В статье представлены данные о загрязнении пестицидами основных элементов экологической системы и влияние их токсичности на: почву и её обитателей, насекомых, птиц и животных, человека. Также приведены меры личной безопасности и профилактики отравлений этим видом химического загрязнения.
Ключевые слова:пестициды, токсичность, экосистема, почвенная биота, насекомые, теплокровные животные, профилактика отравлений.
Поступление пестицидов в почву помимо прямого внесения их или с протравленным ими зерном, связано с поливом растений и стоком осадков с поверхности растений, сносом препаратов при обработке полей, лесных угодий и т. д. Возможность накопления пестицидов в почве определяется условиями их применения (нормами расхода, кратностью обработки), стабильностью и растворимостью препаратов, типом почвы, её рН, температурой и влажностью, условиями вымывания, инактивирующим действием растений, глубиной проникновения и т. д. В результате протекающих в почве химических и биологических процессов содержание пестицидов в ней обычно уменьшается, тем не менее остаточные количества их колеблются от сотых долей до десятков микрограммов в 1 кг. Наименее устойчивы пестициды в опесчаненных почвах, наиболее устойчивы в почвах с большим содержанием глины, органических веществ, ионов железа, алюминия и марганца. Находясь в почве, пестициды подвергаются действию абиотических факторов (света, воздуха, воды), существенную роль в их разложении играют микроорганизмы. В процессах гидролиза, окисления, демитилирования и других, пестициды разлагаются, иногда с образованием токсичных продуктов [1].
Для предотвращения накопления пестицидов в почве прибегают к увеличению интервала времени между их введением и сбором урожая, к уменьшению кратности обработки, снижению расходов препаратов путем добавки утяжелителей, препятствующих их сносу за зону обработки, упорядочиванию хранения и транспортировки пестицидов. Все это уменьшает, однако не исключает возможность загрязнения почвы [2, 3]. Загрязнение поверхности водоемов происходит несколькими путями. Пестициды могут попадать в воду при смыве с почвенного покрова и растений, при сносе волны препарата, в процессе аэрообработки, при неправильной технологии опрыскивания и опыления, за счет поступления загрязненных ими грунтовых вод в районах орошаемого земледелия, при попадании воды, фильтрующихся из оросительных систем, и, наконец, в результате вымывания пестицидов из почвы.
Масштаб выноса пестицидов определяется количеством, способом и временем внесения препаратов в почву, их растворимостью, устойчивостью к разложению, способностью сорбироваться почвой и мигрировать по ее профилю, интенсивностью эрозионных процессов, типом почв, рельефом местности, объёмом и интенсивностью выпадения осадков и т. д. Помимо описанных путей загрязнения, по существу не поддающихся регулированию, пестициды могут поступать в водоемы целенаправленно — для уничтожения сорной растительности и насекомых, а также со сточными водами производящих или использующих их предприятий, в частности тепличных хозяйств.
Основным источником поступления пестицидов в водные объекты является поверхностный сток талых, дождевых и грунтовых вод с сельскохозяйственных угодий, коллекторно-дренажные воды, сбрасываемые с орошаемых территорий. Пестициды также могут вноситься в водные объекты во время их обработки с целью уничтожения нежелательных водных растений и других гидробионтов, со сточными водами промышленных предприятий, производящих ядохимикаты, непосредственно при обработке полей пестицидами с помощью авиации, при небрежной транспортировке их водным транспортом и при хранении. Несмотря на большой вынос стойких пестицидов в водную среду, содержание их в природных водах относительно невелико из-за быстрой кумуляции пестицидов гидробионтами и отложения в илах. Коэффициенты кумуляции (во сколько раз содержание химического вещества больше в гидробионтах, чем в воде) составляют от 3–10 до 1000–500000 раз. В поверхностных водах пестициды могут находиться в растворенном, взвешенном и сорбированном состояниях [1].
Обработки инсектицидами против вредных насекомых оказывают побочное действие на фауну беспозвоночных животных агроэкосистем, в том числе на почвенную биоту, имеющую важное значение в почвообразовательном процессе. Следует отметить резко выраженную избирательность токсического действия отдельных пестицидов на разных групп животных. Все хлорорганические, большинство фосфорорганических инсектицидов в большей степени снижают численность жужелиц и муравьев, карбаматы губят ногохвосток, клещей и многоножек. При применении некоторых пестицидов отмечена гибель пауков, однако причиной ее является не прямое действие инсектицидов, а вторичное отравление при поедании токсицированных насекомых. Высокоустойчивы ко всем пестицидам дождевые черви. Действие инсектицилов на почвенную фауну проявляется не толь в снижении численности фитофагов и энтомофагов, но и уменьшении количества видов, обитающих на сельскохозяйственных угодьях. Таким образом, более токсическое действие на представителей почвенной биоты оказывают инсектициды, которые непосредственно вносятся в почву, особенно в больших дозах, — именно они способны привести к гибели почвенной фауны и даже к гибели целых популяций; мене токсичным действием обладают гербициды и фунгициды. Токсическое действие пестицидов на насекомых зависит от сроковиспособов применения пестицидов. Большинство фунгицидов и гербицидов малоопасно или неопасно для пчёл. Основные причины, вызывающие массовое отравление пчёл пестицидами,– отсутствие строгого планирования мероприятий по химической защите растений и нарушение правил предупреждения пчеловодов за 3–5 дней о конкретном времени, месте и характере намечаемых обработок посевов и посадок сельскохозяйственных культур. Опасна обработка растений днем, когда наблюдается массовый лет пчёл, а также обработка больших массивов энтомофильных растений, находящихся в фазе цветения, препаратами, обладающими длительным остаточным действием. Отравление пчёл происходит в случае непосредственной близости обрабатываемых полей к посевам и посадкам цветущих медоносов. Для защиты пчёл от воздействия пестицидов необходимо проводить химические обработки вечером или рано утром. На время обработки следует изолировать или вывезти пчёл. Стойкие пестициды могут отрицательно влиять не только на беспозвоночных, против которых они в основном и применяются, но и на теплокровных животных. Птицы могут погибать при склевывании протравленных семян в результате небрежного и халатного обращения с ними или отравленных насекомых. В случае загрязнения окружающей среды остатками пестицидов могут погибнуть в первую очередь рыбоядные и хищные птицы, располагающиеся в конце пищевых цепей [2, 3].
Наиболее опасны для птиц стойкие хлорорганические препараты. При попадании их в организм птиц может нарушаться репродуктивный процесс. Действие других пестицидов, относящихся к различным классам органических соединений, на птиц незначительно благодаря малой токсичности и быстрой детоксикации в окружающей среде. Исследования в РФ показали, что при химических обработках птицы покидают обработанную территорию, а иногда и гибнут от отравления в основном при нарушениях регламентов и мер безопасности при использовании пестицидов в районах борьбы с грызунами, в зоне возделывания зерновых, при химических обработках садов и лесных массивов.
При химической защите растений животные подвергаются опасности в результате отравления их пищи или непосредственно от действия пестицидов. К наиболее опасным свойствам хлорорганических инсектицидов относится их отрицательное воздействие на репродуктивность животных и выделение с молоком. Отмечается уменьшение количества детенышей в приплоде зверей, а также гибель молодняка у подопытных животных, в корм которых добавляли гексахлоран в дозах, используемых в производственных обработках. У животных могут возникать защитные реакции, что позволяет в определенной степени избегать пагубного действия пестицидов. Животные способны выбирать неотравленный корм, так как многие пестициды обладают для теплокровных репеллентными свойствами. Часто после применения пестицидов наблюдается миграция животных с обработанных участков. При действии пестицидов защитные реакции возникают не только у отдельных особей, но и у популяции в целом. Одна из защитных реакций — увеличение числа самок в приплоде (зайцы, кролики, некоторые виды полевок). У диких теплокровных животных появляются резистентные к пестицидам формы, которые передают устойчивость потомству. В целом причины отравления и гибели животных часто не в токсических свойствах пестицидов, а в грубом нарушении регламентов и правил химической обработки [2].
Токсичность пестицидов для человека неодинакова и зависит от многих причин. Особую опасность представляют пестициды, характеризующиеся высокой устойчивостью во внешней среде, выраженными кумулятивными свойствами и способностью выделяться с молоком лакгирующих животных и с молоком кормящих матерей. K этой группе ядохимикатов относятся хлорорганические пестициды (гексахлоран, полихлорпинен, лигдан и др.). Например, гексахлоран в почве может сохраняться в течение до 11 лет. Наиболее приемлемы пестициды, которые под воздействием факторов внешней среды сравнительно быстро распадаются на безвредные компоненты. В настоящее время в сельском хозяйстве широко используются фосфорорганические вещества, обладающие меньшей устойчивостью к факторам внешней среды. Большинство из них разлагается в растениях, почве, воде в течение месяца. Пестициды этой группы значительно реже обнаруживаются в продуктах питания, так как разрушаются при кулинарной обработке [4].
Пути загрязнения пищевых продуктов ядохимикатами разнообразны. В продукты растительного происхождения пестициды могут попадать непосредственно при обработке сельскохозяйственных культур, продовольственных запасов, а также в результате загрязнения почвы; воды, воздуха. В продукты животного происхождения, в частности, в молоко, мясо и жиры, пестициды могут попадать при обработке ими кожных покровов животных с целью уничтожения эктопаразитов, а также при употреблении скотом корма, содержащего остатки ядохимикатов. Длительное потребление загрязненных пестицидами пищевых продуктов может оказать вредное воздействие на организм человека.
Неблагоприятное влияние пестицидов на организм человека может проявляться в виде острого и хронического отравления. Острое отравление чаще возникает при грубых нарушениях правил применения пестицидов и правил использования пищевых продуктов, обработанных пестицидами (использование семенного зерна, протравленного гранозаном). Хронические отравления возникают в результате длительного употребления пищевых продуктов, содержащих пестициды, в дозах, незначительно превышающих предельно допустимые концентрации. Проявление хронических отравлений наиболее часто сопровождается заболеваниями органов пищеварения (печени, желудка), сердечно-сосудистой системы. В основе механизма токсического действия большинства фосфорорганических соединений лежит угнетение холинэстеразы, сопровождающееся накоплением в крови и тканях ацетилхолина [1, 5].
В нашей стране в государственном масштабе осуществляются меры по снижению вредного воздействия пестицидов на здоровье населения. В РФ введено санитарное законодательство по регламентации и контролю за использованием пестицидов. Ежегодно пересматривается и утверждается список химических средств, рекомендуемых для применения в сельском хозяйстве. Ядовитые стойкие препараты заменяются менее токсичными. Осуществляется контроль со стороны государственных служб за производством, транспортировкой, хранением и применением ядохимикатов. Организован лабораторный контроль пищевых продуктах [6–8]. Установлен перечень ядохимикатов с предельно допустимой нормой содержания их в различных пищевых продуктах [9, 10].
Разрабатываются методы освобождения пищевых продуктов от остатков пестицидов. Особое внимание обращают на продукты, занимающие большой удельной вес в питании населения, в частности на молоко [11–20]. Установлено, что наиболее эффективным методом освобождения молока от остатков пестицидов является сушка. В процессе сгущения и сушки обезжиренного молока почти полностью удаляются стойкие пестициды (ДДТ, линдин и др.). При сушке цельного молока удаляется до 20–30 % пестицидов. Поэтому снижение жирности любого продукта является фактором снижения в нем пестицидов [2, 9, 10].
Профилактика отравлений пестицидами во многом определяется строгим соблюдением инструкций и выполнением правил личной гигиены. Работающие с пестицидами должны уметь подобрать и правильно использовать средства индивидуальной защиты. Токсическое действие пестицидов на человека зависит от состояния организма, поэтому следует соблюдать рациональный режим труда, питания и отдыха.
Важную роль в профилактике отравлений играет рациональное питание [21–28], оно повышает сопротивляемость организма к действию ядовитых веществ. Пища должна быть богата белками, витаминами, желательно, чтобы она содержала продукты, обладающие обволакивающими свойствами, которые уменьшают раздражающее действие химических соединений и препятствуют их всасыванию. Перед началом работы с пестицидами необходим прием пищи. Отсутствие ее в желудочно-кишечном тракте создает условия, способствующие более быстрому всасыванию в кровь химических веществ и более сильному поражению организма. Утром и в обед работающие с пестицидами должны употреблять в достаточном количестве жидкую пищу. Такая пища способствует быстрому выведению ядовитых веществ. Не рекомендуется употреблять продукты, задерживающие жидкость в организме. Работающие с хлорорганическими пестицидами должны употреблять пищу, богатую животными белками (мясо, творог, рыба), солями кальция, витамином В2. Следует избегать жиров, так как они способствуют всасыванию ядовитых веществ в организм. [2, 9].
Таким образом, ведущими принципами рационального использования пестицидов должны быть: строгий учёт экологической обстановки на сельскохозяйственных угодьях, точное знание критериев, при какой численности вредных и полезных организмов целесообразно применение химической борьбы. Химические приёмы следует сочетать с агротехническими, селекционными, организационно-хозяйственными. Важно обеспечить сельскохозяйственное производство такими пестицидами, которые обладали бы узконаправленным спектром действия и не накапливались во внешней среде.
Литература:
1. Алексеев С. В., Пивоваров Ю. П., Янушанец О. И. Экология человека. М.: ИКАР, 2002. 770 с.
2. Гринин А. С. Омнигенная экология. Брянск: БГСХА, 1995. 457 с.
3. Новиков Ю. В. Экология, окружающая среда и человек. М.: Агентство «ФАИР», 1998. 320 с.
4. Кирюшкин В. И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М.: МСХА, 2000. 473 с.
5. Боев В. М., Митришин О. В., Дмитриев В. К. и др. Гигиеническая оценка формирования суммарного риска популяционному здоровью на урбанизированных территориях. Гигиена и санитария, 2007. № 5. С. 12–14.
6. Боган В. И., Ребезов М. Б., Гайсина А. Р., Максимюк Н. Н., Асенова Б. К. Совершенствование методов контроля качества продовольственного сырья и пищевой продукции. Молодой ученый. 2013. № 10. С. 101–105.
7. Белокаменская А. М., Ребезов М. Б., Мазаев А. Н., Ребезов Я. М., Зинина О. В. Применение физико-химических методов исследований в лабораториях Челябинской области. Молодой ученый. 2013. № 4. С. 48–53.
8. Асенова Б. К., Ребезов М. Б., Топурия Г. М., Топурия Л. Ю., Смольникова Ф. Х. Контроль качества молока и молочных продуктов. Алматы: Халықаралық жазылым агентігі, 2013. 212 с.
9. Пивоваров Ю. П., Королик В. В., Зиневич Л. С. Гигиена и основы экологии человека: учебник для вузов. М.: Академия, 2004. 528 с.
10. Экология человека и технологий. Под ред. А. С. Гринина. Калуга: Облиздат, 1999. 474 с.
11. Кондратьева А. В., Прохасько Л. С., Мазаев А. Н. Потребительские предпочтения питьевого молока в Челябинске. Молодой ученый. 2013. № 11. С. 117–120.
12. Альхамова Г. К., Максимюк Н. Н., Наумова Н. Л., Амерханов И. М., Зинина О. В., Залилов Р. В., Ребезов М. Б. Новые творожные изделия с функциональными свойствами. Челябинск: ИЦ ЮУрГУ, 2011. 94 с.
13. Максимюк Н. Н., Ребезов М. Б. Физиологические основы продуктивности животных. В.Новгород: Новгородский технопарк, 2013. 144 с.
14. Rebezov M. B., Naumova N. L., Lukin A. A., Alkhamova G. K., Khayrullin M. F. Food behavior of consumers (for example, Chelyabinsk). Вопросы питания. 2011. № 6. С. 23.
15. Альхамова Г. К., Ребезов М. Б., Амерханов И. М., Мазаев А. Н. Анализ потребительских предпочтений при выборе творожных продуктов. Молодой ученый. 2013. № 3. С. 13–16.
16. Наумова Н. Л., Ребезов М. Б., Варганова Е. Я. Функциональные продукты. Спрос и предложение. Челябинск: ИЦ ЮУрГУ, 2012. 78 с.
17. Ребезов М. Б., Богатова О. В., Догарева Н. Г. Альхамова Г. К., Наумова Н. Л., Залилов Р. В., Максимюк Н. Н. Основы технологии молока и молочных продуктов. Челябинск: ИЦ ЮУрГУ, 2011. Ч. 1. 123 с.
18. Ребезов М. Б., Мирошникова Е. П., Альхамова Г. К., Наумова Н. Л., Хайруллин М. Ф., Залилов Р. В., Зинина О. В. Методы исследований свойств сырья и молочных продуктов. Челябинск: ИЦ ЮУрГУ, 2011. 58 с.
19. Наумова Н. Л., Альхамова Г. К., Кожевникова Е. Ю., Сорокин А. В., Ребезов М. Б. Конъюнктура предложения обогащенных молочных продуктов на примере Челябинска. Молочная промышленность. 2011. № 8. С. 38–39.
20. Ребезов М. Б., Наумова Н. Л., Альхамова Г. К., Лукин А. А., Хайруллин М. Ф. Экология и питание. Проблемы и пути решения. Фундаментальные исследования. 2011. № 8–2. С. 393–396.
21. Губер Н. Б., Ребезов М. Б., Асенова Б. К. Перспективные способы разработки мясных биопродуктов. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. 2014. Т. 2. № 1. С. 72–79.
22. Ребезов М. Б., Зинина О. В., Максимюк Н. Н., Соловьева А. А. Использование животных белков в производстве мясопродуктов. Вестник Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого. 2014. № 76. С. 51–53.
23. Ребезов М. Б., Зинина О. В., Несмеянова О. В., Максимюк Н. Н., Асенова Б. К. Патентный поиск проектирования функциональных продуктов питания. Научное обеспечение инновационного развития животноводства: мат. ХХ междунар. научн.-практ. конф. Жодино, 2013. С. 435–436.
24. Соловьева А. А., Зинина О. В., Ребезов М. Б., Лакеева М. Л., Гаврилова Е. В. Актуальные биотехнологические решения в мясной промышленности. Молодой ученый. 2013. № 5. С. 105–107.
25. Асенова Б. К., Амирханов К. Ж., Ребезов М. Б. Технология производства функциональных продуктов питания для экологически неблагоприятных регионов. Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства. 2013. № 1.С. 313–316.
26. Тарасова И. В., Ребезов М. Б., Зинина О. В., Ребезов Я. М. Использование коллагенсодержащего сырья животного происхождения при производстве мясного биопродукта. Сборник научных трудов SWorld. 2013. Т. 4. № 1. С. 46–50.
27. Догарева Н. Г., Стадникова С. В., Ребезов М. Б. Создание новых видов продуктов из сырья животного происхождения и безотходных технологий их производства. В сборнике: Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: Всероссийской научно-методической конференции (с международным участием). 2013. С. 945–953.
28. Зинина О. В., Жакслыкова С. А., Солнцева А. А., Чернева А. В., Ребезов М. Б. Полуфабрикаты мясные рубленые с ферментированным сырьем. Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2012. № 3. С. 19–25.
