Изучение влияния антропогенных факторов на молекулярную структуру и свойства галогенсодержащих пестицидов

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Владимирский государственный университет
имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»
(ВлГУ)

ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ

КАФЕДРА ХИМИИ





ОТЧЕТ
ПО ПРЕДДИМЛОМНОЙ ПРАКТИКЕ


                                                                              Выполнил: 
                                                                              студент группы Х-114
                                                                              Шмелёв Д.И.
                                                                              Принял: 
                                                                              Проф., д.х.н. Кухтин Б.А.






Владимир, 2016 г.

1.ВВЕДЕНИЕ	2
2.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ	4
2.1. Общая характеристика пестицидов	5
2.1.1. Классификация пестицидов	5
2.1.2. Химизм процесса разрушения пестицидов	7
2.1.3. Действие пестицидов на объекты окружающей среды.	9
2.2.1. Применение системного фунгицида Топаз	10
2.2.2. Состав инсектицида «Карбафос»	11
2.2.3. Состав гербицида «Торнадо»	12
2.3.1. Классы опасности пестицидов	13
2.3.2. Влияние пестицидов на организм человека	14
2.3.3. Влияние пестицидов на почву	16
2.3.4. Влияние пестицидов на окружающую среду	18
2.3.5. Влияние погодных условий на пестициды	23
2.3.6. Погодно-климатические условия (температура и влажность воздуха, скорость ветра, выпадение и обильность росы, солнечная активность).	28
2.3.7. Влияние на молекулярную структуру пестицидов.	28
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ	32










1.ВВЕДЕНИЕ
     В сельском хозяйстве для борьбы с вредителями используются химические вещества – пестициды. Разновидностей данных препаратов большое множество: в зависимости от их применения – в борьбе с чем или кем используется определенный пестицид.
     Пестициды - собирательный термин, охватывающий химические соединения различных классов, применяемые для борьбы с вредными организмами с сельского хозяйства, здравоохранении, промышленности, нефтедобычи и многих других областях хозяйства.
     В наибольших масштабах пестициды используют в сельском хозяйстве для борьбы с членистоногими (инсектициды, акарициды), нематодами (нематоциды), грибными (фунгициды) и бактериальными (бактерициды) заболеваниями растений и животных, а также для борьбы с сорняками(гербициды). К пестицидам относят также регуляторы роста растений ( ретарданты), используемые  для борьбы с полеганием различных культур, для дефолиации (удаления листьев) и десикации (подсушивания растений на корню),чтобы облегчить уборку урожая, а также для предохранения от заморозков и засухи.[1]
     Пестицид – вещество (или смесь веществ) химического либо биологического происхождения, предназначенное для уничтожения вредных насекомых, грызунов, сорняков, возбудителей болезней растений и животных, а также используемое в качестве дефолианта, десиканта и регулятора роста. 
     Пестициды – общепринятое в мировой практике собирательное название химических средств защиты растений, состоящее из двух слов – pest – вредитель и cide – сокращать (смысловой перевод – вредно сокращающие средства).
     Цель дипломной работы заключается в изучении влияния антропогенных факторов на молекулярную структуру и свойства галогенсодержащих пестицидов: это влияние рН почвы на эффективность данных пестицидов; влияние УФ излучения; образование комплексных соединений с металлами, содержащихся в почве.
     Актуальность работы заключается в прогнозировании процессов, происходящих с пестицидами и нахождении путей наиболее эффективного их использования без ущерба для окружающей среды.
     Новизна работы заключается в том, что впервые было выявлено влияние УФ облучения, рН среды для пестицидов. В данной работе необходимо выполнить две основных задачи:
1. Изучить процесс гидролиза пестицидов при различных значениях рН-среды. Изучение устойчивости пестицидов на свету в комплексе с металлом (медь) и без него.
     2. Изучить процесс разложения пестицидов при длительном воздействии на них УФ – излучением. Для выполнения работы были выбраны три пестицида, фунгицид – «Топаз», относится к классу триазолов, инсектицид – «Карбафос» относится к классу фосфорорганических сведений, и гербицид – Торнадо» относиться к классу фосфоновые кислоты.
     


