Многолетнее использование пестицидов на огромных сельскохо-зяйственных и лесных территориях, часто с применением авиации, привело к масштабному загрязнению окружающей среды. Более того, молекулы ядохимикатов (особенно это относится к стойким соеди-нениям) включаются в природные процессы миграции и кругово-рота веществ и разносятся вместе с атмосферными потоками на боль-шие расстояния. Например, в Антарктиде, за десятки тысяч кило-метров от зон применения, ледниковый панцирь накопил более 2000 т ДДТ. Химические вещества вместе с водным стоком с полей попада-ют в реки и озера, накапливаются в донных отложениях, поступают в Мировой океан. Но самое главное -- они включаются в экологи-ческие 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 сельс-кохозяйственной продукции приходится постоянно увеличивать.

Многим, вероятно, известна история ДДТ -- пестицида, в свое время получившего чрезвычайно широкое распространение. Его со-здатель 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 нега-тивное воздействие на живую природу и человека. При этом устой-чивость к факторам окружающей среды (солнечный свет, кислород, микробиологические разложения и т. д., способность ядохимикатов сохраняться длительное время) в большей мере определяет их опас-ность. Пестициды на основе хлорорганических, фосфорорганических и карбаматных соединений значительно отличаются по своей стой-кости. ДЦТ -- типичное хлорорганическое соединение -- способен более 50 лет циркулировать в биосфере. Более того, продукты его разложения (например, ДДЕ) -- опасные и стойкие вещества, по-рой они более токсичны, чем исходное вещество.

Один из механизмов отрицательных последствий -- передача и концентрирование стабильных пестицидов по трофическим цепям. Устойчивые к определенным пестицидам, флора и фауна могут на-капливать их без разложения. В результате концентрация токсиканта в организме может многократно превысить исходную концентрацию его в окружающей среде. Этот процесс биологического концентри-рования имеет особенно серьезное экологическое значение в пище-вых цепях, связанных с водной средой. Классический пример био-логического концентрирования -- накопление ДДТ и препаратов

ртути в организме морских птиц. Эти птицы -- конечное звено тро-фической цепи: морская вода -- планктон -- рыба, потребляющая планктон, -- хищная рыба -- птица, питающаяся рыбой. При этом концентрация токсиканта от исходного звена (морская вода) к ко-нечному (птица) возрастает во много тысяч раз.

В 1988 г. Национальная Академия наук США опубликовала док-лад, в котором говорится, что в предстоящие 70 лет более одного миллиона американцев рискуют заболеть раком, вызванным нали-чием 28 канцерогенных пестицидов в пище.

По данным индийских ученых, злоупотребление пестицидами уже в следующем десятилетии способно спровоцировать взрыв рако-вых заболеваний и мутаций в развивающихся странах. Эти генети-ческие 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 мас-сированного применения пестицидов, общая заболеваемость детей от шести лет (болезни кожи, пищеварительного тракта, органов ды-хания, нарушение обмена веществ, отставание в физическом разви-тии) в 4,6 раза выше, чем в районах с наименьшей химизацией. За 25 лет в 300 раз увеличились случаи аллергических заболеваний.

Поданным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно пестицидами отравляются 500 тыс. человек, более 5 тыс. -- со смер-тельный исходом.

Исследования показали, что стойкие хлорорганические пестици-ды обнаруживаются почти во всех организмах, обитающих на суше и в воде. Распространение ДЦТ имеет глобальный характер. Повсюду ДЦТ, алдрин, дилдрин, гексахлорциклогексан и другие стойкие пе-стициды содержатся в тканях птиц, млекопитающих, земноводных, пресмыкающихся, рыб, моллюсков и других обитателей суши, мор-ских 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 коэффи-циентом накопления (отношение концентрации в организме к кон-центрации в среде). Очень велики коэффициенты накопления у жи-вотных, обитающих в воде: у рыб -- 10--15, у моллюсков -- 25 тыс. Содержание ДЦТ в различных тканях и органах одного вида значи-тельно колеблется. Так, например, в мышцах североатлантической трески концентрация его -- 1--10 мг/кг, а в печени -- 180--1800 мг/кг.

