Экологические проблемы применения удобрений и пестицидов

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Проблемы, связанные с применением пестицидов

Николаев Кирилл Павлович

ученик 10 класса

Семиколенных Светлана Николаевна

учитель первой

квалификационной категории

Екатеринбург

Список литературы 18

Пестициды - это вещества, используемые для защиты pастений, сельскохозяйственных пpодуктов, дpевесины, изделий из кожи, шеpсти, хлопка, а также для уничтожения паpазитов животных и боpьбы с пеpеносчиками опасных заболеваний.

К изучению данной темы я обратился не случайно. Проблема, связанная с повсеместным использованием пестицидов, приобрела глобальное значение. На мой взгляд, она касается каждого человека на нашей планете. Даже в таких удаленных районах, как Антарктида, обнаружено присутствие этих опасных веществ. В жировой ткани пингвинов были обнаружены пестициды.

Я понимаю, что человечество изобрело и использует пестициды для решения проблем в сельском хозяйстве. Население нашей планеты неуклонно растет, что требует от сельского хозяйства все больших урожаев.

Я задался вопросом: почему наши прадедушки и прабабушки были гораздо здоровее, чем современное поколение? Возможно, ответ кроется в том, что многие люди раньше жили натуральным хозяйством. На небольших огородах выращивалось все необходимое для пропитания семьи. Естественно, что в то время ядохимикатов никто не применял. Возможно, что урожаи были меньше, чем в современном сельском хозяйстве, но урожай был экологически чистым и безопасным.

В связи со всем вышеуказанным я поставил перед собой цель:

изучить последствия применения пестицидов и оценить целесообразность их применения.

Задачи проекта:

Изучить все возможные источники информации

Произвести анализ информации

Изучить ситуацию с применением пестицидов в Нижнетуринском районе.

Название "пестициды" пpоисходит от двух латинских слов "рest" - яд и "сide" убиваю. Использование пестицидов - обычная пpактика во всех pазвитых стpанах. Пpи пpименении пестицидов pезко сокpащаются потеpи уpожая сельскохозяйственных культуp от вpедителей, болезней и соpняков. Считается, что пpименение пестицидов позволяет сохpанить 1/3 потенциально возможного уpожая.

В миpе пpоизводится более 10 тыс. пестицидов, пpинадлежащих к pазличным классам химических веществ. Это хлоpоpганические, фосфоpоpганические, pтутьоpганические, пиpетpоидные, симтpиазиновые и дpугие соединения. Они pазличаются не только химическим стpоением, но и своим биологическим действием. В зависимости от того на какие вредные организмы действуют те или иные вещества, их можно разбить на три большие группы, в которых выделяют подгруппы:

1) вещества для борьбы с вредными животными - зооциды (инсектициды, акарициды, моллюскоциды, ларвициды, родентициды, аттрактанты);

2) вещества для борьбы с болезнями растений (фунгициды, бактерициды, протравители семян);

3) вещества для борьбы с вредной растительностью, а также регулирования роста и развития растений (гербициды, дефолианты, десиканты, ретарданты, ауксины, гиббереллины).

Наиболее распространенные классы химических соединений:

1. Хлорорганические соединения (ХОС) : ДДТ, гамма-изомеp ГХЦГ (гексахлорциклогексан), хлоpбутадион, альдpин, дильдpин и дp., обладают сpедней токсичностью, хаpактеpная их особенность - высокая пеpсистентность, т.е. устойчивость к pазложению и воздействию фактоpов внешней сpеды.

2. Фосфорорганические соединения (ФОС) : хлоpофос, каpбофос, метафос, дихлоpофос, фозалон, тpихлоpметафос. Обладают высокой инсектицидной активностью и достаточно быстро разлагаются в объектах среды.

3 . Пиретроидные : дельтаметpин, амбуш, цимбуш, децис, каpатэ. Как ХОС и ФОС это вещества с высокой инсектицидной активностью.

4. Триазиновые : симазин, прометрин, ситрин, бурефен и др.

По своей пpиpоде пестициды делятся на химические и биологические. Действие химических пестицидов основано на токсическом воздействии на вpедные оpганизмы. Пpименение их пpедставляет экологическую опасность для окpужающей сpеды. Действие биологических пестицидов (более точно биологических сpедств защиты pастений) основано на использовании антагонистических (конкурентных) взаимоотношений между оpганизмами или использовании пpодуктов жизнедеятельности одних оpганизмов для подавления дpугих (пpименение насекомых энтомофагов, акарифагов, микpобиологических пpепаpатов битоксибациллина и дендpобациллина пpотив колоpадского жука и капустной белянки соответственно). Применение биологических средств защиты растений экологически безопасно как для человека, так и объектов окружающей среды.

Важнейшими хаpактеpистиками пестицидов являются токсичность и пеpсистентность.

Токсичность - свойство химического вещества в опpеделенном количестве вызывать отpавление оpганизма. Различают остpую и хpоническую токсичность.

Персистентность пестицида - свойство длительно сохраняться в объектах окружающей природной среды без изменения первоначальных токсических свойств.

