«Пестициды – токсический удар по биосфере и человеку. Отрицательные последствия применения пестицидов и борьба с ними. Стабильность оценивается по шкале
Поиски максимальной продуктивности сельскохозяйственных земель во многих развитых странах уже привели к пересыщению почв химическими удобрениями, что угрожает не только здоровью человека, но подвергает опасности и стабильность агроэкосистем.
Нарушение круговорота органических веществ на обрабатываемых площадях ставит под угрозу сохранение плодородия земель на длительный период. Внося в почву удобрения, человек перестал во имя «рентабельности» или в связи с дефицитом возвращать в культивируемые земли гумус в виде органических удобрений, который обеспечивал их плодородие. Недостаток гумуса нарушает структуру почв, поскольку при этом наносится невосполнимый ущерб поглощающему глинисто-перегнойному комплексу, благодаря которому питательные элементы становятся доступными для растений. Современная цивилизация в результате применения удобрений способствовала нарушению биогеохимических круговоротов, в том числе круговорота азота и фосфора. Осознание этого явления приводит к логическому выводу о необходимости крайне ограниченного использования химических удобрений на лесных землях.
Лесоводы в достаточной мере владеют экологическими приемами сохранения и повышения плодородия лесных почв - это смена пород, оптимизация структуры породного состава и густота насаждений, использование порубочных остатков, люпинизация, использование торфяных запасов. Применение же химических удобрений на лесных площадях, где это необходимо, целесообразно ограничить территориями лесных питомников и плантаций.
Среди видов загрязняющих веществ особое место занимают пестициды. Их вносят в естественную среду для уничтожения вредных, с точки зрения человека, насекомых, грибной инфекции, грызунов, а также сорной травянистой и древесной растительности. Необычайный успех пестицидов объясняется большой эффективностью их воздействия и резким снижением затрат ручного труда и технических средств в сельском и лесном хозяйствах. Современные пестициды являются органическими синтезированными веществами, которые делят в зависимости от назначения на следующие категории: инсектициды (предназначены для уничтожения вредных насекомых); фунгициды (служат для борьбы с фитопатогенными грибами); гербициды (позволяют уничтожать сорную травянистую растительность); арборициды (служат для уничтожения нежелательной древесно-кустарниковой растительности); родентициды (употребляют против грызунов и др.).
Инсектициды по происхождению разделяют на три основные группы: минеральные вещества, инсектициды растительного происхождения и синтезированные вещества, которые в настоящее время употребляются чаще других. Современные синтезированные инсектициды делятся на 5 основных групп: хлорорганические, фосфорорганические, карбаматы, пиретроиды и гормоноподобные инсектициды.
Хлорорганические инсектициды получают путем хлорирования ароматических или гетероциклических жидких углеводородов (например, терпенов). Органофосфаты - это сложные эфиры различных спиртов ортофосфорной кислоты или одной из ее производных - тиофосфорной. Карбаматные инсектициды - это, как правило, сложные эфиры N-метилкарбаминовой кислоты. Пиретроидные соединения представляют собой искусственно полученные аналоги широко известного природного инсектицида пиретрина, содержащегося в далматской ромашке. Действующим веществом димилина является дифтор-бензурон-1-(4-хлорфенил)-3 (2,6-дифторбензол) мочевина.
Все они в достаточной степени токсичны и способны вызывать быстрое отравление насекомых, поскольку совершенно свободно проходят через их кутикулярный покров, а также воздействуют через пищевой тракт при попадании туда с пищей; хорошо испаряющиеся инсектициды поражают насекомых через дыхательные пути. Ряд инсектицидов (системные), проникая в соки растений через листья и корневые системы, могут делать эти соки токсичными для колющих насекомых - клопов, тлей, щитовок, клещей. В настоящее время большое внимание исследователей и практиков защиты растений в СССР и за рубежом привлекают инсектициды на основе синтетических пиретроидных соединений и препараты гормоноподобного действия, из которых наиболее изучен димилин. Эти препараты отличаются от других исключительно высокой инсектицидностью, эффективны в малых дозах; по мнению испытателей, они мало токсичны для млекопитающих, экологически толерантны (устойчивы) и считаются наиболее совершенными и перспективными из современных химических средств борьбы с насекомыми. Специфика действия гормоноподобных соединений заключается в способности блокировать метаморфоз насекомого. К этой группе инсектицидов - ингибиторов синтеза хитина у насекомых принадлежит препарат димилин. Своеобразное действие димилина позволяет применять его против многих насекомых, резистентных к фосфорорганическим, карбаматным и хлорорганическим инсектицидам. В СССР димилин испытывался в основном из расчета 10-25 г/га действующего вещества для защиты сосновых и дубовых насаждений от группы наиболее обычных для этих пород филлофагов. Смертность при авиационном применении препарата составила 90-100 %. Отмечено также, что применение небольших доз димилина (2,5-5 г/га д. в.) в качестве добавки к бактериальным препаратам повышает эффективность последних, особенно в борьбе с устойчивыми популяциями вредных насекомых, что очень важно для защиты лесов, в которых запрещено использование химических средств при обычных нормах расхода.
