Пестициды.

Пестициды используются для борьбы с переносчиками таких болезней как малярия или энцефалит, широко применяются в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений и во многих других случаях. Масштабы их использования быстро увеличиваются, соответственно, растет загрязненность продуктов питания. По данным FAO за 2002 г, в странах ЕС 40% фруктов, овощей и зерна содержали остатки пестицидов, 15% – остатки нескольких пестицидов, а в 5% их количество превышало ПДК.

В зависимости от поражающего действия эти вещества делят так:

• гербициды - уничтожение сорной растительности;

• фунгициды - против паразитических грибов;

• бактерициды - против бактерий;

• инсектициды - против вредных насекомых.

По числу названий в продажу поступает больше всего инсектицидов, но по масштабам применения лидируют гербициды, а инсектициды занимают второе место. Показательны примеры воздействия на окружающую среду таких галогенорганических соединений, как диоксины и препараты группы ДДТ.

Диоксины и диоксиноподобные соединения. В большую группу этих соединений входит ряд веществ, содержащих атомы хлора. Химически диоксины инертны. Имеют высокую адгезионную способность.

Столкнулись с диоксинами в 30-х годах XX века, когда в США начали производство полихлорфенолов. В 60-х годах прошлого века использовались США во время войны во Вьетнаме для уничтожения растительности. В настоящее время не производятся, но являются нежелательным побочным продуктом там, где используется хлор. По этой причине пик неконтролируемого выброса диоксинов пришелся на время широкого применения хлора для отбеливания бумаги и синтеза ряда веществ в 60–70-е годы. Сейчас основными источниками диоксинов являются:

• отходы, содержащие хлорфенолы;

• выбросы печей, сжигающих промышленные отходы;

• процессы хлорирования.

Очень токсичны. Смертельные дозы измеряются в мкг/кг живого веса. Способны к биоаккумуляции. Период полувыведения составляет 5-6 лет. Вызывают заболевания – хлоракне и расстройства печени. Хлоракне – тяжелая форма угрей, уродующих кожу (остаточные явления до 25 лет). Заболевание может длиться годами и с трудом поддается лечению.

Проблема загрязнения диоксинами подробно рассмотрена в Госдокладе "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1993 г.": Выборочные обследования, проведенные Роскомгидрометом в 1993 г., показали, что их содержание в воде, городских почвах и атмосферном воздухе не превышает ПДК. Однако сам факт наличия диоксинов требует внимания и указывает на то, что ряд предприятий имеют опасную технологию.

ДДТ и другие инсектициды. ДДТ синтезирован в 1874 г. О. Цайдлером. В 1938 г. П. Мюллер обнаружил инсектицидные свойства ДДТ. Это стойкое вещество (разлагается при 195^о С) не отпугивает насекомых, мало токсично для человека и других теплокровных (безопасная доза 500‑700 мг).

Первые результаты применения ДДТ были позитивны. Вторая мировая война, благодаря ДДТ, была первой, в которой от тифа погибло меньше людей, чем от пуль противника. Успешным было использование ДДТ против комаров – переносчиков малярии. Если в 1948 г. в Индии погибло от малярии более 3 млн человек, то в 1965 г. случаи смерти от малярии были единичны. Именно за это П. Мюллер была вручена Нобелевская премия 1948 г.

Отрицательные свойства. Спустя 20–30 лет выявились негативные последствия применения ДДТ и других пестицидов, которые заключались в следующем:

• повышение сопротивляемости вредителей к пестицидам;

• устойчивость пестицидов в среде и накопление их в организмах;

• возрождение вредителей и вторичные вспышки численности;

• рост материальных затрат на применение пестицидов.

• быстрое распространение (ДДТ обнаружен в странах, где не применялся).

Рассмотрим негативные экологические последствия действия инсектицидов.

Популяции насекомых-вредителей способны быстро эволюционировать. При воздействии пестицидов погибают чувствительные особи, но особи с высокой сопротивляемостью выживают и дают более выносливое поколение. Так как многие насекомые размножаются стремительно, возникают линии с высокой устойчивостью к пестицидам. Известны случаи, когда устойчивость возрастала в десятки тысяч раз. Более того, обретая устойчивость к одному агенту, популяция становится устойчивой и к другим.

