Vplyv pesticídov na životné prostredie

Všeobecné ustanovenia

Spojenia medzi prvkami biosféry sú nielen dynamické, ale aj dosť stabilné. Človek v procese svojej činnosti však často poškodzuje tieto neustále spojenia, to znamená prostredie, v ktorom stačí prerušiť jedno spojenie, pretože je narušený celý reťazec - biota (súbor rastlinných a živočíšnych organizmov). Preto sa prostredie pod vplyvom antropogénneho faktora neustále mení a, bohužiaľ, častejšie k horšiemu.

Veľké škody na životnom prostredí sú spôsobené emisiami rôznych chemických zlúčenín do ovzdušia priemyselnými podnikmi, vozidlami a intenzívnym využívaním agrochemikálií. Odpadajú zrážky, ktoré znečisťujú životné prostredie - pôda, vodné útvary, podložie, prírodné pôdy, moria, vzduch (Obr. 1).

Preto všetky chemické zlúčeniny nepriaznivo ovplyvňujú všetky environmentálne kategórie biosféry. Namiesto prírodných sa vytvárajú tzv. Technogenické ekosystémy, mení sa krajina, ovplyvňuje sa aj neživá príroda. Vzhľadom na tento negatívny vplyv chemických zlúčenín na životné prostredie, najmä na poľnohospodárske krajiny, je potrebné oslabiť, čo do značnej miery závisí od všeobecných opatrení na ochranu životného prostredia a ľudských činností zameraných na zlepšenie trofických väzieb v biologickom prostredí..

prostredie - jedná sa o kombináciu fyzikálnych, chemických, biologických a tiež sociálnych faktorov, ktoré môžu priamo alebo nepriamo, rýchlo alebo po určitom čase ovplyvniť biotu a ľudské zdravie.

Boli stanovené nasledujúce formy vystavenia pesticídom v biosfére:

Miestna akcia. Priamy vplyv na škodlivé organizmy alebo nepriamo na iné organizmy, vodu, pôdu. Účinnosť lokálneho pôsobenia pesticídov je daná dávkou, formou, spôsobom aplikácie, selektivitou účinku a rýchlosťou rozkladu v životnom prostredí..

Po ukončení pôsobenia (Na šírku regiónov). Podľa trvania a povahy vplyvu pesticídov na životné prostredie závisí od topografie, pôdnych a poveternostných podmienok..

Diaľkový efekt (Regionálne-umývadlo). Charakteristika perzistentných pesticídov, ktoré sa môžu migrovať do povodí riek, povodňových území a terás vo forme roztokov, suspenzií alebo v adsorbovanom stave s pôdnymi koloidmi.

Účinok je veľmi vzdialený (globálne) - vplyv na planétu ako celok (oceány, pevnina, atmosféra). Je to spôsobené prenosom stabilných pesticídnych látok vzduchovými prúdmi, vodou, cyklónmi, búrkami, hromadnou migráciou vtákov, zvierat a ľudí, pohybom vozidiel, prepravou tovaru, surovín, potravín.

Expozícia pesticídom môže viesť k:

• tvorba rezistencie u škodcov-
• účinok na rastliny a zvieratá-
• skladovanie a prenos energie.

K cirkulácii pesticídov v životnom prostredí môže dôjsť podľa nasledujúcich schém: vzduch - rastlina - pôda - rastlina - bylinožravec - človek - pôda - voda - zoofytoplanktón - ryby - človek.

Podmienky prostredia sa hodnotia podľa kritérií chemického monitorovania pomocou štandardných vysoko citlivých metód na analýzu rezíduí pesticídov.

Zdroje a príčiny znečistenia životného prostredia pesticídmi

V životnom prostredí sú pesticídy distribuované vzduchom, vodou, rastlinami, zvieratami, ako aj ľuďmi, ktorí s nimi pracujú. Ochrana prírody a racionálne využívanie jej zdrojov je jedným z dôležitých problémov našej doby, rozvoj hospodárstva, bezpečnosť života a ochrana životného prostredia v ekologicky čistom stave do značnej miery závisia od jeho správneho riešenia..

Pri súčasnej úrovni chemizácie poľnohospodárskej výroby v podmienkach výrazného zvýšenia počtu a rozšírenia sortimentu pesticídov je ochrana životného prostredia pred znečistením mimoriadne dôležitá a vyžaduje inštaláciu prísnych predpisov a jasne organizovaného systému na monitorovanie ich dodržiavania. Príčiny znečistenia životného prostredia pesticídmi sú v rozpore s nariadeniami o ich používaní, používaní perzistentných liekov a iných technologických faktorov..

