О токсичности пестицидов. Четыре группы пестицидов.

Токсичность пестицидов:

Способность химического вещества в определённом количестве вызывать отравление организма называется токсичностью. Мерой токсичности является доза - количество вещества (в граммах или миллиграммах), вызывающее отравление. Доза выражается в единицах массы пестицида по отношению к единице массы, объёма, площади. Различают летальную, сублетальную и пороговую дозы пестицидов.

 

Летальная, или смертельная доза - это наименьшее количество ядовитого вещества, вызывающее гибель организма.

Сублетальная доза - это количество яда, вызывающее серьёзные нарушения функций организма, но не приводящее к смерти.

Пороговая доза - это количество яда, вызывающее значительные изменения в организме.

Эффект действия пестицидов для исследуемых организмов (спор, насекомых и так далее) определяют по их гибели или по наиболее характерным признакам отравления (изменению массы, роста, снижению репродуцирующей способности и так далее) и выражают в процентах. 

Показатели токсичности обозначают буквенными символами: СД (смертельная доза), ЛД (летальная доза), СК (смертельная концентрация) и ЕД (эффективная доза) с указанием эффекта.

Если эффект действия пестицида учитывают по количеству погибших объектов, то используют показатели СД, ЛД, СК. 

В практике о токсичности пестицидов судят по усреднённой характеристике, чаще всего по дозам, вызывающим 50 %-й эффект (СД₅₀, СК₅₀). Токсичность пестицидов определяют опытным путём.

Показатели токсичности используют при определении норм расхода пестицидов и при их гигиенической характеристике.

На токсичность пестицидов влияют многие факторы. Прежде всего токсичность препарата определяется наличием в нём отдельных химических элементов или групп (меди, ртути, серы и других). Токсичность пестицидов зависит от количества в них ядовитого (действующего) вещества. Чем больше в препарате содержится действующего вещества, тем выше его токсичность. На токсичность пестицидов оказывает влияние строение молекул, изменение которого может повысить или ослабить токсичность. Одним из факторов, влияющих на токсичность, является продолжительность контакта действующего вещества с организмом. Токсичность пестицидов зависит также от их физико-химических свойств: размера и формы твёрдых частиц, растворимости, стойкости, летучести, гигроскопичности.

На токсичность пестицидов влияют и условия внешней среды: температура и влажность. С повышением температуры токсичность химических веществ в большинстве случаев возрастает. Увеличение влажности приводит, как правило, к понижению токсичности. Токсичность пестицидов в значительной мере зависит от биологических особенностей вредных организмов. Один и тот же фунгицид может оказывать высокое токсическое действие на одни виды возбудителей болезней и быть совершенно нетоксичным для других. Например, фунгициды, содержащие в составе медь, токсичны для многих видов ржавчинных грибов и нетоксичны для мучнисторосяных.

Вредные организмы в разных стадиях развития проявляют неодинаковую чувствительность к пестицидам. Так, одни и те же фунгициды являются токсичными для конидиальной стадии грибов и малотоксичны или совсем нетоксичны для покоящихся стадий (хламидоспор, склероциев, телиоспор).

Все факторы, влияющие на токсичность пестицидов, используют при установлении их ЛД, норм расхода и концентраций.

Концентрация и норма расхода:

В практике защиты растений применяют и часто путают понятие дозы, или дозировки, с нормой расхода и концентрацией. 

Рабочие составы, применяемые для защиты растений, редко представляют собой чистое действующее вещество. Чаще всего они содержат в своём составе определённое количество действующего вещества и различные вспомогательные вещества (наполнители, смачиватели, прилипатели и так далее). Содержащееся в рабочем составе количество действующего вещества должно обеспечивать гибель вредного организма и не оказывать отрицательного действия на защищаемое растение.

Концентрация - это количество действующего вещества или препарата в рабочем составе, вызывающее гибель вредного организма. Она выражается в процентах, массовых или объёмных единицах действующего вещества (концентрация по действующему веществу) или препарата (концентрация по препарату), содержащихся в определённом количестве рабочего состава.

Норма расхода - это количество действующего вещества, препарата или рабочего состава, необходимое для обработки единицы площади, объёма или отдельного объекта. Нормы расхода пестицидов указываются в ежегодно составляемом каталоге «Государственный каталог пестицидов, разрешённых к применению на территории Российской Федерации». Завышение рекомендованных норм расхода препаратов может оказать отрицательное действие на растения, а также привести к накоплению пестицидов в окружающей среде и получаемой продукции.

