Пестициды и химические удобрения реферат по экологии

Обновлено: 05.07.2024

ВВЕДЕНИЕ
Питание - это основа жизни любого живого организма, в том числе и растений. Вне питания нельзя понять сущность процессов роста и развития.

С точки зрения практического растениеводства важнейшим средством улучшения питания сельскохозяйственных культур является прежде всего применение органических и минеральных удобрений. Рост растительной продукции определяется множеством факторов, среди которых ведущая роль все же принадлежит удобрениям и особенно минеральным, производство которых наращивает высокие темпы.

Почва является основным источником обеспечения сельскохозяйственных культур питательными веществами. Однако в современных условиях непрерывной интенсификации сельскохозяйственного производства для ежегодного выращивания высоких урожаев с продукцией хорошего качества довольно часто оказывается недостаточным то количество питательных веществ, которое поступает в растения из органического вещества и труднорастворимых минеральных соединений почвы в результате деятельности микроорганизмов и корневой системы растений. Особенно это относится к Нечерноземной зоне, где дерново-подзолистые почвы с низким уровнем окультуренности занимают около 51% площади. Для почв этой зоны характерно, как правило, временное или длительное избыточное увлажнение. Преобладающими неблагоприятными признаками дерново-подзолистых почв являются плохие физически свойства, повышенная кислотность (рН в КС1 меньше 5) и низкое содержание органического вещества - от 1 до 2,5%. Для них характерна также слабая обеспеченность элементами минерального питания для растений - азоты, фосфора и калия, многих микроэлементов; нередко (в разновидностях легкого механического состава) невелико содержание также магния и кальция.

Почвы Нечерноземной зоны, особенно подзолистые, остро нуждаются в известковании и систематическом внесении минеральных удобрений. В связи с этим для сельского хозяйства зоны предусмотрено поставить 120 млн. Т минеральных удобрений в стандартных туках. Таким образом, на гектар пашни придется 126 кг питательных веществ.
1. ПЕСТИЦИДЫ
Пестициды (ядохимикаты) - химические препараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболеваний и т.п. Пестициды в зависимости от объекта подразделяются на:

- Гербициды - для уничтожения сорной растительности;

- Инсектициды - против вредных насекомых;

- Зооциды - для борьбы с грызунами;

- Фунгициды - с возбудителями грибковых заболеваний;

- Дефолианты - для удаления листьев;

- Дефлоранты - для удаления цветков.

За последние десятилетия число различных типов пестицидов сильно возросло, только в США их количество достигло 900. По данным А.В. Яблокова (1988), в нашей стране в 1986г. было применено пестицидов в среднем около 2 кг на 1 га (примерно на 87% пашни) или около 1,4 кг на душу населения, а в США 1,6 кг на 1 га (на 61% пашни) или 1,5 кг на душу населения.

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 являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. 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.

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 организмаов или быстро разрушающиеся в окружающей среде. Широкое применение биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень загрязнения среды пестицидами.
2. МИНЕРАЛЬНЫЕ 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).

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 из 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.

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.


  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.

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.

Значительное количество хлора во многих калийных удобрениях отрицательно влияет на рост и развитие растений, а содержание натрия (в калийной соли и сильвините) ухудшает физико-химические свойства многих почв, особенно черноземных, каштановых и солонцовых.

На бедных калием легких почвах и торфяниках все без исключения сельскохозяйственные культуры нуждаются в калийных удобрениях. Недостаток калия в почве восполняется главным образом внесением навоза. Калий не применяют на солоннах и солонцеватых почвах, так как он ухудшает их свойства. Калий легко растворяется в воде и при внесении поглощается коллоидами почвы, поэтому он малоподвижен, однако на легких почвах легко вымывается.


  1. Концентрированные, являющиеся продуктами заводской переработки калийных руд - хлористый калий, сернокислый калий, калийно-магниевый концентрат, сульфат калия-магния (калимагнезия);

  2. Сырые калийные соли, представляющие собой размолотые природные калийные руды - каинит, сильвинит;

  3. Калийные соли, получаемые путем смешения сырых калийных солей с концентрированными, обычно с хлористым калием - 30-ти и 40%-ные калийные соли.

