Dopad pesticidů na životní prostředí

Obecná ustanovení

Spojení mezi elementy biosféry jsou nejen dynamické, ale také poměrně stabilní. Člověk v procesu své činnosti však často poškozuje tato konstantní spojení, to znamená prostředí, ve kterém stačí přerušit jedno spojení, protože je narušen celý řetězec - biota (soubor rostlinných a živočišných organismů). Proto se pod vlivem antropogenního faktoru prostředí neustále mění a, bohužel, častěji k horšímu.

Velké škody na životním prostředí jsou způsobeny emisemi různých chemických sloučenin do ovzduší průmyslovými podniky, vozidly a intenzivním využíváním agrochemikálií. Slábnoucí srážky znečišťují životní prostředí - půda, vodní útvary, podloží, přírodní půdy, moře, vzduch (obr. 1).

Všechny chemické sloučeniny tak nepříznivě ovlivňují všechny kategorie životního prostředí biosféry. Místo přírodních se vytvářejí tzv. Technogenní ekosystémy, mění se krajiny, ovlivňuje se také neživá příroda. Vzhledem k tomuto negativnímu vlivu chemických sloučenin na životní prostředí, zejména na agrolandy, je nutné oslabit, což do značné míry závisí na obecných opatřeních na ochranu životního prostředí a lidských činnostech zaměřených na zlepšení trofických vazeb v biologickém prostředí..

Prostředí - jedná se o kombinaci fyzikálních, chemických, biologických a také sociálních faktorů, které mohou přímo nebo nepřímo, rychle nebo po určité době ovlivnit biotu a lidské zdraví.

Byly stanoveny tyto formy expozice pesticidům v biosféře:

Místní akce. Přímý dopad na škodlivé organismy nebo nepřímo na jiné organismy, vodu, půdu. Účinnost lokálního působení pesticidů je dána dávkou, formou, způsobem aplikace, selektivitou účinku a rychlostí rozkladu v životním prostředí.

Zavřít následný efekt (kraj-regionální). Podle délky a povahy dopadu pesticidu na životní prostředí závisí na topografii, půdě a povětrnostních podmínkách..

Vzdálený následek (regionální povodí). Charakteristika perzistentních pesticidů, které mohou migrovat do povodí řek, povodí a teras ve formě roztoků, suspenzí nebo v adsorbovaném stavu s půdními koloidy.

Účinek je velmi vzdálený (globální) - dopad na planetu jako celek (oceány, země, atmosféra). Je to způsobeno přenosem stabilních pesticidních látek vzdušnými proudy, vodou, cyklóny, bouřkami, hromadnou migrací ptáků, zvířat a lidí, pohybem vozidel, přepravou zboží, surovin, potravin.

Expozice pesticidům může mít za následek:

• tvorba rezistence u škůdců-
• účinek na rostliny a zvířata-
• ukládání a přenos energie.

K oběhu pesticidů v životním prostředí může docházet podle následujících schémat: vzduch - rostlina - půda - rostlina - býložravec - člověk - půda - voda - zoophytoplankton - ryba - člověk.

Podmínky prostředí jsou hodnoceny podle kritérií chemického sledování pomocí standardních vysoce citlivých metod pro analýzu reziduí pesticidů.

Zdroje a příčiny znečištění životního prostředí pesticidy

V životním prostředí jsou pesticidy distribuovány vzduchem, vodou, rostlinami, zvířaty i lidmi, kteří s nimi pracují. Ochrana přírody a racionální využívání jejích zdrojů je jedním z důležitých problémů naší doby, vývoj ekonomiky, bezpečnost života a ochrana životního prostředí v ekologicky čistém stavu závisí na jeho správném řešení..

