ПРИМЕНЕНИЕ ПЕСТИЦИДОВ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕСТИЦИДОВ

Лекции БОСХ ПРИМЕНЕНИЕ ПЕСТИЦИДОВ   ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕСТИЦИДОВ Пестицидами   называют   большую   группу   химических   веществ   предназначенных   для уничтожения   вредителей   и   болезней   растений   сорняков,   вредителей   запасов   зерна   и пищевых продуктов, экзопара­зитов сельскохозяйственных животных. Название пестициды происходит от латинских слов pestis ­ зараза и caedo ­ убивать. Классифицируются пестициды в зависимости от их назначения: •    инсектициды ­ вещества, которые уничтожают насекомых; •    акарициды ­ клещей; •    ламациды ­ моллюсков (слизней); •    нематоциды ­ червей; •    фунгициды  ­  вещества,   уничтожающие   микроскопические грибы (плесень и пр.); •    гербициды ­ сорную растительность; •    зооциды ­ мелких животных (грызунов); •         бактерициды   ­   вещества,   применяемые   для   борьбы   с   бактериальными   болезнями растений и животных; •    дефолианты ­ средства для стимуляции сбрасывания растениями листьев; •    десиканты ­  средства  для  предуборочного  высушивания растений; •    дефлоранты ­ вещества для уничтожения цветков растений; •    овициды ­ для уничтожения яиц насекомых; •    ларвициды ­ для уничтожения личинок насекомых и т.д. Многие ядохимикаты  обладают широким  спектром действия и называются инсектофунгицидами. Основная   область   применения   ядохимикатов   ­   сельское   хозяИ"   ство.   Использование пестицидов   необходимо   для   повышения   ур°"   жайности,   увеличения   продуктивности животноводства. Известно, что около 1/3 населения Земного шара страдает от недоедания. Вместе с тем, за последние 50 лет в мире потери сельскохозяист венной продукции от вредителей составили 20 и более процентов °т общего ее производства. ^стуально   значение   ядохимикатов   и   для   профилактики   опасых   пищевых   отравлений животных и людей, возникающих при употреблении в пищу продуктов переработки зерна, загрязненного «икотоксинами грибков  Fusarium,  Aspergillus  и другими, а также пищевых отравлений многими сорными растениями. Таким образом, польза от применения ядохимикатов бесспорна. Вместе с тем, проблема использования   пестицидов   продолжает   тревожить   врачей   всей   планеты   по   следующим причинам: Во­первых — эффективное использование пестицидов для защиты растений подразумевает применение концентраций часто токсичных для людей. Во­вторых  —   при   обработке   сельскохозяйственных   культур   и   животных,   остаточные количества   ядохимикатов   могут   сохраняться   в   продуктах   питания   и   вместе   с   ними попадать в организм людей, вызывая отравления. В­третьих  ­ использование пестицидов может приводить к загрязнению воздуха, почвы и воды, отрицательно влияя на экологическое равновесие в природе и попаданию с водой и воздухом в организм человека. В   организм   человека   пестициды   могут   попадать   через   дыхательные   пути,   желудочно­ кишечный   тракт,   кожные   покровы   и   слизистые   оболочки   в   процессе   работы   с   этими веществами,  при   употреблении  пищевых  продуктов  и   питьевой   воды,  содержащих   их   в своем   составе,   при   загрязнении   воздуха   населенных   мест   во   время   обработок агрохимикатами сельскохозяйственных культур, при использовании в рекреационных целях загрязненных водоемов и т.д. Все пестициды обладают более или менее выраженной токсичностью, что и определяет их эколого­гигиеническое значение. Токсичность   пестицидов   для   человека   определяется   химическим   составом,   физико­ химическими свойствами, зависит от количества и путей поступления вещества в организм, его кумулятивных свойств, скорости, характера детоксикации и выведения из организма и других факторов. Гигиеническая      классификация      пестицидов       учитывает     летучесть,      стойкость   в объектах     окружающей     среды,     кумулятивные иства, их токсичность при введении в желудок и при нанесении кожные покровы, и по степени опасности подразделяет на груп­ Пы или классы. Поступая в организм, пестициды могут проникать через биологические мембраны путем диффузии с растворителями по градиенту концентрации или путем активного переноса с использованием энергии макроэргическнх соединений. Большинство пестицидов являются липофпльными   соединениями   и   способны   проникать   внутрь   клеток,   растворяясь   в липидном слое их мембран, нарушают физико­химические свойства цитоплазмы, реакцию среды, структуру органелл, изменяют условия нормального функционирования клеток, их белковых   компонентов,   в   частности,   ферментных   систем.   Это   приводит   к   нарушению различных сторон обмена веществ, отражается на функциональном состоянии центральной и   вегетативной   нервной   системы,   железах   внутренней   секреции,   крови   и   кроветворных органов, сердечно­сосудистой системы, печени и почек. В   организме   большинство   пестицидов   подвергается   метаболизму   (гидролиз,   окисление, восстановление, конъюгация с образованием водорастворимых соединений и пр.). Иногда в процессе метаболизма образуются более токсичные вещества, чем исходные соединения. Из организма   пестициды   и   продукты   их   метаболизма   выводятся   почками,   желудочно­ кишечным трактом, легкими, молочными железами. Масштабы использования пестицидов в различных регионах мира неодинаковы (в Японии, Италии ­ 16­18 кг действующего вещества на 1 га пашни, в бывшем СССР, США ­ 2­2,5 кг/га), но их применение считается вынужденной необходимостью, так как потерн урожая, обусловленные различными биотическими факторами (табл. 11­1), весьма значительны. элагодаря   применению   лишь   химических   средств   защиты   рас­тений^(ХСЗР)   ежегодно сберегается около 17­18 млн. т. зерна, 10­11 ­ Картофеля, 13­14 ­ сахарной свеклы, 1,8­2 млн. т. хлопка­сырца. Однако, их токсичность и биологическая активность стимулируют работы, направленные на поиск наиболее эффективных и одновременно наименее опасных для человека и природной среды пестицидов. Необходимо также учитывать, что некоторые пестициды имеют в качестве примесей суперэкотоксиканты из группы диоксинов. Несмотря   на   то,   что   в   общем   загрязнении   окружающей   среды   на   долю   пестицидов приходится   около   2%,   а   в   мировом   масштабе   пестицидам   как   потенциальным загрязнителям окружающей природной среды отводят 8­9­е места [Соколов М.