Влияние пестицидов на водные экосистемы реферат
Обновлено: 24.04.2024
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.
- Ознакомиться с литературой, посвященной защите растений и защите окружающей среды.
- 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.
Е.А. Зилов
Гидробиология и водная экология
Учебное пособие. – Иркутск: Иркут. ун-т, 2007.
20. Консервативные токсиканты в водных экосистемах
20.3. Пестициды
Пестициды – необходимый компонент современного сельского хозяйства. Мировые потери урожая от болезней, вредителей, сорняков составляют:
Зерновых – 510 Мт;
Сахарной свеклы – 569 Мт;
Сахарного тростника – 567 Мт;
Картофеля – 129 Мт
Без применения пестицидов урожайность в мире бы снизилась
Для картофеля – на 37%;
Для капусты – на 22%;
Для яблок – на 10%;
Для персиков – на 9%.
Для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур сначала использовали вещества, содержащие тяжелые металлы, такие, как свинец, мышьяк и ртуть. Эти неорганические соединения называют пестицидами первого поколения.
Современные пестициды представляют собой большую группу органических веществ, токсичных для разного рода нежелательных организмов. По механизму биологического действия они подразделяются на:
зооциды; инсектициды; эпициды; акарициды; родентициды; лимациды; нематоциды; фунгициды; бактерициды; гербициды; дефолианты; дефлоранты; десиканты (для высушивания листьев на корню); фумиганты (для окуривания угодий или помещений); ретарданты (для регуляции роста и развития растений); репелленты (для отпугивания насекомых, грызунов); аттрактанты (для привлечения насекомых с последующим уничтожением).
Сегодня в мире в среднем на 1 га наносится 300 г химических средств защиты растений.
Оказалось, что использование органических пестицидов связано с целым рядом проблем. Их можно разделить на четыре категории:
— развитие устойчивости у вредителей;
— возрождение вредителей и вторичные вспышки численности;
— нежелательное воздействие на окружающую среду.
В поисках средства борьбы с вредителями швейцарский химик Пауль Мюллер начал систематически изучать воздействие некоторых органических веществ на насекомых в 1930 г. К 1938 г. он натолкнулся на дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), который впервые был синтезирован еще в 1874 г.:
В первое время ДДТ был настолько эффективен, что снижение численности вредителей во многих случаях привело к резкому росту урожаев. Стало возможным выращивать менее устойчивые к вредителям, но более урожайные сорта, распространить некоторые культуры в новые климатические зоны, где ранее они были бы погублены насекомыми.
Мало того, из-за широкого спектра инсектицидного действия ДДТ стал эффективным средством борьбы с насекомыми, переносящими инфекции. Во время второй мировой войны его использовали против вшей, распространявших сыпной тиф среди солдат, находившихся в антисанитарных фронтовых условиях. Благодаря ДДТ это была первая из больших войн, в которой от тифа погибло меньше людей, чем от боевых ранений. Всемирная организация здравоохранения распространила ДДТ в тропических странах для борьбы с комарами и достигла заметного сокращения смертности от малярии. Вне всякого сомнения, ДДТ спас миллионы жизней.
В 1948 г. Пауль Мюллер, вполне заслуженно, получил за свое открытие Нобелевскую премию. В 2020-е г. когда выяснилось, что ДДТ благодаря своей устойчивости быстро накапливается в пищевых цепях и опасен для людей, использование ДДТ было запрещено в большинстве развитых стран. В бывшем СССР ДДТ продолжал использоваться в количествах, официально не превышающих ПДК (для воды/почвы – не более 0,1 мг л–1/кг–1). В настоящее время в биосфере находится ориентировочно 1 Мт ДДТ (Мазур, 1996).
Поступление пестицидов в гидросферу и его последствия
Пестициды поступают в водоемы с дождевыми и талыми водами (поверхностный сток), после авиа- и наземной обработки сельскохозяйственных угодий, лесов и водоемов пестицидами, с дренажно-коллекторными водами, образующимися при выращивании хлопка и риса, со сточными водами предприятий, производящими эти вещества. В составе мирового поверхностного стока содержится не менее 2 Мт инсектофунгицидов и других пестицидов органической природы, которыми ежегодно обрабатываются посевы и насаждения сельскохозяйственных культур.