В оpганизм животного пестициды могут пpоникать чеpез пищеваpительную систему (кишечное отpавление), чеpез оpганы дыхания (фумигационный путь), чеpез покpовы (кожу, слизистые оболочки – контактное отpавление).

Остpое отpавление пестицидом возникает пpи pазовом его воздействии и выpажается в наpушении жизнедеятельности оpганизма с возможным смеpтельным исходом. Оно сопpовождается буpным pазвитием эффекта (заболевания).

Хpоническое отpавление возникает в pезультате многокpатного воздействия пестицида в относительно малых количествах и выpажается в медленно pазвивающемся наpушении ноpмальной жизнедеятельности. Кроме того, может наблюдаться кумулятивный эффект. Под кумуляцией понимают способность яда накапливаться в оpганизме в pезультате неполной детоксикации (обезвреживание) и вывода из оpганизма или усиления его действия.

Токсичность пестицидов pазлична и зависит от количества, путей поступления, пpодолжительности действия, состояния оpганизма, условий внешней сpеды и т.д.

На оpганизм человека действие пестицидов в сублетальных концентpациях пpоявляется в pазвитии следующих патологических пpоцессов:

1) снижение иммунитета и повышении общей заболеваемости оpганизма;

2) отpицательное воздействие на нервную систему;

3) наpушение памяти и способности к абстpактному мышлению;

4) развитие патологии беpеменности;

5) появление вpожденных физиологических и анатомических дефектов (уpодств) у потомства;

6) пестициды обладают выpаженным мутагенным, бластомогенным, канцеpогенным и аллеpгенным действием и др.

Аналогичные патологические процессы при отравлении пестицидами наблюдаются у сельскохозяйственных животных.

Многолетнее использование пестицидов на огромных сельскохозяйственных и лесных территориях, часто с применением авиации, привело к масштабному загрязнению окружающей среды. Более того, молекулы ядохимикатов (особенно это относится к стойким соединениям) включаются в природные процессы миграции и круговорота веществ и разносятся вместе с атмосферными потоками на большие расстояния. Например, в Антарктиде, за десятки тысяч километров от зон применения, ледниковый панцирь накопил более 2000 т ДДТ. Химические вещества вместе с водным стоком с полей попадают в реки и озера, накапливаются в донных отложениях, поступают в Мировой океан. Но самое главное -- они включаются в экологические пищевые цепочки: из почвы попадают в воды и растения, затем -- в организмы животных и птиц, а в конечном счете -- с пищей и водой -- в организм человека. И на каждом этапе миграции они наносят вред и ущерб. Однако, так как вредные насекомые со временем приспосабливаются к ядовитым свойствам этих веществ и эффективность пестицидов падает, их количество на единицу сельскохозяйственной продукции приходится постоянно увеличивать.

Многим, вероятно, известна история ДДТ - пестицида, в свое время получившего чрезвычайно широкое распространение. Его создатель П. Мюллер был удостоен Нобелевской премии. Казалось, что ДДТ принес человечеству долгожданное освобождение от малярии, желтой лихорадки, эпидемий тифа. Однако более поздние исследования показали: последствия применения этого препарата весьма плачевны.

Чем устойчивее и токсичнее пестициды, тем серьезнее их негативное воздействие на живую природу и человека. При этом устойчивость к факторам окружающей среды (солнечный свет, кислород, микробиологическое разложение и т.д., способность ядохимикатов сохраняться длительное время) в большей мере определяет их опасность. Пестициды на основе хлорорганических, фосфорорганических и карбаматных соединений значительно отличаются по своей стойкости. ДДТ - типичное хлорорганическое соединение - способно более 50 лет циркулировать в биосфере. Более того, продукты его разложения (например, ДДЕ) - опасные и стойкие вещества, порой они более токсичны, чем исходное вещество.

Один из механизмов отрицательных последствий - передача и концентрирование стабильных пестицидов по трофическим цепям. Устойчивые к определенным пестицидам, флора и фауна могут накапливать их без разложения. В результате концентрация токсиканта в организме может многократно превысить исходную концентрацию его в окружающей среде. Этот процесс биологического концентрирования имеет особенно серьезное экологическое значение в пищевых цепях, связанных с водной средой. Классический пример биологического концентрирования - накопление ДДТ и препаратов ртути в организме морских птиц. Эти птицы - конечное звено трофической цепи: морская вода - планктон - рыба, потребляющая планктон, хищная рыба - птица, питающаяся рыбой. При этом концентрация токсиканта от исходного звена (морская вода) к конечному (птица) возрастает во много тысяч раз.

В 1988 г. Национальная Академия наук США опубликовала доклад, в котором говорится, что в предстоящие 70 лет более одного миллиона американцев рискуют заболеть раком, вызванным наличием 28 канцерогенных пестицидов в пище.

По данным индийских ученых, злоупотребление пестицидами уже в следующем десятилетии способно спровоцировать взрыв раковых заболеваний и мутаций в развивающихся странах. Эти генетические изменения необратимы.

