Хлорорганические углеводороды

Хлорорганические углеводороды (ХОУ)– экологически опасные препараты, характеризующиеся высоким уровнем токсичности для теплокровных животных, продолжительным периодом полураспада и уничтожающие все виды насекомых.

Инсектицидные свойства ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), одного из первых широко применяемых препаратов этой группы, были открыты в 1939 г. Пау­лем Мюллером, за что он был удостоен Нобелевской премии (1948 г.). За последние 25 лет более 1 млрд. человек благодаря этому препарату были избав­лены от малярии. История медицины не знала подобных успехов. Всемирная организация здравоохранения в 1971 г. отмечала особое значение этого препарата для борьбы с переносчиками опасных для человека болезней.

Высокая биологическая активность препаратов при низких нормах расхода, длительное защитное действие, широкий спектр инсектицидной активности, малая острая токсичность для тепло­кровных, высокая экономическая эффективность привели к тому, что с каждым годом во многих странах мира производство ХОУ быстро увеличивалось. Для защиты растений предлагались многие новые препараты этой группы, характеризующиеся высокой ин­сектицидной и даже инсектоакарицидной активностью.

Однако по мере разработки высокочувствительных методов определения микроколичеств ХОУ в различных средах, по мере изу­чения поведения их в растениях, объектах окружающей среды, в организмах теплокровных обнаруживалось все больше отрица­тельных свойств этих препаратов.

Почти два десятилетия препарат ДДТ считался инсектицидом № 1. Лишь в начале 1960-х было обнаружено, что синтезированный Мюллером препарат со временем не разлагается на безвредные вещества, а напротив, постепенно накапливается в почве, воде, растениях и живых организмах. Помимо этого, вызывало опасения неизбирательное действие препарата: уничтожались не только сельскохозяйственные вредители, но и полезные насекомые.

В растительных и животных организмах ХОУ слабо разрушают­ся и накапливаются в пищевых звеньях. Многие из них обладают кумулятивными свойствами, ДДТ относится к сверхкумулятив­ным веществам. Все хлорсодержащие вещества обладают способностью к кумуляции (в зависимости от строения, от 10 до 50 лет составляет период полураспада).

Главная особенность ХОУ – их высокая термическая и хими­ческая стойкость. С одной стороны, это обеспечивает длительную защиту, а с другой – создает опасность загрязнения окружающей среды. Наиболее стойкие ХОУ сохраняются в почве в течение не­скольких лет, и почва из барьера на пути циркуляции пестицидов превращается в источник загрязнения водоемов, грунтовых вод, растительной продукции, а через нее – и продуктов животновод­ства.

В связи с этим в 1960 г. начали ограничивать применение дустов и минерально-масляных эмульсий этих препаратов как наиболее опасных форм, снижали нормы расхода и ассортимент обрабатываемых культур, вводили строгие регламенты, направ­ленные на то, чтобы снизить циркуляцию ХОУ в окружающей среде, предотвратить их накопление в продукции. В Соединенных Штатах Америки, начиная с 1972 г., использование ДДТ в сельском хозяйстве было запрещено.

По мере по­явления менее стойких инсектицидов из других групп (ФОУ, пиретроиды) наиболее опасные препараты ХОУ исключались из Государственного каталога препаратов, разрешенных к при­менению. Сейчас запрещены к использованию в Европе и США, тем не менее, используются в некоторых азиатских странах (Индия, Китай).

В настоящее время среди пестицидов, разрешенных к применению на территории РФ, нет ни одного препарата из группы ХОУ. Однако в чрезвычайных ситуациях (эпизоотии опасных вредите­лей, большой выброс вредителей на морские побережья и т. п.) по специальному разрешению Минздрава могут проводиться однора­зовые обработки этими препаратами.

Следовательно, специалист по защите растений должен ознакомиться хотя бы с краткими характеристиками препаратов этой группы. Тем более что в некоторых странах наименее опасные из них разрешены к применению

ДДТ^[11] –дихлор-дифенил-трихлорметилметан* (Рис. 51). Самый известный хлорорганическим препарат. Хотя это вещество синтезировано еще в 1874 году, его инсектицидные свойства были обнаружены лишь в 1939 году П. Мюллером. Кроме бытовой пользы в качестве средства борьбы с такими вредителями, как мухи, тараканы и моли, а также пользы для сельского хозяйства в качестве средства для борьбы с такими вредителями, как колорадский жук и тля, ДДТ имеет ряд общепризнанных заслуг мирового масштаба.

