Широкое же распространение получили около 200 пестицидов.

Гербициды

По функции гербициды можно разделить на несколько групп. В одну из них входят вещества, применяемые для стерилизации почвы; они полностью предотвращают развитие на ней растений. К этой группе относятся хлористый натрий и бура.

Гербициды второй группы уничтожают растения избирательно - сорняки, не затрагивая полезных. Например, 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д) убивает двудольные сорняки и нежелательную древесно-кустарниковую растительность, но не вредит злакам.

В третью группу входят вещества, уничтожающие все растения, но не стерилизующие почву, так что растения на этой почве могут потом расти. Так действует, например, керосин, по-видимому, первое вещество, примененное много лет назад в качестве гербицида.

Четвертая группа объединяет гербициды системного действия; нанесенные на побеги, они перемещаются по сосудистой системе растений вниз и губят их корни, что приводит к гибели сорняков.

Гербициды широко используемые для борьбы с сорняками в посевах злаков - это производные арилоксифеноксипропионовой кислоты, а для борьбы с сорняками в посевах сахарной свеклы успешно применяется препарат фюзилад-супер при нормах расхода 125 г/га

В последнее время широко применяются производные сульфонилмочевины, из которых в практических условиях используют более десяти препаратов. Эту группу соединений применяют при нормах расхода всего 10-50 г/га. Такие низкие нормы расхода вызывают необходимость очень осторожного их использования, так как повышение норм расхода может вызвать отрицательные последствия

Гербициды

Печальную известность, после войны США против Вьетнама, получили производные феноксиуксусной кислоты, входившие в состав так называемой "оранжевой смеси", использовавшейся американцами в качестве дефолианта.

Эти вещества практически не токсичны для человека. Однако, содержавшийся в них в качестве примеси тетрахлордибензодиоксин (ТХДД) вызывал тяжелые токсикозы у людей. Кроме того это вещество обладает свойствами иммунотоксиканта, тератогена, мутагена и канцерогена.

Фунгициды

Многие фунгициды – это неорганические вещества, содержащие серу, медь или ртуть.

Сера была, вероятно, первым эффективным фунгицидом и широко применяется до сих пор, особенно для борьбы с мучнистой росой.

Из органических соединений первым стали применять против грибов формальдегид. Сейчас наиболее распространены синтетические органические фунгициды, например дитиокарбаматы.

Фунгицид системного действия перемещается по всему растению и действует подобно антибиотику, излечивая болезни, вызываемые грибами, или не давая им появиться. Фунгициды широко применяют для борьбы с плесенью.

Фунгициды

В качестве фунгицидов и протравителей семян в широко используются дитиокарбаматы (ТМТД, манеб, цинеб, поликарбацин, манкоцеб, соединения меди и новые системные фунгициды).

Большим достижением последних десятилетий является открытие системного фунгицидного действия убенлата и производных триазола и морфолина. (Системными фунгицидами называются вещества, способные передвигаться по сосудистой системе растений.)

Наиболее распространенными препаратами триазолового ряда являются байтан, байлетон и пропиконазол. Применение системных фунгицидов позволяет эффективно бороться со многими грибковыми заболеваниями растений, в том числе с такими, как фузариум, который вырабатывает ядовитые микотоксины

Инсектициды.

Инсектициды обычно классифицируют по способу их действия.

Инсектициды кишечного (системного) действия, например мышьяк, убивают вредителей, поедающих обработанные ими растения (они легко проникают в ткани растений).

Инсектициды контактного действия, например ротенон, убивают насекомых, попав на поверхность их тела.

Фумиганты, например метилбромид, действуют, проникая в организм насекомого через дыхательные пути.

Инсектициды

Самым известным хлорорганическим инсектицидом является ДДТ - дихлордифенилтрихлорэтан

Хотя это вещество синтезировано еще в 1874 году, его инсектицидные свойства были обнаружены лишь в 1939 году швейцарским химиком Паулем Мюллером, удостоенным за это открытие десять лет спустя Нобелевской премии.

Хлорорганические соединения, такие, как линдан (линдан – 98-100%-ный g-изомер гексахлорциклогексана, гексахлоран – техническая смесь изомеров гексахлорциклогексана, содержащая 12-13% g-изомера).

В качестве инсектицидов для борьбы с членистоногими используют главным образом фосфорорганические соединения и синтетические пиретроиды

Практическое использование ддт

Способность ДДТ убивать насекомых, но при этом оставаться безопасным для человека и других теплокровных животных, была обнаружена в 1939 году.  Его считали «идеальным» инсектицидом и широко использовали по всему миру в течение 20 лет. Затем производство его было сокращено и полностью запрещено в 1972 году во многих странах, хотя кое-где его продолжают использовать до сих пор.