Сложные и сложно-смешанные удобрения характеризуются высокой концентрацией питательных веществ, поэтому применение таких удобрений обеспечивает значительное сокращение расходов хозяйства на их транспортировку, смешивание, хранение и внесение.

К числу недостатков комплексных удобрений относится то, что пропорции в содержании NPK в них варьируют в нешироких пределах. Поэтому при внесении, например, необходимого количества азота, других питательных элементов вносится меньше или больше, чем требуется.

Алпысова Карина Эльдаровна, 9 "и" класс, КГУ "Школа-центр дополнительного образования" акимата г. Усть-Каменогорска, ВКО, Восточно-Казахстанская область, г. Усть-Каменогорск.

Руководитель: Пономарёва Марина Владимировна, учитель биологии, КГУ "Школа-центр дополнительного образования" акимата г. Усть-Каменогорска, ВКО, Восточно-Казахстанская область, г. Усть-Каменогорск.

Актуальность: интенсивная химизация мирового сельского хозяйства приводит к тому, что ежегодно в биосферу планеты поступает большое количество различных химических веществ, в числе пестицидов. Проблема охраны окружающей среды от химических загрязнителей приобрела большое значение.

Объект исследования: малотоксичные пестициды.

Предмет исследования: влияние пестицидов на окружающую среду и здоровье человека.

  1. Ознакомиться с литературой, посвященной защите растений и защите окружающей среды.
  2. Показать содержание пестицидов в продуктах.

Гипотеза: малотоксичные пестициды несут в себе негативное влияние на окружающую среду и на здоровье человека.

Цель работы: выявить картину негативного влияния пестицидов.

Меня затронуло то, что это является небезопасным для окружающей среды и для человека. Мы с учителем решили провести наблюдение и узнать, как пестициды и их использование наносят вред человеку и окружающей среде. Я считаю свою тему актуальной, так как реальная опасность пестицидов для человека и окружающей среды составляет одну из важных проблем экологии в настоящее время.

Рассмотрим, как идет накопление и передача по цепям питания. Остатки пестицидов в окружающей среде могут быть поглощены растениями или животными организмами, которые, в свою очередь, потребляются более крупными видами животных, в которых концентрация накапливаемых ядохимикатов растет. Это ведет к наличию остатков пестицидов в пище и их последующему потреблению человеком.

Циркуляция пестицидов может происходить по следующим схемам:

воздух — растения — почва — растения — травоядные животные — человек

почва — вода — зоофитопланктон — рыба — человек.

Например, в 1 кг почвы могут быть лишь тысячные доли миллиграмма хлорорганических пестицидов, а в моркови, выращенной в такой почве, их содержится от 1 до 6 мг на 1 кг продукции. Некоторые пестициды поступают через корневую систему, и по мере роста плодов концентрация пестицидов в них 1 увеличивается.

Таким образом, виден путь, по которому остатки пестицидов достигают человека, лежит через пищу. Поэтому между человеком и пищей необходимо установить барьер безопасности — это официально разрешенное безвредное количество остатков пестицидов в пище того или иного продукта. Все приемы хранения, переработки и приготовления продуктов способствуют уменьшению остатков пестицидов в пище.

Токсичные эффекты пестицидов являются весьма весомыми, люди пытаются избавиться от пестицидов, помыв или почистив овощ или фрукт. Действительно ли этот метод приносит результат?

Перед приготовлением пищи, предварительно моем и чистим продукты, это может сократить влияние некоторых пестицидов, но не устранить их. Очищение уменьшает возможность воздействия пестицидов на организм, но вместе с тем мы теряем ценные питательные вещества, которые выбрасываются вместе с кожицей. Так что обезопасить себя можно только приемом домашних овощей и фруктов, но, а если таковых нет, то следует уделять большое внимание продуктам при их покупке и стараться, как можно реже покупать импортные овощи и фрукты.

Домашняя продукция является безопасной и более полезной, используют домашние пестициды, отличающиеся от обычных высокой практичностью применения и наибольшей безопасностью для человека и окружающей среды.

Влияние пестицидов на человека.

