3.7.3 Пестициды
Вода служит основным средством транспорта пестицидов в окружающей среде. В открытые водоемы они могут попадать со сточными водами предприятий, которые их выпускают, при авиационной и наземной обработках сельскохозяйственных угодий и лесов, с дождевыми и талыми водами, а также при непосредственной обработке открытых водоемов для уничтожения водорослей, моллюсков, переносчиков заболеваний человека и животных, сорных растений.
Почвенные и грунтовые воды, внутренние водоемы, реки и Мировой океан при определенных условиях могут стать конечным депо для пестицидов. Вследствие этого возможно загрязнение водоемов в первую очередь стойкими веществами.
Влияние пестицидов на обитателей водных систем может проявляться как в прямом токсическом действии (острая или хроническая токсичность), так и косвенно (снижение содержания растворимого в воде кислорода, изменение химического состава воды, уничтожение водяных насекомых и т. д.).
При переходе пестицидов из воды в другие звенья биологической цепи их содержание увеличивается в сотни и тысячи раз. Будучи поглощенными организмом-фильтратором (например, одним из видов планктонных организмов), стойкие препараты могут откладываться в тканях и затем попадать в организм рыбы. В последующих звеньях пищевой цепи действие веществ, обладающих кумулятивным свойством, усиливается в несколько раз.
В основном многие пестициды быстро разрушаются в водной среде, в связи с чем их применение в сельском хозяйстве в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками сельскохозяйственных культур не влечет за собой отрицательных последствий.
Пестициды классифицируются по химическому составу. По химическому составу выделяются 3 основные группы пестицидов:
Неорганические соединения (соединения ртути, фтора, бария, серы, меди, а также хлораты и бораты).
Пестициды растительного, бактериального и грибного происхождения (пиретрины, бактериальные и грибные препараты, антибиотики и фитонциды).
Органические соединения, к которым относятся пестициды высокой физиологической активности: хлорорганические соединения (гексахлорциклогексан, гептахлор, и др.); фосфорорганические соединения (хлорофос, метилнитрофос, карбофос, и др.); производные карбаминовой, тио- и дитиокарбаминовой кислот (пиримор, карбин, тиллом); нитропроизводные фенолов (нитрафен, каратан); фталимиды (каптан, фталан); минеральные масла; органические соединения ртути (гранозан, меркуран и др.); хиноны (дихлон); производные мочевины и др.
Основным источником поступления пестицидов в водные объекты является поверхностный сток талых, дождевых и грунтовых вод с сельскохозяйственных угодий, коллекторно-дренажные воды, сбрасываемые с орошаемых территорий. Пестициды также могут вноситься в водные объекты во время их обработки с целью уничтожения нежелательных водных растений и других гидробионтов, со сточными водами промышленных предприятий, производящих ядохимикаты, непосредственно при обработке полей пестицидами с помощью авиации, при небрежной транспортировке их водным транспортом и при хранении. Несмотря на большой вынос стойких пестицидов в водную среду, содержание их в природных водах относительно невелико из-за быстрой кумуляции пестицидов гидробионтами и отложения в илах. Коэффициенты кумуляции (во сколько раз содержание химического вещества больше в гидробионтах, чем в воде) составляют от 3-10 до 1000-500000 раз.
Из всех пестицидов только хлорорганические соединения являются стойкими в окружающей среде. В водоемах они постепенно разлагаются. Время, требуемое для разложения пестицидов, определяется многими факторами, одним из которых является их растворимость. Фосфорорганические соединения и производные карбаматов хорошо растворимы в воде и легко гидролизуются и их стойкость измеряется неделями.
ДДТ хорошо адсорбируется органическим веществом почвы или донным илом и за счет этого способен перемещаться с поверхностными водами. В ряду почва-донные отложения-супесь-песок степень адсорбции ДДТ уменьшается. Пути миграции ДДТ в водных экосистемах таковы. Существенная часть ДДТ интенсивно поглощается гидробионтами и постепенно метаболирует, а с другой они сорбируются на взвешенных в воде частицах ила и оседают на дно водоемов, где сохраняются десятки и даже сотни лет.
На рисунке 3.9 приведена схема круговорота пестицидов в стоячем водоеме. Переходя по пищевым цепям, происходит не только бионакопление ДДТ, но и его биоумножение. Чем выше находится особь в цепи питания, тем большие количества ДДТ поступают и накапливаются в ее организме.
В результате превращения ДДТ в природе могут образовываться не менее токсичные соединения - полихлорированные бифенилы - производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров.
На направление и скорость превращения пестицидов существенное влияние оказывают температура, концентрация растворенного кислорода, рН среды и ультрафиолетовое излучение.
Рисунок 3.9 - Схема круговорота пестицидов в стоячем водоеме
Вопросы для самопроверки
Какие загрязняющие вещества наиболее распространены в водоемах?
По каким показателям оценивают качество воды?
Какие факторы определяют растворимость соединений металлов в водоеме?
В форме каких соединений присутствуют металлы в водоемах?
Охарактеризовать поведение ртути в водоеме.
Охарактеризовать поведение свинца в водоеме.
Охарактеризовать поведение кадмия в водоеме.
Охарактеризовать факторы формирования кислотно-основных свойств природных вод
Какими процессами определяется окислительно-восстановительное равновесие в водоеме?
10. Охарактеризовать поведение соединений азота и фосфора в водоеме.
11. Загрязнение водоемов нефтью и нефтепродуктами.
12. Загрязнение водоемов ПАВ.
13. Загрязнение водоемов пестицидами.
14. Охарактеризовать проблему загрязнения Мирового океана бытовым мусором.