Пестициды — собирательный термин, охватывающий химические соединения различных классов, применяемые для борьбы с вредными организмами в сельском хозяйстве, здравоохранении, промышленности, нефтедобыче и многих других случаях. Пестициды начали использовать еще в войсках Александра Македонского для борьбы с паразитами человека (порошок долматской ромашки).
В здравоохранении пестициды применяют для борьбы с членистоногими — переносчиками таких опасных заболеваний, как малярия, чума, туляремия, энцефалит, сонная и слоновая болезнь, многие кишечные заболевания. В здравоохранении и ветеринарии, кроме того, пестициды используют в качестве дезинфицирующих средств, в промышленности — для предохранения неметаллических материалов (полимеров, древесины, текстильных изделий), борьбы с обрастанием морских судов, особенно в южных морях, для борьбы с сероводородобразуюшими бактериями, для предохранения труб от коррозии.
В наибольших масштабах пестициды используют в сельском хозяйстве для борьбы с членистоногими (инсектициды и акарициды), нематодами (нематоциды), грибными (фунгициды) и бактериальными (бактерициды) заболеваниями растений и животных, а также для борьбы с сорняками (гербициды).
К пестицидам относят также регуляторы роста растений (ретарданты), используемые для борьбы с полеганием различных культур, для дефолиации (удаления листьев) и десикации (подсушивания растений на корню), чтобы облегчить уборку урожая, а также для предохранения от заморозков и засухи.
Бытует мнение, что применение пестицидов представляет большую опасность для человека и животных. Это связано с применявшимися ранее очень ядовитыми соединениями мышьяка. Современные пестициды за редким исключением обладают низкой токсичностью, приближающейся к токсичности поваренной соли, и во много раз менее ядовиты, чем кофеин. Отметим также, что современные пестициды в течение одного вегетационного периода полностью разрушаются в окружающей среде.
2. Влияние на окружающую среду
Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Применение пестицидов позволяет получать стабильные урожаи и ограничивать распространение инфекций, передаваемых животными-переносчиками, например, малярии и сыпного тифа. Однако непродуманное использование пестицидов имеет и негативные последствия. Пестициды поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для самого человека.
Вредное воздействие тяжелых металлов на организм человека
... того, что сами они отравляют организм человека, они еще и чисто механически засоряют его - ионы тяжелых металлов оседают на стенках тончайших систем организма и засоряют почечные каналы, каналы ... свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, хром, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий являются тяжелыми металлами. Тяжелые металлы, попадая в наш организм, остаются там навсегда, вывести их ...
Длительное хранение пестицидов на неприспособленных складах и в разрушенной таре приводит к сильному загрязнению окружающей среды: почвы, водных питьевых источников (даже артезианских вод), в целом агроландшафтов. Оно ведет к появлению устойчивых к ним видов организмов, особенно среди насекомых; губит хищников (естественных врагов вредителей) и других полезных животных. Последнее вызывает резкое увеличение устойчивости к пестицидам возбудителей опасных болезней растений. Например, сейчас уже 110 видов наиболее опасных фитопатогенных грибов стали высокоустойчивыми к 50 наиболее распространенным фунгицидам. А ведь грибные болезни вызывают 80% потерь урожая сельскохозяйственных культур.
Особую опасность представляют хранящиеся стойкие органические загрязнители: хлорорганические соединения, ртутьорганические протравители, а также обладающие высокой токсичностью фосфорорганические и медьсодержащие пестициды, нитросоединения.
Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго (период полураспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет, а для диэлдрина он превышает 20 лет).
При использовании даже наименее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходят прямо в атмосферу, а для таких пестицидов, как ДДТ и диэлдрин, характерна дистилляция с парами воды на земной поверхности. Эта часть пестицидов, не достигших растений, подхватывается ветром и осаждается в районах суши или океана, весьма удаленных от зон применения вещества. Они в конечном итоге попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биомы и др., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям.
Загрязняя окружающую среду, пестициды угрожают и человеку. Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая таким образом его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти примеси оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. При систематическом или периодическом поступлении организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ происходит хроническое отравление. При хроническом отравлении одни и те же вещества у разных людей могут вызывать различные поражения почек, кроветворных органов, нервной системы, аллергию.
3. Принимаемые меры
Оборот пестицидов и агрохимикатов не лицензируется. Из-за несовершенства контроля за ввозом пестицидов часто ввозятся действующие вещества пестицидов, не имеющие государственной регистрации. Очень мало завершенных фундаментальных исследований влияния разных групп пестицидов на состояние окружающей среды. Пока в промышленных целях не применяются технологии уничтожения пестицидов. Возрастает число случаев профессиональных отравлений пестицидами работников села, а также уровень профессиональных отравлений пестицидами работников села, а также уровень профессиональной заболеваемости в сельском хозяйстве.
