Влияние пестицидов на окружающую среду

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.

Читайте также:  Технологическая карта шаньга картофельная

Действие пестицидов на биоценозы.

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.

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:  Какие птицы вьют гнезда в траве

Пестициды – специфические загрязнители. Их особенности: 1) Непредотвратимость поступления в биосферу и циркуляция в ней (сознательный внос ядов). 2) Биологическая активность препаратов, что создаёт опасность для природы и человека. 3) Невозможность уменьшения норм расхода. 4) контакт с большим числом людей – как при применении, так и при использовании продуктов с/х. 5) Стойкость пестицидов→накопление в организмах и окр. среде → передача по цепям питания. Формы воздействия на биосферу: 1) Локальное 2) Ближайшее последействие – ландшафтно-региональное. 3) Последействие отдалённое – регионально-бассейновое. Характерно для стойких препаратов, которые мигрируют в бассейны рек и могут там сохраняться 3-5 лет и мигрируют в нижнее течение реки и дельту. 4) Весьма отдалённое – глобальное. На планету в целом и её отдельные компоненты – океан, сушу, атмосферу. Перенос транс-океанскими течениями, циклонами, миграции птиц и человека.

При применении гербицидов места действия достигает от 5-40% препаратов, фунго- и инсектицидов – не более 1%, остальное загрязнители.

Пестициды и воздух. Пути попадания: снос с потоками воздуха при применении, улетучивание и испарение, поступление в атмосферу с частицами почвенной пыли. Имеет место как локальное загрязнение приземного слоя воздуха, так и глобальная миграция за счёт атмосферных процессов. Токсичны не только сами пестициды, но и продукты их распада (HCL, фосген, цианистые соединения). Разрушение пестицидов в атмосфере происходит за счёт фотолиза (фотоокисления). В итоге пестициды превращаются в гумусоподобные полимерные соединения, менее токсичные, и оседают в виде тонкой плёнки на растения, почву, воду далеко за пределами обработанной тер-рии.

Пестициды и водные объекты. Пути попадания: смыв с полей, вертикальная миграция в почве с грунтовыми водами, со стоком предприятий при небрежной работе и транспортировке. Вода – главное средство транспорта пестицидов наряду с атмосферой. Мировой океан может служить конечным депо детоксикантов (местом накопления). Пестициды могут менять органолептические свойства воды (запах, цвет, вкус). Они осаждаются на дно, разрушаются хим. путём, копятся в грунте (иле), поступают в гидробионты→ повышается их гибель, снижается плодовитость, скорость развития и роста, нарушения гено- и фенотипа. Накапливаются в фитопланктоне и ингибируют процесс фитосинтеза. Накапливаются в цепях питания, чем длиннее цепь, тем больше стойких пестицидов в верхнем звене пирамиды. Мера сокращения вреда водным экосистемам: 1) Создание барьеров между с/х угодьями и водоёмами (лесополосы, заросли высшей растительности вдоль берегов (ива, камыш). 2) Создание водоёмов-деструкторов с м/о, питающимися пестицидами. 3) Жёсткое нормирование содержания пестицидов в водоёмах, различие норм для различных экосистем.

Влияние пестицидов на почву. Пути попадания: при уничтожении почвообитающих вредителей или с протравленными семенами, после обработки надземных органов смыв с водой, снос ветром, с растительными остатками. Почве принадлежит основная роль в самоочищении агрофитоценозов от пестицидов. Эта её способность зависит от агротермических показателей и биоактивности. Скорость разложения зависит от нормы расхода пестицида, препаративной формы, типа почвы и PH, наличия других ксенобиотиков (удобрений – прямо и косвенно), тем-ры, влажности, возделываемых культур (по степени накопления: морковь, петрушка, картофель, свёкла, капуста).

Действие на почвенные м/о: 1) Прямое – наиболее опасны для м/о фунгициды, наименее – гербициды; чем сложнее организм, тем он более чувствителен. 2) Косвенное воздействие. При постоянном применении гербицидов меняется технология обработки почвы и распределение в ней растит. остатков. Уничтожение сорняков приводит к истощению орг. в-ва почвы и деградации плодородия. Поэтому нужно проводить плодосмен, посев сидератов и вносить орг. удобрения. С другой стороны м/о играют ведущую роль в детоксикации пестицидов, в основном – бактерии, питающиеся ими. Из-за действия м/о деструкторов эффективность пестицидов снижается, поэтому в пестициды даже добавляют антисептики.

