На головну

пестициди

  1.  Пестициди.

Пестициди - збірний термін, що охоплює хімічні сполуки різних класів, що застосовуються в сільському господарстві, охороні здоров'я, промисловості, нафтовидобутку і ін. Пестициди почали використовувати ще в військах Олександра Македонського для боротьби з паразитами людини (порошок долматской ромашки). В охороні здоров'я пестициди застосовують для боротьби з членистоногими - переносниками таких небезпечних захворювань, як малярія, чума, туляремія, енцефаліт, сонна і слонова хвороба, багато кишкові захворювання. В охороні здоров'я та ветеринарії, крім того, пестициди використовують в якості дезінфікуючих засобів, в промисловості - для запобігання неметалічних матеріалів (полімерів, деревини, текстильних виробів), боротьби з обростання морських суден, особливо в південних морях, для боротьби з сероводородобразующімі бактеріями, для запобігання труб від корозії.

У найбільших масштабах пестициди використовують в сільському господарстві для боротьби з членистоногими (інсектициди і акарициди), нематодами (нематоциди), грибними (фунгіциди) і бактеріальними (бактерициди) захворюваннями рослин і тварин, а також для боротьби з бур'янами (гербіциди). До пестицидів відносять також регулятори росту рослин (ретарданту), що використовуються для боротьби з поляганням різних культур, для дефолиации (видалення листя) і десикації (підсушування рослин на корені), щоб полегшити збирання врожаю, а також для запобігання від заморозків і посухи.

Базельським хіміку Паулю Герману Мюллеру - керівнику лабораторії фірми «Гейги» (Geygy), за виявлення у ДДТ разючих інсектицидних властивостей була присуджена Нобелівська премія в області фізіології і медицини. Підставою для цього послужив той факт, що за допомогою ДДТ вперше вдалося провести успішну боротьбу з переносниками малярії та висипного тифу і таким чином викорінити ці захворювання. Секрет такої чудової ефективності полягав в широкому спектрі дії препарату в поєднанні з винятковою персистентная і, мабуть, лише незначною токсичністю, як вважали, для теплокровних.

Саме широкий спектр впливу і стійкість ДДТ виявилися згодом підступними сторонами цієї речовини. Через широкого спектру дії разом з шкідливими комахами знищувалися і корисні. А стійкість приводила до того, що ДДТ накопичувався в харчових ланцюгах і надавав згубну дію на їх кінцеві ланки: наприклад, соколи-сапсан стали зникати тому, що внаслідок отруєння ДДТ вони відкладали яйця з дуже тонкою шкаралупою, які під час насиджування розбивалися.

В результаті накопичення безлічі подібних відомостей за ДДТ утвердилася слава жахливо небезпечного препарату. Коли в США концентрація ДДТ в молоці годуючих матерів в результаті передачі цієї речовини через харчові ланцюги досягла рівня в 4 рази вище гранично допустимого, застосування ДДТ було заборонено.

За хімічним складом виділяються 3 основні групи пестицидів:

Неорганічні сполуки (сполуки ртуті, фтору, барію, сірки, міді, а також хлорати і борати).

Пестициди рослинного, бактеріального і грибного походження (піретрини, бактеріальні та грибні препарати, антибіотики і фітонциди).

Органічні сполуки, до яких відносяться пестициди високої фізіологічної активності: хлорорганічні сполуки (гексахлорциклогексан, гептахлор та ін.); фосфорорганічні сполуки (хлорофос, метілнітрофос, карбофос та ін.); похідні карбамінової, тіо-і дитиокарбаминовой кислот (пірімор, карбін, Тіллі); нітропохідні фенолів (нітрафен, Каратаєв); фталімід (каптан, фталана); мінеральні масла; органічні сполуки ртуті (гранозан, меркуран і ін.); хінони (діхлон); похідні сечовини та ін.

Залежно від здатності чинити опір процесам розкладання пестициди поділяються на слабостойкіе (зберігаються в навколишньому середовищі 1-12 тижнів), середньостійкі (зберігаються 1-18 місяців) і дуже стійкі (зберігаються два роки і більше). Очевидно, що слабостойкіе пестициди в навколишньому середовищі практично не накопичуються. В ідеальному вигляді пестицид, надавши необхідну вплив на шкідника, мав би відразу зруйнуватися, утворивши нешкідливі продукти розкладання.