С. и др., 1994],   резкое   ухудшение   экологической   обстановки   в   последние   десятилетия   в значительной  мере связывается  со все возрастающими объемами химизации земледелия. Остаточные количества пестицидов обнаруживаются даже в тех регионах планеты, где их никогда не использовали (Антарктида). Применение   пестицидов   напрямую   связано   с   рядом   экологических   проблем.   Так, сокращение численности энтомофагов приводит к безудержному росту популяции того или иного вида вредных насекомых. Применение ДДТ вызывает гибель  естественных врагов красного паутинного клеща. Уничтожение пестицидами обитающих в поверхностном слое почвы жуков влечет за собой резкое возрастание плотности популяции тлей. От применения пестицидов страдают земляные черви, что не может не отражаться на состоянии экосистем. Пестициды   могут   в   определенной   степени   влиять   на   химический   состав   почвы   и произрастающих  на ней  растений, увеличивая  содержание  одних  элементов  и уменьшая содержание   других.   Подобные   изменения   могут   сказаться   на   популяциях   насекомых, питающихся   этими   растениями.   Регулярное   применение   пестицидов   обусловливает необходимость   постепенного   увеличения   норм   их   расхода,   что   связано   с   селекцией резистентных   особей   в   каждом   последующем   поколении   вредителей.   Интенсивное использование пестицидов на зерновых культурах приводит к резкому сокращению числа насекомых   и,   как   следствие,   снижению   численности   птиц   в   результате   уменьшения количества насекомых, которыми они питаются. Важными с экологических позиций, в том числе для прогнозирования степени и опасности загрязнения окружающей среды, являются следующие свойства пестицидов: •    токсичность; •    способность к кумуляции;                                            \ •    персистентность (стойкость вещества, характеризующаяся временем, в течение которого оно сохраняется в объектах окружающей среды в неизмененном состоянии); •       растворимость в воде   (пестициды,     хорошо   растворимые в воде, легко смываются водой и попадают в водные экосистемы, а иногда и в питьевую воду); •       липидно—водный показатель (организмы, содержащие большое количество липидов, способны поглощать и кумулиро­вать липофильные пестициды из почвы и воды); •    адсорбционные свойства (полярные соединения, поглощаемые органической материей и глиной, как правило, более устойчивы в окружающей среде, чем неполярные); •    летучесть и испаряемость. Для   уменьшения   негативных   последствий,   связанных   с   использованием   пестицидов, разрабатываются их новые поколения, совершенствуется ассортимент (более токсичный, следовательно, и более эффективный пестицид, используемый в микродозах, представляет меньшую опасность по сравнению с применением менее токсичного пестицида в больших дозах, например, децис и карбофос в сравнении с препаратом тиодан); оптимизируется система предпосевной обработки семенного и посадочного материала, проводится его кап­ сулирование,   инкрустация   пестицидами   и   т.д.;   разрабатываются   более   совершенные препаративные формы, техника и технология применения (использование гранулированных форм   пестицидов,   пестицидно­полимерных   лент,   нитей,   мало   объемного   опрыскивания, которое позволяет снижать нормы расхода пестицидов на 25­30% и т.д.). Одновременно необходимо повышать экологическую грамотность и культуру применения пестицидов, а также   ужесточать   законодательные   меры,   препятствующие   использованию   пестицидов   с неблагоприятными санитарно­токсикологическими и экологическими свойствами. Потенциальные возможности снижения вредных последствии применения пестицидов для окружающей   природной   среды   довольно   внушительны:   по   данным   Ю.Н.Фадеева, полулетальные гектар­ные нормы расхода для наиболее и наименее опасных препаратов в группах фунгицидов различаются в 289­1400 раз, инсекто­ака­рицидов ­ в 15­17 тыс. раз, гербицидов и дефолиантов ­ 2­220 тыс. раз. \В настоящее время применяются и более экологичные (агротехнический, биологический, генетический   и   др.)   методы   борьбы   с   вредителями   и   болезнями   сельскохозяйственных культур. Каждый из них имеет свои положительные стороны, однако ни один из них в отдельности,   ни   все   они   вместе   взятые,   по   технолого­эконо­мическим   и   другим показателям пока не могут служить альтернативой агрохимическому методу. КРАТКАЯ   ТОКСИКОЛОГО­ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ   ХАРАКТЕРИСТИКА   ОСНОВНЫХ ГРУПП ПЕСТИЦИДОВ Среди   многообразия   пестицидов,   в   современном   сельскохозяйственном   производстве наиболее   широкое   практическое   применение   получили   не   более   200   наименований инсектоакарицидов, фунгицидов и гербицидов. В   объектах   окружающей   среды   пестициды   подвергаются   разложению   с   большей   или Содержание,   % меньшей   скоростью.   Естественными   путями   их   детоксикации   являются   гидролиз, фотохимическое   разложение,   сорбция   гидробионтами,   на   поверхности   почвы,   растений, почвенной   флоры   и   фауны,   метаболизм   в   растениях   и   животных.   Однако,   некоторые пестициды отличаются высокой персистенцией. Это в первую очередь относится к хлорорглиическим пестицидам (ХОП), наиболее ярким представителем   которых   является   ДДТ.   Он   длительное   время   сохраняется   в   объектах окружающей   среды.   Его   метаболизм   идет   по   двум   направлениям:   в   одном   варианте конечным продуктом является ДДД, а в другом ­ ДДЕ. Первый случай следует считать благоприятным, поскольку ДДД быстро разрушается, второй ­ крайне нежелателен в связи с тем,   что   ДДЕ   отличается   исключительной   устойчивостью   во   внешней   среде.   Крайняя устойчивость   в   окружающей   среде   характерна   для   гекса­хлорбензола   и   других хлорорганнческих инсектицидов. Циркуляция ДДТ и циклодиеновых инсектицидов имеет глобальный характер. Эти соединения обнаруживаются даже в почве заповедных зон. Нестойкие пестициды сохраняются в окружающей среде в течение 1­12 недель, средней стойкости   ­   1­18   месяцев,   стойкие   ­более   двух   лет.   В   табл.   11­2   показано   процентное содержание не­разлсжившихся в почве пестицидов. Продолжительность циркуляции пестицидов во многом зависит °т климато­географических факторов и условий окружающей среды. Таблица   11­2 Время разложения в почве хлорпроизводных углеводородов (по X. С. Стокер и С.