В Греции в 1938 году был миллион больных малярией, а в 1959 году всего лишь 1200 человек. Во время Великой Отечественной войны благодаря примене­нию ДДТ были остановлены многие эпидемии. В январе 1944 года с помощью ДДТ была предотвращена эпидемия тифа в Неаполе. Это первая зимняя эпидемия тифа, переносимого вшами, которую удалось остановить. В итальянской провинции Лация в 1945 году смертность от малярии за месяц составляла 65 – 70 человек, а после того, как стали применять ДДТ, она снизилась до 1 – 2 человек в 1946 году.

В Индии благодаря ДДТ в 1965 году ни один человек не умер от малярии, тогда как в 1948 погибло 3 млн. человек. В соответствии с оценками Национальной академии наук США ДДТ спас 500 миллионов жизней от малярии за время его применения до 1970 года.

Запрещен к использованию в 1970-х гг., поскольку было доказано, что в больших количествах он вызывает рак.

Однако спустя еще три десятилетия ДДТ снова разрешают к использованию, так как вред, наносимый этим веществом, оказался мизерным по сравнению с той пользой, какую он способен принести. Цена вопроса – более 60 млн. людей, скончавшихся от малярии за это время: они остались бы живы, если бы власти санкционировали использование пестицида.

Класс пестицида: инсектицид контактного и кишечного действия. ДДТ эффек­тивен в борьбе с самыми разнообразными насекомыми, однако практически не действует на растительноядных клещей, тара­канов и саранчу.

Применение: длительно сохраняется на растениях (30 – 70 дней), обеспечивая надежный защитный эффект. В почве препарат может сохраняться до 12 лет. Разлагается он в щелочной среде, метаболизируется некоторыми видами анаэробных микроорганизмов.

Норма расхода: 4 – 7 г дуста ДДТ на 1 м². ДДТ может накапливаться в организмах теплокровных живот­ных и человека и выделяться с грудным молоком, что создает уг­розу потомству.

Токсичность: 1 класс опасности.ПДК в почве и в воде – 0,001 мг/кг или л, в атмосферном возду­хе – 0,005 мг/м³. МДУ в овощах и фруктах – 0,1 мг/кг, в зерне хлебных злаков – 0,02 мг/кг, в молоке – 0,05 мг/л, в продуктах детского питания – 0,005 мг/кг.

Биологические эффекты:

1. В растительных и животных организмах ХОУ слабо разрушают­ся и накапливаются в пищевых звеньях. Многие из них обладают кумулятивными свойствами, ДДТ относится к сверхкумулятив­ным веществам. Препарат стабилен в биологических средах, циркулирует в окружающей среде и накапливается в пищевых звеньях с нарастанием концентрации в десятки и сотни раз. По имеющимся данным, максимум применения этого вещества приходится на 1960 г., тог­да было подсчитано, что в почве оно будет обнаруживаться в тече­ние 5 – 7 лет, в воде – 10. Однако, поскольку его периодически применяют в чрезвычайных ситуациях, в каких-либо средах его мож­но обнаружить и в настоящее время.

2. ХОУ действуют на нервную систему насекомых, нарушая липидное равновесие мембраны нервных клеток, препятствуя про­хождению нервного импульса. Токсическое действие проявляется через 5 – 7 дней после обработки, сопровождается тремором и па­раличом.

3. При многократном применении у насекомых развивается груп­повая устойчивость, т. е. появляются резистентные популяции, ус­тойчивые ко всем хлорорганическим препаратам.

Линдан (ГХЦГ)^*– гамма-изомер ГХЦГ (гексахлорциклогексана). Особенность ГХЦГ – наличие стереоизомеров, которые раз­личаются по биологической активности. Препараты на основе g-изомера менее стойкие, высокоток­сичные для теплокровных, но со слабо выраженным кумулятивным действием.

Класс пестицида: контактный и кишечный инсектицид широкого спектра действия, но он неэффективен в борьбе с сосущими вредителями.

Применяют в лесном хозяйстве. ГХЦГ обладает значительной летучестью, благодаря чему он постепенно испаряется с обработанной поверхности. При внесе­нии в почву препарат распространяется по порам почвы, поэтому он эффективен для борьбы с почвообитающими вредителями. Контактное и кишечное действие ГХЦГ усиливается с понижением температуры (препарат с отрицательным температурным коэффициентом), а фумигационное действие усиливается с ее повышением. В растения ГХЦГ поступает через надземные органы и корне­вую систему. Наибольшие его количества накапливаются в корнеплодах (моркови, свекле), картофеле, поэтому на участках, где ГХЦГ вносили в почву, эти культуры запрещено возделывать в те­чение 4 лет.

В растениях он усиливает гидролитические процессы, увеличивая содержание аминокислот и простых сахаров, что способствует размножению тлей.

Норма расхода: препарат используется для предпосевной обработки семян при нормах расхода 0,2 – 0,4 кг/ц, а также в виде аэрозолей для обработки лесополос и лесных насаждений против комплекса вредителей (0,1 – 0,2 кг/га).

Токсичность: 1 класс опасности; высокотоксичен для млекопитающих, обладает слабо выраженной кумуляцией. ПДК в почве и в воде – 0,001 мг/кг или на л.

ЛД₅₀ для различных лабораторных животных 25 – 200 мг/кг; характеризуется кожно-резорбтивным, а также раздражающим действием. ПДК в воде санитарно-бытового пользования 0,02 мг/л; в почве 0,1 (транслокационный). МДУ (в мг/кг): в

§ картофеле, сахарной свекле, мясе, яйце 0,1;

§ яблоках, винограде, молоке 0,05;

§ масле сливочном, жире, горчице, рыбе морской и консервах из рыб 0,2;

§ капусте, кукурузе, зерне хлебных злаков, бобовых, грибах 0,5;

§ меде, сахаре 0,005;

§ в продуктах детского и диетического питания, а также в кормах скота и птицы 0,05 – 0,2.

ГХЦГ токсичен для пчел, рыб и других обитателей водоемов, уничтожает полезных насекомых.

Биологические эффекты. В водоемы ГХЦГ поступает из почвы с поверхностными стоками и ирригационными водами. При содержании ГХЦГ в почве 3,3 – 5 мг/кг в воду переходит 0,6 мг/дм³ препарата. Если дожди идут сразу после внесения в почву ГХЦГ, в водоемы переходит ~ 1% препарата. Вынос гексахлорциклогексана зависит от состояния почвы: с необработанных площадей в 2 раза больше, чем со вспаханного поля. В водоемы ГХЦГ поступает также в результате непосредственного применения гексахлорциклогексана или гамма-гексахлорциклогексана для обработки воды при борьбе с комарами, за счет загрязнения сточными водами предприятий по производству пестицидов.

Из воды гексахлорциклогексан мигрирует по водным биологическим цепям: вода – фитопланктон – зоопланктон – рыбы – рыбоядные птицы; рыбы – морские млекопитающие; рыбы – человек. ГХЦГ длительно сохраняется в почве: через 3 года после обработки в почве обнаруживалось 5% препарата.

У людей вызывает экземы, дерматиты, опасен при вдыхании воздуха, содержащего газообразный ГХЦГ, обладает материаль­ной и функциональной кумуляцией, у-изомер ГХЦГ оказывает эмбриотоксическое и цитогенетическое действие. Выделяется с грудным молоком. В настоящее время препараты на основе ГХЦГ запрещены для применения на территории РФ.

Таким образом, ГХЦГ – высокотоксичный нейротропный яд, обладающий эмбриотоксическим, кожно-резорбтивным и местно-раздражающим действием. ГХЦГ поражает кроветворную систему.

Среди других известных хлорорганических пестицидов (инсектициды) следует назвать метоксихлор (близкий аналог ДДТ), мирекс, алдрин, хлордан, линдан, ГХЦГ, тиодан, дилор.