     








2.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
2.1. Общая характеристика пестицидов
2.1.1. Классификация пестицидов
     Пестициды классифицируют по химическому составу, объектам применения, и способу проникновения в организм и характеру (специфике) действия. 
     Классы пестицидов
     По химическому составу выделяют три основные группы пестицидов:
     1. Неорганические соединения (соединения ртути, фтора, бария, серы, меди, а также хлораты и бораты).
     2. Препараты растительного, бактериального и грибного происхождения (пиретрины, бактериальные и грибные препараты, антибиотики и фитонциды).
     3. Органические соединения – наиболее обширная группа, к которой относятся пестициды высокой физиологической активности [2].
     Классификация пестицидов основана на разных принципах, известны несколько различных классификаций пестицидов. Они подразделяются на группы в зависимости от химического состава, назначения, пути проникновения в организм, степени опасности и др.
     Классификация пестицидов по химическому составу:
     1. Неорганические пестициды
     * Соединения меди (в основном, инсектофунгициды- медный купорос, бордосcкая жидкость)
     * Соединения мышьяка (кишечные инсектициды, зооциды, консерванты – мышьяковистый ангидрид, кальция арсенит, парижская (швейнфуртская) зелень)
     * Соединения фосфора (зооциды – цинка фосфид)
     * Соли галогенсодержащих кислот (натрия и калия хлораты (гербициды сплошного действия), магния и кальция хлораты (дефолианты), натрия фторид и кислота кремнефтороводородная (антисептики, инсектициды, зооциды)
     * Сера и полисульфиды Са, Ва (акарициды, фунгициды)
     * Серная кислота и ее соединения (гербициды сплошного действия, дефолианты, десиканты)
     2. Органические пестициды
     1. Хлорорганические пестициды (ХОП)
     * Группа гексахлорциклогексана (инсектициды)
     * Группа полихлорциклодиенов (инсектициды и стимуляторы роста растений)
     2. Производные фенолов (инсектициды, фунгициды, гербициды, бактерициды)
     3. Производные кислоты карбаминовой кислоты (гербициды)
     4. Производные арилоксикарбоновой кислоты
     5. Фосфорорганические соединения – эфиры фосфорных кислот
     * Эфиры тиофосфорной кислоты (метафос, тиофос)
     * Эфиры дитиофосфорной кислоты (карбафос, фталафос)
     * Амиды пирофосфорной кислоты (оксаметил)
     * Эфиры фосфоновой кислоты (хлорофос)
     * Эфиры фосфорной кислоты (дихлофос)
     6. Органические соединения ртути – этилмеркурхлорид (протравливатель семян)
     7. Пиретроиды – производные циклопропанкарбоновых кислот
     8. Триазиновые производные (атразин, симазин)
     9. Природные пестициды (инсектофунгициды)
     При использовании указанных гербицидов, фунгицидов и инсектицидов возникает три основные проблемы:
     1. Определенные пестициды, в частности хлорорганические соединения, имеют тенденцию накапливаться в живых организмах, причем их концентрация возрастает по мере продвижения по пищевым цепям. Это явление называют эффектом биологического усиления. Примером биологически усиливающегося пестицида служит запрещенный к применению ДДТ. Когда в организм животного попадает ДДТ (с водой, остатками уже обработанных растений или насекомыми, которые питались такими растениями), он концентрируется в жировых тканях, так как ДДТ растворим в жирах. Из жировых тканей ДДТ выводится очень медленно. В этом случае какой-либо другой организм в пищевой сети, поедая первый, поглощает уже более концентрированную дозу ДДТ.
     2. После обработки пестициды могут в течение длительного времени сохраняться в почве или на культурных растениях. Хлорированные углеводороды, и пестициды, содержащие мышьяк, свинец или ртуть, относятся к группе устойчивых: они не разрушаются в течение одного вегетационного сезона под действием солнца или бактерий.
     3. Вредители способны становиться устойчивыми к пестицидам, т. е. пестициды перестают их уничтожать. Это происходит в результате мутаций, возникающих у некоторых особей среди бесчисленного потомства, появляющегося ежегодно. Приходится повышать концентрацию пестицидов, что, в свою очередь, приводит к увеличению их остаточных количеств в продуктах питания [3].
2.1.2. Химизм процесса разрушения пестицидов
     Разрушение пестицидов в окружающей среде протекает довольно медленно. Химическая структура их такова, что они не должны быстро разрушаться, иначе их действие будет непродолжительным. В зависимости от условий разрушение пестицидов может протекать по окислительному и по восстановительному механизмам.

Рис. 1 Процесс разрушения малатиона.
      В аэробных условиях разложение большинства пестицидов протекает по окислительному механизму. Многие нематоциды, фунгициды, акарициды относятся к галогенсодержащим соединениям. На степень их микробного разрушения влияют тип, количество атомов и позиция галогенов- заместителей. Относительная важность этих трех показателей зависит от класса соединений. Среди почвенных микроорганизмов сравнительно немного видов и штаммов, способных метаболизировать пестициды. Относительное содержание ростового субстрата, в почве невелико. Он быстро используется микроорганизмами, конкурирующими за источники питания. Микроорганизмам-трансформаторам пестицидов достается какая-то небольшая часть его, которая не может в заметной степени генерировать процесс разрушения пестицида. Микроорганизмы, способные разлагать пестициды, могут использовать другой более приемлемый для них источник углерода и энергии, но в таком случае их потенциальные возможности не реализуются, пестициды не разлагаются. Внесенные в почву пестициды угнетают ее биологическую активность, поэтому предусматривается запретить использование стойких к разрушению пестицидов, внедрить биологические методы защиты. Преобладающую роль в биотическом разложении пестицидов играют почвенные микроорганизмы. Продолжительность биотического разложения пестицидов может колебаться от нескольких дней до нескольких месяцев и даже десятков лет. Фосфорорганические соединения разлагаются сравнительно быстро, менее чем за 5 месяцев, и даже при больших масштабах использования не образуют токсичных продуктов. Напротив, срок разложения хлорорганических соединений может достигать 2-3 лет, а в ряде случаев 10 лет и более [4].
2.1.3. Действие пестицидов на объекты окружающей среды.
    Пестициды, применяемые в сельском хозяйстве как средство борьбы с болезнями растений, в большей или меньшей степени ядовиты для животных и человека. Лишь небольшая доза пестицидов достигает организмов, действительно подлежащих уничтожению. Значительная часть пестицидов отрицательно действует на полезные организмы, в том числе обитающие в почвах. 
     В процессе применения пестициды теми или иными путями попадают в почву. Некоторые из них непосредственно вносят в почву для уничтожения обитающих в ней вредных организмов. В других случаях они попадают в почву при обработке надземных органов растений. Фунгициды могут также попадать в почву вследствие предпосевной обработки семян или сохраняться в почве вместе с неубранными остатками растений.
        Перераспределение пестицидов по профилю и в горизонтальном направлении происходит под воздействием почвенной влаги, в результате диффузии с почвенным воздухом, в процессах сорбции и десорбции, миграции растворов, эмульсий, суспензий. Применение ядохимикатов и длительность их сохранения в почве зависят как от химического состава почв, так и от природы самих препаратов [5].
     Однако почва - не единственный объект ландшафта, где концентрируются фунгициды. Они фиксируются в грунтовых водах, родниках, открытых водоемах, накапливаются практически во всех живых организмах, растениях. Стала закономерностью их постоянная миграция по цепям питания, включая человека.
     Пестициды претерпевают различные химические превращения, переходят в другие соединения, иногда более токсичные, чем исходные. Например, в процессе превращения производных дитиокарбаминовой кислоты, используемых в качестве контактных фунгицидов, образуются летучие соединения, такие, как сероуглерод, сероводород, диметиламин, а также сравнительно стойкие этилентиомочевина и этилентиурамдисульфид, которые обнаруживаются в продуктах питания, почве, воде. Продукты разложения токсичны, а некоторые из них, в частности этилентиомочевина, более опасны, чем исходные препараты [6].