По предложению ООН в 1998 г. была принята конвенция в рам-ках программы по охране окружающей среды, ограничивающая тор-говлю опасными веществами и пестицидами типа ДДТ, ртутных соединений и органофосфатов. В новом международной договоре при-няли 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, улучше-ние технологии внесения пестицидов, ограничение их применения в районах, близко прилегающих к водоемам, строгая дозировка при внесении в почву могут в значительной степени снизить их негатив-ное воздействие.

Загрязнение пестицидами продуктов питания. Чаще всего пищевые продукты загрязнены хлор-, фосфор- и ртутьорганическими соедине-ниями, производными карбаминовой, тио- и дитиокарбаминовой кис-лот, бромидами. Из группы хлорорганических пестицидов в продуктах обнаружены ДДТ, ДДЕ, алдрин, дидцрин 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 примене-ния, 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 является выращивание их в междурядьях обработанных садов.

Влияние пестицидов на биогеоценозы . Экологическая активность пестицидов зависит от характера экосистемы (целой или ее части), а также от физико-химических свойств используемых препаратов. Пести-цидами могут обрабатывать внутренний водоем, используемый для разведения рыбы, земельный участок, на котором выращивается урожай, лесные насаждения, луга, животную или растительную популяцию.

Как уже отмечалось, неблагоприятное воздействие пестицидов в решающей степени зависит от физико-химических свойств. Длительное время в сельском хозяйстве в качестве химических средств защиты растений применялись главным образом неорганические пестициды, содержащие мышьяк, фтор, ртуть, обладающие чрезвычайно высо-кой 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 условиях 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, обладают способностью накапливаться в растениях, организме животных и поэтому оказывают существен-ное воздействие на многие стороны биогеоценозов.

Пестициды, обладая определенной устойчивостью, не только накапливаются в почве, воде, продуктах питания, но и участвуют в круговороте веществ.

Связи между элементами биосферы не только динамические, но и достаточно устойчивы. Однако человек в процессе своей деятельности часто наносит ущерб этим постоянным связям, то есть окружающей среде, в которой достаточно разорвать одно звено, как нарушается вся цепочка — биота (совокупность растительных и животных организмов). Поэтому под влиянием антропогенного фактора окружающая среду постоянно меняется и, к сожалению, чаще в худшую сторону.

Большой вред наносят окружающей среде выбросы в атмосферу различных химических соединений промышленными предприятиями, транспортными средствами, интенсивное применение агрохимикатов. Выпадая с осадками, они загрязняют окружающую среду — почву, водоемы, подпочвенные воды, природные угодья, моря, воздуха (рис. 1) .

Таким образом, все химические соединения отрицательно влияют на все экологические категории биосферы. Вместо природных создаются так называемые техногенные экосистемы, меняются ландшафты, испытывает влияние и неживая природа. Учитывая это негативное влияние химических соединений на окружающую среду, в частности на агроландшафты, надо ослаблять, что в значительной степени зависит от общих природоохранных мероприятий и деятельности человека, направленной на улучшение трофических связей в биологической среде.

Рис. 1. Схема циркуляции пестицидов в окружающей среде

Окружающая среда — это совокупность физических, химических, биологических, а также социальных факторов, способных влиять прямо или косвенно, быстро или через некоторое время на биоту и здоровье человека.

Установлены следующие формы воздействия пестицидов в биосфере:

Локальное действие. Непосредственное воздействие на вредные организмы или косвенно на другие организмы, воду, почву. Эффективность локального действия пестицидов определяется дозой, формой, способом применения, избирательностью действия и скоростью разложения в окружающей среде.

Последействие близкое (ландшафтно-региональное). По продолжительности и характеру воздействия пестицида на окружающую среду она зависит от рельефа, почвенных и погодно-климатических условий.

