Пестициды § Пестициды (от лат. pestis - зараза и лат. caedo - убиваю) представляют собой химические вещества, используемые для борьбы с вредными организмами. § Большая часть пестицидов - это яды, отравляющие организмы-мишени, но к ним относят также стерилизаторы (вещества, вызывающие бесплодие) и ингибиторы роста. § Пестициды применяются главным образом в сельском хозяйстве, хотя их используют также для защиты запасов продовольствия, древесины и других природных продуктов. Во многих странах с помощью пестицидов ведется химическая борьба с вредителями лесов, а также переносчиками заболеваний человека и домашних животных (например с малярийными комарами).
§ Гербициды По функции гербициды можно разделить на несколько групп. В одну из них входят вещества, применяемые для стерилизации почвы; они полностью предотвращают развитие на ней растений. К этой группе относятся хлористый натрий и бура. Гербициды второй группы уничтожают растения избирательно, не затрагивая нужных. Например, 2, 4 -дихлорфеноксиуксусная кислота (2, 4 -Д) убивает двудольные сорняки и нежелательную древесно-кустарниковую растительность, но не вредит злакам. В третью группу входят вещества, уничтожающие все растения, но не стерилизующие почву, так что растения на этой почве могут потом расти. Так действует, например, керосин, по-видимому, первое вещество, примененное в качестве гербицида. Четвертая группа объединяет гербициды системного действия; нанесенные на побеги, они перемещаются по сосудистой системе растений вниз и губят их корни. Еще один способ классификации гербицидов основан на времени их применения, например, до посева, до появления всходов и т. д.
Фунгициды § Многие фунгициды – это неорганические вещества, содержащие серу, медь или ртуть. Сера была, вероятно, первым эффективным фунгицидом и широко применяется до сих пор, особенно для борьбы с мучнистой росой. Из органических соединений первым стали применять против грибов формальдегид. Сейчас наиболее распространены синтетические органические фунгициды, например дитиокарбаматы. Антибиотики типа стрептомицина тоже используют для борьбы с грибами, однако чаще – для защиты растений от бактерий. Фунгицид системного действия перемещается по всему растению и действует подобно антибиотику, излечивая болезни, вызываемые грибами, или не давая им появиться. Фунгициды широко применяют для борьбы с плесенью. В хлеб, например, с этой целью добавляют пропионат натрия.
Инсектициды § Инсектициды обычно классифицируют по способу их действия. Кишечные яды, например мышьяк, отравляют вредителей, поедающих обработанные ими растения. Инсектициды контактного действия, например ротенон, убивают насекомых, попав на поверхность их тела. Фумиганты, например метилбромид, действуют, проникая в организм через дыхательные пути.
Воздействие на 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. Оно ведет к появлению устойчивых к ним видов организмов, особенно среди насекомых; губит хищников (естественных врагов вредителей) и других полезных животных. Загрязняя окружающую среду, пестициды угрожают и человеку: сейчас их обнаруживают даже в грунтовых водах.
§ 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.
Почему нельзя постоянно применять одни и те же препараты? § - С одной стороны, это отрицательно сказывается на окружающей среде и соответственно на человеке. Ядовитые химические вещества накапливаются в пищевых цепях, а вредители приспосабливаются к ним и перестают замечать. А с другой - не используются преимущества новых препаратов, более эффективных и менее опасных как для человека, так и в целом для окружающей среды. В результате там, где можно было бы обойтись небольшими количествами узконаправленного пестицида, быстро разлагающегося на сравнительно безвредные соединения, сады и огороды продолжают обрабатывать огромными количествами химикатов, которые, что называется, убивают все живое.
Последствия § Гибель диких животных при обработке полей пестицидами; § Массовое размножение вредителей после применения пестицидов; § Появление вредителей, устойчивых к пестицидам.
§ Живая природа – это не пассивный объект нашего воздействия, она отвечает на него активной приспособительной реакцией. Этим объясняется появление вредителей, устойчивых к пестицидам, причем их количество увеличивается.
Научный прогресс XXI века коснулся даже сельского хозяйства. Этот феномен выражен не только в инновациях , механизации человеческого труда, но и в широком использовании достижений химической науки для улучшения роста культур и их защиты от разных . Ежедневно миллионы полей и с благой целью обрабатываются различными средствами. Примером таких веществ сомнительной пользы стали пестициды или сельскохозяйственные ядохимикаты. Давайте разберемся, что же это такое и каково их влияние на человека.
Что такое пестициды?