Использование ПХБ в качестве пестицидов обуславливает значительно большее загрязнение ими окружающей среды, чем поступление из других источников. Так, например, доля диоксинов в донных осадках Токийского залива, попавших туда из-за использования пестицидов, оказалась в 5 выше, чем благодаря поступлению из других источников (Masunaga, 2003).
Стойкие пестициды (ДДТ и др.) способны к биоаккумуляции. Как правило, в воде часть их находится в растворенном виде в малых и ультрамалых концентрациях, порядка нг или мкг л–1 воды, но значительно большая их доля адсорбирована на неорганических и органических частицах, на поверхности тел организмов бактерио-, фито- и зоопланктона. Гидробионты-фильтраторы, поглощая взвеси непосредственно из воды и выедая фито- и бактериопланктон, накапливают пестициды в своих тканях и передают их в последующие звенья трофических цепей – рыбам. При отмирании, планктон оседает на дно и загрязняет донные отложения. Донные отложения служат пищей организмам детритофагам, поедание которых рыбами бентофагами обеспечивает накопление пестицидов уже в их тканях. Таким образом, происходит загрязнение пестицидами двух основных подсистем водной экосистемы: пастбищной и детритной цепей питания.
Эта вероятность концентрирования веществ в достаточно длинных цепях пресноводной или морской среды представляет наиболее опасное последствие загрязнения вод пестицидами.
В качестве наиболее известного примера потрясений, вызванных заражением вод хлорорганическими инсектицидами можно привести катастрофу на озере Клир-Лейк в Калифорнии. В 1949, 1954, 1957 г. озеро было обработано ТДЕ (соединение типа ДДТ) с целью уничтожения комаров (Chaoborus astictopus). Озеро было обработано относительно слабыми дозами ТДЕ (14 мкг л –1 ). После распыления препарата его концентрация в планктоне составляла 5 мг кг -1 , т.е., в 30 раз выше. В жировой прослойке и мышцах сомика (Ameirus catus), выловленного в 1958 г., содержалось соответственно 1700-2375 (в 1000 – 1500 раз выше, чем в воде) и 22-221 мкг кг -1 этого вещества. Результатом этого стало быстрое уменьшение колонии западных поганок (Aechmophorus occidentalis) – птиц, населяющих это озеро и потребляющих в пищу только рыбу. Из 1000 гнездующихся пар после обработки препаратом осталось лишь 30, и те оказались почти стерильными. В тканях мертвых птиц содержалось до 2500 мг кг –1 ТДЕ, т.е. в 500 раз выше, чем в планктоне и в 15000 раз выше, чем в воде (Рамад, 1981). Другой пример накопления трех разных пестицидов в пищевых цепях оз. Онтарио приведен в таблице 36. В таблице 37 приведены усредненные данные по накоплению ДДТ компонентами озерной экосистемы средних широт.
Содержание пестицидов в организмах в озере Онтарио (мкг кг -1 сухого веса/л) (Allan, 1991)
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Пестициды 5
1.1 Инсектициды 6
1.2 Фунгициды. 8
1.3 Гербициды. 8
2. Экологические особенности пестицидов 9
3. Воздействие пестицидов на виды и биоценозы 11
3.1 Демоэкологическая форма воздействия 11
3.2 Биоценотические последствия 13
4. Загрязнение водоемов пестицидами 17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22
ЛИТЕРАТУРА 25
Пестициды являются вторым фактором (после промышленных загрязнений), сокращающим рыбные ресурсы многих стран мира.
В условиях круглогодичного поступления пестицидов в экосистему водоема необходима организация регулярных мониторинговых работ по оценке количественного и качественного анализа поллютантов. С учетом того, что весной с сельскохозяйственных полей талыми и грунтовыми водами увеличивается смыв оставшихся с прошлогоднего сезона и примененных в текущем году пестицидов, возникает потенциальная угроза негативного воздействия токсикантов на рыб в критический для существования видов период жизни. Осенний сезон интересен с позиции оценки качества подготовки рыб к зимовке, которая является отражением качества среды обитания в течение нагульного летне-осеннего периода и восстановления организма после нереста. Кроме того, осень является окончанием сельскохозяйственного сезона, в том числе применения химических средств защиты растений.