Л.Сигер) Пестицид     Время, годы  Альдрин Гептахлор Хлордан Линдан  Индрин Дильдрин  ДДТ  При   распылении   в   воздухе   или   внесении   непосредственно   в   почву,   которую   можно рассматривать   как   накопительный   резервуар,   в   любом   случае   для   стойких   пестицидов окончательным   хранилищем   является   вода.   Предполагается,   что   до   25%   от   общего количества поступившего в биосферу ДДТ, как наиболее изученного пестицида, перенесено в океан. Для стойких пестицидов установлены прямые и косвенные пути загрязнения воды. Прямой   ­непосредственное   внесение   в   воду   для   борьбы   с   вредителями   и   водной растительностью, а косвенный путь связан с поступлением загрязнителей в атмосферу и в воду по городским и сельскохозяйственным дренажным системам. На основании приведенной схемы можно выделить основные пути поступления пестицидов в организм человека: •         почва   ­   человек   (в   процессе   ручных   полевых   работ,   при   несоблюдении   техники безопасности, с почвенной пылью); •    почва ­ атмосферный воздух ­ человек (при испарении, а также сублимации пестицидов из почвы в атмосферный воздух); •    почва ­ подземные воды ­ человек (вымывание пестицидов в нижележащие слои почвы и водоносные горизонты); •    почва ­ открытый водоем ­ человек (с ливневыми и талыми водами пестициды поступают в открытый водоем, используемый человеком, в том числе, для централизованного водо­ снабжения); •       почва ­ растительные продукты питания ­ человек (пестициды по корневой системе поступают в растения, накапливаются там и с продуктами питания поступают в организм 1  4  5  7  10  12  свыше 12  50  80  90  100  100  100  100 человека); •    почва ­ растения ­ животные ­ человек (пестициды из почвы поступают в растения, при поедании их животными они могут кумулироваться в организме последних и по пищевым цепочкам доходить до человека). При циркуляции ХОП в окружающей среде происходит постепенное накопление их tto мере перехода от более простых к более сложным организмам. Ниже представлено содержание ДДТ в объектах окружающей среды (по С.A.Edwards): •    Человек                                          6000 мкг/кг •    Пища: овощи                                             20 мкг/кг мясо                                                200 мкг/кг Хищные млекопитающие                1000 мкг/кг Хищные птицы                               10000 мкг/кг Травоядные млекопитающие          500 мкг/кг Травоядные птицы                         2000 мкг/кг Морские рыбы                               500 мкг/кг Пресноводные рыбы                       2000 мкг/кг Насекомые                                      1000 мкг/кг Растения                                         50 мкг/кг Почвенные беспозвоночные           4000 мкг/кг Водные растения                            10 мкг/кг Водные беспозвоночные                 100 мкг/кг Планктон                                        50 мкг/кг Почва некультивируемая                10 мкг/кг Почва угодий                                  2000 мкг/кг Морская вода                                 0,001 мкг/л •    Пресная вода                                 0,01 мкг/л •    Атмосферная пыль                        40 мкг/кг •    Воздух                                           4х10­и­3х10~6 мкг/кг •    Дождевая вода                               0,5­2,0 мкг/л Обладая   выраженными   кумулятивными   свойствами,   хлорорга­нические   пестициды,   в особенности   ДДТ,   постепенно   накапливаются   в   почве,   воде,   пищевых   продуктах.   ДДТ, например, обнаруживается в почве через 8­12 лет после применения. В грудном молоке у женщин   США   его   содержится   в   4   раза   больше,   чем   рекомендовано   гигиеническими нормами для коровьего молока. Наличие кумулятивных свойств сочетается у ХОП со значительной стабильностью в почве, воде   и   воздухе.   Это   усиливает   их   потенциальную   опасность   для   биосферы   и   создает возможность миграции в природных условиях. Некоторые   из   ХОП,   такие   как   алдрин,   дилдрин   относятся   к   сильно   действующим веществам. Они могут иметь и негативные отдаленные последствия. Например, воздействие такого препарата, как хлордан (гептахлор) является опасным в отношении индуцирования рака. Большинство же препаратов этой группы — среднеток­сичные соединения. Общим для всех ХОП является наличие в их молекуле хлора. Эти вещества липофильны, поэтому после перорального введения в организм они довольно быстро обнаруживаются в нервной ткани, в том числе в клетках серого вещества головного мозга, и депонируются в жировой ткани. Исследованиями  установлено,  что  в механизме  негативного  действия  на организм  ХОП основную   роль   играет   нарушение   деятельности   ферментных   систем,   в   частности, дыхательной  цепи, следствием  чего является  развитие  тканевой  гипоксии. Выявлено их влияние на Са++­каналы пресинаптических мембран, что способствует их деполяризации и стимуляции экзоцитарного выхода дофамина и ацетилхолина. Это приводит к избыточному накоплению ацетилхолина и перевозбуждению нервных образований. Другой   многочисленной   группой   являются   фосфорорганиче­ские   пестициды   (ФОП). Обладая высокой биологической активностью, они оказывают токсическое воздействие на организм   человека   и   животных.   Как   правило,   это   высокотоксичные   яды,   в   механизме действия которых лежит ннгибирование ацетилхолинэстеразы, что приводит в конечном итоге,   как   и   в   случае   с   ХОП,   к   накоплению   ацетилхолина   и   усилению   функций холинореактивных   систем,   проявлению   мускарнно­   и   никотиноподобных   эффектов.   Их персн­стентность   в   объектах   окружающей   среды   невелика.   Под   действием   природных факторов   они   обычно   полностью   разрушаются   в   течение   месяца,   превращаясь   в малотокснчные соединения. Так, фос­фамид задерживается в листьях растений 7­10, антио ­ 10, метил­меркаптофос ­ 30 дней. В связи с этим ФОП меньше загрязняют продукты питания, получаемые с обработанных ими площадей. Однако ряд ФОП (тиофос) обладает высокой токсичностью, способностью вызывать острые отравления. Самым экологически опасным препаратом из этой группы считается метафос. Широкое   использование   нашли   пестициды   из   группы   ртуть­органических   соединений (РОС): гранозан, меркуран, меркургек­сан, агронал и др. Они применяются в основном для предпосевного   протравливания   семян,   для   защиты   сельскохозяйственных   культур   от грибковых заболеваний и насекомых ­ вредителей. Все РОС относятся к высоко токсичным веществам   с   выраженной   персистент­ностью,   способностью   к   кумуляции   и   кожно­ резорбтивным   действием.   Известны   случаи   массового   отравления   населения   при   непра­ вильном   обращении   с   протравленным   метилртутью   семенным   зерном   (Ирак,   1971)   с клиническими   проявлениями   болезни   Минама­та.   Существенное   значение   в   механизме действия РОС имеет инактивация сульфгидрильных групп ферментов, способность прони­ кать   через   гематоэнцефалический   барьер,   избирательно   поражать   нервную   ткань,   в   том числе, ткани головного мозга. Карбйматы   —   пестициды   на   основе   карбаминовой,   тио­   и   ди­тиокарбаминовой   кислот (купрозан, поликарбащш, севин, ТМТД, фентпурам, цинеб и др.) обладают средней и малой токсичностью,   слабо   выраженной   кумуляцией,   быстро   разрушаются   во   внешней   среде. Однако   отдельные   соединения   сохраняются   на   обработанных   площадях   довольно продолжительное   время,   действуя   как   контактные   и   кишечные   яды   и   по   степени токсичности   не   уступают   ФОП.   Метил­   и   диметилкарбаматы   (дпкрезил,   севин   и   др.) обладают   непродолжительным   в   сравнении   с   ФОС   ацетилхолинэстеразным   эффектом. Фенилкарбаматы   (карбин,   хлор­ИФК)   ­   активные   мет­гемоглобгшобразователи.   Эти препараты,   которые   в   70­80­е   годы   интенсивно   применялись   при   возделывании   риса, плодовых   и   овощных   культур,   виноградников,   способны   вызывать   мутагенный   и   эмб­ риотоксический эффекты. В  процессе  метаболизма  некоторых из  них образуются вещества, более  токсичные,  чем исходные пестициды (например, продук­ том метаболизма цинеба является более токсичное и сохраняющееся в почве в течение двух месяцев   соединение   ­   этиленмочевина).   Как   правило,   эфиры   карбаминовой   кислоты характеризуются умеренной стабильностью в окружающей среде. При рН почвы от 4 до 8 существенное значение имеет адсорбция только на органических веществах, так как эфиры карбаминовой   кислоты   не   образуют   ионов.   В   окружающей   среде   они   подвергаются окислительному   гид­роксилированию,   гидролизу   эфирной   связи,   окислению,   гидролизу амидной   связи,   способны   к   образованию   конъюгатов.   В   почве   подвергаются   фотолизу, микробному   разрушению   в   результате   действия   физических   и   химических   агентов, улетучиванию, адсорбции на почвенных коллоидах. К   группе   галоидзамещенных   анилидов   карбоновых   кислот   относится   ряд   гербицидов, оказывающих эффективное избирательное действие на сорняки (пропаннд, рамрод и др.). В объектах окружающей среды препараты этой группы относительно мало перси­стентны и разлагаются   в   течение   полугода.   Однако   при   использовании   в   сельском   хозяйстве   они обнаруживаются   в   атмосферном   воздухе,   воде   водоемов,   рыбе   и   продуктах   питания растительного   происхождения   в   количествах,   нередко   превышающих   предельно допустимые.   Потенциальная   опасность   применения   этих   препаратов   для   здоровья населения   заключается   в   том,   что   среди   этой   группы   встречаются   соединения   с выраженными кумулятивными свойствами (пропанид, дикрил, делахлор). нарушениями   состава   периферической   крови, При повышении температуры окружающей среды токсическое действие ряда пестицидов возрастает в 1,5­2  раза. Механизм  токсического действия этих соединений на организм обусловлен   влиянием   их   на   морфологический   состав   крови,   окислительно­восстано­ вительные ферментные системы, образованием метгемоглобина, следствием чего является тканевая гипоксия, нарушения белкового обмена. Медьсодержащие   пестициды   (медный   купорос,   хлорокись   меди,   трихлорфенолят   меди, купрозан,   купроцин   и   др.)   широко   применяются   для   защиты   садов,   виноградников   от вредителей   и   болезней,   а   также   в   качестве   протравителей   семян.   Соединения   меди стабильны   в   окружающей   среде,   активно   участвуют   в   круговороте   веществ   в   природе, переходят   из   почвы   в   растения,   употребляемые   в   пищу   человеком   и   животными. Установлено,   что   применение   купрозана,   бордосской   жидкости   и   нафтената   меди   для опрыскивания   яблоневого   сада   и   виноградников,   ранее   не   обрабатываемых   никакими пестицидами,   приводит   к   увеличению   содержания   меди   в   почве.   Медь   как   элемент   не разрушается в окружающей среде. Препараты   из   группы   медьсодержащих   пестицидов   характеризуются   разной   степенью токсичности   (от   высоко­   до   малотоксичных   соединений)   и   наличием   кумулятивных свойств. Токсическое действие проявляется поражением паренхиматозных органов, эндо­ кринной   системы,   уменьшением сульфгпдрильных групп. В   целом,   основную   опасность   для   окружающей   природной   среды   и   млекопитающих представляют   инсектициды,   фунгициды   и   гербициды.   Из   этих   трех   групп   пестицидов наиболее опасны инсектициды, в то время как фунгициды и гербициды являются менее токсичными препаратами. Как уже было отмечено выше, пестициды совершенствуются и в настоящее время находят применение пестициды четырех поколений с различной персистентностыо, токсичностью и нормами расхода на единицу площади для достижения эквивалентного эффекта (табл. 11­ 3). Для водных экологических систем (фито­ и зоопланктон, рыбы) препараты с выраженной токсичностью имеются среди всех групп пестицидов (табл. 11­4). Загрязнение   окружающей   природной   среды   пестицидами   имеет   важное   экологическое значение.   Неблагоприятное   воздействие   пестицидов   на   отдельные   популяции   может сопровождаться гибелью  полезных организмов, нарушением стабильности  экологических систем с последующим размножением нежелательных для человека видов. В   почву   пестициды   могут   попадать   в   результате   внесения,   при   высеве   протравленных семян,   с   атмосферными   осадками,   с   остатками   погибших   животных   и   растений,   в результате смыва с обработанных растений и при их поливе. В   почве   протекает   ряд   процессов,   способствующих   уменьшению   содержания   в   ней пестицидов. К ним относятся: переход в произрастающие растения, испарение в атмосферу, фотохимическое   разрушение,   снос   поверхностным   и   коллекторно­дренажным   стоком, химическое  и  биологическое  разрушение,  инфильтрация   в подземные  воды,  поглощение почвенными   животными   и   насекомыми.   Совокупность   всех   процессов,   происходящих   в почве, определяет стабильность пестицидов в этой среде. Так, известны случаи кумуляции гербицидов в почве, а для их метаболитов этого явления не обнаружено. В   связи   с   высокой   биологической   активностью   пестициды   включаются   в   трофические циклы почвенных экосистем и могут попадать в произрастающие культуры, грунтовые воды и атмосферный воздух. Так, инсектицид севпн мигрирует в произрастающие растения в количестве до 20%, в подземные водоносные горизонты ­ до 3­4% и в воздух ­ до 23%. На интенсивность процессов, приводящих к уменьшению содержания пестицидов в почве, влияет ряд факторов: •   физико­химические свойства пестицида; •        условия   применения   пестицидов   (форма   препарата,     кратность   обработки,   метод применения); •    особенности  возделывания  произрастающих  сельскохозяйственных культур. •    климатические   и   ландшафтно­экологические   особенности зоны, где применяются пестициды (температура, влажность воздуха, интенсивность солнечной радиации и др.). Так,   ХОП   сохраняются   в   почве   долгое   время   и   в   одних   случаях   могут   оказывать токсическое действие на ее микрофлору и процессы самоочищения почвы, в других ­ это влияние оказывается весьма незначительным. Важными   факторами,   предупреждающими   загрязнение   почвы   пестицидами,   являются уменьшение норм расхода и кратности обработок. Для сокращения сроков, в течение которых проявляются токсичность остатков пестицидов в почве после их применения, в товарные формы добавляют вещества, ускоряющие распад пестицидов. Другой   путь   ограничения   возможного   отрицательного   действия   пестицидов   в   почве   ­ добавление   в   товарные   формы   адсорбентов,   которые,   с   одной   стороны,   препятствуют миграции пестицидов с поверхностным стоком и по профилю почвы, с другой стороны ­переходу   в   произрастающие   культуры.   С   целью   более   длительного   удерживания пестицидов на поверхности растений выпускаются препаративные формы со специальными добавками,   которые   препятствуют   смыванию   пестицидов   с   растений   и   предупреждают загрязнение почвы. Таким образом, путем варьирования состава, форм, технологий применения пестицидов и методов обработки, можно регулировать миграцию ХСЗР в окружающей среде. Оставшиеся   в   почве   пестициды   уносятся   поверхностным   стоком,   дренажными   и грунтовыми водами и могут загрязнять открытые водоемы и подземные воды, в том числе минеральные воды и лечебные грязи. Схема миграции пестицидов в непроточном водоеме показана на рис.  Особенно большое количество пестицидов может попадать в водоемы в условиях эрозии почв, когда поверхностным стоком увлекаются частицы почв, сорбировавшие пестициды. В открытые водоемы и подземные воды сельской местности пестициды могут попадать со сточными водами, образующимися в сельском хозяйстве в результате мытья транспорта и аппаратуры ; после применения пестицидов,   на   площадках   для   приготовления   их   рабочих   растворов.   Сточные   воды предприятий,   производящих   пес­'тициды,   могут   являться   причиной   загрязнения подпочвенных вод. В настоящее время представляется возможность выделить несколько свойств пестицидов, которые определяют их опасность для водной среды. Это, прежде всего, стабильность в водной среде и способность накапливаться (кумуляция) в гидробионтах до значительных количеств   при   наличии   в   воде   их   микроконцентрации.   Эти   два   свойства   являются ведущими,   во   многом   определяющими   и   острую   токсичность,   и   опасность   отдаленных последствий. Попав в водоем, пестицид может подвергаться разнообразным превращениям (гидролиз, окисление,   восстановление,   дехлорирование   и   т.д.),   а   также   мигрировать   в   планктон, донные отложения, накапливаться в тканях рыб, при этом содержание пестицидов в каждом последующем   звене   трофической   цепи   значительно   увеличивается.   Так,   в   тканях   рыбы концентрация пестицидов в несколько раз выше, чем в донных отложениях, а содержание ДДТ в организме устриц ­ до 70 тыс. раз выше, чем в воде. Наибольшую   экологическую   опасность   для   водоемов   в   настоящее   время   представляют препараты из группы триазола (тилт, топаз, скор), токсичные для рыб и ракообразных, а из гербицидов ­ ялан. Для   охраны   водоисточников   от   загрязнения   пестицидами   предлагают   следующие вого водопользования до мест   использование   вертолетов   (вместо   самолетов,   что   позволяет   снизить   расход мероприятия: •         выбор   формы   препарата   (наиболее   предпочтительными   являются   гранулированные формы, наименее ­ дусты); •    метод применения (с целью уменьшения сноса в препараты добавляются утяжелители, используется статическое электричество); •   пестицидов); •    противоэрозийные мероприятия; •       соблюдение санитарно­защитных зон (не менее 300 м между угодьями и водоемом, размещение складов пестицидов на расстоянии не менее 200­1000 м от водоемов); •    разработка ПДК пестицидов в воде и т.д. При   установлении   размеров   санитарно­защитных   зон   водоемов   °т   полей,   на   которых планируется   использование   ХСЗР,   руководствуются   приведенными   ниже   данными   (по К.К.Врочинскому и В.К.Маковскому). Регламентированные расстояния от водоемов санитарно­быто   применения пестицидов: •    пункты приготовления растворов пестицидов   ­   не менее 200 м •     наземный метод применения пестицидов          ­   не менее 300 м •    склады пестицидов                                           ­   не менее 200­1000 м •    применение пестицидов авиаметодом               ­   не менее 1000 м Регламентированные расстояния от рыбохозяйственных водоемов до мест применения пестицидов: •    пункты приготовления растворов пестицидов   ­   не менее 2000 м •    наземный метод применения пестицидов          ­   не менее 500 м •    склады пестицидов                                           ­   не менее 2000 м •    применение пестицидов авиаметодом                ­   не менее 2000 м •    пункты обезвреживания пестицидов                 ­   не менее 2000 м •    пункты протравливания семян пестицидами     ­   не менее 2000 м •     применение ПХП и ГХЦГ любым методом       ­   не менее 2000 м Выделяют три зоны загрязнения атмосферного воздуха пестицидами: •         первая   зона   ограничивается   территорией   с   наиболее   интенсивным   поступлением пестицидов   в   воздух   в   результате   их   рассеивания   при   применении   в   сельском,   лесном хозяйстве, при производстве пестицидов и пр.; •    вторая  зона  загрязнения  атмосферного  воздуха  включает районы, примыкающие к ареалам применения ХСЗР; •    третья зона ­ наиболее обширная зона миграции пестицидов в атмосфере простирается на сотни и тысячи километров от места применения. Установлены регламенты применения пестицидов, обеспечивающие охрану атмосферного воздуха. Так, рекомендовано использование наиболее безопасных с точки зрения миграции в   атмосферный   воздух   препаративных   форм   пестицидов   (гранулы,   пестицидно   ­ полимерные ленты, нити и др.) и методов обработки (наземные виды обработки плантаций 'отличаются   наименьшей   опасностью   загрязнения   атмосферного   воздуха   вне   зоны обработки   по   сравнению   с   авиаметодом,   который   в   его   современном   виде   приводит   к максимальному рассеиванию пестицидов в воздухе). Для   предупреждения   вторичного   поступления   пестицидов   в   атмосферный   воздух   в результате испарения с почвы, поверхности растений и пр. в товарные формы добавляются антииспарители, которые понижают поступление пестицидов в атмосферу в 2­3 и даже до 5­10 раз. В целях предупреждения загрязнения пестицидами атмосферного воздуха населенных мест авиахимработы запрещается проводить ближе 1000 м от них. Основным критерием контроля охраны атмосферного воздуха от загрязнения пестицидами является обеспечение таких условий применения их в сельском хозяйстве, при которых содержание остаточных количеств пестицидов не превышало бы установленных предельно допустимых концентраций (ПДК). В табл. 11­5 приводятся ПДК для ряда пестицидов. Таблица    11­5 ПДК пестицидов для атмосферного воздуха Наименование пестицида ______________ПДК, мг/м3______________ ________________________Максимальные разовые     Среднесуточные Бутифос                              0,015                           0,09 Г X Ц Г                               0,05                            0,05 Карбофос                             0,014                          0,014 Метафос                              0,008                          0,008 _______Хлорофос_________________0,04_______________0,02______ Считается, что наибольший риск для здоровья человека от применения пестицидов связан с загрязнением   сельскохозяйственной   продукции.   По   данным   токсикологических лабораторий  станций  защиты  растений  зон  интенсивной  агрохимизации,  ежегодно  среди анализируемой продукции имеются образцы, в которых содержание пестицидов превышает максимально допустимый уровень. Химизация сельскохозяйственного производства в различных регионах неодинакова. Так, если   в   целом   по   СССР   в   конце   80­х   годов   территориальные   пестнцидные   нагрузки составляли в среднем 2 кг/га, в РСФСР, Латвии, Эстонии, Казахстане этот показатель был на уровне 0,5­0,7 кг/га, в Белоруссии, Литве ­ 1,3—1,4 кг/га, на Украине, и в Киргизии 2,0­ 2,5 кг/га, а в Узбекистане, Туркменистане, Таджикистане, Грузии, Азербайджане, Молдавии ­ 11,5­13,2 кг/га. В   настоящее   время   в   России   относительно   высокой   интенсивностью   применения пестицидов,   широким   ассортиментом   препаратов   (более   100   наименований   пестицидов практически всех химических групп) отличается Краснодарский край. Однако, в последние годы отмечена отчетливая тенденция к снижению объемов использования в этом регионе стойких   ХОП,   и   на   одно   из   первых   мест   выходят   синтетические   пиретроиды   (амбуш, цимбуш, децис, фастак и др.). Загрязнение   окружающей   природной   среды   пестицидами   часто   связано   с   нарушением правил   и   соответствующих   регламентов   при   транспортировке,   хранении   пестицидов, приготовлении рабочих растворов, утилизации их невыработанных остатков и сточных вод после   мытья   агрохнмтехники.   Применяемая   для   химических   обработок сельскохозяйственных   культур   техника   не   всегда   отвечает   требованиям   современной технологии,   что   обусловливает   повышенный   расход   препаратов,   а   следовательно, необоснованно высокие территориальные пестицидные нагрузки. Не всегда используются адекватные   технологические   формы   препаратов   и   сроки   обработок,   имеются   факты нарушения   ассортимента   пестицидов,   их   применения   не   по   показаниям.   Еще   низка технологическая культура работающего персонала. Перечисленные моменты в комплексе типичны для сельского хозяйства страны в целом. При   изучении   содержания   остаточных   количеств   пестицидов   в   объектах   окружающей среды,   продуктах   питания,   пищевых   рационах   организованных   коллективов   (детские дошкольные   учреждения)   в   Краснодарском   крае   ­   крупнейшем   производителе   сель­ хозпродукции   ­   в   37%   проб   было   обнаружено   наличие   преимущественно   стойких хлорорганических   пестицидов   (ДДТ,   ГХЦГ   и   их   метаболитов).   Имеются   все   основания полагать, что их присутствие ­ результат применения пестицидов этой группы в прошлом. Обнаружение   остаточных   количеств   ХОП   в   пищевых   рационах   привлекает   внимание прежде   всего   в   связи   с   тем,   что   пища   является   основным   источником   поступления пестицидов   в   организм   человека.   Присутствие   менее   стойких   фосфорорганических пестицидов   (метафоса)   наблюдается   значительно   реже   и   только   в   период   летних агрохимработ. Важно   отметить,   что   остаточные   количества   пестицидов   в   исследуемых   объектах,   как правило,   не   превышают   максимально   допустимых   уровней.   