Пестициди

Лабораторна робота № 15.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Що таке абсорбція?

2. Що таке десорбція?

3. Вибір типу абсорбера.

4. Описати схему противоточної абсорбційної установки.

5. Що таке адсорбція?

6. Що таке адсорбент?

7. Що таке адсорбат?

8. Опишіть адсорбенти природного та штучного походження.

Мета роботи – вивчити технології переробки пестицидів та заходи по охороні навколишнього середовища від забруднення пестицидами.

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Мінеральні добрива. Для компенсації втрат мінеральних речовин ґрунтом з зібраним урожаєм і підтримання родючості земель вносять добрива — азотні, фосфорні та калійні. При їх внесенні не завжди враховують хімічний склад ґрунту, агротехніку культури, терміни і норми внесення, що призводить до накопичення їх у ґрунті та рослинах, надходження у поверхневі води зі стоком. Азотні і фосфорні добрива сприя­ють азотфіксації, активують діяльність ґрунтових бактерій, актиноміцетів, грибів, які руйнують рештки рослин і тварин, при формуванні гумусу.

Накопиченню нітратів у рослинах сприяють:

• високі дози азотних і органічних добрив;

• затінення в разі загущення посівів;

• надмірна вологість і низька температура, посуха;

• пригнічення рослин засобами захисту;

• ослаблення рослин внаслідок ураження шкідниками та захворювань.

У закритому ґрунті нітрати накопичуються більшою мірою, тому в теплий період знімають поліетиленову плівку, вносять мікроелементи — бор, молібден, кобальт. Рекомендують вирощувати певні сорти овочів, що не накопичують нітрати, зокрема капусту "Амагер", "Подарунок", "Зимовка", помідор "Волгоградський 5195", морк­ву "Шантане 2161", цибулю "Стригунівська".

Іноді для удобрення земель використовують промислові чи господарсько-побу­тові стічні води і шлами після реагентного очищення вод. Це може вносити в ґрунти окремі види забруднюючих речовин, найчастіше — важкі метали (Pb, Zn, Cs, Ni, Co та ін.).

Пестициди - це збірна назва засобів для боротьби з бур'янами, шкідниками, гриб­ними захворюваннями сільськогосподарських культур тощо. Деякі речовини викори­стовують для одночасного дозрівання врожаю (ретарданти, ауксини), скидання листя перед збиранням (дефоліанти), боротьби з масовим розмноженням водоростей (альгіциди). Найбільше вони потрібні під час вирощування рису, винограду, а також зер­нових і овочевих культур на поливних землях. Окремі пестициди стійкі у довкіллі, здатні до біоакумуляції, токсичні для людей і тварин (спричинюють отруєння, юродства, утворення злоякісних пухлин).

Пестициди, які використовують в Україні, поділяють на три групи:

- препарати рослинного, грибного та бактеріального походження;

- неорганічні препарати, до складу яких входять ферум, купрум та ін.;

- синтетичні органічні препарати, що містять хлор, сульфур, фосфор.

Пестициди останньої групи найнебезпечніші.

У 1983 р. в Росії у сільському господарстві на людину припадало використання 25 кг хімічних добрив; кількість новонароджених з генетичними відхиленнями становила 16,5% від загальної кількості (при 30% генетичних порушень популяції загрожує загибель).

За хімічною природою пестициди поділяють на:

• хлор-, фосфор-, меркурій-, арсенорганічні сполуки;

• похідні сечовини;

• похідні карбоамінової, тіо- і дитіокарбамінової кислот;

• похідні фенолу;

• сульфурвмісні та купрумвмісні.

Класифікація пестицидів за величиною ЛД₅₀ (при одноразовому надходженні у травний канал):

• сильнодіючі, ЛД₅₀ < 50 мг/кг;

• високоотруйні, ЛД₅₀ = 50—200 мг/кг;

• середньоотруйні, ЛД₅₀ - 200—1000 мг/кг;

• малоотруйні, ЛД₅₀ > 1000 мг/кг.

Накопичення пестицидів визначають за коефіцієнтом акумуляції К (відношення сумарної дози, що призводить до загибелі половини піддослідних тварин при багатора­зовому введенні, до дози, яка спричиняє таку саму загибель при одноразовому введенні):

• надакумуляція, К> 1

• виражена акумуляція, К= 1—3;

• помірна акумуляція, К= 3—5;

• слабовиражена акумуляція, К<5.

За стійкістю у довкіллі пестициди поділяють на:

• дуже стійкі (не розкладаються впродовж 2 років);

• стійкі (0,5—1 рік);

• помірно стійкі (1—6 міс);

• малостійкі (переходять у нетоксичні сполуки впродовж 1 міс).

Незважаючи на пропаганду відмови від пестицидів, їх виробництво зростає. Експерти ВООЗ вважають, що, попри концентрування пестицидів упродовж 40 років використання хлорорганічних (ДДТ, гексахлоран) і 30 років фосфорорганічних (хлорофос, карбофос), кількість хворих на рак не збільшилася і вплив пестицидів менший, ніж стресів, смогу, вихлопів автотранспорту, спалювання сміття.

Пестициди поліпшують якість окремих видів продуктів, наприклад знищують у злакових культурах гриби, які зумовлюють фузаріоз зерна.

З іншого боку, факти протилежні. В Індонезії вважають, що впродовж 20 років пестициди завдали більше шкоди, ніж принесли користі, знищивши не шкідників сільськогосподарських рослин, а їх природних ворогів. О. Яблоков наводить факти, коли пестициди стимулюють поширення небезпечних вірусів. На Кубані, де вносять багато пестицидів, діти до 14 років хворіють на туберкульоз у півтора рази частіше ніж раніше.

З точки зору механізму проникності до організму, характеру дії основні промислові групи пестицидів класифікуються на кишкові, які проникають до організму через органи травлення; контактні, які знешкоджують комах при їх контакті з обробленими рослинами; системні, які здатні рухатися по судинній системі рослин та отруювати шкідників у результаті використання оброблених рослин (насамперед – клітинного соку) в їжу; фумігати, які проникають у пароподібному або газоподібному стані у дихальну систему комах. Відмітимо також, що по характеру дії пестициди представлені препаратами суцільної (суцільного) та вибіркової (селективна, специфічна) дії.

Серед фунгіцидів розрізняють контактні та системні препарати. За характером дії на збудники хвороб фунгіциди підрозділяють на захисні (профілактичні, попереджувальні – класичний приклад – протравники насіння) та лікувальні (викорінюючі, терапевтичні, винищувальні) препарати, які здатні до знешкодження фітопатогенних організмів, вже впроваджені у рослинні тканини. Лікувальні фунгіциди централізовано застосовують для обробки, як правило, вегітуючих рослин.

Гербіциди за зовнішніми ознаками механізму дії на рослини поділяють на 3 підгрупи: препарати контактної дії (наземні гербіциди); системні препарати (наземно - ґрунтові) та препарати (ґрунтові гербіциди), які впливають на кореневу систему рослин або проростків.

Гербіциди системної дії треба застосовувати у боротьбі проти бур’янів з сильною кореневою системою для ліквідування багатолітніх бур’янових рослин. За характером дії на рослини гербіциди поділяють на 2 основні групи: препарати суцільної (загальновинищуючої) дії, які знешкоджують усі види рослин, та вибіркової (селективної) дії, які знешкоджують тільки певні види рослин та практично нешкідливі для інших. В залежності від характеру дії гербіциди для боротьби з бур’янами застосовують у такі періоди: до посіву культури, до сходів бур’янів, за вегітуючими бур’янами, до та після появи сходів культурних рослин, за вегітуючими культурами восени.

