Экология: биология взаимодействия. 6.06. Проблема пестицидов

 

6.05. Проблема обеспечения продовольствием

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 6. Экология человека и охрана природы

6.07. Проблема обеспечения энергией

6.06. Проблема пестицидов

Развитие сельского хозяйства в последние десятилетия тесно связано с использованием возрастающего количества пестицидов («ядохимикатов»).

«Применение пестицидов широкого спектра действия чревато «возрождением» вредителей, то есть появлением их после обработки в большем, чем до нее, количестве. Это обусловлено тем, что препарат убивает не только вредителей, но и хищников, уничтожавших их. Хороший пример такого рода — использование ДДТ для борьбы с гусеницами репной белянки, или просто репницы (Pieris rapae), паразитирующей на брюссельской капусте. Сначала обработки ДДТ давали заметный эффект, но постепенно обилие вредителей стало даже выше, чем на контрольных (неопрыскиваемых) участках. Разница была даже более выраженной при повторных применениях ДДТ для «подавления» новых вспышек численности вредителя. Анализ агроэкосистемы показал, что концентрация пестицида в листьях, которые объедают гусеницы, быстро снижается за счет общего роста зеленых частей капусты. Однако уровень ядохимиката в почве остается высоким, особенно если в нее запахиваются послеуборочные остатки растений. В результате гусеницы, вылупляющиеся из яиц, отложенных на листья после обработки, страдают слабо, зато численность их главных врагов — жужелиц (Harpalus rufipes) и сенокосцев (Phalangium opilio) — снижается. Меньше страдая от хищников, вредители существенно повышают свои шансы на выживание, что не компенсируется даже ядохимикатом. Дальнейшее его применение только ухудшает ситуацию» (Материал из Википедии — свободной энциклопедии, 2007).

К сказанному следует добавить, что, поскольку «вредителями» становятся быстро размножающиеся виды животных, для многих из них регистрируется возникновение устойчивости к используемым пестицидам с последующим широким распространением устойчивых форм. Решают эту проблему переходом к использованию новых, более эффективных пестицидов.

В целом можно сказать, что применение пестицидов вначале приводит к скачку урожайности, за которым следует ее снижение.

Одной из опасных особенностей пестицидов (как и многих других загрязнителей) является их способность концентрироваться при передаче по трофическим цепям. Особенно хорошо этот эффект был изучен на примере ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтана), первого пестицида, который получил широко распространение. Инсектицидные свойства ДДТ были открыты в 1938 г. (за это открытие была присуждена Нобелевская премия). После II мировой войны ДДТ стал почти панацеей от всех бед, связанных с насекомыми. Почти полное уничтожение вшей в развитых странах — результат его применения. Увы, со временем начали проявляться и неблагоприятные последствия от его использования.

ДДТ и продукты его распада способны накапливаться в жировых тканях. Так, при исследовании одного из водоемов были зарегистрированы следующие значения концентрации ДДТ (в ppm — весовых частях на миллион):  вода — 0,00005; планктон — 0,04; рыбы — от 0,2 до 2 (хищные); цапля — 3,5; яйцо скопы — 6; баклан — 26 (Одум, 1975). Как можно убедиться, по мере перехода ко все более высоким трофическим уровням происходит концентрирование (биологическое накопление) загрязнителя в биомассе. Накопление ДДТ в яйцах крупных птиц приводит к нарушению кальциевого обмена и повышенной ломкости скорлупы. Распространение ДДТ по трофическим цепям привело к загрязнению им всей биосферы; например, он вызвал поражение скорлупы яиц пингвинов в Антарктиде, где никогда не применялся.

«В грудном молоке кормящих матерей в США содержится в 4 раза больше ДДТ, чем допускается санитарными нормами для коровьего молока. В США это комментируют следующим образом: «Если бы материнское молоко находилось в другой упаковке, его вообще не разрешили бы пускать в продажу» (В. Эйхлер, 1993).

В результате выяснения путей передачи ДДТ и накопления его в организмах производство и употребление этого вещества было запрещено. Специалисты указывают, что ДДТ не является более опасным, чем другие пестициды, которые продолжают использоваться. ДДТ просто не «повезло» — он оказался первым пестицидом, вред которого оказался хорошо изучен.

В целом можно сказать, что применение пестицидов приводит к следующим неблагоприятным последствиям:

— развитие устойчивости у вредителей;

— возрождение вредителей и вторичные вспышки их численности;

— рост затрат на производство продовольствия;

— уничтожение естественных регуляторов численности вредителей;

— неблагоприятное действие на среду и здоровье человека.