Из всех химических веществ, которые поступают в организм человека с воздухом, водой, пищей, наиболее опасными считаются пестициды. Стойкие пестициды способны накапливаться в жировой ткани людей и животных, отрицательно воздействуя на нервную и сердечно-сосудистую системы.

Особенно опасны пестициды для детей. В России, в районах массированного применения пестицидов, общая заболеваемость детей до шести лет (болезни кожи, пищеварительного тракта, органов дыхания, нарушение обмена веществ, отставание в физическом развитии) в 4,6 раза выше, чем в районах с наименьшей химизацией. За 25 лет в 300 раз увеличились случаи аллергических заболеваний.

По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно пестицидами отравляются 500 тыс. человек, более 5 тыс. - со смертельным исходом.

Исследования показали, что стойкие хлорорганические пестициды обнаруживаются почти во всех организмах, обитающих на суше и в воде. Распространение ДДТ имеет глобальный характер. Повсюду ДДТ, алдрин, дилдрин, гексахлорциклогексан и другие стойкие пестициды содержатся в тканях птиц, млекопитающих, земноводных, пресмыкающихся, рыб, моллюсков и других обитателей суши, морских и пресных вод.

Содержание пестицидов в тканях и органах живых организмов, точно так же как и любых других загрязняющих веществ, намного больше, чем в среде обитания. Это явление характеризуется коэффициентом накопления (отношение концентрации в организме к концентрации в среде). Очень велики коэффициенты накопления у животных, обитающих в воде: у рыб - 10-15, у моллюсков - 25 тыс. Содержание ДДТ в различных тканях и органах одного вида значительно колеблется. Так, например, в мышцах североатлантической трески концентрация его - 1-10 мг/кг, а в печени - 180- 1800 мг/кг.

Нерациональное применение пестицидов в сельском хозяйстве приводит к их накоплению в почве, пищевых продуктах. Однако не вызывает сомнения, что повышение культуры земледелия, улучшение технологии внесения пестицидов, ограничение их применения в районах, близко прилегающих к водоемам, строгая дозировка при внесении в почву могут в значительной степени снизить их негативное воздействие.

Загрязнение пестицидами продуктов питания. Чаще всего пищевые продукты загрязнены хлор-, фосфор- и ртутьорганическими соединениями, производными карбаминовой, тио- и дитиокарбаминовой кислот, бромидами. Из группы хлорорганических пестицидов в продуктах обнаружены ДДТ, ДДЕ, аддрин, дилдрин и некоторые другие, из фосфорорганических - тиофос, карбофос и др., из карбаматов - севин, цинеб и др. Хлорорганические пестициды находят в продуктах животного и растительного происхождения, а фосфорорганические и карбаматы - преимущественно в растениях.

Накопление стойких химических веществ в продуктах питания чаще всего связано с нарушением правил и регламента их применения, с завышением рекомендуемых доз препарата, несоблюдением сроков последней обработки растений перед сбором урожая (время ожидания) и др.

Во многих случаях причиной загрязнения пестицидами фуражных культур является выращивание их в междурядьях обработанных садов.

Содержание хлорорганических пестицидов в продуктах животного происхождения может быть связано и с обработкой ими убойного и молочного скота в целях борьбы с эктопаразитами.

Влияние пестицидов на биогеоценозы. Экологическая активность пестицидов зависит от характера экосистемы (целой или ее части), а также от физико-химических свойств используемых препаратов. Пестицидами могут обрабатывать внутренний водоем, используемый для разведения рыбы, земельный участок, на котором выращивают урожай, лесные насаждения, луга, животную или растительную популяцию.

Неблагоприятное воздействие пестицидов на отдельные популяции выражается в уничтожении полезных организмов (главным образом насекомых-опылителей и энтомофагов) и, следовательно, в нарушении стабильности экосистемы с последующим размножением нежелательных для человека видов. Например, отмеченное в ряде стран массовое размножение красного плодового клеща при обработке ДДТ плодовых связывают с гибелью хищных клещей тифлодромид, а кровяной тли - с уничтожением паразита тлиафелинуса. Прекращение применения тех или иных пестицидов может вызвать вспышку размножения вредителей, длительное время угнетаемых пестицидами.

Как уже отмечалось, неблагоприятное воздействие пестицидов в решающей степени зависит от их физико-химических свойств. Длительное время в сельском хозяйстве в качестве химических средств защиты растений применялись главным образом неорганические пестициды, содержащие мышьяк, фтор, ртуть, обладающие чрезвычайно высокой токсичностью. Применяли их с большими предосторожностями и в ограниченном количестве. Вместе с тем пестициды этого класса не обладают способностью накапливаться в организме и довольно быстро разлагаются в условиях внешней среды.

Более значительные нарушения в биогеоценозах отмечаются при систематическом применении стойких высокотоксичных пестицидов, главным образом хлорорганических соединений, особенно препаратов ДДТ и ГХЦГ. Эти препараты, как уже отмечалось, плохо разлагаются в воде и почве, обладают способностью накапливаться в организме растений, животных и поэтому оказывают существенное воздействие на многие стороны биогеоценозов.

Разнообразно влияние остатков пестицидов на представителей фауны. Возможно отравление диких животных при попадании пестицидов на поверхность их тела. Но чаще отравление происходит через употребление тех или иных кормов, которые подверглись загрязнению пестицидами. Целый ряд пестицидов являются мутагенами и способны вызывать мутации в популяциях животных, в результате чего возникают устойчивые к ним формы. Негативное действие пестицидов проявляется в загрязнении питьевых источников воды токсичными веществами и ухудшении санитарного состояния источников воды. Попадая в водоем с сельскохозяйственных угодий при смыве с полей, при сносе пестицидов ветром во время обработки посевов и другими путями, они отрицательно воздействуют на водные микроорганизмы, вызывая отравление рыб и кормовых для них организмов, а остатки гербицидов вызывают снижение продуктивности водных растений.

3. Загрязнение биосферы ядохимикатами.

4. Нарушение природного равновесия экосистем.

5. Значение и экологическая роль удобрений и пестицидов.

· технизации сельского хозяйства (использование машин и техники);

· применение искусственного выведения сортов растений и животных;

· химизация (использование удобрений и ядохимикатов);

· мелиорация (расширение орошаемых земель).

В результате этой революции урожайность зерновых культур возросло в 2-3 раза и вдвое увеличился ассортимент продукции. Более половины пищевых продуктов, которые производятся сейчас, до 1950г. не производилось. Некоторые из развивающихся стран, например Индия, стали удовлетворять свои потребности в зерне путем собственного производства.

Во-первых, резко возросла энергоёмкость сельского хозяйства, на нужды которого расходуется примерно 12% мирового производства нефти.

Во-вторых, примерно десятикратный рост применения азотных и фосфорных удобрений привел к засорению пресных и морских вод.

В-третьих, качество продуктов питания во многих случаях снижается.

В-четвертых, широкое применение пестицидов связано с опасностью отравления людей, как в результате небрежности, так и систематического, ведущего к опасным хроническим заболеваниям.

В-пятых, применение пестицидов ведёт к гибели многих видов высших животных.

Агроэкосистема (агроценоз) –это искусственная экосистема, основные функции (прежде всего продуктивность) которой поддерживаются системой агрохимических мероприятий (вспашка, внесение удобрений, ядохимикатов). Без поддержки человека агроэкосистема быстро распадается, возвращается к естественному состоянию.

Последствия	Причины
Деградация почв	Технизация, химизация, мелиорация
Загрязнение биосферы ядохимикатами	Химизация
Нарушение природного равновесия экосистемы	Искусственное выведение сортов растений и животных.

Деградация почв. Деградацией называют постепенное ухудшение свойств почвы, вызванное изменением условий почвообразования в результате естественных причин. (например, наступление лесов или сухой степи на черноземы) или хозяйственной деятельности человека (неправильная агротехника, загрязнение) и сопровождающееся уменьшением содержания гумуса, разрушением почвенной структуры и снижением плодородия.

Почва - это поверхностный слой земной коры, созданный под совокупным влиянием внешних условий: тепла, воды, воздуха, растительных и животных организмов, особенно микроорганизмов.К факторам почвообразования относятся также рельеф и деятельность человека. Живые организмы способствуют развитию основного свойства почвы – плодородия.

Плодородиемназывают способность почвы обеспечивать растения необходимым количеством питательных элементов, воды и воздуха.Плодородие зависит от запаса питательных веществ – гумуса, содержанием питательных веществ, влагой. В результате применения минеральных удобрений активизируются микроорганизмы, разрушающие гумус, в результате чего плодородие почв снижается.

Пагубное влияние на почву оказывает мелиорация,т. к. происходит засоление и заболачивание земель, нарушается водный баланс.

От агротехники обработки земли зависит степень разрушения верхнего плодородного слоя почвы и эрозии. Даже при правильных севооборотах поля теряют 20 см. почвы за 100 лет. Скорость разрушения почвенного покрова намного превышает скорость почвообразования. За последнее столетие на нашей планете эрозии подверглось около 2 млрд. га поверхности суши. Это 27% обрабатываемых земель.

Почвенная эрозия приобрела всеобщий характер. В России площади самых плодородных земель с содержанием гумуса 10-13% сократились почти в 5 раз.

Результатом деградации почв так же является: нарушение природного равновесия. Основные физические свойства почвы – режим влажности, температуры и аэрации – зависит от механического состава, структуры и плотности почвы. Этим же в значительной степени определяется состав почвообитающих животных и передвигающихся по почве видов.

Загрязнение биосферы ядохимикатами. За последние 50 лет применение минеральных удобрений возросло в 43 раза, пестицидов в 10 раз, что привело к загрязнению отдельных компонентов биосферы: почвы, воды, растительного покрова.