Особливу небезпеку становлять стійкі і кумулятивні пестициди: триазин, сімтріазін, хлордан, гептахлор - вони виявляються в грунті через десять і більше років після застосування. Поступаючи в грунт, пестициди мігрують вниз за профілем тих, що сходять струмами дощових і зрошувальних вод, причому швидкість і глибина міграції залежать від дози токсиканта, його летючості і адсорбованих, а також від водного і теплового режимів грунту. Залишкові кількості пестицидів виявляють на глибині 200 см і більше.

Потрапляючи в грунтово-грунтові води в малих концентраціях, пестициди змінюють на гірше органолептичні властивості води (смак, запах). Присутність 5-10 мкг / л діхлорфенола надає воді специфічний запах і робить її непридатною для пиття. У роки масового застосування ДДТ на бавовняних полях цей пестицид виявляли в артезіанських свердловинах на глибині 80 м, а його концентрація в ариках перевищувала допустиму в 3-4 рази, а іноді і в десятки разів.

Сучасні пестициди за рідкісним винятком мають низьку токсичність, що наближається до токсичності кухонної солі, і в багато разів менше отруйні, ніж кофеїн. Слід зазначити, що сучасні пестициди протягом одного вегетаційного періоду повністю руйнуються в навколишньому середовищі. Світовий океан можна вважати акумулятором особливо стійких пестицидів. Так, для найбільш добре вивченого з них - ДДТ (4,4 'дихлордифенілтрихлорметилметан) - встановлено, що в гідросферу надійшло понад 25% загальної кількості використаного препарату. Отже, використання довгоживучих пестицидів має бути обмежено або заборонено. Наприклад, застосування ДДТ заборонено в усьому світі, в колишньому СРСР - з 1970-х років. Послідовність введення заборони на ДДТ в різних країнах була наступна: Нова Зеландія, СРСР, Угорщина, Швеція, Данія, Фінляндія, далі - інші країни.

Для зменшення можливої ??небезпеки розроблені наступні вимоги до сучасних пестицидів:

1) низька гостра токсичність для людини, сільськогосподарських тварин та інших об'єктів навколишнього середовища;

2) відсутність негативних ефектів при тривалому впливі малих доз, в тому числі мутагенного, канцерогенного та тератогенного дії (тератогенний - ушкоджує зародок);

3) низька персистентність.

Крім того, рекомендовані препарати повинні мати наступні властивості:

1) висока ефективність в боротьбі з шкідливими організмами;

2) економічна доцільність використання;

3) доступність сировини і виробництва.

Широке застосування пестицидів пов'язане з їх високою економічною ефективністю.

Незважаючи на те, що в перспективі на майбутнє розробка «короткоживучих» пестицидів відсуне цю групу забруднювачів на більш низький рівень в ранжируваному за ступенем небезпеки ряду забруднювачів, токсичність цих сполук щодо біологічних систем різного рівня організації незаперечна.

Так, на сайті орнітологічного міжнародного журналу Ornithomedia в 1995 р опублікована тривожна стаття ізраїльської дослідниці Орни Ешеде про причини смертності грифів на півночі Ізраїлю.

На думку вчених, причиною високої смертності птахів стала інтоксикація карбаматні пестицидом альдікарб. Це добриво використовують ізраїльські фермери.

Альдікарб легко розчинний у воді. Експерти Всесвітньої організації охорони здоров'я вважають його застосування вкрай небезпечним, оскільки альдікарб високо токсичний і може загрожувати здоров'ю не тільки тварин, а й людини.

Більшість пестицидів відноситься до високоактивним органічних сполук. Ці пестициди за формою концентратів емульсій є липофильними сполуками, тому добре розчиняються в ліпідах клітинних мембран і легко дифундують в клітці. Проникнувши в живу клітину, пестициди змінюють фізико-хімічні властивості цитоплазми, руйнують мембрани органел, змінюють реакцію середовища, порушують умови нормального функціонування клітинних білків.

Накопичення пестицидів в трофічної ланцюга надзвичайно небезпечно: так, в морських екосистемах планктон і мальки, селективно поглинають токсиканти, самі служать їжею більшим організмам, що живуть в океані. Якщо процес концентрування хлорпроізводних вуглеводнів повторюється на кількох рівнях трофічних ланцюгів, то в кінці ланцюгів зміст токсикантів може виявитися дуже високим.