Фунгициды применяются против инфекционного полегания хвойных, снежного и обыкновенного шютте сосны, шютте лиственницы, корневой губки сосны, мучнистой росы дуба, ржавчины сосны, лиственницы, пихты, тополя, осины, березы, ивы и др., парши тополя и осины, некрозно-раковых болезней лиственных и хвойных пород, сосудистого микоза, соснового вертуна, цитоспороза тополя и осины, язвенного рака ивы и др.
Самые старые из известных фунгицидов (соли меди, сера и ряд минеральных соединений серы) в настоящее время хотя и не потеряли своего значения, но уже в значительной мере замещаются органическими соединениями.
Гербициды объединяют большую группу химических веществ, применяемых для уничтожения нежелательной (сорной) растительности. Гербициды, уничтожающие древесную растительность, относятся к арборицидам. Известно свыше 1000 соединений с гербицидными свойствами, однако на практике их используется около 250, Различают гербициды сплошного действия и избирательного (селективные); деление это условно, так как результат воздействия зависит от концентрации, норм расхода и условий применения. Контактные гербициды, попадая на растения, вызывают местное отравление тканей, а системные, передвигаясь по сосудам растений, вызывают общее отравление.
Стремясь предупредить нежелательную смену пород и таким образом повысить производительность древостоев, в последние десятилетия в некоторых районах нашей страны начали использовать арборициды с целью изменить состав молодняков в пользу хвойных пород. Дефицит рабочей силы провоцирует лесоводов на применение арборицидов. Обработка насаждений арборицидами проводится обычно с помощью авиации и, как правило, на значительных площадях. Химический уход за составом в лиственно-хвойных молодняках, с лесоводственной точки зрения, создает специфические условия среды, характеризующиеся усилением солнечной радиации, увеличением амплитуды суточных колебаний температуры приземного слоя воздуха и влажности, обогащением почв гумусом и доступными формами NPK, изменением живого напочвенного покрова в пользу светолюбивых видов, а в сырых условиях обитания в пользу политрихума и сфагнума. На достаточно богатых почвах изменение всей совокупности условий среды в молодняках после интенсивного химического ухода крайне неблагоприятно для последующего семенного возобновления хвойных и лиственных пород.
Применение химических и биологических средств защиты растений от вредителей и болезней в лесах СССР строго лимитируется. Госкомлесом СССР периодически публикуются списки разрешенных для применения в лесном хозяйстве препаратов. Они служат официальным документом, устанавливающим на определенный срок основные регламенты использования пестицидов для защиты растений от вредителей и болезней. Последний список со сроком действия с 1986 по 1990 г. содержит 105 наименований, среди них инсектицидов - 49, фунгицидов - 20, протравителей (по существу также фунгицидов) - 13, биопрепаратов - 18, антибиотиков для предпосевной обработки семян и полегания сеянцев - 3, феромонов для надзора и борьбы с короедом типографом - 2. Кроме того, в период действия основного списка ежегодно будет устанавливаться дополнительный перечень средств защиты растений, а также вноситься необходимые изменения в регламент применения рекомендованных препаратов.
Списки утверждаются Госкомлесом СССР после согласования их с заместителем Главного государственного санитарного врача СССР, Государственной комиссией по химическим средствам борьбы с вредителями и болезнями растений и сорняками, Главным управлением по охране и воспроизводству рыбных запасов и регулированию рыболовства Минрыбхоза СССР, Главным управлением ветеринарии Госагропрома СССР, Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии. Чем вызвана такая строгость, выразившаяся в подключении большого количества ответственных государственных инстанций? Дело в том, что пестицид, каким бы он ни был, неизбежно вызывает глубокие изменения всей экосистемы, в которую его внедрили. Его действие никогда не бывает однозначным, что вытекает из совокупности следующих свойств пестицидов.
1. В большинстве случаев пестициды имеют широкий спектр токсического воздействия как на виды растений, так и на виды животных. Таким образом, названия инсектициды, фунгициды, гербициды и др. порой вводят в заблуждение, так как не дают представления о реальном воздействии этих веществ.
2. Пестициды очень токсичны для теплокровных и пойкилотермных позвоночных.
3. Пестициды воздействуют на все живые организмы.
4. Действие пестицидов не зависит от плотности популяции, но их употребляют только тогда, когда численность вредителя достигает большого значения, т. е. их применение зависит от плотности.
5. Как правило, используют значительно большее количество пестицидов, чем необходимо для уничтожения вредителя; преднамеренные излишки обработки допускаются обычно в целях «надежности».
6. Обрабатываемые пестицидами площади в современном мире весьма значительны, что заставляет предполагать негативные последствия их применения (угроза здоровью людей и стабильности экосистем планеты).
7. Многие пестициды могут сохраняться в почве месяцами и в течение многих лет. Их стабильность чревата различными последствиями, которые еще больше усугубляют проблемы, связанные с этим видом загрязнения. Пестициды распространяются далеко за пределы обрабатываемых площадей. Даже при использовании наименее летучих компонентов более 50 % активных веществ в момент воздействия переходит в атмосферу.
Согласно систематике, различают две категории форм воздействия пестицидов .
Первая категория - демоэкологическая, она выражается совокупностью воздействий на уровне популяций отдельных видов, чувствительных к какому-либо фйтосанитарному веществу. В этой категории различают ряд эффектов. Первый эффект, когда последствия применения пестицида сказываются незамедлительно. Пестицид является экологическим фактором, независимым от плотности популяции, т. е. какой бы ни была численность популяции, занимающей определенную территорию, данная концентрация пестицидов вызовет одинаковый процент смертности в популяции. Другие эффекты характеризуются замедленным действием. Например, есть пестициды, обладающие свойством накапливаться в пищевой цепи до тех пор, пока животное (пищевой объект хищника) не достигает критического порога, с которого начинается хроническая интоксикация. И наконец, третий демоэкологический эффект характеризуется не столь явной, но не менее вредной формой влияния пестицидов на биологические виды, которая выражается в уменьшении их биотического потенциала, т. е. в снижении плодовитости или полном бесплодии.
Последствия загрязнения пестицидами, особенно биоценотические, изучены еще недостаточно. Сведения, которыми располагает каждое лесное предприятие, основываясь на собственном опыте, ограничиваются чаще всего видами, против и в защиту которых проводились обработки, т. е. определяется только целенаправленный положительный или отрицательный эффект, который, по существу, не дает полного представления о негативных последствиях применения пестицидов. А они огромны! Применение пестицидов на больших площадях всякий раз вызывает ощутимые потрясения структуры лесной экосистемы вплоть до нарушений биологического равновесия. И как это непарадоксально, нередко оно проявляется в увеличении численности той популяции, против которой проводили борьбу.
Обработка инсектицидами может стимулировать размножение других видов с аналогичной специализацией, в том числе и тех, которые не считались прежде массовыми видами, но теперь заняли освободившиеся экологические ниши. Примером могут служить пяденицы-шелкопряды, вспышки массового размножения которых имели место в 60-70-х гг. в ряде районов, где ежегодно проводились авиахимобработки против обычных массовых видов.
Инсектициды убивают не только насекомых-филлофагов или кровососущих, но и в такой же степени, если не в большей, насекомых опылителей и энтомофагов, без которых не может нормально существовать растительность, в том числе и та, ради которой применялись обработки. Так как обрабатываются, строго говоря, не вредители, а экосистемы, то смертность вредителя нередко уравновешивается смертностью полезных видов. Изучение влияния хлорорганических и фосфорорганических соединений на энтомофауну дубрав показало, что оба соединения вызывают гибель сотен видов насекомых. Фосфорорганические соединения, которые чаще других применялись в лесном хозяйстве, отрицательно влияют на фауну позвоночных животных. Например, даже малые дозы фосфорорганических соединений (0,6 кг/га действующего вещества) при обработке насаждений в штилевую погоду могут вызывать гибель птиц, рептилий и мелких млекопитающих.
В последнее время все чаще стали сталкиваться с аналогичными явлениями и при применении фунгицидов. Многие грибы - возбудители заболеваний проявляют резистентность к тем или иным фунгицидам.
Инсектициды и фунгициды могут снижать эффективность фотосинтеза у обрабатываемых растений вследствие загрязнения поверхности листьев, засорения устьиц и нарушения физиологических процессов в листьях. Физиологическое воздействие на листья оказывает, например, бордоская жидкость, уменьшение фотосинтеза вызывает фракция растворимой меди. Особой способностью к подавлению фотосинтеза обладают инсектициды на масляной основе.
Все пестициды очень токсичны. Сложные последствия, вызываемые их массовым применением в сельском и лесном хозяйствах, все более настоятельно требуют поиска более совершенных из них, а также совершенствования машин и технологии обработок в направлений снижения доз, постепенной замены пестицидов биологическими средствами защиты растений.
Лесные предприятия посредством совершенствования агротехники выращивания устойчивых насаждений должны стремиться к умеренному использованию инсектицидов и жесткому ограничению применения гербицидов и арборицидов на лесных площадях.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Широкое применение пестицидов не только ведет к росту урожайности, увеличению производительности труда, рентабельности сельскохозяйственного производства, но и имеет отрицательные последствия. В качестве последних можно назвать:
- гибель диких животных при обработке полей пестицидами;
- массовое размножение вредителей после применения пестицидов;
- появление вредителей, устойчивых к пестицидам.
Гибель диких зверей объяснялась тем, что пестициды оказывались опасными не только для вредителей, но и для теплокровных животных, чему способствовала концентрация пестицидов в трофических цепях.
Массовое размножение вредителей после применения пестицидов объясняется тем, что вместе с вредными насекомыми уничтожалось и последующее звено - хищные насекомые.
Живая природа - это не пассивный объект нашего воздействия, она отвечает на него активной приспособительной реакцией. Этим объясняется появление вредителей, устойчивых к пестицидам, причем их количество увеличивается. В 1965 г. было 120 устойчивых видов, в 1978 г. - 250, в 1983 г. - 430, а в 1988 г. - уже более 500 видов.
Движение воздуха в атмосфере и воды в гидросфере, другие физико-химические процессы приводят к тому, что при обычной технологии применения пестициды распространяются далеко за пределы объекта, для которого были предназначены.
Под действием физико-химических факторов и микроорганизмов почвы пестициды в конечном счете распадаются, но некоторые из них образуют при этом токсичные вещества. Многие пестициды способны не распадаться долгое время, как, например, хлорорганические.
Увеличивающееся количество фактов нежелательных последствий применения пестицидов побудило многих ученых выступить против их повсеместного использования.
Очевидно, правомочен вопрос: «Не следует ли полностью отказаться от пестицидов?»
Однако отказаться сейчас от пестицидов человечество не может, но уменьшить их вредное влияние на природу возможно, если использовать интегрированную систему борьбы с вредителями, включающую в себя следующие методы:
1. Карантинный метод включает комплекс мер, позволяющих предупредить распространение наиболее опасных вредителей.
2. Селекционный метод состоит в выведении сортов растений и пород животных, устойчивых к болезням и вредным насекомым. Сорта подсолнечника, выведенные Л. А. Ждановым и В. С. Пустовойтом, устойчивы к подсолнечниковой моли-огневке, заразихе и мучнистой росе.
3. Агротехнический метод включает приемы обработки почвы, введение севооборотов, соблюдение срока посевов и технологии уборки, строгое соблюдение научных рекомендаций применения пестицидов: внесение их в указанных дозах и обусловленной концентрации, неукоснительное соблюдение правил транспортировки, хранения и внесения. Можно проиллюстрировать этот метод примером из практики, когда при весенней культивации и бороновании зяби часть личинок хлебного жука гибнет от механического воздействия, а оказавшиеся на поверхности становятся добычей грачей. При посеве одной и той же культуры на одном месте из года в год гарантируется не только обилие корма для вредителей, но и его постоянство. Смена культуры ухудшает кормовые условия и приводит к снижению численности вредных насекомых.
4. Химический метод непрерывно совершенствуется благодаря созданию новых пестицидов с высокой избирательностью действия и большой скоростью распада.
Совершенствуется и технология применения пестицидов. Уменьшается их расход, а следовательно, и распространение в окружающей среде. Применяется ультрамало-объемное опрыскивание, позволяющее уменьшить расход препарата во много раз при той же эффективности. Она еще более возрастает, если сообщить распыляемым каплям электрический заряд, при котором они «прилипают» к листьям растений, имеющих противоположный заряд.
5. Физический способ можно проиллюстрировать на таком примере: в борьбе с ночными насекомыми применяют оптические ловушки, представляющие собой лампы накаливания или ультрафиолетовые лампы. Ультразвук оказывает подавляющее действие на микробов, отпугивает грызунов. Ток высокого напряжения можно использовать для прополки сои, хлопка, сахарной свеклы. Электрогенератор, работающий от вала отбора мощности трактора, создает напряжение 1500-3000 В, которое сообщается на горизонтальную штангу, вынесенную в полевую зону. С ней соприкасаются и погибают сорняки, более высокие, чем культурные растения. Большое достоинство электропрополыцика - уничтожение сорняков не только в междурядье, но и в самом рядке.
6. Биологический метод наиболее перспективен в экологическом отношении, поскольку не вызывает загрязнения окружающей среды. Он основан на использовании:
Хорошие результаты дает применение аналогов природных биологических веществ, выделяемых вредителями, например аттрактантов. Синтетический аналог полового аттрактанта может привлечь к ловушке огромное количество самцов, тем самым воспрепятствовать оплодотворению самок и последующему размножению вредителей.
Многолетнее использование пестицидов на огромных сельскохозяйственных и лесных территориях, часто с применением авиации, привело к масштабному загрязнению окружающей среды. Более того, молекулы ядохимикатов (особенно это относится к стойким соединениям) включаются в природные процессы миграции и круговорота веществ и разносятся вместе с атмосферными потоками на большие расстояния. Например, в Антарктиде, за десятки тысяч километров от зон применения, ледниковый панцирь накопил более 2000 т ДДТ. Химические вещества вместе с водным стоком с полей попадают в реки и озера, накапливаются в донных отложениях, поступают в Мировой океан. Но самое главное - они включаются в экологические пищевые цепочки: из почвы попадают в воду и растения, затем - в организмы животных и птиц, а в конечном счете - с пищей и водой - в организм человека. И на каждом этапе миграции они наносят вред и ущерб. Однако, так как вредные насекомые со временем приспосабливаются к ядовитым свойствам этих веществ и эффективность пестицидов падает, их количество на единицу сельскохозяйственной продукции приходится постоянно увеличивать.
Многим, вероятно, известна история ДДТ - пестицида, в свое время получившего чрезвычайно широкое распространение. Его создатель П. Мюллер был удостоен Нобелевской премии. Казалось, что ДДТ принес человечеству долгожданное освобождение от малярии, желтой лихорадки, эпидемий тифа. Однако более поздние исследования показали: последствия применения этого препарата весьма плачевны.
Чем устойчивее и токсичнее пестициды, тем серьезнее их негативное воздействие на живую природу и человека. При этом устойчивость к факторам окружающей среды (солнечный свет, кислород, микробиологические разложения и т. д., способность ядохимикатов сохраняться длительное время) в большей мере определяет их опасность. Пестициды на основе хлорорганических, фосфорорганических и карбаматных соединений значительно отличаются по своей стойкости. ДДТ - типичное хлорорганическое соединение - способен более 50 лет циркулировать в биосфере. Более того, продукты его разложения (например, ДДЕ) - опасные и стойкие вещества, порой они более токсичны, чем исходное вещество.
Один из механизмов отрицательных последствий - передача и концентрация стабильных пестицидов по трофическим цепям. Устойчивые к определенным пестицидам, флора и фауна могут накапливать их без разложения. В результате концентрация токсиканта в организме может многократно превысить исходную концентрацию его в окружающей среде. Этот процесс биологического концентрирования имеет особенно серьезное экологическое значение в пищевых цепях, связанных с водной средой. Классический пример биологического концентрирования - накопление ДДТ и препаратов ртути в организме морских птиц. Эти птицы - конечное звено трофической цепи: морская вода - планктон - рыба, потребляющая планктон, - хищная рыба - птица, питающаяся рыбой. При этом концентрация токсиканта от исходного звена (морская вода) к конечному (птица) возрастает во много тысяч раз.
В 1988 г. национальная Академия наук США опубликовала доклад, в котором говорится, что в предстоящие 70 лет более одного миллиона американцев рискуют заболеть раком, вызванным наличием 28 канцерогенных пестицидов в пище.
По данным индийских ученых, злоупотребление пестицидами уже в следующем десятилетии способно спровоцировать взрыв раковых заболеваний и мутаций в развивающихся странах. Эти генетические изменения необратимы.
Из всех химических веществ, которые поступают в организм человека с воздухом, водой, пищей, наиболее опасными считаются пестициды. Стойкие пестициды способны накапливаться в жировой ткани людей и животных, отрицательно воздействуя на нервную и сердечно-сосудистую системы.
Особенно опасны пестициды для детей. В России, в районах массированного применения пестицидов, общая заболеваемость детей" от шести лет (болезни кожи, пищеварительного тракта, органов дыхания, нарушение обмена веществ, отставание в физическом развитии) в 4,6 раза выше, чем в районах с наименьшей химизацией. За 25 лет в 300 раз увеличились случаи аллергических заболеваний.
По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно пестицидами отравляются 500 тыс. человек, более 5 тыс. - со смертельный исходом.
Исследования показали, что стойкие хлорорганические пестициды обнаруживаются почти во всех организмах, обитающих на суше и в воде. Распространение ДЦТ имеет глобальный характер. Повсюду ДЦТ, алдрин, дилдрин, гексахлорциклогексан и другие стойкие пестициды содержатся в тканях птиц, млекопитающих, земноводных, пресмыкающихся, рыб, моллюсков и других обитателей суши, морских и пресных вод.
Содержание пестицидов в тканях и органах живых организмов, точно так же, как и любых других загрязняющих веществ, намного больше, чем в среде обитания. Это явление характеризуется коэффициентом накопления (отношение концентрации в организме к концентрации в среде). Очень велики коэффициенты накопления у животных, обитающих в воде: у рыб - 10-15, у моллюсков - 25 тыс. Содержание ДДТ в различных тканях и органах одного вида значительно колеблется. Например, в мышцах североатлантической трески концентрация его составляет 1-10 мг/кг, а в печени - 180-1800 мг/кг.
