Отдаленные воздействия пестицидов на окружающую среду
| Элементы окружающей среды | Потенциальные побочные явления |
| Абиотическая окружающая среда | Наличие остаточных количеств в почве, воде и воздухе |
| Растения | Наличие остаточных количеств Повреждения из-за фитотоксичности Изменения в вегетационном развитии (при использовании гербицидов) |
| Животные | Наличие остаточных количеств в домашних и диких животных Физиологические воздействия (нежизнеспособность яиц птиц) Смертность определенных диких видов (млекопитающих, птиц, рыб) Смертность полезных, вредных и паразитирующих насекомых Изменение численности насекомых (развитие вредителей второго поколения в результате смертности полезных, вредных и паразитирующих насекомых) |
| Человек | Наличие остаточных количеств в тканях и органах Профессиональные заболевания |
| Пища | Наличие остаточных количеств |
| Организмы, с которыми ведется борьба | Развитие резистентности |
Обследование, проведенное во Франции в начале 80-х годов, показало, что в большинстве случаев нагрузка хлорорганических и фосфорорганических пестицидов создается из-за поступления их в организм человека с продуктами растительного и животного происхождения.
Годовое поступление пестицидов в организм человека с продуктами
Питания
| Компонент питания | Годовое потребле- | Содержание остаточных количеств, мкг | |||
| ние, кг/чел | Линдан | ДДТ | Мета-фос | Карбо-фос | |
| Рыба | 9,56 | 7,3 | 30,5 | - | - |
| Мясо | 68,42 | 6,1 | 14,1 | - | - |
| Молочные продукты | 107,39 | 17,4 | 15,7 | - | - |
| Растительные масла | 11,1 | 26,8 | - | - | - |
| Зерно и зерновые продукты | 85,2 | 6,6 | 9,4 | - | 96,7 |
| Овощи | 144,8 | 4,9 | 4,6 | 45,3 | 53,6 |
| Фрукты | 71,5 | 6,0 | 20,4 | 173,8 | 56,2 |
Пестицидная нагрузка на человека в разных странах различна в зависимости от ассортимента потребляемых продуктов, принятой системы защиты растений и регламентирования остаточного содержания пестицидов в пищевых продуктах. Допустимые остатки пестицидов в продуктах - это официально разрешенное безвредное количество остатков пестицидов в пище (в мг/кг) того или иного продукта. Все приемы хранения, переработки и приготовления продуктов, как правило, способствуют уменьшению остатков пестицидов в пище. В России утверждены гигиенические нормы максимально допустимых уровней пестицидов в продуктах питания.
Поступление с пищей предельно допустимых остаточных количеств пестицидов, как правило, не приводит к острым отравлениям. Оно проявляет себя растянутым во времени хроническим действием со слабовыраженной этиологией либо практически никак себя не проявляет. Непосредственный контакт с пестицидными препаратами, потребление продукции с высоким их содержанием могут стать причиной острых отравлений и даже гибели людей.
По данным ООН, ежегодно почти у 1 млн. человек регистрируют отравления пестицидами, применяемыми при обработке сельскохозяйственных культур, из них около 40 тыс. человек погибают.
При этом следует отметить, что число острых отравлений, вызванных пестицидами, как правило, не превышает 10% общего числа острых отравлений. В Нидерландах, например, применяли 413 химических средств защиты растений, содержащих 221 действующее вещество. Доля вызванных ими острых отравлений составила 10,7%. В Австрии этот показатель был равен 4%, в США - 5,3%, в России - 6,7%.
Какое же место занимают пестициды среди других веществ, представляющих опасность для жизни человека? По данным ООН, из общего числа отравлений химическими средствами со смертельным исходом в мире на долю пестицидов приходится лишь 2,6%. Согласно той же статистике, например, обезболивающие лекарства стали причиной более многочисленных смертельных отравлений - 17,4%, а алкоголь вызвал смерть в 10,5% случаев.
Таким образом, пестициды, казалось бы нельзя отнести к химическим средствам, представляющим ощутимую реальную опасность в повседневной жизни человека. В то же время существует опасность косвенного (через трофические, пищевые цепи) влияния пестицидов на здоровье человека и его наследственный аппарат. Следовательно, токсиколого-гигиенические проблемы, с которыми сталкивается человек при применении пестицидов, носят хронический характер.
Третья проблема -это способность вредителей становиться устойчивыми к пестицидам: пестициды перестают их убивать. Устойчивость организма к пестициду, или резистентность, - это биологическое свойство организма сопротивляться отравляющему действию пестицида, способность выживать и размножаться в присутствии химического вещества, которое раньше подавляло его развитие. При многократном воздействии пестицидов подавляются нормальные чувствительные формы популяции и выживают резистентные формы, которые получают преимущество и становятся доминирующей частью популяций. Выявлена резистентность и 91 вида фитопатогенов к 40 фунгицидам, у 7 видов грызунов к родентицидам, у более 50 видов сорных растений к гербицидам. Так, возбудитель пиренофороза овса обладает восьмикратной устойчивостью к этилмеркурхлориду. Обнаружены популяции колорадского жука с трехсоткратной резистентностью к децису, тепличной белокрылки с 100-600 кратной резистентностью к актеллику и всей группе пиретроидов.
