Л.И. Егоренков, Б.И. Кочуров
Геоэкология
Учебное пособие. – М.: Финансы и статистика, 2005. - 320 с.
Глава 2. Антропогенное преобразование ландшафтов (геосистем)
2.7. Миграция отдельных загрязнителей в биокосных системах
2.7.4. Пестициды в окружающей среде
Мировая и отечественная политика в области сельского
хозяйства пока ориентирована на широкое применение средств химической защиты
растений. Мировой уровень потребления пестицидов, согласно прогнозам, будет
возрастать ежегодно в среднем на 2,3%. При этом отмечается, что одним из
факторов, сдерживающих объем потребления пестицидов, будет ужесточение
законодательства по защите окружающей среды. В то же время подсчитано, что в
случае отказа от пестицидов в США, например, производство сельскохозяйственных
культур и продукции животноводства снизится на 30%, а стоимость
сельскохозяйственной продукции возрастет на 50-70%.
Некоторые пестицидные препараты обладают аллергическим
действием (ГХЦГ, Цинеб), вызывают дерматиты (гранозан), бронхиальную астму и
нервнопаралитический синдром (фосфорные соединения), обладают эндокринным,
катарактогенным, канцерогенным последствием (некоторые фосфор- и
хлорорганические пестициды, карбонаты и др.).
Для характеристики поведения пестицидов в объектах
окружающей среды введены два показателя: коэффициент биодеградации (КБД),
который характеризует скорость деградации (разрушения) пестицида в экосистеме,
и коэффициент биологического усилия (КБУ), который определяет усилие
биологических организмов, направленное на разложение данного препарата. Чем
выше КБД, тем быстрее разлагается препарат, а чем выше КБУ, тем препарат более
персистентен (устойчив).
Анализ применения пестицидов, а также данные специальных
исследований говорят о том, что в большинстве случаев лишь незначительная часть
применяемых препаратов достигает целевых объектов. Остальная же часть попадает
в окружающую среду уже как антропогенный загрязнитель и создает соответствующие
эколого-гигиенические проблемы. Миграция пестицидов в окружающей среде и по
цепям питания приводит к накоплению остаточных количеств препарата в
большинстве природных объектов и в организме человека.
Рис. 2.15. Схема циркуляции пестицидов
В настоящее время накоплен большой фактический материал по
изучению поведения различных пестицидов в объектах окружающей среды, в
естественных и искусственных экосистемах, в организме человека и животных. При
осуществлении своих функций пестициды проходят большой путь в экосистеме (рис.
2.15).
В местах интенсивной химизации значительное число пестицидов
может концентрироваться в атмосферном воздухе. Снос пылевидных препаратов часто
происходит на большие расстояния (табл. 2.8), что практически всегда является
результатом нарушения технологии опыления и может иметь нежелательные
последствия.
Таблица 2.8
Диаметр частиц, мкм
|
Снос частиц при падении с высоты, м
|
5
|
10
|
25
|
179,2
|
358,4
|
100
|
11,2
|
22,4
|
200
|
2,8
|
5,8
|
Исследованиями установлено, что дусты с диаметром частиц 10
мкм переносятся ветром при скорости 5 км/час на расстояние 1,6 км, а диаметром
2 мкм - на 33 км. Главное в борьбе с пестицидным загрязнением атмосферного
воздуха - строжайшее соблюдение режима технологических операций авиационных
химических работ, широкое применение новых препаратов пестицидов, позволяющих
снизить их испарение в атмосферу практически до нуля (гранулы, микрокапсулы).
Однако основная роль в циркуляции пестицидов и накоплении их
в объектах окружающей среды принадлежит почве, а в разложении (до токсикации) -
почвенным микроорганизмам. Почва в основном выступает в качестве преемника
пестицидов, где они разлагаются и, отходя, постепенно перемещаются в растения
или окружающую среду, либо в качестве хранилища, где некоторые из них могут
существовать много лет спустя после внесения. Пестициды - тонкодисперсные
вещества и в почве подвержены многочисленным воздействиям биотического и
небиотического характера, которые определяют их поведение, преобразование и,
наконец, минерализацию.
На пестициды, попавшие в почву, оказывают влияние различные
факторы как в период их применения, так и в дальнейшем, когда препарат уже
становится остаточным. В почве происходят разложения: пестицидов при гидролизе,
окислительно-восстановительного типа, с образованием нитрозосоединений,
фотохимическое и др.
Рядом исследователей подчеркивается роль почвенных
микроорганизмов в разложении пестицидов. Разложение действующих веществ
пестицидов осуществляется бактериями, ак-тиномицетами, грибами и высшими
растениями. Продолжительность разложения пестицидов микроорганизмами может
колебаться от нескольких лет до десятков лет, в зависимости от специфики действующего
вещества, видов микроорганизмов и свойств почв. Однако данных о процессах
разложения современных групп пестицидов почвенными микроорганизмами крайне
мало.
