Загрязнение почв пестицидами

В последние годы развернулась широкая дискуссия по целесообразности применения пестицидов в сельском и лесном хозяйстве.

Пестициды (pestis -зараза, caedo - убивать) - общепринятое собирательное название химических средств защиты растений. Используются они для борьбы с сорняками, вредителями, грибковыми заболеваниями и другими болезнями сельскохозяйственных растений, кустарников и деревьев.

По оценкам специалистов, в экономически слабых странах до 50% урожая погибает от сорняков и вредителей, а в промышленно развитых 15-25%. Ежегодные потери урожая в мировом сельском хозяйстве составляют 30-40% от потенциально возможного урожая, убытки оцениваются в 75 млрд. долл. в год.

Исходя из этих числовых оценок, сторонники глобальной химизации сельского хозяйства ставят задачу расширения масштабов применения пестицидов с целью снижения потерь сельскохозяйственной продукции. В то же время среди государственных задач по охране окружающей Среды и здоровья человека одной из важнейших является предупреждение загрязнения Среды обитания и пищевых продуктов пестицидами и токсическими продуктами их трансформации.

Широкое применение пестицидов в сельском хозяйстве началось незадолго до второй мировой войны, когда были обнаружены инсектицидные свойства ДДТ(дихлордифенилдтрихлорэтана). Этот препарат был в первые синтезирован в 1874 году немецким химиком Зайндлером, но массовое производство и применение началось с середины нашего столетия. С 1950 по 1970 г. на земном шаре было использовано около 4,5 млн. т этого одного из наиболее стойких и сильнодействующих пестицидов.

несмотря на то что в большинстве стран применение ДДТ сейчас запрещено законом и содержание этого вещества в биосфере начало снижаться (период полупревращения ДДТ в окружающей среде 20 лет), ДДТ встречается всюду: в материнском молоке, в жире байкальских тюленей и у пингвинов Антарктиды.

В настоящее время в мире используется около 700 веществ, из которых изготавливаются несколько тысяч препаратов пестицидов, обладающих высокой биологической активностью. Широкое распространение в мире получили около 180 пестицидов. Они могут быть сгруппированы по тем или иным признакам. Обычно пестициды классифицируют в зависимости от цели их использования. Наиболее часто применяются: гербициды - для борьбы с сорными растениями; инсектицидами - для борьбы с вредными насекомыми: альгициды - для уничтожения водорослей и сорной растительности в водоемах: фунгициды - для борьбы с грибковыми заболеваниями растений и различными грибами; дефолианты - для удаления листьев; бактерициды - для борьбы с бактериями и бактериальными болезнями растений; акарициды - для борьбы с растительными клещами; зооциды - для борьбы с грызунами и др.

Пестициды могут быть классифицированы по химическим признакам. К числу наиболее распространенных относятся:

Хлорорганические пестициды - галоидпроизводные алициклических и ароматических углеводородов, углеводородов алифатического ряда;

Фосфорорганические пестициды - сложные эфиры фосфорных кислот;

Карбаматы - производные карбаминовой, тио-, и дитиокабаминовых кислот;

Азотсодержащие пестициды - производные мочевины, гуанидина, фенола.

Пестициды подразделяют по стойкости в окружающей среде или их способности к бионакоплению, но эти свойства - следствие их химической структуры и физико-химических особенностей. Так, наиболее стойкими и одновременно обладающими наиболее выраженными кумулятивными свойствами являются хлорорганические пестициды. Для них особенно характерно концентрирование в последующих звеньях пищевых цепей увеличивается по отношению к первоначальным на восемь (и более) порядков величин.

Ассортимент пестицидов, применяемых в нашей стране, насчитывает более 400 наименований, тогда как нормы ПДК экспериментально обоснованы и утверждены лишь для 30 препаратов. Это означает, что экологическое и санитарно-гигиеническое нормирование пестицидов не отвечает темпам химизации сельского хозяйства. Отсюда естественная озабоченность о возможных необратимых экологических последствиях.