Predávkovanie pesticídmi. Pri zvýšenej miere spotreby pesticídov sa vyskytujú osobitné situácie znečistenia environmentálnych objektov. Najbežnejšou príčinou znečistenia životného prostredia je maximálna miera spotreby pesticídov. Na ošetrovaných plochách sa rozlišuje miestne znečistenie (prekrývajúce sa pásma, pasáže a zákruty jednotky, použitie nekalibrovaných alebo chybných postrekovačov) a nepretržité predávkovanie (spôsobené chybami pri výpočte požadovanej miery spotreby pesticídov a pracovných zmesí atď.).

Systematické používanie perzistentných pesticídov bez zohľadnenia samočistiacej schopnosti pôdy môže viesť k postupnej akumulácii a prebytku MDL.

Použitie kontaminovaných postrekovačov alebo kontajnerov je jednou z príčin poškodenia alebo zničenia citlivých plodín rezíduami herbicídov, ktorých toxická dávka je menšia ako 1 g / ha, - kukurica, cukrová repa, slnečnica, sójové bôby, zemiaky, repka atď. Na použitie herbicídov sa musia použiť samostatné postrekovače. Tieto požiadavky nemôžu byť splnené pri použití špeciálneho letectva, preto je potrebné zariadenie dôkladne vyčistiť od herbicídnych zvyškov. Pri umývaní zariadení z herbicídov sa používajú vodné roztoky uhličitanu sodného, ​​amoniaku a iných elektrolytov, pre estery a iné hydrofóbne prípravky sa používajú minerálne oleje a vodné roztoky povrchovo aktívnych látok. Používanie zle vyčistených nádob na pesticídy môže viesť k negatívnym následkom..

Použitie herbicídov v citlivých fázach vývoja kultivovaných rastlín. Tento negatívny faktor sa pozoruje pri používaní hormonálnych liekov (2,4-D, 2M-4X, pikloram, dialien, atď.). Odporúča sa, aby sa používali vo fáze bezpečnej pre pestované rastliny - úplné obrábanie obilnín (21 až 29 fáz ontogenézy), pretože pri skoršom alebo neskoršom použití analógov fytohormónu negatívne ovplyvňujú rast a vývoj plodín, znižujú sa výnosy zŕn a zhoršuje sa ich kvalita, a v niektorých prípadoch formované zrno stráca svoju životaschopnosť.

Použitie netestovaných zmesí pesticídov alebo ich kombinované použitie s inými agrochemikáliami. V moderných technológiách pre pestovanie plodín sa široko používajú zmesi pesticídov a agrochemikálií. Ak chýbajú potrebné informácie o kompatibilite zložiek, ich použitie môže byť jedným z dôvodov negatívneho dopadu na pestované rastliny s nepredvídateľnými dôsledkami následného účinku na agrocenózy. Keďže nie je možné predvídať účinok všetkých kombinácií liekov pri použití v zmesiach, odporúča sa pred použitím vykonať štúdiu zmesí pesticídov, aby sa stanovil ich fytotoxický účinok na rastliny v špecifických podmienkach.. Podľa súčasných regulačných aktov o ochrane rastlín je prísne zakázaná zmes agrochemikálií, ktoré nie sú úradne schválené na použitie.

Chyby pri výbere pesticídov môže byť spojená s chýbajúcimi štítkami na obaloch, porušeniami počas skladovania a nezodpovednosťou odborníkov pri vykonávaní tejto práce. Medzi pesticídy existuje skupina liekov, ktoré je potrebné skladovať iba pri zvýšenej teplote. Pri zamrznutí v nich dochádza k fyzikálno-chemickým zmenám, ktoré spôsobujú stratu pesticídnych účinkov alebo výskyt fytotoxicity pre pestované rastliny..

Použitie slamy po aplikácii herbicídov. Ako substrát a mulčovanie v uzavretej pôde sa široko používa slama zimných kultúr. A keďže zelenina je veľmi citlivá na niekoľko hormonálnych herbicídov, je potrebné používať slamu z polí, kde sa tieto herbicídy nepoužívali..

