Jak pesticidy ovlivňují životní prostředí a lidské zdraví?

Pesticidy a životní prostředí. Ekologicky významné vlastnosti pesticidů.

Pesticidy jsou chemikálie používané k hubení škůdců. Pesticidy kombinují tyto skupiny těchto látek: herbicidy, které ničí plevel, insekticidy ničící hmyzí škůdce, fungicidy ničící patogenní houby atd. Většina pesticidů jsou jedy, které otravují cílové organismy, ale zahrnují také sterilizační prostředky (látky způsobující neplodnost) a růst inhibitory.

V Británii se takové prostředky používají hlavně v zemědělství, i když se také používají k ochraně zásob potravin, dřeva a dalších přírodních produktů. V mnoha zemích se provádí chemická ochrana proti lesním škůdcům a také přenašečům lidských a domácích chorob (například komárům malárie).

Různé účinky DDT na živočichy žijící na rostlinách a v půdě. Housenky plazů se živí zelenými listy. Postřik DDT účinně hubí tyto škůdce pouze na krátkou dobu v prvním roce (A). Protože rezidua pesticidů, která se hromadí v půdě, zabíjejí predátory, kteří požírají housenky, populace plazů se při opakovaných aplikacích výrazně zvyšuje (B). (J. D. Dempster (1968) The control of Pieris rapae with DDT, J. Appl. EcoL 5, 451-62.)

Environmentálně významné vlastnosti pesticidů

K ekologicky důležitým z pohledu vlastností pesticidů zahrnují jejich toxicitu, odolnost vůči degradaci a specificitu.

Toxicita látky pro konkrétní druh se obvykle měří na 50 %. smrtelná dávka (LDm). Toto je množství pesticidu (přepočteno na jednotlivce), které zabije polovinu ošetřené experimentální populace. V polních podmínkách, kdy jsou organismy vystaveny dodatečnému stresu a jsou aplikovány vyšší dávky pesticidů, může být úmrtnost cílových druhů vyšší, ale z definice jednotlivé organismy přežijí. Cíl jejich úplného vymýcení však většinou není stanoven: důležité je snížit škody na přijatelnou míru, která je dána především ekonomickými ohledy. Bohužel, takové přežití připravuje půdu pro selekci na odolnost vůči agens a druhy s krátkými životními cykly, jako je hmyz, rychle vyvinou populace, proti kterým jsou dříve účinné pesticidy neúčinné.

ODPOR. Tento ukazatel je určen dobou zachování látky v ekosystému, včetně její biotické složky, před zničením, které vede ke ztrátě pesticidních vlastností. Příkladem extrémně perzistentní toxické chemikálie je organochlorové činidlo DDT, které bylo široce používáno od 1940. do 1960. let XNUMX. století.

Typicky vysoce perzistentní pesticidy nežádoucí (zejména na potravinářských plodinách), ale v řadě situací, řekněme při boji s živočišnými ektoparazity nebo půdními patogeny, je důležitý z praktického i ekonomického hlediska. Dlouhodobá přítomnost toxické chemikálie v životním prostředí však může vést k nepředvídatelným a potenciálně nebezpečným následkům. Například v polovině 1960. let. DDT bylo nalezeno v játrech tučňáků v Antarktidě – velmi daleko od místa, kde byla chemikálie použita.

Toxicita a vytrvalost s praktickým Úhly pohledu jsou vzájemně propojené: silný, ale krátkodobý prostředek v dlouhodobém horizontu je pro přírodu a lidi méně škodlivý než slabý jed, který si zachovává své vlastnosti po léta. Ten má větší šanci vstoupit do potravních řetězců, kde může být metabolizován do ještě nebezpečnější formy nebo (typicky) koncentrován v organismech predátorů na vyšších trofických úrovních.

Otrava pesticidy je škodlivá postihuje mnoho masožravců, zejména ptáků. Například sokol stěhovavý z východu Spojených států zcela zmizel v důsledku tamního používání DDT. Ptáci jsou na tento pesticid obzvláště citliví, protože vyvolává hormonální změny, které ovlivňují metabolismus vápníku, a to vede ke ztenčování skořápek snesených vajec, která začnou ve velkém bít i během jednoduché inkubace.

Hlavní cesty expozice pesticidů do ekosystémů. K – konkurenční druhy; P—krmný druh (potrava); M – druh-biotop; X je druh predátora. (Upraveno podle: N. W. Moore (1967) Synopse of the pesticide problem. Advances in Ecological Research, J. B. Cragg(ed.) pp. 75–126, Blackweli.)

