Пути и меры снижения вредного влияния токсикантов

 

 

Для борьбы с вредными организмами, повреждающими растения используются химические вещества –  пестициды. Для борьбы с пыльной  головней овса и корневыми гнилями  предполагается применить протравливание семян перед посевом.

Таблица 5

Химические мероприятия, направленные на защиту культуры

 

№ п/п	Название культуры	Вредные организмы	Рекомендуе-мые пестициды	Фаза развития культуры	Стадия развития вредного организма	Кратность обработок
1	Соя	Фузариоз, аскохитоз	Коронет	Опрыскивание в период вегетации		1-2
		Паутинный клещ, луговой мотылек	Бикол	Опрыскивание  в период вегетации против каждого  поколения вредителя с интервалом 7-8 дней.		2
		Мышиный горошек, горчица полевая, хвощ полевой	Банвел	Опрыскивание  в период вегетации	Опрыскивание  в фазе 2-4 листьев у однолетних и 15 см высоты у многолетних сорняков	1-2

 

 

Таблица 6

Санитарно-гигиеническая  характеристика применяемых пестицидов

 

№ п/п	Название пести-цида	Норма расхода  препарата, л,кг/га,т	Срок ожидания, сут.	МДУ в продукции, мг/кг	ДСД, мг/кг	ПДК/ОДК в  почве, мг/кг	ПДК/ОДУ в  воде, мг/дм3	ПДК/ОДУ в  воде рыбохоз. водоемов, мг/л	ПДК/ОБУВ в  воздухе атмосферы, мг/м3
1.	Коронет	1	-	0,08	0,01	/0,1	0,001/		/0,01
2.	Бикол	1	30	Не доп.	0,001	/0,1	0,003/		0,0003/
3.	Банвел	0,3	-	Не доп.	0,006	0,25/	0,02/		0,01/

 

 

4. РАСЧЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ  НАГРУЗКИ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ХИМИЧЕСКИХ  СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ

 

Экотоксикологическая  оценка каждого препарата должна в первую очередь базироваться на данных о динамике их содержания в  почве и растении на обрабатываемых полях, в воздухе и воде водоемов.

Для характеристики действия пестицида на агробиоценоз используют понятие экологической  нагрузки.

Для расчета  экологической нагрузки существует формула:

где Эн – экологическая  нагрузка (усл. ед);

НР – норма  расхода действующего вещества, (мг/га);

Т_1/2 – период полураспада препарата (месяцев);

Т – токсичность  для теплокровных (мг/кг).

Таблица 7

Расчет экологической  нагрузки используемых средств защиты растений

№ п/п	Наименование  препарата, содержание д.в., %	Норма расхода		Период полураспада  в почве, месяцев	Токсичность для теплокровных, мг/кг	Экологическая нагрузка
		препарата, л,кг/га,т	д.в., мг/га
1.	Коронет	1	36300	1	3000	12,1
2.	Бикол	1	400000	1	220,5	1814
3.	Банвел	0,3	144000	1	2375	60,6

Коронет Э_н= 36300*1*/3000=12,1

НР=3,63*1/100= 0,0363*1000000= 36300 мг/га

Бикол Э_н= 400000*1/220,5= 1814,1

НР= 40*1/100= 0, 4*1000000=400000 мг/га

Банвел Э_н= 144000*1/2375= 60,6

НР=48*0,3/100=0,144*1000000= 144000 мг/га

Экологическая нагрузка для всего поля на сезон работ составит: 12,1+1814+60,6=1886,8. Нагрузка составила 1886,8 усл.ед., она считается опасной.

 

5. СВОЙСТВА И РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЕ  ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

 

Из большинства веществ, поступающих в окружающую среду  из антропогенных источников, особое место занимают тяжелые металлы. Проблема тяжелых металлов в современных условиях производства глобальная, т.к. они являются генетическими ядами, аккумулируются в организме с отдаленным эффектом действия, проявляющимся в наследственных заболеваниях, умственных расстройствах, а также вызывая сердечно-сосудистые расстройства, тяжелые формы аллергии, канцерогенный и эмбриотропный эффект у организма, поэтому необходимы соответствующие меры по предотвращению загрязнения окружающей среды. Все тяжелые металлы обладают высокой токсичностью, миграционной способностью, а также канцерогенными и мутагенными свойствами.

Поведение этих токсикантов  в различных природных средах обусловлено специфичностью их основных биогеохимических свойств: комплексообразующей  способностью, подвижностью, биохимической активностью, минеральной и органической формами распространения, склонностью к гидролизу, растворимостью, эффективностью накопления.

Большинство тяжелых металлов относятся к группе микроэлементов. В действии каждого микроэлемента на живые организмы много общего: они входят в состав ряда белковых комплексов (ферментов) или активизируют их деятельность, они необходимы организмам в очень небольших количествах – тысячных или десятитысячных долях процента. Повышение их концентрации выше определенного уровня приводит к угнетению роста и развития и в данном случае, когда они находятся в окружающей среде в концентрациях, опасных для живого их называют тяжелыми металлами.

В процессе эволюции растения, животные и человек приспособились к природному (фоновому) содержанию тяжелых металлов. Однако интенсивное развитие промышленности, транспорта и использование различных химических средств привело к накоплению тяжелых металлов на значительных территориях, что отрицательно влияет на почву, растения и другие живые организмы, а следовательно, фоновый уровень тяжелых металлов в биосфере постоянно растет.

Таблица 8

Свойства  и регламентирование меди, хрома  и кадмия

Тяжелый металл	Значение ТМ для растений и человека	Токсикология тяжелого металла	ПДК
			В почве мг/кг	В питьевой воде мг/л	Для рыбохоз водое мов мг/л	В продукции мг/кг
Ni	Никель принимает участие  в ферментативных реакциях у животных и растений. В организме животных он накапливается в ороговевших  тканях, особенно в перьях. Повышенное содержание никеля в почвах приводят к эндемическим заболеваниям – у растений появляются уродливые формы, у животных – заболевания глаз, связанные с накоплением никеля в роговице.	При повышенных концентрациях  обычно может проявляться в виде аллергических реакций (дерматит, ринит и пр.), анемии, повышенной возбудимости центральной и вегетативной нервной системы. Хроническая интоксикация никелем повышает риск развития новообразований (легкие, почки, кожа) - никель влияет на ДНК и РНК.	3,0	10	0,001	Рыбопродукция 10 Мясопродукты 5 Молочные продукты 0,5 Хлебопродукты 5 Овощи 10 Фрукты 10 Соки, напитки 5
Zn	Цинк необходим для  формирования костей. Не только дети, но и взрослые неустанно восстанавливают  свой скелет, и этот процесс связан с обменом веществ. Если такой обмен нарушается, кости могут стать «пористыми».	При остром отравлении солями цинка наблюдаются тошнота, упорная  рвота, понос, судороги. Слизистые оболочки полости рта сморщены, белые. При  хронических отравлениях среди  рабочих, занятых выплавкой латуни, бронзы, разработкой цинковых руд, наблюдается вызываемая вдыханием цинка «цинковая», «латунная» пли «литейная» лихорадка, выражающаяся в ряде признаков заболевания и в том числе в приступах озноба и повышении температуры до 37-40°		-	0,001	Рыбопродукция 0,3 Мясопродукты 0,2 Молочные продукты 0,1 Хлебопродукты 0,2 Овощи 0,2 Фрукты 0,1 Соки,напитки 0,1
Pb	В организм человека большая  часть свинца поступает с продуктами питания (от 40 до 70% в разных странах  и по различным возрастным группам), а также с питьевой водой, атмосферным воздухом, при курении, при случайном попадании в пищевод кусочков свинецсодержащей краски или загрязненной свинцом почвы.	Различные соединения свинца обладают разной токсичностью: малотоксичен стеарат свинца; токсичны соли неорганических кислот (хлорид свинца, сульфат свинца и др.); высокотоксичны алкилированные соединения, в частности, тетраэтилсвинец.	5,0	0,01	0,005	Рыбопродукция 0,1 Мясопродукты 0,05 Молочные продукты 0,01 Хлебопродукты 0,02 Овощи 0,03 Фрукты 0,03 Соки,напитки 0,02

 

При загрязнении почв и растительности тяжелыми металлами, в качестве путей оптимизации  обстановки, используют традиционные и специальные приемы.

1) Методы по ограничению  поступления тяжелых металлов  в почву. При планировании применения  удобрений, мелиорантов, пестицидов, осадков сточных вод необходимо учитывать содержание в них тяжелых металлов, буферную емкость используемых почв. Ограничение доз, обусловленное экологическими требованиями, является необходимым условием экологизации земледелия.

2) Удаление тяжелых  металлов за пределы корнеобитаемого  слоя достигается следующими  приемами:

- удалением загрязненного слоя почвы,

- засыпкой загрязненного слоя чистой землей,

- выращиванием культур,  поглощающих ТМ и удалением  с поля их растительной массы.

6. ХАРАКТЕРИСТИКА  ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ, СЛОЖИВШЕЙСЯ  ПОД ВЛИЯНИЕМ РАДИОНУКЛИДОВ

 

В почве радионуклиды содержаться в водорастворимой, обменной, необменной и прочносвязанной  необменной формах. Среди этих форм наибольшую играют первые две, поскольку они способны усваиваться растениями и, следовательно, мигрировать по биологической цепочке. Биологическая подвижность радионуклидов зависит, с одной стороны, от их физико-химических свойств, а с другой стороны, от свойств самой почвы, среди которых решающее значение играют ее тип, минеральный состав, кислотность, содержание органических веществ, увлажненность, длительность её использования в агроэкосистемах. Наибольшей доступностью для растений обладает стронций, который в виде 73% в глобальных выпадениях находится практически полностью в водорастворимой форме.

Большое влияние на доступность  радионуклидов для растений оказывает  наличие в почве обменных катионов – элементов-носителей и кислотность. Чем больше в ней элементов-носителей, тем меньше биологическая подвижность радионуклидов и наоборот. Закисление почв приводит к увеличению доступности радионуклидов для растений. Микроорганизмы почвы снижают подвижность радионуклидов в биологическом круговороте.

В растения радионуклиды могут поступать через корневую систему и аэральным путем. Большое значение в накоплении растениями радионуклидов имеет фаза вегетации. Листья молодых растений поглощают радионуклиды в значительно больших количествах, чем листья растений, заканчивающих рост и развитие. Выпадение радиоактивных аэрозолей на поверхность растений приводит к накоплению их в надземной массе, в то время как при корневом пути поступления, почвенный поглощающий комплекс выступает в роли мощного сорбционного фактора, а корневая система является селективным барьером, исключающим поступление в надземную фитомассу биологически инертных элементов.

Расчет количества радионуклидов  в почве:

где Р – количество радионуклида, мг/м³ почвы;

А - активность радионуклида в распадах в секунду;

Т Ѕ - период полураспада изотопа в секундах;

М – массовое число  изотопа;

Л – число Авогадро;

К - объем почвы 1 м³ при плотности 1,1 г/см³.

Чтобы сделать расчет количества радионуклида на 1 га, полученный результат умножают на 10000, а пересчет на 1 км³ требует умножения еще на 100, на 1 кг – на 10 ^-2.

Т _Ѕ = 28,1 лет = 8,86 *10⁸ сек

М=90*10^-3

Л= 6,022*10²³ моль^-1

1 Кu = 3,7*10¹⁰ расп./сек

Р= 3,145*10^11* 8 ,86*10⁸*90*

10^-3/0,693*6,022*10²³*1=0,0609*10000=609*100

=60,9*10^-2=0,609 кг

 

 

7. РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЕ НИТРАТОВ 

В ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

 

Нитраты –  соли азотной кислоты. Поглощение и  включение азота в продуктивный процесс растений является важной и  специфической составляющей частью круговорота азота как в глобальном масштабе, так и в пределах отдельных  регионов, ландшафтов и ценозов. Основным источником азота для растений служат нитраты и аммоний. В культивируемых почвах складываются благоприятные для процесса нитрофикации условия, вследствие чего основной для растения формой как на удобряемых, так и на неудобряемых почвах являются нитраты. При недостатке, как и при избытке азота нарушаются процессы морфогенеза и накопления сухого вещества, изменяется характер включения поглощенного азота в синтез органических соединений, происходит накопление нитратов в урожае культур. Образование нитратов представляет собой естественный процесс превращения азота в геологических породах, почве, воде и атмосфере. При антропогенном воздействии на почву подвижность органического вещества повышается, усиливается минерализация азота почвы, в результате чего возрастает поступление нитратов в природные воды и растения. Азотные удобрения представляют собой главный антропогенный источник азота. Попадая в почву азотные удобрения расходуются не полностью, т.к. растения в процессе всего питания используют и почвенный азот. Поэтому конкретная система применения азотных удобрений должна соответствовать почвенно-экологическим условиям, характеру землепользования, специализации севооборотов и чередованию культур, биологическим их особенностям, поскольку несоблюдение этих условий приводит к увеличению потерь азота удобрений. Необходимо учитывать особенности рельефа местности, гранулометрический состав, водно-физические свойства почвы и другие почвенно-экологические параметры при применении азотных удобрений. Накопление азота зависит также от залужения земель. Потери азота удобрений в нитратной форме возрастают при высокой насыщенности севооборотов пропашными культурами и систематическим применением повышенных доз азотных удобрений. Неравномерное распределение азотных удобрений по поверхности почвы в ходе их внесения также можно рассматривать как одну из причин насыщения водоемов нитратами и их накопления в растениях, так как в этом случае создаются переудобренные участки, снижается коэффициент использования азота удобрений растениями, возрастают потери азота. Замена традиционных систем земледелия с участием и чередованием разнообразных культур более интенсивными и специализированными технологиями, которые способствуют усилению минерализации органического вещества почвы и разрушению ее структуры, ограничение площадей, занятых травами. Утяжеление машин и их использование на постоянных технологических колеях, отсутствие защитных зон вокруг полей приводит к усилению внутрипочвенного и поверхностного выноса азота. Одним из основных факторов, влияющим на накопление нитратов в растения является: чрезмерное внесение удобрений, особенно их нитратных форм (аммиачная, калийная, натриевая селитра). Подкармливать растения лучше амидными или аммонийными формами удобрений, т.к. аммиачный азот поглощается растениями и сразу включается в аминокислоты и белки без накопления нитратов. Увеличение количества нитратов в продукции можно получить при избыточном внесении в почву органических удобрений. Подкормка азотом за 1-2 недели до уборки урожая ведет к увеличению содержания нитратов в растительной продукции. При дефиците фосфора и калия затормаживается процесс образования органического вещества в процессе фотосинтеза, в результате чего снижается расход поступившего азота на процессы роста, что приводит к увеличению концентрации нитратного азота в органах растений. Из микроэлементов наиболее важным для предотвращения накопления нитратов является молибден, т.к. он входит в состав нитратредуктазы и принимает участие в восстановлении нитратов.