Оценивалось содержание в воде следующих действующих веществ пестицидов: дифлуфеникан, имазалил, имазетапир, имидаклоприд, ипродион, метрибузин, пенцикурон, тиаметоксам, фамоксадон, флумиоксазин, хизалофоп-П-этил, ципросульфамид, этофумезат. Многолетние мониторинговые исследования показывают, что содержание загрязняющих веществ, в том числе и пестицидов, в воде — величина очень динамичная и не постоянная. Флуктуации концентраций растворенных в воде токсикантов в условиях острых выбросов могут достигать значительных величин. При этом различия между географически смежными районами исследований могут характеризоваться не только количественным, но и качественным составом обнаруженных пестицидов. Исследования показали, что в весенний сезон в течение 2010-2012 гг. в воде прибрежных акваторий Азовского моря были выявлены все исследуемые в реферате пестициды кроме дифлуфеникана, имазалила и пенцикурона. Следует отметить, что в отдельных станциях обнаружены пестициды от 0 до 5 наименований, что говорит о значительной вариабельности данного вида загрязнения. Помимо качественного, значительно различался и количественный состав пестицидного загрязнения, что нашло отражение в больших значениях дисперсии. В осенний сезон в течение 3 лет наблюдения не были выявлены дифлуфеникан, ипродион и пенцикурон.
Неравномерность пестицидного загрязнения различных участков прибрежной акватории Азовского моря отражается в частоте обнаружения конкретного пестицида в общей массе проб, что также является информативным показателем того, насколько конкретное вещество может считаться приоритетным поллютантом. Исследования показали, что в изучаемый период только незначительная часть пестицидов встречалась в воде относительно часто. В весенний сезон это: имидаклоприд, метрибузин, флумиоксазин, ципросульфамид; данные вещества встречались в 25-39% проб воды. Из веществ, которые были относительно редки или встречались единично, следует отметить дифлуфеникан, пенцикурон, тиаметоксам, фамоксадон, хизалофоп-П-этил. В осенний сезон наиболее массовыми веществами были имазалил, имазетапир, имидаклоприд, метрибузин. В этой связи, при оценке опасности загрязнения воды следует учитывать не только абсолютные значения загрязнения, но и частоту встречаемости данного вещества в различных участках акватории.
Межсезонное сравнение абсолютных значений концентраций пестицидов показало, что более значительное загрязнение отмечалось в осенний сезон по сравнению с весной. Если говорить о тенденциях, то можно отметить, что те вещества, которые более часто встречались весной, имели и бóльшие весенние концентрации, и наоборот. Межсезонные различия в загрязнении природных вод теми или иными поллютантами и, в том числе, пестицидами могут объясняться несколькими факторами. Прежде всего — это сезонные различия поступления чужеродных веществ в водоем вместе с поверхностными и грунтовыми водами, а также с осадками. Второй фактор — сезонность применения пестицидов. Весной преобладают довсходовые и послевсходовые гербициды, во второй половине весны — инсектициды. В осенний сезон — различные фунгициды.
Качественный анализ данных пестицидного загрязнения воды на основе представлений о синергическом действии обнаруженных поллютантов показал, что во всех исследуемых районах России уровень пестицидного загрязнения не отражался на функционировании таких трофических звеньев как зоопланктон, зообентос и рыбы.
Но и, тем не менее, в результате загрязнения пестицидами водоемов опасность рыб, употребляемых человеком в пищу, сохранится на многие годы. Ясно и то, что мы по-настоящему еще не оценили опасности пестицидного загрязнения водоемов для гидробионтов. Тут, как и во многих других случаях с пестицидами в окружающей среде, надо ждать неприятных открытий. Один из главных выводов, основанных на современных знаниях, – фоновые концентрации ряда пестицидов в окружающей среде вплотную приблизились к концентрациям, которые серьезно влияют на жизнеспособность ряда видов. Похоже, мы находимся на грани настоящей пестицидной катастрофы с гидробионтами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зверев А.Т., Зверева Е.Г., Вилевский Е.Р., Гусев А.В. Региональная экология, Домодедовский район, учебное пособие для общеобразовательных учебных заведений, комитет по охране окружающей среды Домодедовского района, Москва 2000 г.
2. Экологическое право России. Учебник. Под. Ред. Ермакова В.Д. Сухарева А.Я. М.: Институт международного права и экономики. Изд-во "Триада, ЛТД". 1997
3. Ерофеев Б.В. Экологическое право России. Учебник. Издание второе, переработанное и дополненное. М.: Юрист. 1996.
4. Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы: материалы V Всероссийской конференции по водной эко токсикологии, посвященной памяти Б.А. Флерова, с приглашением специалистов из стран ближнего зарубежья; Современные методы исследования состояния поверхностных вод в условиях антропогенной нагрузки: материалы школы семинара для молодых ученых, аспирантов и студентов. (Борок, 28 октября - 1 ноября 2014 г.). В двух томах. Том 1.– Ярославль: Филигрань, 2014. – 220 с.
5. Бугаев Л.А., Войкина А.В., Валиуллин В.А., Карпушина Ю.Э. Пестицидное загрязнение воды прибрежной зоны Таганрогского и Ясенского заливов Азовского моря в 2009-2011 гг. //
Нет нужной работы в каталоге?
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов
Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит
Бесплатные доработки и консультации
Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки
Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа
Техподдержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему
Строгий отбор экспертов
Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы ![]()
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
С ростом населения Земли стало ясно, что обеспечение его продуктами питания немыслимо без перехода к интенсивному сельскохозяйственному производству, предполагающему широкое использование не только удобрений, но и средств защиты растений от различных болезней и вредителей, а также сорняков. В этом плане большие надежды возлагались на искусственные химические препараты, получившие название пестицидов.
Файлы: 1 файл
пестициды в водной среде.doc
Токсичность указанных гербицидов в большей степени определяется формой соединения. Гербициды—препараты системного и избирательного действия. Все препараты на основе 2,4-Д имеют сильный, стойкий фенольный запах. Эти соединения для рыб малотоксичные. Летальной концентрацией 2,4-Д через 48 часов для ушастого окуня являются 375 мг/л. 2,4-Д и 2,4,5-Т в концентрации 1,5-2 г/л летально действует на все виды речных рыб как типичный нервный яд, вызывая потерю равновесия и паралич.
Препарат 2,3-дихлорнафтохинон не подавляет синтез кислорода и не вызывает отмирания водной растительности. Его токсичность для рыб сохраняется в течение четырех дней, а альгицидные свойства проявляются при концентрации 0,25 мг/л при 22-23˚ С. Концентрация 0,5 мг/л 2,3-дихлорнафтохинона уже через 3 часа вызывает 100%-ную гибель дафний.
С.С. Кузьмина и Л.И. Соловейкина сообщают о токсичности гербицида пропанида (3,4-дихлорпропанид). Препарат выпускается в виде 30%-ного концентрата эмульсии следующего состава: 30% дихлорпропанид-пропионовой кислоты, 20% сольвента нефтяного, 30% ОП-7, 20% циклогексанона. Применяется гербицид на рисовых полях для борьбы с просянкой. Исследователями установлено, что пропанид в концентрации 0,045 и 0,025 мг/л оказался летальным через 5 часов для оплодотворенной икры рыбца. Личинки рыбца в этих концентрациях погибали через 30 минут. При концентрации пропанида 0,011 и 0,0045 мг/л икра оставалась живой, но развитие её шло анормально. Эмбрионы из икры, инкубированной в растворе, содержащем 0,0022 мг/л пропанида, вылупились на сутки позже.
Для борьбы с сорняками применяются симм-триазины. Установлена способность водных организмов накапливать симм-триазины, что создает возможность для вторичного загрязнения водоёмов и передачи пестицидов по трофическим цепям. Монурон также адсорбируется черными илами (до 50% внесенного количества за один месяц); глинистые грунты поглощают не более 12 % внесенного монурона. Применение гранулированных гербицидов локализует препарат, и неблагоприятное влияние его на газовый режим водоёма меньше.
Л.П. Брагинский отмечает, что атразин начинает токсически действовать на дафний при концентрации 30-50 мг/л. альгицидная же концентрация составляет 0,2-0,5 мг/л, т.е. коэффициент безопасности этого препарата вполне удовлетворительный.
Ф.Я Комаровский провел гематологические исследования крови двухлетних карпов, содержавшихся в растворах атразина с концентрацией 0,5-1,0 мг/л, и установил резкое снижение уровня гемоглобина (до 3 г% против нормы 7-9 г%), уменьшение количества эритроцитов (до 1-0,7 млн. в 1мм 3 против нормы 1,4-2 млн. в 1 мм 3 ); в белковом спектре крови- снижение альбуминов и гамма-глобулинов и повышение альфа- и бета-глобулиновых фракций. Эти данные могут быть использованы в диагностике токсикозов рыб.
Альгицидными свойствами обладают и различные металло- органические соединения: олово-кремний-германий-свинец- органические соединения.