DDT je nyní zakázán ve většině rozvinutých zemí, včetně Británie a USA. Je však relativně levný a stále je považován za dobrý prostředek v určitých situacích, jako je kontrola malarických komárů. Při rozhodování, zda použít konkrétní pesticid, si často musíte vybrat to menší ze dvou zel. Například s pomocí DDT bylo v mnoha zemích možné zcela vymýtit malárii.

SPECIFICITA. Pesticidy se liší svou specifitou, tj. rozsahem organismů, které ovlivňují. Například DDT má široké spektrum účinku a zabíjí mnoho druhů zvířat. Pirimicarb má mnohem užší spektrum účinku – působí na mšice a dvoukřídlé, ale nepůsobí na brouky a mnoho dalšího hmyzu. Podobně dalapon hubí jednoděložné, ale šetří dvouděložné a herbicidy na bázi kyseliny fsnoxyoctové mají přesně opačný účinek.

Aplikace pesticidů široké spektrum účinku je plné „znovuzrození“ škůdců, tj. jejich výskyt po ošetření ve větším počtu než před ním. To je způsobeno skutečností, že droga zabíjí nejen škůdce, ale také predátory, kteří je zničili.

Dobrým příkladem tohoto druhu je pomocí DDT k ovládání housenek tuřín bílý, nebo jednoduše tuřín (Pieris rapae), parazitující na růžičkové kapustě. Zpočátku mělo ošetření DDT znatelný efekt, ale postupně byla hojnost škůdců ještě vyšší než na kontrolních (nepostřikovaných) plochách. Rozdíl byl ještě výraznější u opakovaných aplikací DDT k „potlačení“ nových vzplanutí škůdce. Analýza agroekosystému ukázala, že koncentrace pesticidu v listech, které housenky žerou, rychle klesá v důsledku celkového růstu zelených částí zelí. Hladina pesticidu v půdě však zůstává vysoká, zvláště pokud jsou do ní zaorány posklizňové zbytky rostlin. V důsledku toho housenky líhnoucí se z vajíček nakladených na listy po ošetření málo trpí, ale počet jejich hlavních nepřátel – střevlíků (Harpalus rufipes) a sběračů

Dlouhodobé účinky pesticidů, zejména v nízkých dávkách, a jejich možný synergismus s jinými látkami znečišťujícími životní prostředí a přenašeči nemocí, byly špatně prozkoumány kvůli relativní novosti většiny pesticidů. Rostou obavy, že „neškodné“ stopy jejich metabolitů zůstávající v potravě, i když nejsou toxické, natož smrtelné, mohou přesto snižovat odolnost vůči nemocem a postupně se v těle hromadit na nebezpečnou úroveň. Mnoho vědců spojuje přítomnost reziduí pesticidů v Severním moři s rychlým šířením virových onemocnění v populaci tuleňů obecných v létě 1988.

Celkový účinek použití pesticidů – snížení druhové rozmanitosti. Pesticidy také typicky zvyšují produktivitu na nižších trofických úrovních a snižují produktivitu na vyšších. Jejich účinek na rozkladače je špatně studován; Důsledky všech těchto změn pro intenzivnější hledání alternativních strategií kontroly škůdců. Níže stručně popíšeme dva z nich: biologickou a komplexní kontrolu. Ten zahrnuje více „bodových“ ošetření pesticidy v kombinaci s biologickými metodami, karanténou atd.

Život lidí závisí na půdě a její úrodnosti. Půda je považována za skvělou laboratoř, arzenál, který poskytuje výrobní prostředky, pracovní předmět a místo, kde se lidé usazují. Proto se o půdu musíte vždy starat, abyste splnili svou povinnost – zanechat ji vylepšenou pro další generace.

Stačí poznamenat, že pouze asi 1 % jedů vnesených do životního prostředí má přímý kontakt s druhy organismů, proti kterým jsou používány. Zbytek jejich hmoty spadá do různých částí prostředí a jejich obyvatelům není lhostejný. Environmentální škodlivost pesticidů závisí především na jejich toxicitě, délce života, schopnosti selektivně působit na jednotlivé organismy a přeměnách v prostředí.

Pesticidy jsou chemikálie používané k hubení škůdců a chorob rostlin, ale i různých parazitů, plevelů, škůdců obilí a obilných produktů, dřeva, bavlněných výrobků, vlny, kůže, ektoparazitů domácích zvířat, ale i přenašečů nebezpečných lidí a zvířat.

Pesticidy používané v zemědělství patří do různých tříd převážně organických sloučenin (organochlor, organofosfor, symetrické triaziny, heterocyklické sloučeniny atd.) a jsou toxické nejen pro škodlivé organismy, ale i pro lidi a zvířata a představují nebezpečí pro životní prostředí. Pesticid, bez ohledu na to, jaký je, nevyhnutelně způsobuje hluboké změny v celém ekosystému, do kterého je zavlečen. Z celkového počtu environmentálních vlastností všech pesticidů není jejich působení nikdy jednoznačné.

