Защита почв от пестицидов

Submission Preview

Ф едеральное Г осударственное Б юджетное У чреждение
К расноярский Р еферентный Ц ентр Р оссельхознадзора

г. Красноярск , ул. Марковского, д. 45, О фис: 5-02
М ногоканальный т елефон.: (391) 227-20-10
И спытательная лаборатория: (391) 266-90-72 , +7 9135143957

Загрязнение почвы пестицидами и пути его преодоления

Пестициды – (от лат. pestis – зараза и ceado – убиваю) – группа ядохимикатов (химических препаратов), применяемых для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных и лесных культур, вредителями и микроорганизмами, вызывающими порчу сельскохозяйственной продукции, материалов и изделий, а также для борьбы с паразитами и переносчиками заболеваний человека и животных.

Ежегодные потери от сорняков и вредителей во всем мире составляют до 1/3 от потенциально возможного урожая. Применение ядохимикатов сохраняет значительную часть урожая, поэтому их применение активно внедряется в сельское хозяйство, однако это влечет за собой многочисленные отрицательные последствия. Уничтожая вредителей, они разрушают сложные экологические системы и способствуют гибели многих животных. Некоторые ядохимикаты постепенно накапливаются по трофическим цепям и, поступая с продуктами питания в организм человека, могут вызывать опасные заболевания.

Длительность нахождения пестицидов в почве зависит от их состава. Стойкие соединения сохраняются более 10 лет. Охрана почв от загрязнения пестицидами предусматривает создание возможно менее токсичных и менее стойких соединений. Разрабатываются приемы уменьшения доз без снижения их эффективности. Очень важно сокращение авиационного распыления за счет наземного, а также применение строго выборочной обработки.

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 отдавать в окружающую среду вредные и опасные для здоровья человека вещества и соединения в количествах, превышающих установленные гигиенические нормативы. Действующими в РФ нормативными документами 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). Применение пестицидов и агрохимикатов не должно приводить к превышению гигиенических нормативов содержания в сельскохозяйственной продукции остаточных количеств пестицидов, токсичных и опасных метаболитов и соединений, нарушающих естественный микробиоценоз почв.

Одним из важных способов минимизации загрязнения 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 этих требований не гарантирует отсутствия накопления остаточных количеств пестицидов в почве выше допустимого уровня. Для контроля за ситуацией должен проводится мониторинг содержания остаточного количества пестицидов в почве и принятие специальных мер по результатам лабораторного анализа почвенных проб.

Источник

Охрана почв от загрязнения пестицидами

1.6 Охрана почв от загрязнения пестицидами

Пестициды — это химические средства борьбы с вредными организмами: насекомыми (инсектициды), болезнями (фунгициды), сорняками (гербициды), но др.

Применение пестицидов, прежде всего, направлено на уменьшение вредных организмов и повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Ведь, по данным Л.Д. Воронова (1977), убытки в результате вредителей в среднем составляют 14 %, болезней — 12 % и зарослей бурьяном — 9 %.

Одним из негативных результатов применения пестицидов в агроэкологическом аспекте есть возможность нарушения существующего равновесия численности видов в конкретных популяциях. В результате химических обработок погибают не только вредные организмы, но и много полезных видов. А исчезновение их из агроэкосистемы может привести к значительным изменениям в характере функционирования экосистемы в целом. Под воздействием пестицидов, может изменяться состав вредных насекомых и клещей, при этом на смену одних вредных организмов приходят другие.

В то же время, как показывает многолетняя практика, применение пестицидов, в мире является составной частью современной технологии выращивания сельскохозяйственных культур, без применения которых нельзя получить необходимые для населения продукты питания. В связи с этим многие исследователи и практики высказываются против сокращения или полного отказа от использования химических средств защиты растений.

Невзирая на это, нужно помнить, что систематическое применение пестицидов в земледелии приводит к тому, что они становятся постоянным экологическим фактором, который изменяет и формирует макро- и микроценозы.

Важной экологической характеристикой пестицидов является их способность мигрировать в профиле грунта и создавать тем самым опасность загрязнения грунтовых вод.