Растущее беспокойство по поводу злоупотребления пестицидами привело к разработке правил их применения, принятых в США и других индустриальных странах. Они охватывают все аспекты обращения с этими средствами: их перевозку, хранение, ликвидацию пустых емкостей, предельно допустимые остаточные количества и многое, многое другое. Из-за опасности, которую они представляют, постепенно изымаются из употребления хлорорганические инсектициды (хлорированные углеводороды), такие, как хлордан, ДДТ и другие, хотя они, несомненно, принесли определенную пользу и здравоохранению, и сельскому хозяйству. Запрещены и некоторые фумиганты, применявшиеся ранее для газового обеззараживания почвы и хранящегося зерна. Поэтому в некоторых странах (США, Франция, Германия) начинают уменьшать дозы применения пестицидов или полностью от них отказываться. В последние годы в СГА разработаны гербициды, не представляющие явной опасности для живых организмов или быстро разрушающиеся в окружающей среде. Широкое применение биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень загрязнения среды пестицидами.
Пестициды действительно опасны для биосферы, однако, и это следует подчеркнуть специально, хотя они и относятся к веществам, наиболее загрязняющим окружающую человека природную среду, их «лидирующее» положение является временным. Разработка более «короткоживущих» препаратов, полностью распадающихся в течение сезона и даже в более короткие сроки, а также веществ, менее токсичных для человека и теплокровных животных, и, наконец, все более и более широкое использование биологических средств защиты растений с неизбежностью «отодвинут» пестициды на более низкий уровень в ранжированном по степени опасности ряду загрязнителей.
4. Масштабы применения пестицидов
О масштабах применения пестицидов можно судить по табл. 1 и рис. 1, на котором показано изменение стоимости потребления пестицидов в мире с 1945 года в ценах 1992 года и дан прогноз на 1997 год. Как видно из приведенных на рис. 1 данных, мировая стоимость потребления пестицидов с 1945 по 1992 год возросла более чем в сто раз, что объясняется усложнением молекул применяемых препаратов, увеличением стоимости их производства и масштабов применения.
Таблица 1
Потребление пестицидов в
|
Страна |
Объем продажи млн. долл. США |
% от общей мировой продажи |
|
США |
6360 |
25,9 |
|
Япония |
3456 |
14,0 |
|
Франция |
2735 |
11,1 |
|
Германия |
1343 |
5,5 |
|
Великобритания |
771 |
3,1 |
|
СССР |
850 |
3,4 |
пестицид химический соединение токсичность
Динамика применения пестицидов в мире (в млрд. долл. США)
5. Современные требования к пестицидам
В связи с широким применением пестицидов возник вопрос о возможной опасности их для человека и окружающей среды. Опасность применения пестицидов может быть связана с наличием остатков в пищевых продуктах, с загрязнением водоемов, почвы и других объектов. По этому вопросу было много эмоциональных выступлений в печати, которые характеризуют не столько опасность, сколько некомпетентность их авторов. Для уменьшения возможной опасности разработаны следующие требования к современным пестицидам:
1)низкая острая токсичность для человека, полезных животных и других объектов окружающей среды;
2)отсутствие отрицательных эффектов при длительном воздействии малых доз, в том числе мутагенного, канцерогенного и тератогенного действия (тератогенный — повреждающий зародыш);
3)низкая персистентность (низкая устойчивость в окружающей среде со временем разложения не более одного вегетационного периода).
Кроме того, рекомендуемые препараты должны обладать следующими свойствами:
1)высокая эффективность в борьбе с вредными организмами;
2)экономическая целесообразность использования;
— Мониторинг, проводимый в США на содержание пестицидов в пищевых продуктах, показывает, что 80-90% их не содержит пестицидов совсем, 10% содержит допустимые нормы и только 0,7% — выше нормы. Интересно отметить, что в странах наиболее интенсивного применения пестицидов самая высокая продолжительность жизни людей, что не является признаком положительного действия применения пестицидов на продолжительность жизни, а характеризует лишь отсутствие их достаточно заметного отрицательного влияния при правильном применении. Во всем мире ведется интенсивная работа по совершенствованию ассортимента применяемых пестицидов и уменьшения их вредного воздействия на окружающую среду. В настоящее время на эти работы фирмами — производителями пестицидов, а также из федеральных бюджетов экономически развитых стран, таких, как США, Англия, Франция, Япония, Германия, Швейцария, расходуется более 2 млрд. долл. в год.