Частичным решением проблемы пестицидов является использование нестойких, быстро разрушающихся в естественной среде пестицидов. Полным — использование биологических мер борьбы с «вредителями», в том числе:

— использование естественных врагов;

— использование культур, устойчивых к поражению растительноядными насекомыми;

— выпуск искусственно стерилизованных самцов (такие самцы спариваются с «дикими» самками, которые в результате этого не оставляют потомства);

— агротехнические методы борьбы (изменение параметров среды: санитарно-гигиенические мероприятия, изменение агротехники, севооборот, поликультура, таможенный контроль и т.п.);

— использование природных соединений, влияющих на «вредителей», — гормонов, привлекающих веществ (аттрактантов) и т.д.

Пестицид — достаточно широкое понятие, обозначающее любое вещество, которое используется для уничтожения вредителей или сорняков. К пестицидам относятся инсектициды, бактерициды, фунгициды, акарициды, зооциды (нацеленные на грызунов), немациды (направленные против моллюсков), гербициды (средства против сорняков). Некоторые наиболее распространенные категории пестицидов таковы.

Фосфорорганические соединения (ФОС): хлорофос, карбофос, метилнитрофос, авенин, метилацетофос и т.д. Нейротропные яды. Легкое отравление — головная боль, потливость, вялость, бессонница. Далее — страх, депрессия, поражение органов пищеварения и дыхания. Хроническое отравление — токсическая неврастения, вегетососудистая дистония. Часты поражения психики — раздражительность, нарушения памяти, снижение интеллекта.

Хлорорганические соединения: ДДТ, ГЧЦГ (гексахлорциклогексан), гептахлор, хлориндан-полихлорпинен, полихлоркамфен, хлорбензол. Высокостойки, жиро­растворимы, способны накапливаться в организмах (в липидных средах, откуда они не переходят в воду). Мощный канал выведения (и заражения) — с грудным молоком. Наиболее чувствительна нервная ткань и сердечная мышца. Хроническое отравление — головная боль, головокружения, мурашки в конечностях, боль в печени, нарушения пищеварения.

Ртутьорганические соединения: гранозан, меркурам, меркургексан. Предназначение — протравка зерна. Отравления возможны при краже зерна. С поедающими зерно птицами и рыбой из водоемов, куда стекает вода с полей, ртуть в форме метилртути распространяется по экосистемам. Вызывают разнообразные нарушения обмена. Хроническое отравление: эмоциональная нестойкость, головная боль, головокружение, ухудшение памяти, бессонница, утомляемость, потливость, дрожание пальцев рук.

Карбаматы: севим, тиурам, цирам, цинеб — продукты карбаминовой кислоты и ее производных. Не очень токсичны, близки по действию к ФОС, канцерогенны, обладают очень широким действием.

Нитрофенольные соединения: нитрофен, динитрофен — продукты обработки каменноугольных фенолов. Острое отравление — синдром «теплового удара», хроническое — эйфория, сонливость, головна боль, потливость, дерматозы.

Медьсодержащие препараты: медный купорос, сульфат меди, бордосская смесь, хлороокись меди, трихлорфенолят меди. Фунгициды и протравки. Поражения ЖКТ, органов дыхания, дерматиты.

Некоторые другие токсиканты, хотя и не относятся к пестицидам, экологически оказываются достаточно сходны с ними. К их числу относятся такие вещества.

Нитраты (нитриты) — чаще всего результат избыточного или неправильного удобрения почв. Нитриты связываются с оксигемоглобином, получается метгемоглобин. Летальная доза — от 3,5 г нитрата натрия. Хронические отравления проявляются вялостью и депрессией, в больших дозах нитриты поражают почки, печень, ЦНС, ЖКТ.

Свинец. Главный источник — тетраэтилсвинец, применяемый для повышения октанового числа бензина, полиграфическое оборудование, радиозащита (много свинца рассеяно после аварии на ЧАЭС). Легко поглощается в виде пыли. Депонируется в тканях, особенно в костях. Протоплазматический токсин. Повышает возбудимость мозга. Ранние симптомы — темные полосы на передних зубах. Поздние — свинцовая энцефалопатия.

— Другие тяжелые металлы: ртуть, цинк, марганец, хром, никель, кадмий и пр.

6.05. Проблема обеспечения продовольствием

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 6. Экология человека и охрана природы

6.07. Проблема обеспечения энергией