Znečistenie ovzdušia pesticídmi. Pohyb a pohyb časti pesticídu z miesta použitia vzdušnými prúdmi sa nazýva búranie. Hlavným zdrojom pesticídov vo vzduchu je spracovanie plodín, lesných porastov a následné odparovanie z povrchu predmetov. Rozptyl pesticídov, ich intenzita znečistenia ovzdušia je daná charakteristikami a spôsobom použitia drogy, jej prchavosťou, počtom ošetrení, meteorologickými faktormi (teplota, rýchlosť vetra atď.). Zvetrávanie pesticídov z povrchu pôdy je omnoho rýchlejšie ako pri zavádzaní drog do pôdy, kde sú obsiahnuté v pôdnych koloidoch. Rovnaká látka z povrchu pôdy eroduje pri rôznych rýchlostiach v závislosti od teploty a vlhkosti, koncentrácie a rýchlosti vetra. Ľahké častice práškových prípravkov alebo zmáčateľné prášky sa ľahko transportujú vzduchom. Pelety a brikety sú ťažšie, a preto sa usadzujú rýchlejšie.

Vysokotlakový kruhový hrot a malý hrot tvoria veľmi malé kvapôčky, ktoré sa ľahko nosia. Kruhová nízkotlaková špička a veľká špička tvoria veľké kvapôčky s menšou schopnosťou driftu. Možnosť demolácie časti kvapiek pesticídu závisí od spôsobu jeho aplikácie. Pri nižšej výške disperzie je menšia pravdepodobnosť, že pracovná zmes vstúpi do prúdu vzduchu a bude menej driftovaná a naopak

Letecký postrek sa vykonáva z výšky nad objektom 3-4 ma pri rýchlosti vetra nepresahujúcej 3 m / sa pri použití pozemného zariadenia - 3-4 m / s. Porušenie týchto požiadaviek vedie k demolácii pracovných zmesí na veľkú vzdialenosť. Prchavé pesticídy pri vysokých teplotách vzduchu (22 - 28 ° C) rýchlo erodujú, čo významne znižuje ich pesticídny účinok a znečisťuje životné prostredie. Pesticídy sa zo vzduchu odstránia zrážaním a fotochemickou deštrukciou..

Znečistenie ovzdušia pesticídmi sa vyznačuje takým ukazovateľom, ako je maximálna povolená koncentrácia (MPC). Podľa hygienických noriem sú najvyššie prípustné hladiny pesticídov vo vzduchu v pracovnej oblasti 0,001 až 0,05 mg / m3..

Znečistenie vody a správanie sa pesticídov. Pesticídy môžu vstúpiť do vodných útvarov priamo z pôdy alebo atmosféry. Spadajú do otvorených vodných plôch s odpadovými vodami a taveninami, počas spracovania lietadiel a zeme na poľnohospodárskej pôde a lesných plantážach, ako aj pri priamom ničení burín, rias, mäkkýšov a podobne..

Z atmosféry pesticídy padajú do vody so zrážkami, pri zvetrávaní a vylúhovaní z povrchu do hlbších vrstiev pôdy. K pohybu pesticídov do vody dochádza v dôsledku sútoku z ošetreného povrchu alebo v dôsledku vylúhovania do spodných vrstiev z povrchu pôdy. K odtoku a vylúhovaniu dochádza, keď na povrch padne nadbytok tekutého pesticídu alebo sa na povrch, ktorý obsahuje zvyšky pesticídov, dostane veľa dažďa alebo zavlažovacej vody. Odpadová voda môže vstupovať do odtokov, tokov, rybníkov alebo riek, kde môžu pesticídy cestovať na veľké vzdialenosti. Pesticídy sa vyluhujú aj do spodných horizontov pôdy a zasahujú do podzemných vôd. Odtok pesticídov môže spôsobiť značné škody na rybách a iných vodných organizmoch v rybníkoch, potokoch, jazerách a riekach. Distribúcia pesticídov vo vodnom stĺpci závisí od ich fyzikálno-chemických vlastností (objemová hustota, rozpustnosť), formulácií a podobne. Rýchlosť ničenia pesticídov vo vode je ovplyvňovaná teplotou, pH, úrovňou všeobecného znečistenia, vlastnosťami účinnej látky.

