Понятие пестицидов и история открытия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Казанский государственный энергетический университет»

Реферат

по дисциплине: «Химические и физические факторы загрязнения окружающей среды»

на тему: «Пестициды»

Выполнила:

студентка гр. ИЗ-1-13

Хисамиева Р.Х.

Работу принял:

Дылевский В. Е.

Казань 2015

Содержание

Введение

Понятие пестицидов и история открытия

Классификация, свойства и применение пестицидов

Загрязнение ОС и влияние на организм

Заключение

Литература

Введение

Питание - это основа жизни для любого организма, в том числе и растений. Обеднение земель в процессе эксплуатации человеком или естественных процессов было и остается весомой проблемой сельского хозяйства. Вредители каждый год ставят под угрозу урожай. Для преодоления этих проблем человек научился синтезировать производить различные химические вещества. пестицид химический среда

С точки зрения практического растениеводства важнейшим средством улучшения питания сельскохозяйственных культур является, прежде всего, применение органических и минеральных удобрений. Для борьбы с вредителями используются различные виды пестицидов. Однако не стоит недооценивать влияние этих веществ на круговорот веществ в природе. Как и всё, что втягивается в этот оборот, сельскохозяйственные химикаты оказывают как положительный, так и пагубный эффект на состояние окружающей среды и при неразумном использовании могут даже нарушить экологический баланс отдельных регионов.

Почва является основным источником обеспечения сельскохозяйственных культур питательными веществами. Однако в современных условиях непрерывной интенсификации сельскохозяйственного производства для ежегодного выращивания высоких урожаев с продукцией хорошего качества довольно часто оказывается недостаточным то количество питательных веществ, которое поступает в растения из органического вещества и трудно растворимых минеральных соединений почвы в результате деятельности микроорганизмов и корневой системы растений.

Понятие пестицидов и история открытия

Пестициды (от лат. pestis - зараза и caedo - убиваю), химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека и животных. В группу пестициды включают также дефолианты и десиканты, облегчающие механизированную уборку урожая некоторых культур, регуляторы роста растений (ауксины, гиббереллины, ретарданты), добавки к краскам против обрастания морских судов.

Исторически первый этап в споре сторонников и противников пестицидов был обозначен выходом в свет в 1962 г. книги американки Р. Карсон «Безмолвная весна». Впервые в понятной для общества форме были констатированы страшные последствия применения пестицидов и правильно спрогнозированы дальнейшие отрицательные изменения в биосфере под воздействием этого химического прессинга. Впервые было показано отличие пестицидов от всех других загрязнителей окружающей среды химической природы: пестициды не являются отходами производства, а вносятся в окружающую среду преднамеренно. Впервые было высказано обоснованное предположение, что со временем ядовитые и чужеродные химические вещества могут настолько насытить поверхность Земли, что сделают ее непригодной для жизни.

Наверное, только шелест миллиардов долларов, получаемых химическими компаниями - производителями пестицидов, помешал Западу вовремя услышать грозное предупреждение Р.Карсон. Отмахнулась от этого предупреждения и советская империя. Хотя несколько сот экземпляров секретного перевода книги на русский язык разошлись по кремлевским кабинетам, всесильный тогда военно-промышленный комплекс, на заводах которого в свободное от производства химического оружия время и производились в основном пестициды, не посчитал нужным даже обсуждать эту проблему.

Начался второй важный этап в споре сторонников и противников пестицидов. В 1996 г. в США вышла в свет и стала сенсацией, книга Т.Колборн, Д.Думаноски и Дж.П.Майерса «Наше украденное будущее». Обнаружилась совершенно новая, ранее непредвиденная опасность химического загрязнения биосферы: не только возникновение раков (канцерогенез), появление наследственных изменений (мутагенез), нарушение эмбрионального развития (тератогенез), но и нарушение процесса воспроизводства себе подобных из-за разрыва эндокринных цепочек -- сложных биохимических процессов, управляющих размножением.

По различным аспектам проблемы пестицидов, в том числе экологическим и медицинским, имеется обширная отечественная и зарубежная специальная литература, выполнены многочисленные научные диссертации. В этой специальной литературе пестициды рассматриваются почти исключительно лишь в качестве одного из важнейших факторов эффективности сельскохозяйственного производства и им посвящено множество публикаций, расписывающих особенности их применения. В аспекте влияния на природу и человека к пестицидам проявляет интерес все общество, и они не обойдены вниманием общедоступной печати. И все же нельзя сказать, что эта проблема должным образом осознана обществом.

Классификация, свойства и применение пестицидов

Классификация пестицидов (по областям применения):

Акарициды (от греч. akari - клещ и лат. caedo - убиваю) - препараты (химические вещества и смеси веществ), применяемые против клещей. Специфические акарициды действуют только на клещей, инсектоакарициды - на всех членистоногих (клещей и насекомых).