Последействие удаленное (регионально-бассейновое). Характерная для стойких пестицидов, способных в виде растворов, суспензий или в сорбированном состоянии с почвенными коллоидами мигрировать в бассейны рек, их поймами и террасами.

Последействие очень удаленное (глобальное) — влияние на планету в целом (океаны, суша, атмосфера). Это связано с переносом устойчивых пестицидных веществ воздушными течениями, водой, циклонами, штормами, массовыми миграциями птиц, животных и людей, движением транспортных средств, перевозкой грузов, сырья, продуктов питания.

Результатом воздействия пестицидов может быть:

• формирование резистентности у вредных организмов;
• влияние на растения и животных;
• накопление и передача цепями питания.

Циркуляция пестицидов в окружающей среде может происходить по схемам: воздух — растение — почва — растение — травоядное животное — человек; почва — вода — зоофитопланктон — рыба — человек.

Состояние окружающей среды оценивается по критериям химического мониторинга с использованием стандартных высокочувствительных методов анализа остатков пестицидов.

Источники и причины загрязнения окружающей среды пестицидами

В окружающей среде пестициды распространяются через воздух, воду, растения, животных, а также людьми, которые с ними работают. Охрана природы и рациональное использование ее ресурсов — одна из важных проблем современности, от правильного решения которой во многом зависит развитие экономики, безопасность жизнедеятельности и сохранение окружающей среды в экологически чистом состоянии.

При современном уровне химизации сельскохозяйственного производства в условиях значительного увеличения количества и расширение ассортимента пестицидов охрана окружающей среды от загрязнения имеет чрезвычайно важное значение и требует установки строгих регламентов и четко организованной системы контроля за их соблюдением. Причины загрязнения окружающей среды пестицидами заключаются в нарушении регламентов их применения, использовании персистентных препаратов и других технологических факторов.

Передозировка пестицидов. Особые ситуации загрязнения объектов окружающей среды возникают при повышенных нормах расхода пестицидов. Использование максимальных норм расхода пестицидов является наиболее распространенной причиной загрязнения окружающей среды. На обработанных площадях различают локальное загрязнение (полосы перекрытия, проходов и поворотов агрегата, использование неоткалиброваных или неисправных распылителей) и сплошные передозировки (вызванные ошибками при расчете необходимой нормы расхода пестицида и рабочей смеси и т.п.).

Систематическое использование персистентных пестицидов без учета самоочищающейся способности почвы может привести к постепенному накоплению и превышение МДУ.

Использование загрязненных опрыскивателей или тары является одной из причин повреждения или уничтожения остатками гербицидов чувствительных культур, токсическая доза для которых меньше 1 г/га, — кукурузы, сахарной свеклы, подсолнечника, сои, картофеля, рапса и др. Для применения гербицидов необходимо использовать отдельные опрыскиватели. Эти требования нельзя выполнить при использовании спецавиации, поэтому необходимо тщательно очищать аппаратуру от гербицидных остатков. При отмывании аппаратуры от гербицидов используются водные растворы карбоната натрия, аммиака и другие электролиты, для эфиров и других гидрофобных препаратов — минеральные масла и водные растворы ПАВ. К негативным последствиям может привести использование некачественно очищенной тары из-под пестицидов.

Применение гербицидов в чувствительные фазы развития культурных растений. Этот негативный фактор наблюдается при применении препаратов гормонального действия (2,4-Д, 2М-4Х, пиклорам, диален и др.). Их рекомендуется использовать в безопасной для культурных растений фазе — полного кущения зерновых колосовых (21-29 фазы онтогенеза), ведь при более раннем или более позднем применении аналогов фитогормонов оказывается их негативное влияние на рост и развитие культур, уменьшается урожайность зерна и ухудшается его качество, а в отдельных случаях сформированное зерно теряет свою жизнеспособность.