Пестициды – это специально разработанные химические вещества, которые в основном применяют для защиты сельскохозяйственных растений.

Потери урожая растений разных культур из-за вредителей может составлять до 50%. Это исключая нашествия саранчи, когда весь урожай может быть потерян. По типу объектов, которые пестициды должны уничтожить, делят на три группы.

Классификация пестицидов

инсектициды фунгициды гербициды

Первое свойство – токсичность. Это одна из трех важнейших показателей качества.

Второе свойство – специфичность.

Третье свойство – стойкость, способность не разрушаться и накапливаться в окружающей среде.

Значительное содержание этих веществ влечет за собой тяжелые последствия, которые сказываются и на нас с вами. Санитарно - эпидемиологическими службами давно установлено, что повышенное содержание этих веществ, например, в питьевой воде резко увеличивает частоту раковых заболеваний.

Время показывает, что нужно отказаться от использования пестицидов, но мы не можем так поступить, потому что пострадает в первую очередь такая отрасль сельского хозяйства - растениеводство.

Применение пестицидов — вынужденная необходимость, если мы хотим нормально жить и разнообразно питаться. С другой стороны, пестицидов, безопасных для человека и окружающей среды, не существует.

Но мы можем, хотя бы ответственно обращаться с пестицидами:

- не превышать дозировку;

- не нарушать правил химической обработки;

- не допускать того, чтобы пестициды и обработанные семена находились на открытых участках без присмотра.

В силу своих эколого-токсикологических особенностей пестициды представляют существенную опасность для окружающей среды. Являясь физиологически активными веществами, они могут губительно воздействовать на чувствительные почвенные макро и микроорганизмы на видовом уровне, мигрируют из почвы, несут угрозу загрязнения почвенно-грунтовых вод и водоемов. Накапливаясь в различных звеньях, могут негативно воздействовать на многие компоненты биогеоценоза, включая животных и человека, следовательно, на экологическое равновесие в целом.

В погоне за качеством и количеством человек вредит сам же себе. Покупая фрукты и овощи на рынке и даже в магазине, мы не можем обезопасить себя от употребления вредных веществ. Наряду с неконтролируемым и несанкционированным ввозом ядохимикатов в страну имеет место также неграмотное и неограниченное их использование.

Расфасованные в маленькие пакетики, пестициды продаются на рынках и покупаются мелкими фермерами и дачниками, которые, применяя эти вещества без соответствующих знаний, вредят не только себе, но и ничего не подозревающему потребителю.

Поскольку человек является конечным звеном многих пищевых цепей, необходимо учитывать опасность, связанную с использованием таких биологически активных веществ. Для преодоления проблемы, необходимо разрабатывать более совершенные средства борьбы, с обязательной сертификацией и учётом ввозимых и используемых пестицидов.

Только таким способом, можно достигнуть равновесия между производительностью и безопасностью сельского хозяйства. Так же в ходе исследования нами были составлены собственные рекомендации.

Рекомендации.

Я хочу предложить вам краткое руководство по применению обычных растений для борьбы с насекомыми, вредителями и заболеваниями. Их эффективность доказана не только богатым опытом овощеводов и садоводов, но и научными экспериментами. Эти методы совершенно безвредны для человека и окружающей среды. Но все же не следует забывать о простых мерах безопасности. Приступая к обработке, наденьте перчатки и очки, не опрыскивайте сад и огород в ветреную погоду.

Борьба с вредителями (опыт садоводов).

Цитрусовые масла:

Кожица апельсинов, лимонов и других цитрусовых содержит вещества лимонин и линалул, которые оказывают сильное стимулирующее действие на насекомых, вызывая конвульсии и выводя из строя нервную систему листогрызущих гусениц, колорадского жука, тлей и клещей. Для приготовления не большого количества масла цитрусовых: опустить натёртую кожицу одного лимона в пол – литра кипящей воды и настаивать раствор в течении 24 часов. Затем процедить и полученной жидкостью обработать огород.

