Загрязнение почв гербицидами это

Загрязнение почв гербицидами и их превращение

Опасность загрязнения почв остатками гербицидов усиливается их фитотоксичностью, вследствие чего они могут снижать урожайность последующих культур севооборота.

Современные гербициды высокоэффективны. Более 80% гербицидов прошедших регистрацию в Российской Федерации, малотоксичны и по степени безопасности для человека и теплокровных животных намного превосходят гербициды первых поколений. При соблюдении регламента применения современные гербициды в большинстве случаев не должны загрязнять почву и оказывать негативного действия на почвенные процессы и окружающую среду. Однако загрязнение почв гербицидами может наблюдаться при внесении завышенных доз препаратов, длительном применении на одном и том же участке (особенно в случае использования персистентных гербицидов), нарушении сроков и технологии внесения (неисправность опрыскивателя, перекрытие соседних полос при прохождении опрыскивателя и т.д.), при аварийных ситуациях.

Охрана почв от загрязнения гербицидами и восстановление плодородия уже загрязненных токсикантами почв требует знания основных аспектов поведения гербицидов в почве, осуществления контроля за остаточными количествам.

Основными процессами, определяющими поведение гербицидов в почве, являются их адсорбция, разложение и миграция, приводящие к инактивации (детоксикации). В природных условиях указанные процессы протекают одновременно. В адсорбции гербицидов участвуют органическая и минеральная части почвы, однако в большинстве случаев основная роль принадлежит органическому веществу, содержащему большое количество компонентов, способных к различным химическим и физическим взаимодействиям с гербицидами. Часть сорбированного почвой гербицида может быть необратимо связана компонентами почвы и не экстрагируется обычными методами, используемыми при определении — это так называемые связанные остатки. Прочно связанные остатки могут быть биологически неактивными, недоступными для растений и биологически активными — способными поглощаться растениями или почвенными микроорганизмами и быть фитотоксичными для чувствительных культур.

Разложение гербицидов в почве может происходить как химическим, так и биологическим путем. На поверхности почвы гербициды могут подвергаться разложению под действием ультрафиолета солнечных лучей — фотолизу. Скорость разложения гербицидов в почве зависит от многих факторов, прежде всего, биологической активности почвы, так как большинство гербицидов разлагаются в почве преимущественно биологическим путем. Поэтому все факторы, влияющие на биологическую активность (температура, влажность, содержание органического вещества и др.), в значительной мере определяют скорость разложения гербицидов. Биологическое разложение гербицидов происходит главным образом за счет почвенных микроорганизмов и ферментов; пуги биологической деградации многих гербицидов к настоящему времени хорошо изучены.

Среди почвенных факторов, в наибольшей степени определяющих скорость деградации гербицидов, особую роль играет почвенный гумус. Согласно Соколову и Галиулину (1987), роль почвенного гумуса в разложении пестицидов неоднозначна:

· вблизи органоминеральных почвенных частиц наблюдается локальное повышение концентрации микроорганизмов, что способствует разложению пестицида;

· гумусовые кислоты могут выступать в качестве катализаторов химического гидролиза пестицида и косубстратов при биодеградации;

· связывание пестицида гуминовыми веществами приводит к снижению доли доступного для микроорганизмов пестицида, то есть к снижению скорости биологического разложения;

· химическая трансформация пестицида не происходит, если он адсорбирован органическим веществом;

· комплекс гумус-пестицид может быть более устойчив в окружающей среде, чем свободная форма пестицида.

Продолжительность токсического действия гербицидов зависит также от обработки почвы: на вариантах с глубокой вспашкой токсичность была более низкой по сравнению с вариантами, где проводилась поверхностная культивация на глубину 10-12 см. Различия в скорости детоксикации при глубокой вспашке и культивации объясняются тем, что при пахоте гербициды перемешиваются с большим объемом почвы, их концентрация снижается (эффект разбавления) и токсическое действие ослабевает (Лебедева, Шустрова, 1971)

Перемещение гербицидов по профилю почвы тесно связано с их свойствами, свойствами почвы, условиями увлажнения (осадки, поливы). Чем более растворим гербицид, чем меньше он адсорбируется, тем выше скорость его перемещения в почве и тем больше вероятность его попадания в поверхностные и грунтовые воды и загрязнение последних

На склонах, подверженных эрозии может наблюдаться смыв гербицидов и аккумуляция их в нижних частях склона. Это обстоятельство является важной экологической проблемой, так как смытый гербицид может попасть в водоемы и далее включиться в биологический круговорот.