По предложению ООН в 1998 г. была принята конвенция в рамках программы по охране окружающей среды, ограничивающая торговлю опасными веществами и пестицидами типа ДДТ, ртутных соединений и органофосфатов. В международном договоре приняли участие 95 стран.
Нерациональное применение пестицидов в сельском хозяйстве приводит к их накоплению в почве, пищевых продуктах. Однако не вызывает сомнения, что повышение культуры земледелия, улучшение технологии внесения пестицидов, ограничение их применения в районах, близко прилегающих к водоемам, строгая дозировка при внесении в почву могут в значительной степени снизить их негативное воздействие.
Загрязнение пестицидами продуктов питания. Чаще всего пищевые продукты загрязнены хлор-, фосфор- и ртутьорганическими соединениями, производными карбаминовой, тио- и дитиокарба- миновой кислот, бромидами. Из группы хлорорганических пестицидов в продуктах обнаружены ДЦТ, ДДЕ, алдрин, дилдрин и некоторые другие, из фосфорорганических - тиофос, карбофос и др., из карбаматов - севин, цинеб и др. Хлорорганические пестициды находят в продуктах животного и растительного происхождения, а фосфорорганические и карбаматные соединения - преимущественно в растениях.
Накопление стойких химических веществ в продуктах питания чаще всего связано с нарушением правил и регламента их применения, с завышением рекомендуемых доз препарата, несоблюдением сроков последней обработки растений перед сбором урожая (время ожидания) и др.
Во многих случаях причиной загрязнения пестицидами фуражных культур становится их выращивание в междурядьях обработанных садов.
Содержание хлорорганических пестицидов в продуктах животного происхождения может быть связано и с обработкой ими убойного и молочного скота в целях борьбы с эктопаразитами.
Влияние пестицидов на биогеоценозы. Экологическая активность пестицидов зависит от характера экосистемы (целой или ее части), а также от физико-химических свойств применяемых препаратов. Пестицидами могут обрабатывать внутренний водоем, используемый для разведения рыбы, земельный участок, на котором выращивается урожай, лесные насаждения, луга, животную или растительную популяцию.
Неблагоприятное воздействие пестицидов на отдельные популяции выражается в уничтожении полезных организмов (главным образом, насекомых-опылителей и энтомофагов) и, следовательно, нарушении стабильности экосистемы с последующим размножением нежелательных для человека видов. Например, отмеченное в ряде стран массовое размножение красного плодового клеща при обработке ДДТ плодовых связывают с гибелью хищных клещей тифлодромид, а кровяной тли - с уничтожением паразита тлиафелинуса. Прекращение применения тех или иных пестицидов может вызвать вспышку размножения вредителей, длительное время угнетаемых пестицидами.
Как уже отмечалось, неблагоприятное воздействие пестицидов в решающей степени зависит от физико-химических свойств.
Длительное время в сельском хозяйстве в качестве химических средств зашиты растений применялись главным образом неорганические пестициды, содержащие мышьяк, фтор, ртуть, характеризующиеся чрезвычайно высокой токсичностью. Применяли их с большими предосторожностями и в ограниченном количестве. Вместе с тем пестициды этого класса не обладают способностью накапливаться в организме и довольно быстро разлагаются в усло- виях"внешней среды.
Более значительные нарушения в биогеоценозах отмечаются при систематическом применении стойких высокотоксичных пестицидов, главным образом хлорорганических соединений, особенно препаратов ДДТ и ГХЦГ. Эти препараты, как уже отмечалось, плохо разлагаются в воде и почве, способны накапливаться в растениях, организме животных и поэтому оказывают существенное воздействие на многие стороны биогеоценозов.
Н. Н. Мельниковым и его соавторами разработана схема циркуляции пестицидов в окружающей среде (рис. 9). Как видим, пестициды, обладая определенной устойчивостью, не только накапливаются в почве, воде, продуктах питания, но и участвуют в круговороте веществ.
Рис. 9. Циркуляция химических продуктов в окружающей среде
Человек прибегает к помощи пестицидов с целью сохранить выращенный ею урожай. Однако пестициды негативно влияют на окружающую среду.
Основные данные:
Большинство органических пестицидов, таких как ДДТ, диэлдрин и ендрин, в США и Европе являются запрещенными к применению. Зато сегодня используются такие безопасные вещества, как, например, малатион. Они имеют свойство в течение нескольких лет разлагаться на более безопасные соединения. Многие фермеры перешли к использованию натуральных методов борьбы с вредителями.
