических соединений. Широкое применение в сельскохозяйственной прак­тике нашли производные тиокарбаминовой кислоты (цинеб, по-ликарбацин, диатин М-45 и др.), фталимада (каптан, фталан), бензимидазола (беномил, БМК), мочевины и гуанидина (темп-сен М, карпен).

Пиретримы. Повышая активность пестицидов, можно снизить действующую концентрацию до безопасных для человека величин. Если пестициды первого поколения (в основном соединения мы­шьяка) сильно загрязняли водную среду, то пестициды второго поколения менее опасны. Среди них — препараты с высокой из­бирательностью и различной продолжительностью действия (от нескольких часов до многих месяцев). Многие из них под влияни­ем микроорганизмов, солнечного света, воды и воздуха полнос­тью разлагаются на простые безвредные вещества. Таковы препа­раты из семейства пиретримов и их синтетических аналогов пиретроидов, которые вносят на поля в количестве 5—20 г/га, т.е. в 100—1000 раз меньше, чем в случаях традиционных пестицидов.

Гербициды — средства борьбы с сорняками, относятся к II классу химических соединений. В их числе наиболее широкое применение в сельском хозяйстве находят мочевины, тиокар­баминовой, хлорированных алифатических и бензойной кислот.

Гербициды в основном значительно менее токсичны для теп­локровных, обладают и слабой кумулятивной способностью.

Дефолианты и десиканты. Для дефолиации сои, хлопчатника, картофеля и некоторых других культур применяются: бутифос, цианид кальция, хлорат магния и хлорат-хлорид кальция. Хлори­ды также используются для десикации ботвы картофеля, подсол­нечника, риса и др.

Способы применения пестицидов. Пестициды используются в разных препаративных формах, чаще всего в виде дустов, грану­лированных препаратов, суспензий, эмульсий, аэрозолей и фу­мигантов. Дуст — порошкообразная смесь, состоящая из основно­го яда (активно действующее вещество) и наполнителя. В качестве наполнителя используются тальк, мел, гипс, каолин и др. Способы применения пестицидов зависят от их препаративной формы и назначения (обработка семенного материала, опрыскива­ние, опыление, обработка гранулированными препаратами).

При выращивании картофеля и овощей активнее стали приме­няться технологии, позволяющие снизить нагрузку пестицидов на окружающую среду, в частности ультраобъемное опрыскивание и предпосевная обработка посадочного и посевного материала.

Тактика применения пестицида обоснована особенностями биологии вредителей, возбудителей болезней, сорняков и харак­тером их вредоносности.

3. ПОСЛЕДСТВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ

Многолетнее использование пестицидов на огромных сельско­хозяйственных и лесных территориях, часто с применением авиа­ции, привело к масштабному загрязнению окружающей среды. Более того, молекулы ядохимикатов (особенно это относится к стойким соединениям) включаются в природные процессы миг­рации и круговорота веществ и разносятся вместе с атмосферны­ми потоками на большие расстояния. Например, в Антарктиде, за десятки тысяч километров от зон применения, ледниковый пан­цирь накопил более 2000 т ДДТ, которое способно более 50 лет циркулировать в биосфере.

Многим известна история ДДТ — пестицида, в свое время получившего чрезвычайно широкое распространение. Его создатель П. Мюллер был удостоен Нобелевской премии. Казалось, что ДДТ принес человечеству долгожданное освобождение от ма­лярии, желтой лихорадки, эпидемий тифа. Однако более поздние исследования показали: последствия применения этого препарата весьма плачевны.

Классический пример биологического концентрирования — накопление ДДТ и препаратов ртути в организме морских птиц. Эти птицы — конечное звено трофической цепи: морская вода — планктон — рыба, потреб­ляющая планктон, — хищная рыба — птица, питающаяся рыбой. При этом концентрация токсиканта от исходного звена (морская вода) к конечному (птица) возрастает во много тысяч раз.

В 1988 г. Национальная Академия наук США опубликовала док­лад, в котором говорится, что в предстоящие 70 лет более одного миллиона американцев рискуют заболеть раком, вызванным на­личием 28 канцерогенных пестицидов в пище.

По данным индийских ученых, злоупотребление пестицидами уже в следующем десятилетии способно спровоцировать взрыв ра­ковых заболеваний и мутаций в развивающихся странах. Эти гене­тические изменения необратимы.

Особенно опасны пестициды для детей. В районах массированного применения пестицидов, общая заболеваемость детей до шести лет (болезни кожи, пищеварительного тракта, ор­ганов дыхания, нарушение обмена веществ, отставание в физи­ческом развитии) в 4,6 раза выше, чем в районах с наименьшей химизацией. За 25 лет в 300 раз увеличились случаи аллергических заболеваний.

По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно пестицидами отравляются 500 тыс. человек, более 5 тыс. — со смер­тельным исходом.                                                                      

Исследования показали, что стойкие хлорорганические пести­циды обнаруживаются почти во всех организмах, обитающих на суше и в воде. Распространение ДДТ имеет глобальный характер. Повсюду ДДТ, алдрин, дилдрин, гексахлорциклогексан и другие стойкие пестициды содержатся в тканях птиц, млекопитающих, земноводных, пресмыкающихся, рыб, моллюсков и других обита­телей суши, морских и пресных вод.

Содержание пестицидов в тканях и органах живых организмов намного больше, чем в среде обитания. Это явление характеризуется коэффициентом накопления -отношение концентрации в организме к концентрации в среде. Коэффициенты накопления у животных, обитающих в воде:

Рекомендация для Вас - 62 Ионообменная очистка газов.

у рыб — 10-15,

у моллюсков — 25 тыс.

Например, содержание ДДТ в мышцах североатланти­ческой трески равно 1-10 мг/кг, а в печени — 180— 1800мг/кг.

Нерациональное применение пестицидов в сельском хозяйстве приводит к их накоплению в почве, пищевых продуктах. Однако не вызывает сомнения, что повышение культуры земледелия, улуч­шение технологии внесения пестицидов, ограничение их приме­нения в районах, близко прилегающих к водоемам, строгая дози­ровка при внесении в почву могут в значительной степени снизить их негативное воздействие.

Влияние пестицидов на биогеоценозы. Экологическая активность пестицидов зависит от характера экосистемы (целой или ее час­ти), а также от физико-химических свойств используемых препа­ратов. Пестицидами могут обрабатывать внутренний водоем, ис­пользуемый для разведения рыбы, земельный участок, на кото­ром выращивают урожай, лесные насаждения, луга, животную или растительную популяцию.

Неблагоприятное воздействие пестицидов на отдельные попу­ляции выражается в уничтожении полезных организмов (главным образом насекомых-опылителей и энтомофагов) и, следователь­но, в нарушении стабильности экосистемы с последующим раз­множением нежелательных для человека видов. Например, отме­ченное в ряде стран массовое размножение красного плодового клеша при обработке ДДТ плодовых связывают с гибелью хищных клещей тифлодромид, а кровяной тли — с уничтожением парази­та тлиафелинуса. Прекращение применения тех или иных пести­цидов может вызвать вспышку размножения вредителей, длитель­ное время угнетаемых пестицидами.