Сначала ДДТ использовался против моли на одежде.

В январе 1944 года с помощью ДДТ была предотвращена эпидемия тифа в Неаполе. Это первая зимняя эпидемия тифа, переносимого вшами, которую удалось остановить.

В Индии благодаря ДДТ в 1965 году ни один человек не умер от малярии, тогда как в 1948 погибло 3 млн. человек.

В организме человека  ДДТ может: - накапливаться в жировой ткани.  - повышать риск развития рака.  - нарушать структуру генетического аппарата.  - Повреждать репродуктивную функцию. - Приводить к заболеванию крови У птиц ДДТ приводит к нарушению формирования яичной скорлупы, которая совсем не формируется или становится ломкой.  В Калифорнии после обработки ДДТ гнездовий чаек среди них появилось в четыре раза меньше самцов, чем самок.

Формы применения.

1. Смачивающиеся порошки, которые при разведении водой дают устойчивую суспензию. Они содержат действующее вещество, наполнитель, детергент и иногда некоторые вспомогательные вещества в зависимости от активности препарата. Содержание действующего вещества может колебаться от 1 до 90%.

2. Концентраты эмульсий, которые с водой образуют устойчивую эмульсию. Концентрат эмульсии содержит действующее вещество, растворитель, детергент и вспомогательное вещество. Содержание действующего вещества в зависимости от активности соединений может колебаться от 1 до 90%.

3. Дусты для опыливания. Они содержат наполнитель, действующее вещество и вспомогательные вещества, содержание действующего вещества в дустах может колебаться от 1 до 20%.

4. Гранулы с различной величиной частиц, содержащие действующее вещество, наполнитель, вспомогательные вещества. Величина гранул может колебаться в широких пределах в зависимости от назначения, содержание действующего вещества – от 1 до 10%.

5. Растворы

Требования к «идеальным» пестицидам

Для уменьшения возможной опасности разработаны следующие требования к современным пестицидам:

1) низкая токсичность для человека, животных и других объектов окружающей среды;

2) отсутствие отрицательных эффектов при длительном воздействии малых доз, в том числе мутагенного, канцерогенного и тератогенного действия;

3) низкая персистентность (низкая устойчивость в окружающей среде, со временем разложения не более одного вегетационного периода).

В зависимости от скорости разложения в почве Пестициды разделяют на шесть групп;

- периодом распада более 18 мес (хлорорганические препараты, соединения селена),

-около 18 мес (триазиновые гербициды, пиклорам, диурон и некоторые др.), -

- около 12 мес (производные галоидбензойных кислот и некоторые амиды кислот), -

- до 6 мес (нитрилы кислот, производные арилоксиуксусных кислот, трефлан и его аналоги, нитрофенолы и др.),

- до 3 мес (производные арилкарбаминовых, алкилкарбаминовых кислот, некоторые производные мочевины и гетероциклические соединения),

- менее 3 мес (органические соединения фосфора и др.).

В зависимости от токсичности все пестициды делятся на четыре группы

Высокотоксичные — ЛД₅₀ до 50 мг/кг массы тела животного;

Токсичные сильнодействующие — ЛД₅₀ 50- 200 мг/кг;

Средней токсичности — ЛД₅₀ 200-1000 мг/кг;

Малотоксичные — ЛД₅₀ выше 1000 мг/кг.

Большинство современных пестицидов заметно более безопасны, чем многие лекарственные средства.

Например: ЛД₅₀ поваренной соли – 3750 мг/кг, кофеина – 200 мг/кг, аспирина – 1750 мг/кг, а современных гербицидов – производных сульфонилмочевины – 5000 мг/кг.

По статистике отравлений в США наибольшее число смертельных случаев отмечено при отравлении алкоголем и менее 2% – от пестицидов и минеральных удобрений.

Экономическая эффективность применения пестицидов.

Широкое применение пестицидов связано с их высокой экономической эффективностью, которая может быть охарактеризована следующим примером:

прополка одним человеком 1 га сахарной свеклы требует не менее 20 рабочих дней, тогда как использование современных гербицидов позволяет решить эту проблему за 30-40 мин.

Мониторинг, проводимый в США на содержание пестицидов в пищевых продуктах, показывает, что 80-90% их не содержит пестицидов совсем, 10% содержит допустимые нормы и только 0,7% – выше нормы.

Следует отметить, что в странах наиболее интенсивного применения пестицидов самая высокая продолжительность жизни людей, что не является признаком положительного действия применения пестицидов на продолжительность жизни, а характеризует лишь отсутствие их достаточно заметного отрицательного влияния при правильном применении.

Современное сельское хозяйство не может обходиться без пестицидов – химических средств борьбы с болезнями, вредителями и сорняками.