Продукты превращения и разложения пестицидов, побочные
продукты реакций относятся к остаточным количествам пестицидов. Учитывая
потенциальную опасность загрязнения почв, окружающей среды остаточными
количествами пестицидов, в настоящее время все больше используют
легкоразлагаемые пестициды - карбамидные инсектициды и большинство фосфорорганических
инсектицидов, а также пиретроидные инсектициды. Однако при распаде некоторых
легкоразлагаемых пестицидов образуются соединения, обладающие большой
токсичностью, которые могут существовать в почве в течение нескольких месяцев,
что необходимо учитывать при их применении.
В почвах, загрязненных остаточными количествами пестицидов,
многие беспозвоночные накапливают их в количестве, во много раз превышающем
концентрацию пестицидов в почве, т.е. происходит процесс бионакопления. Обычно
вещества с пониженной растворимостью (менее 0,1 мг/л) обладают более высокой
способностью к накоплению биологическим путем.
Способность поглощения пестицидов зависит и от вида
растений. Например, кукуруза (зерно) обладает большей способностью к
биоконцентрации ГХЦГ, чем пшеница (зерно). Пестициды легко поглощаются
растениями из песчаных и торфяных почв, содержащих большое количество
органических веществ.
В нормальных условиях очистка почвы от остаточных количеств
пестицидов происходит медленно под влиянием различных мероприятий по обработке
почв или климатических факторов. Иногда для быстрой очистки почв следует
стимулировать этот процесс. С этой целью используют различные мероприятия,
зависящие от химического состава пестицидов, степени насыщения почв и их
свойств, культивируемых растений, технологии их возделывания и т. д.
В настоящее время разработаны математические методы
прогнозирования накопления и разложения пестицидов в агроэкосистеме,
позволяющие определить концентрацию данного пестицида в агроэкосистеме в данный
момент.
В связи с тем, что пестициды являются биологически активными
веществами, к ним предъявляют особые требования, обеспечивающие наибольшую
эффективность их использования и наименьшую вредность для человека, полезных
животных и растений. Для предупреждения пестицидного загрязнения
сельскохозяйственной продукции, охраны здоровья населения и предотвращения
циркуляции пестицидов в окружающей среде - экспериментально обоснованы и
установлены санитарно-гигиенические нормативы предельно допустимых остаточных количеств
(ПДОК) пестицидов в продуктах питания, зеленом корме и фураже, предельно
допустимых концентраций (ПДК) пестицидов в воздухе рабочей зоны, атмосферном
воздухе, в воде открытых водоемов и водоемов санитарно-бытового водопользования,
в почве. Регламентированы сроки применения пестицидов в течение вегетационного
периода растений. Предельно допустимое остаточное количество (ПДОК) пестицидов
такое, которое, поступая в организм с продуктами питания, не вызывает никаких
нарушений у человека. ПДОК пестицида выражают в миллиграммах действующего
вещества на 1 кг продукта (корма, фураж) и экспериментально устанавливают с
таким расчетом, чтобы обеспечить совершенно безопасный для человека уровень
содержания остатков пестицидов в продуктах питания. Показатель ПДОК
устанавливают для конкретного пестицида и вида сельскохозяйственной продукции.
Они координируются Всемирной организацией по сельскому хозяйству и
продовольствию ООН (ФАО) и Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ).
Предельно допустимые концентрации пестицидов в окружающей
среде представлены в табл. 2.9.
Таблица 2.9. Предельно
допустимые концентрации пестицидов в почве, воздухе и воде
Пестицид
|
Почва, мг на 1 кг
|
Воздух, мг на 1 м3
|
Вода, мг на 1 л
|
ГХЦГ
|
0,1
|
0,05
|
0,02
|
Гамма-изомер
|
0,1
|
0,05
|
0,02
|
ГХЦГ
|
|
|
|
Полизлорпенин
|
0,5
|
0,2
|
0,2
|
Полихроркамфен
|
0,5
|
0,5
|
0,2
|
Севин
|
0,05
|
1,0
|
0,1
|
Карбофос
|
2,0
|
0,5
|
0,05
|
2,4-Д
|
-
|
0,5
|
0 2
|
Симазин
|
-
|
0,2
|
не допускается
|
Хлорофос
|
0,5
|
0,5
|
0,05
|
Особого внимания заслуживает нормирование пестицидов в
почве. Контроль за содержанием пестицидов в почве осуществляют весной перед
началом полевых работ и осенью - после завершения уборочной страды.
Для предотвращения возможного отравления людей
регламентированы сроки и условия работы на обработанных площадях. Так, после
применения стойких пестицидов работы, не связанные с рыхлением почвы,
разрешаются через неделю, а предусматривающие обработку почвы - через 2 недели.
Токсикологический и санитарно-гигиенический контроль за
применением новых импортных пестицидов осуществляет широкая сеть токсикологических
лабораторий; контроль за правильным использованием препаратов в хозяйствах
обеспечивают межобластные контрольно-токсикологические лаборатории,
республиканские, областные, районные органы здравоохранения.
|