Při současné úrovni chemizace zemědělské produkce za podmínek významného nárůstu počtu a rozšíření sortimentu pesticidů je ochrana životního prostředí před znečištěním mimořádně důležitá a vyžaduje instalaci přísných předpisů a jasně organizovaného systému pro sledování jejich dodržování. Příčiny znečištění životního prostředí pesticidy jsou v rozporu s předpisy pro jejich používání, používání perzistentních drog a dalších technologických faktorů.

Předávkování pesticidy. Se zvýšenou mírou spotřeby pesticidů dochází ke zvláštním situacím znečištění environmentálních objektů. Používání maximální míry spotřeby pesticidů je nejčastější příčinou znečištění životního prostředí. Na ošetřených plochách se rozlišuje místní znečištění (překrývající se pásma, průchody a zatáčky jednotky, použití nekalibrovaných nebo vadných postřikovačů) a nepřetržité předávkování (způsobené chybami při výpočtu požadované míry spotřeby pesticidů a pracovních směsí atd.).

Systematické používání perzistentních pesticidů bez zohlednění samočisticí schopnosti půdy může vést k postupné akumulaci a přebytku MDL.

Použití kontaminovaných postřikovačů nebo kontejnerů je jednou z příčin poškození citlivých plodin zbytky herbicidů, jejichž toxická dávka je menší než 1 g / ha, - kukuřice, cukrová řepa, slunečnice, sója, brambory, řepka atd. Pro použití herbicidů je třeba použít samostatné postřikovače. Tyto požadavky nelze při použití zvláštního letectví splnit, proto je nutné zařízení důkladně očistit od herbicidních zbytků. Při mytí zařízení z herbicidů se používají vodné roztoky uhličitanu sodného, ​​amoniaku a dalších elektrolytů, pro estery a další hydrofobní přípravky se používají minerální oleje a vodné roztoky povrchově aktivních látek. Použití špatně vyčištěných nádob na pesticidy může mít negativní důsledky..

Využití herbicidů v citlivých fázích vývoje pěstovaných rostlin. Tento negativní faktor je pozorován při užívání hormonálních léků (2,4-D, 2M-4X, pikloram, dialien atd.). Doporučuje se používat ve fázi bezpečné pro pěstované rostliny - plné obdělávání obilnin (21-29 fází ontogeneze), protože při dřívějším nebo pozdějším použití analogů fytohormonu negativně ovlivňují růst a vývoj plodin, snižují se výnosy obilí a zhoršuje se jeho kvalita, a v některých případech formované zrno ztrácí svou životaschopnost.

Použití netestovaných směsí pesticidů nebo jejich kombinované použití s ​​jinými agrochemikáliemi. V moderních technologiích pro pěstování plodin se široce používají směsi pesticidů a agrochemikálií. Při absenci nezbytných informací o kompatibilitě složek může být jejich použití jedním z důvodů negativního dopadu na pěstované rostliny s nepředvídatelnými následky následků po agrocenózách. Protože není možné předvídat účinek všech kombinací léčiv při použití ve směsích, doporučuje se před použitím provést studii směsí pesticidů, aby se stanovil jejich fytotoxický účinek na rostliny ve specifických podmínkách.. Podle současných regulačních aktů o ochraně rostlin je přísně zakázána směs agrochemikálií, která nejsou pro použití úředně schválena.

Chyby při výběru pesticidů může být spojeno s chybějícím štítkem na kontejnerech, porušením během skladování a nezodpovědností odborníků při provádění této práce. Mezi pesticidy existuje skupina léků, které je třeba skladovat pouze při zvýšené teplotě. Při zamrzání v nich dochází k fyzikálně-chemickým změnám, které způsobují ztrátu pesticidního účinku nebo výskyt fytotoxicity pro pěstované rostliny..

Použití slámy po aplikaci herbicidů. Jako substrát a kompost v uzavřené půdě se hojně používá sláma zimních plodin. A protože zelenina je velmi citlivá na řadu hormonálních herbicidů, je nutné použít slámu z polí, kde nebyly tyto herbicidy použity..