Использование непроверенных смесей пестицидов или комбинированное их применение с другими агрохимикатами. В современных технологиях выращивания сельскохозяйственных культур широко применяются смеси пестицидов и агрохимикатов. При отсутствии необходимой информации о совместимости компонентов их применение может стать одной из причин негативного влияния на культурные растения с непредсказуемыми последствиями последействия в агроценозах. Поскольку нельзя предусмотреть действие всех сочетаний препаратов при использовании их в смесях, перед применением рекомендуется провести исследование пестицидных смесей с целью определения их фитотоксического воздействия на растения в конкретных условиях. Согласно действующим нормативным актам по вопросам защиты растений, смеси агрохимикатов, официально не разрешенных для применения, категорически запрещено использовать.

Ошибки при выборе пестицидов могут быть связаны с отсутствием этикетки на таре, нарушениями при хранении и безответственностью специалистов при выполнении этой работы. Среди пестицидов есть группа препаратов, которые необходимо хранить только при плюсовой температуре. При замерзании в них происходят физико-химические изменения, которые вызывают потерю пестицидного действия или появление фитотоксичности для культурных растений.

Использование соломы после применения гербицидов. В качестве субстрата и мульчу в закрытом грунте широко используют солому озимых культур. А поскольку овощные культуры очень чувствительны к ряду гербицидов гормонального действия, необходимо использовать солому с полей, где эти гербициды не применялись.

Загрязнение пестицидами атмосферного воздуха. Движение и перемещение части пестицида с места использования воздушными потоками называется сносом. Основным источником поступления пестицидов в воздушную среду является обработка сельскохозяйственных культур, лесных насаждений и последующее испарение с поверхности объектов. Рассеивания пестицидов, интенсивность загрязнения ими атмосферного воздуха определяется особенностями и способом применения препарата, его летучесть, количеством обработок, метеорологическими факторами (температурой, скоростью ветра и т.д.). Выветривания пестицидов с поверхности почвы проходит значительно быстрее, чем при внесении препаратов в почву, где они содержатся почвенными коллоидами. Одно и то же вещество с поверхности почвы выветривается с разной скоростью в зависимости от температуры и влажности, концентрации и скорости ветра. Легкие частицы пылевидных препаратов или смачиваемых порошков легко переносятся воздухом. Гранулы и брикеты тяжелее, поэтому имеют тенденцию скорее оседать.

Циркулярный наконечник высокого давления и малый наконечник образуют очень маленькие капли, которые легко сносятся. Циркулярный наконечник низкого давления и большой наконечник образуют большие капли с меньшей способностью к сносу. Возможность сноса части капель пестицида зависит от способа его применения. При более низкой высоте рассеивания рабочая смесь меньшей мере попадает в воздушные потоки и меньше сносится, и наоборот

Авиационное опрыскивание производится с высоты над объектом 3-4 м и при скорости ветра не более 3 м/с, а при использовании наземной аппаратуры — 3-4 м/с. Нарушение этих требований приводит к сносу рабочих смесей на значительное расстояние. Летучие пестициды при высокой температуре воздуха (22-28 °С) быстро выветриваются, что значительно уменьшает их пестицидное действие и загрязняет окружающую среду. Удаление пестицидов с воздуха происходит с осадками и путем фотохимического разрушения.

Загрязнение атмосферного воздуха пестицидами характеризуется таким показателем, как предельно допустимая концентрация (ПДК). Согласно санитарным нормам максимально допустимые уровни содержания пестицида в воздухе рабочей зоны составляют 0,001-0,05 мг/м 3 .

Загрязнения и поведение пестицидов в водоемах. Пестициды могут попадать в водоемы непосредственно из почвы или атмосферы. В открытые водоемы они попадают со сточными и талыми водами, при авиационных и наземных обработках сельхозугодий и лесных насаждений, а также при непосредственном уничтожении сорняков, водорослей, моллюсков и тому подобное.