Existují důkazy, že notoricky známé DDT, když je vystaveno ultrafialovému záření, se přeměňuje na další perzistentní a toxický uhlovodík – polychlorovaný bifenyl (PCB). Ten má, stejně jako samotné DDT, značnou životnost, hromadí se v potravních řetězcích a ovlivňuje reprodukční a další struktury.

Přestože mají pesticidy selektivní účinek na organismy, tato selektivita je relativní. Prakticky neexistují žádné pesticidy, které by v té či oné míře neovlivňovaly také jiné organismy, zejména ty, které jsou systematicky příbuzné. Navíc se velmi často koncentrace pesticidů v potravních řetězcích zvyšuje v důsledku bioakumulačního efektu.

Paradoxním důsledkem používání pesticidů je, že zvýšením objemu jejich používání se neeliminují ztráty produktů. Výraz „člověk dostává ze zemědělství jen to, co se mu škůdci rozhodnou nechat“ si zachovává svůj význam.

Pesticidy, které se snadno rozpouštějí v dešťové vodě, pronikají do půdy a způsobují degradaci společenstev různých mikroskopických tvorů v ní žijících. Pod jejich vlivem hynou améby, bakterie, nálevníci, červi, drobní roztoči, larvy hmyzu a další půdní živočichové, jejichž úlohou je urychlit rozklad rostlinných a živočišných zbytků, jejich zpracování a likvidaci, a tím obnovit přirozenou úrodnost rostlin. půda. Pokud tato společenstva žijí a fungují normálně, procesy obnovy půdy také probíhají po staletí osvědčeným způsobem a čím rychleji a úplněji, tím více organických zbytků se hromadí v zemi.

Z toho vyplývá, že pesticidy musíme zcela opustit, respektive neustále zvyšovat objem jejich používání.

Pesticidy, které minimálně poškozují životní prostředí a ekosystémy (například s krátkou životností), je vhodné používat pouze v případech, kdy jiné metody nedosahují požadovaného cíle. Například k odstranění „populačních ohnisek“ nežádoucích druhů. V ostatních případech je nutné použít mírnější metody, které se obvykle nazývají „technologie bez pesticidů“, „biotechnologie“, „biologická opatření pro hubení škůdců“ atd.

Nová strategie ochrany zemědělských plodin by zjevně neměla vycházet z myšlenky ničení nežádoucích forem života, ale z myšlenky řízeného soužití s ​​nimi a omezování počtu agresivních druhů, což znamená zachování biodiverzita a stále rozšířenější používání biologických metod kontroly škůdců.

V některých případech tedy lidský vliv na půdy vede ke zvýšení jejich úrodnosti, v jiných – ke zhoršení, degradaci a smrti. Mezi zvláště nebezpečné důsledky vlivu člověka na půdy patří zrychlená eroze, znečištění cizorodými chemikáliemi, zasolování, podmáčení a odvoz zeminy pro různé stavby (dopravní dálnice, nádrže atd.). Škody způsobené na půdě v důsledku iracionálního využívání půdy jsou alarmující. K poklesu plochy úrodných půd dochází mnohonásobně rychleji než k jejich tvorbě. Nebezpečná je pro ně především zrychlená eroze.

Glazunova N.N., Bezgina Yu.A. Chemické přípravky na ochranu rostlin a základy jejich aplikace učebnice / N. N. Glazunova, Yu A. Bezgina; Federální státní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání Stavropolský stát Agrární univerzitě Stavropol, 2008.

Glazunova N.N., Bezgina Yu.A., Maznitsyna L.V. Teoretické základy chemické ochrany rostlin. Stavropol, 2005.

Dronova O.G., Glazunova N.N., Bezgina Yu.A. Bezpečnostní opatření při práci s pesticidy v zemědělské výrobě: metodická příručka: učebnice pro studenty studující v oblastech agronomické výchovy / Dronova O. G., Glazunova N. N., Bezgina Yu. Ministerstvo zemědělství Ruské federace, Federální služba pro veterinární a rostlinolékařský dozor na území Stavropol, Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání „Stavropolský stát. Agrární univerzitě. Stavropol, 2011. Ser. Field Academy (2. vyd.).

Pashkova E.V., Skorbina E.A., Bezgina Yu.A., Volosova E.V., Shipulya A.N. Biotechnologie pro výrobu a použití protektivně-stimulačních léčiv v pěstování rostlin // Moderní problémy vědy a vzdělávání. 2014. č. 2. S. 521.

Glazunova N.N., Bezgina Yu.A., Maznitsyna L.V., Sharipova O.V. Systémy pro ochranu hlavních polních plodin na jihu Ruska. Stavropol, 2013.