Znečištění ovzduší pesticidy. Pohyb a pohyb části pesticidu z místa použití vzdušnými proudy se nazývá demolice. Hlavním zdrojem pesticidů ve vzduchu je zpracování plodin, lesních porostů a následné odpařování z povrchu předmětů. Rozptyl pesticidů, intenzita jejich znečištění ovzduší je dána charakteristikami a způsobem použití léčiva, jeho těkavostí, počtem ošetření, meteorologickými faktory (teplota, rychlost větru atd.). Zvětrávání pesticidů z povrchu půdy je mnohem rychlejší než při zavádění léků do půdy, kde jsou obsaženy v půdních koloidech. Stejná látka z povrchu půdy eroduje při různých rychlostech v závislosti na teplotě a vlhkosti, koncentraci a rychlosti větru. Lehké částice práškových přípravků nebo smáčitelných prášků se snadno transportují vzduchem. Pelety a brikety jsou těžší, proto mají tendenci se usazovat rychleji.

Vysokotlaký kruhový hrot a malý hrot tvoří velmi malé kapičky, které se snadno nosí. Kruhový nízkotlaký hrot a velký hrot tvoří velké kapičky s menší schopností driftu. Možnost demolice části kapek pesticidu závisí na způsobu jeho aplikace. Při nižší výšce rozptylu je menší pravděpodobnost, že pracovní směs vstoupí do proudu vzduchu a méně driftu a naopak

Letecký postřik se provádí z výšky nad objektem 3-4 ma při rychlosti větru nepřesahující 3 m / s, při použití pozemního zařízení - 3-4 m / s. Porušení těchto požadavků vede ke značnému zničení pracovních směsí. Těkavé pesticidy při vysokých teplotách vzduchu (22-28 ° C) rychle erodují, což výrazně snižuje jejich pesticidní účinek a znečišťuje životní prostředí. Pesticidy se odstraňují ze vzduchu srážením a fotochemickým ničením..

Znečištění ovzduší pesticidy je charakterizováno takovým ukazatelem jako maximální přípustná koncentrace (MPC). Podle hygienických norem jsou maximální přípustné hladiny pesticidů ve vzduchu v pracovní oblasti 0,001 až 0,05 mg / m3.

Znečištění vody a chování pesticidů. Pesticidy mohou vstoupit do vodních útvarů přímo z půdy nebo atmosféry. Spadají do otevřené vody s odpadními vodami a taveninami, během zpracování letadel a půdy na zemědělských a lesních plantážích a při přímém ničení plevelů, řas, měkkýšů a podobně..

Z atmosféry padají pesticidy do vody se srážkami, při zvětrávání a vyluhování z povrchu do hlubších vrstev půdy. K pohybu pesticidů do vody dochází v důsledku soutoku z ošetřeného povrchu nebo v důsledku vyluhování do spodních vrstev z povrchu půdy. K odtoku a vyluhování dochází, když na povrch padne přebytek kapalného pesticidu nebo se na povrch obsahující zbytky pesticidů dostane hodně deště nebo zavlažovací vody. Odpadní voda může proniknout do odtoků, potoků, rybníků nebo řek, kde pesticidy mohou cestovat na velké vzdálenosti. Pesticidy se také vyluhují do spodních horizontů půdy a dosahují podzemní vody. Odtok pesticidů může způsobit značné škody na rybách a jiných vodních organismech v rybnících, potokech, jezerech a řekách. Distribuce pesticidů ve vodní koloně závisí na jejich fyzikálně-chemických vlastnostech (objemová hustota, rozpustnost), formulacích a podobně. Rychlost ničení pesticidů ve vodě je ovlivněna jeho teplotou, pH, úrovní obecného znečištění, vlastnostmi účinné látky.

Pesticidy, které upadly do vodních útvarů, mohou být zničeny nebo, pokud jsou stabilní, migrují a hromadí se ve vodních organismech a mezcích, což určuje jejich nebezpečí pro vodní prostředí. Abychom charakterizovali stabilitu léčiva ve vodě, rozpad t50 a t95.