Аллицин – это компонент, придающий чесноку его характерный аромат. В нем так же присутствует сера, входящая в качестве ингредиента во многие коммерческие фунгициды. Препараты из чеснока оказывают хорошее воздействие в борьбе с бурой гнилью, пятнистостью листьев, паршой, ржавчиной и многими другими грибковыми заболеваниями. Чеснок – это полезное для здоровья человека растение может оказаться наилучшим компонентом растворов для обработки сада и огорода. Он отпугивает насекомых и лечит болезни растений. Для приготовления смеси нужно истолочь зубчики чеснока, поместить их в оливковое масло на 24 часа, тщательно процедить и размешать 2 чайные ложки настоя в 500г воды. Полученный препарат уничтожает капустную моль, уховерток, блох и т.д. Для обработки используется водный раствор.

Жгучий перец:

Наряду с чесноком, жгучий перец – одно из самых эффективных средств борьбы с вредителями. Капсаицин – жгучее вещество, находящееся в этом виде перца, особенно эффективно против муравьёв, корневых личинок и мягкотельных насекомых. Смеси, содержащие перец, отпугивают также большинство листогрызущих клопов. Чтобы приготовить базовый препарат жгучего перца, нужно смешать в миксере пригоршню жгучего перца с 1л воды, затем процедить и можно приступать к обработке.

Листья этого маленького цветка содержат яд, уничтожающий бражника, колорадского картофельного жука и некоторых гусениц. Листья привлекают насекомых - вредителей и потом убивают их. Приготовив настой из листьев, вы можете завлечь и уничтожить большое число вредителей сразу.

Препарат приготовления из листьев овощного растения, давно используется как средство борьбы со многими насекомыми – вредителями. Настой привлекает хищных насекомых, уничтожающих коробочных червей и тлю. Кроме того, компонент, лишает необходимых питательных веществ и они умирают от голода. Чтобы приготовить настой, нужно залить 1 чашку измельченных томатных листьев 2 чашками воды и оставить на ночь. Процедить, добавить в процеженную жидкость еще 2 чашки воды, затем приступить к опрыскиванию.

1.В работе была поставлена задача доказать, что пестициды, даже малотоксичные несут в себе негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека.

2. Работа будет продолжена, так как наблюдение продолжится.

Использованная литература.

2.Г. С. Груздев «Химическая защита растений

5.Артюшин А.М., Державин Л.М. - “Краткий словарь по удобрениям” - 2-е изд. Москва, 1984г.

Питание — это основа жизни любого живого организма, в том числе и растений. Без питания невозможны процессы роста и развития. С точки зрения практического растение­водства важнейшим средством улучшения питания сельско­хозяйственных культур является прежде всего применение органических и минеральных удобрений. Рост растительной продукции определяется множеством факторов, среди кото­рых ведущая роль принадлежит все же удобрениям, и осо­бенно минеральным, производство которых наращивает вы­сокие темпы.

Почва является основным источником обеспечения сельс­кохозяйственных культур питательными веществами. Одна­ко в современных условиях непрерывной интенсификации сельскохозяйственного производства для ежегодного выра­щивания высоких урожаев с продукцией высокого качества довольно часто оказывается недостаточным то количество питательных веществ, которое поступает в растения из орга­нического вещества и труднорастворимых минеральных со­единений почвы в результате деятельности микроорганиз­мов и корневой системы растений. Особенно это относится к Нечерноземной зоне, где дерново-подзолистые почвы с низ­ким уровнем окультуренности занимают около 51% площади.

Запасы питательных веществ в почвах во много раз пре­вышают потребность в них растений. Однако большая их часть представлена недоступными для растений соединениями.

Удобрения — это органические и неорганические 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).

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 подразделяются на азотные, фосфорные, калийные.

Органические удобрения — это перегной, торф, навоз, птичий помет (гуано), различные компосты, органические отходы городского хозяйства (сточные воды, осадки сточ­ных вод, городской мусор), сапропель, зеленое удобрение. Они содержат важнейшие элементы питания, в основном в органической форме, и большое количество микроорганиз­мов. Действие органических удобрений на урожай культур сказывается в течение 3—4 лет и более.

Бактериальные удобрения — это препараты, содержа­щие полезные для растений бактерии. Они способны улуч­шать питание сельскохозяйственных культур и не содержат питательных веществ.