Во всем мире пестициды используются на площади 1,4 млрд. га на сумму 38 млрд. долл.

В России ежегодно пестициды применяются на площади 30–35 млн. га в количестве 30 тыс. тонн. Существует ряд международных и национальных конвенций (в том числе и в России), регулирующих оборот пестицидов.

Либерализация экономики привела к безответственной либерализации отношения к пестицидам. Так, по данным Всемирной продовольственной организации ООН (ФАО) за 2002 год, в странах ЕС 40% из проверенных образцов фруктов, овощей, зерна содержали остатки пестицидов, 15% – содержали остатки нескольких пестицидов, а в 5% их количество превышало предельно допустимые концентрации.

В России мониторинг содержания остатков пестицидов в сельскохозяйственном пищевом сырье и продуктах питания проводится не регулярно. Однако, по имеющимся сведениям, они содержатся примерно в 10% проверенных образцов. При этом надо учитывать, что до последнего времени контролировалось содержание всего четырех пестицидов, причем не самых опасных. И только сейчас планируется контролировать содержание в зерновых культурах – 125 остатков пестицидов.

Массовое применение пестицидов началось после Второй мировой войны, когда в большинстве стран были сложности с продовольствием и трудная эпидемическая ситуация.

Казалось, что пестициды легко и просто решают обе проблемы. Довольно скоро волшебное очарование рассеялось, но стремление к легким путям оказалось таково, что, несмотря на множащиеся свидетельства против пестицидов, их производство с середины 1940-х годов до середины 1980-х стабильно возрастало.

К началу 1990-х рост несколько замедлился, но затем вновь подпрыгнул в 1994 г., достигнув объема продаж в 27,8 млрд долларов (что соответствует объему более чем в 2,5 млн т), на этот раз — за счет стран Азии и Латинской Америки. Эти два региона потребляют сейчас треть производящихся в мире пестицидов, и прогнозируется дальнейший рост. При этом по данным на 1990 г. в развивающихся странах ежегодно происходит 25 млн случаев острых отравлений сельскохозяйственных рабочих пестицидами.

В нашей страны, к середине 1980-х гг. в СССР выпускалось в год свыше 3000 тыс. т пестицидов 60 наименований. К концу десятилетия СССР занимал восьмое место в мире по производству пестицидов. При этом значительная часть (30-40 %), закупалась также за рубежом.

Ряд пестицидов СССР экспортировал в развивающиеся страны, в том числе и запрещенные внутри страны, такие, как ДДТ и другие хлорорганические соединения. Пестициды использовались без применения надлежащих средств защиты и небезопасными способами, в неточных концентрациях; хранились (и хранятся) в неприспособленных и необорудованных помещениях; люди выходили на поля после обработки их пестицидами, не выждав положенного срока. Широко известно, что пестициды или их метаболиты можно найти в организмах людей по всему миру, в том числе и там, где они никогда не применялись, например, у жителей крайнего Севера. У жителей севера России содержание пестицидов в организме в несколько раз выше, чем, например, у жителей скандинавских стран.

Проблема пестицидов — одна из проблем, порожденных перенаселением Земли. Громадное количество людей, требует столь же громадного количества пищи, которая производится преимущественно в виде растительных монокультур, истощающих почву, подрывающих биоразнообразие и приводящих к ненормальному размножению определенных, питающихся этими монокультурами, видов паразитов, которых люди тут же записывают во “вредители”.

Для ограничения их численности чаще всего пытаются пойти по привычке самым коротким и дешевым путем массового химического уничтожения — но путь оказывается далеко не самым выигрышным.

Считалось, что “затраты на применение пестицидов окупаются в 5-12 раз”. Однако эта величина рассчитывалась без учета стоимости вреда, наносимого ими природе и здоровью людей.

Только экономический ущерб от уничтожения пестицидами насекомых-опылителей, который относительно легко рассчитать, составляет 30-40 % получаемой прибыли. Речь идет не только об инсектицидах — распространенный и поныне гербицид 2,4-Д смертелен для пчел; с другой стороны, инсектицид линдан оказался способен подавлять развитие ячменя.

Рыбное хозяйство Азовского бассейна с 1952 по 1975 г. потеряло рыбы в результате отравления водоемов более чем на 2 млрд рублей — это тоже лишь один из наиболее очевидных примеров.

Сколько-нибудь заметно увеличить действенность пестицидов не удается в принципе, так как вступает в силу один из самых базовых принципов живой природы — принцип изменчивости. Применение пестицида производит среди “вредителей” немедленный и эффективный отбор именно по признаку устойчивости к данному пестициду.