Воздействие пестицидов на биоценозы: 1) Гибель при обработках полезных видов. 2) Изменение видового состава вредных видов (контактные ИА → стали преобладать скрытноживущие листовёртки и клещи; Ф → хищные клещи страдают, растёт число растительноядных; 3) Опасны для пчёл: гербициды уничтожают медоносы, растёт монокультуры, пчёлы вынуждены питаться на обработанных полях и гибнут: оцепенение, паралич, агрессия, у матки нарушение поведения от грязной пыльцы, пчёлы путают микрокапсулы препаратов с пыльцой и заносят в ульи. ПАВ снижают поверх. натяжение в водоёмах и пчёлы топятся. Меры защиты пчёл: 1) Изоляция колоний на период обработок – закрыть летки на 4-6 суток. 2) Вывоз ульев на 5 км. 3) Отвлекающие посевы – фацелия. 4) Установка на ульи пыльцеуловителей в период обработки. 5) Использование селективных препаратов избирательного действия. 6) Локальное использование пестицидов. 7) Обработки в утренние и вечерние часы. Пестициды очень опасны для теплокровных, обладают мутагенным, концерогенным действием, влияют на психику животных. Через мелких грызунов передаются далее по цепям питания. Индикатор загрязнения биоценозов – птицы. Они имеют высокий уровень обмена веществ, потребляют много пищи, часто питаются насекомыми, с которыми борются и их трупы легко обнаружить. Чем выше трофический уровень птицы, тем выше в ней конц. пестицидов.

Снижение отрицательного воздействия пестицидов на окруж. среду:

Совершенствование ассортимента препаратов с целью уменьшения токсичности для теплокровных, снижения персистентности, повышения избирательности действия.

Использование оптимальных способов применения: предпосевная обработка, искореняющие ранневесенние и позднеосенние обработки в саду, ленточные, краевые обработки, гранулированные препараты.

Оптимизация использования пестицидов с учётом ЭПВ. Применение в интегрированной защите растений.

Строжайшая регламентация использования на основе изучения их санитарно-гигиенических характеристик и условия обеспечения безопасности при работе ( МДУ, ПДК, срок ожидания и т.д.).

Пестициды и окружающая среда, их экотоксилогическая классификация. Оценка экотоксилогической ситуации по количественым параметрам. Интегрированные системы защиты растений – основа предупреждения отрицательного воздействия пестицидов на окружающую среду.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 14.04.2010
Размер файла 80,8 K
Читайте также:  Как построить землянку в лесу своими руками

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

I. Обзор литературы

1.1. Пестициды в современном мире

1.2. Влияние пестицидов на окружающую среду

1.3. Экотоксилогическая классификация пестицидов

1.4. Оценка экотоксилогической ситуации по количественым параметрам

1.5. Интегрированные системы защиты растений – основа предупреждения отрицательного воздействия пестицидов на окружающую среду

1.6. Действие на птиц и теплокровных животных

1.7. Действие на защищаемые растения

II.Результаты исследований на примере протравителя Дивиденд Стар и

III.Экономическое обоснование применения средств защиты растений

IV. Охрана трудовых процессов при применении средств защиты растений

в Байкальском регионе

V. Охрана трудовых процессов при применении средств защиты растений

В последнее десятилетие проблема борьбы с сорняками в растениеводстве стала одной из наиболее актуальных и приоритетных в области защиты растений от вредных объектов.

Причиной этому является резкий спад промышленного производства и обеспечения сельских товаропроизводителей материально-техническими ресурсами, в том числе требуемой сельскохозяйственной почвообрабатывающей техникой, горюче смазочными материалами, гербицидами и др., что привело к катастрофическому снижению культуры земледелия. К концу 90-х годов прошлого столетия в России на долю сорняков приходилось 15-18 % абсолютных потерь урожая зерновых колосовых культур, а потери пропашных культур достигали 50 % и более.

Не считаться с тем фактом, что широкомасштабное применение некоторых классов гербицидов приводит к определенным негативным последствиям на почвенную биоту и экосистему в целом.