Последствия внесения удобрений. Минеральные удобре­ния оказывают прямое и косвенное воздействие на сельско­хозяйственные культуры, на почву, на развитие биологи­ческих процессов в природных водах.

Внесение минеральных удобрений способствует активи­зации микробиологических процессов в почве, но это приво­дит к целому ряду отрицательных последствий: ухудшению физико-химических и биологических свойств почв, сниже­нию качества сельскохозяйственной продукции.

Ухудшение физико-химических свойств проявляется в том, что изменяется состав и структура плодородного слоя почвы — гумуса, происходит подкисление почв. Следствием применения биологических свойств почвы являются: измене­ние видового и родового состава почвенных микроорганиз­мов, рост численности токсинообразующих (вредных) микро­организмов, рост численности бактерий и грибов.

Наиболее безопасными с точки зрения влияния на био­сферу являются органические удобрения, хотя их избыточ­ное применение приводит к следующим отрицательным по­следствиям: загрязнение почвы и сельскохозяйственных ра­стений патогенными микроорганизмами и семенами сорных трав, перенасыщение питательными веществами пахотного слоя удобряемых угодий, загрязнение водоемов стоками с полей, накопление избыточного азота в почве и кормовых структурах, что вызывает нарушение обмена веществ у животных.

Пестициды (pestis — зараза, разрушение, cide — уби­вать) — химические препараты для защиты сельскохозяй­ственной продукции, растений, для уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболева­ний и т. п. Пестициды, в зависимости от объекта воздействия, подразделяются на:

• гербициды — для уничтожения сорной растительности;

• инсектициды — для уничтожения вредных насекомых;

• зооциды — для борьбы с грызунами;

• фунгициды — против возбудителей грибковых заболева­ний;

• дефолианты — для удаления листьев;

• дефлоранты — для удаления цветков.

Пестициды распространяются на больших пространствах, весьма удаленных 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 попада­ют в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биоценозы и др., в значительных коли­чествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концен­трации при движении по трофическим цепям.

Пестициды являются единственным загрязнителем, ко­торый сознательно вносится человеком в окружающую сред. Они поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, ви­довое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в итоге представляют опас­ность и для самого человека.

Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксид , дибензофуран 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 вещества оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека.

Итак, пестициды первых поколений оказались сильнодей­ствующими, в ряде случаев опасными для людей и живот­ных. По мнению химиков, новые типы препаратов-пестици­дов, в частности некоторые фосфорно-органические препа­раты, способны быстро разлагаться во внешней среде, обеспечивая безопасность их применения.

Широкое применение биологических методов защиты ра­стений позволит уменьшить степень загрязнения среды пес­тицидами.

Пестициды (от лат. pestis — зараза и caedo — убиваю), химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека и животных. В группу пестициды включают также дефолианты и десиканты, облегчающие механизированную уборку урожая некоторых культур, регуляторы роста растений (ауксины, гиббереллины, ретарданты), добавки к краскам против обрастания морских судов.

Бесспорно, пестициды – это не новейшее достижение человечества, поскольку их использовали и ранее. С возникновением острой необходимости защитить культуры от набегов вредителей и резкого снижения урожайности, ученые стали думать над созданием искусственного препарата, позволяющего избежать данных проблем. Так и появились известные нам пестициды. Вначале они претерпевали критику и многочисленные тестирования, в том числе на вредность здоровью человека, культурным растениям и самой почве. Вскоре специалисты смогли убедить, что защита растений во многом зависит от применения таких химических препаратов, как пестициды.

Сегодня известны многие пестициды. Все они имеют свою классификацию и относятся к различным группам в зависимости от назначения (классификацию и назначение см. ниже).

В последние годы во всем мире использовалось свыше 1000 химических соединений (пестицидов) в целях защиты животных и растений от вредителей. Каждый год в мире появляется около 50 новых пестицидов. Сегодня в мире на 1 га. наносится 300 кг. химических средств.
Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве и медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно отмечается снижение их эффективности в результате развития резистентных рас вредителей и распространения “новых” вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами.

Непомерное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество окружающей среды, а особенно почвы.