Для борьбы с пресноводными моллюсками- переносчиками бильгарциоза у людей, фасциолеза у жвачных и болезней рыб—широко применяют различные химические средства. В качестве моллюскоцидных препаратов длительное время использовали пентахлорфенол и пентахлорфенолят натрия. Токсичность указанных соединений была описана выше. В последние годы найдены более эффективные препараты из группы хлорированных салициланилидов.
Сведения о токсичности препаратов этой группы приведены в таблице 7.
Токсичность моллюскоцидов для рыб
Содержание действующего вещества (%)
Летальная концентрация (мг/л)
HL 2447 (концентрат полужидкий)
HL 2447 (концентрат пастообразный)
2’,5-дихлор-4-нитросалицил- анилиновая кислота
Наиболее эффективен для борьбы с моллюсками также синтезированный хлорированный салициланилид. Препарат изготовлен во Всесоюзном научно-исследовательском институте химических средств защиты растений. Он содержит 80% 5,4’-дихлорсалициланилида и 20% 5,2-дихлорсалициланилида. Хлорированный салициланилид поучается прямым хлорированием салициланилида хлором. Учитывая состав препарата, его принято именовать 5,4’-дихлорсалициланилидом.
Токсичность препарата для моллюсков (большой и малый прудовик)— переносчиков возбудителей болезней рыб—изучена И.В. Каменским. Летальной в производственных условиях для моллюсков была концентрация 1 : 100 000.
Токсичность препарата для рыб изучена В.С. Осетровым. Параметры токсичности препарата в острых опытах (24,48 и 96 часов) для карповых рыб составляют соответственно 0,45; 0,42 и 0,39 мг/л.
Несмотря на обширные исследования, проводимые во всем мире и направленные на создание новых методов защиты растений, применение стойких инсектицидов в борьбе с вредителями сельского хозяйства все еще играет и, очевидно, в предвидимом будущем будет играть важную роль в борьбе за урожай.
В связи с этим неизбежно поступление остатков стойких пестицидов с сельскохозяйственных угодий в реки, пруды, водохранилища, озера, а затем в моря и Мировой океан. Повышение культуры применения пестицидов, внедрение мер по охране вод может, безусловно, намного снизить угрозу их загрязнения, однако полностью снята она будет только после того, как удастся окончательно заменить персистентные пестициды другими, менее опасными, средствами борьбы с вредными насекомыми. В настоящее время нельзя полностью исключить применение инсектицидов и в борьбе с переносчиками возбудителей инфекционных и инвазионных заболеваний, с гнусом и другими вредными беспозвоночными.
В силу возникающих в планктоне взаимодействий между его бактериальными, альгологическими и животными звеньями конечным итогом любого химического влияния оказывается рост численности и биомассы альгологических звеньев, и весь вопрос состоит в том, какие компоненты фитопланктона окажутся при этом господствующими. В условиях торможения жизнедеятельности других компонентов планктона на первый план выдвигаются наиболее устойчивые и склонные к массовому размножению синезеленые водоросли.
Вместе с тем анализ механизмов детоксикации показывает, что есть возможность перевести циркуляцию пестицидов в другое русло- на путь кумуляции в водных растениях с последующим длительным выведением их из круговорота. Водные макрофиты должны рассматриваться поэтому как мощное орудие в деле охраны вод и предотвращения токсических загрязнений, в том числе вызванных поступлением в водоёмы пестицидов.
Это не означает, что можно равнодушно относиться к сохраняющейся угрозе персистентных пестицидов для гидросферы. Речь идет о том, что водные экосистемы не так легко переключаются на путь деградации, т.к. они обладают большим потенциалом сопротивления, и против дезорганизующих сил химического воздействия мобилизуют свои гомеостатические механизмы, сложившиеся в течение миллиардов лет эволюции. Необходимо всемерно использовать этот потенциал для устранения угрозы отравления вод—по крайней мере в условиях континентальных водоёмов.
Практическую возможность реализации этого соображения подтверждают итоги работ по фитомелиорации прудов и удалению пестицидов с помощью высших водных растений.
Компетентный анализ, контроль и своевременный прогноз возможных последствий поступления пестицидов в водные объекты, правильная и своевременная диагностика возникающих на фоне токсического воздействия патологических явлений и организация водоохранных мероприятий с использованием природных факторов детоксикации позволят рационально подойти к преодолению этой угрозы и наметить пути предотвращения и ликвидации отрицательных последствий накопления и циркуляции персистентных пестицидов в водных экосистемах.