Накопичено величезний масив інформації про дії ДДТ на живі організми, про процеси акумуляції і передачі цього токсиканта через харчові ланцюги. Так, щодо послідовного концентрування ДДТ відомо: якщо ДДТ розпилюють з літака над яким-небудь стоячим водоймою, то вже через кілька днів його не можна виявити у воді, так як до цього часу він встигає повністю перейти з води в мікроорганізми (бактерії, водорості) або ж в донний мул водойми. Таким чином, ДДТ переходить в початкові ланки харчових ланцюгів, і в результаті запускається процес його накопичення, яким визначається згубний вплив ДДТ в харчовому ланцюгу.

Один з найбільш очевидних прикладів простий харчового ланцюга, в якій циркулює ДДТ, - це випадок з перелітними дроздами, описаний Рашель Карсон. гриб Ceratocystis ulmi викликає нищівну хвороба в'язів - так звану голландську хворобу. Її передає В'язів Заболотніков (Scolytes multistriatus), З яким боролися, обробляючи ДДТ окремі дерева або цілі паркові насадження. Залишки осів на деревах ДДТ потрапляють потім з дощовою водою, а восени і разом з обпадаючими листям в грунт або в листову підстилку. Там ДДТ поглинають дощові черв'яки, що поїдають залишки листя, і він відкладається і навіть концентрується в їхніх тілах. Якщо тепер перелітні дрозди (Turdus migratorius) Будуть поїдати переважно дощових черв'яків, то вони будуть хронічно отруюватися ДДТ. Безпосередньо гине тільки частина дроздів, але у всіх без винятку порушується здатність до розмноження. Вони стають стерильними або відкладають безплідні яйця; або вмирають їхні пташенята, особливо в тих випадках, коли їх годують дощовими черв'яками, що містять ДДТ. Саме тому побічним результатом боротьби з голландською хворобою в'язів, що проводилася за допомогою ДДТ, стало майже повне зникнення перелітних дроздів на значних територіях США.

Істотний вплив пестициди надають на грунтову мікробіоту. Реакція грунтового мікробіоти на пестициди варіює від високої стійкості до сильної чутливості. Під впливом пестицидів найбільш помітно знижується чисельність мікроорганізмів-нитрификаторов, грунтових грибів; бактерії і актиноміцети відчувають менший стрес.

Вплив пестицидів на мікробіоту істотно залежить від виду застосовуваного пестициду. З систематичних груп мікроорганізмів найбільш сильно пригнічуються гриби: Penicillium, Fusarium, Humicola, Mucor, Trichoderma. З бактерій найбільш стійкі псевдомонади, коринебактерії і флавобактеріі. Припускають, що негативного впливу пестицидів більш схильні до еволюційно давніші організми - автотрофні і діазотрофних бактерії, генетична основа яких формувалася в примітивній біосфері Землі за відсутності фізіологічно активних сполук.

Вплив пестицидів на ґрунтову мікробіоту не завжди негативно. Надходження в грунт органічних залишків в результаті масової загибелі бур'янів після застосування гербіциду може збільшувати чисельність деяких груп микрорганизмов. Так, наприклад, обробка грунту каптаном і паратіонметілом підвищує чисельність бактерій, актиноміцетів і сапрофітних грибів.

Екологічні наслідки застосування пестицидів оцінюються неоднозначно. З одного боку, при правильному застосуванні пестицидів не тільки не виявляється їх шкідливої ??дії на екосистеми, ця група сполук навіть надає позитивний ефект. З іншого боку, обсяги внесених в даний час пестицидів настільки великі, що викликають значні екологічні зрушення. Виявлено такі негативні аспекти впливу пестицидів на біол огіческіе об'єкти, як мутагенний, канцерогенний, алергенний. Тому сучасна стратегія охорони навколишнього середовища орієнтується на постійне зниження залишкових кількостей пестицидів у навколишньому середовищі.




 Розрахунок ПДКр. З. за показниками токсичності |  Розрахунок ПДКр. З. за фізико-хімічними показниками речовин |  Розрахунок ПДКр. З. з біологічної активності хімічних зв'язків |  Нормованих з'єднань різних гомологічних рядів |  Приклад 5. |  Стадії токсикологічної оцінки виробництва |  Повна токсикологічна оцінка |  Первинний токсиколого-гігієнічний паспорт нового з'єднання |  ОСНОВНІ токсикантів у ПРИРОДНИХ СЕРЕДОВИЩАХ |  Транспорт металів в живу клітину |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати