Применение и значение пестицидов

Учитывая насущную необходимость  значительно повысить активность пестицидов и тем самым снизить их действующую  концентрацию до величин, безопасных для  человека и животных, ученые разработали  синтетические пиретроиды.

Способы применения пестицидов зависят от их препаративной формы и назначения (обработка семенного материала, опрыскивание, опыление, обработка гранулированными препаратами).

При выращивании картофеля  и овощей активнее стали применяться  технологии, позволяющие снизить  нагрузку пестицидов на окружающую среду, в частности ультра объемное опрыскивание и предпосевная обработка посадочного  и посевного материала.

Тактика применения пестицида  обоснована особенностями биологии вредителей, возбудителей болезней, сорняков и характером их вредоносности.

Тактика применения инсектицидов обоснована задачей управления численностью популяций вредных видов. При  этом учитывается прежде всего экономический  уровень вредоносности: определяется плотность популяции вредителя, при которой с экономических  позиций целесообразно проводить  обработку.

Тактика применения фунгицидов в борьбе с грибковыми болезнями  — предупреждение заражения патогенными  микроорганизмами путем обеззараживания  посевного материала, а также  профилактика заражения растений и  распространения заболеваний в  период вегетации. Задача применения гербицидов в борьбе с сорной растительностью  состоит в замене ручного труда  на прополке и сокращении количества междурядной обработки почвы.

Последствия применения пестицидов

Многолетнее использование  пестицидов на огромных сельскохозяйственных и лесных территориях, часто с  применением авиации, привело к  масштабному загрязнению окружающей среды. Более того, молекулы ядохимикатов (особенно это относится к стойким  соединениям) включаются в природные  процессы миграции и круговорота  веществ и разносятся вместе с  атмосферными потоками на большие расстояния. Например, в Антарктиде, за десятки  тысяч километров от зон применения, ледниковый панцирь накопил более 2000 т ДДТ. Химические вещества вместе с водным стоком с полей попадают в реки и озера, накапливаются в донных отложениях, поступают в Мировой океан. Но самое главное — они включаются в экологические пищевые цепочки: из почвы попадают в воды 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 сельскохозяйственной продукции приходится постоянно увеличивать.

Многим, вероятно, известна история ДДТ — пестицида, в  свое время получившего чрезвычайно  широкое распространение. Его создатель  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 негативное воздействие на живую природу  и человека. При этом устойчивость к факторам окружающей среды (солнечный  свет, кислород, микробиологическое разложение и т.д., способность ядохимикатов сохраняться длительное время) в  большей мере определяет их опасность. Пестициды на основе хлорорганических, фосфорорганических и карбаматных соединений значительно отличаются по своей стойкости. ДДТ — типичное хлорорганическое соединение — способно более 50 лет циркулировать в биосфере. Более того, продукты его разложения (например, ДДЕ) — опасные и стойкие вещества, порой 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 накапливать  их без разложения. В результате концентрация  токсиканта в организме может многократно превысить исходную концентрацию его в окружающей среде. Этот процесс биологического концентрирования имеет особенно серьезное экологическое значение в пищевых цепях, связанных с водной средой. Классический пример биологического концентрирования — накопление ДДТ и препаратов ртути в организме морских птиц. Эти птицы — конечное звено трофической цепи: морская вода — планктон — рыба, потребляющая планктон, — хищная рыба — птица, питающаяся рыбой. При этом концентрация токсиканта от исходного звена (морская вода) к конечному (птица) возрастает во много тысяч раз.

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 ' массированного применения пестицидов, общая заболеваемость детей до шести  лет (болезни кожи, пищеварительного тракта, органов дыхания, нарушение  обмена веществ, отставание в физическом развитии) в 4,6 раза выше, чем в районах  с наименьшей химизацией. За 25 лет  в 300 раз увеличились случаи аллергических  заболеваний.

По данным Всемирной организации  здравоохранения, ежегодно пестицидами  отравляются 500 тыс. человек, более 5 тыс. — со смертельным исходом.

Исследования показали, что  стойкие хлорорганические пестициды  обнаруживаются почти во всех организмах, обитающих на суше и в воде. Распространение  ДДТ имеет глобальный характер. Повсюду  ДДТ, алдрин, дилдрин, гексахлорциклогексан и другие стойкие пестициды содержатся в тканях птиц, млекопитающих, земноводных, пресмыкающихся, рыб, моллюсков и других обитателей суши, морских 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  коэффициентом накопления (отношение  концентрации в организме к концентрации в среде). Очень велики коэффициенты накопления у животных, обитающих  в воде: у рыб — 10-15, у моллюсков  — 25 тыс. Содержание ДДТ в различных  тканях и органах одного вида значительно  колеблется. Так, например, в мышцах североатлантической трески концентрация его — 1-10 мг/кг, а в печени — 180— 1800 мг/кг.

Нерациональное применение пестицидов в сельском хозяйстве  приводит к их накоплению в почве, пищевых продуктах. Однако не вызывает сомнения, что повышение культуры земледелия, улучшение технологии внесения пестицидов, ограничение их применения в районах, близко прилегающих к  водоемам, строгая дозировка при  внесении в почву могут в значительной степени снизить их негативное воздействие.

Загрязнение пестицидами  продуктов питания. Чаще всего пищевые  продукты загрязнены хлор-, фосфор- и  ртутьорганическими соединениями, производными карбаминовой, тио- и дитиокарбаминовой кислот, бромидами. Из группы хлорорганических пестицидов в продуктах обнаружены ДДТ, ДДЕ, аддрин, дилдрин 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 карбаматы — преимущественно в растениях.

Накопление стойких химических веществ в продуктах питания  чаще всего связано с нарушением правил и регламента их применения, 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.

Содержание хлорорганических пестицидов в продуктах животного  происхождения может быть связано  и с обработкой ими убойного и  молочного скота в целях борьбы с эктопаразитами.

Влияние пестицидов на биогеоценозы. Экологическая активность пестицидов зависит от характера экосистемы (целой или ее части), а также  от физико-химических свойств используемых препаратов. Пестицидами могут обрабатывать внутренний водоем, используемый для  разведения рыбы, земельный участок, на котором выращивают урожай, лесные насаждения, луга, животную или растительную популяцию.

Неблагоприятное воздействие  пестицидов на отдельные популяции  выражается в  уничтожении полезных организмов (главным образом насекомых-опылителей и энтомофагов) и, следовательно, в нарушении стабильности экосистемы с последующим размножением нежелательных для человека видов. Например, отмеченное в ряде стран массовое размножение красного плодового клеща при обработке ДДТ плодовых связывают с гибелью хищных клещей тифлодромид, а кровяной тли — с уничтожением паразита тлиафелинуса. Прекращение применения тех или иных пестицидов может вызвать вспышку размножения вредителей, длительное время угнетаемых пестицидами.

Как уже отмечалось, неблагоприятное  воздействие пестицидов в решающей степени зависит от их 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 высокой  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 организме растений, животных и  поэтому оказывают существенное воздействие на многие стороны биогеоценозов.