Метаболизм пестицидов в почве

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Красноярский государственный аграрный университет»

Институт агроэкологического менеджмента

 

Кафедра общего земледелия

 

Дисциплина земледелие

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

 

МЕТАБОЛИЗМ ПЕСТИЦИДОВ В ПОЧВЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы ЭБ-32		Соболь К.Г.
	(подпись)
Принял к.с.-х.н., доцент		Бекетова О.А.
	(подпись)

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2011

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

1. Современное состояние  почвенного покрова

2. Пестициды:

2.1 Общие сведения

2.2 Классификация пестицидов

2.3 Гербициды

3. Применение пестицидов

4. Поведение пестицидов в почве

4.1 Адсорбция пестицидов

4.2 Миграция пестицидов

4.3 Разложение пестицидов

5. Выявление загрязнения  почв

6. Последствия применения пестицидов

7. Защита почв от загрязнения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Мы привыкли так часто употреблять фразы типа "Земля - наше главное богатство" или "Земля - наша мать кормилица", что порой и не задумываемся об их истинном значении. А ведь плодородные земли, подаренные человеку, - это действительно сокровище, не менее, а даже более ценное, чем угольные пласты, нефтяные залежи, золотые жилы. Поэтому защита и сохранение среды, в которой мы живет - это задача номер один человечества.

На сегодняшний день в мире существует много экологических проблем, начиная от исчезновения некоторых видов растений и животных, заканчивая угрозой вырождения человеческой расы. На данный момент в мире существует много теорий, в которых большое внимание уделяется нахождению наиболее рациональных путей их решения. Но, к сожалению, на бумаге все оказывается значительно проще, чем в жизни.

Во многих странах проблема экологии стоит на первом месте, но, увы, не в нашей стране, по крайней мере, раньше. Но сейчас ей начинают уделять все больше внимания, принимаются новые экстренные меры.

Земельные ресурсы играют большую роль в агропромышленном комплексе России. В настоящее время земельные ресурсы сильно истощены, причина тому - экология и связанные с ней проблемы. В данной работе сделана попытка изучить одну из наиболее важных на сегодняшний день проблем землепользования – загрязнение почв пестицидами и обозначить некоторые пути ее решения.

Почвенный покров вместе с его микромиром играет роль универсального биологического сорбента, тарификатора и нейтрализатора загрязнений, минерализатора различных органических веществ. Свойства почвы во многом определяются составом и численностью населяющей ее микрофлоры и микрофауны, устойчивостью почвенных микроорганизмов к внешним воздействиям, в том числе и к воздействию пестицидов. Бесконтрольное применение пестицидов может уже при жизни нашего поколения вызвать необратимые качественные сдвиги в среде обитания человека.

Согласно данным американских ученых, по степени загрязнения биосферы пестициды в целом занимают 9-е место после промышленных загрязнений газами, ртутью, свинцом, кадмием, нефтью и фосфатами – главным загрязнителем вод в реках и озерах. Тем не менее необходимо располагать системой мероприятий, позволяющей свести к минимуму или совершенно исключить одно из нежелательных последствий применения пестицидов – загрязнение почвенного покрова.

 

1. Современное состояние почвенного покрова

 

Почвенный покров Земли играет решающую роль в обеспечении человечества продуктами питания и сырьем для жизненно важных отраслей промышленности. Использование с этой целью продукции океана, гидропоники или искусственно синтезируемых веществ не может, по крайней мере в обозримом будущем, заменить продукцию наземных экосистем (продуктивность почв). Поэтому непрерывный контроль за состоянием почв и почвенного покрова – обязательное условие получения планируемой продукции сельского и лесного хозяйства.

Вместе с тем почвенный покров является естественной базой для поселения людей, служит основой для создания рекреационных зон. Он позволяет создать оптимальную экологическую обстановку для жизни, труда и отдыха людей. От характера почвенного покрова, свойств почвы, протекающих в почвах химических и биохимических процессов зависят чистота и состав атмосферы, наземных и подземных вод. Почвенный покров – один из наиболее мощных регуляторов химического состава атмосферы и гидросферы. Почва была и остается главным условием жизнеобеспечения наций и человечества в целом. Сохранение и улучшение почвенного покрова, а, следовательно, и основных жизненных ресурсов в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства, развития промышленности, бурного роста городов и транспорта возможно только при хорошо налаженном контроле за использованием всех видов почвенных и земельных ресурсов.

Почва является наиболее чувствительной к антропогенному воздействию. Из всех оболочек Земли почвенный покров – самая тонкая оболочка, мощность наиболее плодородного гумусированного слоя даже в черноземах не превышает, как правило, 80-100 см, а во многих почвах большинства природных зон она составляет всего лишь 15-20 см. Рыхлое почвенное тело при уничтожении многолетней растительности и распашке легко подвергается эрозии и дефляции.

При недостаточно продуманном антропогенном воздействии и нарушении сбалансированных природных экологических связей в почвах быстро развиваются нежелательные процессы минерализации гумуса, повышается кислотность или щелочность, усиливается соленакопление, развиваются восстановительные процессы – все это резко ухудшает свойства почвы, а в предельных случаях приводит к локальному разрушению почвенного покрова. Высокая чувствительность, уязвимость почвенного покрова обусловлены ограниченной буферностью и устойчивостью почв к воздействию сил, не свойственных ему в экологическом отношении.

Даже чернозем потерпел за последние 100 лет весьма существенные изменения, вызывающие тревогу и обоснованные опасения за его дальнейшую судьбу. Все в более широких масштабах проявляется загрязнение почвы тяжелыми металлами, нефтепродуктами, детергентами, усиливается влияние азотной и серной кислот техногенного происхождения, ведущие к формированию техногенных пустынь в окрестностях некоторых промышленных предприятий.