6. Токсичность пестицидов
Говоря о токсичности пестицидов, надо сказать, что большинство современных препаратов заметно более безопасны, чем многие лекарственные средства. Например: ЛД50 поваренной соли — 3750 мг/кг, кофеина — 200 мг/кг, аспирина — 1750 мг/кг, а современных гербицидов — производных сульфонилмочевины — 5000 мг/кг (ЛД50 — доза препарата, при которой погибают 50% экспериментальных животных).
По статистике отравлений в США наибольшее число смертельных случаев отмечено при отравлении алкоголем и менее 2% — от пестицидов и минеральных удобрений.
7. Экономическая эффективность применения пестицидов
Широкое применение пестицидов связано с их высокой экономической эффективностью, которая может быть охарактеризована следующим примером: прополка одним человеком 1 га сахарной свеклы требует не менее 20 рабочих дней, тогда как использование современных гербицидов позволяет решить эту проблему за 30-40 мин. Кроме того, применение некоторых гербицидов позволяет перейти к беспахотному земледелию, что резко сокращает расход горючего и труда. Эффективность комплексной химизации зерновых культур может быть показана на примере ФРГ. С 1955 по 1988 год урожай пшеницы в стране вырос с 25 до 64 ц/га, из которых 10 ц приходится на улучшение семеноводства и обработки почвы, 7 ц — на применение минеральных удобрений, 7 ц — на применение ретардантов и остальное — на инсектициды, фунгициды и гербициды.
Как видно из табл. 1 и 2, наибольшая урожайность зерновых культур в странах с интенсивным применением пестицидов.
8. Классификация пестицидов
Пестициды делят на группы в зависимости от того, какие организмы они поражают:
- Гербициды — для уничтожения сорной растительности;
- Альгициды — против водорослей;
- Дефолианты — для удаления листьев;
- Дефлоранты — для удаления цветков;
- Фунгициды — против паразитических грибов;
- Бактерициды — против бактерий;
- Инсектициды — против вредных насекомых;
- Акарициды — против клещей;
- Родентициды — для борьбы с грызунами;
- Авициды — против птиц.
8.1 Инсектициды.
Переходя к характеристике современных пестицидов, отметим, что в качестве инсектицидов для борьбы с членистоногими используют главным образом фосфорорганические соединения, синтетические пиретроиды и частично, в основном в Африке, Китае и Южной Азии, хлорорганические соединения, такие, как ДДТ и линдан (линдан — 98-100%-ный у-изомер гексахлорциклогексана, гексахлоран — техническая смесь изомеров гексахлорциклогексана, содержащая 12-13% у-изомера).
Таблица 2. Урожайность зерновых в 1993-1994
|
Страна |
Урожайность, ц/га |
|
Япония |
54,8 |
|
США |
55,7 |
|
Европейский союз |
49,6 |
|
Мексика |
21,0 |
|
Россия |
15,9 |
|
Казахстан |
10,6 |
2 Акарициды
(от греч. akari — клещ и лат. caedo — убиваю), химические препараты из группы пестицидов для уничтожения клещей, вредных для сельскохозяйственных растений и животных.
8.3 Зооциды
(от зоо… и лат. caedo — убиваю), химические препараты из группы пестицидов. Используются главным образом для борьбы с грызунами (родентициды, включают ратициды для уничтожения крыс).
Применение зооцидов требует большой осторожности.
8.4 Гербициды
Ассортимент гербицидов весьма значителен и используется применительно к разным культурам. Препаратами, не потерявшими своего значения и сейчас, являются 2, 4-Д (2,4-дихлорок-сифеноксиуксусная кислота) и ее производные, 2-метил-4-хлор-феноксиуксусная кислота и ее производные, которые пока еще в широких масштабах используют для борьбы с сорняками в посевах зерновых культур, однако для полного уничтожения сорняков требуются и другие гербициды. Из препаратов для борьбы с сорняками в посевах злаков укажем на производные арилоксифеноксипропионовой кислоты, а для борьбы с сорняками в посевах сахарной свеклы успешно применяется препарат фюзилад-супер при нормах расхода 125 г/га
В последнее время широко применяются производные сульфонилмочевины, из которых в практических условиях используют более десяти препаратов. Эту группу соединений применяют при нормах расхода 10-50 г/га. Такие низкие нормы расхода вызывают необходимость очень осторожного их использования, так как повышение норм расхода может вызвать отрицательные последствия
8.5 Фунгициды
В качестве фунгицидов и протравителей семян в значительных количествах используются дитиокарбаматы (ТМТД, манеб, цинеб, поликарбацин, манкоцеб, соединения меди и новые системные фунгициды).