Покупка пестицидов - ежегодный атрибут весеннего открытия сезона посадки для многих . Термин имеет латинское происхождение, который дословно обозначает: «pest» - вредить
, «cide» - сокращать
. Каждый приблизительно знает, что такое ядохимикаты, и явно ассоциирует их действие с вредом для организма.
Знаете ли вы? «Специальную » обработку для обильного урожая культур начали использовать еще в далеком IX веке до нашей эры в Древнем Риме.
Физическими свойствами пестицидов являются характерный едкий запах, как правило, яркий цвет. Они могут быть в виде жидкости или порошка, который разбавляют водой для применения. Причиной появления химических веществ стало массовое выращивание культур.
Раньше площади урожая были относительно небольшими, поэтому люди собирали вредителей вручную, но сейчас это сделать практически невозможно, поэтому приходится прибегать к токсичным смесям ядохимикатов. Систематически применять пестициды начали в XIX веке нашей эры.
Современные препараты имеют низкую форму расхода, что позволяет употреблять меньшее количество токсичного вещества, не сокращая площадь или массу его распространения. Согласно статистике, урожайность по всему миру снизится приблизительно на 50%, если полностью прекратить использование пестицидов в сельском хозяйстве.
Соответственно, ни одна страна не может себе этого позволить, поскольку фермерство станет убыточным, но в то же время использование препаратов строго контролируется законодательством.
Знаете ли вы? Для защиты урожая от насекомых Демокрит рекомендовал использовать настой маслин как альтернативу современным пестицидам.
Виды
Пестициды условно делят на три большие группы
: яды, стерилизаторы и ингибиторы роста. Яды направлены на уничтожение организма-мишени. Стерилизаторы лишают нежелательного размножения. Ингибиторы роста используются для задержки физиологических процессов.
Классифицируют эти вещества согласно их происхождению: органические и неорганические пестициды. А по механизму воздействия они бывают: системные, кишечные, контактные и фумигативного действия.
Самими опасными и действенными являются системные пестициды, так как они проникают абсолютно во все ткани живого организма. Существует достаточно много видов ядохимикатов.
Если разделять их по назначению, основные из них таковы :
- (против );
- бактерициды (уничтожение бактерий-вредителей);
- (против );
- хемостерилизаторы (стерелизация насекомых);
- зооциды (борьба с животными-вредителями);
- (уничтожение насекомых);
- дефолианты (опадение листьев );
- нематоциды (борьба с круглыми );
- протравители зерна (предпосевная обработка).
Наверное, смогут с легкостью ответить на вопрос: что такое гербициды? Ведь это и есть пестициды, широко используемые для уничтожения ненавистных ими , которые постоянно появляются на участках и растут с огромной скоростью, портя не только урожай, но и общий вид . Соответственно, гербициды стали популярным товаром среди обладателей дачных .
Опасность и влияние ядохимикатов
Зная, что такое пестициды, нельзя сказать, что они не несут вреда. Ученые постоянно работают над уменьшением пагубного влияния, которое характерно для ядохимикатов при их использовании.
Чем же именно они опасны, так это тем, что данные вещества являются сильными отравителями и наносят вред всему, что находится рядом: человеческому организму, воде, животным, растениям, .
На почву
Так как большинство ядохимикатов направлены на обработку урожая, то эти вещества довольно часто попадают на саму землю. Пестициды обычно проникают в с осадками и хранятся в ней долгое время, проявляя свои свойства.
Способ влияния на микрофлору зависит от класса вещества, длительности пребывания яда в ней, состава самого грунта, погодно-климатических условий. Как правило, ядохимикаты имеют способность вызывать окисление и гидролиз на поверхности грунта.
Самыми безобидными с точки зрения плохого влияния разных классов пестицидов на являются гербициды. Это вещества, которые относительно быстро разлагаются, не несут особых нарушений микрофлоры грунта при правильном применении в стандартных дозировках.
Если же дозу увеличить, то будет наблюдаться временная депрессия почвенного состава, может ухудшиться ее способность давать хороший урожай. Такие изменения долго не продержатся, поскольку ферменты грунта нейтрализуют действие препарата.
Действие инсектицидов достаточно неоднозначно, так как микрофлора грунта имеет разную специфическую чувствительность к их свойствам. Длительное использование данных веществ вызовет дисбаланс почвенных микроорганизмов и накопление целлюлозы.
В целом почвенные микроорганизмы используют пестицид как источник энергии, поэтому иногда происходит минерализация ядохимикатов. Это чревато последствиями, появляется глобальная проблема детоксикации пестицидов в окружающей среде.
Пестициды, естественно, попадают и в гидросферу. В водной среде благодаря природному гидролизу вещества разлагаются быстро.