Pesticídy, ktoré upadli do vodných útvarov, sa môžu zničiť alebo, ak sú stabilné, migrovať a hromadiť sa vo vodných organizmoch a mulách, čo určuje ich nebezpečenstvo pre vodné prostredie. Aby sa charakterizovala stabilita lieku vo vode, rozpad t50 a t95.

Stabilita sa hodnotí na stupnici:

• prvá známka - vysoko stabilné prípravky (t95 viac ako 30 dní),
• druhý - stabilný (11 - 30),
• tretí - stredne stabilný (6-10),
• štvrtý - nestabilné (do 5 dní).

Trvanie skladovania pesticídov vo vode závisí od jeho vplyvu na vodné útvary a vplyvov na životné prostredie, preto by sa pri výbere rôznych liekov mali brať do úvahy ukazovatele stability. Stabilita látky, okrem jej chemickej povahy, závisí aj od formy liečiva, rýchlosti výdavkov, poveternostných podmienok..

Jednou z vlastností pesticídov ako znečisťujúcich látok v životnom prostredí je ich biologický účinok na necieľové organizmy a schopnosť prejavovať nežiaduce nepriame účinky (Obr. 2).

Účinky pesticídov na ryby a vodné bezstavovce

Hlavným dôvodom úmrtia vodnej fauny je prienik priemyselných a domácich odpadových vôd do vodných útvarov a riek obsahujúcich organický odpad a zložky minerálneho dusíka. Pesticídy však tiež spôsobujú značné škody na rybolove, keď sú vypustené do vody v dôsledku unášania vetra pri postrekovaní plodín a pri prúdení vody z ošetrených polí. Rybníky sa priamo ošetrujú pesticídmi na ničenie komárov, iných škodcov, burín a rias v kanáloch a ryžových poliach. Toxicita rôznych pesticídov pre planktón, rôzne druhy rýb závisí od mnohých faktorov.. Podľa stupňa nebezpečenstva ich možno ľubovoľne umiestniť v nasledujúcom poradí: insekticídy - herbicídy - fungicídy.

Kritérium toxicity pre konkrétny liek je relatívny koeficient nebezpečnosti, ktorý je určený pomerom miery spotreby pesticídov, ktorý sa odporúča, k hodnote toxického účinku na koncentráciu rýb a SK50, ktorá ich privádza do rovnakého rozmeru, pričom sa berie do úvahy hĺbka nádrže:

kde:

• polpenzia - maximálna miera spotreby liečiva (účinnej látky) pri postrekovaní plodín, mg / m2-
• SK50 - koncentrácia vo vode, ktorá vedie k 50. úmrtiu jednotlivcov v určitom čase, mg / m3 vody-
• h - hĺbka nádrže.

Napríklad koeficient rizika pre sladkovodné bazudínové ryby je 33 - Bi-58 nových - 0,013 - malathión - 1,0 - sherpa - 2,5 - 5-sumicidín - 1,8. Najväčšie nebezpečenstvo pre ryby s organofosforovými zlúčeninami je bazudín. Syntetické pyretroidy majú napriek nízkym nákladovým mieram vysoký koeficient rizika. Medzi herbicídmi sú najmenej toxické deriváty kyseliny karbamovej.

Medzi riziká pre vodnú faunu patrí insekticídny postrek malých riek, miestnych nádrží a pobrežných zón veľkých nádrží..

Nebezpečenstvo pesticídov pre veľké nádrže s hlbokou vodou je oveľa menšie v dôsledku skutočnosti, že toxický produkt je rozpustený vo veľkých množstvách vody a priame čistenie nádrže je vylúčené..

Pesticídy sa môžu hromadiť v planktóne, v tele rýb vo veľkých množstvách bez vonkajších príznakov otravy a predstavujú nebezpečenstvo pre mnohé časti potravinového reťazca..

Znečistenie pôdy a správanie sa pesticídov

Pesticídy vstupujú do pôdy vo všetkých prípadoch ich použitia. V budúcnosti sa určitá časť z nich rozloží na netoxické výrobky niekoľko mesiacov a nezanecháva viditeľný negatívny účinok, druhá časť sa uchováva roky a vstupuje do prírodného obehu. Pesticídy vstupujú do atmosféry počas vyparovania a potom vypadávajú v daždi, vymývajú sa usadeninami alebo pôdnou vodou do hlbokých vrstiev podložia, ktoré vykonávajú korene rastlín na povrchu s pôdnym roztokom, v mikrometroch vstupujú do potraviny a znova do pôdy. Trvanie týchto procesov závisí od prírodných a antropogénnych faktorov ovplyvňujúcich rozklad pesticídov v pôde..