Большим достижением последних десятилетий является открытие системного фунгицидного действия у бенлата и производных триазола и морфолина. (Системными фунгицидами называются вещества, способные передвигаться по сосудистой системе растений.) Наиболее распространенными препаратами триазолового ряда являются байтан, байлетон и пропиконазол. Применение системных фунгицидов позволяет эффективно бороться со многими грибковыми заболеваниями растений, в том числе с такими, как фузариум, который вырабатывает ядовитые микотоксины. Их токсичность сопоставима с токсичностью стрихнина и некоторых боевых отравляющих веществ. Кроме того, некоторые микотоксины обладают канцерогенным действием. Интересным препаратом является карбоксин, используемый в качестве протравителя семян в борьбе с пыльной головней; на пыльную головню другие препараты не действуют. Ассортимент фунгицидов весьма значителен.
8.6 Ретарданты
Большое значение имеет борьба с полеганием особенно зерновых культур, при котором теряется до 20% урожая. Средства борьбы с полеганием — ретарданты в настоящее время также находят широкое применение в сельском хозяйстве. Наиболее широко используются хлорхолинхлорид и 2-хлорэтилфосфоновая кислота (этрел)
8.7 Дефолианты
(от де… и лат. folium — лист), химические препараты из группы пестицидов, вызывающие старение листьев — искусственный листопад, что ускоряет созревание и облегчает уборку урожая. Применяют для предуборочного опадения листьев — дефолиации, в основном у хлопчатника. Используют дефолианты, разрешенные для применения в сельском хозяйстве. Повышение установленных норм расхода дефолиантов недопустимо.
8 Десиканты
(от лат. desicco — высушиваю), химические препараты из группы пестицидов, вызывающие обезвоживание тканей растений, что ускоряет их созревание и облегчает уборку урожая. Применяются для подсушивания — десикации хлопчатника, риса, клещевины, картофеля и др. Превышение установленных норм расхода десикантов недопустимо.
9. Биологические средства зашиты растений
Наряду с химическими средствами зашиты растений, интенсивно разрабатываются биологические методы. Различие между биологическими и химическими методами состоит в том, что в качестве химических средств используются вещества, а в качестве биологических — существа, способные к размножению. Эта формулировка принята на Генеральной Ассамблее ООН в 1969 году для характеристики отличий химического и биологического оружия. Возникает вопрос: возможно ли получение хороших урожаев без применения пестицидов? Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит от вида вредителя и культуры, которую требуется защитить. Так, например, для борьбы с паутинным клещиком на огурцах в закрытом грунте можно успешно применять хищного клеща фитосейулюса, но в открытом грунте опыты по применению фитосейулюса менее удачны.
Биологические средства защиты растений используют в настоящее время для борьбы с вредителями растений. В качестве таких средств применяются паразиты членистоногих и хищники. В настоящее время ведется интенсивная работа по поиску и созданию новых эффективных биологических средств и способов биологической защиты растений. Наилучшие результаты достигнуты в борьбе с членистоногими. Для защиты от болезней растений некоторое применение получили антибиотики, но в большинстве случаев они не имеют преимуществ перед химическими средствами. Для борьбы с сорными растениями эффективных средств пока не найдено, только в отдельных случаях имеются некоторые виды насекомых, избирательно уничтожающих отдельные сорняки. В большинстве случаев при отсутствии химических средств защиты растений стоимость сельскохозяйственной продукции пока возрастает в 2-3 раза, что связано с рядом трудностей, так как биологические объекты являются менее стандартизованными, чем химические. Такой известный препарат, как дендробациллин, содержащий споры Bacillus thurengiensis и обладающий широким спектром действия на членистоногих, является скорее химическим препаратом, поскольку действует в виде токсина — вещества.
К настоящему времени в США созданы сорта хлопчатника с геном, ответственным за образование токсина Bacillus thurengiensis, что можно отнести к чисто биологическому методу. Однако применение таких сортов хлопчатника из-за боязни отрицательных последствий для природы и человека пока не разрешено.
Перспективным методом защиты растений от членистоногих является использование половых феромонов для привлечения особей другого пола и уничтожения их на приманочных участках. Кроме того, феромоны можно использовать для дезориентации особей другого пола. Возможно также использование лучевой стерилизации самцов для уменьшения популяции вредителей. Однако феромоны являются химическими веществами, и их можно в равной степени отнести как к биологическому, так и к химическому методу борьбы. Положительными их свойствами являются отсутствие отрицательного действия на полезных насекомых, человека и животных, отсутствие загрязнения окружающей среды (феромоны применяются в основном в ловушках, которые убирают после применения).