Для предотвращения возможного загрязнения почв гербицидами в настоящее время рекомендуются следующие предупредительные меры:

· Строгое соблюдение регламентов применения препаратов (норма расхода, сроки, технология внесения).

· Совершенствование ассортимента гербицидов — применение менее опасных, с низкой степенью токсичности препаратов, замена персистентных гербицидов на быстро разлагающиеся в почве.

· Чередование гербицидов различных по длительности токсического действия и механизмам действия на сорные растения.

· Совершенствование технологии внесения (ленточное, точечное внесение и др.).

· Правильное обустройство мест заправки, мойки и стоянок опрыскивателей; строгое соблюдение мер безопасности при транспортировке и хранении гербицидов.

· Контроль за остаточными количествами гербицидов в почве и сельскохозяйственной продукции.

· Применение интегрированных систем защиты растений, предусматривающих сочетание химических и агротехнических мер борьбы с сорняками.

· Повышение квалификации специалистов по защите растений и охране окружающей среды от загрязнения.

Несоблюдение указанных мер при применении гербицидов может приводить к загрязнению почв. В результате, повреждение культурных растений, возделываемых на поле, где применялись гербициды, может происходить через один или более вегетационных периодов после непосредственного их внесения. Описанное явление обусловило возникновение проблемы детоксикации остаточных количеств гербицидов. В настоящее время применяют следующие способы по восстановлению загрязненных гербицидами почв:

I. Снижение концентрации свободного гербицида в пахотном слое.

· Внесение высоких доз органических удобрений, торфа и других органических материалов с высокой степенью поглотительной способности.

· Применение активированных углей (АУ), цеолитов и препаратов на их основе.

· Использование химических соединений, являющихся катализаторами или индукторами различных процессов разложения гербицидов.

· Глубокая вспашка с оборотом пласта, снижающая концентрацию остатков гербицидов в пахотном слое.

· Проведение промывных поливов на загрязненых участках; особое внимание в этом случае должно уделяться мерам, направленным на предотвращение загрязнения грунтовых вод.

II. Защита культурных растений.

· Применение антидотов — химических соединений, способных обезвреживать попавшие в растения токсические вещества.

· Инкрустация семян культурных растений комплексными полифункциональными препаратами (копранги), содержащими набор фунгицидов, инсектицидов, физиологически активных веществ и антидотов. Антидоты добавляются для предотвращения фитотоксического действия остатков гербицидов на семена проростки культурных растений.

· Правильный подбор культур севооборота, размещение на загрязненных участках культурных растений, устойчивых к данному гербициду.

Источник

Загрязнение почвы пестицидами и пути его преодоления

Пестициды — это группа химических и биологических соединений и препаратов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорными растениями, вредителями хранящейся сельскохозяйственной продукции, бытовыми вредителями и внешними паразитами животных, а также для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев, (дефолианты) и предуборочного подсушивания растений (десиканты).
Специфика применения пестицидов такова, что загрязнение ими среды нельзя предотвратить установкой очистных сооружений и улавливающих устройств. Ими целенаправленно обрабатывают миллионы гектаров сельскохозяйственных угодий с интенсивным производством, миллионы тонн продукции. Они постоянно находятся в биосфере Земли в почве, воздухе и воде. По последним экологическим данным в окружающей среде циркулируют 55000 веществ антропогенного происхождения (ксенобиотиков), действующие вещества пестицидов среди них составляют по количеству наименований около 1 %. Но по объему загрязнителей они занимают среди ксенобиотиков 8…9-е место.