Т.к. пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду, проблема подобного загрязнения требует тщательного изучения и контроля со стороны человека.
Классификация пестицидов

Пестициды делят на следующие основные классы, в зависимости от того, против каких вредных организмов используют:

1) антифидинги — вещества, отпугивающие насекомых от растений, которыми они питаются;

2) инсектициды — средства, уничтожающие вредных насекомых;

3) гербициды — препараты для борьбы с нежелательной растительностью;

4) зооциды — яды, уничтожающие вредных позвоночных (вещества для борьбы с грызунами называются родентицидами, а только с крысами — раттицидами);

5) бактерициды – для борьбы с бактериями;

6) вирусоциды – убивают вирусы;

7) фунгициды — средства для борьбы с возбудителями бактериальных, вирусных и грибных болезней растений;

8) нематоциды — препараты, убивающие круглых червей — возбудителей нематодных болезней растений;

9) акарициды — вещества для борьбы с клещами;

10) моллюскоциды — вещества, уничтожающие вредных моллюсков (яды для борьбы с голыми слизнями называются лимацидами).

Пестициды включают также протравители семян, репелленты — средства, отпугивающие вредных насекомых, клещей, млекопитающих и птиц, аттрактанты — вещества для привлечения членистоногих с тем, чтобы их затем уничтожить или выявить локализацию или начало лета вредителей, хемостерилизаторы — препараты, которые не убивают насекомых, грызунов, клещей, но вызывают у них бесплодие.

Имеются пестициды комплексного действия. Например, протравители семян содержат одновременно фунгицид, бактерицид, инсектицид и т.д. Использование таких пестицидов позволяет сократить затраты труда на обработку.

В некоторых случаях пестициды объединяют в группы в зависимости от фазы развития вредного организма, против которого они применяются. Например, овициды — яды, убивающие яйца насекомых, клещей, ларвициды — уничтожающие личинок и т.д.

В зависимости от скорости разложения в почве пестициды разделяют на шесть групп:

1) с периодом распада более 18 мес (хлорорганические препараты, соединения селена);

2) около 18 (триазиновые гербициды, пиклорам, диурон и некоторые др.);

3) около 12 (производные галоидбензойных кислот и некоторые амиды кислот);

4) до 6 (нитрилы кислот, производные арилоксиуксусных кислот, трефлан и его аналоги, нитрофенолы и др.),

5) до 3 (производные арилкарбаминовых, алкилкарбаминовых кислот, некоторые производные мочевины и гетероциклические соединения);

6) менее 3 мес (органические соединения фосфора и др.).

Химические и физические свойства пестицидов

Строение и состав пестицидов

По химическому составу все химические препараты делятся на классы. Например, фунгициды бывают: 1) неорганические (соединения с медью, серой и железным купоросом);

2) органические (гетероциклические соединения, с амидами и анилидами кислот и т.п.).

Инсектициды имеют свою химическую группу: 1) соединения с хлором;

3) с карбаматами;

4) синтетические пиретроиды.

Пестициды относятся к различным классам органических и неорганических соединений. Большинство представляет собой органические вещества, получаемые синтетическим путём. Среди них важное место принадлежит хлорорганическим и фосфорорганическим пестицидам, производным карбаминовой кислоты, пестицидам растительного происхождения, триазинам, производным мочевины. Из неорганических веществ важны соединения меди, серы и др.

Особого внимания заслуживает группа фосфорорганических пестицидов, это органические производные фосфорных кислот. Мало стабильны в окружающей среде, что исключает возможность их накопления в опасных для живых организмов количествах. Большинство фосфорорганических пестицидов разлагается в объектах окружающей среды, образуя нетоксичные продукты: H3PO4, CO2 и H2O. К недостаткам относится сравнительно высокая токсичность многих фосфорорганических пестицидов для человека и животных, что вызывает необходимость соблюдать меры предосторожности при их использовании.

Действие пестицидов на живые организмы напрямую зависит от строения этих веществ. Пестициды – не только яды, отравляющие многие живее организмы, многи из них обладают высокой специфичностью, что уменьшает воздействие пестицида на окружающую среду. Рассмотрим примеры.

