Пестициды

Распыление пестицидов в Калифорнии

Пестици́ды (лат. pestis — зараза и лат. caedo — убивать) (сельскохозяйственные ядохимикаты) — химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений и также с различными паразитами, сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека и животных. Пестициды объединяют следующие группы таких веществ: гербициды, уничтожающие сорняки, инсектициды, уничтожающие насекомых-вредителей, фунгициды, уничтожающие патогенные грибы, зооциды, уничтожающие вредных теплокровных животных и т. д. Большая часть пестицидов — это яды, отравляющие организмы-мишени, но к ним относят также стерилизаторы (вещества, вызывающие бесплодие) и ингибиторы роста.

Пестициды относятся к ингибиторам (отравителям) ферментов (биологических катализаторов). Под действием пестицидов часть биологических реакций перестаёт протекать, и это позволяет: бороться с болезнями (антибиотики), дольше хранить пищу (консерванты), уничтожать насекомых (инсектициды), уничтожать сорняки (гербициды).

Пестициды, проникающие во все ткани живого организма или растения называются системными пестицидами.

Характеристика пестицидов, отнесенных к стойким органическим загрязнителям

Пестициды применяются главным образом в сельском хозяйстве, хотя их используют также для защиты запасов продовольствия, древесины и других природных продуктов. Во многих странах с помощью пестицидов ведётся химическая борьба с вредителями лесов, а также переносчиками заболеваний человека и домашних животных (например с малярийными комарами).

Наибольшую проблему обезвреживания токсичных промышленных отходов, в том числе и пестицидов, создают вещества (продукты), выделенные в группу стойких органических загрязнителей (СОЗ). Пестицидные препараты, относящиеся к этой группе, обладают преимущественно высокой токсичностью, устойчивы к разрушению в естественных условиях, плохо растворимы в воде, проявляют биокумулятивные свойства в жировой ткани, мобильность в пищевых звеньях и выраженную способность накапливаться в живых организмах.

Среди запрещенных к применению пестицидов группа СОЗ представлена хлорорганическими и ртутьсодержащими веществами, производными фурана и другими химическими соединениями. К препаратам этой группы относятся альдрин, дильдрин, эндрин, мирекс, хлордан, гептахлор, гексахлорбензол, ДДТ, токсафен, краткая характеристика которых представлена ниже.

Альдрин (октален) – 1,2,3,4,10,10–Гексахлор-1,4-эндо-5,8-экзодиметилен-1,4,4а, 5,8,8а-гексагидронафталин. Представляет собой белое кристаллическое вещество без запаха; температура плавления действующего вещества 104,50С, технического препарата 45-500С; растворимость в воде – 0,07-0,01%, хорошо растворим в органических растворителях; в бензоле – 350 г/100 мл. Летучесть при 200С составляет 4,5х10-5 мг/л, при 400С – 1,36х10-3 мг/л. Химически стабилен, термически устойчив. При продолжительном нагревании до 2400С не наблюдается разложения. Малочувствителен к свету. В почве, растениях, организме насекомых и позвоночных альдрин метаболизируется с образованием дильдрина. Относится к сильнодействующим ядовитым веществам (чрезвычайно опасным), очень опасен при ингаляционном воздействии, а также при поступлении через кожу. ЛД50 при пероральном введении белым крысам находится в пределах 10,6-67 мг/кг. Кумулятивные свойства выражены очень резко. Раздражающими свойствами препарат не обладает. Смертельные дозы для кроликов при поступлении через неповрежденные кожные покровы находятся в пределах 15-150 мг/кг. Применяется в качестве кишечного и контактного инсектицида для борьбы с саранчевыми и почвообитающими вредителями. Инсектицидная активность при хранении не снижается. В герметичной упаковке сохраняется практически неограниченное время.