К особенностям пестицидов как загрязнителей окружающей природной среды относятся следующие факторы:

— непредотвратимость их циркуляции, что обусловлено преднамеренностью внесения их в среду и невозможностью установить очистные сооружения;

— невозможность значительно уменьшить нормы внесения, так как пестициды потеряют эффективность;

— биологическая активность, поскольку пестициды отбирают именно по этому признаку;

— контакт с пестицидами большого числа людей и полезных животных;

— стойкость пестицидов в биологических средах и способность накапливаться в пищевых цепях.

Попадание пестицидов в почву происходит при непосредственном внесении их в пахотный слой или при обработке поверхности почвы в целях борьбы против почвообитающих вредителей и сорняков; высеве протравленных семян; при опрыскивании и опыливании надземных частей растений; при авиаобработках сельскохозяйственных и лесных угодий; при хранении и транспортировке пестицидов. Имеются также факты несанкционированных захоронений устаревших, непригодных к использованию, запрещенных пестицидов, бывших растворных узлов и т.д.
При этом в соответствии с Федеральным законом от 30.03.1999 г. № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» пестициды, используемые в народном хозяйстве и в быту, не должны выделять (отдавать) в окружающую среду вредные и опасные для здоровья человека вещества и соединения в количествах, превышающих установленные гигиенические нормативы. Действующими в РФ нормативными документами (ГН, СанПиН) установлены требования к допустимому содержанию остаточных количеств пестицидов и их метаболитов, представляющих опасность для здоровья нынешнего и будущих поколений и осуществляется контроль за содержанием их остаточных количеств в объектах окружающей среды (вода, почва, воздух).
Использование пестицидов и агрохимикатов не должно приводить к превышению гигиенических нормативов содержания в сельскохозяйственной продукции остаточных количеств пестицидов (ОКП), токсичных и опасных метаболитов и соединений, нарушающих естественный микробиоценоз почв.
Самым важным способом минимизации загрязнения окружающей среды, в том числе почвы пестицидами является соблюдение регламента их применения, то есть обязательных требований к условиям и порядку их применения, установленных при государственной регистрации пестицидов и агрохимикатов и приведенных в «Государственном каталоге пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации». Государственный каталог ежегодно публикуется в печатном виде и регулярно обновляется в электронном виде на сайте Минсельхоза РФ.
Применение пестицидов и агрохимикатов в сельскохозяйственном производстве должно проводиться только с помощью предназначенной для этого спецтехники и после предварительного обследования сельскохозяйственных угодий (посевов, многолетних насаждений, производственных помещений), направленного на выявление вредных объектов.
Однако даже выполнение всех вышеперечисленных требований не гарантирует отсутствия накопления остаточных количеств пестицидов в почве выше допустимого уровня. Для контроля за ситуацией должен проводится мониторинг содержания ОКП в почве и принятие специальных мер по результатам лабораторного анализа почвенных проб.
Одним из путей решения проблемы загрязнения пестицидами почвы и окружающей среды в целом является переход к органическому земледелию. Это направление будущего, которое развивается во всем мире, в том числе и в России, особенно с вступлением в силу законодательной базы по нему с 1 января 2020 года.

Материал подготовлен специалистами отдела защиты растений, агрохимии, качества и безопасности растениеводческой продукции ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора».

Источник

Загрязнение почвы и воды пестицидами и гербицидами

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Декабря 2013 в 19:48, реферат

Описание работы

Охрана почв от загрязнений является важной задачей человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека. Во-первых, происходит постоянное вымывание загрязнений в открытые водоёмы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком для питья и других нужд. Во-вторых, эти загрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытых водоёмов попадают в организмы животных и растений, употребляющих эту воду, а затем по пищевым цепочкам опять-таки попадают в организм человека. В-третьих, многие вредные для человеческого организма соединения имеют способность кумулироваться в тканях, и, прежде всего, в костях. [1]

Содержание работы

Введение стр.3
Определение пестицидов стр.4-6
Применение пестицидов стр.6-7
Загрязнение почвы и воды пестицидами и гербицидами стр.8-14
Заключение стр.15
Список литературы стр.16