Ювенильный гормон – 10,11-окси-7-этил-3,11-диметил-2,6-тридекадие-новой кислоты – вещество, выделяемое всеми насекомыми, необходимо на отдельных этапах их развития (превращение личинки) и вредно для других стадий (яйца). Попадание гормона на тело взрослого насекомого приводит к гибели потомства. На этом основан весьма эффективный биологический метод борьбы с вредными насекомыми (1 грамма гормона достаточно для гибели 1 млрд. насекомых). Успешно решается проблема специфичности биологических стерилизаторов. Например, высокой активностью обладает метиловый эфир n-(1,5-диметил-1,4-гексадиен)-бензойной кислоты.


10,11-окси-7-этил-3,11-диметил-

2,6-тридекадиеновая кислота

метиловый эфир n-(1,5-диметил-1,4-гексадиен)-бензойной кислоты

Другой биологический метод уничтожения вредных насекомых заключается в использовании половых аттрактантов – высокоспецифических веществ, выделяемых самками для привлечения по запаху самцов на расстоянии до нескольких километров. Поражает невероятная чувствительность насекомых к аттрактантам, являющимся непредельными алифатическими спиртами, кислотами или их эфирами и терпеноидами. Например, аттрактант коробочной хлопковой моли является ацетатом транс-10-пропил-5,9-тридекадиен-1-ола (строение установлено в 1966 году):

В зависимости от строения и входящих в состав пестицидов веществ они обладают разной активностью.

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

Т.к. пестициды в большинстве своём всё же очень устойчивые вещества, особого внимания требует вопрос, затрагивающий реакции их разложения.

В природной среде существует процесс естественной химической конверсии в результате гидролиза, окисления, фотолиза пестицидов. Однако этого недостаточно для того, чтобы пестициды не накапливались в почве.

Наиболее известные искусственные методы обезвреживания пестицидов – это захоронение, сжигание, плазмохимическое разрушение и др. Наиболее перспективной для практики является окислительная деструкция токсичных веществ в жидкой фазе. Существуют различные его разновидности: биологическое окисление, окисление активным хлором, озоном, пероксидом водорода, электрохимическое окисление. Последняя из перечисленных разновидностей характеризуется как наиболее универсальная и удобная для практической реализации, т.к. она позволяет генерировать окислитель на аноде и одновременно восстанавливать токсичные ионы тяжелых металлов на катоде.

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).

Это основа химического метода защиты растений, являющегося пока самым эффективным в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками. Пестициды способствуют значительному сокращению потерь в сельском и лесном хозяйстве, деревообрабатывающей промышленности. Затраты на их применение окупаются в 5—12 раз.

В зависимости от свойств пестицидов и его назначения для обработки одного гектара требуется 0,2—40 кг (чаще 0,5—2 кг) пестицида в пересчёте на активное вещество. Чтобы равномерно распределить такое небольшое количество пестицидов по обрабатываемой площади, их применяют в соответствующей препаративной форме (смачивающиеся порошки, концентраты эмульсий, дусты, растворы в воде и органических растворителях, аэрозоли, гранулы и др.) и вносят различными способами (опрыскивание, опыливание, фумигация, отравленные приманки, протравливание).

В препаративную форму, кроме пестицида, входят вспомогательные вещества, разбавители и эмульгаторы. Наиболее перспективны препараты для опрыскивания (смачивающиеся порошки, концентраты эмульсий, растворы в воде и органических растворителях), а также гранулы для нанесения на растения и внесения в почву. Особенно интересны растворы в нелетучих органических растворителях, используемые для ультрамалообъёмного опрыскивания (УМО), при расходе препарата от 0,5 до 10 л/га. Обработку сельскохозяйственных культур пестицидами проводят с помощью наземных машин и авиации.

Если обработка пестицидом производится в ручную, необходимо помнить о средствах защиты, в первую очередь о спецодежде. Существуют ограничения, которые запрещают выполнение данной работы лицами, имеющими определённые виды заболеваний, детьми, беременными и кормящими женщинами и т.д.
Экологическая опасность: действие на окружающую среду

и организм человека

Меры предосторожности

Влияние пестицидов на биоценозы сложно и многообразно. Особенно значительные нарушения биоценозов отмечаются при систематическом применении стойких высокотоксичных пестицидов (главным образом инсектицидов, акарицидов).