В больших количествах они способны с большой скоростью разрушать органические соединения фосфора, карбоновых кислот и перетроиды. Это портит качество воды, а порой приводит к ее токсичности.
Феномен может перерасти в негативное влияние разлагающихся пестицидов на всю окружающую среду, так как вода имеет свойство очень быстро разносить эти вещества.
В первую очередь пострадают обитатели отравленного водоема, особенно рыба.
Кроме этого, в разложении ядохимикатов гидробионты принимают активное непосредственное участие.
Вещества постоянно накапливаются в их организмах, что приводит в конечном итоге к гибели не просто отдельных особей, а и целых видов.
На животных
Как неотъемлемая часть биосферы попадают под токсичное влияние, что однозначно является ущербом.
Они могут быть основой пищевой биологической цепочки, по которой распространяется вещество. Пестициды, как уже было сказано ранее, в основном направлены на сбой и замедление биологических процессов.
Получается, что эта разрушительная реакция распространяется на все системы органов животных, и проявляется ядовитое влияние пестицидов на их здоровье.
Ужасно страдают птицы, поскольку они особенно чувствительны к гормональным изменениям, которые провоцируют пестициды. Сильно поддается удару печень организма, ведь ее функции ориентируются на переработку данных веществ.
Конечно же, масштаб трагедии зависит от количества токсинов, веса животного, уровня функционирования систем его организма.
Большое количество пестицидов, которые попадают в организм животного, могут вызвать интоксикацию, так как организм не справится с их разложением. Это очень опасно, поскольку вполне может привести к смерти животного. Таким образом, мы с каждым днем все больше сами отравляем и уничтожаем мир фауны.
Отрицательные последствия, связанные с пестицидами, обусловлены, главным образом, разрушением биогеоценозов, в которых само существование и численность отдельных видов животных тесно связаны между собой. Пестицид, уничтожая вредителя, разрушает связи, благодаря которым численность данного вредителя поддерживалась в естественных условиях на определённом уровне. Если у такого вредителя возникает устойчивость к применяемым препаратам, то происходит вспышка (массовое развитие), поскольку связи, сдерживающие этот процесс либо разорваны, либо ослаблены.
Характеризуя возможные ситуации, связанные с применением пестицидов, следует помнить, что они всегда отрицательно влияют на обитателей почв, жизнедеятельность которых лежит в основе поддержания почвенного плодородия. В частности, пестициды (особенно медьсодержащие) угнетают процесс нитрификации. Известны случаи, когда в результате чрезмерной химической нагрузки на почву доминирующее положение в ней занимали фитопатогенные микроорганизмы. При интенсивном использовании пестицидов отмечается стерилизация почвы.
Гербициды воздействуют на микробоценоз, нарушая гомеостаз (устойчивое колебание вокруг определенного среднего уровня численности отдельных групп или активности метаболических процессов) , вызывая стресс (обратимая депрессия, или временное угнетение жизнедеятельности) , изменяя резистентность и индуцируя смену доминантных форм, а также обуславливая репрессии (необратимые реакции) .
Если микробиологическая деятельность восстанавливается в течение 60 сут. после воздействия, то реакция микробоценоза считается обратимой; если ингибирование определенных форм микроорганизмов не менее чем на 50% сохраняется до конца вегетационного периода, реакция считается необратимой.
При использовании гербицидов на фоне отсутствия или слабого развития травяного покрова многократно увеличивает вероятность развития процессов эрозии почвы.
Вода - основной компонент биосферы и незаменимый фактор существования биоты – является главным транспортным средством для пестицидов. Почвенные и грунтовые воды, внутренние водоемы и водотоки, а затем и Мировой океан при наличии определенных условий становятся конечными пунктами сосредоточения токсикантов.
Регулярное применение в больших количествах стойких липофильных пестицидов на обширных территориях непременно становится причиной загрязнения водоемов. Токсиканты перемещаются с жидкими и твердыми стоками.
Загрязнение поверхностных вод пестицидами происходит из-за прямого поступление в результате аварий, а так же при нарушении правил транспортировки и хранения препаратов, при сносе аэрозолей или паров пестицидов в процессе их применения, в процессе стока поверхностных или дренажных вод с угодий, обработанных пестицидами. Мировая практика применения пестицидов свидетельствует, что пестициды несут в себе потенциальную опасность.
Нетоксичных пестицидов для человека нет.
Любой пестицид будучи внедренным в экосистему, неизбежно вызывает в ней глубокие изменения. Вследствие этого можно констатировать следующее:
ü для пестицидов характерен широкий диапазон токсического действия на живое вещество биосферы;
ü пестициды токсичны для человека и животных;
ü пестициды всегда применяются против популяций;
ü действие пестицидов не зависит от плотности популяции, но их применяют только тогда, когда численность популяции объекта подавления достигает высоких значений;
ü руководствуясь ошибочным пониманием надежности обработки полей, угодий, акваторий, как правило, преднамеренно расходуют значительно большее количество препаратов, чем необходимо для уничтожения вредителей;
ü остаточные количества пестицидов аккумулируются и биоконцентрируются в пищевых (трофических) цепях;
ü имеет место вынос остаточных количеств пестицидов за пределы обрабатываемых территорий;
ü появляются резистентные к пестицидам формы вредных организмов;
ü гибнут некоторые полезные организмы и происходят глубокие нарушения взаимосвязей в биоценозах;
ü возрастает вероятность отдаленных последствий, связанных с патологическим и генетическим действием ряда препаратов на биоту.
Поиски максимальной продуктивности сельскохозяйственных земель во многих развитых странах уже привели к пересыщению почв химическими удобрениями, что угрожает не только здоровью человека, но подвергает опасности и стабильность агроэкосистем.
Нарушение круговорота органических веществ на обрабатываемых площадях ставит под угрозу сохранение плодородия земель на длительный период. Внося в почву удобрения, человек перестал во имя «рентабельности» или в связи с дефицитом возвращать в культивируемые земли гумус в виде органических удобрений, который обеспечивал их плодородие. Недостаток гумуса нарушает структуру почв, поскольку при этом наносится невосполнимый ущерб поглощающему глинисто-перегнойному комплексу, благодаря которому питательные элементы становятся доступными для растений. Современная цивилизация в результате применения удобрений способствовала нарушению биогеохимических круговоротов, в том числе круговорота азота и фосфора. Осознание этого явления приводит к логическому выводу о необходимости крайне ограниченного использования химических удобрений на лесных землях.
Лесоводы в достаточной мере владеют экологическими приемами сохранения и повышения плодородия лесных почв - это смена пород, оптимизация структуры породного состава и густота насаждений, использование порубочных остатков, люпинизация, использование торфяных запасов. Применение же химических удобрений на лесных площадях, где это необходимо, целесообразно ограничить территориями лесных питомников и плантаций.
Среди видов загрязняющих веществ особое место занимают пестициды. Их вносят в естественную среду для уничтожения вредных, с точки зрения человека, насекомых, грибной инфекции, грызунов, а также сорной травянистой и древесной растительности. Необычайный успех пестицидов объясняется большой эффективностью их воздействия и резким снижением затрат ручного труда и технических средств в сельском и лесном хозяйствах. Современные пестициды являются органическими синтезированными веществами, которые делят в зависимости от назначения на следующие категории: инсектициды (предназначены для уничтожения вредных насекомых); фунгициды (служат для борьбы с фитопатогенными грибами); гербициды (позволяют уничтожать сорную травянистую растительность); арборициды (служат для уничтожения нежелательной древесно-кустарниковой растительности); родентициды (употребляют против грызунов и др.).
Инсектициды по происхождению разделяют на три основные группы: минеральные вещества, инсектициды растительного происхождения и синтезированные вещества, которые в настоящее время употребляются чаще других. Современные синтезированные инсектициды делятся на 5 основных групп: хлорорганические, фосфорорганические, карбаматы, пиретроиды и гормоноподобные инсектициды.
Хлорорганические инсектициды получают путем хлорирования ароматических или гетероциклических жидких углеводородов (например, терпенов). Органофосфаты - это сложные эфиры различных спиртов ортофосфорной кислоты или одной из ее производных - тиофосфорной. Карбаматные инсектициды - это, как правило, сложные эфиры N-метилкарбаминовой кислоты. Пиретроидные соединения представляют собой искусственно полученные аналоги широко известного природного инсектицида пиретрина, содержащегося в далматской ромашке. Действующим веществом димилина является дифтор-бензурон-1-(4-хлорфенил)-3 (2,6-дифторбензол) мочевина.
