Экологическая опасность средств химической защиты растений
Отрицательные последствия для окружающей среды и здоровья человека могут быть даже от применения разрешенных средств защиты растений. Серьезные последствия для здоровья человека могут быть при применении средне- и высокотоксичных препаратов.
Средства защиты (пестициды) по степени опасности для окружaющей среды подразделяют на 4 класса. Принадлежность к определенному классу опaсности определяется по нескольким показателям (по смертельной дозе при введении в желудок, способности накапливаться в организме, сохраняться в почве и др.).
1 клaсс опасности — чрезвычайно опасные препараты. Большинство из них уже запрещено к применению. К ним можно отнести ДДТ (запрещен), метабром (запрещен), метафос (запрещен), средства от грызунов: зоокумарин, Шторм, Раттидон, Норат (разрешены к использованию), препараты на основе фосфида цинка и другие;
2 клaсс опасности — опасные или высокотоксичные препараты, например, Децис, Базудин, Би-58, гербицид Атразин (в ЛПХ запрещен к использованию) и многие другие;
3 клaсс опaсности — умeренно опaсные или срeднетоксичные. К ним можно отнести кaрбофос, хлорокись меди, оксихом, медный купорос и др.
4 клaсс опасности — малоопасные препaраты. Например, гербицид Рaундап, фунгициды: Планриз, Агат 25-К, триходермин, псевдобактерин, инсектициды: Лепидоцид, Фитоверм. [10]
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА АПК
Агропромышленный комплекс (АПК) объединяет все отрасли хозяйства, принимающие участие в производстве сельскохозяйственной продукции и ее доведении до потребителя. Он поставляет населению продукты питания и удовлетворяет потребности промышленности в сырье, а также снабжает производство средствами производства для сельского хозяйства и обслуживания сельского хозяйства.
Таким образом, выделяются три звена в АПК:
1)производство средств производства для сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности;
3)транспортировка, заготовка, хранение, переработка и реализация сельскохозяйственной продукции.
Рaзмещение первого и третьего звеньев aгропромышленного комплекса во многом определяется территориальной организaцией сельскохозяйственного производства. Перерaботка, складировaние и хранение сельхозпродукции в знaчительной мере ориентировaны на потребителя. [12]
РАСЧЕТ ДОЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БАЛАНСА КАДМИЯ В ПОЧВЕ В СЕВООБОРОТЕ
Исходные данные
Для расчета доз минеральных удобрений и баланса кадмия в почве в севообороте используем данные о севообороте и урожайности, а также данные о выносе питательных веществ, которые представлены в Таблице 1 и Таблице 2 соответственно.
| Севооборот | Урожайность, т/га | Удобрение, (% д.в) | Площадь посева, га | |
| Основная продукция | Побочная продукция | |||
| Подсолнечник | 2,4 | 8,2 | Карбамид (46%); Двойной суперфосфат (50%); Калийная соль (39%) | 17 |
| Подсолнечник | 2,2 | 8,0 | ||
| Ячмень | 3,6 | 3,6 | ||
| Кукуруза | 26,47 | — | ||
| Горох | 2,2 | 2,3 |
Вынос питательных веществ в условиях Омской области
| Сельскохозяйственная культура | N | P | K |
| Подсолнечник | 50 | 23 | 180 |
| Ячмень | 25 | 11 | 22 |
| Кукуруза | 3 | 1,5 | 4 |
| Сахарная свекла | 5,7 | 1,8 | 7,0 |
| Горох | 65 | 15 | 20 |
Для удобства в расчетах, введем следующие сокращения и обозначения:
Для расчетов доз минеральных удобрений и баланса кадмия необходимы следующие данные :
1. Коэффициенты пересчета основной продукции на сухое вещество, доли единицы:
2. Коэффициенты пересчета побочной продукции на сухое вещество, доли единицы:
3. Содержание кадмия в основной продукции, мг/кг сух. в.:
4. Содержание кадмия в побочной продукции, мг/кг сух. в.:
5. Содержание кадмия а удобрениях:
6. Способность почвы к самоочищению в баллах (и) — 0,5
Источник
4.Экологические последствия применения пестицидов
Необходимость применения химических средств защиты растений от вредителей и болезней определяется тем, что потери урожая без применения ядохимикатов могут составлять около 50 %.
Первая группа – наиболее обширная и включает в себя акарициды, бактерициды, гематоциды, зооциды, лимациды, инсектициды, лаввициды, нематоциды, овициды, фунгициды и иные препараты. Чаще всего применяются инсектициды.
Эти ядохимикаты могут включать в себя хлорорганические, фосфорорганические и неорганические соединения ртути, свинца, мышьяка и других элементов.
Вторая группа — Гербициды применяются как средство избирательного уничтожения сорной растительности. Чаще всего используются различные химические препараты для защиты люцерны, кукурузы, сахарной свеклы, подсолнечника, озимой пшеницы.
Из средств предуборочной обработки культур наибольшее применение нашли дефолианты и стимуляторы роста.
Пестициды являются ксенобиотиками, т.е. веществами чуждыми природе.
В целом в сельском хозяйстве РБ применяется около 250 наименований химических средств.
Все яды, применяемые в сельском хозяйстве как средство борьбы с вредителями и болезнями растений, в большей или меньшей степени ядовиты для животных и человека. Широкое их применение оказывает всевозрастающее влияние не только на растения, но и на все живое население Земли. 90% фунгицидов, 60% гербицидов, 30% инсектицидов вызывают рак
Примечательно, что лишь небольшая доза пестицидов достигает организмов, действительно подлежащих уничтожению. Значительная же их часть отрицательно действует на полезные организмы, в том числе обитающие в почвах. Опасность биоцидного загрязнения биосферы вообще и почв в частности усугубляется тем, что ядохимикаты обнаруживаются только трудновыполнимыми специфическими методами анализа, проявляются через заболевания и гибель организмов
Особенности поведения пестицидов в природе
- Биоаккумуляция –многократное увеличение концентрации при передаче по пищевым цепочкам. ДДТ вода в озере-→рыбий жир →–жир чаек-→жир человека. Более половины применяемого ранее ДДТ до сих пор циркулирует в природе.
- БИОТРАНСФОРМАЦИЯ— изменение химических свойств. Некоторые ядохимикаты претерпевают различные химические превращения, переходят в другие соединения, иногда более токсичные, чем исходные. Например, препарат гептохлор, являющийся сравнительно мало ядовитым инсектицидом, под воздействием микроорганизмов почвы превращается в гептохлорэпатид, ядовитость которого в 4–5 раз выше.
- Ядохимикаты влияют на микрофлору и микрофауну почвы, вызывают заметные сдвиги в биохимических и микробиологических процессах, сопровождающихся повышенным образованием и выделением углекислого газа, аммиака, аминокислот и других продуктов метаболизма. При этом изменяется ход и интенсивность процессов распада органических веществ почвы – клетчатки, белка, сахаров.
- Токсификация –увеличение токсичности. Любые химические вещества, смертельные для одних организмов, не могут оказывать вредного влияния на другие организмы, гибель полезной энтомофауны
- Мутагенный эффект вредителей и появление устойчивых к ядам видов
- К физическим факторам детоксикации относят также улетучивание и термическое разложение. Степень испарения токсикантов из почвы сильно зависит от ее влажности – сорбция легколетучих пестицидов сухой почвой гораздо выше, чем влажной. Разложение токсиканта усиливается с повышением температуры.
- Из физико-химических факторов наиболее существенным является фоторазложение (фотолиз), главным действующим началом которого служат длинноволновые ультрафиолетовые лучи солнечной радиации. При этом происходит фотоокисление многих пестицидов и их метаболитов, находящихся на поверхности почвы, растений и водоемов. На втором этапе фотолитического разложения пестицида особое значение приобретает взаимодействие его с молекулами воды. Важную роль играет рН раствора, температура, состав газов, свойства присутствующих в воде соединений. Под действием коротковолновой части солнечной радиации многие фенолы и близкие им соединения способны превратиться в гидрохинон и пирокатехин, которые могут гидроксилироваться до тетраоксибензола. Последний в результате окислительного конденсирования может превращаться в стабильные полимеризованные продукты. В результате фотолиза многие пестициды трансформируются в менее токсичные продукты.
- Химические превращения пестицидов в почве и водной среде в основном представляют собой гидролитические и окислительные процессы. Скорость этих процессов зависит от вида и числа атомов галоидов, длины углеводородной цепочки. Увеличение контакта токсиканта с почвой ускоряет гидролиз (например, коллоидная фракция почвы катализирует реакции пестицидов с различными активными частицами почвенных компонентов). Значительная роль в химическом разложении пестицидов принадлежит свободно-радикальным процессам. Источниками свободных радикалов в почве являются гуминовые кислоты, а также смолы, пигменты, антибиотики, витамины.
- Биологическое превращение и разложение пестицидов в почве обусловлено главным образом микробиологической детоксикацией. Установлено, что микробиологическое разложение пестицидов является главным путем детоксикации почв, а всякая активизация микробиологической деятельности содействует исчезновению ядохимикатов из почв. Скорость микробиологического разложения пестицидов в почве определяется содержанием гумуса, температурой и влажностью почвы, наличием подстилки, содержанием питательных веществ и другими факторами. Хорошие условия для развития почвенных микроорганизмов интенсифицируют биологическую детоксикацию пестицидов.
Источник