Действие пестицидов на живые организмы и окружающую среду:

Действие пестицидов на биоценозы, в том числе и на лесные биогеоценозы, сложно и многообразно. Систематическое применение пестицидов вызывает частичное уничтожение насекомых-опылителей, муравьёв, водных беспозвоночных, птиц, почвенной флоры и фауны, способствует появлению у вредных организмов (фитопатогенных грибов, насекомых) устойчивости к действию пестицидов.

Попадая в почву, пестициды изменяют состав её микрофлоры. Пестициды в основном быстро разлагаются в почве и вследствие этого их влияние на почвенную флору и фауну незначительно. Установлено, что почвенные фунгициды и фумиганты отрицательно действуют на большинство представителей почвенной микрофлоры. Но, подавляя одни виды, они могут стимулировать развитие других. Например, карбатион подавляет развитие всех почвенных микроорганизмов, кроме актиномицетов. Хлорпикрин снижает количество грибов в почве, которое впоследствии восстанавливается, но при этом изменяется их видовой состав. После фумигации почвы преобладающим видом в ней часто становится гриб Trichoderma viride - это сильный антагонист возбудителей полегания и корневой губки.

Действие пестицидов на почвенные микроорганизмы (положительное и отрицательное) изменяет плодородие почвы, что сказывается на последующих звеньях геоценоза.

Действие пестицидов на растения:

Оно может быть положительным или отрицательным в зависимости от свойств пестицида, применяемой нормы расхода, видовых и возрастных особенностей защищаемых растений, условий внешней среды.

Отрицательное действие на растения проявляется при неправильном применении пестицидов. Повышение норм расхода пестицидов приводит к серьёзным нарушениям обмена веществ, что выражается в угнетении роста и развития, повреждении и даже гибели растений. Повреждающее (фитонцидное) действие пестицидов на растения проявляется в образовании ожогов. Повреждённые листья и хвоя приобретают бурый или коричневый цвет и отмирают.

Применение пестицидов в небольших дозах оказывает стимулирующее действие на растения: повышает всхожесть и энергию прорастания семян, усиливает рост и развитие растений.

Пестициды должны быть токсичными для вредных организмов и безвредными для растений. Для определения пригодности препарата к применению пользуются хемотерапевтическим индексом, который характеризует сравнительную токсичность пестицидов для вредных организмов и защищаемых растений.

Хемотерапевтический индекс - это отношение минимальной дозы действующего вещества, убивающей вредный организм (С), к максимальной дозе, безвредной для защищаемого растения. Препарат пригоден в том случае, если отношение

C : t < 1.

Действие пестицидов на человека и теплокровных животных:

Химические вещества, применяемые для защиты растений, в большинстве случаев токсичны для человека и теплокровных животных. Они могут проникать в их организм через дыхательные пути, кожу, желудочно-кишечный тракт, накапливаться в отдельных органах тела (печени, почках, лёгких, сердце). В местах накопления пестициды подвергаются существенным изменениям (метаболизму). Продукты метаболизма, как правило, менее токсичны, чем исходные вещества, но могут быть и более токсичными. От скорости метаболизма зависит концентрация пестицидов в организме и степень их влияния на него. Пестициды вызывают острые или хронические отравления в тех случаях, когда организм не способен обеспечить своевременный вывод или разрушение пестицида.

Острое отравление происходит при поступлении в организм сразу больших доз действующего вещества. Оно сопровождается резким нарушением функций и нередко кончается смертью.

Хроническое отравление наблюдается при систематическом поступлении малых доз действующего вещества, способных накапливаться в организме. Оно не приводит организм к гибели, но вызывает его ослабление и нарушение функций. Хроническому отравлению способствует загрязнение внешней среды пестицидами, наличие остаточных количеств пестицидов в продуктах питания.

В действии пестицидов на человека различают пороговую, токсическую и смертельную дозы. 

Токсичность пестицидов для человека устанавливается в опытах на крысах. Доза, вызывающая гибель 50 % животных, называется средней смертельной и обозначается как СД₅₀ или ЛД₅₀. 

По этому показателю все пестициды делятся на четыре группы (определённое количество миллиграммов на 1 кг массы):

I - сильнодействующие - ЛД₅₀ меньше 50;

II - высокотоксичные - ЛД₅₀ от 50 до 200;

III - среднетоксичные - ЛД₅₀ от 200 до 1000;

IV - малотоксичные - ЛД₅₀ превышает 1000.

Препараты, относящиеся к группе сильнодействующих, используются очень редко и с большими ограничениями.