Рис. 2 Действие пенконазола на почву.
     
     При изучении последствий систематического применения фунгицидов была установлена возможность их превращения в нетоксичные соединения путем полного разложения или образования нетоксичных комплексов. Это явление получило название детоксикации. Вся система использования сельскохозяйственных угодий должна быть направлена на полную и скорейшую детоксикацию всех биоцидов, поступающих в почвы [7].
2.2.1. Применение системного фунгицида Топаз
     Препарат Топаз – высокоэффективный, специализированный фунгицид по борьбе с грибковыми болезнями культурных растений. Применяют в профилактических целях и для лечения от мучнистой росы, ржавчины, плодовой гнили и оидиума. Является лекарством для растений.
Состав фунгицида «Топаз»
* Класс препарата: триазолы;
* Действующее вещество: пенконазол (100 г/л);
* Форма выпуска: жидкий раствор в бутылках емкостью 1 литр и ампулы по 2 мл;
* Срок хранения Топаза: до 4 лет с даты изготовления. Рабочий раствор препарата расходуется в течение суток;
* Класс опасности: 3;
* Срок действия препарата: до 20 дней;

Рис 3. Структурная формула пенконазола (С10Н6ClN2) [8].
2.2.2. Состав инсектицида «Карбафос»

Рис.4 Структурная формула малатиона (C10H19O6PS2)


Физические и химические свойства
     Малатион в чистом виде – бесцветная маслянистая жидкость с характерным неприятным запахом. Является оружием против насекомых.
     Технический препарат представляет собой темно-бурую жидкость. В качестве основной примеси содержит диметилдитиофосфорную кислоту. Может содержать ксилол.
Карбофос обладает следующими характеристиками:
     Препарат дает желаемый эффект только при прямом попадании на насекомое, если паразиту удалось скрыться от обработки, оно не погибнет, и будет продолжать размножаться;
     Опрыскивание защищает только те элементы растений, на которые непосредственно попадает, насекомые, оказавшиеся в зоне обработки, погибают практически мгновенно;
     Действие Карбофоса имеет короткие сроки, под прямыми солнечными лучами препарат быстро распадается и теряет свою эффективность. Попадая в открытый грунт, процесс распада длится не более 10 дней. Из овощей и других садово-огородных культур вещество полностью выводится за неделю;
      
     Рис. 5 Распад малатиона при воздействии солнечными лучами.
     Препарат эффективен для уничтожения практически всех насекомых-паразитов и их личинок [9].
     2.2.3. Состав гербицида «Торнадо»

     Рис. 6 Химическая формула глифосата.
     Преимущества «Торнадо» перед другими гербицидами «Торнадо» - гербицид, который имеет самую низкую токсичность: он принадлежит к 3 классу ядовитых веществ. Средство очень быстро проникает внутрь растений и начинает убивать их изнутри. Гербицид (это проверено) активно уничтожает более ста пятидесяти видов сорных трав и некоторые виды нежелательной кустистой растительности. «Торнадо» никак не влияет на почву и не изменяет ее свойства. При необходимости культурные растения можно высаживать в почву уже через день после обработки грунта. «Торнадо» - гербицид, который эффективнее действует в сухую, безветренную погоду. Средство абсолютно безопасно для человека, насекомых и животных [10].
2.3.1. Классы опасности пестицидов
     В зависимости от степени опасности для людей и животных, а также от токсичности создана гигиеническая классификация пестицидов. Она основана на токсическом воздействии пестицидов на экспериментальных животных (крысам), и определяется в миллиграммах на 1 кг живой массы. По этому принципу пестициды делят на три группы:
     * Сильнодействующие – ЛД50 – до 50 мг/кг;
     * Высокотоксичные – ЛД50 – от 50 до 200 мг/кг;
     * Среднетоксичные – ЛД50 – от 200 до 1000 мг/кг.