Персистентность пестицидов в почве зависит от применяемой дозы и формы их внесения, адсорбционной способности, повторности обработок, распределения препарата в почве, типа почвы, добавок к пестицидам разных веществ, его рН, температуры, влажности, комбинации пестицидов и тому подобное. [1]

В процессе решения вопроса эффективного и безопасного для окружающей среды применения пестицидов реализуются разные подходы. Постоянно совершенствуется ассортимент пестицидов за счет включения к ним менее токсичных и персистентных препаратов, разрабатывают и внедряют в практику новые технологии и мероприятия, которые позволяют снизить содержание в объектах окружающей среды остатков недостаточно «экологических» за своими характеристиками пестицидов и их негативное влияние на агрофитоценозы, животных и людей.

Важную роль в снижении и предотвращении негативных последствий интенсивного применения пестицидов в земледелии играет контроль за содержимым их остатков в объектах окружающей среды, растениеводческой продукции, кормах и продуктах питания растительного происхождения. Учет результатов контроля над остатками пестицидов позволяет существенно снизить или устранить полностью негативные последствия применения пестицидов.

Одним из путей решения проблемы загрязнения почвы пестицидами является усовершенствование их ассортимента. Наиболее перспективными пестицидами в этом отношении могут быть органические соединения фосфора, производные алифатических карбоновых кислот, производные карбаминовой и тиокарбаминовой кислот.

Для предотвращения нагромождения стойких пестицидов в почвах необходимо шире чередовать пестициды с учетом их персистентности дифференцирования для различных грунтово-климатических зон.

Для защиты почвы от загрязнения совершенствуют способы применения пестицидов. В последние годы значительно сократилось использование порохообразных препаратов, и увеличился ассортимент в виде эмульсии и смачиваемых порошков, которые применяются путем опрыскивания, а также препаратов, в виде гранул.

Снизить фитотоксичность остатков гербицидов могут также внесенные в почву разные вещества, которые влияют на гербициды. Такое влияние, в частности, имеет активированный уголь. Использование его в дозе от 150 до 600 кг/гектара существенно снижает или полностью устраняет фитотоксичное действие остатков гербицидов на картофеле, сахарной свекле и тому подобное. [1]

1.7 Охрана почв от загрязнения минеральными удобрениями

Современное земледелие базируется на широком использовании минеральных удобрений как основного средства повышения плодородия почвы и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Однако, избыточное, недостаточно обоснованное, их использование приводит к загрязнению почвы, а также накоплению их, в продовольственных товарах, кормах, поверхностных и грунтовых водах.

Учитывая это, нужен четкий контроль над правильным их использованием. Например, применение удобрений можно регламентировать агротехническими и санитарно-гигиеническими нормативами, нормой удобрений на единицу площади, соотношением питательных элементов для отдельных культур, сроками и способами внесения, и тому подобное.

Да, институтом почвоведения и агрохимии (ИГА) УААН разработаны рекомендации относительно эколого-токсического регламентирования использования удобрений, согласно которого предусматривается вносить не больше 140 кг/гектара азота под озимую пшеницу (160 кг/гектара в случае орошения), 100 — под озимую рожь и ярый ячмень, 120 — под кукурузу (180 кг/гектара в случае орошения), 65 — под гречиху, 75 — под просо, 170 — под рис, 160 — под сахарную свеклу, 120 — под картофель, 90 — под табак, 60 — под огурцы и столовую свеклу и морковь.

Одновременно рекомендуется сбалансировать азотные удобрения фосфорными и калийными, а в отдельных случаях и микроэлементами.

Для предотвращения нагромождения нитратов в растениях азотные минеральные удобрения нужно вносить частями в строгом соответствии с потребностями сельскохозяйственных культур за основными этапами органогенеза на основании данных грунтово-растениеводческой диагностики. Одновременно доказано, что нецелесообразно применять некоторые азотные удобрения на очень кислых почвах, а также на территориях первого пояса зоны санитарной охраны централизованного водоснабжения, на мерзлоталой почве.