Файлы: 1 файл

пестициды.docx

Министерство образование и науки РФ

Казанский государственный архитектурно- строительный университет

Кафедра химии и инженерной экологии в строительстве

Реферат на тему:

«Загрязнение почвы и воды пестицидами и гербицидами»

Определение пестицидов стр.4-6

Применение пестицидов стр.6-7

Загрязнение почвы и воды пестицидами и гербицидами стр.8-14

Список литературы стр. 16

В настоящее время земельные ресурсы сильно истощены, причина тому — экология и связанные с ней проблемы. В данной работе сделана попытка изучить одну из наиболее важных на сегодняшний день проблем землепользования — загрязнение почв пестицидами.

Бесконтрольное применение пестицидов может уже при жизни нашего поколения вызвать необратимые качественные сдвиги в среде обитания человека.
Согласно данным американских ученых, по степени загрязнения биосферы пестициды в целом занимают 9-е место после промышленных загрязнений газами, ртутью, свинцом, кадмием, нефтью и фосфатами – главным загрязнителем вод в реках и озерах. Тем не менее необходимо располагать системой мероприятий, позволяющей свести к минимуму или совершенно исключить одно из нежелательных последствий применения пестицидов – загрязнение почвенного покрова. [2]

Пестици́ды (лат. pestis — зараза и лат. caedo — убивать) (сельскохозяйственные ядохимикаты) — 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. Большая часть пестицидов — это яды, отравляющие организмы-мишени, но к ним относят также стерилизаторы (вещества, вызывающие бесплодие) и ингибиторы роста.

Пестициды относятся к ингибиторам (отравителям) ферментов (биологических катализаторов). Под действием пестицидов часть биологических реакций перестаёт протекать, и это позволяет: бороться с болезнями (антибиотики), дольше хранить пищу (консерванты), уничтожать насекомых (инсектициды), уничтожать сорняки (гербициды).

Пестициды проникающие во все ткани живого организма или растения называются системными пестицидами.

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 ведётся химическая борьба с вредителями лесов, а также переносчиками заболеваний человека и домашних животных (например с малярийными комарами).[3]

К пестицидам относится комплекс химических препаратов, предназначенных для борьбы с животными и растениями — это различные инсектициды, гербициды, фунгициды и т.п. Подобные вещества в больших количествах поступают почти во все экосистемы.

Пестициды делят на группы в зависимости от того, какие организмы они поражают:

Гербициды — для уничтожения сорной растительности;

Альгициды — против водорослей;

Дефолианты — для удаления листьев;

Дефлоранты — для удаления цветков;

Фунгициды — против паразитических грибов;

Бактерициды — против бактерий;

Инсектициды — против вредных насекомых;

Акарициды — против клещей;

Родентициды — для борьбы с грызунами;

Авициды — против птиц.

К пестицидам относятся также химические средства торможения роста растений, препараты для удаления листьев (дефолианты) и подсушивания растений (десиканты).

Наиболее обширную группу веществ среди пестицидов как по масштабам практического применения (40-50%, так и по ассортименту выпускаемых препаратов (около 40%) составляют гербициды, (от лат. herbum- трава, caedo — убиваю).[1]

Гербициды (от лат. herba — трава и caedo — убиваю) — химические вещества, применяемые для уничтожения растительности. По характеру действия на растения делятся на гербициды сплошного действия, убивающие все виды растений, и гербициды избирательного (селективного) действия, поражающие одни виды растений и не повреждающие другие. Первые применяют для уничтожения растительности вокруг промышленных объектов, на лесных вырубках, аэродромах, железных и шоссейных дорогах, под высоковольтными линиями электропередачи, в дренажных каналах, прудах и озёрах; вторые — для защиты культурных растений от сорняков ( химическая прополка).

Гербициды (например, паракват) использовались также для борьбы с плантациями конопли (культура, использующаяся для получения марихуаны) и коки. Такое деление условно, так как в большинстве случаев одно и то же вещество в зависимости от концентрации, норм расхода и условий применения может проявлять себя как гербицид сплошного или избирательного действия. [4]

Современное сельское хозяйство трудно представить себе без пестицидов. Их применение резко снижает потери урожаев сельскохозяйственных культур, в 2-3 раза, позволяет ежегодно экономить сельскохозяйственную продукцию на 10-12 млрд.р. Высокая экономическая эффективность пестицидов обусловливает неуклонный рост масштабов их применения. Годовое производство пестицидов в мире к настоящему времени превысило 2 млн.т; мировой ассортимент пестицидных препаратов насчитывает более 100 тыс. наименований на основе более чем 700 химических веществ, принадлежащих к самым различным классам органических и неорганических соединений.

Признавая несомненный положительный эффект химического способа борьбы с сорной растительностью, следует учитывать возможное побочное действие гербицидов на другие компоненты природных экосистем: животный мир, культурные и полезные дикорастущие растения, атмосферу, почвы, водоемы. Нежелательные последствия возникают чаще всего при систематической обработке больших площадей и связаны с появлением как токсикологических, так и экологических проблем. Наибольшую опасность представляют стойкие пестициды и их метаболиты, способные накапливаться и сохраняться в природной среде до нескольких десятков лет. При определенных условиях метаболиты пестицидов могут образовывать метаболиты второго порядка, роль, значение и влияние которых на окружающую среду во многих случаях остаются неизвестными.[10]

Загрязнение почв пестицидами и гербицидами

Потребность в применении веществ, отпугивающих или убивающих вредителей и возбудителей болезней растений, возникла в те давние времена, когда зародилось сельское хозяйство. Самым ранним упоминанием о применении таких веществ считают описание обряда «божественного и очищающего» окуривания серой в эпических поэмах «Илиада» и «Одиссей» древнегреческого поэта Гомера, жившего между IX и VIII вв. до н.э. Диоксид серы S02, образующийся при ее горении, отгоняет насекомых, убивает болезнетворных микробов. Советы по использованию различных веществ для борьбы с вредителями и болезнями растений приводили в своих трудах древнегреческие философы Демокрит и Плиний Старший.
В XX веке появились синтетические пестициды, которые начали широко применяться с 1939 года, когда швейцарский химик Пауль Герман Мюллер (1899-1965 гг.) открыл инсектицидные свойства ДДТ ( дихлордифенилтрихлорметилметан , по номенклатуре ИЮПАК 1,1,1-трихлор-2,2-ди(n- хлорфенилэтан). Применение этого хлорорганического пестицида спасло миллионы человеческих жизней. С его помощью уничтожали насекомых — переносчиков малярии, тифа, других опасных болезней. На обработанных местах «вредные» насекомые не появлялись длительное время. В 1948 году Мюллер был удостоен за свое открытие Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Попадая в окружающую среду, хлорорганические инсектициды не разлагаются в течение десятков лет. Казалось бы, такая устойчивость полезна. На обработанном болоте малярийные комары не скоро появятся вновь. Однако несколько десятилетий использования этих средств обернулись тяжелыми последствиями для окружающей среды.[6]

Из-за широкого спектра действия вместе с вредными насекомыми уничтожались и полезные. А устойчивость приводила к тому, что ДДТ накапливался в пищевых цепях и оказывал губительное действие на их концевые звенья: например, соколы-сапсаны стали исчезать потому, что вследствие отравления ДДТ они откладывали яйца со слишком тонкой скорлупой, которые во время насиживания разбивались.[7]

Хлорорганические пестициды плохо растворимы в воде, зато хорошо – в жировых тканях животных, где они и задерживаются. Их концентрация в теле рыбы намного выше, чем в воде, в которой она обитает, а в теле водоплавающей птицы, питающейся рыбой, может быть уже в миллион раз больше по сравнению с водой, в которой она обитает. ДДТ был обнаружен даже в Антарктиде – в печени пингвинов. Концентрируясь в жировых организмах, хлорорганические пестициды с пищей могут попадать в организм человека и других животных в опасных для здоровья и жизни количествах. Повышенное содержание ДДТ в рыбе послужило причиной гибели целых популяций водоплавающих птиц. Поэтому сейчас в большинстве стран мира производить и использовать хлорорганические пестициды запрещено.

Арсенал пестицидов приходится постоянно обновлять. Конечно, это в первую очередь связано со стремлением синтезировать как можно более безопасные для людей и окружающей среды препараты. Однако есть и другая причина. После нескольких обработок пестицидом он теряет свою эффективность, и происходит «взрыв» численности вредителей. У комнатных мух, например, устойчивость к ДДТ появилась уже на второй год после начала его применения. Причина в том, что выживают самые невосприимчивые к пестициду вредители, которые дают такое же потомство.[5]

В зависимости от способности сопротивляться процессам разложения пестициды подразделяются на слабостойкие (сохраняются в окружающей среде 1–12 недель), среднестойкие (сохраняются 1–18 месяцев) и очень стойкие (сохраняются два года и более). Очевидно, что слабостойкие пестициды в окружающей среде практически не накапливаются. В идеальном виде пестицид, оказав требуемое воздействие на вредителя, должен был бы сразу разрушиться, образовав безвредные продукты разложения.

Особую опасность представляют стойкие и кумулятивные пестициды: триазин, симтриазин, хлордан, гептахлор – они обнаруживаются в почве спустя десять и более лет после применения. Поступая в почву, пестициды мигрируют вниз по профилю с нисходящими токами дождевых и оросительных вод, причем скорость и глубина миграции зависят от дозы токсиканта, его летучести и адсорбируемости, а также от водного и теплового режимов почвы. Остаточные количества пестицидов обнаруживают на глубине 200 см и более.

Попадая в почвенно-грунтовые воды в малых концентрациях, пестициды изменяют к худшему органолептические свойства воды (вкус, запах). Присутствие 5–10 мкг/л дихлорфенола придает воде специфический запах и делает ее непригодной для питья. В годы массового применения ДДТ на хлопковых полях этот пестицид обнаруживали в артезианских скважинах на глубине 80 м, а его концентрация в арыках превышала допустимую в 3–4 раза, а иногда и в десятки раз.

Современные пестициды за редким исключением обладают низкой токсичностью, приближающейся к токсичности поваренной соли, и во много раз менее ядовиты, чем кофеин. Следует отметить, что современные пестициды в течение одного вегетационного периода полностью разрушаются в окружающей среде. Мировой океан можно считать аккумулятором особо стойких пестицидов. Так, для наиболее хорошо изученного из них – ДДТ (4,4´- дихлордифенилтрихлорметилметан ) – установлено, что в гидросферу поступило более 25% общего количества использованного препарата. [7]

В сравнении с другими пестицидами, гербициды отличаются более высокой фитотоксичностью (способность пестицидов или друхих веществ оказывать токсическое (отравляющее) воздействие на растения), которая оказывается тем больше, чем менее избирательным действием обладают препараты, и чем менее устойчиво растение к тому или иному средству.[8]

В большинстве случаев гербициды применяются для борьбы с сорняками сельскохозяйственных культур. Использование гербицидов дает возможность максимально уменьшить или же полностью отказаться от ручной или механической обработки почвы, что в свою очередь предупреждает почвенную эрозию и уменьшает непродуктивные потери влаги.

Использование гербицидов обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур, уменьшает необходимость ручного труда, облегчает сбор урожая, помогает совершенствовать приёмы агротехники и обеспечивает высокую экономическую эффективность ведения сельского хозяйства.[ 9]

Каждый год по всему миру производится порядка 4,5 млн тонн различных гербицидов, которые в интенсивном режиме вносятся в почву. Это не может пройти незамеченным для состояния окружающей среды в районах развитого земледелия.

Прежде всего, эти вещества накапливаются в почве. Они способны вымываться из нее, попадая в водоемы, а затем в организм животных и человека. Процессы физико-химического поглощения, биологического и ферментативного разрушения играют свою роль в избавлении почвы от ядов, однако часть токсинов системного дейс твия все же способна проникать в урожай и создавать угрозу для качества кормов и продовольствия.

Источник