Stabilita je hodnocena na stupnici:

• první stupeň - vysoce stabilní přípravky (t95 více než 30 dnů),
• sekunda - stabilní (11-30),
• třetí - středně stabilní (6-10),
• čtvrtý - nestabilní (až 5 dní).

Trvání skladování pesticidů ve vodě závisí na jeho účinku na vodní útvary a dopady na životní prostředí, proto by se při výběru řady léků měly brát v úvahu ukazatele stability. Stabilita látky, kromě její chemické podstaty, závisí také na formě léčiva, míře výdajů, povětrnostních podmínkách.

Rysem pesticidů jako znečišťujících látek v životním prostředí je jejich biologický účinek na necílové organismy a schopnost vykazovat nežádoucí nepřímé účinky (obr. 2).

Účinky pesticidů na ryby a vodní bezobratlé

Hlavním důvodem úmrtí vodní fauny je vniknutí průmyslových a domácích odpadních vod do vodních toků a řek obsahujících organický odpad a složky minerálního dusíku. Pesticidy však také způsobují značné škody na rybolovu, když jsou vypouštěny do vody v důsledku úletu větru při postřiku plodin a tekoucí vodou z ošetřených polí. Rybníky jsou přímo ošetřeny pesticidy, aby zabíjely komáry, jiné škůdce, plevele a řasy v kanálech a rýžových polích. Toxicita různých pesticidů pro planktón, různé druhy ryb závisí na mnoha faktorech.. Podle stupně nebezpečí je lze libovolně umístit v následujícím pořadí: insekticidy - herbicidy - fungicidy.

Kritériem toxicity konkrétního léčiva je relativní rizikový koeficient, který je určen poměrem spotřeby pesticidů, který se doporučuje, k hodnotě toxického účinku na koncentraci ryb a SK50 s jejich snížením na stejný rozměr při zohlednění hloubky nádrže:

kde:

• HB - maximální míra spotřeby léčiva (účinné látky) při postřiku plodin, mg / m2-
• SK50 - koncentrace ve vodě, která vede k 50. smrti jednotlivců v určitém čase, mg / m3 vody-
• h - hloubka nádrže.

Například koeficient rizika pro sladkovodní bazudinové ryby je 33 - Bi-58 nových - 0,013 - malathion - 1,0 - sherpa - 2,5 - 5-sumicidin - 1,8. Největším nebezpečím pro ryby s organofosforovými sloučeninami je bazudin. Syntetické pyrethroidy, i přes nízké náklady, mají vysoký koeficient rizika. Mezi herbicidy patří nejméně toxické deriváty kyseliny karbamové.

Mezi rizika pro vodní faunu patří insekticidní postřik malých řek, místních nádrží a pobřežních zón velkých nádrží..

Nebezpečí pesticidů pro velké hlubinné nádrže je mnohem menší v důsledku skutečnosti, že se toxikant rozpustí ve velkých objemech vody a přímé čištění zásobníku je vyloučeno.

Pesticidy se mohou hromadit v planktonu, těle ryb ve velkém množství bez vnějších známek otravy a představují nebezpečí pro mnoho částí potravinového řetězce.

Znečištění půdy a chování pesticidů

Pesticidy vstupují do půdy ve všech případech jejich použití. V budoucnu se určitá část z nich rozloží na netoxické přípravky po dobu několika měsíců a nezanechává znatelně negativní dopad, druhá část se uchovává několik let a vstupuje do přirozeně oběhu látek. Pesticidy vstupují do atmosféry během odpařování a poté vypadávají v dešti, omývají se sedimentem nebo půdní vodou do hlubokých vrstev podloží, prováděné kořeny rostlin na povrch pomocí půdního roztoku, v mikrometrech vstupují do potraviny a znovu do půdy. Doba trvání těchto procesů závisí na přírodních a antropogenních faktorech ovlivňujících rozklad pesticidů v půdě..

Přírodní faktory. Biologické procesy jsou zásadní při rozkladu většiny pesticidů. Biologická aktivita půdy je určena jejím typem, genetickou vrstvou, pH, obsahem organické hmoty, hydrotermálními podmínkami, podmínkami aerace a podobně. Vlastnosti distribuce půdních mikroorganismů jsou spojeny s geografií hlavních typů půd. Při přechodu ze severu na jih se zvyšuje biologická půda. Teplotní režim určuje různá mikrobiologická aktivita půd.

Míra inaktivace a rozkladu pesticidů závisí na typu půdy, stupni kultivace, minerálním a mechanickém složení atd. Nerovnoměrná lokalizace mikroflóry v různých genetických horizontech půdy a jejich nerovnoměrná biologická aktivita ovlivňují úplnost degradace pesticidů. Inertní a perzistentní pesticidy s vysokou migrační schopností jsou proto pro životní prostředí nejnebezpečnější. Takové léky po dlouhodobém proniknutí do hlubokých vrstev půdy mohou přetrvávat bez významných změn..

Kyselina půdy. Pro většinu půdních mikroorganismů je optimální pH 6,5 - 7,5 (neutrální prostředí). Lze předpokládat, že v mezích těchto indikátorů pH by měla probíhat intenzivnější mikrobiologická přeměna (rozklad) pesticidů v půdě. Studie však ukazují, že pH média různými způsoby ovlivňuje transformaci jednotlivých pesticidů. Pesticidní aktivita je snížena v důsledku adsorpce léčiv a jejich produktů rozkladu koloidy půdy. Míra adsorpce pesticidů do značné míry závisí na obsahu humusu v půdě. Půdy s vysokým obsahem organických látek absorbují více pesticidů ve srovnání s hlínou a pískem.

Půdní vlhkost. Pokud je v půdě více vody, než dokáže absorbovat, proniká spolu s pesticidy snadno do podzemní vody. To může způsobit srážky nebo nadměrné zavlažování..

Provzdušňování půdy. Většina půdních mikroorganismů je aktivní v aerobních podmínkách, proto má častěji aerace pozitivní účinek na rozklad pesticidů.

Míra spotřeby léčiv. Pesticidy jako biologicky aktivní látky by se neměly akumulovat v půdě v koncentracích, které nepříznivě ovlivňují životně důležitou aktivitu mikroorganismů. Proto je nutné používat pesticidy v souladu s předpisy, zejména dodržovat míru spotřeby léčiv, což je mimořádně důležité pro samočištění půdy.

Těkavost pesticidů Závisí na teplotě a vlhkosti půdy a vzduchu. Například 15 minut po aplikaci eptamu je jeho ztráta ze suché půdy 20, ze mokré - 27 ze mokré - 44. To platí také pro jiné těkavé přípravky zavedené do půdy. Adsorpce páru těkavých pesticidů suchou půdou je mnohem vyšší než vlhká. To jim umožňuje použití v suché půdě bez rizika snížené účinnosti..

Detoxikace pesticidů v půdě a dalších prostředích do značné míry závisí na vlastnostech půdy, povětrnostních a klimatických faktorech (srážky, teplota, osvětlení). Závisí na kultivaci půdy, zavlažování, používání hnojiv, plodin a způsobu aplikace přípravků. Se zvyšující se teplotou a aktivitou slunečního záření se rychlost rozkladu zvyšuje. Trvanlivost pesticidů v půdě závisí na druhu a rozsahu jejich použití..

Jedním z hlavních faktorů, které mohou zabránit znečištění půdy pesticidy, je vědecky odůvodněné snížení míry spotřeby léčiv, frekvence léčby a optimalizace jejich používání. Nahrazením kontinuálního ošetření pruhem a hranou použití směsí tanků výrazně snižuje náklady na léky na jednotku plochy, a proto - znečištění půdy.