Прежде всего, следует принимать во внимание, что биологическая (техническая) и хозяйственная эффективность, а также уровень экологической безопасности гербицидных препаратов будут определяться как ценозом сорной растительности, так и почвенно-климатическими условиями районов их применения.

До настоящего времени химический метод остается основным в борьбе с вредными организмами. Без пестицидов невозможно обеспечить рентабельное производство зерна, хлопка, плодов, овощей и другой сельскохозяйственной продукции.

По мнению ученых ежегодное повышение объемов потребления пестицидов в сельском хозяйстве неизбежно породило целый ряд экологических, социальных и энергетических проблем во всем мире.

Одним из реальных путей решения острой проблемы снижения пестицидной нагрузки на почву, растения, получаемую сельскохозяйственную продукцию является введение в практику защиты растений средств и методов борьбы с вредными организмами, которые одновременно эффективны и безопасны для человека, животного мира и окружающей среды в целом. Это – агротехнические приемы, направленные на выращивание полноценных растений и снижение вредоносности возбудителей заболеваний, насекомых, сорняков; использование биологических агентов с вредителями (энтомофаги, акарифаги, энтомопатогены и др.,), болезнями и сорной ратительностью насекомые-фитофаги, микогербициды.

Одним из основных способов оздоровления экологической обстановки в агробиоценозах является возделывание сортов сельскохозяйственных культур, устойчивых к поражению вредными организмами. Устойчивые сорта не только обеспечивают снижение численности вредителей и возбудителей болезней и повышение урожая, но и улучшение его качества, предотвращение потерь при хранении.

Среди экологически безопасных средств защиты растений заметное место занимают биологические препараты, созданные на основе болезнетворных микроорганизмов, подавляющих развитие насекомых, возбудителей заболеваний и сорняков. При выборе средств защиты растений нередко предпочтение отдают биопрепаратам, созданным на основе бактерий, грибов, вирусов, простейших. Это связано с их высокой специфичностью и безопасностью.

1.1 Пестициды в современном мире

Быстрый рост народонаселения в мире с 1 млрд. чел. в 1825 г. до 4,5 млрд. в 1980 г., 4,8 в 1985 г., 6 – 6,5 млрд. к 2000 г. и до 7,2 млрд. чел. в последующие 25 лет (прогноз Фоло) при средне-годовом приросте в развитых странах 0,6 % и в развивающихся странах – 1,9 %, необходимость удовлетворения потребностей его в сельскохозяйственной продукции при ограниченных земельных ресурсах требует разработки технологии, обеспечивающих соответствующий, а с учетом требований улучшения благосостояния людей – опрежающий рост продуктивности каждого гектара сельскохозяйственных угодий. Использование пестицидов в этой связи рассматривается в качестве важнейшего направления предотвращения потерь уже выращенного урожая, величина которых в целом мировом земледелии превращает треть от общего урожая. В России потеря урожая от вредителей, возбудителей болезней и сорняков составляет 25-30 % от валовой продукции растениеводства, 71 млн. т. в зерновых единицах.

Пестициды – химические средства борьбы с нежелательными живыми организмами, в том числе с переносчиками инфекцмонных заболеваний. В последнее время к пестицидам (П) относят десикомиты и регуляторы роста растений, а также пематоциды. Кроме того, (П) используются для борьбы с биологическим разрушением различных материалов, в частности, для защиты от разрушения термитами, для предотвращения обрастания морских судов моллюсками и во многих других случаях. В наибольших масштабах (П) применяют в растениеводстве.

Первые указания на использование (П) относятся к временам походов Александра Македонского, когда для уничтожения паразитов применяли порошок далматской ромашки (VI в. до н. э.). Более поздние данные по применению (П) относится к XVIII и XIX вв. Сначала (П) представляли глвным образом вещества растительного происхождения: никотин, пиретрум. Неорганические соединения (соли As и Cu) начали использоваться в 18 веке. Новый этап в создании и практическом применении (П) связан с успехами органической химии и других фундаментальных наук. Особенно быстрое развитие химии (П) отмечено в 20 веке.

Таблица 1Этапы развития химии пестицидов

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

пять × три =

Adblock detector