Интенсивное применение в сельском хозяйстве минеральных удобрений и пестицидов приводит к ежегодному поступлению в биосферу различных химических веществ. В связи с этим проблема охраны окружающей среды, особенно при использовании пестицидов, приобретает исключительное значение.
Методы оценки экотоксикологической ситуации в зоне применения пестицидов.
Интенсивное применение в сельском хозяйстве минеральных удобрений и пестицидов приводит к ежегодному поступлению в биосферу различных химических веществ. В связи с этим проблема охраны окружающей среды, особенно при использовании пестицидов, приобретает исключительное значение.
Состояние окружающей среды в зоне применения пестицидов можно оценивать по критериям химического и биологического мониторингов.
Химический мониторинг осуществляют с использованием стандартных высокочувствительных методов анализа остатков пестицидов. Уровень неблагополучия устанавливают путем сравнения фактически выявленного количества пестицидов с предельно допустимой концентрацией (ПДК) для воздуха, воды, почвы и с максимально допустимым уровнем (МДУ) в сельскохозяйственных продуктах. На основании полученных данных рассчитывают комплексный показатель — максимально допустимую нагрузку (МДН) пестицидов для данной экосистемы.
При биологическом мониторинге используют некоторые индикаторные виды растений, обладающие высокой чувствительностью к пестицидам и быстро реагирующие на их присутствие. Применяют также другие виды — аккумуляторы пестицидов, в организме которых накапливаются остатки, доступные для количественного анализа. Этот способ оценки наиболее подходит для различных экосистем.
Поведение пестицидов в воздухе, воде, почве.
Основные требования к пестицидам определяются их поведением в объектах окружающей среды, действием на вредные организмы, человека, теплокровных животных и защищаемые растения.
Пестициды поступают в воздушную среду главным образом при обработке ими сельскохозяйственных культур, семян, лесных угодий наземной и авиационной аппаратурой, а также в результате испарения их с поверхности почвы и водоемов.
Степень загрязнения атмосферного воздуха пестицидами зависит от их физико-химических свойств, температуры воздуха, скорости ветра, величины обрабатываемой площади, способов применения. Наиболее высокая концентрация препаратов в воздухе отмечается при максимальной температуре в течение дня.
Пестициды из атмосферы удаляются вместе с осадками в процессе диффузии в пограничном слое воздуха и океана, а также в результате химического разрушения.
В воздушной атмосфере может происходить химическое превращение пестицидов до состояния менее токсичных продуктов, в первую очередь в результате реакций гидролиза, окисления кислородом воздуха и озоном, которое в большинстве случаев ускоряется под влиянием света (фотолиз). Фотолиз — один из главных путей превращения сравнительно стойких пестицидов, рассеивающихся в верхних слоях атмосферы. Процессы гидролиза и окисления играют наибольшую роль в разложении относительно малостойких пестицидов, например фосфорорганических.
Из атмосферы пестициды и продукты их разложения попадают в почву, водоемы, продолжая циркулировать в окружающей среде.
Поэтому для применения в сельском и лесном хозяйствах рекомендуют пестициды, быстро разлагающиеся в атмосфере с образованием нетоксичных продуктов.
Пестициды попадают в открытые водоемы при авиационной и наземной обработках сельскохозяйственных культур, угодий и лесов; с дождевыми и талыми водами; при обработке водоемов с целью уничтожения водорослей, моллюсков, переносчиков заболеваний человека и животных; сорной растительности, а также со сточными водами химических предприятий.
В водоемах пестициды подвергаются гидролизу, окислению, фотолизу; часть их метаболизируется в организмах обитателей водных экосистем (гидробионтов).
Для гидробионтов наиболее опасны стабильные хлорорганические инсектициды, симм-триазины, способные накапливаться в их организме; менее вредны легко разлагаемые до нетоксичных продуктов фосфорорганические соединения, синтетические пиретроиды и карбаматы, обнаруживаемые в теле рыб и в воде в незначительных количествах.
Наименьшую опасность для водной экосистемы представляет применение гранулированных и микрокапсулированных препаратов, локальное внесение пестицидов.
В соответствии с периодом полного разложения до нетоксичных продуктов в водоемах все пестициды разделяют на шесть групп: 1-я — срок разложения более 18 мес; 2-я — до 18 мес; 3-я — до 12 мес; 4-я — не более 6 мес; 5-я — до 3 мес; 6-я — менее 3 мес.