Другая проблема связана с судьбой пестицидов в окружающей среде. В зависимости от времени, в течение которого препарат сохраняется в почве, выделяют: быстро разрушающиеся – менее 15 недель, умеренно разрушающиеся –15–45 недель, медленно разрушающиеся – 45–75 недель и устойчивые – более 75 недель. Период полувыведения у ДДТ примерно 20 лет, т.е. ДДТ относится чрезвычайно устойчивым веществам.

Еще одна особенность ДДТ и многих других пестицидов – способность накапливаться в организмах по мере продвижения по пищевым цепям. Характерен пример, связанный с уничтожением комаров на одном из калифорнийских водоемов. После обработки акватории содержание ДДТ в воде составило 0,02 ppm, планктоне – 10, планктоноядных рыбах – 900, хищных рыбах – 2700, т.е. биоконцентрация в конце цепи достигла почти 100 тыс. раз.

Следующая проблема – увеличение численности вредителей спустя некоторое время после обработки посевов (вторичные вспышки численности). Подобные явления обусловлены взаимосвязью видов по типу хищник – жертва. В экосистеме численность растительноядных видов (жертвы) контролируется плотоядными (хищники). Пестициды могут оказывать большее влияние на хищников, чем на жертв. Это связано с двумя причинами. Во-первых, происходит аккумуляция пестицидов в организме жертв, и хищник получает большую дозу яда. Во-вторых, хищники погибают просто из-за недостатка пищи. После исчезновения врагов происходит взрывной рост популяции растительноядных насекомых. В этом проявляется взаимосвязь компонентов экосистем – уничтожение одного вида с неизбежностью влечет цепь нежелательных экологических эффектов.

Приведенные выше сведения дают ответ на вопрос: Почему увеличиваются затраты на применение пестицидов? Повышение устойчивости и вторичные вспышки численности вредителей вынуждают использовать более сильные препараты и многократно обрабатывать посевы. В результате на некоторых плантациях США выращивание хлопка оказалось нерентабельным из-за высоких затрат на борьбу с вредителями.

Пожалуй, наиболее важный аспект проблемы пестицидов – воздействие на здоровье людей. Здесь уместен пример. У человека, также как и у многих других видов, ДДТ аккумулируется в жировой ткани, а потому в ряде случаев грудной ребенок с молоком матери мог получить больше ДДТ, чем это допускается. В связи с этим случаем один из исследователей Национального института здоровья США заметил: "Если бы материнское молоко находилось в другой упаковке, его вообще не разрешили бы пускать в продажу".

Позднее было выяснено, что часть отрицательных свойств ДДТ обусловлена примесями полихлорбифенилов (ПХБ). В промышленном ДДТ содержится до 30% ПХБ, который безвреден для насекомых, но токсичен для людей.

Принимаемые меры. Разработаны правила, которые охватывают все аспекты обращения с пестицидами: перевозку, хранение, ликвидацию пустых емкостей, предельно допустимые остаточные количества и многое другое.

Постепенно изымаются из употребления хлорорганические инсектициды, такие, как ДДТ, хотя они, несомненно, принесли пользу здравоохранению и сельскому хозяйству.

Первой страной, запретившей ДДТ в начале 1970-х годов, была Новая Зеландия. второй страной был СССР, но запрещение имело две оговорки: применение разрешалось в Узбекистане, где еще встречались случаи малярии, и в таежных районах, где распространен клещевой энцефалит. Из Госдоклада "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1993 году" следует, что в сельском хозяйстве в течение 1980–1991 гг. применяли около 150 тыс.т/год пестицидов, в 1993 г. потребление уменьшилось до 43,7 тыс.т. Наиболее загрязнены пестицидами почвы Северного Кавказа, Приморского края и Центрально-Черноземных областей.

Пестициды относятся к веществам, наиболее широко загрязняющим природу, однако, и это следует подчеркнуть специально, их «лидирующее» положение является временным. Разработаны «короткоживущие» препараты, распадающиеся в течение сезона или более короткие сроки. Более широко используют биологических средств защиты растений. Это неизбежно «отодвинет» проблему пестицидов, как загрязнителей, на более низкий уровень.