По принципу действия на организмы
     Различают пестициды сплошного (обще уничтожающего) действия (гербициды уничтожают и сорняки, и культурные растения) и селективного (выборочного) действия — гербициды убивают сорняки, но не наносят вреда культурным растениям. Примеры:
     «Агрокиллер» – это гербицид сплошного действия, предназначен для борьбы со злостными сорняками.
     Гербицид «Антибурьян» – это системный препарат сплошного действия, который используют для истребления многолетних и однолетних сорняков [11].
     По спектру действия
     Пестициды бывают узкого спектра действия (действуют только на отдельные виды или группы сорняков) и широкого спектра действия (действуют на сорняки разных видов или групп) [12].
2.3.2. Влияние пестицидов на организм человека
     Применение пестицидов в агрохимии, как и в бытовой химии не проходит бесследно для человеческого организма. В наше время механизмы воздействия пестицидов на вредителей изменяются, но все, же они предназначены для уничтожения, поэтому их применение часто ведет к тяжелым последствиям, а именно:
     * Применение способствует развитию хронических заболеваний;
     * Способствует нарушению нормального вырабатывания гормонов в организме;
     * Приводит к возникновению рака головного мозга, печени, легких, толстого кишечника, молочной железы;
     * Влияние пестицидов на внутриутробное развитие ребенка, повышается риск возникновения заболеваний легких;
     * Бывают случаи возникновения аутизма и болезни Паркинсона.
     Некоторые пестициды, накапливаются в клетках организма, вызывая развитие ожирения. Это связано с тем, что определённые пестициды действуют как заменители естественных гормонов, нарушая способность тела регулировать правильную выработку гормонов. Что и приводит впоследствии к метаболическому синдрому и ожирению.
     Пестициды могут быть повинны в возникновении лимфомы, лейкемии, рака мозга, рака молочной железы, рака простаты, рак щитовидной железы, рака печени, рака лёгких, рака толстого кишечника [13].
     Внутриутробное влияние некоторых пестицидов повышает риск возникновения у ребенка заболеваний лёгких в будущем, при этом, риск возникновения заболевания у детей увеличивался прямо пропорционально от концентрации пестицида в крови матери во время беременности.
     Вред от пестицидов на детский организм проявляется и в гиперактивности у детей или ADHD. Данный факт был исследован и доказан исследователями Канады и США. Только в Америке насчитывается около 5 млн. детей с гиперактивным синдромом. По мнению учёных, основным источником пестицидов являются овощи и фрукты, которые и приводят к возникновению гиперактивности у детей.
     Выясняя природу аутизма, исследователи пришли к выводу, что химические вещества пестицидов, воздействуя на гены во время внутриутробного развития, а также в первые годы жизни ребёнка, нарушают нормальное неврологическое функционирование организма, что и приводит к аутизму и к другим болезням развития.
     Вредное влияние пестицидов, предназначенных для уничтожения сорняков и насекомых, значительно увеличивает риск возникновения болезни Паркинсона, которой страдают примерно 6.5 млн. человек в мире. Учёные выявили, что люди, подвергавшиеся длительному воздействию пестицидов, более чем на 70% чаще заболевают болезнью Паркинсона. В эту группу входят не только люди, чья трудовая деятельность связана с сельским хозяйством, но и те, кто использовал эти пестициды у себя дома или в саду.
     По мнению специалистов, пестициды оказывают отрицательное воздействие на репродуктивную систему человека, такое как повышение числа выкидышей, рост бесплодия, снижение уровня у мужчин гормона тестостерона. Ряд проведённых исследований доказал, что дети, зачатые в весенние и летние месяцы, когда использование пестицидов идет максимальными темпами, имеют самый высокий риск образования врожденных дефектов, таких как синдром Дауна, заячья губа, косолапость и др [14].
2.3.3. Влияние пестицидов на почву
     Пестициды защищают флору от многих заболеваний и помогают расти растениям до самого сбора урожая. Но попадая в почву, пестициды с обработанными семенами способствуют загрязнению почвы химикатами. Пестициды могут, многие годы находится в почве, и не потеряют своих свойств. Они попадают из почвы в воду, а затем — из воды в планктон, далее — в организм рыбы и человека. Через воздух и почву пестициды попадают в растения, организм человека и животных.
     Ежегодные потери во всем мире от сорняков и вредителей составляют 34 % от потенциально возможной продукции и оцениваются в 75 млрд. долл. Применение ядохимикатов сохраняет значительную часть урожая, поэтому их применение быстро внедряется в сельское хозяйство, однако это влечет за собой многочисленные отрицательные последствия. Негативные последствия связаны, главным образом, с нарушением регламентов их применения. Они проявляются на все объекты окружающей среды. Наблюдается загрязнение атмосферного воздуха при обработке посевов или лесных угодий. При обработке агроценозов в них снижается видовое разнообразие растений, за счет чего травоядные животные, обитающие здесь, лишаются привычных для них кормов. Происходит загрязнение почвы токсичными веществами. Со временем остатки пестицидов разлагаются, но некоторые из них, способны длительно сохраняться в почве. 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. Некоторые биоциды воздействуют на генетический аппарат сильнее, чем радиация [15].
     Попадая в почву, пестициды растворяются в почвенной влаге и переносятся с ней вниз по профилю. Длительность нахождения пестицидов в почве зависит от их состава. Стойкие соединения сохраняются до 10 лет и более.  Фосфороорганические соединения разлагаются сравнительно быстро, менее чем за 5 месяцев, и даже при больших масштабах использования не образуют токсичных продуктов.  Срок разложения хлорорганических соединений может достигать 2-3 лет, а в ряде случаев 10 лет и более.
     Мигрируя с природными водами и переносясь ветром, стойкие пестициды распространяются на большие расстояния. Известно, что ничтожные следы пестицидов были обнаружены в атмосферных осадках на просторах океанов, на поверхности ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды. В 1972 на территории Швеции с атмосферными осадками выпало ДДТ больше, чем производилось этой стране.
     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 [15].
     Несмотря на принимаемые меры, при обработке полей пестицидами лишь незначительная их часть достигает объекта воздействия. Большая часть накапливается в почвенном покрове и природных водах. Важная задача – ускорить разложение ядохимикатов, распад их на нетоксичные компоненты. Установлено, что многие пестициды разлагаются под воздействием ультрафиолетового облучения, некоторые ядовитые соединения разрушаются в результате гидролиза, однако наиболее активно пестициды разлагаются микроорганизмами. Кометаболизм — частичное или полное разложение пестицидов бактериями, растущими за счет других органических веществ.
     Сейчас во многих странах, в том числе в России, осуществляется контроль за загрязнением окружающей среды пестицидами. Для пестицидов установлены нормы предельно допустимых концентраций в почве, которые составляют сотые и десятые доли мг/кг почвы [16].
2.3.4. Влияние пестицидов на окружающую среду
     Важным источником возможного загрязнения окружающей среды могут являться химические пестициды, которые используют для борьбы с различными вредными организмами в здравоохранении, сельском хозяйстве, и промышленности.
     Из-за того, что пестициды являются биологически активными веществами, к их поведению в окружающей среде предъявляются определенные требования, обеспечивающие наибольшую эффективность их использования и наименьшую вредность для человека и и полезных животных, и растений.
     Пестициды являются загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Применение пестицидов позволяет получать стабильные урожаи и ограничивать распространение инфекций, передаваемых животными-переносчиками, например, малярии и сыпного тифа. Однако непродуманное использование пестицидов имеет и негативные последствия. Пестициды поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для самого человека [17].
     Длительное хранение пестицидов на неприспособленных складах и в разрушенной таре приводит к сильному загрязнению окружающей среды: почвы, водных питьевых источников (даже артезианских вод), в целом агроландшафтов. Оно ведет к появлению устойчивых к ним видов организмов, особенно среди насекомых; губит хищников (естественных врагов вредителей) и других полезных животных. Последнее вызывает резкое увеличение устойчивости к пестицидам возбудителей опасных болезней растений. Например, сейчас уже 110 видов наиболее опасных фитопатогенных грибов стали высокоустойчивыми к 50 наиболее распространенным фунгицидам. А ведь грибные болезни вызывают 80% потерь урожая сельскохозяйственных культур.
     Особую опасность представляют хранящиеся стойкие органические загрязнители: хлорорганические соединения, ртутьорганические протравители, а также обладающие высокой токсичностью фосфорорганические и медьсодержащие пестициды, нитро соединения.
     Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго (для диэлдрина он превышает 20 лет). При использовании даже наименее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходят прямо в атмосферу, а для таких пестицидов, как ДДТ и диэлдрин, характерна дистилляция с парами воды на земной поверхности. Эта часть пестицидов, не достигших растений, подхватывается ветром и осаждается в районах суши или океана, весьма удаленных от зон применения вещества. Они в конечном итоге попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биомы и др., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям [18].
     Загрязняя окружающую среду, пестициды угрожают и человеку. Пестициды, содержащие хлор (гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая таким образом его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти примеси оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. При систематическом или периодическом поступлении организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ происходит хроническое отравление. При хроническом отравлении одни и те же вещества у разных людей могут вызывать различные поражения почек, кроветворных органов, нервной системы, аллергию.
     Для полного представления о миграции пестицидов в окружающей среде необходимо проследить их поведение в атмосфере, почве и воде.
     Атмосфера. В атмосферу пестициды попадают непосредственно при применении путем опрыскивания или опыливания, а также в результате испарения с поверхности почвы или растений и с поверхности воды. Чем выше летучесть вещества, тем большее количество его попадает в атмосферу.
     Гидросфера. Пестициды могут попадать в водоемы или непосредственно, или из атмосферы и почвы, а также в виде продуктов жизнедеятельности животных и человека.
     Почва. Загрязнение почвы может происходить как непосредственно в результате прямого внесения в почву, так и через растения, животных, и из воды.
     Биосфера. Из атмосферы, почвы и водоемов пестициды попадают в организм человека, животных и рыб, что может являться источником их отравлений.
      
     Рис. 7 Процесс попадания пестицидов в окружающую среду.
     От применения пестицидов в наибольшей степени страдают следующие группы животных (в порядке величин поражения): беспозвоночные, рыбы, птицы, млекопитающие. В первую очередь, поражаются дикие виды, так как они не могут соблюдать "сроков ожидания" и других регламентов применения ядохимикатов.
     Крупную народнохозяйственную проблему сегодня представляет сельскохозяйственное загрязнение внутренних водоемов. Установлено, что от 30 до 70 % всех применяемых пестицидов и минеральных удобрений попадают в воду рек и озер. В результате многие виды могут исчезнуть. Так, в Таджикистане к 1980 году под угрозой исчезновения оказались 10 % местных видов рыб. В Нижегородской области из 57 видов рыб 21 вид исчез в результате воздействия сельскохозяйственных стоков. Всего же около 33 % случаев гибели рыбы в пресных водоемах происходит от загрязнения их пестицидами. Пестициды, которые были использованные мной, попадают в атмосферу через опрыскивание [19].
     У птиц и млекопитающих многие пестициды вызывают сдвиги гематологических показателей, изменяют белки сыворотки крови, действуют как иммунодепрессанты, нарушают стайное и индивидуальное поведение животных и т.д.
     Среди других опасностей, которые несут пестициды биосфере, есть одна: ее сложно оценить в долларах или рублях, но она, вероятно, станет ведущей в ближайшие десятилетия. Это нарушение жизнеобеспечивающих систем биосферы, в первую очередь, поддержания качественного состава пресных вод и атмосферного воздуха. Пестициды нарушают нормальное функционирование экосистем, в том числе – работу экосистем по очистке воды и поддержанию эволюционно сложившегося состава воздуха. 
     Применение ядохимикатов помогает вырастить и сохранить урожай, но дает и отрицательные последствия. Пестициды, убивая вредителей, разрушают экологию и приводят к гибели многих животных. Некоторые ядохимикаты, поступая с продуктами питания в организм человека, могут вызывать заболевания у человека.
     При обработке полей пестицидами, большая часть их накапливается в почве и природных водах, однако наиболее активно пестициды разлагаются в микроорганизмах.
     Сейчас во всем мире осуществляется контроль за загрязнением окружающей среды пестицидами. Для пестицидов установлены нормы предельно допустимых концентраций в почве, которые составляют сотые и десятые доли мг/кг почвы [20].
     Имеются данные что пестициды претерпевают изменение и в тоже время проникнув в живые клетки, они изменяют физико-химические свойства цитоплазмы, разрушают мембраны органелл, нарушают реакцию среды и условия нормального функционирования клеточных белков, вызывают гибель клеток. Особенно чувствительны к действию инсектицидов ферменты. Отравление какого-либо фермента, участвующего в важном метаболическом процессе, оказывает угнетающее, а иногда и летальное действие на организм насекомого.
     По характеру действия все инсектициды подразделяют на группы кишечного, контактного, системного действия и фумиганты. Кишечные действуют, попадая в пищеварительные органы насекомых с пищей, к контактным – относят вещества, вызывающие гибель насекомых при контакте с ними, проникая через кожные покровы; системные способны проникать в растения, перемещаться в их тканях и вызывать гибель вредителей при питании соками и тканями растений, фумиганты вызывают гибель вредителей, проникая через дыхательные пути в виде газа или пара. Многие инсектициды обладают всеми или несколькими типами действия одновременно.
2.3.5. Влияние погодных условий на пестициды
     Факторы внешней среды, такие, как почвенно-климатические условия района, погодные условия (температура воздуха и почвы, количество осадков, влажность почвы), в момент обработки и вскоре после нее имеют большое значение для длительности сохранения пестицида и эффективности действия его.
     Условиями внешней среды в значительной мере определяется чувствительность сорняков к пестицидам. Так, например, замечено, что растения, выросшие в условиях затенения или при высокой влажности, более чувствительны к пестицидам, чем выросшие на ярком солнечном свету и в период засухи. Объясняется это тем, что во время засухи и на открытом солнечном месте развитие растений происходит быстрее (короткий срок растения достигают поздних фаз развития, вплоть до цветения, имея при этом относительно небольшую высоту), и они становятся более устойчивыми. На почвах, богатых гумусом, вырастают менее устойчивые к пестицидам растения, чем на почвах, бедных органическими веществами [21].
     Огромное значение для эффективности действия контактных пестицидов (например, минеральных масел, производных фенолов и пр.), а также некоторых передвигающихся гербицидов, которые применяются главным образом для опрыскивания надземной части растений (2,4-Д, 2М-4Х, 2,4,5-Т и др.), имеют погодные условия в момент обработки.
     Так, например, тракторный керосин на посевах моркови можно применять только в теплую солнечную погоду. Это относится и к использованию замещенных фенолов. В этих условиях пестициды быстро проникают в растения, и уже через 1—2 суток сорняки отмирают. Дождь, выпавший вскоре после обработки, значительно снижает эффективность.
     При внесении пестицидов в почву большое значение для их эффективного действия имеют состав почвы, ее влажность, температура воздуха я количество осадков, выпавших в ближайшие 1—3 недели после обработки.
        
     Рис.8 Влияние окружающей среды на пестициды [22].
     Отмечено, что, например, симазин в посевах кукурузы на бедных перегноем почвах эффективен уже при дозировке 1—2 кг на га, а на черноземных, богатых гумусом почвах эффективность бывает достаточно высокой только с дозировкой 2—4 кг на 1 га при засоренности участков примерно одинаковыми видами однолетних сорняков. Кроме того, симазин эффективен только при достаточной влажности почвы; в период засухи эффективность его сильно снижается.
     Эффективность другого пестицида из группы триазинов — атразина— на посевах кукурузы, так же, как и симазина, сильно зависит от состава почвы и содержаний в ней органических веществ. Но влажность почвы для действия атразина не имеет такого большого значения, как для симазина, поэтому его применя.......................