Дуже специфічні механізми проникнення та характер дії пестицидів третього покоління (біологічно активні речовини), особливо препарати, які мають феромонну активність. Сприймає молекулу феромону рецепторна мембрана сенсилл комах. Кінцевий зв’язок з феромоном виконує білок гомогенати відростків вусиків. Цей білок є високоспеціалізованною речовиною та не знаходиться в інших тканинах комах. Білок гомогенату вусиків (він має назву феромон – зв’язуючий або Ф - зв’язуючий) знаходиться тут у великій кількості – 15 мкг на 1 вусик, його молекулярна маса – приблизно 15000 міжнародних одиниць. Додатково у гомогенатах знайдено декілька естераз, субстратом для яких є α – та β – нафтил ацетати. Дві форми естераз мають найбільший інтерес, так як одна знаходиться тільки в вусиках самців, а інша – у всіх кутікулярних тканинах крил, голови, трахей, але у мозку, вентральному нервовому ланцюзі, жировому тілі та гемолімфі її немає. Друга естераза на відміну від першої є в вусиках самок та забезпечує зв’язок і інактивацію молекул феромону. У цілому білок гомогенату вусиків має специфічність з молекулами феромону, а естерази беруть участь в інактивації феромонної речовини.

Вони, безперечно, потрібні. Навіть при прогресивному рості застосування пестицидів кожний рік втрати врожаю від комах та бур’янів становлять у Європі до 25%, в Азії – до 40%. До 10% зерна, яке зібрали, гине від грибкових захворювань. В результаті, через засміченість посівів бур’янами сільське господарство нашої країни кожен рік втрачає 10,6% врожаю зернових, 7,5% - хлопку, 10% - овочів, 8% - цукрового буряку, 6,5% - врожаю картоплі. Кожен рік 100 млн. чоловік поражають хвороби, які передають комахи. Казалося би, необхідно й надалі нарощувати виробництво пестицидів.

Але питання, чи не відбудеться при цьому накопичення отруйних речовин у біосфері у такій кількості, що жертвою стане сама людина? Це побоювання стимулювало багато дослідів на вміст пестицидів у природних водах, рослинах, живих організмах.

Більшість пестицидів дуже токсичні. Надамо гранично допустимі концентрації деяких пестицидів: (мг/л)

Дихлорофос 1,00

Хлорофос 0,05

Метафос 0,02

Карбофос 0,05

Фосфамід 0,02

Севін 0,10

Єнтам 0,10

Упрам 0,10

Фенуран 0,20

У ряді випадків токсичне не тільки або не настільки первинний пестицид, як проміжні продукти його перетворення у зовнішньому середовищі (метаболіти). В результаті проведених дослідів найбільш отруйні та небезпечні за екологічними наслідками пестициди були заборонені до застосування. Але за 20 років (1950-1970 рр.) на земній кулі було використано 4,5 млн. т одного з самих отруйних пестицидів – ДДТ (дихлордифенілтрихлорметилметан, або дуст).

Враховуючи особливо високу стійкість ДДТ до деструктивних перетворень (період напіврозпаду біля 20 років) і те, що в багатьох країнах цей препарат продовжують застосовувати, в цей час у зовнішньому середовищі розсіяно у середньому біля ніж по 1 кг ДДТ на кожного мешканця Землі (небезпечна доза – 500 мг/кг). Хоча у метаболічний цикл з участю людини надходить не велика частка, але накопичення дусту у організмі обов’язкове (висока персистентність - стійкість до руйнування у зовнішньому середовищі). Цікаво відмітити, що ДДТ було знайдено навіть у організмі пінгвінів, хоча Антарктида знаходиться дуже далеко від країн, де цей препарат застосовують.

Все це говорить про те, що необхідно приділяти особливу увагу прогнозуванню можливих екологічних наслідків застосування пестицидів з урахуванням канцерогенних та алергічних властивостей та їх метаболітів, які можуть проявлятися через багато років. Не випадково починаючи з середини ХХ століття, людство все частіше захворює на різноманітні алергічні та пухлинні хвороби.

При застосуванні пестицидів для боротьби зі шкідниками необхідно мати на увазі і можливість „миттєвих” негативних екологічних наслідків. Так, при обприскуванні плодових садів, лісів, боліт можна викликати загибель не тільки шкідливих, але й потрібних комах, наприклад бджіл під час запилювання.

Дата добавления: 2014-10-23