Явлению резистентности вредных организмов присущи следующие отрицательные факторы:
*0 понижение разрешающей способности пестицидов (например, эффективность пиретроидных препаратов против доминантных вредителей снизилась с 83 до 18-56%, а сток токсического действия - до 3-8 дней;
*1 повышение вредоносности объектов борьбы и их численности (хлопковой совки в 3 раза, колорадского жука в 5 раз, плодовых клещей в 11 раз);
*2 трансформация ранее отсутствующих либо второстепенных вредных организмов в доминантные. Так, обработки против клопа-черепашки на зерновых колосовых выработали резистентность у сопутствующих клопов в 15-20 раз выше, чем у основного вредителя. Все это приводит к необходимости увеличения кратности химобработок, повышению концентрации применяемых пестицидов, что, в свою очередь, приводит к увеличению остаточных их количеств.
Кроме того, развитие устойчивости у насекомых поставило под угрозу успешное использование пестицидов для борьбы с насекомыми - переносчиками заболеваний. Например, комары стали восприимчивы сначала к ДДТ, а потом к пропоксуру, который заменил ДДТ. Сейчас снова наблюдается рост числа заболеваний малярией.
С четвертой проблемойстолкнулись сравнительно недавно. Пестициды основное влияние оказывают на почвенную биоту, то есть живую фазу почвы. Было установлено, что почвенные микроорганизмы адаптируются к пестицидам и начинают разрушать или использовать их, или угнетаются и погибают. Выпадение отдельных таксономических групп микробиоценоза характеризует направленность действия химических соединений. Из трех основных типов средств защиты растений влияние фунгицидов является максимальным, а гербицидов - минимальным.
Гербициды способны оказывать побочное действие на культуру, подавляя или активизируя развитие болезней растений. Это может быть как прямым - подавление или стимуляция фитопатогенов, так и косвенным - изменение физиологических процессов, происходящих в культурных растениях и ведущих к повышению или снижению их устойчивости к фитопатогенам. Так, внесение гербицида хлорсульфурона привело к усилению развития корневой гнили ячменя и снижению урожая почти вдвое, но не оказало никакого влияния на степень поражения растений офеоболезной гнилью.
При применении гербицидов отмечено усиление вредоносности нематод и поражение зерновых вирусной инфекцией, последнее связано с нарушением обмена веществ в растениях. Подавляющее действие гербицидов на патогенную микрофлору семян и проростков кукурузы приводило к снижению семенной инфекции, но к увеличению пораженности кукурузы стеблевыми и корневыми гнилями. Установлено усиление степени развития некоторых заболеваний картофеля и овощных бобов при обработке диносебом и трифланом. На фоне использования атразина многие овощные культуры сильнее поражаются фузариозом, что приводит к гибели растений, а дифеномид отрицательно влияет на урожайность пасленовых овощей.
В результате пестициды становятся неэффективными в борьбе с вредными организмами, а их все увеличивающееся количество ведет к дальнейшему загрязнению окружающей среды.
2. Токсикологическая характеристика и судебно-химическое значение пестицидов
Как уже было сказано ранее, пестициды проявляют высокую физиологическую активность не только в отношении вредных организмов, но многие из них обладают высокой токсичностью для людей и животных.
По сравнению с химическими веществами другого назначения пестициды имеют ряд особенностей, определяющих их опасность для человека и живой природы. Это преднамеренность их внесения в окружающую среду, непредотвратимость циркуляции в ней, возможность контакта с ними больших масс населения, высокая биологическая активность, направленная на уничтожение вредных живых объектов.
Критериями токсичности пестицидов являются величины токсических и смертельных доз при разных путях поступления в организм - через кожу, легкие или желудочно-кишечный тракт. Помимо острой токсичности пестицидов особенно большие требования предъявляются к возможным отдаленным последствиям для человека, животных и прочей биоты, так как при обработке растений 99,0-99,9% вносимых пестицидов попадают в почву, водоемы, атмосферу и в конечном результате - в сельскохозяйственное сырье.
Многие вещества, будучи малотоксичными, опасны в связи с возможностью мутагенного, тератогенного и канцерогенного действия при влиянии на организм в небольших количествах, близких к реально встречающимся. Они могут оказывать токсическое действие на плод, не принося вреда организму матери и, выделяясь с молоком, затем отрицательно влиять на рост и развитие младенца. Опасность пестицидов для человека определяют рядом критериев, характеризующих возможность поступления в организм и способность оказывать неблагоприятное воздействие.
Ккритериям опасностиотносят их устойчивость в окружающей среде, стойкость к химическим, физическим и прочим факторам.
Степень опасностипри работе с пестицидами определяетсявеличинами среднесмертельной (ЛД50) и пороговой -вызывающей минимальные нарушения - доз и концентраций при разных путях поступления в организм; зоной токсического действия(отношением ЛД50 к пороговой дозе; чем эта зона уже, тем больше опасность острого отравления),способностью проникать через неповрежденные кожные покровы и оказывать токсическое действие, наличием и выраженностью кумулятивных свойств.
Для оценки опасности пестицидов разработана их классификация по накоплению (кумуляции) их в организме (см. Классификация пестицидов).