Дильдрин (окталокс) – 1,2,3,4,10,10-Гексахлор-1,4,5,8-диэндометилен-6,7-эпокси-1,4,4а,5,8,8а-гексагидронафталин. Действующее вещество – белые кристаллы с запахом нафталина. Температура плавления 172-1760С. Летучесть при 200С - 1х10-5 мг/м3. Отмечена довольно высокая летучесть дильдрина с обработанных участков, составляющая в первые 12 часов после обработки 650 г/га. В воде не растворим (0,005 мг/100 мл при 260С); хорошо растворяется в органических растворителях: ацетоне – 54 г/100 мл, бензоле – 75 г/100 мл, гексане – 7,7 г/100 мл при 260С). Химически и термически стабилен. Стоек к щелочам, слабым кислотам, свету. Не разлагается при продолжительном нагревании при температуре 250С. Выпускается в форме 1%-го дуста, 20%-го концентрата эмульсии, 50%-го смачивающегося порошка. Применяется в качестве инсектицида контактного и кишечного действия в составе протравителя семян. Является ядовитым сильнодействующим веществом с высокой кожной токсично-стью. В герметичной таре может сохранять свои свойства практически неограниченное вре-мя.

Эндрин (эндрекс) – 1,2,3,4,10,10-Гексахлор-6,7-эпокси-1,4,4а,5,6,7,8,8а-октагидро-экзо-1,4- экзо-5,6-диметаннафталин. Белое кристаллическое вещество с температурой плавления 226-2300С (с разложением). Практически нерастворим в воде, хорошо растворяется в большинстве органических растворителей. Устойчив в кислых и щелочных средах. Эндрин более токсичен для человека и животных, чем альдрин и дильдрин, а также превосходит их по инсектицидной активности. ЛД50 для крыс – 7,5 –17 мг/кг. Относится к I классу опасности. Выпускается в виде 20%-го эмульгирующегося концентрата, 50%-го смачивающегося порошка, 1-2%-го дуста, 1-5%-ных гранул. Используется для борьбы с клещами, а также как зооцид. Обладает высокой стабильностью при хранении.

Мирекс – додекахлорпентацикло[5,2,1,02,6,03,9,05,8]декан. Белое кристаллическое вещество с температурой плавления 4850С. Практически нерастворим в воде, умеренно в органических растворителях. В ксилоле при 250С растворяется 14,3%, в бензоле – 12,2%, в тетрахлориде углерода – 7,2%. Мирекс является среднетоксичным пестицидом (ЛД50 – 300-600 мг/кг), однако при однократном попадании в желудок или на кожу теплокровных животных обладает способностью к сверхкумуляции (коэффициент кумуляции менее 1), вызывая патологические изменения ряда систем организма. В объектах окружающей среды весьма персистентен. Главным продуктом превращения в почве является обладающий активными инсектицидными свойствами хлордекан. Применяется для борьбы с муравьями и другими вредителями сельскохозяйственных культур. В герметичной упаковке сохраняет свои свойства практически неограниченное время.

Хлордан (велзикол, октахлор, хлориндан) – 1,2,4,5,6,7,8,8-Октахлор-1,4-эндометилен-3а,4,7,7а-тетрагидроиндан. Представляет собой светло-желтое масло без запаха. Температура кипения – 1750С. Практически нерастворим в воде, хорошо растворяется в большинстве органических растворителей. Летучесть 2,2х10-5 мг/л. Выпускается в виде 50-70%-ных эмульгирующихся концентратов, 5-10%-ных гранул, 2-20%-ных растворов в керосине. Предназначен для борьбы с грызущими вредителями на ряде сельскохозяйственных культур как контактно-кишечный инсектицид. Среднетоксичен (ЛД50 для крыс 457-530 мг/кг). Обладает высокой хронической токсичностью и может вызывать отравления при систематическом воздействии в малых дозах. Отличается большой персистентностью в объектах окружающей среды. При воздействии на хлордан воды выделяется хлористый водород, сильно корродирующий металлы, что необходимо учитывать при хранении препарата. Допускается хранить лишь в таре со специальным антикоррозионным покрытием.

