Wpływ pestycydów na środowisko

Przepisy ogólne

Połączenia między elementami biosfery są nie tylko dynamiczne, ale także dość stabilne. Jednak osoba w trakcie swojej działalności często szkodzi tym stałym połączeniom, czyli środowisku, w którym wystarczy zerwać jedno ogniwo, ponieważ naruszony jest cały łańcuch - biota (zestaw organizmów roślinnych i zwierzęcych). Dlatego pod wpływem czynnika antropogenicznego środowisko nieustannie się zmienia i niestety częściej na gorsze.

Wielkie szkody dla środowiska spowodowane są emisjami do atmosfery różnych związków chemicznych przez przedsiębiorstwa przemysłowe, pojazdy oraz intensywnym stosowaniem agrochemikaliów. Wypadając z opadami, zanieczyszczają środowisko - glebę, zbiorniki wodne, wody podziemne, ziemie naturalne, morza, powietrze (rys. 1).

Zatem wszystkie związki chemiczne niekorzystnie wpływają na wszystkie kategorie środowiskowe biosfery. Zamiast naturalnych powstają tak zwane ekosystemy technogeniczne, zmieniają się krajobrazy, wpływa także na nieożywioną przyrodę. Biorąc pod uwagę ten negatywny wpływ związków chemicznych na środowisko, w szczególności na agrolodowce, konieczne jest osłabienie, które w dużej mierze zależy od ogólnych środków ochrony środowiska i działań człowieka mających na celu poprawę wiązań troficznych w środowisku biologicznym.

Środowisko - jest to połączenie czynników fizycznych, chemicznych, biologicznych, a także społecznych, które mogą bezpośrednio lub pośrednio, szybko lub po pewnym czasie wpłynąć na faunę i florę i zdrowie ludzi.

Ustalono następujące formy narażenia na pestycydy w biosferze:

Lokalna akcja. Bezpośredni wpływ na organizmy szkodliwe lub pośrednio na inne organizmy, wodę, glebę. Skuteczność lokalnego działania pestycydów zależy od dawki, formy, metody stosowania, selektywności działania i szybkości rozkładu w środowisku.

Zamknij efekt (krajobrazowo-regionalny). W zależności od czasu trwania i charakteru wpływu pestycydu na środowisko zależy to od topografii, gleby i warunków pogodowych..

Zdalny efekt (basen regionalny). Charakterystyka trwałych pestycydów, które mogą migrować do dorzeczy, równin zalewowych i tarasów w postaci roztworów, zawiesin lub w stanie zaadsorbowanym z koloidami glebowymi.

Efekt jest bardzo odległy (globalny) - wpływ na planetę jako całość (oceany, ląd, atmosferę). Wynika to z przenoszenia stabilnych substancji pestycydowych przez prądy powietrzne, wodę, cyklony, burze, masowe migracje ptaków, zwierząt i ludzi, ruch pojazdów, transport towarów, surowców, żywności.

Narażenie na pestycydy może powodować:

• powstawanie odporności u szkodników-
• wpływ na rośliny i zwierzęta-
• magazynowanie i przesyłanie energii.

Obieg pestycydów w środowisku może następować zgodnie z następującymi schematami: powietrze - roślina - gleba - roślina - roślinożerca zwierzę - człowiek - gleba - woda - zoofytoplankton - ryba - człowiek.

Warunki środowiskowe ocenia się za pomocą chemicznych kryteriów monitorowania, stosując standardowe wysoce czułe metody analizy pozostałości pestycydów.

Źródła i przyczyny zanieczyszczenia środowiska przez pestycydy

W środowisku pestycydy są rozprowadzane przez powietrze, wodę, rośliny, zwierzęta, a także przez osoby, które z nimi pracują. Ochrona przyrody i racjonalne wykorzystanie jej zasobów jest jednym z ważnych problemów naszych czasów, rozwój gospodarki, bezpieczeństwo życia i zachowanie środowiska w ekologicznie czystym stanie w dużej mierze zależą od jego prawidłowego rozwiązania..

Na obecnym poziomie chemizacji produkcji rolnej w warunkach znacznego wzrostu liczby i rozszerzenia asortymentu pestycydów ochrona środowiska przed zanieczyszczeniem jest niezwykle ważna i wymaga zainstalowania surowych przepisów oraz jasno zorganizowanego systemu monitorowania ich zgodności. Przyczyny zanieczyszczenia środowiska przez pestycydy są sprzeczne z przepisami dotyczącymi ich stosowania, używania trwałych leków i innych czynników technologicznych.

Przedawkowanie pestycydów. Szczególne sytuacje zanieczyszczenia obiektów środowiskowych występują przy zwiększonym zużyciu pestycydów. Stosowanie maksymalnych wskaźników zużycia pestycydów jest najczęstszą przyczyną zanieczyszczenia środowiska. Na leczonych obszarach wyróżnia się lokalne zanieczyszczenie (nakładające się pasma, przejścia i obroty urządzenia, stosowanie nieskalibrowanych lub wadliwych opryskiwaczy) i ciągłe przedawkowanie (spowodowane błędami w obliczaniu wymaganego poziomu zużycia pestycydów i mieszanek roboczych itp.).

Systematyczne stosowanie trwałych pestycydów bez uwzględnienia zdolności samoczyszczenia gleby może prowadzić do stopniowej akumulacji i nadmiaru MDL.

Stosowanie zanieczyszczonych opryskiwaczy lub pojemników jest jedną z przyczyn uszkodzenia lub zniszczenia przez pozostałości herbicydów wrażliwych upraw, których dawka toksyczna jest mniejsza niż 1 g / ha, - kukurydza, buraki cukrowe, słoneczniki, soja, ziemniaki, rzepak itp. Do stosowania herbicydów należy stosować osobne opryskiwacze. Wymogi te nie mogą być spełnione w przypadku lotnictwa specjalnego, dlatego konieczne jest dokładne oczyszczenie sprzętu z pozostałości chwastobójczych. Podczas mycia urządzeń z herbicydów stosuje się wodne roztwory węglanu sodu, amoniaku i innych elektrolitów; do estrów i innych preparatów hydrofobowych stosuje się oleje mineralne i wodne roztwory środków powierzchniowo czynnych. Stosowanie źle oczyszczonych pojemników na pestycydy może prowadzić do negatywnych konsekwencji..

Zastosowanie herbicydów we wrażliwych fazach rozwoju roślin uprawnych. Ten negatywny czynnik obserwuje się przy stosowaniu leków hormonalnych (2,4-D, 2M-4X, pikloram, dialien itp.). Zaleca się ich stosowanie w bezpiecznej fazie dla roślin uprawnych - pełnej krzewieniu roślin zbożowych (21-29 faz ontogenezy), ponieważ przy wcześniejszym lub późniejszym stosowaniu analogów fitohormonu negatywnie wpływają na wzrost i rozwój roślin, plon ziarna spada, a jego jakość pogarsza się, a w niektórych przypadkach uformowane ziarno traci żywotność.

Zastosowanie nieprzetestowanych mieszanin pestycydów lub ich łączne zastosowanie z innymi agrochemikaliami. W nowoczesnych technologiach uprawy roślin szeroko stosowane są mieszanki pestycydów i agrochemikaliów. Wobec braku niezbędnych informacji na temat zgodności składników ich zastosowanie może być jednym z powodów negatywnego wpływu na rośliny uprawne z nieprzewidywalnymi konsekwencjami skutków agrocenoz. Ponieważ nie można przewidzieć wpływu wszystkich kombinacji leków stosowanych w mieszankach, zaleca się przeprowadzenie badań mieszanin pestycydów przed użyciem, aby określić ich fitotoksyczny wpływ na rośliny w określonych warunkach. Zgodnie z obowiązującymi aktami prawnymi dotyczącymi ochrony roślin mieszanka substancji agrochemicznych niezatwierdzonych oficjalnie do stosowania jest surowo zabroniona.

Błędy w wyborze pestycydów może być związane z brakiem etykiet na pojemnikach, naruszeniami podczas przechowywania i nieodpowiedzialnością specjalistów w wykonywaniu tej pracy. Wśród pestycydów istnieje grupa leków, które należy przechowywać tylko w temperaturze dodatniej. Po zamrożeniu zachodzą w nich zmiany fizyko-chemiczne, które powodują utratę działania pestycydowego lub pojawienie się fitotoksyczności dla uprawianych roślin.

Stosowanie słomy po zastosowaniu herbicydów. Jako podłoże i ściółka w zamkniętym gruncie szeroko stosowana jest słoma upraw ozimych. A ponieważ warzywa są bardzo wrażliwe na wiele hormonalnych herbicydów, konieczne jest użycie słomy z pól, na których te herbicydy nie były używane.

Zanieczyszczenie powietrza przez pestycydy. Ruch i przemieszczanie części pestycydu z miejsca użytkowania przez prądy powietrzne nazywa się rozbiórką. Głównym źródłem pestycydów w powietrzu jest przetwarzanie upraw, drzewostanów, a następnie odparowywanie z powierzchni obiektów. Rozproszenie pestycydów, intensywność zanieczyszczenia powietrza przez nich zależy od właściwości i metody stosowania leku, jego lotności, liczby zabiegów, czynników meteorologicznych (temperatura, prędkość wiatru itp.). Wietrzenie pestycydów z powierzchni gleby jest znacznie szybsze niż przy wprowadzaniu leków do gleby, gdzie są one zawarte w koloidach glebowych. Ta sama substancja z powierzchni gleby eroduje przy różnych prędkościach w zależności od temperatury i wilgotności, stężenia i prędkości wiatru. Lekkie cząstki sproszkowanych preparatów lub proszków zwilżalnych są łatwo transportowane powietrzem. Granulki i brykiety są cięższe, dlatego zazwyczaj osiadają szybciej.

Okrągła końcówka wysokociśnieniowa i mała końcówka tworzą bardzo małe kropelki, które są łatwe do noszenia. Okrągła końcówka niskociśnieniowa i duża końcówka tworzą duże kropelki o mniejszej zdolności dryfowania. Możliwość rozbiórki części kropel pestycydów zależy od metody ich stosowania. Przy niższej wysokości dyspersji mieszanina robocza ma mniejsze szanse na przepływ powietrza i mniejszy znoszenie i odwrotnie

Opryski z powietrza wykonuje się z wysokości powyżej obiektu 3-4 mi przy prędkości wiatru nie większej niż 3 m / s, a przy użyciu sprzętu naziemnego - 3-4 m / s. Naruszenie tych wymagań prowadzi do rozbiórki roboczych mieszanin na znaczną odległość. Lotne pestycydy w wysokich temperaturach powietrza (22–28 ° C) szybko ulegają erozji, co znacznie zmniejsza ich działanie pestycydowe i zanieczyszcza środowisko. Pestycydy są usuwane z powietrza za pomocą opadów atmosferycznych i zniszczeń fotochemicznych..

Zanieczyszczenie powietrza pestycydami charakteryzuje się takim wskaźnikiem, jak maksymalne dopuszczalne stężenie (MPC). Zgodnie z normami sanitarnymi maksymalne dopuszczalne poziomy pestycydów w powietrzu w obszarze roboczym wynoszą 0,001-0,05 mg / m3.

Zanieczyszczenie wody i zachowanie pestycydów. Pestycydy mogą dostać się do zbiorników wodnych bezpośrednio z gleby lub atmosfery. Wpadają do otwartych zbiorników wodnych ze ściekami i wodą ze stopu, podczas samolotów i obróbki gruntów na plantacjach rolnych i leśnych, a także podczas bezpośredniego niszczenia chwastów, glonów, mięczaków i tym podobnych..

Z atmosfery pestycydy wpadają do wody wraz z opadami atmosferycznymi, podczas wietrzenia i wymywania z powierzchni do głębszych warstw gleby. Przemieszczanie pestycydów do wody następuje na skutek zlewu z obrabianej powierzchni lub w wyniku wymywania do niższych warstw z powierzchni gleby. Spływ i ługowanie występują, gdy nadmiar ciekłego pestycydu spada na powierzchnię lub dużo deszczu lub wody irygacyjnej dostanie się na powierzchnię zawierającą pozostałości pestycydów. Ścieki mogą dostać się do ścieków, strumieni, stawów lub rzek, gdzie pestycydy mogą przemieszczać się na duże odległości. Pestycydy przedostają się również do niższych poziomów gleby, docierając do wód gruntowych. Spływ pestycydów może powodować znaczne szkody dla ryb i innych organizmów wodnych w stawach, strumieniach, jeziorach i rzekach. Rozmieszczenie pestycydów w słupie wody zależy od ich właściwości fizykochemicznych (gęstość nasypowa, rozpuszczalność), formulacji i tym podobnych. Na szybkość niszczenia pestycydów w wodzie wpływa jej temperatura, pH, poziom ogólnego zanieczyszczenia, właściwości substancji czynnej.

Pestycydy, które wpadły do ​​zbiorników wodnych, mogą zostać zniszczone lub, jeśli są stabilne, migrują i gromadzą się w organizmach wodnych i mułach, co determinuje ich zagrożenie dla środowiska wodnego. Aby scharakteryzować stabilność leku w wodzie, rozpad t50 i t95.

Stabilność ocenia się w skali:

• pierwsza klasa - wysoce stabilne preparaty (t95 ponad 30 dni),
• drugi - stabilny (11-30),
• trzeci - średnio stabilny (6-10),
• czwarty - niestabilny (do 5 dni).

Czas przechowywania pestycydu w wodzie zależy od jego wpływu na zbiorniki wodne i wpływ na środowisko, dlatego przy wyborze szeregu leków należy wziąć pod uwagę wskaźniki stabilności. Stabilność substancji, oprócz jej charakteru chemicznego, zależy również od postaci leku, tempa wydatków, warunków pogodowych.

Cechą pestycydów jako substancji zanieczyszczających środowisko jest ich biologiczny wpływ na organizmy niebędące przedmiotem zwalczania, a także zdolność do wykazywania niepożądanych efektów pośrednich (rys. 2)).

Wpływ pestycydów na ryby i bezkręgowce wodne

Główną przyczyną śmierci fauny wodnej jest wnikanie ścieków przemysłowych i domowych do jednolitych części wód i rzek zawierających odpady organiczne i mineralne składniki azotowe. Jednak pestycydy powodują również znaczne szkody w rybołówstwie, gdy zostaną uwolnione do wody w wyniku znoszenia wiatru podczas opryskiwania upraw i wody wypływającej z leczonych pól. Stawy są bezpośrednio leczone pestycydami w celu zabicia komarów, innych szkodników, chwastów i glonów w kanałach i na polach ryżowych. Toksyczność różnych pestycydów dla planktonu, różnych gatunków ryb zależy od wielu czynników.. W zależności od stopnia zagrożenia można je dowolnie umieścić w następującej kolejności: insektycydy - herbicydy - fungicydy.

Kryterium toksyczności danego leku jest względny współczynnik zagrożenia, który jest określony przez zalecany stosunek wskaźnika zużycia pestycydów do wartości efektu toksycznego dla stężenia ryb i SK50 z ich zmniejszeniem do tego samego wymiaru, biorąc pod uwagę głębokość zbiornika:

gdzie:

• HB - maksymalny wskaźnik zużycia leku (substancji czynnej) podczas opryskiwania upraw, mg / m2-
• SK50 - stężenie w wodzie, które prowadzi do 50. śmierci osób w określonym czasie, mg / m3 wody-
• h - głębokość zbiornika.

Na przykład współczynnik ryzyka dla słodkowodnych ryb bazudynowych wynosi 33 - Bi-58 nowy - 0,013 - malation - 1,0 - szerppa - 2,5-5 - sumicydyna - 1,8. Największym zagrożeniem dla ryb ze związkami fosforoorganicznymi jest bazudyna. Syntetyczne pyretroidy, pomimo niskich kosztów, mają wysoki współczynnik ryzyka. Spośród herbicydów najmniej toksyczne pochodne kwasu karbaminowego.

Zagrożenia dla fauny wodnej obejmują opryskiwanie owadobójcze małych rzek, lokalnych zbiorników wodnych i stref przybrzeżnych dużych zbiorników wodnych.

Niebezpieczeństwo pestycydów w przypadku dużych zbiorników głębinowych jest znacznie mniejsze ze względu na fakt, że substancja toksyczna rozpuszcza się w dużych ilościach wody, a bezpośrednie oczyszczanie zbiornika jest wyeliminowane.

Pestycydy mogą gromadzić się w planktonie, ciele ryby w dużych ilościach bez zewnętrznych oznak zatrucia i stanowią zagrożenie dla wielu części łańcucha pokarmowego.

Zanieczyszczenie gleby i zachowanie pestycydów

Pestycydy dostają się do gleby we wszystkich przypadkach ich stosowania. W przyszłości pewna ich część rozkłada się na nietoksyczne produkty przez kilka miesięcy i nie pozostawia zauważalnego negatywnego efektu, druga część jest przechowywana przez lata i wchodzi w system obiegu materii w przyrodzie. Pestycydy przedostają się do atmosfery podczas parowania, a następnie wypływają w deszczu, wypłukiwane przez osad lub wodę glebową do głębokich warstw podglebia, przeprowadzane przez korzenie roślin na powierzchnię za pomocą roztworu glebowego, w małych ilościach wchodzą do środka spożywczego i ponownie do gleby. Czas trwania tych procesów zależy od czynników naturalnych i antropogenicznych wpływających na rozkład pestycydów w glebie..