За помощью фермеры прибегают к их биологическим врагам. В качестве примера можно привести индонезийцев. Для борьбы с коричневыми цикадами они насадили вокруг полей круг растений, запах которых привлекает дзюрчалок. Самки дзюрчалок откладывают на них яйца, из которых появляются личинки, которые питаются цикадами. Следующая форма биологической борьбы с вредителями - введение в данном регионе новых бактерий или животных, питающихся определенным типом вредителей. Этот метод является достаточно рискованным, но также дает хорошие результаты без нарушения экологического равновесия. Натуральные средства борьбы с вредителями - эффективные и дешевле химических. Например, календула, что растет между картофельных грядок, эффективно действует на некоторых червей, поражающих картофель, поскольку это растение содержит в себе ядовитые для них вещества. Фруктовые сады можно защитить, распылив в воздухе достаточно большое количество половых аттрактантов, с помощью которых самки бабочек привлекают к себе самцов. Повышенная концентрация феромонов дезориентирует самцов.
Фермеры стараются не использовать гербициды на окраинах полей, чтобы здесь продолжали жить птицы и другие полезные животные.
Многие люди ежедневно используют опрыскиватели против мух, средства от улиток, ошейники против блох для своих любимцев, покрывают древесину специальным защитным веществом и борются с сорняками. Химические средства защиты необходимо использовать в минимальных количествах, хранить их в безопасном месте и строго соблюдать предписанную инструкцию. Необходимо четко контролировать количество средства, коорое используется, так как большие дозы вредны как для человека, так и для окружающей среды. От садовых вредителей можно избавиться естественным путем, если задействовать на участке лягушек, ежей, божьих коровок и птиц. От нежелательных гостей, в частности пернатых, спасет самая обычная сетка.
Солнышко - биологический враг тли.
ИЗВЕСТНО ЛИ ТЕБЕ, ЧТО...
- Численность центральноевропейской популяции сапсанов снизилась в 1950-1975 годах на 90% в связи с использованием пестицидов, особенно ДДТ.
- В развивающихся странах, для борьбы с вредителями используется ДДТ, который приводит к сокращению численности хищных птиц и влияет на толщину скорлупы их яиц.
- Почти 25% от совокупной массы инсектицидов в развитых странах используется для охраны комнатных и садовых растений.
- У гусениц яблоневых плодожорок выработался иммунитет к ДДТ. Кроме того, они не едят отравленную ним еду.
- Инсектицид паратион действует подобно нервно-паралитического газа, который использовался во время Второй Мировой войны. 100 миллиграммов этого вещества достаточно, чтобы убить человека.
- В общемировом масштабе использования пестицидов, к сожалению, ежегодно увеличивается на 12%. Например, в Великобритании в 1990 году еженедельно использовалось 450 тонн этих веществ.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕСТИЦИДОВ
Для борьбы с сорняками и вредителями фермеры используют гербициды и инсектициды. Наиболее опасным ядом среди пестицидов являются инсектициды. Инсектициды в наши дни используются главным образом в сельском хозяйстве. Самые ядовитые химические пестициды появились в конце 60-х годов, а самыми вредными из них считают соединения хлора и органфосфатив. Большие дозы ядохимикатов способны убить крупных животных и даже человека.
ДДТ разлагается в течение многих лет и имеет свойство постепенно накапливаться в организмах животных. В современном сельском хозяйстве уменьшается объем использования пестицидов (особенно ДДТ), но желание повысить производительность хозяйств в развивающихся странах, замедляет этот процесс.
Пестициды распыляются на большой площади. В результате применения ДДТ странствующий дрозд почти исчез.
ПОЛЯ, НЕСУЩИЕ СМЕРТЬ
В 50-х и 60-х годах на полях многих европейских стран погибли тысячи птиц. Они кормились зерном, которое было отравлено пестицидным диелрином. На земле находили тысячи голубей, зябликов, дроздов, полевых жаворонков и других певчих птиц. Ситуация повторилась в США, где птицы отравились от ДДТ.
В Великобритании произошла еще масштабнее беда. Здесь погибло огромное количество лисиц, которые ели отравленных пестицидами птиц. Сократилась численность хищных птиц, например, ястребов-перепелятников, скопин и сапсанов.
Последствия использования пестицидов ощущались еще много лет, поскольку остатки этих вещест продолжали свой страшный "крестовый поход" по естественной цепи питания. В самой печальной ситуации оказались животные, стоящие на вершине пищевой пирамиды, то есть хищники. В организме хищных птиц постепенно возрастала концентрация этого яда.
ВРЕДНОЕ ОПРЫСКИВАНИЕ
Пестициды поступают к трофической цепи и продвигаются по ней, накапливаясь в организме животных. Пчеле (1) и полевом жаворонку (2) грозит отравление пестицидами. Яд накапливается в организме лугового конька (4), который питается червями (3). На кузнечиков охотится сапсан (5) и лиса (6). Из почвы пестициды попадают в воду, накапливаются в организме личинок поденок (7) - пищи гольяна (8), головли (9) и серой цапли (10).
На американских фермах и в некоторых африканских государствах для распыления пестицидов используются самолеты, которые летят низко над землей. Иногда подобную практику можно наблюдать и в европейских странах. Таким образом химикаты распыляются на много километров, попадая за рамки полей, отравляя не только вредителей, но и птиц и даже такие хрупкие создания, как бабочки.
Во время опрыскивания плодовых деревьев под струю инсектицидов могут попасть и пчелы. Эти неутомимые труженицы погибают не сразу - их умертвляет "часовой" на входе в улей, который уже не может опознать их по запаху. Пестициды могут попасть на землю, например, когда дождь смывает их с растений. Ядовитый раствор проникает в почву, а оттуда - в каналы, ручьи и реки, текущие к морю. Рыбы, которые дышат в воде жабрами, вместе с кислородом поглощают остатки растворенных пестицидов, постепенно накапливаются в их телах. Такие рыбы не умирают от отравления, они становятся легкой добычей хищников. В организме хищной рыбы происходит быстрое накопление пестицидив и перенасыщение ими - в результате животное погибает. Рыбой питаются также некоторые млекопитающие, в результате отравления гибнут и эти животные.
Пестициды § Пестициды (от лат. pestis - зараза и лат. caedo - убиваю) представляют собой химические вещества, используемые для борьбы с вредными организмами. § Большая часть пестицидов - это яды, отравляющие организмы-мишени, но к ним относят также стерилизаторы (вещества, вызывающие бесплодие) и ингибиторы роста. § 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 ведется химическая борьба с вредителями лесов, а также переносчиками заболеваний человека и домашних животных (например с малярийными комарами).
§ 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, не затрагивая нужных. 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 в качестве гербицида. Четвертая группа объединяет гербициды системного действия; нанесенные на побеги, они перемещаются по сосудистой системе растений вниз и губят их корни. Еще один способ классификации гербицидов основан на времени их применения, например, до посева, до появления всходов и т. д.
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. Антибиотики типа стрептомицина тоже используют для борьбы с грибами, однако чаще – для защиты растений от бактерий. 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. В хлеб, например, с этой целью добавляют пропионат натрия.
Инсектициды § Инсектициды обычно классифицируют по способу их действия. Кишечные яды, например мышьяк, отравляют вредителей, поедающих обработанные ими растения. Инсектициды контактного действия, например ротенон, убивают насекомых, попав на поверхность их тела. Фумиганты, например метилбромид, действуют, проникая в организм через дыхательные пути.
Воздействие на окружающую среду § Применение пестицидов позволяет получать стабильные урожаи и ограничивать распространение инфекций, передаваемых животными-переносчиками, например, малярии и сыпного тифа. Однако непродуманное использование пестицидов имеет и негативные последствия. Оно ведет к появлению устойчивых к ним видов организмов, особенно среди насекомых; губит хищников (естественных врагов вредителей) и других полезных животных. Загрязняя окружающую среду, пестициды угрожают и человеку: сейчас их обнаруживают даже в грунтовых водах.
§ Растущее беспокойство по поводу злоупотребления пестицидами привело к разработке правил их применения, принятых в США и других индустриальных странах. Они охватывают все аспекты обращения с этими средствами: их перевозку, хранение, ликвидацию пустых емкостей, предельно допустимые остаточные количества и многое, многое другое. Из-за опасности, которую они представляют, постепенно изымаются из употребления хлорорганические инсектициды (хлорированные углеводороды), такие, как хлордан, ДДТ и другие, хотя они, несомненно, принесли определенную пользу и здравоохранению, и сельскому хозяйству. Запрещены и некоторые фумиганты, применявшиеся ранее для газового обеззараживания почвы и хранящегося зерна.
Почему нельзя постоянно применять одни и те же препараты? § - С одной стороны, это отрицательно сказывается на окружающей среде и соответственно на человеке. Ядовитые химические вещества накапливаются в пищевых цепях, а вредители приспосабливаются к ним и перестают замечать. А с другой - не используются преимущества новых препаратов, более эффективных и менее опасных как для человека, так и в целом для окружающей среды. В результате там, где можно было бы обойтись небольшими количествами узконаправленного пестицида, быстро разлагающегося на сравнительно безвредные соединения, сады и огороды продолжают обрабатывать огромными количествами химикатов, которые, что называется, убивают все живое.
Последствия § Гибель диких животных при обработке полей пестицидами; § Массовое размножение вредителей после применения пестицидов; § Появление вредителей, устойчивых к пестицидам.
§ Живая природа – это не пассивный объект нашего воздействия, она отвечает на него активной приспособительной реакцией. Этим объясняется появление вредителей, устойчивых к пестицидам, причем их количество увеличивается.
