Значение и экологическая роль удобрений и пестицидов

При отравлениях средней и тяжелой степени все вышеуказанные симптомы выражены более интенсивно. Отмечаются многократная рвота, нарушение сознания, судорожные приступы, коматозное состояние, нарушение сердечной деятельности и дыхания.

Острые отравления характеризуются  повышением температуры тела до 38 — 40 °С, лейкоцитозом со сдвигом лейкоцитарной формулы влево, ускорением СОЭ. Поражаются и паренхиматозные органы: увеличивается и уплотняется печень, поражение почек приводит к альбуминурии, появлению эритроцитов в моче, олигурии и анурии. Поражение легких проявляется по типу отека легких, особенно при отравлении фосфорсодержащими препаратами.

Смертельный исход острых отравлений пестицидами может быть обусловлен параличом дыхательного или сердечно-сосудистого центра, поражением легких или почек.

При благоприятном течении  патологического процесса со стороны  нервной системы обнаруживаются тремор кистей (особенно при отравлении ртутьсодержащими пестицидами), расстройство координации движений, боль в конечностях  и парестезии с нарушением чувствительности в области кистей и стоп, сегментарные двигательные и чувствительные расстройства, нарушение функции тазовых органов.

Хронические отравления пестицидами длительное время проявляются клинически функционально-динамическими нарушениями со стороны нервной системы в виде вегетативно-астенического синдрома: снижение работоспособности, бессонница, повышенная раздражительность, лабильность артериального давления, гипергидроз, гиперрефлексия и другие расстройства.

Лечение. При острых отравлениях через пищевой канал необходимо срочно промыть желудок 2 % раствором натрия гидрокарбоната или взвесью активированного угля (100 — 200 г на 1 л воды), назначить рвотные средства (1 % раствор медного купороса через каждые 5 — 10 мин до наступления рвоты или 1 мл 1 % раствора апоморфина подкожно), солевые слабительные, обильное питье, внутривенное введение 5 % раствора глюкозы и изотонического раствора натрия хлорида по 500 — 1000 мл капельно, унитол при отравлении мышьяк- или ртутьсодержащими препаратами, 1 мл 0,1 % раствор атропина сульфата подкожно при отравлении фосфорорганическими пестицидами в качестве антидота. В зависимости от состояния больного назначаются сердечные средства и дыхательные аналептики, противосудорожные (хлоралгидрат, гексенал).

 

3.6 Исторические факты использования пестицидов

 

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.

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. Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи. 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.

Сейчас ДДТ запрещен во всех развитых странах. Однако он сравнительно дешев и до сих пор считается  хорошим средством в определенных ситуациях, например при борьбе с  малярийными комарами. Решая вопрос о применении того или иного пестицида, часто приходится из двух зол выбирать меньшее. Скажем, с помощью ДДТ во многих странах удалось полностью искоренить малярию.

Влияние ДДТ крайне отрицательно сказывается на жизнедеятельности  высших животных, особенно птиц. Например, сокол сапсан полностью исчез  на востоке США в результате применения там ДДТ. Птицы особенно чувствительны  к этому ядохимикату, поскольку  он индуцирует гормональные изменения, влияющие на метаболизм кальция, а это  приводит к истончению скорлупы откладываемых  яиц, которые в большом количестве начинают биться даже при простом насиживании.

Т.к ДДТ – весьма устойчивое вещество, последствия его широкомасштабного применения до сих пор обнаруживается в природе. Например, в середине 1960-х гг. ДДТ был обнаружен в печени пингвинов в Антарктике — очень далеко от тех мест, где применялся этот химикат.

Подобные случаи известны и для многих других пестицидов. Так, например, многие ученые связывают  наличие остатков пестицидов в Северном море с быстрым распространением вирусных болезней в популяции обыкновенного  тюленя летом 1988 г.

 

 

4. Удобрения.

 

Удобрения - это неорганические и органические вещества, применяемые  в сельском хозяйстве и рыболовстве  для повышения урожайности культурных растений и рыбопродуктивности прудов. Они бывают: минеральные (или химические), органические и бактериальные (искусственное внесение микроорганизмов с целью повышения плодородия почв).

Применение минеральных  удобрений – один из основных приемов  интенсивного земледелия. При высоком  уровне агротехники и применении удобрений можно управлять урожайностью, повысить ее в несколько раз –  такую задачу решают наши химики и  сельскохозяйственные работники в  настоящее время, с тем, чтобы  в достатке обеспечить потребности  страны в продуктах питания и  промышленности в сырье.

До революции производства минеральных удобрений в России практически не было; вся продукция  нескольких мелких заводов составляла в 1913 г. только 89 тыс. т. Строительство новых заводов началось лишь в 1925 – 1926 гг. и приобрело в дальнейшем большой размах. Особенно выросло производство минеральных удобрений после окончания второй мировой войны. Если в 1940 г. было произведено всех минеральных удобрений только 3,2 млн. т., то в 1954 г. выработка удобрений составила почти 8 млн. т, а через 10 лет – уже 25,6 млн. т.

Широкое применение минеральных  удобрений началось со второй половины XIX столетия в странах с развитым сельским хозяйством, что позволило увеличить урожайность зерновых культур с 10 - 15 до 30 - 45 ц/га.

Сегодня во всех развитых странах 50 - 60% прироста сельхозпродукции обусловлено применением минеральных удобрений. Следует учитывать, что минеральные удобрения в первую очередь поддерживают определенный уровень плодородия земель, с целью, что бы сельскохозяйственные культуры не истощали почву. Питательные вещества теряются вследствие вымывания, превращения на нерастворимые соединения, закрепленные в грунтовом комплексе. Так 100 лет назад гумус в грунтах России составлял 10 – 12 %, а в наше время лишь 2,5 – 6 %. Таким образом, каждый год теряется около 24 млн. тонн гумуса. Поэтому, вместе с традиционными агрохимическими приемами, необходимо совершенствовать теорию и практику питания растений, создание условий по предотвращению поступления в них токсичных элементов. Необходимо перейти от упрощенного понимания про питание растений катионами и анионами минеральных соединений к приоритетным механизмам усвоения биокомплексов с учетом их взаимодействия в живой природе. Это позволит значительно ускорить метаболические процессы при одновременном уменьшении энергетических и сырьевых затрат на формирование урожая.

В сухом веществе растения можно отыскать атомы 25 - 35 химических элементов в соотношениях, которые свидетельствуют об их разном вкладе в процессы жизнедеятельности. Важно понимать, что катионы и анионы минеральных удобрений идентичны ионам почвы и органических удобрений. Они не чужеродные живой природе и одинаково усваиваются растениями в процессе вегетации. Вопрос в другом. Известно, что с удобрений внесенных в грунт, лишь часть питательных веществ используется растениями. В среднем для большинства сельскохозяйственных культур коэффициент использования удобрений составляет: азотных — 40 - 50, фосфорных — 10 - 25, калийных — 50 – 60 %. Как правило, неиспользованные растениями удобрения, накопляются в воде и почве. Для азотных удобрений повышение дозы их внесения обусловлено их высокой мобильностью в почвенном растворе. При этом питательные соединения азота в почве, под воздействием бактерий превращаются в ядовитые вещества — нитриты.

Расширение использования  фосфорных и комплексных удобрений  приводит к накоплению в почве  не только фосфатов, а и соединений стронция, кадмия, свинца, фтора и  др.

Внесение излишнего количества удобрений не только загрязняет почву, но и изменяет ее физико-химические и биотические свойства. Так, аммиачные удобрения подкисляют грунт, что отрицательно влияет на корневую систему растений, нарушает питание калием, кальцием. Использование в качестве удобрений нитратов, сульфатов и хлоридов способствует потерям кальция и магния, усиливают засоление почвы. Химические удобрения, внесенные в грунт, могут вызывать сложные взаимодействия между биогенными и токсичными элементами, макро и микроэлементами, химическими веществами и биотой, что существенно изменяет свойства и плодородие почв, а главное рост и продуктивность растений, их качество.

 

4.1. Минеральные удобрения

 

Минеральные удобрения, добытые  из недр или промышленно полученные химические соединения, содержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности  микроэлементы (медь, бор, марганец и  др.).

Минеральные удобрения подразделяют на простые (одинарные, односторонние, однокомпонентные) и комплексные. Простые минеральные удобрения содержат только одни из главных элементов питания. К ним относятся азотные, фосфорные, калийные удобрения и микроудобрения. Комплексные удобрения содержат не менее двух главных питательных элементов. В свою очередь, комплексные минеральные удобрения делят на сложные, сложно-смешанные и смешанные.

Азотные удобрения.  Производство азотных удобрений базируется на синтезе аммиака из молекулярного азота и водорода. Азот получают из воздуха, а водород из природного газа, нефтяных и коксовых газов. Азотные удобрения представляют собой белый или желтоватый кристаллический порошок (кроме цианамида калия и жидких удобрений), хорошо растворимы в воде, не поглощаются или слабо поглощаются почвой. Поэтому азотные удобрения легко вымываются, что ограничивает их применение осенью в качестве основного удобрения. Большинство из них обладает высокой гигроскопичностью и требует особой упаковки и хранение. В таблице №1 приведены данные о составе и свойствах основных азотных удобрений.

По выпуску и использованию  в сельском хозяйстве главнейшие из этой группы - аммиачная селитра  и мочевина, составляющие около 60 % всех азотных удобрений. Азотные удобрения используют под все сельскохозяйственные культуры.

Таблица №1

 

Удобрение	Химический состав	Содержание азота, %	Форма азота	Воздействие на почву	Гигроско-пичность
Натриевая селитра	NaNO3	Не менее 16	Нитратная	Подщелачивает	Слабая
Аммиачная селитра	NH4NO3	34	Нитратная и аммонийная	Подкисляет	Очень сильная
Кальциевая селитра	Ca(NO3)2	Не менее 17,5	Нитратная	Подщелачивает	Очень сильная
Аммиак жидкий	NH3	82	Аммонийная	Подкисляет	Очень сильная

 

Фосфорные удобрения.  Фосфор - один из важнейших элементов питания растений, так как входит в состав белков. Если азот в почве может пополняться путем фиксации его из воздуха, то фосфаты - только внесением в почву в виде удобрений. Главные источники фосфора - фосфориты, апатиты, вивианит и отходы металлургической промышленности - томасшлак, фосфатшлак. Все фосфорные удобрения - аморфные вещества, беловато-серого или желтоватого цвета. Основные из них - суперфосфат и фосфоритная мука. Характеристика фосфорных удобрений приведена в таблице №2.

Таблица №2

Удобрение	Химический состав	Форма фосфорной кислоты	Воздействие на почву
Суперфосфат простой гранулированный	Ca(H2PO4)2+ +2CaSO4+H2O	Водорастворяемая	Подкисляет
Суперфосфат двойной гранулированный	Ca(H2PO4)2+ +H2O	Водорастворяемая	Подкисляет
Преципитат	CaHPO4x2H2O	Растворяемая в лимонно-кислом аммонии	Слабо нейтрализует кислотность

 

По степени растворимости  эти удобрения подразделяют на следующие  группы:

1) Растворимые в воде, легкодоступные для растений - суперфосфаты простой и двойной, аммонизированный, обогащенный;

2) Труднорастворяемые (не растворимы в воде и почти не растворимые в слабых кислотах), они не могут непосредственно использоваться растениями - это фосфоритная и костная мука.

Фосфоритная мука - тонко размолотый природный фосфорит, соединения которого труднодоступны растениям. Это удобрение применяют на кислых подзолистых, торфяных, серых лесных почвах, а также на деградированных и выщелоченных черноземах и красноземах.

Калийные удобрения. Калий - необходимый элемент для растений. В основном он находится в молодых  растущих органах, клеточном соке растений и способствует быстрому накоплению углеводов.

Многие калийные удобрения  представляют собой природные калийные соли, используемые в сельском хозяйстве  в размолотом виде. Большие разработки их находятся в Соликамске, на Западной Украине, в Туркмении. Открыты залежи калийных руд в Казахстане, Сибири.