Кроме того, большинство феромонов практически нетоксичны для человека и животных. Недостатком феромонов является их узкая специфичность действия. Для некоторых видов насекомых применение феромонов дает наилучший эффект. Предполагают, что биологические средства борьбы с вредителями составят около 6% от всех применяемых пестицидов.
Наиболее перспективной является интегрированная защита растений с использованием всех возможных средств защиты растений, с учетом биологических особенностей вредителя и его врагов. Это позволяет в некоторых случаях удешевить защиту растений, однако в современном виде борьба с массовыми вредителями — саранчой, луговым мотыльком — может успешно осуществляться химическими средствами.
10. Формы применения
Пестициды, подобно лекарственным средствам, применяют в виде различных форм, важнейшими из которых являются следующие.
1.Смачивающиеся порошки, которые при разведении водой дают устойчивую суспензию. Они содержат действующее вещество, наполнитель, детергент и иногда некоторые вспомогательные вещества в зависимости от активности препарата. Содержание действующего вещества может колебаться от I до 90%.
2.Концентраты эмульсий, которые с водой образуют устойчивую эмульсию. Концентрат эмульсии содержит действующее вещество, растворитель, детергент и вспомогательное вещество. Содержание действующего вещества в зависимости от активности соединений может колебаться от 1 до 90%.
3.Дусты для опыливания. Они содержат наполнитель, действующее вещество и вспомогательные вещества, содержание действующего вещества в дустах может колебаться от 1 до 20%.
4.Гранулы с различной величиной частиц, содержащие действующее вещество, наполнитель, вспомогательные вещества. Величина гранул может колебаться в широких пределах в зависимости от назначения, содержание действующего вещества — от 1 до 10%.
Растворимые в воде препараты выпускаются как в твердом виде (порошок, таблетки), так и в виде водных растворов. В некоторых случаях такие препараты содержат растворимый в воде наполнитель, а также некоторые неорганические добавки типа силикагеля, легко суспендирующиеся в воде. Таблетки или гранулы содержат действующее вещество и нерастворимый в воде, но легко суспендирующийся в воде наполнитель.
5.Растворы в органических растворителях.
6.Для борьбы с грызунами используют в качестве наполнителей пищевые продукты.
11. Заключение
В настоящее время пестициды являются основными средствами защиты растений, животных и различных материалов от повреждений разнообразными организмами. Например, в России в 1992 году пришлось вести борьбу с саранчой на площади около 2 млн. га, что потребовало закупки большого количества дециса за валюту, а также использования военных самолетов, так как саранча за один день способна уничтожить растительность на огромных площадях. В 1972 году в СССР на 2 млн. га вся растительность была уничтожена луговым мотыльком.
В 1995 году в Красноярском крае сибирским шелкопрядом было повреждено 600 тыс. га леса. Борьба с шелкопрядом велась с привлечением сил МЧС. В 1996 году в России из-за недостаточной борьбы с клопом-черепашкой 5 млн. т пшеницы потеряло хлебопекарные качества, и ее можно было использовать только на корм скоту, что нанесло убыток в два триллиона рублей. Зерно, зараженное фузариозом, из-за накопления ядовитых микотоксинов не может быть использовано даже на корм скоту. Можно вспомнить голод в Ирландии в 1848 году из-за неурожая картофеля, который погиб в результате размножения гриба фитофторы. В настоящее время, используя контактные и системные фунгициды, удается избежать массовых эпифитотий.
Учитывая большую работу, проводимую в области создания новых пестицидов и подбора ассортимента, можно надеяться, что будет уменьшаться вредное воздействие и увеличиваться избирательность действия пестицидов на различные живые организмы. Одним из серьезных недостатков современных препаратов, особенно инсектицидов, является приобретение нежелательными организмами резистентности (устойчивости) к применяемым препаратам, которая в настоящее время преодолевается использованием смесей пестицидов с различным механизмом действия. Например, использование смесей фунгицидов контактного и системного действия, инсектицидов — пиретроидов с фосфорорганическими инсектицидами. Приобретение резистентности вызывает необходимость систематического пополнения ассортимента препаратами с различным механизмом действия, что требует больших затрат средств и времени.
Список используемой литературы:
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/reglamentyi-primeneniya-pestitsidov/
1. Соровский образовательный журнал 1997г. статья Н.Н. Мельникова, Г. М. Мельниковой.
2. Штефан В. К. «Жизнь растений и удобрений» Москва 1981г.
- Воронский В. А. «Прикладная экология» Ростов-на-Дону 1996г.