Спустя 3-4 поколения численность пораженного вида восстанавливается и может даже катастрофически увеличиться, если его естественные враги проявят чувствительность к данному пестициду (а, находясь выше вида-мишени в пищевой цепочке, они и поражены окажутся сильнее).

Например, сейчас уже 110 видов наиболее опасных фитопатогенных грибов стали высокоустойчивыми к 50 наиболее распространенным фунгицидам. При этом поражение грибами вызывают до 80% потери урожая сельскохозяйственных культур.

Малярийные комары, ставшие одной из первых мишеней пестицидов и всегда приводившиеся в пример как один из главных успехов химизации, выработали уже устойчивость ко всем применявшимся против них пестицидам и распространенность переносимого ими заболевания к 1990-м гг. даже увеличилась.

Другой пример — хлопководы из Перу, одними из первых, еще в середине 1950-х, столкнувшиеся с неприятными последствиями увлечения ядохимикатами. Вместо семи основных видов “вредителей”, с которыми они начинали борьбу, вскоре им пришлось иметь дело с 13, так как из-за уничтожения насекомых-хищников на сцену вышли виды, не имевшие ранее экономического значения, и все 13 отличались высокой устойчивостью к пестицидам.

Вред, наносимый пестицидами живой природе, не поддается точной оценке — но совершенно точно можно сказать, что он огромен.

Главное значение здесь имеют два фактора: то, что все синтетические пестициды — вещества, чуждые живой природе и недоступные метаболическому разложению и то, что практически все они способны к биоаккумуляции, то есть содержатся в живых организмах в более высоких концентрациях, чем в окружающей среде.

В биоценозе обязательно найдется паразит, более устойчивый к яду, чем вся остальная популяция паразитов. В результате выжившие паразиты начнут размножаться и производить потомство не чувствительное к пестициду..

Природа токсичности пестицидов разнообразна — это может быть канцерогенный или мутагенный эффект, воздействие на дыхательную, эндокринную, иммунную, нервную системы. Особенно сильно загрязнены пестицидами организмы морских животных.

Пестициды могут дать результаты, противоположные целям их применения

Пестициды применяются в основном из-за их поражающего воздействия на вредителей. Однако животные, растения и микроорганизмы могут развить устойчивость к таким дозам яда, которые для большинства из них прежде были бы смертельными.

Это свойство организмов, называемое резистентностью, вырабатывается в процессе применения пестицидов. В течение очень короткого времени повысить уровень устойчивости к ядохимикатам могут организмы, размножающиеся при быстрой смене поколений, например грибковые патогены и насекомые.

Быстрыми темпами повышается уровень резистентности также и у дикорастущих трав. В США уже установлены 54 устойчивых к гербицидам видов сорняков. В 1980 г. их было всего лишь 12. В Северной Мексике пришлось почти полностью прекратить возделывание хлопчатника, так как все имеющиеся в распоряжении пестициды оказались бессильны против вредителей.

Пестициды могут уничтожать и поражать не только те организмы, для которых они предназначены.

Являясь составной частью комплекса факторов, таких, как изменение ландшафта и уничтожение среды обитания диких животных и растений человеком, пестициды наравне с ним сыграли роль в драматическом исчезновении в последние десятилетия многих видов флоры и фауны. По оценкам, приведенным в Красной книге исчезающих папоротниковых и цветковых растений, интенсивное сельское хозяйство является главным виновником сокращения видов.

Пестициды могут преобразовываться в ядовитые химические соединения.

Не все пестициды после их внесения разлагаются на вещества, безвредные для природы и человека. Они могут превращаться или распадаться в химические соединения, в такой же степени или даже более ядовитые, чем исходные вещества. Этот процесс может протекать в почве, в воздухе, в продуктах питания и в организме человека.

Пример - фунгицид "манкоцеб". Метаболиты этого пестицида, образующиеся в почве, являются канцерогенами, влияют на наследственность, вызывают нарушение репродуктивных функций, могут поражать почки, щитовидную и предстательную железу. Остатки этих веществ, как и у сотен других пестицидов и продуктов их распада, могут присутствовать в пище.

Последствия всегда проявляются позднее

- в 1914 г. успулун был введен в употребление в качестве первого ртутного протравливателя семян. 67 лет спустя последовал запрет на использование ртутных протравливателей;

- известный с 1889 г. в США свинцовый мышьяк, а также арсенат кальция с 1915 г. стали использоваться и в Германии. Прошло 27 лет до того, как в 1942 г. применение соединений мышьяка в виноградарстве было запрещено;

- в 1939 г. были открыты инсектицидные свойства ДДТ. До его запрещения в 1972 г. прошло 33 года;

- в 1950 г. получил признание препарат против насекомых ГХГ. Прошло 27 лет до его запрещения в 1977 г.