Из-за этого загрязнения обедняется живое население почвы – снижается численность почвенных животных, водорослей, микроорганизмов. Судьба животных, темпы их размножения и биологическая продуктивность тесно связаны с человеческой деятельностью. Примером может служить проблема пестицидов (ядохимикатов). С одной стороны, они спасают урожай, защищают сады, поля и леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков болезней, с другой стороны – разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияющих на здоровье человека.

Ярким примером косвенного влияния на человека загрязнений окружающей среды служит известная история с ДДТ – дихлордифенилтрихлорметилметаном (дуст). Впервые ДДТ был применен для Борьбы с переносчиками малярии и сыпного тифа в Италии в конце второй мировой войны. Затем его стали применять в качестве средства борьбы с вредителями растений. Так, за 25 лет применения на Земле ДДТ (его препараты считались безвредными для человека и теплокровных животных). Однако впоследствии было обнаружено, что он накапливается в пищевых цепях и в организме человека. Например, в США ДДТ был обнаружен в молоке кормящей матери, во многих странах его отложения обнаружены у людей в жировых тканях. Теперь ДДТ снят с производства во всем мире, но в настоящее время еще сохранилось 2/3 рассеянного вещества.

Препараты ДДТ почти не разлагаются. Происходит их медленное накопление в организмах животных и растений, в почве и воде. Накапливаясь в больших количествах, они приобретают высокую токсичность, отрицательно действуя на людей и животных.

Нарушение природного равновесия экосистем.На Земле практически не осталось экосистем, не подвергающихся влиянию человека. Человек создал новые формы домашних животных и культурных растений (высокопродуктивных, морозостойких, засухоустойчивых).

Введение в культуру новых декоративных, лекарственных и иных растений человек обогащает флору той или иной территории. Но наряду с культурными растениями он заносит и сорные. Некоторые из них быстро распространяются и находят новую родину в новых районах, грубо нарушая природное равновесие местных экосистем.

Значение и экологическая роль удобрений и пестицидов.

Питание – это основа жизни любого живого организма, в том числе и растений. Без питания невозможны процессы роста и развития. Важнейшим средством улучшения питания сельскохозяйственных культур является, прежде всего, применение органических и минеральных удобрений.

Почва является основным источником обеспечения с/х. культур питательными веществами. Но запасы питательных веществ в почве значительно превышают потребность в них растений. Однако большая часть их представлена недоступными для растений соединениями.

Удобрения -органические и неорганические вещества, применяемые в сельском хозяйстве и рыболовстве для повышения урожайности культурных растений и рыбопродуктивности прудов.

- минеральные (азот, фосфор, калий)

- органические (перегной, торф, навоз, птичий помёт, …)

- бактериальное (содержащие полезные для растений бактерии)

Минеральные удобрениясодержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец…)

Минеральные удобрения подразделяются на азотные, фосфорные и калийные.

Органические удобрения – это перегной, торф, навоз, птичий помет, различные компосты, органические отходы городского хозяйства (сточные воды, осадки сточных вод, городской мусор), зелёное удобрение. Они содержат важнейшие элементы питания, в основном в органической форме, и большое количество микроорганизмов. Действие органических удобрений на урожай культур сказывается в течение 3-4 лет и более.

Бактериальное удобрение – это препараты, содержащие полезные для растений бактерии. Они способны улучшать питание сельскохозяйственных культур и не содержат питательных веществ.

На сегодняшний день, особую актуальность приобрела проблема применения пестицидов и исследования последствий воздействия пестицидов на природные экосистемы и здоровье людей .

Кроме непосредственного целевого назначения, пестициды оказывают многостороннее негативное влияние на биосферу, масштаб которого сравнивают с глобальными экологическими факторами. Главная опасность пестицидов заключается во вхождении их в биологический круговорот, в процессе которого они поступают в организмы человека и животных. Токсичность пестицидов определена для всех живых организмов, объясняют сходством их главных биохимических процессов и молекулярно-биологической организацией живого. Наиболее выраженные токсическое воздействие на человека и теплокровных животных имеют пестициды хлорорганические и фосфорорганические групп. Особый экологический интерес к пестицидам возник в связи с хронической токсичностью и высокой персистентностью галогенпроизводных фенолов - ДДТ, ДДЕ и ТДЭ, которые чрезвычайно широко применяли в 40-50-х годах 20 века ДДТ, имея широкий спектр действия и значительную устойчивость к распсаду, накапливался в отдельных звеньях трофических цепей в значительных количествах, что приводило к общеизвестным пагубным последствиям. С учетом значительной опасности препарата ДДТ с начала 70-х годов его применение запрещено.

Высокая устойчивость хлорорганических пестицидов к распаду является важной предпосылкой их миграции по профилю почвы, а также в смежные среды (растения, воздух, воду), что представляет опасность для природных экосистем и, соответственно, существование человека. Поэтому экологически важно оценить современное состояние загрязнения почвы гемеробных экосистем остатками пестицидов. Пестициды, попавшие на поверхность почвы, могут вымываться в более глубокие горизонты и грунтовые воды, поступать в водоемы с поверхностным стоком, появляться на поверхности почвы при капиллярном поднятии грунтовых вод или при вспашке с обращением пласта, переходить в атмосферу в результате испарения или пылью при ветровой эрозии почвы, через растения мигрировать в организм животных и человека.

Выяснено, что пестициды подавляют дыхание почвы и процесс нитрификации. Если учесть, что остатки ДДТ в почве травостоя находятся на глубине от 20 до 60 см, то скорость их нисходящей миграции незначительна, что подтверждает плохую растворимость хлорорганических пестицидов в водной среде.

Среди основных негативных экологических последствий применения пестицидов следует выделить следующие:
• способность их накапливаться в почве и переноситься живыми организмами по трофической цепи;
• уменьшают биологическую продуктивность и нормальное функционирование грунтовых микрбиоценозов;
• снижают интенсивность процессов самоочищения почвы;
• способны накапливаться в реках, морях и грунтовых водах;
• угнетают биохимические процессы;

Пестициды, содержащие хлор обладает высокой токсичностью и имеют чрезмерную биологическую активность. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, и таким образом повышает его чувствительность к инфекциям. Степень вредного воздействия зависит также от технологии применения химических средств, способов и кратности обработки почвы или растений. В почве протекает ряд процессов, уменьшающих содержание в нем агрохимикатов. Это биохимическое разрушение препаратов, переход в растение, испарения в атмосферу, вынос поверхностным и внутрипочвенным стоком, фотохимическое разрушение, поглощение и трансформация почвенными организмами. Совокупность этих процессов определяет стабильность агрохимикатов в почве.

Для защиты окружающей среды от негативного воздействия пестицидов необходимо соблюдать все регламенты по применению пестицидов: норм внесения, сроков, способов внесения, также необходимо строго соблюдать ПДК препарата в продукции, почве, воде, рабочей зоне применения препарата. Более глубокое изучение биологических процессов, связанных с выращиванием сельскохозяйственных культур при современном уровне земледелия, исследования популяционной динамики вредных и полезных организмов, совершенствование тактики борьбы за счет более полного использования агротехнического метода, устойчивых сортов, биологических средств позволит сократить применение пестицидов.

Влияние пестицидов и удобрений на экологическое состояние села Глазок и его окрестностей

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Актуальность. В современных условиях представить себе сельское хозяйство без использования удобрений и пестицидов невозможно. Повсеместно происходит все более интенсивная химизация сельского хозяйства. При этом в биосферу ежегодно поступает большое количество различных химических веществ, в том числе пестицидов и удобрений. Поэтому проблема охраны окружающей среды от химических загрязнителей приобретает все большее значение [3].

При такой активной химизации сельского хозяйства наибольший ущерб наносится почве. При неправильном применении минеральных удобрений и пестицидов они наносят сильный экологический ущерб при сомнительном экономическом эффекте. Разные виды и формы минеральных удобрений неодинаково влияют на свойства почв. Внесенные в почву удобрения вступают с ней в сложные взаимодействия. При этом происходят всевозможные химические превращения, которые зависят от таких факторов как свойства удобрений и почвы, погодные условия, агротехника. От того, как происходит превращение отдельных видов минеральных удобрений (фосфорных, калийных, азотных), зависит влияние их на почвенное плодородие [6].

Помимо негативного влияния на окружающую среду, химические вещества, используемые в сельском хозяйстве, оказывают негативное влияние и на здоровье человека. Так, например, пестициды являются токсичными не только для какой-то конкретной группы организмов, но и для всех живых организмов, соприкасающихся с загрязненной территорией. Почти все они токсичны, многие из них обладают концерагенными и мутагенными свойствами.

Неправильное применение удобрений, приводящее к переизбытку питательных веществ, также является очень опасным для человека. Многие химические элементы, попадая в растение путем биологических процессов, трансформируются в ядовитые элементы, или же способствуют их выработке. Многие растения изначально имеют в себе подобные вещества, но их дозы ничтожно малы и никак не отражаются на здоровой жизнедеятельности человека. Свойственно это многим популярным растениям, которые мы употребляем в пищу: укроп, свекла, петрушка, капуста и так далее [1].

Цель и задачи. Цель нашей работы – изучить воздействие пестицидов и минеральных удобрений на окружающую среду и здоровье человека.

Для достижения цели исследования нами были поставлены следующие задачи:

Изучить применение пестицидов сельскохозяйственными предприятиями села Глазок;

Изучить применение пестицидов населением села Глазок;

Изучить применение удобрений сельскохозяйственными предприятиями села Глазок;

Изучить применение удобрений населением села Глазок;

Определить степень загрязнения почвы среды в населенном пункте.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования стали пестициды и минеральные удобрения, применяемые сельскохозяйственными предприятиями и населением села Глазок. Предметом исследования стало влияние пестицидов и удобрений на окружающую среду в селе Глазок и его окрестностях.

Гипотеза. Перед началом исследования нами была выдвинута следующая гипотеза: Пестициды и минеральные удобрения, применяемые сельскохозяйственными предприятиями и населением села Глазок, наносят вред окружающей среде, но этот вред не является критическим и угрожающим здоровью населения.

Теоретическая значимость. В ходе работы были установлены пестициды и удобрения, применяемые сельскохозяйственными предприятиями и населением села Глазок, а также рассмотрено влияние этих химикатов на окружающую среду и здоровье населения.

Практическая ценность. Материалы данной работы могут быть использованы для организации мониторинга состояния окружающей среды в селе Глазок и его окрестностях, для сокращения отрицательного влияния при использовании удобрений и пестицидов, а также при проведении уроков и предметных недель по биологии и ОБЖ в школе.

Методы исследования. Наблюдения в природе, изучение и анализ образцов применяемых удобрений и пестицидов, анкетирование населения.

Сроки проведения исследования. Исследование проводилось с сентября2019 по декабрь 2020 года.

Обзор литературы. Пестициды – химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека и животных. Пестициды относятся к различным классам органических и неорганических соединений. Пестициды – основа химического метода защиты растений, являющегося пока самым эффективным в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками. Они способствуют значительному сокращению потерь в сельском и лесном хозяйстве, деревообрабатывающей промышленности. Затраты на их применение окупаются в 5 – 12 раз [8].

Органические пестициды (биопестициды) – это химикаты естественного происхождения, которые также могут быть воспроизведены в лабораториях для использования в органическом сельском хозяйстве [11].

Также пестициды содержатся в продуктах питания. Всемирная организация здравоохранения создала всеобъемлющий, доступный для каждого обзор пестицидов, содержащихся в пище[4].

Минеральные удобрения – неизбежное следствие интенсивного земледелия. Имеются расчёты, что для достижения желаемого эффекта от применения минеральных удобрений мировое потребление их должно составить около 90 кг/год на человека. Суммарное производство удобрений в этом случае достигает 450 – 500 млн.т/год. В настоящее время мировое производство минеральных удобрений ровно 200 – 220 млн.т/год или 35 – 40 кг/год на человека [9].

Применение удобрений можно рассматривать как одно из проявлений закона увеличения вложения энергии в единицу производимой сельскохозяйственной продукции. Так на начальных этапах применения удобрений прибавку 1т зерна с га обеспечивает внесение 180 – 200 кг азотных туков. Следующая дополнительная тонна зерна связана с дозой удобрений в 2 – 3 раза больше [9].

Имеются данные, что следствием увеличения кислотности почв при применении удобрений (прежде всего кислых азотных) является повышенное вымывание из них кальция и магния. Для нейтрализации данного явления приходится вносить в почву эти элементы [10].

Производство минеральных солей удобрений составляют одну из важнейших задач химической промышленности. В наибольших количествах производятся и потребляются соединения натрия, фосфора, калия, азота, алюминия, железа, серы, меди, хлора, фтора и д.р. Самым крупнотоннажным является производство минеральных удобрений [2].

40%-ная калийная соль получается механическим смешиванием хлористого калия с тонкоразмолотым сильвинитом или каинитом. По составу и свойствам занимает промежуточное положение между сильвинитом и хлористым калием. Содержание K₂O не менее 40%. Содержание хлора и натрия в ней больше, чем в хлористом калии, но меньше, чем в сильвините. Калийная соль наиболее эффективна для сахарной свёклы и кормовых корнеплодов, которые положительно реагируют на натрий и малочувствительны к хлору [6].

Хлористый калий является концентрированным калийным удобрение. Представляет собой белое кристаллическое вещество и легко растворяется в воде. Содержание питательного вещества К₂О находится на уровне 52 – 62%. Хлористый калий применяют на любых почвах как основное удобрение [7].

Глава 1. Методы исследования

Химический анализ ядохимикатов и удобрений. Полное исследование состава ядохимикатов, которое позволяет определить уровень опасности и количественное содержание токсичных веществ. Причём такой анализ поможет увидеть и те примеси, которые образуются в процессе изготовления, полный спектр органических и неорганических соединений, токсичные примеси, наличие нитратов и пестицидов. Для этого нам потребовалось провести несколько способов проведения химического анализа ядохимикатов. В соответствии с химической классификацией пестициды делят на 3 класса.

I. Неорганические соединения – соединения меди, мышьяка (арсениты и арсенаты);

II. Органические соединения (синтезированные и природного происхождения);

III. Металлоорганические соединения (органические соединения ртути и олова).

Представители одного и того же класса, имея сходное химическое строение, могут иметь разнонаправленное действие, обладать иными токсическими свойствами.

На заре применения химических веществ для защиты растений (20-е годы XIX столетия) в число пестицидов входили главным образом вещества неорганической природы, такие, как хлорид двухвалентной ртути, так называемая швейнфуртская зелень, соли меди, сера, серная кислота и ее производные, соли хлорноватой кислоты и многие другие [5].

Крупными недостатками почти всех неорганических пестицидов являются высокая дозировка, отсутствие избирательности действия, стойкость во внешней среде (природе) и потенциальная опасность отравления ими человека, полезных насекомых и животных. Поэтому, начиная с 40-50-х годов прошлого столетия, пестициды неорганической природы начинают постепенно вытесняться высокоактивными органическими соединениями (ДДТ, гексахлоран, тиофос и др.)

Органические синтетические пестициды - самый многочисленный класс, которые подразделяются на классы и подклассы [3].

Классы и подклассы некоторых органических пестицидов

Галогеносодержащие углеводороды

ДДТ и его аналоги, ГХЦГ, гептахлор.

Амины и соли четвертичных амминиевых оснований

Органические соединения фосфора (фосфорорганические препараты – ФОП или фосфорорганические соединения – ФОС)

Метафос, хлорофос, карбафос, фоксим.

Кетоны, спирты, нитрофенолы

Метафос, хлорофос, карбафос, фоксим.

Алифатические, ароматические, ациклические кислоты и их производные

Перметрин, дельтаметри, фенвалерат.

Арилоксиалканкарбоновые кислоты и их производные

2, 4-дихлорфеноксиуксусная кислота.

Производные карбаминовой тио – и дитиокарбаминовых кислот

Обладая выраженной биологической активностью, пестициды могут оказывать токсическое действие на организм животных и человека, что приводит к нарушению работоспособности человека, заболеванию и даже смерти.

Различные классы пестицидов обладают в большей или меньшей степени иммунотоксичностью, эмбриотоксичностью, гепатотоксичностью и другими видами токсичности.

Токсичность пестицидов при введении в желудок крысам позволяет разделить их на 4 группы.Таблица 2.

Классификация пестицидов по токсичности

Эта классификация носит условный характер. При оценке токсичности того или иного вещества, в том числе и пестицида, необходимо, кроме дозы вещества, учитывать его физико-химические свойства, например, способность вещества растворяться в жирах, летучесть и др. физико-химические свойства веществ. С токсичностью тесно связана персистентность вещества, его кумулятивные свойства, способность выделяться организмом (например, ДДТ с молоком), метаболизм.

Классификация пестицидов по способу воздействия на живой организм и растения

· Контактные, которые непосредственно оказывают влияние при соприкосновении с поверхностью объекта.

· Кишечные, оказывают губительное воздействие при попадании внутрь организма вместе с пищевыми продуктами.

· Системные, способны проникать в растения, перемещаться в их тканях и вызывать гибель вредного организма (сорного растения, возбудителя болезни, вредителя) в результате питания.

· Фумигативного воздействия, оказывает губительное воздействие проникая в организм через дыхательные пути.

Причинами острых отравлений пестицидами являются небрежное хранение и транспортировка их с нарушением инструкций, неправильное разбрасывание химических средств борьбы с грызунами, несоблюдение сроков обработки пестицидами [4].

Глава 2 Результаты исследования

Исследование проводилось с сентября 2019 года и закончилось в декабре 2020 года.

Исследование проводилось на территории села Глазок, которое расположено на северо-востоке Мичуринского района Тамбовской области. Тамбовская область расположена в лесостепной зоне, занимая часть Окско-Донской низменности. Рельеф равнинный, преобладающий ландшафт – степной. Небольшие лесные массивы имеются на западе области на территории Мичуринского района. Почвы, характерные для этого района – выщелоченные чернозёмы и серые лесные.

Климат Тамбовской области умеренно – континентальный с устойчивой зимой и преобладанием тёплой нередко полузасушливого характера погодой в летний период. Вегетационный период начинается с переходом средней суточной температуры через -5˚С (15 – 17 апреля) и заканчивается с падением её ниже +5˚С осенью (14 – 18 октября). В ноябре среднесуточная температура опускается ниже 0˚С, промерзает почва, выпадает снег. Количество атмосферных осадков в отдельные годы очень неустойчиво

Данные, приведённые выше характерны и для села Глазок, на территории которого проводилось исследование. Среднемесячные температуры и количество осадков за время исследования в 2019 – 2020 году в целом соответствуют нормальным для данной климатической зоны показателям.

Рельеф равнинный, без значительных возвышений и низменностей. Преобладающий ландшафт степной, но на некотором расстоянии от села расположен лесной массив. В окрестностях села располагаются поля Агро – холдинга РУС-АГРО, на которых и происходит проблема с удобрениями и ядохимикатами.

Толчком к началу работы стало поступление жалоб жителей села Глазок, что данный холдинг замешивают ядохимикаты около домов, а также удушающий запах переносит ветер.

Первым этапом исследование было анкетирование жителей села Глазок (Приложение 1). Его целью являлось определение отношения жителей села к использованию ядохимикатов и удобрений, а также виды химикатов, применяемые жителями на своих приусадебных участках.

В результате этой работы выяснилось, что подавляющее большинство жителей села признает необходимость использование удобрений и химикатов, но считает, что оно должно сопровождаться строгим соблюдением правил техники безопасности и требований Сан. Пин. (рис. 2).

Рис. 2 Отношение населения к применению химикатов

Так же, в ходе анкетирования, мы выяснили, что жители села сами применяют химикаты для борьбы с вредителями растений, и удобрения для повышения урожайности садовых и огородных культур (таблицы 3, 4).

Читайте также: