Пестициды

Федеральное общеобразовательное  учреждение высшего профессионального  образования Вятский государственный  гуманитарный университет

 

Реферат

 

Пестициды

 

Содержание

 

   1) Понятие пестицидов  и история открытия………………………………..3

   2) Классификация пестицидов……………………………………………….5

   3) Химические и  физические свойства пестицидов. Строение пестицидов………………………………………………………………….7

   4) Применение………………………………………………………………..10

   5) Экологическая опасность:  действие на окружающую среду  и организм человека. Меры предосторожности……………………………………...12

   6) Интересные факты  из истории использования пестицидов……………15

   7) Литература………………………………………………………………...17

 

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.

Бесспорно, пестициды  – это не новейшее достижение человечества, поскольку их использовали и ранее. С возникновением острой необходимости  защитить культуры от набегов вредителей и резкого снижения урожайности, ученые стали думать над созданием  искусственного препарата, позволяющего избежать данных проблем. Так и появились  известные нам пестициды. Вначале  они претерпевали критику и многочисленные тестирования, в том числе на вредность  здоровью человека, культурным растениям  и самой почве. Вскоре специалисты  смогли убедить, что защита растений во многом зависит от применения таких  химических препаратов, как пестициды.

Сегодня известны многие пестициды. Все они имеют  свою классификацию и относятся  к различным группам в зависимости  от назначения (классификацию и назначение см. ниже).

В последние  годы во всем мире использовалось свыше 1000 химических соединений (пестицидов) в целях защиты животных и растений от вредителей. Каждый год в мире появляется около 50 новых пестицидов. Сегодня в мире на 1 га. наносится 300 кг. химических средств.

 

Однако в  результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве  и медицине (борьба с переносчиками  болезней) почти повсеместно отмечается снижение их эффективности в результате развития резистентных рас вредителей и распространения “новых” вредных  организмов, естественные враги и  конкуренты которых были уничтожены пестицидами.

Непомерное  применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество окружающей среды, а особенно почвы.

Т.к. пестициды  являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком  в окружающую среду, проблема подобного  загрязнения требует тщательного  изучения и контроля со стороны человека.

 

Классификация пестицидов

Пестициды делят  на следующие основные классы, в  зависимости от того, против каких  вредных организмов используют:

1) антифидинги  — вещества, отпугивающие насекомых  от растений, которыми они питаются;

2) инсектициды  — средства, уничтожающие вредных  насекомых;

3) гербициды  — препараты для борьбы с  нежелательной растительностью;

4) зооциды  — яды, уничтожающие вредных  позвоночных (вещества для борьбы  с грызунами называются родентицидами,  а только с крысами — раттицидами);

5) бактерициды  – для борьбы с бактериями;

6) вирусоциды – убивают вирусы;

7) фунгициды  — средства для борьбы с  возбудителями бактериальных, вирусных  и грибных болезней растений;

8) нематоциды — препараты, убивающие круглых червей — возбудителей нематодных болезней растений;

9) акарициды  — вещества для борьбы с  клещами;

10) моллюскоциды — вещества, уничтожающие вредных моллюсков (яды для борьбы с голыми слизнями называются лимацидами).

Пестициды включают также протравители семян, репелленты — средства, отпугивающие вредных  насекомых, клещей, млекопитающих и  птиц, аттрактанты — вещества для  привлечения членистоногих с  тем, чтобы их затем уничтожить или  выявить локализацию или начало лета вредителей, хемостерилизаторы — препараты, которые не убивают насекомых, грызунов, клещей, но вызывают у них бесплодие.

Имеются пестициды  комплексного действия. Например, протравители семян содержат одновременно фунгицид, бактерицид, инсектицид и т.д. Использование таких пестицидов позволяет сократить затраты труда на обработку.

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 шесть групп:

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

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

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

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

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

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

 

Химические и физические свойства пестицидов

Строение и состав пестицидов

По химическому  составу все химические препараты  делятся на классы.  Например, фунгициды бывают: 1) неорганические (соединения с медью, серой и железным купоросом);

2) органические (гетероциклические соединения, с  амидами и анилидами кислот и т.п.).

Инсектициды имеют свою химическую группу: 1) соединения с хлором;

2) с фосфором;

3) с карбаматами;

4) синтетические  пиретроиды.

Пестициды относятся  к различным классам органических и неорганических соединений. Большинство  представляет собой органические вещества, получаемые синтетическим путём. Среди  них важное место принадлежит  хлорорганическим и фосфорорганическим пестицидам, производным карбаминовой кислоты, пестицидам растительного происхождения, триазинам, производным мочевины. Из неорганических веществ важны соединения меди, серы и др.

Особого внимания заслуживает группа фосфорорганических пестицидов, это органические производные  фосфорных кислот. Мало стабильны  в окружающей среде, что исключает  возможность их накопления в опасных  для живых организмов количествах. Большинство фосфорорганических пестицидов разлагается в объектах окружающей среды, образуя нетоксичные продукты: H3PO4, CO2 и H2O. К недостаткам относится  сравнительно высокая токсичность  многих фосфорорганических пестицидов для человека и животных, что вызывает необходимость соблюдать меры предосторожности при их использовании.

Действие  пестицидов на живые организмы напрямую зависит от строения этих веществ. Пестициды  – не только яды, отравляющие многие живее организмы, многи из них обладают высокой специфичностью, что уменьшает воздействие пестицида на окружающую среду. Рассмотрим примеры.

Ювенильный  гормон – 10,11-окси-7-этил-3,11-диметил-2,6-тридекадие-новой  кислоты – вещество, выделяемое всеми насекомыми, необходимо на отдельных  этапах их развития (превращение личинки) и вредно для других стадий (яйца). Попадание гормона на тело взрослого  насекомого приводит к гибели потомства. На этом основан весьма эффективный  биологический метод борьбы с  вредными насекомыми (1 грамма гормона  достаточно для гибели 1 млрд. насекомых). Успешно решается проблема специфичности  биологических стерилизаторов. Например, высокой активностью обладает метиловый  эфир n-(1,5-диметил-1,4-гексадиен)-бензойной кислоты.

 

Другой биологический  метод уничтожения вредных насекомых  заключается в использовании  половых аттрактантов – высокоспецифических веществ, выделяемых самками для привлечения по запаху самцов на расстоянии до нескольких километров. Поражает невероятная чувствительность насекомых к аттрактантам, являющимся непредельными алифатическими спиртами, кислотами или их эфирами и терпеноидами.  Например, аттрактант коробочной хлопковой моли является ацетатом транс-10-пропил-5,9-тридекадиен-1-ола (строение установлено в 1966 году):

(СН3СН2СН2)2С    СН     СН2    СН2     СН    СН(СН2)3СН2ОСНСН3

В зависимости  от строения и входящих в состав пестицидов веществ они обладают разной активностью.

Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), отличаются чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи.

Т.к. пестициды  в большинстве своём всё же очень устойчивые вещества, особого  внимания требует вопрос, затрагивающий  реакции их разложения.

В природной  среде существует процесс естественной химической конверсии в результате гидролиза, окисления, фотолиза пестицидов. Однако этого недостаточно для того, чтобы пестициды не накапливались  в почве.

Наиболее  известные искусственные методы обезвреживания пестицидов – это  захоронение, сжигание, плазмохимическое разрушение и др. Наиболее перспективной  для практики является окислительная  деструкция токсичных веществ в  жидкой фазе. Существуют различные  его разновидности: биологическое  окисление, окисление активным хлором, озоном, пероксидом водорода, электрохимическое  окисление. Последняя из перечисленных  разновидностей характеризуется как  наиболее универсальная и удобная  для практической реализации, т.к. она  позволяет генерировать окислитель на аноде и одновременно восстанавливать  токсичные ионы тяжелых металлов на катоде.

 

Применение

Пестициды применяются  главным образом в сельском хозяйстве, хотя их используют также для защиты запасов продовольствия, древесины  и других природных продуктов. Во многих странах с помощью пестицидов ведется химическая борьба с вредителями  лесов, а также переносчиками  заболеваний человека и домашних животных (например с малярийными комарами).

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 свойств пестицидов и его назначения для обработки одного гектара  требуется 0,2—40 кг (чаще 0,5—2 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. Наиболее перспективны препараты для опрыскивания (смачивающиеся порошки, концентраты эмульсий, растворы в воде и органических растворителях), а также гранулы для нанесения на растения и внесения в почву. Особенно интересны растворы в нелетучих органических растворителях, используемые для ультрамалообъёмного опрыскивания (УМО), при расходе препарата от 0,5 до 10 л/га. Обработку сельскохозяйственных культур пестицидами проводят с помощью наземных машин и авиации.

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.

 

Экологическая опасность: действие на окружающую среду

и организм человека

Меры предосторожности

Влияние пестицидов на биоценозы сложно и многообразно. Особенно значительные нарушения биоценозов отмечаются при систематическом  применении стойких высокотоксичных  пестицидов (главным образом инсектицидов, акарицидов).

Применение  пестицидов широкого спектра действия чревато «возрождением» вредителей, то есть появлением их после обработки  в большем, чем до нее, количестве. Это обусловлено тем, что препарат убивает не только вредителей, но и  хищников, уничтожавших их.

Из-за уничтожения  пестицидами паразитических и хищных членистоногих нередко наблюдается  массовое размножение других вредных  видов насекомых и клещей. Например, массовое размножение красного плодового клеща при обработке плодовых ДДТ, отмеченное в ряде стран, объясняют гибелью хищных клещей тифлодромид, а кровяной тли (после применения этого же препарата) — уничтожением паразита тли — афелинуса.

Известно  отрицательное действие при неправильном использовании пестицидов на человека, а также на пчёл, шмелей и др. насекомых  опылителей, на рыб (при попадании  в водоёмы), птиц, диких зверей, домашних животных, а также на природу в  целом.

Для предупреждения возможного вредного влияния пестицидов на человека, животных, растения, воду и т.д. необходимо при применении учитывать их действие не только на определённого вредителя, но и на биоценозы и предвидеть конечные результаты проводимых мероприятий.

Важно строго соблюдать контроль за остаточными количествами пестицидов в пищевых продуктах. Существуют правила по хранению, транспортировке и применению пестицидов, которые обязательны для всех ведомств, а также для отдельных лиц, работающих с пестицидами.

Большое внимание уделяется выделению, изучению, синтезу  и разрабатыванию способов применения пестицидов новой природы действия, отличающихся высокой специфичностью,— половым аттрактантам (феромонам), антифидингам, хемостерилизаторам, веществам, обладающим действием ювенильного гормона, выделяемого мозгом насекомого. Введение насекомому ювенильного гормона или его аналогов на той стадии развития, когда гормон должен отсутствовать, приводит к нарушению метаморфоза или вызывает гибель насекомого.

Высокая специфичность  этих групп пестицидов, видимо, позволит в будущем избирательно истреблять определённые виды насекомых, не затрагивая биоценоза в целом. Пестициды  должны превратиться из средств уничтожения  вредителей в средства регуляции  их численности.