Гептахлор (велзикол 104, гептазол, гептанал) – 3а,4,7,7а-Тетрогидро-4,7-метано-1,4,5,6,7,8,8-гептахлоринден. Технический гептахлор – коричневая воскообразная масса, нерастворимая в воде и хорошо растворяющаяся в органических растворителях. Температура плавления технического продукта 46-740С, чистого действующего вещества 95-960С. Упругость пара 3х10-4 мм.рт.ст. при 250С. Наиболее летуч из всех применяемых пестицидов. Устойчив к действию влаги, температуре. В почве устойчив. Через год после внесения остаются 45%, через три года –10% исходного количества. Выпускается в виде 22%-го концентрата эмульсии, дустов, смачивающегося порошка. Применяется для защиты сахарной свеклы, кукурузы и других культур от комплекса почвообитающих вредителей. Высокотоксичен: ЛД50 при введении в желудок для мышей и крыс 50-500 мг/кг, при нанесении на кожу для кроликов - более 2000 мг/кг, смертельная концентрация для крыс при 4-х часовой экспозиции – 150 мг/м2. Обладает резко выраженными кумулятивными свойствами, проявляет кожно-резорбтивное и канцерогенное действие. В организме животных окисляется с образованием эпоксида гептахлора, более токсичного, чем гептахлор. В железной таре без доступа воздуха может сохранять свои свойства практически неограниченное время.

Гексахлорбензол – 1,2,3,4,5,6-Гексахлорбензол. Чистый препарат представляет собой белые пластинчатые кристаллы. Температуры плавления 2310С. Давление пара при 200С – 10,8х10-6 мм.рт.ст. Практически не растворяется в воде, этаноле, хорошо растворяется в органических растворителях. Устойчив к действию света, кислот, щелочей. Выпускается в виде 30%-го светло-серого порошка. Используется как протравитель сельскохозяйственных культур против возбудителей грибковых, бактериальных болезней. Препарат малотоксичен. ЛД50 для крыс – 10000 мг/кг. Обладает сильновыраженными кумулятивными свойствами (коэффициент кумуляции 1). Пороговая концентрация для кошек и кроликов – 9 мг/м3. Раздражает слизистые оболочки и кожу. В герметичной таре может сохранять свои свойства практически неограниченное время.

ДДТ – 1,1-Ди (4-хлорфенил)-2,2,2-трихлорэтан. Белое кристаллическое вещество, температура плавления 108,5-1090С. Летучесть низкая; давление паров при 200С – 1,5х10-7 мм.рт.ст. Растворимость в воде 0,001 мг/л. Хорошо растворяется во многих органических растворителях: ароматических углеводородах и их галогенопроизводных, кетонах, сложных эфирах карбоновых кислот. Плохо растворим в алифатических и алициклических углеводородах (до 4%). Технический продукт содержит 75-76% действующего вещества. Выше температуры плавления подвергается дехлорированию с образованием дихлордифенилдихлорэтилена (ДДД). Реакция катализируется железом, хлоридами алюминия, УФ-светом, щелочными растворами. При однократном введении в желудок ДДТ обладает средней токсичностью: ЛД50 для крыс и мышей составляет 113-200 мг/кг. Обладает способностью вызывать сенсибилизацию организма на повторное воздействие. Оказывает местное раздражающее и кожнорезорбтивное действие. Кумулятивные свойства выражены резко. Коэффициент кумуляции 0,75. Человек гораздо чувствительнее к воздействию ДДТ, чем лабораторные животные. Токсическая доза при поступлении в желудок составляет 11-150 мг/кг. Чрезвычайно стойкое вещество, сохраняющее свои свойства в естественных условиях до 12 лет, в анаэробных условиях может разлагаться некоторыми видами микроорганизмов за 2-4 недели. Выпускается в виде дустов, смачивающихся порошков, минерально-масляной эмульсии, масляных растворов, аэрозолей и других препаративных форм. Применяется как контактный и системный инсектицид на многих сельскохозяйственных культурах, в лесном хозяйстве с вредителями, имеющими санитарное значение и так далее. В связи с высокой стойкостью и резко выраженными кумулятивными свойствами использование ДДТ в сельском хозяйстве многих стран запрещено или резко ограничено с условием строгого соблюдения регламентов. В герметичной таре можно хранить неограниченное время.