Пестициды могут поступать в организм человека при хранении, транспортировке и применении, а также в случае загрязнения воздуха, воды и пищевых продуктов. Некоторые препараты, например, дефолиант 2,4,5-Т, применявшийся во Вьетнаме, способны накапливаться в организме человека, вызывая повреждение печени, сходное с раковой опухолью, либо оказывая влияние на наследственность, подобное радиационному воздействию.

Особенности использования пестицидов в сельском хозяйстве пестицидов в сельском хозяйстве являются их циркуляция в биосфере, высокая биологическая активность, необходимость применения высоких локальных концентраций, вынужденный контакт населения с пестицидными препаратами.

Накапливаясь в почвах, растениях, животных, пестициды могут вызывать глубокие и необратимые нарушения нормальных циклов биологического кругооборота веществ и снижение продуктивности почвенных экосистем.

Из 5 млн.т. пестицидов, ежегодно применяющихся в мире, 34% используется в Северной Америке, 45% - в Европе, 21% - в других регионах. Масштабы применение пестицидах в странах бывшего СССР применение в табл.

Таблица. Применение пестицидов

Годы	Площадь млн.га	В среднем на гектар, кг/га	В среднем на душу населения, кг/чел.
		1,5	0,75
1976-1680		1,6	1,0
1981-1985		1,9	1,3
		2,3	1,7

Для сравнения в США в 1986 г. было применено 1,9 кг пестицидов на человека или 3,1 кг/га в зоне применения. В мире в 1986 г. применялось в среднем 0,4 кг пестицидов на человека.

Однако увеличение масштабов использования пестицидов не дает гарантии увеличение урожайности культур. Так, в США, несмотря на 10-кратное увеличение применения пестицидов, ежегодные потери урожая возросли с 8-8,5% в 1951-1974 гг. до 12% в 1980 г. В соответственно резко снизилась экономическая эффективность применения пестицидов.

В России, на Украине, в Казахстане за последние 15 лет урожайность снизилась, несмотря на двукратное увеличение применения пестицидов.

В табл. приведены данные по урожайности зерновых культур в различных странах с 1969 по 1982 г.

Таблица. Урожайность зерновых культур в странах мира (ц/га)

Страна	Годы
	1969-1971
США	34,6	40,8	37,7	42,8	44,0
Франция	36,0	46,3	48,5	46,2	50,2
Англия	37,2	46,3	49,5	48,5	54,4
Япония	50,5	61,2	48,4	52,7	53,1
Болгария	30,4	34,2	37,0	40,6	46,7
Венгрия	28,9	44,2	48,1	42,8	51,8
Мексика	15,7	19,0	21,6	22,8	24,2
Среднее в мире	17,7	21,1	21,8	22,5	23,5
СССР	14,7	18,5	-	12,6	15,2

Видно, что многократный рост поставок пестицидов в сельское в нашей стране, как и многократное увеличение масштабов применения удобрений, совершенно не коррелирует с ростом урожайности.

Отсутствие выраженной корреляции урожайности зерновых с применением пестицидов может быть связано либо тем, что подавляемые пестицидами виды не являются фактором, лимитирующим урожайность культур, либо с тем, что применяемые пестициды недостаточно эффективно подавляют численность регулируемых видов. И в том и в другом случае утверждение об исключительной важности использования пестицидов для повышения продуктивности сельского хозяйства необоснованно.

Подавляемые формы составляют в любом агроценозе не более доли процента от общего числа видов. Поэтому при применении пестицидов поражаются в основном не только объекты подавления но и множество других видов, не являющихся мишенями действия, в том числе естественные враги и паразиты подавляемых форм.

Только около 3% применяемых фунгицидов и инсектицидов достигают цели. Доля реально работающих гербицидов колеблется от 5 до 40% от применяемого количества.

Пестициды всегда отрицательно влияют на живое населения почв, жизнедеятельность которого лежит в основе поддержания почвенного плодородия. В частности, пестициды вызывают депрессию процесса нитрофикации.

При использовании гербицидов из-за отсутствия травянистого покрова многократно увеличивается эрозия почвы. Неизбежным последствием применения гербицидов является появление в качестве сорных других видов растений, более устойчивых к действию гербицидов, ранее присутствовавших в незначительных количествах.

Подавляемые виды насекомых и других вредителей быстро вырабатывают резистентность к используемых пестицидам, заставляя применять все более токсические препараты, все новые и новые пестициды.

Пестициды влияют на насекомых опылителей. Около 80% цветковых растений опыляются насекомыми и около 20% всех насекомых являются опылителями.

Пестициды влияют на содержание микроэлементов и других веществ в растениях, на способность сельскохозяйственной продукции к хранению, на вкусовые качества и пищевую ценность растений.

Невозможно предусмотреть многообразие ситуаций применения пестицидов. Зачастую практически невозможно и соблюдение необходимых требований их применения.

Использование пестицидов - это один из примеров получения кратковременной прибыли отдельными лицами (ведомствами) за счет долговременного ущерба общества.

В Молдавии отмечается прямая зависимость между территориальной нагрузкой пестицидов и поражаемостью населения туберкулезом, детской смертностью, а также смертностью от цирроза печени и хронического гепатита. Считается, что пестициды, как и радиация, нижнего порога действия.

В свете этого необходимы переход к поликультуре и щадящей почвообработке с оставлением на поле всех органических остатков соблюдение принципов экологического соответствия почв (точный подбор возделываемых культур и сортов), разработка экологических обоснованных путей использования земельного фонда с целью сохранения биоты почв и почвенного гумуса. Химические средства защиты должны быть лишь инструментом экстренного вмешательства при критических ситуациях, но не повседневной практикой.

Вредители возникают не от недостатка пестицидов в среде, так же как головная боль - не от отсутствия в крови анальгина. Говоря словами академика Прянишникова: "Недостаток знаний в области биологии выращиваемых растений и особенностей среды их обитания на каждом конкретном поле невозможно компенсировать пестицидов, удобрений или мелиораций".

Большие надежды возлагаются на применение различных феромонов и аттрактантов. Разрабатываются и чисто биологические методы защиты растений, основанные на использовании энтомофагов (насекомых, поедающих вредителей), вирусных препаратов и т.д.

Пути защиты почвенных экосистем и населения от загрязнения пестицидами сводятся в основном к решению организационных вопросов. Это умелое сочетание пестицидов с биологическими методами, более экономичное и целенаправленное применение пестицидов за счет использования эмульгированных и гранулированных препаратов, сокращение масштабов авиационного способа внесения, отказ от применения стойких препаратов, соблюдение технологии хранения, транспортировки и внесения пестицидов.

Чтобы грамотно применять пестициды в сельском хозяйстве, необходимое представлять их судьбу в почвенных экосистемах. Эта "судьба" тесно связана с внутрипочвенными микробиологическими процессами и с процессами массопереноса почвенной влаги и воздуха.

До 80% пестицидов адсорбируется почвенным гумусом, вследствие чего время жизни их в почвенном покрове значительно возрастает. В адсорбированном состоянии большинство гербицидов практически не подвергается биоразложению. Адсорбционные свойства почвы зависят от природы глинистых минералов и от содержания почвенного гумуса. Повышение сорбционной емкости почвенных пород по отношению к пестицидам за счет гумифицирования глинистого слоя почвы позволяет сдерживать миграцию пестицидов и продуктов их трансформации в водоемы. С этой целью применяют перегной, торф, бурый уголь, лигнины. Подобные " экраны особенно необходимы в районах орошаемого земледелия с повышенной водопроницаемостью почв.

Из других процессов миграции существенны испарение пестицидов с поверхности почв и просачивание их грунтовые воды. Восходящее движение пестицидов к поверхности осуществляется за счет конвенции, обусловленной испарением воды. При этом испарение пестицида протекает более эффективно с поверхности влажных почв, чем с поверхности сухих. Проникновение пестицидов в грунтовые воды происходит вместе с нисходящим потоком воды. Через несколько лет употребления пестициды обнаруживают в воде колодцев глубиной более 50 м.

Дата добавления: 2015-08-05