Из-за уничтожения пестицидами паразитических и хищных членистоногих нередко наблюдается массовое размножение других вредных видов насекомых и клещей. Например, массовое размножение красного плодового клеща при обработке плодовых ДДТ, отмеченное в ряде стран, объясняют гибелью хищных клещей тифлодромид, а кровяной тли (после применения этого же препарата) — уничтожением паразита тли — афелинуса.

Известно отрицательное действие при неправильном использовании пестицидов на человека, а также на пчёл, шмелей и др. насекомых опылителей, на рыб (при попадании в водоёмы), птиц, диких зверей, домашних животных, а также на природу в целом.

Для предупреждения возможного вредного влияния пестицидов на человека, животных, растения, воду и т.д. необходимо при применении учитывать их действие не только на определённого вредителя, но и на биоценозы и предвидеть конечные результаты проводимых мероприятий.

Важно строго соблюдать контроль за остаточными количествами пестицидов в пищевых продуктах. Существуют правила по хранению, транспортировке и применению пестицидов, которые обязательны для всех ведомств, а также для отдельных лиц, работающих с пестицидами.

Большое внимание уделяется выделению, изучению, синтезу и разрабатыванию способов применения пестицидов новой природы действия, отличающихся высокой специфичностью,— половым аттрактантам (феромонам), антифидингам, хемостерилизаторам, веществам, обладающим действием ювенильного гормона, выделяемого мозгом насекомого. Введение насекомому ювенильного гормона или его аналогов на той стадии развития, когда гормон должен отсутствовать, приводит к нарушению метаморфоза или вызывает гибель насекомого.

Высокая специфичность этих групп пестицидов, видимо, позволит в будущем избирательно истреблять определённые виды насекомых, не затрагивая биоценоза в целом. Пестициды должны превратиться из средств уничтожения вредителей в средства регуляции их численности.

Наименьшая опасность применения пестицидов для полезных насекомых (энтомофагов, опылителей, медоносных пчёл) достигается при предпосевной обработке семян, посадочного материала, использовании пестицидов избирательного действия, обладающих меньшей токсичностью для энтомофагов, чем для фитофагов.

Пестицидное отравление губительно действует на многих плотоядных, особенно птиц.

Общий эффект использования пестицидов — снижение видового разнообразия. Обычно пестициды также повышают продуктивность на нижних трофических уровнях и понижают на верхних

Пестициды также отравляюще действуют и на организм человека. 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. Большинство их поступает в человеческий организм через органы дыхания, кожу, желудочно-кишечный тракт.

Особенно опасны отравления пестицидами при обработке помещений и посевного материала.

Хлорорганические пестициды обладают общим токсическим действием на организм; они обычно поражают внутренние органы (печень, почки) и нервную систему. Признаки отравления мало специфичны: общая слабость, головокружение, тошнота, раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей.

Большинство фосфорорганических пестицидов легко проникает в организм через кожу и обладает выраженным антихолинэстеразным действием. Признаки острого отравления ими специфичны: слюнотечение, сужение зрачков, мышечные подёргивания, судороги.

При остром отравлении ртутьорганическими пестицидами наблюдаются повышенное выделение слюны, металлический вкус во рту, тошнота, иногда — рвота, понос со слизью, головные боли, обморочное состояние.

Все виды работ с пестицидами проводятся с обязательным использованием средств индивидуальной защиты (спецодежды, спецобуви, респиратора, противогаза, защитных очков и т.д.). К работам с пестицидами не допускаются лица с медицинскими противопоказаниями, подростки до 18 лет, беременные и кормящие женщины. Продолжительность рабочего дня не должна превышать 6 часов, при контакте с сильнодействующими пестицидами — 4 часов.

Интересные факты из истории 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

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.

3. Мельников Н. Н., Химия и технология пестицидов, М., 1974

4. Гар К. А., Химические средства для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур, М., 1970

5. Справочник по пестицидам. Гигиена применения и токсикология, К., 1974.

Читайте также: