Классификация пестицидов и способы их использования

В основу гигиенической классификации пестицидов положена степень их токсичности (ядовитости) для биологических объектов, способность к кумуляции и устойчивость к внешним факторам окружающей среды с учетом возможной миграции и метаболизма.

 

Пестициды различного класса обладают различной степенью токсичности, которую, прежде всего, оценивают по воздействию на теплокровные организмы. Степень токсичности пестицидов оценивается либо через величину дозы вещества (мг / кг), что вызывает отклонения в нормальном состоянии организма, или через величину концентрации пестицида в объекте окружающей среды (мг/м3 - в воздухе, мг/дм3 - в водах, мг / кг

 

- В грунтах), которая вызывает аналогичный эффект. Наиболее статистически достоверными величинами, которые характеризуют токсическое действие пестицида являются средне смертельная доза (ЛД50) или концентрация (ЛК50), которые вызывают гибель половины подопытных животных при однократном действия пестицида на живой организм. Эти величины учитывают наличие особо чувствительных животных из числа испытуемых, не принимаются. Наиболее часто для характеристики токсичности пестицидов используют их среднюю смертельную дозу (ЛД50), которая вызывает гибель половины подопытных животных при однократном попадании препарата в организм через желудочно-кишечный тракт.

 

По величине ЛД50 пестициды принято подразделять на сильнодействующие ядовитые вещества, величина ЛД5о для которых менее 50 мг / кг живого веса, высоко ядовитые препараты - ЛД50 для которых 50-200 мг / кг живого веса, средне ядовитые - для которых ЛД50 составляет 200-1000 мг / кг и мало ядовитые препараты - для которых ЛД50 более 1000 мг / кг живого веса. Безусловно, пестициды должны ролодиты малой токсичностью в теплокровных организмов.

 

Для характеристики пестицидов, которые обладают кожно-резорбтивным токсичностью, используют кожно-оральный коэффициент, под которым понимают отношение ЛД50 через кожу К ЛД50 через желудочно-кишечный тракт. При резко выраженной кожно-резорбтивного токсичности (ЛД50 менее 300 мг / кг) кожно-оральный коэффициент меньше 7; при выраженной кожно-резорбтивного токсичности (ЛД50 в пределах 300-1000 мг / кг) кожно-оральный коэффициент имеет значение от 1 до С, при слабо выраженной кожно-резорбтивного токсичности (ЛД50 более 1000 мг / кг веса) значение кожно-оральный коэффициент больше 3.

 

Для характеристики кумулятивной свойства пестицидов используют коэффициент кумуляции, под которым понимают отношение суммарной дозы препарата, которая вызывает гибель 50% подопытных животных при многократном попадании в организм, к дозы вызывает этот эффект при однократном попадания. Следовательно, коэффициент кумуляции Ккум представляет собой отношение ЛД50 при многократном использовании препарата, к ЛД50 при однократном. С точки зрения защиты окружающей среды и, в первую очередь живых организмов, способность пестицидов к кумуляции является одной из наиболее нежелательных их свойств. Если значение Ккум пестицида менее 1, вещество обладает этаж кумуляцией и она представляет опасность. Это обусловлено тем, что величина средне смертельной дозы достигается при многократном попадании в организм незначительных количеств пестицидов, а их суммарное количество меньше ЛД5о этого препарата. Если значение Ккум пестицида находится в пределах 1-3, у вещества выраженная кумуляция, 3-5 - умеренно выраженная кумуляция, а при значении К ^, более 5, у вещества слабо выраженная кумуляция.

 

Важное значение для характеристики пестицидов имеет их устойчивость к воздействию факторов окружающей среды. Скорость метаболизма пестицидов для различных классов химических препаратов различна и по этому признаку, пестициды делят на очень стойкие (период метаболизма на нетоксичные компоненты более 2 лет), стойкие (период метаболизма от 6 месяцев до 2 лет), умеренно стойкие (период метаболизма 1-6 месяцев) и малоустойчивы (период метаболизма менее 1 месяца). Используемые пестициды должны быть малоустойчивы к действию факторов окружающей среды, что предупредит возможность их накопления в объектах окружающей среды, а также в биологических объектах при движении по трофической цепи. Следует учитывать, что в некоторых случаях, метаболиты пестицидов могут быть более токсичными, чем сами пестициды и этот факт следует учитывать при нормировании их содержания. Так, метаболит хлорофоса - ДДВФ на порядок более токсичным по воздействию на человека.

 

По способу поступления в организм, пестициды делят на кишечные, контактные, фумигантни и системные, и это сказывается на способе их использования т.е. препаративной форме. Пестициды кишечного действия проникают в организмы через систему питания. Например, такие препараты поражают насекомых с грызущими и высасывая-лижучимы ротовыми аппаратами. Пестициды контактного действия способны разрушать наружные покровы организмов, проникать в организм и, часто, поражать органы дыхания. Такие препараты при контакте с любым участком тела способны поражать организм в целом. Фумигантни препараты поражают организмы через дыхательную систему и они часто используются в замкнутых пространствах, ведь требуют поддержания постоянной концентрации фумигант, которую трудно обеспечить на открытых участках. Например, фумигантни препараты для борьбы с комарами, которые используются в быту. Системные препараты, которые преимущественно используются для борьбы с сорняками или вредителями растений, обладают способностью всасываться корневой системой растений и отравлять их клеточный сок. При этом, такое действие этих препаратов, если она базируется на избирательном поглощении пестицида растениями, используется для борьбы с сорняками. В то же время, отравления клеточного сока растений некоторыми препаратами не сказывается на жизнедеятельности этих растений, но при этом отравлен клеточный сок защищает растение от воздействия насекомых. Следует отметить, что знание способа проникновения пестицида в организм является чрезвычайно важным и позволяет уменьшить негативное влияние препарата на объекты окружающей среды. Следует, также, иметь в виду, что некоторые пестициды действуют как кишечные, контактные и системные яды одновременно.

 

Пестициды используются в разных целях и по назначению их подразделяют на несколько групп:

 

инсектициды - препараты для борьбы с вредными насекомыми и тлей;

фунгициды - препараты для борьбы п паразитирующими грибами, являющиеся возбудителями различных болезней;

гербициды - препараты для борьбы с сорняками. Могут быть выборочной и сплошной (обработка железнодорожных путей, участков под асфальтирование и т.д.) действия;

акарициды - препараты для борьбы с клещами;

арборициды - препараты для уничтожения нежелательной древесной и кустовой растительности;

бактерициды - препараты для борьбы с бактериями и бактериальными заболеваниями;

зооциды - препараты для борьбы с вредными позвоночными, преимущественно грызунами;

нематоциды - препараты для борьбы с круглыми червями-нематодамы.

Кроме того, к пестицидам относят ряд других препаратов, используемых для:

 

- Насекомых, грызунов и других животных - репелленты;

 

- Протягивания насекомых, животных и других растений, с целью их дальнейшего уничтожения или необходимости опыления растений - аттрактанты;

 

- Стерилизации насекомых и животных - половые стерилизаторы;

 

- Высушивание растений на корню - десиканты;

 

- Удаление листвы, например, при сборе хлопка, - дефолианты;

 

- Удаление избыточных цветов и завязей растений - дефлоранты;

 

- Регулирование роста и развития растений - регуляторы роста.

 

Наиболее распространенными препаратами являются инсектициды, фунгициды и

 

гербициды. В то же время видно, что спектр использования пестицидов является

 

широким и, к классу пестицидов, могут принадлежать веществ различной химической природы. Прежде всего, пестициды могут быть органического и неорганического происхождения, причем последние используются давно. Так, препараты меди, мышьяка и ртути начали использовать еще с середины XVIII века, а бордосская жидкость (смесь основного сульфата и гидроокиси меди (Си0Н) 2804хСы (0Н) 2) используется и в наше время как фунгицид. Однако, уже давно органические пестициды используются более широко. Среди органических пестицидов, которые наиболее широко используются на практике, получили распространение фосфорорганические соединения, хлорорганические соединения, синтетические перетроиды или сим-триазина, производные мочевины, гуанидину, карбаминовой, тиокарбаминовой, уксусной и масляной кислот.

 

Хлорорганические пестициды, которые получают в основном хлорированием ароматических или гетероциклических углеводородов, были первыми органическими пестицидами, нашли широкого применения в сельском хозяйстве. Они использовались для защиты растений, и в ветеринарии и даже в медицине. Большинство этих препаратов относятся к средне токсичных соединений, хотя этот класс содержит и высоко ядовитые вещества, например, альдрин и дильдрин.

 

Хлорорганические пестициды проявляют преимущественно обще токсическое действие и они имеют две особенности, что делает их крайне опасными для окружающей среды. Во-первых, они чрезвычайно устойчивы к воздействию факторов окружающей среды и, для большинства из них, период метаболизма превышает 10-20 лет. Например, метаболиты ДДТ, который уже не используется с начала 80-х годов XX века, можно обнаружить и сегодня на пахотных площадях. Во-вторых, хлорорганические пестициды вследствие малой растворимости в воде обладают низкой способностью к миграции в окружающей среде, но вследствие высокой растворимости в жирах - обладают способностью к биокумуляции. Они накапливается преимущественно в жирах животных. Пестициды этого класса все более редко используются. Наиболее распространенными пестицидами этого класса является ДДТ, линдан (у-гексахлорциклогексан), кафтан т.д..

 

Фосфорорганические пестициды обладают высокой биологической активностью, обладают контактной и системным действием, и поэтому большинство этих препаратов - высокотоксичные вещества. их действие основано на блокировании фермента холинэстеразы, которые отвечают за передачу

 

нервных импульсов в живых организмах. Фосфорорганические пестициды имеют широкий ассортимент препаратов - это сложные эфиры фосфорной или тиофосфатнои кислот, и их особенностью является то, что свою активность пестициды хранят в течение небольшого промежутка времени (2-6 недель), после чего проходит их метаболизм с образованием безвредных компонентов. Поэтому фосфорорганические пестициды практически не накапливаются в объектах окружающей среды. В то же время, большинство препаратов этой группы обладают высокой токсичностью для теплокровных, в том числе и для человека. К пестицидам этому классу относятся метафос, тиофос, хлорофос, фталофос, фозалон т.д..

 

Синтетические перетроиды или сим-триазина - это обширный класс пестицидов нового поколения, которые отличаются высокой эффективностью и является относительно малотоксичны для теплокровных организмов. Все препараты этой группы являются производными гетероциклических органических соединений, однако они обладают умеренной устойчивостью к воздействию факторов окружающей среды. Как правило, вследствие особенностей химической природы этих соединений, они обладают высокой биологической активностью, но для них характерна биокумуляция. Следует отметить, что сим-триазина и синтетические перетроиды, которые часто объединяют в одну группу пестицидов, *

 

относятся по химической природе к различным классам органических соединений.

 

Среди сим-триазина получили распространение такие препараты как симазин, прометрин, атразин, пропазин т.д.. Среди синтетических перетроидив получили распространение децис, амбуш, рипкорд, каратэ и т.д..

 

Производные карбаминовой и тиокарбаминовой кислот обладают преимущественно фунгицидным и инсектицидным действием и особенностью этих соединений является малая их токсичность для теплокровных организмов, а также малая их способность к биокумуляции. Эти препараты обладают преимущественно контактным действием, а также выступают как кишечные яды. К пестицидам, производных карбаминовой кислоты, относят Севиньи.