Значительно уменьшить избыток нитратов в почве и растениях можно за счет соединенного внесения органических и минеральных удобрений, соломы, сидерации. [1]

Загрязнение почвы предопределено не только количеством внесенных минеральных удобрений, но и низкой культурой химизации земледелия, использованием несовершенных технологий выращивания сельскохозяйственных культур, а также применением примитивных машин.

Причиной загрязнения почвы часто является использование как химических мелиорантов побочных продуктов промышленных предприятий (особенно цементных, серных и металлургических заводов), которые содержат большое количество балластных веществ, большинство из которых является токсичным. Например, для мелиорации солонцов часто используют фосфогипс как отходы химической промышленности. Однако к этому нужно относиться осторожно, потому что в фосфогипсе содержится фтор, который очень вредный для растений и животных. [1]

Источник

Способ защиты почв от остатков пестицидов

Владельцы патента RU 2476277:

Изобретение относится к области сельского хозяйства и рекультивации земель. Способ включает подготовку активного угля, внесение его в почву и заделку на глубину 1-3 глубины высева семян. При этом гранулированный активный уголь подготавливают путем выделения фракции 0,2-0,8 мм с размерами микропор 0,6-0,8 нм и объемом микропор 0,36-0,50 см 3 /г, затем его вносят в почву в дозе 100 кг/га и перемешивают. Способ позволяет восстановить плодородие почв, загрязненных остатками стойких к деградации пестицидов. 3 пр.

Изобретение относится к способам защиты сельскохозяйственных культур от остатков пестицидов и может быть использовано также при рекультивации почв, загрязненных органическими токсикантами в полеводстве, лесном хозяйстве и др.

Известен способ защиты почв от остатков гербицидов, включающий приготовление композиции, содержащей 30-90 мас.% активного угля и соответственно 70-10 мас.% клиноптилолита (природного цеолита), внесение композиции в почву и выращивание культурных растений, причем внесение композиции ведут на глубину, не превышающую зону прорастания семян культурных растений, а доза внесения составляет 100-480 кг/га (см. Пат. РФ №2147394, кл. А01В 79/00; А01В 79/02, опубл. 20.04.2000 г.).

Недостатком известного способа является снижение концентрации объема микропор в композиции, что снижает эффективность ее применения и увеличивает дозу внесения.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ защиты почв от остатков гербицидов, включающий подготовку активного угля с объемом микропор 0,20-0,25 см 3 /г и их отношением к суммарному объему пор, равным 0,26-0,70, при этом размер микропор составлял 0,9-1,2 нм, причем его внесение в почву осуществляют до высева семян с заделкой на глубину 1-3 глубины высева семян (см. Пат. РФ №2129368, кл. A01N 25/32; А01В 79/02, опубл. 27.04.1999 г.).

Недостатком известного способа является низкая эффективность защиты почв при выращивании сельхозкультур от остатков стойких к деградации гербицидов, таких как «Арсенал» и «Зенкор».

Поставленная цель достигается предлагаемым способом, включающим подготовку активного угля, внесение его в почву с заделкой на глубину 1-3 глубины высева семян, причем гранулированный активный уголь подготавливают путем выделения фракции 02,-0,8 мм с размерами микропор 0,6-0,8 нм и объемом микропор 0,36-0,50 см 3 /г, который вносят в почву в дозе 100 кг/га и перемешивают.

Отличие предлагаемого способа от известного состоит в том, что гранулированный активный уголь подготавливают путем выделения фракции 02,-0,8 мм с размерами микропор 0,6-0,8 нм и объемом микропор 0,36-0,50 см 3 /г, который вносят в почву в дозе 100 кг/га и перемешивают.

Из научно-технической литературы авторам неизвестен способ защиты почв от остатков гербицидов, в котором гранулированный активный уголь подготавливают путем выделения фракции 02,-0,8 мм с размерами микропор 0,6-0,8 нм и объемом микропор 0,36-0,50 см 3 /г, который вносят в почву в дозе 100 кг/га и перемешивают.

Размер микропор принимаем как полуширину щели — х по принятой в настоящее время щелевидной модели пор (см. В.М.Мухин, А.В.Тарасов, В.Н.Клушин. Активные угли России. — М.: Металлургия, 2000 г. — с.8-15).

Сущность изобретения заключается в следующем. Стойкие к деградации пестициды, такие как «Арсенал» и «Пик», проявляют свою роль в виде последействия, угнетая высеваемые в процессе севооборота культуры в молекулярной форме. Т.е. они слабо распадаются на радикалы и осколки, которые хорошо сорбируются функциональными группами поверхности сорбентов (таких групп как раз много в природных цеолитах). Для сорбции же молекулярных форм пестицида надо развивать именно объемы микропор в активных углях (АУ). С другой стороны, и размеры микропор также важны при сорбции остатков пестицидов из почвенного раствора, так как здесь играют роль как стерические факторы, так и возможная десорбция при слабом адсорбционном потенциале внутри микропоры. Выделяя же при подготовке АУ путем его дробления и рассева фракцию 0,2-0,8 мм, мы улучшаем равномерность его распределения в почве, что также повышает эффективность его работы.

Для оценки эффективности рекультивации почв (Э_ф), загрязненных остатками пестицидов, срезают ножницами по краю стакана тест-растение и производят взвешивание его зеленой массы (m), после чего относят эту величину к массе тест-растения, выращенного на чистой почве (без пестицидов) — чистый контроль (m₀). Таким образом, эффективность рекультивации (в %) вычисляется по формуле:

Способ осуществляют следующим образом.

Берут гранулированный активный уголь и подготавливают его путем выделения фракции 02,-0,8 мм с размерами микропор 0,6-0,8 нм и объемом микропор 0,36-0,50 см 3 /г, который вносят в почву в дозе 100 кг/га и перемешивают его с почвой.

Испытания различных сочетаний препаратов и активных углей с определением их уровня фитотоксичности проводились в условиях вегетационного опыта в камерах лаборатории искусственного климата (ЛИК), при регулируемом гидротермическом и световом режиме.

Почву для изучения фитотоксичности отбирали с опытного участка на 93 сут после применения пестицидов, при этом их остаточная концентрациях в почве составляла 2,0 кг/га. Отбор почвенных образцов производился с 5 точек на делянке, тщательно перемешивался и просеивался. Затем почвенные образцы перемешивали с активным углем, добавляемым в дозе 100 кг/га.

Тест-растения выращивались по общепринятой методике в бумажных парафинированных стаканчиках диаметром 80 мм с вместимостью 600 см 3 . Условия выращивания: освещенность 20 тыс.лк в течение 16 ч при температуре воздуха 25°С (день) и 8-часовом периоде без освещения с температурой воздуха 20°С (ночь); влажность воздуха 70%, полив почвы до 60% от ПВ (почвенная влагоемкость). В опытах в качестве тест-растения использовали подсолнечник и яровую пшеницу.

По истечении 3 суток после посева появились всходы, еще 3 суток спустя после появления всходов провели выбраковку тест-растений по высоте и фазе развития, при этом в каждом сосуде оставляли одинаковое количество растений, от 2 до 6 в зависимости от вида тест-объекта (подсолнечник, яр.пшеница).

Через 28 сут после посева проводили весовой учет тест растений, т.е. осуществляли биоиндикацию.

Применение предложенного способа позволило повысить массу тест-растения подсолнечника и яровой пшеницы при загрязнении почвы остатками гербицидов «Арсенал» и «Пик» до 90-95% по отношению к чистому контролю (т.е. посеву подсолнечника и яровой пшеницы в почву без гербицидов).