С атмосферы в воду пестициды попадают с осадками, при выветривании и вымывании с поверхности в более глубокие слои почвы. Движение пестицидов до воды происходит вследствие стечения с обрабатываемой поверхности или в результате выщелачивания в нижние слои с поверхности почвы. Сток и выщелачивания случаются, когда на поверхность попадает избыток жидкого пестицида или на поверхность, которая содержит остатки пестицида, попадает много дождевой или ирригационной воды. Сточная вода может попадать в дренажные каналы, ручьи, пруды или в реки, по которым пестициды могут перемещаться на большие расстояния. Пестициды также выщелачиваются в нижние горизонты почвы, достигая грунтовых вод. Сток пестицида может нанести значительный ущерб рыбе и другим гидробионтам в прудах, ручьях, озерах и реках. Распределение пестицидов в толще воды зависит от их физико-химических свойств (объемной массы, растворимости), и тому подобное. На скорость разрушения пестицидов в воде влияет ее температура, рН, уровень общего загрязнения, свойства действующего вещества.

Пестициды, которые попали в водоемы, могут разрушаться, или, если они стабильны, мигрировать и накапливаться в гидробионтах и муле, что определяет их опасность для водной среды. Для характеристики стабильности препарата в воде определяют t 50 и t 95 распада.

Стабильность оценивается по шкале:

• первый класс — высокостабильные препараты (t 95 более 30 суток),
• второй — стабильные (11-30),
• третий — среднестабильные (6-10),
• четвертый — малостабильные (до 5 суток).

От продолжительности хранения пестицида в воде зависит его действие на водоемы и экологические последствия, поэтому при подборе ассортимента препаратов следует учитывать и показатели стабильности. Стабильность вещества, кроме его химической природы, зависит также от формы препарата, нормы расходов, погодных условий.

Особенностью пестицидов как загрязнителей окружающей среды является их биологическое воздействие на нецелевые организмы, а также способность проявлять нежелательное опосредованное действие (рис. 2 ).

Рис. 2. Побочные эффекты воздействия пестицидов

Влияние пестицидов на рыб и водных беспозвоночных

Основной причиной гибели водной фауны является попадание в водоемы и реки промышленных и бытовых стоков, содержащих органические отходы и минеральные азотные компоненты. Однако и пестициды наносят значительный ущерб рыболовству при попадании в воду в результате сноса ветром при опрыскивании посевов и с водой, стекающей с обработанных полей. Водоемы непосредственно обрабатываются пестицидами для уничтожения комаров, других вредителей, сорняков и водорослей в каналах и рисовых чеках. Токсичность различных пестицидов для планктона, различных видов рыб зависит от многих факторов. По степени опасности их можно условно разместить в такой последовательности: инсектициды — гербициды — фунгициды.

Критерием токсичности того или иного препарата является коэффициент относительной опасности, который определяется отношением нормы расходов пестицида, которая рекомендуется, к значению токсического действия для рыб концентрации и СК 50 с приведением их к одинаковой размерности с учетом глубины водоема:

• НВ — максимальная норма расхода препарата (действующего вещества) при опрыскивании посевов, мг/м 2 ;
• СК 50 — концентрация в воде, что приводит 50%-ную гибель особей за определенное время, мг/ м3 воды;
• h — глубина водоема.

Например, коэффициент опасности для пресноводных рыб базудина равна 33; Би-58 нового — 0,013; карбофоса — 1,0; шерпа — 2,5-5; сумицидина — 1,8. Наибольшую опасность для рыб с фосфорорганических соединений составляет базудин. Синтетические пиретроиды, несмотря на низкие нормы расходов, имеют высокий коэффициент опасности. Среди гербицидов наименее токсичные производные карбаминовой кислоты.

Опасность для водной фауны составляют опрыскивание инсектицидами малых рек, водоемов местного значения и прибрежных зон крупных водохранилищ.

Опасность пестицидов для крупных глубоководных водохранилищ значительно меньше благодаря тому, что токсикант растворяется большими объемами воды, а непосредственная обработка водоема исключается.

Пестициды могут накапливаться в планктоне, организме рыб в большом количестве без внешних признаков отравления и представляют опасность для многих звеньев цепи питания.

