Забруднення біосфери пестицидами та їх негативний вплив на природу і людину

До небезпечних речовин антропогенного походження, що надходять у навколишнє середовище, поряд з промисловими відходами, належать також хімічні засоби боротьби з шкідливими організмами – пестициди. Обсяг цих біологічно активних і частіше високотоксичних для людини і тварин речовин, що використовуються щорічно в світовій практиці, нині досягає понад 2 млн. т.

Пестициди застосовують головним чином на сільськогосподарських угіддях і в невеликому обсязі в лісах, однак внаслідок циркуляції у повітряному й водному середовищах і перенесення живими організмами по ланцюгах живлення, вони можуть дуже поширюватися в природних ландшафтах, потрапляючи в харчові продукти, і завдавати шкоди тваринному світу і здоров'ю людини.

Пестициди відомі давно. Так, у Китаї, починаючи з XVI століття, застосовують миш'як як засіб боротьби з шкідниками сільськогосподарських культур. Арсеніт міді, винайдений ще у XVIII столітті, поклав початок серії миш'якових препаратів, які використовують і тепер як інсектициди. В XIX столітті поштовхом для наукових досліджень хімічних засобів захисту рослин послужили ряд трагічних подій: протягом трьох років в Ірландії лютував картопляний голод через глибоке захворювання бульб; спалах подібної епіфітотії виник у Німеччині; приблизно в той же час (50-ті роки) виноградники Австрії, Німеччини, Франції постраждали від захворювань, внаслідок яких загинуло майже 80 % урожаю.

Підраховано, що прибуток від застосування пестицидів у три рази перевищує витрати на їх виробництво. Але, будучи могутнім засобом проти шкідників, хвороб і бур'янів, пестициди є одним із найнебезпечніших факторів забруднення навколишнього середовища. Вони шкідливі для всіх живих організмів, включаючи корисних комах, тварин і людей.

За даними ЮНЕСКО, пестициди в загальному обсязі забруднення біосфери землі займають 8 – 9 місце після таких речовин, як нафтопродукти, ПАР (поверхнево-активні речовини), фосфати, мінеральні добрива, важкі метали, окиси азоту, сірки, вуглецю та інші сполуки.

Незважаючи на те, що пестициди становлять дуже незначну частину загальної маси забруднювачів, що надходять у зовнішнє середовище, вони можуть бути дуже небезпечними внаслідок високої біологічної активності.

Надходження пестицидів у сільськогосподарський ландшафт відбувається головним чином при проведенні хімічних засобів боротьби із шкідливими організмами наземними засобами чи авіацією, внаслідок випаровування з поверхні ґрунту або рослин, при витіканні під час зберігання і транспортування тощо.

Технічні продукти більшості речовин, що застосовують як пестициди, не розчиняються у воді і для практичного використання їх випускають у таких різноманітних препаративних формах: емульгуючі концентрати (е. к.), при розведенні водою утворюють водні емульсії; порошки, що змочуються (з. п.), при розбавленні водою утворюють повільно осідаючі суспензії; концентрати (к.) технічної речовини, що призначені для обприскування рослин; гранульовані препарати (г. п.), які містять діючу речовину і наповнювач (бентоніт, каолін, вермикуліт, трепел) або суперфосфат. Виготовляють гранули діаметром від 0,25 до 5 мм для наземного і внутрішньоґрунтового застосування.

Способи застосування пестицидів залежать від їх призначення, препаративної форми. Це обробка посівного матеріалу інсектицидами і фунгіцидами, обприскування, обпилювання, обробка гранульованими препаратами.

Раціональне застосування інсектицидів, фунгіцидів і гербіцидів ґрунтується на різних тактичних підходах, зумовлених особливостями біології шкідників, збудників хвороб, бур'янів і характером проявлення їх шкідливості.

При обробці сільськогосподарських угідь пестицидами частина їх втрачається внаслідок знесення вітром, розсіювання в атмосфері з потоками повітря. Залежно від технології застосування і фізичних властивостей препаративної форми на рослини і ґрунт осідає 40 – 70 % норми витрати, утворюючи початковий запас токсичної речовини. Крім того, багато які пестициди можуть поширюватися за межі оброблюваних ділянок і більш чи менш тривалий чнс циркулюють у біосфері. В атмосферу вони надходять безпосередньо при їх застосуванні, а також унаслідок випаровування з поверхні ґрунту, рослин, води. Потім у результаті конденсації парів і утворення краплинно-рідких або твердих часток пестициди з атмосфери потрапляють у ґрунт, на поверхню рослин і у водойми, поширюючись на великих територіях. У водойми вони надходять з поверхневими і підґрунтовими стоками із сільськогосподарських угідь.

Хімічні препарати шкідливі для людини і навколишнього середовища. Потенційна загроза від їх використання полягає як у гострій токсичності при потраплянні в організм людини або тварин, так і в хронічній дії, в кумулятивному ефекті, в міграції залишків пестицидів водними і повітряними шляхами на значні відстані.

Хрестоматійним прикладом глобальної міграції хлорорганічних пестицидів, зокрема ДДТ, є кумуляція їх у жирі пінгвінів, які живуть в Антарктиді. Так, за даними, надрукованими в Німеччині, з атмосфери на територію Північного моря щорічно випадає до 300 т ДДТ. Нагромадження пестицидів в окремих тканинах відбувається непомітно. Але коли кількість їх досягає певного рівня, вони призводять до порушення функцій найважливіших органів, захворювання і зниження стійкості організму.

Серед хвороб, які можуть з'явитися внаслідок токсикації організму, відмічають злоякісні пухлини (головним чином пухлияи печінки), хромосомні порушення, підвищення інтенсивності мутаційного процесу, що пов'язано з підвищенням частоти прояву спадкових хвороб обміну, аномалій розвитку тощо.

Більше половини пестицидів належать до мутагенів-речовин, які змінюють спадкову природу рослин і тварин, включаючи людину. Відомо, що прометрин порушує не тільки білкоутворюючу, але й протромбіноутворюючу функцію печінки, зменшує кількість еритроцитів і гемоглобіну у крові. Крім порушень, які викликаються в організмі атразином і прометрином, пропазин порушує діяльність центральної нервової системи і терморегуляцію тіла. Основні зміни при отруєнні тварин похідними речовинами (лінурон, монурон) відбуваються в печінці, нирках і селезінці. Крім того, вони несприятливо впливають на ендокринну систему і обмін речовин.

В останнє десятиріччя різко зросла кількість алергічних захворювань, що є одним з наслідків впливу пестицидів.

Внаслідок багаточисленних досліджень рослин, комах і тварин нагромаджено досить великий матеріал про мутагенні властивості гербіцидів. Наприклад, у хлор-ІФК та інших карбаматах встановлено здатність підвищувати рівень поліплоїдії у рослин, а також мутагенну активність атразину, симазину і 2,4-Д.

За останні 20 років ряд масових отруєнь було викликано пестицидами. Це відбувалося, головним чином, із двох причин: внаслідок забруднення харчових продуктів під час їх перевезення і зберігання, а також у результаті використання в їжу протруєного насіння.

Таким чином, пестициди є одним з вагомих факторів забруднення навколишнього середовища.