Однако   хроническое воздействие   малых   доз   пер­систентных   пестицидов   может   представлять   опасность   для здоровья населения, особенно детей. ВЛИЯНИЕ ПЕСТИЦИДОВ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ Пестициды   через   воздух,   с   пищей   и   водой,   а   также   через   кожу   и   слизистые   оболочки способны проникать и организм человека и оказывать на него неблагоприятное воздействие. Показано также, что безвредных пестицидов нет. Наиболее   гигиенически   значимым   является   поступление   пестицидов   через   дыхательные пути. Быстрому всасыванию пестицидов в кровь способствует повышенная температура и влажность воздуха, а также значительная площадь (90 м2) дыхательной поверхности легких ­   альвеол.   Действие   ядов,   поступающих   в   организм   через   дыхательные   пути,   обычно выражено   значительно   ярче,   чем   при   всасывании   из   желудочно­кишечного   тракта.   Это связано с тем, что при ингаляционном пути поступления в организм яд минует печеночный барьер. Пестициды могут проникать в организм через неповрежденные кожные покровы и слизистые   оболочки.   Такой   способностью   обладают   препараты,   хорошо   растворимые жирах,   а   также   оказывающие   раздражающее   действие.   Значительно   активнее   резорбция через кожу идет на участках с нежным, тонким эпидермисом (подмышечные и паховые области,   сгибатель­ная   поверхность   предплечья).   Вещества,   поступившие   в   кровь,   рас­ пределяются в организме, подвергаясь различным химическим превращениям (окисление, восстановление, дезаминирование, гидролиз). В результате одни яды обезвреживаются, а другие превращаются в более токсичные соединения. В ряде случаев отмечается эффект материальной   и   функциональной   кумуляции   (например,   тиофос,   метафос,   карбофос). Пестициды   оказывают   не   только   общетоксический   эффект,   йо   они   могут   приводить   к развитию   отдаленных   специфических   поражений   (эмбриотоксическое,   мутагенное, бластомогенное действия). Достоверную информацию о популяционно значимом влиянии пестицидов на состояние и динамику   здоровья   населения,   не   имеющего   профессионального   контакта   с агрохнмикатами, получить чрезвычайно сложно. По­видимому, это можно объяснить тем, что идентифицировать  воздействие пестицидов  даже при острых отравлениях не всегда представляется возможным. Особенно усложняется эта задача при попытке выявить эффекты влияния пестицидов на здоровье населения в условиях реального загрязнения окружающей среды, а, следовательно, комплексного воздействия физических, химических, биологических и социальных факторов природной,   бытовой   и   производственной   обстановки.   В   связи   с   этим   многие   случаи отравлений   и   заболеваний,   вызванных   либо   спровоцированных   пестицидами,   зачастую регистрируются как этиологически не связанные с ними. Однако, еще в конце 70­х годов отечественными исследователями было отмечено, что в районах   интенсивного   применения   пестицидов   повышена   частота   неспецифических заболеваний,   в   том   числе   органов   кровообращения,   дыхания,   пищеварения,   нервной системы. Многочисленны данные о негативном влиянии пестицидов на женский и детский организм. Изложенное   выше,   а   также   сложная   экологическая   обстановка   послужили   причиной проведения глубоких клинико­гигиенических исследований в разных регионах по единой программе.   Особое   значение   этот   вопрос   имеет   для   регионов   страны,   где   структура сельскохозяйственного производства предопределяет высокую территориальную нагрузку пестицидами на единицу обрабатываемых угодий. Так, в Молдавии интенсивная химизация сельского хозяйства существенно влияет на состояние здоровья детей, что проявляется повышением   общей   заболеваемости,   ухудшением   показателей   физического   развития, изменением иммунобиологической реактивности организма. У детей, проживающих в зонах интенсивного   использования   пестицидов,   выявлены   скрытые   нарушения   защитно­ приспособительных функций организма ­ изменение активности гпдролаз и дегидрогеназ в иммунокомпетентных клетках, и периок­сидация. Снижение  иммунобиологической  реактивности  у  сельского  населения  (увеличение  в 2,5 раза среднего числа патогенных кокков на слизистых оболочках в летне­осенний период года по сравнению с весенне­зимним периодом, особенно у лиц в возрасте 0­18 лет) ряд исследователей предлагают рассматривать как раннюю фазу интоксикации пестицидами. Как   мутагенный   фактор   окружающей   среды   пестициды   могут   вносить   дополнительный вклад   в   увеличение   числа   мутаций   в   соматических   и   половых   клетках   человека, приводящих к росту злокачественных новообразований и наследственной патологии. В этой связи высказано мнение о целесообразности обязательных цитоге­нетических исследований как составной части мониторинга окружающей среды, в особенности при ее загрязнении пестицидами, обладающими выраженным канцерогенным действием (например, хлордана, гептахлора). Исследованиями,   проведенными   в   Ставропольском   крае,   где   пестицидные   нагрузки   не превышали   2   кг/га,   удалось   установить   корреляционно   достоверную   связь   между интенсивностью применения пестицидов и уровнем заболеваемости язвенной болезнью же­ лудка   и   12­перстной   кишки,   гипертонической   болезнью,   хроническим   фарингитом, назофарннгитом, синуситом. Применение пестицидов и здоровье населения У взрослого населения Одесской области, проживающего в зонах интенсивной химизации, чаще регистрировались заболевания органов дыхания, в том числе туберкулез, пневмония (в 7,5   раз),   а   также   болезни   нервной   системы   и   органов   чувств   (в   2   раза),   системы кровообращения (в 1,8 раза), печени и желчевыводящих путей (в 7 раз). Агрохимикаты вносят   существенный   вклад   в   заболеваемость   населения   кишечными   инфекциями   в хлопководческих районах Узбекистана. Материалы ретроспективного анализа данных медосмотров допризывников (15­17 лет) в Северной Осетин, где пестицидные нагрузки в 3­4 раза выше показателей России и стран СНГ, позволили выявить относительно высокую распространенность нервно­психической патологии (30­74 на 1000 осмотренных) и высказать предположение о возможной связи ее с применением агрохимикатов. Исследования, проведенные в Ростовской области, Дагестане, Туркмении и Узбекистане, также   показали   корреляционную   зависимость   между   уровнем   заболеваемости   сельского населения и территориальными нагрузками пестицидов. Приведенные   выше   данные   косвенно   (опираясь   лишь   на   территориальные   пестицидные нагрузки)   доказывают   неблагоприятное   воздействие   на   здоровье   человека   загрязнения окружающей   среды   пестицидами.   При   этом   большинство   исследователей   справедливо отмечает,  что   наиболее  отчетливые  и  показательные  результаты   при  такой  оценке  дает анализ здоровья детского населения как контингента повышенного риска. Так, прослежена отчетливая зависимость между уровнем загрязнения окружающей среды пестицидами   (по   территориальным   нагрузкам)   и   показателями   заболеваемости   детей первого года жизни. В   районах   интенсивного   применения   пестицидов   у   детей   отмечены   снижение постпрнвивочного   иммунитета,   увеличение   числа   детей   со   сниженной   активностью интерферона в сыворотке крови, выявлены признаки вегетативной дисфункции и изменения регионарной   гемодинамики   и,   наряду   с   выраженным   нарастанием   доклинических проявлений, снижение надежности биоантиоксидантной системы и резистентное™ детского организма.   У   практически   здоровых   детей   в   возрасте   9­11   лет,   проживающих   в   этих районах,   установлен   дисбаланс   гематологических   и   иммунологических   показателей,   что оценивается как проявление повышенного риска развития заболеваний. Чаще встречаются аллергические заболевания  (дерматиты), пищевая и лекарственная аллергия. У детского населения, проживающего в районах интенсивной агрохимизации, выше показатели заболеваемости (болезни системы кровообращения, ОРВИ), частота врожденных аномалий развития, и, одновременно, ниже процент детей, отнесенный к первой и второй группам здоровья. Показатели состояния здоровья детей коррелируют с характером патологии беременности и родов их матерей. Среди   жительниц   зон   интенсивной   агрохимизации   в   2   раза   чаще   регистрируются недонашивание   беременности,   в   1,5   раза   ­   преждевременные   роды,   самопроизвольные аборты, поздние гестозы, чаще выявляются аномалии развития новорожденных, их гипер­ или гипотрофия, а также повышение уровня детской смертности. По   материалам   исследований,   в   районах   с   высокими   пестицид­ными   нагрузками заболеваемость по обращаемости школьников старших классов в 2­2,2 раза выше. Среди заболеваний наибольший удельный вес имеют болезни ЛОР­органов, верхних дыхательных путей,   эндокринной   системы,   нарушения   менструального   цикла   у   девочек,   ухудшенные показатели физического развития. Исследования, проведенные в Краснодарском крае, также свидетельствуют о наличии связи между   интенсивностью   применения   пестицидов   в   рисо­   и   зерносеющнх   регионах   и показателями здоровья населения. Изменения этих показателей не всегда однозначны, что зачастую   затрудняет   анализ   количественных   зависимостей   между   интенсивностью агрохнмизацип и здоровьем населения. Однако при прочих равных условиях показатели здоровья и физического развития детей и подростков, особенно в периоде их полового созревания, в зонах интенсивной  химизации  хуже:  здесь  в 2  раза больше школьников с общей задержкой физического развития, отмечена тенденция к увеличению числа детей с избытком массы тела  I  и  II  степени (что может свидетельствовать о гормональной дис­ функции),  а  среди  дошкольников  значительно   больше  детей   с  дефицитом  массы   тела  I степени.  С  увеличением  территориальных  пестнцидных  нагрузок  в  рисосеющих  районах возрастает распространенность болезней органов дыхания (в основном за счет пневмонии, бронхитов,   бронхгюлитов),   а   в   зерносеющпх   ­   превалируют   заболевания   желудочно­ кишечного тракта: неспецнфические энтериты, гастриты, колиты и, кроме того, заболевания эндокринной системы (65±1,5 против 28,2 на 1000 детей), системы крови (8,5±0,6 против 3,8±0,3 на 1000 детей), кожи и подкожной клетчатки ­ в 1,2 раза. В зонах интенсивной агрохимизацин показатели частоты нервных и психических заболеваний у детей значительно выше (95,8±1,7 против 38,4±1,0 на 1000 детей). Достоверно выше оказалась в таких районах и   ЛОР­заболеваемость,   причем,   в   5­6   раз   преобладали   хронические   болезни   верхних дыхательных путей по сравнению с болезнями уха и сосцевидного отростка. Помимо этого, у  детей  в   зонах   с  высокими  пестицпдными   нагрузками  отмечены   угнетение  активности кислой фосфатазы нейтрофилов и лизоцима слюны, указывающих на снижение защитно­ приспособительных   возможностей   детского   организма.   Однако   наиболее   значительное влияние оказывает интенсивная агрохпмизация на здоровье женщин фертильного периода, а также   состояние   плода,   новорожденного   и   грудного   ребенка.   Индекс   здоровья   у   этих женщин составляет лишь 15%. Примерно такие же показатели  здоровья  имеют дети на первом   году   жизни.   Ведущими   в   структуре   болезней   новорожденных   и   детей   грудного возраста являются перинатальные поражения центральной нервной системы, аллергические состояния, реакции и болезни. Предполагают, что причиной этой патологии служит молоко, как грудное, так и полученное от коров. В зонах с высокими пестпцндными нагрузками по сравнению с районами, где использование пестицидов   ограничено,   в   2   раза   выше   заболеваемость   подростков   (81,3±1,67   против 43,5+2,32   диагнозов   на   100   осмотренных*).   При   этом   более   чем   в   3   раза   выше распространенность болезней органов пищеварения, в 2 раза выше частота болезней нервной системы и органов чувств, а также болезней органов дыхания, в 1,5 раза выше уровень психических расстройств. При этом важно отметить, что у девушек уровень хронической патологии почти по всем классам болезней в 2­5 раз выше, чем у юношей. Это позволяет отнести девушек к группе повышенного риска.  У взрослого населения сдвиги в состоянии здоровья, которые можно было бы объяснить объемами применения пестицидов в регионе, выражены   в   целом   менее   заметно,   чем   у   детей.   Вместе   с   тем,   распространенность некоторых нозологических форм болезней (по Данным обращаемости) у населения в зоне интенсивной химизации втрое (артериальная пшертензия, болезни органов пищеварения), а в некоторых   возрастных   группах   в   12   раз   (атеросклероз,   болезни   органов панкреатобплнарной  системы) выше  аналогичных  показателей  заболеваемости  населения зон ограниченного применения пестицидов.