Prírodné faktory. Biologické procesy sú pri rozklade väčšiny pesticídov zásadné. Biologická aktivita pôdy sa určuje podľa typu, genetickej vrstvy, pH, obsahu organických látok, hydrotermálnych podmienok, podmienok prevzdušňovania a podobne. Vlastnosti distribúcie pôdnych mikroorganizmov sú spojené s geografiou hlavných typov pôd. Pri prechode zo severu na juh sa zvyšuje biologická pôda. Rôzny mikrobiologický účinok pôdy určuje teplotný režim.

Miera inaktivácie a rozkladu pesticídov závisí od typu pôdy, stupňa kultivácie, minerálneho a mechanického zloženia atď. Nerovnomerná lokalizácia mikroflóry v rôznych genetických horizontoch pôdy a ich nerovnaká biologická aktivita ovplyvňujú úplnosť degradácie pesticídov. Preto sú inertné a perzistentné pesticídy s vysokou migračnou schopnosťou najnebezpečnejšie pre životné prostredie. Takéto lieky po dlhodobom preniknutí do hlbokých vrstiev pôdy môžu pretrvávať bez významných zmien..

Kyslosť pôdy. Pre väčšinu pôdnych mikroorganizmov je optimálne pH 6,5 - 7,5 (neutrálne prostredie). Dá sa predpokladať, že v rámci týchto ukazovateľov pH by sa mala mikrobiologická transformácia (rozklad) pesticídov v pôde vykonávať intenzívnejšie. Štúdie však ukazujú, že pH média rôznymi spôsobmi ovplyvňuje transformáciu jednotlivých pesticídov. Pesticídna aktivita je znížená v dôsledku adsorpcie liekov a produktov ich degradácie v pôdnych koloidoch. Stupeň adsorpcie pesticídov do značnej miery závisí od obsahu humusu v pôde. Pôdy s vysokým obsahom organických látok absorbujú viac pesticídov v porovnaní s ílom a pieskom.

Pôdna vlhkosť. Ak je v pôde viac vody, ako dokáže absorbovať, spolu s pesticídmi ľahko preniká do podzemnej vody. Môže to spôsobiť dážď alebo nadmerné zavlažovanie..

Prevzdušňovanie pôdy. Väčšina pôdnych mikroorganizmov je aktívna v aeróbnych podmienkach, preto má aerácia častejšie pozitívny vplyv na rozklad pesticídov..

Miera spotreby liekov. Pesticídy ako biologicky aktívne látky by sa nemali akumulovať v pôde v koncentráciách, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú životne dôležitú činnosť mikroorganizmov. Preto je potrebné používať pesticídy v súlade s predpismi, najmä dodržiavať mieru spotreby liekov, čo je mimoriadne dôležité pre samočistenie pôdy..

Prchavosť pesticídov Závisí od teploty a vlhkosti pôdy a vzduchu. Napríklad 15 minút po aplikácii eptamu je jeho strata zo suchej pôdy 20, z mokrej - 27 z mokrej - 44. To platí aj pre iné prchavé prípravky zavedené do pôdy. Adsorpcia páru prchavých pesticídov suchou pôdou je omnoho vyššia ako vlhká. To im umožňuje ich použitie v suchej pôde bez rizika zníženej účinnosti..

Detoxikácia pesticídov v pôde a iných prostrediach do značnej miery závisí od vlastností pôdy, počasia a klimatických faktorov (zrážky, teplota, osvetlenie). Závisia od kultivácie pôdy, zavlažovania, používania hnojív, kultúry a spôsobu aplikácie drog. So zvyšujúcou sa teplotou a aktivitou slnečného žiarenia sa zvyšuje rýchlosť rozkladu. Skladovateľnosť pesticídov v pôde závisí od typu a rozsahu ich použitia..

Jedným z hlavných faktorov, ktoré môžu zabrániť znečisteniu pôdy pesticídmi, je vedecky odôvodnené zníženie miery spotreby liekov, frekvencia ošetrenia a optimalizácia ich používania. Nahradením nepretržitého ošetrenia prúžkom a okrajom použitie zmesí v nádržiach výrazne znižuje náklady na lieky na jednotku plochy, a preto - znečistenie pôdy.