Загрязнения и поведение пестицидов в почве

В почву пестициды попадают во всех случаях их использования. В дальнейшем определенная их часть разлагается на нетоксичные продукты в течение нескольких месяцев и не оставляет заметного негативного влияния, другая часть хранится годами и попадает в систему круговорот веществ в природе. Пестициды попадают в атмосферу при испарении, а затем выпадают с дождем, вымываются осадками или почвенной водой в глубокие подпочвенные слои, выносятся корнями растений на поверхность с почвенным раствором, в микроколичествах поступают в продукты питания и снова в почву. Продолжительность этих процессов зависит от природных и антропогенных факторов, влияющих на распад пестицидов в почве.

Природные факторы. Биологические процессы являются основными в разложении большинства пестицидов. Биологическая активность почвы определяется ее типом, генетическим слоем, рН, содержанием органического вещества, гидротермическим режимом, условиями аэрации и тому подобное. Особенности распространения почвенных микроорганизмов связаны с географией основных типов почв. По мере продвижения с севера на юг биогенность почв возрастает. Различную микробиологическую активность почв определяет температурный режим.

Скорость инактивации и разложения пестицидов зависят от типа почвы, степени его окультуренности, минерального и механического состава и др. Неравномерная локализация микрофлоры в различных генетических горизонтах почвы и их неодинаковая биологическая активность влияют на полноту деградации пестицидов. Поэтому для окружающей среды наиболее опасны инертные и персистентные пестициды с высокой миграционной способностью. Такие препараты после проникновения в глубокие слои почвы длительное время могут сохраняться без существенных изменений.

Кислотность почвы. Для большинства почвенных микроорганизмов оптимальный показатель рН=6,5-7,5 (нейтральная среда). Можно предположить, что в пределах этих показателей рН микробиологическая трансформация (разложения) пестицидов в почве должна проходить более интенсивно. Однако, как показывают исследования, значение рН среды по-разному влияют на трансформацию отдельных пестицидов. Пестицидная активность уменьшается благодаря адсорбции препаратов и продуктов их деградации почвенными коллоидами. Степень адсорбции пестицидов в значительной степени зависит от содержания гумуса в почве. Почвами с высоким содержанием органического вещества абсорбируется большее количество пестицидов по сравнению с суглинков и песчаными.

Влажность почвы. Если в почве больше воды, чем она может поглотить, она вместе с пестицидами легко проникает в подземные воды. Ливень или чрезмерное орошение могут вызвать такое явление.

Аэрация почвы. Большинство почвенных микроорганизмов являются активными в аэробных условиях, поэтому чаще аэрация положительно влияет на разложение пестицидов.

Нормы расхода препаратов. Пестициды как биологически активные вещества не должны накапливаться в почве в концентрациях, которые негативно влияют на жизнедеятельность микроорганизмов. Поэтому применять пестициды необходимо согласно регламенту, особенно соблюдать нормы расхода препаратов, что является чрезвычайно важным для самоочищения почвы.

Летучесть пестицидов зависит от температуры и влажности почвы и воздуха. Например, через 15 мин после применения эптама потери его с сухой почве составляют 20%, из влажной — 27 из сырой — 44%. Это касается и других летучих препаратов, вносимых в почву. Адсорбция пары летучих пестицидов сухой почвой значительно выше, чем влажной. Это позволяет применять их при сухой почве без риска уменьшения эффективности.

Детоксикация пестицидов в почве и других средах в значительной степени зависит от свойств почвы, погодно-климатических факторов (осадков, температуры, освещения). Они зависят от обработки почвы, орошения, использования удобрений, культуры и способа применения препаратов. С повышением температуры и активности солнечной инсоляции скорость разложения увеличивается. Срок хранения пестицидов в почве зависит от вида и масштабов их применения.

Одним из основных факторов, способных предотвращать загрязнение почвы пестицидами, является научно обоснованное уменьшение норм расхода препаратов, кратности обработок и оптимизация их применения. Замена сплошных обработок полосовыми и краевыми, применение баковых смесей значительно уменьшают расходы препаратов на единицу площади, а следовательно — и загрязнения почвы.

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 .

Отрицательные последствия, связанные с пестицидами, обусловлены, главным образом, разрушением биогеоценозов, в которых само существование и численность отдельных видов животных тесно связаны между собой. Пестицид, уничтожая вредителя, разрушает связи, благодаря которым численность данного вредителя поддерживалась в естественных условиях на определённом уровне. Если у такого вредителя возникает устойчивость к применяемым препаратам, то происходит вспышка (массовое развитие), поскольку связи, сдерживающие этот процесс либо разорваны, либо ослаблены.

Характеризуя возможные ситуации, связанные с применением пестицидов, следует помнить, что они всегда отрицательно влияют на обитателей почв, жизнедеятельность которых лежит в основе поддержания почвенного плодородия. В частности, пестициды (особенно медьсодержащие) угнетают процесс нитрификации. Известны случаи, когда в результате чрезмерной химической нагрузки на почву доминирующее положение в ней занимали фитопатогенные микроорганизмы. При интенсивном использовании пестицидов отмечается стерилизация почвы.

Гербициды воздействуют на микробоценоз, нарушая гомеостаз (устойчивое колебание вокруг определенного среднего уровня численности отдельных групп или активности метаболических процессов) , вызывая стресс (обратимая депрессия, или временное угнетение жизнедеятельности) , изменяя резистентность и индуцируя смену доминантных форм, а также обуславливая репрессии (необратимые реакции) .

Если микробиологическая деятельность восстанавливается в течение 60 сут. после воздействия, то реакция микробоценоза считается обратимой; если ингибирование определенных форм микроорганизмов не менее чем на 50% сохраняется до конца вегетационного периода, реакция считается необратимой.

При использовании гербицидов на фоне отсутствия или слабого развития травяного покрова многократно увеличивает вероятность развития процессов эрозии почвы.

Вода - основной компонент биосферы и незаменимый фактор существования биоты – является главным транспортным средством для пестицидов. Почвенные и грунтовые воды, внутренние водоемы и водотоки, а затем и Мировой океан при наличии определенных условий становятся конечными пунктами сосредоточения токсикантов.

Регулярное применение в больших количествах стойких липофильных пестицидов на обширных территориях непременно становится причиной загрязнения водоемов. Токсиканты перемещаются с жидкими и твердыми стоками.

Загрязнение поверхностных вод пестицидами происходит из-за прямого поступление в результате аварий, а так же при нарушении правил транспортировки и хранения препаратов, при сносе аэрозолей или паров пестицидов в процессе их применения, в процессе стока поверхностных или дренажных вод с угодий, обработанных пестицидами. Мировая практика применения пестицидов свидетельствует, что пестициды несут в себе потенциальную опасность.

Нетоксичных пестицидов для человека нет.

Любой пестицид будучи внедренным в экосистему, неизбежно вызывает в ней глубокие изменения. Вследствие этого можно констатировать следующее:

ü для пестицидов характерен широкий диапазон токсического действия на живое вещество биосферы;

ü пестициды токсичны для человека и животных;

ü пестициды всегда применяются против популяций;

ü действие пестицидов не зависит от плотности популяции, но их применяют только тогда, когда численность популяции объекта подавления достигает высоких значений;

ü руководствуясь ошибочным пониманием надежности обработки полей, угодий, акваторий, как правило, преднамеренно расходуют значительно большее количество препаратов, чем необходимо для уничтожения вредителей;

ü остаточные количества пестицидов аккумулируются и биоконцентрируются в пищевых (трофических) цепях;

ü имеет место вынос остаточных количеств пестицидов за пределы обрабатываемых территорий;

ü появляются резистентные к пестицидам формы вредных организмов;

ü гибнут некоторые полезные организмы и происходят глубокие нарушения взаимосвязей в биоценозах;

ü возрастает вероятность отдаленных последствий, связанных с патологическим и генетическим действием ряда препаратов на биоту.