С участка, обработанного пестицидом «Арсенал», на 93 сут после его применения отбирают образец почвы. Берут гранулированный активный уголь марки УАУ (ТУ 2568-397-04838763-2011) и подготавливают его путем выделения фракции 0,2-0,8 мм с размером микропор 0,6 нм и объемом микропор 0,36 см 3 /г. К отобранному почвенному образцу добавляют вышеуказанный активный уголь из расчета дозы 100 кг/га и производят тщательное перемешивание опытного образца и угля. Затем смесь почвы и активного угля помещают в бумажный стаканчик, высевают в него тест-растение подсолнечника и проводят выращивание тест-растения, как описано выше. Масса тест-растения подсолнечника по сравнению с чистой почвой составила 90%.

С участка, обработанного пестицидом «Пик», на 93 сут после его применения отбирают образец почвы. Берут гранулированный активный уголь марки КАУ (ТУ 2568-396-04838763-2011) и подготавливают его путем выделения фракции 0,2-0,8 мм с размером микропор 0,8 нм и объемом микропор 0,50 см 3 /г. К отобранному почвенному образцу добавляют вышеуказанный активный уголь из расчета дозы 100 кг/га и производят тщательное перемешивание опытного образца и угля. Затем смесь почвы и активного угля помещают в бумажный стаканчик, высевают в него тест-растение подсолнечника и проводят выращивание тест-растения, как описано выше. Масса тест-растения подсолнечника по сравнению с чистой почвой составила 92%.

С участка, обработанного пестицидом «Арсенал», на 93 сут после его применения отбирают образец почвы. Берут гранулированный активный уголь марки УАУ (ТУ 2568-397-04838763-2011) и подготавливают его путем выделения фракции 0,2-0,8 мм с размером микропор 0,7 нм и объемом микропор 0,45 см 3 /г. К отобранному почвенному образцу добавляют вышеуказанный активный уголь из расчета дозы 100 кг/га и производят тщательное перемешивание опытного образца и угля. Затем смесь почвы и активного угля помещают в бумажный стаканчик, высевают в него тест-растение подсолнечника и проводят выращивание тест-растения, как описано выше. Масса тест-растения подсолнечника по сравнению с чистой почвой составила 95%.

При использовании известного способа (см. Пат. РФ №2129368) масса тест-растений подсолнечника и яровой пшеницы на почвах, загрязненных остатками стойких к деградации пестицидов «Арсенал» и «Пик», составила по отношению к массе этих же тест-растений на чистой почве только 50-55%. Т.е. предлагаемый способ позволит на 37-45% повысить массу тест-растений (а, следовательно, в последующем и урожайность).

При разработке предлагаемого способа были выявлены именно оптимальные параметры пористой структуры активного угля, позволяющие достичь цели изобретения. Так, если объем микропор АУ ниже 0,36 см 3 /г, снижается величина поглощения молекул пестицида, а если объем микропор превышает величину 0,50 см 3 /г, то увеличивается его доля по отношению к транспортным порам, что приводит к ухудшению кинетики поглощения молекул пестицида, и значит, возрастает время их контакта с корневой системой тест-растений.

Если величина размера микропор (а они имеют щелевидную форму) ниже 0,6 нм, то крупная молекула пестицида просто стерически не проникает в микропору, а если размер микропор превосходит величину 0,8 нм, то энергия адсорбции в них значительно понижается и может иметь место десорбция пестицида.

Выбор размера фракции 0,2-0,8 мм обусловлен тем, что частицы размером менее 0,2 мм сильно пылят при внесении в почву и разносятся ветром, а частицы размером более 0,8 мм, вероятно, неравномерно распределяются в почве и снижают эффективность рекультивации.

Таким образом, из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно повышение эффективности защиты почв при выращивании сельхозкультур от остатков стойких к деградации пестицидов, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Предложенное изобретение позволит решить ряд актуальных проблем агропромышленного компонента и даст большой эколого-экономический эффект.

Способ защиты почв от остатков пестицидов, включающий подготовку активного угля, внесение его в почву и заделку на глубину 1-3 глубины высева семян, отличающийся тем, что гранулированный активный уголь подготавливают путем выделения фракции 0,2-0,8 мм с размерами микропор 0,6-0,8 нм и объемом микропор 0,36-0,50 см 3 /г, затем вносят в почву в дозе 100 кг/га и перемешивают.

Источник