Для примера можно привести статистику загрязнения почв пестицидами в отдельных регионах России:

 

Регион	Доля проб почв, загрязненных выше ПДК, %	Пестицид
Центрально-черноземный район	15	Сумма ДДТ
Московская область	10	Сумма ДДТ
Иркутская область	90	2.4-Д
Волгоградская область	>90	Трефлан
Новосибирская область	Отдельные зоны до 20-192 ПДК	Сумма ДДТ
Ростовская область	10	Сумма ДДТ
	30	Трефлан
Краснодарский край	10	Сумма ДДТ
	64	Трефлан

 

Из этой таблицы видно что предельно допустимая концентрация внесения пестицидов в почву превышена, например, в Волгоградской области (>90%).

Восстановление нарушенного почвенного покрова требует длительного времени и больших капиталовложений.

 

2. Пестициды

 

2.1 Общие сведения

Пестициды – это в основном органические соединения с малым молекулярным весом и различной растворимостью в воде. Химический состав, их кислотность или щелочность, растворимость в воде, строение, полярность, величина и поляризация молекул – все эти особенности вместе или каждая в отдельности оказывает влияние на процессы адсорбции-десорбции почвенными коллоидами. Принимая во внимание названные особенности пестицидов и сложный характер связей в процессе адсорбции-десорбции коллоидами они могут быть разделены на два больших класса: полярные и неполярные, а не вошедшие в эту классификацию, например, хлорорганические инсектициды – на ионные и неионные.

Пестициды, которые содержат кислотные или основные группы, либо ведут себя при диссоциации как катионы, составляют группу ионных соединений. Пестициды, не обладающие ни кислой, ни щелочной реакцией составляют группу неионных соединений.

На характер химических соединений и способность почвенных коллоидов к адсорбции и десорбции оказывает влияние: природа функциональных групп и групп замещения по отношению к функциональным группам и степень насыщенности молекулы. На адсорбцию молекул пестицидов почвенными коллоидами значительное влияние оказывает характер молекулярных зарядов, причем определенную роль играет полярность молекул. Неравномерное распределение зарядов увеличивает диссиметрию молекулы и ее реактивность.

Почва в основном выступает в качестве преемника пестицидов, где они разлагаются и откуда постоянно перемещаются в растения или окружающую среду, либо в качестве хранилища, где некоторые из них могут существовать много лет спустя после внесения.

 

2.2 Классификация пестицидов

К пестицидам (от лат. реstis - зараза, caedo - убиваю) относится комплекс химических препаратов, предназначенных для борьбы с животными и растениями - это различные инсектициды, гербициды, фунгициды и т.п. Подобные вещества в больших количествах поступают почти во все экосистемы.

В зависимости от характера использования пестициды разделяются на следующие группы:

Гербициды - для борьбы с сорными растениями

Альгициды - для уничтожения водорослей и другой водной растительности

Арборициды - для уничтожения нежелательной древесной и кустарниковой

растительности

Фунгициды - для борьбы с грибными болезнями растений

Бактерициды - для борьбы с бактериями и•бактериальными болезнями

Инсектициды - для борьбы с вредными насекомыми

Акарициды - для борьбы с клещами

Зооциды - для борьбы с грызунами

Лимациды - для борьбы с моллюсками

Нематоциды - для борьбы с круглыми червями

Афициды - для борьбы с тлями

К пестицидам относятся также химические средства торможения роста растений, препараты для удаления листьев (дефолианты) и подсушивания растений (десиканты).

 

2.3 Гербициды

Наиболее обширную группу веществ среди пестицидов как по масштабам практического применения (40-50%, так и по ассортименту выпускаемых препаратов (около 40%) составляют гербициды, (от лат. herbum- трава, caedo - убиваю).

По характеру действия на растения гербициды делятся на две подгруппы:

1. Сплошные, действующие на все виды растений; такие гербициды применяются для уничтожения нежелательной растительности вокруг промышленных объектов, на лесных, вырубках, в питомниках, каналах, водоемах, обочинах шоссейных дорог и т.д.

2. Избирательные (селективные)„ опасные для одних видов растений и безопасные для других; используются для уничтожения сорняков в агроценозах.

Деление условно, так как одни и те же вещества в зависимости от применяемых концентраций и норм расхода на единицу обрабатываемой площади могут проявлять себя и как сплошные, и как избирательные гербициды.

 

3. Применение пестицидов

 

Применение пестицидов резко снижает потери урожаев сельскохозяйственных культур, сокращает затраты в сельском хозяйстве в 2-3 раза, позволяет ежегодно экономить сельскохозяйственную продукцию на 10-12 млрд.р. Высокая экономическая эффективность пестицидов обусловливает неуклонный рост масштабов их применения. Годовое производство пестицидов в мире к настоящему времени превысило 2 млн.т; мировой ассортимент пестицидных препаратов насчитывает более 100 тыс. наименований на основе более чем 700 химических веществ, принадлежащих к самым различным классам органических и неорганических соединений.

Признавая несомненный положительный эффект химического способа борьбы с сорной растительностью, следует учитывать возможное побочное действие гербицидов на другие компоненты природных экосистем: животный мир, культурные и полезные дикорастущие растения, атмосферу, почвы, водоемы. Нежелательные последствия возникают чаще всего при систематической обработке больших площадей и связаны с появлением как токсикологических, так и экологических проблем. Наибольшую опасность представляют стойкие пестициды и их метаболиты, способные накапливаться и сохраняться в природной среде до нескольких десятков лет. При определенных условиях метаболиты пестицидов могут образовывать метаболиты второго порядка, роль, значение и влияние которых на окружающую среду во многих случаях остаются неизвестными.