Czynniki naturalne. Procesy biologiczne mają fundamentalne znaczenie w rozkładzie większości pestycydów. Aktywność biologiczna gleby zależy od jej rodzaju, warstwy genetycznej, pH, zawartości materii organicznej, warunków hydrotermalnych, warunków napowietrzania i tym podobnych. Cechy rozmieszczenia mikroorganizmów glebowych są związane z geografią głównych typów gleb. W miarę przemieszczania się z północy na południe wzrasta biogeniczność gleby. Różna aktywność mikrobiologiczna gleb determinuje reżim temperaturowy.

Szybkość inaktywacji i rozkładu pestycydów zależy od rodzaju gleby, stopnia uprawy, składu mineralnego i mechanicznego itp. Nierówna lokalizacja mikroflory w różnych horyzontach genetycznych gleby i ich nierówna aktywność biologiczna wpływają na całkowitą degradację pestycydów. Dlatego obojętne i trwałe pestycydy o wysokiej zdolności migracji są najbardziej niebezpieczne dla środowiska. Takie leki po penetracji w głębokie warstwy gleby przez długi czas mogą utrzymywać się bez znaczących zmian..

Kwasowość gleby. Dla większości mikroorganizmów glebowych optymalne pH wynosi 6,5-7,5 (środowisko neutralne). Można założyć, że w granicach tych wskaźników pH transformacja mikrobiologiczna (rozkład) pestycydów w glebie powinna odbywać się bardziej intensywnie. Jednak badania pokazują, że pH podłoża na różne sposoby wpływają na transformację poszczególnych pestycydów. Aktywność pestycydowa jest zmniejszona z powodu adsorpcji leków i produktów ich degradacji przez koloidy glebowe. Stopień adsorpcji pestycydów w dużej mierze zależy od zawartości próchnicy w glebie. Gleby o wysokiej zawartości materii organicznej pochłaniają więcej pestycydów niż glina i piasek.

Wilgotność gleby. Jeśli w glebie jest więcej wody niż jest w stanie wchłonąć, wraz z pestycydami łatwo przenika do wód podziemnych. Może to powodować opady deszczu lub nadmierne nawadnianie..

Napowietrzanie gleby. Większość mikroorganizmów glebowych działa w warunkach tlenowych, dlatego częściej napowietrzanie ma pozytywny wpływ na rozkład pestycydów.

Wskaźniki konsumpcji narkotyków. Pestycydy jako substancje aktywne biologicznie nie powinny gromadzić się w glebie w stężeniach, które negatywnie wpływają na żywotną aktywność mikroorganizmów. Dlatego konieczne jest stosowanie pestycydów zgodnie z przepisami, szczególnie w celu przestrzegania wskaźników zużycia leków, co jest niezwykle ważne dla samoczyszczenia gleby.

Lotność pestycydów Zależy od temperatury i wilgotności gleby i powietrza. Na przykład 15 minut po zastosowaniu eptamu jego utrata z suchej gleby wynosi 20, z mokrej - 27 z mokrej - 44. Dotyczy to również innych lotnych preparatów wprowadzanych do gleby. Adsorpcja pary lotnych pestycydów przez suchą glebę jest znacznie wyższa niż mokra. Pozwala to na stosowanie ich w suchej glebie bez ryzyka zmniejszenia skuteczności..

Detoksykacja pestycydów w glebie i innych środowiskach jest w dużej mierze zależna od właściwości gleby, pogody i czynników klimatycznych (opady, temperatura, oświetlenie). Zależą one od uprawy gleby, nawadniania, stosowania nawozów, upraw i sposobu stosowania preparatów. Wraz ze wzrostem temperatury i aktywnością nasłonecznienia wzrasta szybkość rozkładu. Okres przechowywania pestycydów w glebie zależy od rodzaju i zakresu ich stosowania..

Jednym z głównych czynników, które mogą zapobiegać zanieczyszczeniu gleby pestycydami, jest naukowo uzasadniony spadek zużycia narkotyków, częstotliwość zabiegów i optymalizacja ich stosowania. Zastępując ciągłe leczenie paskiem i krawędzią, stosowanie mieszanin zbiornikowych znacznie zmniejsza koszty leków na jednostkę powierzchni, a tym samym - zanieczyszczenie gleby.