Еще более губительными для биосферы являются применяющиеся во все возрастающих количествах хлорсодержащие углеводородные пестициды, имеющие в своей молекуле ртуть, другие тяжелые металлы и хлористоводородную группу или фосфорорганический остаток, что сближает их с боевыми фосфорорганическими отравляющими веществами типа табуна, зарина и других. Они хорошо растворимы, особенно в липидах, стойки во внешней среде, накапливаются и во всевозрастающих концентрациях мигрируют по пищевым цепям от простейших к человеку. Благодаря хорошей растворимости в жирах они легко проникают через клеточные мембраны и преодолевают защитные гематоэнцефалический, гематотестикулярный и плацентарный барьеры, повреждая головной мозг, систему воспроизведения потомства и нарушая нормальное развитие плода. Последнее особенно характерно для фосфорсодержащих пестицидов, резко увеличивающих число внутриутробной гибели зародышей и врожденных уродств.

Кроме того, проникая в организм в малых дозах и повторно, пестициды вызывают хроническую интоксикацию, практически очень трудно диагностируемую, а подвергаясь частичной биодеградации под воздействием жидкостей организма или детоксицирующих систем, образуют новые вещества. Их структура и тем более ближайшие или отдаленные последствия воздействия на клетки, ткани, органы и другие системы организма неизвестны, подобные исследования нигде не проводятся, разве только при разработке новых БОВ узконаправленного или специфического действия. Лишь в лабораториях отдельных стран, в том числе и Украины, ведутся эпизодические эксперименты, в ходе которых изучается воздействие на отдельные жизненно важные органы и систему иммунитета малых и сверхмалых доз пестицидов.

Современные пестициды, несмотря на широчайшую рекламу их безвредности и эффективности, являются одним из самых опасных порождений цивилизации, они по степени опасности занимают, с нашей точки зрения, промежуточное положение между боевыми отравляющими и наркотически-психотропными веществами. Свидетельство этому: во-первых, повсеместное нарастание числа больных злокачественными опухолями; во-вторых, аллергозы; в-третьих, другие формы нарушения иммунитета, в том числе иммунодефициты типа СПИД; в-четвертых, энцефалопатия, от которой всего полшага до психастении и других нарушений психики; в-пятых, врожденная патология.

Легко растворяясь в дождевой воде, пестициды проникают в почву, вызывая деградацию сообществ обитающих в ней различных микроскопических существ. Под их воздействием погибают амебы, бактерии, инфузории, черви, мелкие клещи, личинки насекомых и другие почвенные животные, роль которых заключается в ускорении гниения растительных и животных остатков, их переработки и утилизации, благодаря чему восстанавливается естественное плодородие почвы. Если эти сообщества живут и функционируют нормально – почвовосстановительные процессы также протекают веками отлаженным путем и тем быстрее и полноценнее, чем больше скапливается в земле органических остатков.

Среди обитателей почвы в 1992 г. найдены бактерии, разлагающие ДДТ, а ученые Института экологии Литвы обнаружили в кишечнике почвенных клещей орибатид микрококки и бактероиды, вызывающие деградацию хлорофоса и фазолана. Конечно, это факты отрадные, означающие, что природа ищет свои пути нейтрализации отходов цивилизации. Но что будет, если эти микроорганизмы распространятся за пределы мусорных свалок? А ведь это рано или поздно обязательно произойдет! Эти данные означают, что ядохимикаты активно влияют и на процессы эволюции микромира. Чтобы сохранить уникальные почвенные сообщества нужно, как минимум, вносить на поля пестициды, если без них невозможно обойтись, в строго ограниченных научно выверенных и обоснованных количествах, периодически давая земле от них отдохнуть и очиститься. Следует также шире использовать органические удобрения и запахивать в землю растительные остатки, переходить к беспестицидным технологиям.