Все они в достаточной степени токсичны и способны вызывать быстрое отравление насекомых, поскольку совершенно свободно проходят через их кутикулярный покров, а также воздействуют через пищевой тракт при попадании туда с пищей; хорошо испаряющиеся инсектициды поражают насекомых через дыхательные пути. Ряд инсектицидов (системные), проникая в соки растений через листья и корневые системы, могут делать эти соки токсичными для колющих насекомых - клопов, тлей, щитовок, клещей. В настоящее время большое внимание исследователей и практиков защиты растений в СССР и за рубежом привлекают инсектициды на основе синтетических пиретроидных соединений и препараты гормоноподобного действия, из которых наиболее изучен димилин. Эти препараты отличаются от других исключительно высокой инсектицидностью, эффективны в малых дозах; по мнению испытателей, они мало токсичны для млекопитающих, экологически толерантны (устойчивы) и считаются наиболее совершенными и перспективными из современных химических средств борьбы с насекомыми. Специфика действия гормоноподобных соединений заключается в способности блокировать метаморфоз насекомого. К этой группе инсектицидов - ингибиторов синтеза хитина у насекомых принадлежит препарат димилин. Своеобразное действие димилина позволяет применять его против многих насекомых, резистентных к фосфорорганическим, карбаматным и хлорорганическим инсектицидам. В СССР димилин испытывался в основном из расчета 10-25 г/га действующего вещества для защиты сосновых и дубовых насаждений от группы наиболее обычных для этих пород филлофагов. Смертность при авиационном применении препарата составила 90-100 %. Отмечено также, что применение небольших доз димилина (2,5-5 г/га д. в.) в качестве добавки к бактериальным препаратам повышает эффективность последних, особенно в борьбе с устойчивыми популяциями вредных насекомых, что очень важно для защиты лесов, в которых запрещено использование химических средств при обычных нормах расхода.
Фунгициды применяются против инфекционного полегания хвойных, снежного и обыкновенного шютте сосны, шютте лиственницы, корневой губки сосны, мучнистой росы дуба, ржавчины сосны, лиственницы, пихты, тополя, осины, березы, ивы и др., парши тополя и осины, некрозно-раковых болезней лиственных и хвойных пород, сосудистого микоза, соснового вертуна, цитоспороза тополя и осины, язвенного рака ивы и др.
Самые старые из известных фунгицидов (соли меди, сера и ряд минеральных соединений серы) в настоящее время хотя и не потеряли своего значения, но уже в значительной мере замещаются органическими соединениями.
Гербициды объединяют большую группу химических веществ, применяемых для уничтожения нежелательной (сорной) растительности. Гербициды, уничтожающие древесную растительность, относятся к арборицидам. Известно свыше 1000 соединений с гербицидными свойствами, однако на практике их используется около 250, Различают гербициды сплошного действия и избирательного (селективные); деление это условно, так как результат воздействия зависит от концентрации, норм расхода и условий применения. Контактные гербициды, попадая на растения, вызывают местное отравление тканей, а системные, передвигаясь по сосудам растений, вызывают общее отравление.
Стремясь предупредить нежелательную смену пород и таким образом повысить производительность древостоев, в последние десятилетия в некоторых районах нашей страны начали использовать арборициды с целью изменить состав молодняков в пользу хвойных пород. Дефицит рабочей силы провоцирует лесоводов на применение арборицидов. Обработка насаждений арборицидами проводится обычно с помощью авиации и, как правило, на значительных площадях. Химический уход за составом в лиственно-хвойных молодняках, с лесоводственной точки зрения, создает специфические условия среды, характеризующиеся усилением солнечной радиации, увеличением амплитуды суточных колебаний температуры приземного слоя воздуха и влажности, обогащением почв гумусом и доступными формами NPK, изменением живого напочвенного покрова в пользу светолюбивых видов, а в сырых условиях обитания в пользу политрихума и сфагнума. На достаточно богатых почвах изменение всей совокупности условий среды в молодняках после интенсивного химического ухода крайне неблагоприятно для последующего семенного возобновления хвойных и лиственных пород.
Применение химических и биологических средств защиты растений от вредителей и болезней в лесах СССР строго лимитируется. Госкомлесом СССР периодически публикуются списки разрешенных для применения в лесном хозяйстве препаратов. Они служат официальным документом, устанавливающим на определенный срок основные регламенты использования пестицидов для защиты растений от вредителей и болезней. Последний список со сроком действия с 1986 по 1990 г. содержит 105 наименований, среди них инсектицидов - 49, фунгицидов - 20, протравителей (по существу также фунгицидов) - 13, биопрепаратов - 18, антибиотиков для предпосевной обработки семян и полегания сеянцев - 3, феромонов для надзора и борьбы с короедом типографом - 2. Кроме того, в период действия основного списка ежегодно будет устанавливаться дополнительный перечень средств защиты растений, а также вноситься необходимые изменения в регламент применения рекомендованных препаратов.
Списки утверждаются Госкомлесом СССР после согласования их с заместителем Главного государственного санитарного врача СССР, Государственной комиссией по химическим средствам борьбы с вредителями и болезнями растений и сорняками, Главным управлением по охране и воспроизводству рыбных запасов и регулированию рыболовства Минрыбхоза СССР, Главным управлением ветеринарии Госагропрома СССР, Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии. Чем вызвана такая строгость, выразившаяся в подключении большого количества ответственных государственных инстанций? Дело в том, что пестицид, каким бы он ни был, неизбежно вызывает глубокие изменения всей экосистемы, в которую его внедрили. Его действие никогда не бывает однозначным, что вытекает из совокупности следующих свойств пестицидов.
1. В большинстве случаев пестициды имеют широкий спектр токсического воздействия как на виды растений, так и на виды животных. Таким образом, названия инсектициды, фунгициды, гербициды и др. порой вводят в заблуждение, так как не дают представления о реальном воздействии этих веществ.
2. Пестициды очень токсичны для теплокровных и пойкилотермных позвоночных.
3. Пестициды воздействуют на все живые организмы.
4. Действие пестицидов не зависит от плотности популяции, но их употребляют только тогда, когда численность вредителя достигает большого значения, т. е. их применение зависит от плотности.
5. Как правило, используют значительно большее количество пестицидов, чем необходимо для уничтожения вредителя; преднамеренные излишки обработки допускаются обычно в целях «надежности».
6. Обрабатываемые пестицидами площади в современном мире весьма значительны, что заставляет предполагать негативные последствия их применения (угроза здоровью людей и стабильности экосистем планеты).
7. Многие пестициды могут сохраняться в почве месяцами и в течение многих лет. Их стабильность чревата различными последствиями, которые еще больше усугубляют проблемы, связанные с этим видом загрязнения. Пестициды распространяются далеко за пределы обрабатываемых площадей. Даже при использовании наименее летучих компонентов более 50 % активных веществ в момент воздействия переходит в атмосферу.
Согласно систематике, различают две категории форм воздействия пестицидов .
Первая категория - демоэкологическая, она выражается совокупностью воздействий на уровне популяций отдельных видов, чувствительных к какому-либо фйтосанитарному веществу. В этой категории различают ряд эффектов. Первый эффект, когда последствия применения пестицида сказываются незамедлительно. Пестицид является экологическим фактором, независимым от плотности популяции, т. е. какой бы ни была численность популяции, занимающей определенную территорию, данная концентрация пестицидов вызовет одинаковый процент смертности в популяции. Другие эффекты характеризуются замедленным действием. Например, есть пестициды, обладающие свойством накапливаться в пищевой цепи до тех пор, пока животное (пищевой объект хищника) не достигает критического порога, с которого начинается хроническая интоксикация. И наконец, третий демоэкологический эффект характеризуется не столь явной, но не менее вредной формой влияния пестицидов на биологические виды, которая выражается в уменьшении их биотического потенциала, т. е. в снижении плодовитости или полном бесплодии.
Последствия загрязнения пестицидами, особенно биоценотические, изучены еще недостаточно. Сведения, которыми располагает каждое лесное предприятие, основываясь на собственном опыте, ограничиваются чаще всего видами, против и в защиту которых проводились обработки, т. е. определяется только целенаправленный положительный или отрицательный эффект, который, по существу, не дает полного представления о негативных последствиях применения пестицидов. А они огромны! Применение пестицидов на больших площадях всякий раз вызывает ощутимые потрясения структуры лесной экосистемы вплоть до нарушений биологического равновесия. И как это непарадоксально, нередко оно проявляется в увеличении численности той популяции, против которой проводили борьбу.
Обработка инсектицидами может стимулировать размножение других видов с аналогичной специализацией, в том числе и тех, которые не считались прежде массовыми видами, но теперь заняли освободившиеся экологические ниши. Примером могут служить пяденицы-шелкопряды, вспышки массового размножения которых имели место в 60-70-х гг. в ряде районов, где ежегодно проводились авиахимобработки против обычных массовых видов.
Инсектициды убивают не только насекомых-филлофагов или кровососущих, но и в такой же степени, если не в большей, насекомых опылителей и энтомофагов, без которых не может нормально существовать растительность, в том числе и та, ради которой применялись обработки. Так как обрабатываются, строго говоря, не вредители, а экосистемы, то смертность вредителя нередко уравновешивается смертностью полезных видов. Изучение влияния хлорорганических и фосфорорганических соединений на энтомофауну дубрав показало, что оба соединения вызывают гибель сотен видов насекомых. Фосфорорганические соединения, которые чаще других применялись в лесном хозяйстве, отрицательно влияют на фауну позвоночных животных. Например, даже малые дозы фосфорорганических соединений (0,6 кг/га действующего вещества) при обработке насаждений в штилевую погоду могут вызывать гибель птиц, рептилий и мелких млекопитающих.
В последнее время все чаще стали сталкиваться с аналогичными явлениями и при применении фунгицидов. Многие грибы - возбудители заболеваний проявляют резистентность к тем или иным фунгицидам.
Инсектициды и фунгициды могут снижать эффективность фотосинтеза у обрабатываемых растений вследствие загрязнения поверхности листьев, засорения устьиц и нарушения физиологических процессов в листьях. Физиологическое воздействие на листья оказывает, например, бордоская жидкость, уменьшение фотосинтеза вызывает фракция растворимой меди. Особой способностью к подавлению фотосинтеза обладают инсектициды на масляной основе.
Все пестициды очень токсичны. Сложные последствия, вызываемые их массовым применением в сельском и лесном хозяйствах, все более настоятельно требуют поиска более совершенных из них, а также совершенствования машин и технологии обработок в направлений снижения доз, постепенной замены пестицидов биологическими средствами защиты растений.
Лесные предприятия посредством совершенствования агротехники выращивания устойчивых насаждений должны стремиться к умеренному использованию инсектицидов и жесткому ограничению применения гербицидов и арборицидов на лесных площадях.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Многолетнее использование пестицидов на огромных сельскохо-зяйственных и лесных территориях, часто с применением авиации, привело к масштабному загрязнению окружающей среды. Более того, молекулы ядохимикатов (особенно это относится к стойким соеди-нениям) включаются в природные процессы миграции и кругово-рота веществ и разносятся вместе с атмосферными потоками на боль-шие расстояния. Например, в Антарктиде, за десятки тысяч кило-метров от зон применения, ледниковый панцирь накопил более 2000 т ДДТ. Химические вещества вместе с водным стоком с полей попада-ют в реки и озера, накапливаются в донных отложениях, поступают в Мировой океан. Но самое главное -- они включаются в экологи-ческие пищевые цепочки: из почвы попадают в воду и растения, затем -- в организмы животных и птиц, а в конечном счете -- с пищей и водой -- в организм человека. И на каждом этапе миграции они наносят вред и ущерб. Однако так как вредные насекомые со временем приспосабливаются к ядовитым свойствам этих веществ и эффективность пестицидов падает, их количество на единицу сельс-кохозяйственной продукции приходится постоянно увеличивать.
Многим, вероятно, известна история ДДТ -- пестицида, в свое время получившего чрезвычайно широкое распространение. Его со-здатель 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.
Чем устойчивее и токсичнее пестициды, тем серьезнее их нега-тивное воздействие на живую природу и человека. При этом устой-чивость к факторам окружающей среды (солнечный свет, кислород, микробиологические разложения и т. д., способность ядохимикатов сохраняться длительное время) в большей мере определяет их опас-ность. Пестициды на основе хлорорганических, фосфорорганических и карбаматных соединений значительно отличаются по своей стой-кости. ДЦТ -- типичное хлорорганическое соединение -- способен более 50 лет циркулировать в биосфере. Более того, продукты его разложения (например, ДДЕ) -- опасные и стойкие вещества, по-рой они более токсичны, чем исходное вещество.
Один из механизмов отрицательных последствий -- передача и концентрирование стабильных пестицидов по трофическим цепям. Устойчивые к определенным пестицидам, флора и фауна могут на-капливать их без разложения. В результате концентрация токсиканта в организме может многократно превысить исходную концентрацию его в окружающей среде. Этот процесс биологического концентри-рования имеет особенно серьезное экологическое значение в пище-вых цепях, связанных с водной средой. Классический пример био-логического концентрирования -- накопление ДДТ и препаратов
ртути в организме морских птиц. Эти птицы -- конечное звено тро-фической цепи: морская вода -- планктон -- рыба, потребляющая планктон, -- хищная рыба -- птица, питающаяся рыбой. При этом концентрация токсиканта от исходного звена (морская вода) к ко-нечному (птица) возрастает во много тысяч раз.
В 1988 г. Национальная Академия наук США опубликовала док-лад, в котором говорится, что в предстоящие 70 лет более одного миллиона американцев рискуют заболеть раком, вызванным нали-чием 28 канцерогенных пестицидов в пище.
По данным индийских ученых, злоупотребление пестицидами уже в следующем десятилетии способно спровоцировать взрыв рако-вых заболеваний и мутаций в развивающихся странах. Эти генети-ческие изменения необратимы.
Из всех химических веществ, которые поступают в организм человека с воздухом, водой, пищей, наиболее опасными считаются пестициды. Стойкие пестициды способны накапливаться в жировой ткани людей и животных, отрицательно воздействуя на нервную и сердечно-сосудистую системы.
Особенно опасны пестициды для детей. В России, в районах мас-сированного применения пестицидов, общая заболеваемость детей от шести лет (болезни кожи, пищеварительного тракта, органов ды-хания, нарушение обмена веществ, отставание в физическом разви-тии) в 4,6 раза выше, чем в районах с наименьшей химизацией. За 25 лет в 300 раз увеличились случаи аллергических заболеваний.
Поданным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно пестицидами отравляются 500 тыс. человек, более 5 тыс. -- со смер-тельный исходом.
Исследования показали, что стойкие хлорорганические пестици-ды обнаруживаются почти во всех организмах, обитающих на суше и в воде. Распространение ДЦТ имеет глобальный характер. Повсюду ДЦТ, алдрин, дилдрин, гексахлорциклогексан и другие стойкие пе-стициды содержатся в тканях птиц, млекопитающих, земноводных, пресмыкающихся, рыб, моллюсков и других обитателей суши, мор-ских и пресных вод.
Содержание пестицидов в тканях и органах живых организмов, точно так же, как и любых других загрязняющих веществ, намного больше, чем в среде обитания. Это явление характеризуется коэффи-циентом накопления (отношение концентрации в организме к кон-центрации в среде). Очень велики коэффициенты накопления у жи-вотных, обитающих в воде: у рыб -- 10--15, у моллюсков -- 25 тыс. Содержание ДЦТ в различных тканях и органах одного вида значи-тельно колеблется. Так, например, в мышцах североатлантической трески концентрация его -- 1--10 мг/кг, а в печени -- 180--1800 мг/кг.
По предложению ООН в 1998 г. была принята конвенция в рам-ках программы по охране окружающей среды, ограничивающая тор-говлю опасными веществами и пестицидами типа ДДТ, ртутных соединений и органофосфатов. В новом международной договоре при-няли участие 95 стран.
Нерациональное применение пестицидов в сельском хозяйстве приводит к их накоплению в почве, пищевых продуктах. Однако не вызывает сомнения, что повышение культуры земледелия, улучше-ние технологии внесения пестицидов, ограничение их применения в районах, близко прилегающих к водоемам, строгая дозировка при внесении в почву могут в значительной степени снизить их негатив-ное воздействие.
Загрязнение пестицидами продуктов питания. Чаще всего пищевые продукты загрязнены хлор-, фосфор- и ртутьорганическими соедине-ниями, производными карбаминовой, тио- и дитиокарбаминовой кис-лот, бромидами. Из группы хлорорганических пестицидов в продуктах обнаружены ДДТ, ДДЕ, алдрин, дидцрин и некоторые другие, из фосфорорганических -- тиофос, карбофос и др., из карбаматов -- севин, цинеб и др. Хлорорганические пестициды находят в продуктах животного и растительного происхождения, а фосфорорганические и карбаматные соединения -- преимущественно в растениях.
Накопление стойких химических веществ в продуктах питания чаще всего связано с нарушением правил и регламента их примене-ния, с завышением рекомендуемых доз препарата, несоблюдением сроков последней обработки растений перед сбором урожая (время ожидания) и др.
Во многих случаях причиной загрязнения пестицидами фуражных культур является выращивание их в междурядьях обработанных садов.
Влияние пестицидов на биогеоценозы . Экологическая активность пестицидов зависит от характера экосистемы (целой или ее части), а также от физико-химических свойств используемых препаратов. Пести-цидами могут обрабатывать внутренний водоем, используемый для разведения рыбы, земельный участок, на котором выращивается урожай, лесные насаждения, луга, животную или растительную популяцию.
Как уже отмечалось, неблагоприятное воздействие пестицидов в решающей степени зависит от физико-химических свойств. Длительное время в сельском хозяйстве в качестве химических средств защиты растений применялись главным образом неорганические пестициды, содержащие мышьяк, фтор, ртуть, обладающие чрезвычайно высо-кой токсичностью. Применяли их с большими предосторожностями и в ограниченном количестве. Вместе с тем пестициды этого класса не обладают способностью накапливаться в организме и довольно быстро разлагаются в условиях внешней среды.
Более значительные нарушения в биогеоценозах отмечаются при систематическом применении стойких высокотоксичных пестицидов, главным образом хлорорганических соединений, особенно препаратов ДДТ и ГХЦГ. Эти препараты, как уже отмечалось, плохо разлагаются в воде и почве, обладают способностью накапливаться в растениях, организме животных и поэтому оказывают существен-ное воздействие на многие стороны биогеоценозов.
Пестициды, обладая определенной устойчивостью, не только накапливаются в почве, воде, продуктах питания, но и участвуют в круговороте веществ.