Токсафен (полихлоркамфен, хлорфен, октафен). Токсическим началом является хлорированный камфен (С10Н10Сl8), представляющий собой густую жидкость темно-коричневого цвета. Температура плавления 70-950С. Практически нерастворим в воде, хорошо растворяется в большинстве органических растворителей. Летучесть при 250С – 4,3, при 380С – 8,6, при 900С – 50,3 мг/л. Разлагается в присутствии щелочей и при действии ультрафиолетового света. Выпускается в виде концентрата эмульсии, дустов. Применяется как кишечно-контактный инсектицид на посевах свеклы, картофеля, гороха, хлопчатника и других культур. Обладает высокой токсичностью и способностью к накоплению в объектах окружающей среды. ЛД50 препарата при введении в желудок для мышей 45-80 мг/кг, при кожной аппликации для кроликов 250-1000 мг/кг. При воздействии малых доз возможно хроническое отравление. В стальных бочках свойства препарата могут сохраняться практически неограниченное время.

Влияние на организм

Пестицид губительно действует на многих плотоядных, особенно птиц. Птицы особенно чувствительны к этому ядохимикату, поскольку он индуцирует гормональные изменения, влияющие на метаболизм кальция, а это приводит к истончению скорлупы откладываемых яиц, которые в большом количестве начинают биться даже при простом насиживании.

Многие пестициды очень устойчивы и распространяются далеко от мест применения. Например, в середине 1960-х гг. ДДТ был обнаружен в печени пингвинов в Антарктике — очень далеко от тех мест, где применялся этот химикат.

ДДТ сейчас запрещён во всех развитых странах. Однако он сравнительно дешёв и до сих пор считается хорошим средством в определённых ситуациях, например при борьбе с малярийными комарами. Решая вопрос о применении того или иного пестицида, часто приходится из двух зол выбирать меньшее. К примеру, с помощью ДДТ во многих странах удалось полностью искоренить малярию.

Долговременные эффекты пестицидов, особенно в низких дозах, и возможный синергизм их с другими загрязнителями среды и переносчиками болезней изучены слабо в связи с относительной новизной большинства ядохимикатов. Растут опасения, что «безвредные» следы их метаболитов, сохраняющиеся в пище, хотя и не оказывают токсического, а тем более летального действия, могут тем не менее снижать сопротивляемость болезням и постепенно накапливаться в организме до опасного уровня. Многие учёные связывают наличие остатков пестицидов в Северном море с быстрым распространением вирусных болезней в популяции обыкновенного тюленя летом 1988 г.

Пестициды (в том числе и консерванты) часто вызывают аллергию, диатез и некоторые другие заболевания. Особенно опасны системные пестициды, проникающие во все ткани животных и растений.

Общий эффект использования пестицидов — снижение видового разнообразия. Обычно пестициды также повышают продуктивность на нижних трофических уровнях и понижают на верхних.

В 1962 году внимание общественности к опасности использования пестицидов привлекла книга американского биолога Р. Карсон «Безмолвная весна» (англ. Silent Spring).

Снизить уровень использования пестицидов позволяет, в частности, такая технология выращивания сельскохозяйственных культур, как гидропоника.

Литература

• Ганиев М. М., Недорезков В. Д. Химические средства защиты растений. — М.: КолосС, 2006. — 248 с. — ISBN 5-9532-0368-3.
• Мельников, Н. Н. Пестициды. Химия, технология и применение. — М.: Химия, 1987. — 712 с.
• Федоров, Л. А. Пестициды — токсический удар по биосфере и человеку / Л. А. Федоров, А. В. Яблоков. — М.: Наука, 1999.
• Белан, С. Р. Новые пестициды. Справочник / С. Р. Белан, А. Ф. Грапов, Г. М. Мельникова. — М.: Грааль, 2001.
• Телитченко М.М., Остроумов С.А. Введение в проблемы биохимической экологии. — М.: Наука, 1990. — С. 214—217.
• Онищенко Г.Г., Покровский В.И. Профилактическая медицина и эпидемиология. — М.: Наука, 2010. — С. 394—396.

См. также

• Миграция пестицидов в почве
• Хлорорганические пестициды

Ссылки

• Пестициды на сайте Онлайн Энциклопедии Кругосвет
• Таблица препаратов от вредителей, распространённых в России
• 15 Продуктов с высоким содержанием пестицидов
• Статья о вредителях растений для цветоводов  (недоступная ссылка — история)
• Характеристика пестицидов и способы обработки растений