Необходимо отметить, что многие пестициды быстро разрушаются в водной среде, поэтому их применение не влечет за собой серьезных отрицательных последствий для водных экосистем.
Пестициды, попадая в почву при внесении, а также при обработке растений наземной и авиационной аппаратурой, уничтожают почвообитающих вредителей, нематод, почвенных фитопатогенов. Кроме того, они могут смываться с поверхности растений дождем.
Находясь в почве, пестициды могут отрицательно влиять на жизнедеятельность населяющих ее организмов, микробиологические процессы, а также на способность биосферы к самоочищению. В зависимости от условий почвенной среды, физико-химических свойств пестициды могут оставаться в неизмененном состоянии и сохранять свою токсичность в течение более или менее продолжительного времени.
Способность пестицидов противостоять разлагающему действию физических, химических и биологических (биохимических и микробиологических) процессов в почве характеризует их стойкость — персистентность.
Высокой степенью персистентности обладают хлорорганические соединения, производные симм-триазинов и мочевины, менее персистентны карбаматы, фосфорорганические препараты, синтетические пиретроиды.
Стойкость пестицидов зависит также от типа почвы, наличия микроорганизмов, препаративных форм и т. д. Пестициды более стойки в почвах с высоким содержанием органического вещества и илистой фракции; гранулированные препараты сохраняются в почве дольше, чем порошковидные и жидкие.
Пестициды частично или полностью разлагаются в почве в результате физико-химических процессов (окисление, фотолиз, гидролиз, термолиз), микробиологического разложения (основной путь разложения), поглощения растениями и почвенной фауной. Детоксикация многих пестицидов осуществляется также вследствие адсорбции перегноем и другими коллоидами. Удаление пестицидов происходит из-за улетучивания, испарения с водяными парами, передвижения за пределы корнеобитаемого слоя, вымывания дождевыми, талыми, грунтовыми водами.
Действие пестицидов на биоценозы.
Совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих определенную территорию земли, называют биоценозами. В биоценозе организмы объединены общностью требований к местообитанию и пищевыми связями. Поэтому выключение из биоценоза того или иного вида или комплекса, нарушение цепей питания и других условий вызывают изменение во всем биоценозе. При разработке теоретических и практических основ химического метода борьбы надо учитывать особенности сложных взаимоотношений живых организмов в биоценозах.
Постоянное применение ядовитых химических веществ может вызвать гибель не только вредных, но и полезных паразитических и хищных (энтомофагов) насекомых, регулирующих численность популяции вредителей. Это приводит к нарушению естественных связей организмов в биоценозе.
В результате уничтожения энтомофагов и акарифагов происходит массовое размножение вредителей, против которых были направлены химические обработки. Известны случаи массового размножения паутинных клещей, красного плодового клеща, свекловичной и капустной тли и др. При химических обработках возделываемых культур погибают пчелы, шмели и другие опылители растений. Применение интегрированных систем защиты может нормализовать естественные взаимоотношения организмов в биоценозах.
При интенсивной обработке сельскохозяйственных угодий пестицидами и нарушении инструкций по их применению наблюдается отравление птиц, особенно птенцов. В полях и лесах при использовании пестицидов погибают зайцы, лисы и другие теплокровные животные. Наибольшую опасность для них представляют хлорорганические и фосфорорганические соединения.
Вымываясь из почвы во время дождей, пестициды могут попасть в водоемы. Отмечается массовая гибель рыб: сигов, колюшек, лососей при обработке полей и лесов пестицидами; кроме того, препараты накапливаются в тканях рыб и в водной растительности. Фосфорорганические соединения, синтетические пиретроиды, большинство пестицидов менее токсичны для рыб, чем динитрофенольные соединения, хлорированные бензолы.
Человек соприкасается с пестицидами на полевых работах, приусадебных участках. Поражение ими может произойти при непосредственном контакте с препаратами — через кожу, слизистые оболочки рта, носа, дыхательные пути, а также они могут поступать в организм человека с пищей через желудочно-кишечный тракт. Поступая в кровь, ядовитые вещества разносятся ею к отдельным органам. В организме яды подвергаются химическим превращениям (окислению, гидролитическому расщеплению и другим процессам). В одних случаях яд обезвреживается, в других — превращается в более токсичные соединения. Важную роль в процессах обезвреживания ядов играет печень.