Антисептики (от греч. septikos - гнойный) - препараты, используемые для предохранения материалов, в том числе металлических, от разрушения микроорганизмами. Сюда же относят препараты, используемые для дезинфекции с целью уничтожения микроорганизмов, патогенных для человека и животных.

Афициды - инсектициды для борьбы с тлями.

Бактерициды (от греч. bakterion - палочка) - химические средства против бактерий - возбудителей бактериальных болезней растений, животных и человека.

Гербициды (от лат. herba - трава) - химические препараты для уничтожения или ослабления роста растительности. Гербициды сплошного действия действуют на все виды растений, избирательные действуют в основном против нежелательных растений («сорняков»). В эту группу входят арборициды, предназначенные для уничтожения нежелательной древесной и кустарниковой растительности, и альгициды, способствующие уничтожению водорослей и другой водной растительности.

Дефолианты (от лат. folium - лист) - химические препараты, применяемые для ускорения процесса опадания листвы.

Зооциды (от греч. zoon - животное) - средства для уничтожения или подавления численности животных, в частности грызунов (родентоциды).

Инсектициды (от лат. insectum - насекомое) - химические препараты, предназначенные для уничтожения насекомых или ослабления их активности. Подразделяются на контактные, кишечные и системные.

Ихтиоциды (от греч. ichthys - рыба) - химические средства для уничтожения рыб.

Лимациды (моллюскоциды) - средства для уничтожения или снижения активности моллюсков (слизней, улиток).

Нематоциды - химические препараты для борьбы с круглыми червями (нематодами). Протравители семян - средства для предпосевной обработки культурных растений с целью защиты всходов от «вредителей» и болезней.

Фунгициды (от лат. fungus - гриб) - препараты для обработки растений с целью уничтожения или ослабления действия фитопатогенных грибов. Подразделяются на защитные, системные и лечащие. Некоторые фунгициды используются как антисептики.

Помимо обозначенных групп, к пестицидам относят также регуляторы роста растений, способствующие стимулированию (стимулянты) и торможению (ретарданты, ингибиторы) роста растений и подсушиванию растений на корню (десиканты).

К пестицидам принято относить и препараты для отпугивания (репелленты, от лат. repellentis - отталкивающий, отвращающий), привлечения (аттрактанты, от лат. attraho - притягиваю к себе) и стерилизации (стерилизаторы, от лат. sterilis - бесплодный) животных.

В некоторых случаях пестициды объединяют в группы в зависимости от фазы развития вредного организма, против которого они применяются. Например, овициды - яды, убивающие яйца насекомых, клещей, ларвициды - уничтожающие личинок и т. д.

В зависимости от скорости разложения в почве пестициды разделяют на 6 групп:

1) с периодом распада более 18 мес. (хлорорганические препараты, соединения селена);

2) около 18 мес. (триазиновые гербициды, пиклорам, диурон и др.);

3) около 12 мес. (производные галоидбензойных кислот и некоторые амиды кислот);

4) до 6 мес. (нитрилы кислот, производные арилоксиуксусных кислот, трефлан и его аналоги, нитрофенолы и др.);

5) до 3 мес. (производные арилкарбаминовых, алкилкарбаминовых кислот, некоторые производные мочевины и гетероциклические соединения);

6) менее 3 мес. (органические соединения фосфора и др.).

По химическому составу пестициды бывают:

1) органические

2) неорганические

В свою очередь органические пестициды подразделяются на:

1) хлорорганические

2) фосфорорганические

3) металлоорганические

4) алкалоиды (в частности никотиновые и неоникотиноиды)

В зависимости от физико-химических свойств пестицидов загрязнение ими окружающей среды приобретает локальные (10-15 км от источника) или региональные (до 250-300 км от источника) масштабы. Есть целые группы пестицидов, рассеивание которых в природной среде приобрело глобальный характер - они разносятся через потоки воздуха в верхних слоях атмосферы и даже в стратосфере по всему миру.

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 домашних животных.

Это основа химического метода защиты растений, являющегося пока самым эффективным в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками. Пестициды способствуют значительному сокращению потерь в сельском и лесном хозяйстве, деревообрабатывающей промышленности. Затраты на их применение окупаются в 5-12 раз. В зависимости от свойства пестицидов и его назначения для обработки одного гектара требуется 0,2-40 кг пестицида в пересчёте на активное вещество. Чтобы равномерно распределить такое небольшое количество пестицидов по обрабатываемой площади, их применяют в соответствующей препаративной форме (смачивающиеся порошки, концентраты эмульсий, дусты, растворы в воде и органических растворителях, аэрозоли, гранулы и др.) и вносят различными способами (опрыскивание, опыливание, фумигация, отравленные приманки, протравливание).

В препаративную форму, кроме пестицида, входят вспомогательные вещества, разбавители и эмульгаторы.

Если обработка пестицидом производится в ручную, необходимо помнить о средствах защиты, в первую очередь о спецодежде. Существуют ограничения, которые запрещают выполнение данной работы лицами, имеющими определённые виды заболеваний, детьми, беременными и кормящими женщинами и т.д.

Загрязнение окружающей среды пестицидами

Любая деятельность, связанная с применением пестицидов, ведет к опасному ухудшению среды обитания человека. Пестициды оказались одним из главных факторов загрязнения окружающей природной среды в XX веке.

Основной источник поступления пестицидов в воздушную среду -- обработка ими сельскохозяйственных культур, семян, лесных угодий, водоемов. Именно переносом по воздуху можно объяснить широкое распространение в окружающей среде стойких веществ, которые могут обнаруживаться на значительном расстоянии от мест их применения.

Поведение в воздухе. При мелкодисперсном распылении, особенно при авиаобработках, препараты могут адсорбироваться в воздухе твердыми частицами и переноситься потоками воздуха. Так, установлено, что при опыливании леса на деревьях обрабатываемого участка задерживается только около 50 % пестицида, остальное количество какое-то время находится в воздухе, а затем оседает на растения и почву на значительном расстоянии от места обработки. Особенно большой снос происходит при использовании высоколетучих препаратов. Воздух загрязняется сильнее при опыливании, чем при опрыскивании.

Пестициды попадают в воздушную среду вместе с почвенной пылью при ветровой эрозии, а также при обработке почвы и при уборке урожая. Значительное их количество обнаруживается в атмосферной пыли районов, где практикуется интенсивная химическая обработка.

Пестициды могут поступать в воздушную среду и с влажных поверхностей в результате возгонки с водным паром и вследствие испарения с поверхности почвы и растений.

Наиболее высокая концентрация препаратов в воздухе отмечается к середине дня, когда температура его повышается до максимальной.

Пестициды удаляются из атмосферы вместе с осадками, в процессе диффузии в пограничном слое воздуха и океана, а также в результате химического разрушения. Наибольшее значение в данном случае имеют химические превращения, при которых получаются менее токсичные продукты, чем исходные пестициды. К таким реакциям в первую очередь должны быть отнесены гидролиз парами воды, окисление кислородом воздуха и озоном, которые в большинстве случаев ускоряются под влиянием света. В этих условиях способны деградировать и стабильные хлорорганические препараты.

Наряду с рассеиванием в высшие слои атмосферы фотолиз пестицидов является одним из главных направлений их превращения в ней. В некоторых случаях он происходит очень быстро, почти с полной деструкцией молекулы. На втором месте находятся гидролиз и окисление, имеющие наибольшее значение для различных фосфорорганических соединений.

Поведение в воде. Вода служит основным средством транспорта пестицидов в окружающей среде. В открытые водоемы они могут попадать со сточными водами предприятий, которые их выпускают при авиационной и наземной обработках сельскохозяйственных угодий и лесов, с дождевыми и талыми водами, а также при непосредственной обработке открытых водоемов для уничтожения водорослей, моллюсков, переносчиков заболеваний человека и животных, сорных растений.

Почвенные и грунтовые воды, внутренние водоемы, реки и Мировой океан при определенных условиях могут стать конечным депо для пестицидов. Вследствие этого возможно загрязнение водоемов в первую очередь стойкими веществами.

Влияние пестицидов на обитателей водных систем может проявляться как в прямом токсическом действии (острая или хроническая токсичность), так и косвенно (снижение содержания растворимого в воде кислорода, изменение химического состава воды, уничтожение водных насекомых и т. д.).

При переходе пестицидов из воды в другие звенья биологической цепи их содержание увеличивается в сотни и тысячи раз. Будучи поглощенными организмом-фильтратором (например, одним из видов планктонных организмов), стойкие препараты могут откладываться в тканях и затем попадать в организм рыбы. В последующих звеньях пищевой цепи действие веществ, обладающих кумулятивным свойством, усиливается в несколько раз.

В основном многие пестициды быстро разрушаются в водной среде, в связи с чем их применение в сельском хозяйстве в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками сельскохозяйственных культур не влечет за собой отрицательных последствий.

Поведение в почве. Пестициды вносят в почву для уничтожения почвообитающих вредителей, нематод, сорняков, возбудителей бактериальных и грибных заболеваний. Попадают они в почву и после обработки надземных органов растений: смываются выпадающими осадками, сносятся ветром.

Пестициды могут поступать в почву в виде их остатков, содержащихся в листьях, корнях и т. д. В почве в зависимости от условий они могут оставаться в неизмененном состоянии и сохранять свою токсичность в течение более или менее продолжительного времени.

Продолжительность сохранения пестицидов в почве зависит от их химических и физических свойств, дозы, формы препарата (порошок, жидкость и т. д.), типа почвы, ее влажности, температуры и физических свойств, состава почвенной микрофлоры, видового состава произрастающих растений, особенностей обработки почвы.

Необходимо отметить, что во многих случаях тип почвы, особенно ее микрофлоры, определяет в основном продолжительность разложения большинства пестицидов. Даже весьма персистентные вещества под влиянием некоторых микроорганизмов могут быстро разрушаться с полной деструкцией молекулы.

Вещества, внесенные в почву в виде гранул, сохраняются в ней более продолжительное время, чем порошковидные или жидкие. Как правило, препараты более стойки в почвах с высоким содержанием органического вещества и илистой фракции.

Пестициды и их метаболиты находятся в почве в лабильном состоянии со всеми тремя ее фазами и в связи с этим могут передвигаться по почвенному профилю в горизонтальном и вертикальном направлениях. Этот процесс происходит под действием молекулярной диффузии с капиллярной влагой, нисходящего тока гравитационной воды, корневой системы растений и в результате перемещения при обработке почвы. На более значительные расстояния пестициды передвигаются с током воды, возникающим после дождя или орошения. Скорость и глубина вертикального перемещения зависят от растворимости в воде препарата, особенностей его адсорбции и десорбции, летучести, а также от интенсивности испарения почвенной влаги.

При продолжительном дожде или орошении слабоадсорбируемые гидрофильные вещества движутся вниз по профилю почвы вместе с водой. С наступлением сухой погоды при повышенном испарении раствор пестицида по капиллярам поднимается к поверхности почвы.

Пестициды видоизменяются или полностью разлагаются в почве в результате физико-химических процессов, микробиологического разложения, поглощения высшими растениями и почвенной фауной. Детоксикация многих пестицидов происходит вследствие адсорбции перегноем и другими коллоидами или образования стойких комплексов. Удаляются препараты из почвы в результате улетучивания, испарения с водяными парами, передвижения за пределы корнеобитаемого слоя, вымывания дождевыми, талыми, оросительными, грунтовыми и почвенными водами.

Основной критерий детоксикации пестицидов в почве -- скорость и полнота их распада на нетоксичные компоненты. Определяющая роль отдельных процессов в инактивации препаратов зависит не только от их физико-химических свойств, но и от особенностей почвы, климатических и экологических факторов.

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

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

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

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

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

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

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

Заключение

Для устранения отрицательного воздействия химических средств защиты растений на окружающую среду важное место отводится рациональному применению пестицидов в интегрированных, или комплексных, системах защиты растений, основой которых является возможно полное использование факторов среды, вызывающих гибель вредных организмов или ограничивающих их жизнедеятельность.

Существует четыре главных направления в повышении безопасности химического метода защиты растений:

1) совершенствование ассортимента препаратов с целью уменьшения их токсичности для человека и животных, снижения персистентности, повышения избирательности действия;

2) использование оптимальных способов применения пестицидов, таких как предпосевная обработка семян, искореняющие ранневесенние и позднеосенние обработки в саду, ленточные и полосные обработки, использование гранулированных препаратов;

3) оптимизация использования пестицидов с учётом экономической целесообразности и необходимости их применения для подавленной популяции (с учётом экономического порога вредоносности для каждого вида вредителя в зональном разрезе);

4) строжайшая регламентация использования пестицидов в сельском хозяйстве и других отраслях на основе всестороннего изучения их санитарно-гигиенических характеристик и условий обеспечения безопасности при работе.

Высокотоксичные и стойкие в природе соединения заменяются малотоксичными и малостойкими.

В целях сохранения полезных насекомых для химической обработки необходимо использовать высокоизбирательные препараты, ядовитые только для определенных вредных объектов и малоопасные для естественных врагов вредителей.

Важный путь повышения избирательности действия препаратов широкого спектра действия -- рационализация приемов их применения с учетом экономического порога вредоносности для каждого вида вредителя. Это позволяет сократить площади или кратности химических обработок без ущерба для защищаемой культуры.

Литература

1. http://student.zoomru.ru/him/pesticidy/138660.1069392.s1.html

2. http://rupest.ru/news-pesticides/povedenie-pestitsidov-v-okruzhauschei-srede.-ohrana-prirodi-ot-zagryazneniya-pestitsidami.html

3. http://levfedorov.ru/pest-8-1/

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D1%82%D1%8B

Размещено на Allbest.ru