В организме человека яды могут накапливаться больше всего в жировой ткани и печени. Если количество выделенного яда из организма (через почки, желудочно-кишечный тракт, кожу, легкие) меньше количества поступившего за тот же период времени, яд накапливается в организме. Накопление яда при повторных поступлениях с небольшими промежутками времени называют кумуляцией. Материальной кумуляцией обладают хлорорганические и ртутные пестициды. Кроме материальной кумуляция может быть функциональной, когда накапливается не сам яд, а результат действия его на клетку до определенного порога чувствительности клетки. Некоторые фосфорорганические препараты обладают функциональной кумуляцией, связывая в организме фермент холинэстеразу.
У человека отравление пестицидами может носить острый и хронический характер. При остром отравлении в организм поступает сразу большая доза яда, вызывающая нарушение его функций со специфически выраженными симптомами. Хроническое отравление происходит при длительном повторном поступлении небольших доз яда, способных кумулироваться.
На человека и теплокровных животных кроме токсического действия пестициды оказывают кожно-резорбтивное, бластомогенное и другие негативные действия, что подробно изложено при гигиенической классификации пестицидов.
Действие пестицидов на защищаемые растения.
При использовании пестицидов важное значение имеет действие их на защищаем мые растения. Оно зависит от нормы, способов применения, физико-химических свойств пестицидов, видовых особенностей растений и условий внешней среды.
Действие пестицидов проявляется в их стимулирующем (положительном) или фитоцидном (повреждающем) влиянии. Стимулирующее действие наблюдается в условиях, обеспечивающих активный обмен веществ (оптимальные температура, влажность, интенсивность освещения, нормальная обеспеченность элементами питания). Стимуляцию роста и развития растений под влиянием пестицидов называют химической стимуляцией. Она приводит к увеличению урожая.
Высокие нормы расхода препаратов или многократные обработки могут вызывать угнетение процессов жизнедеятельности растений, особенно при неблагоприятных условиях произрастания. При неправильном применении пестициды могут оказать на растения фитоцидное действие. Одни препараты, распространяясь по сосудистой системе растений, вызывают их отравление. Действие других ограничивается поражением отдельных органов или участков тканей (местное действие). Фитоцидное действие проявляется в изменении цвета отдельных органов растений. На листьях образуются коричневые или темно-вишневые пятна, которые засыхают, ткань продырявливается, листья деформируются и опадают. На многолетних насаждениях действие пестицидов может продолжаться в течение нескольких лет. Проявляется оно в том, что плодовые деревья слабо цветут, ненормально развиваются. Каждый препарат оказывает свое специфическое воздействие на различные органы растений. Молодые органы более подвержены фитоцидному действию пестицидов.
Действие пестицидов на растения определяется анатомо-морфологическими, биологическими и физиолого-биохимическими особенностями отдельных видов растений. Строение эпидермиса, целостность кутикулы, наличие опушенности и воскового налета обусловливают удерживаемость ядов на растении, проникновение и степень их воздействия. Огурец, арбуз более чувствительны к повреждающему действию пестицидов, чем фасоль, подсолнечник, морковь. Сравнительно устойчивы злаковые и бобовые культуры.
Проникая в растение и передвигаясь по сосудистой системе, некоторые яды могут концентрироваться в тех или иных органах и тканях растений. Усвоение ядовитых веществ происходит как через надземные органы, так и через корневую систему из почвы.
Сравнительная токсичность пестицидов для защищаемых растений и вредных организмов характеризуется хемотерапевтическим коэффициентом (ХК), который выражается отношением минимальной дозы пестицида (Д1), при использовании которой поражается вредный организм, к максимальной дозе (Д2), переносимой защищаемым растением:
Лишь химическое соединение, имеющее ХК меньше единицы, может быть использовано как пестицид.
Для гербицидов устанавливают индекс селективности (ИС), представляющий собой отношение дозы, при использовании которой урожай снижается незначительно, к дозе, уничтожающей большинство сорных растений. Он показывает, во сколько раз доза, вызывающая значительное снижение засоренности, меньше дозы, оказывающей фитотоксическое действие на культурные растения. Отношение дозы, вызывающей 20%-ное снижение урожая культурных растений, к дозе, дающей 80%-ное уничтожение сорняков, условно принимают за единицу. Следовательно, чем больше единицы ИС, тем более высокой избирательностью характеризуется гербицид.
Читайте также: