4.2.4. Трансформация пестицидов в почве, атмосфере и воде
Продолжим обсуждение процессов, протекающих с пестицидами в окружающей природной среде, на примере многих других ХОП, ФОП и пестицидов иных типов.
Многочисленные примеры превращений в природной среде дают ХОП.
Так, технический 1,2,3,4,5,6-гексахлорциклогексан (ГХЦГ, гексахлоран) является смесевым препаратом и включает все 8 возможных стереоизомеров (примерное содержание,%: альфа-изомер - 53-70, бета - 3-14, гамма - 11-18, дельта - 6-10, прочие - 3-5).
Гамма-ГХЦГ (линдан) Альфа-ГХЦГ
Высокоактивный инсектицид гамма-ГХЦГ (линдан), выделенный из смесевого гексахлорана, может превращаться в окружающей среде в другие изомеры, главным образом в альфа-, а также бета-изомеры [30, 486]. Нецелевые изомеры ГХЦГ, являющиеся в отличие от линдана как бы балластом (они слабо влияют на насекомых), будучи внесены в составе смесевого гексахлорана в окружающую среду вместе с линданом, оказывают отрицательное влияние на нее и на человека. Так, альфа-изомер является онкогеном для некоторых видов теплокровных животных, а бета-изомер вызывает хроническую интоксикацию у теплокровных. Альфа-изомер обладает повышенной способностью к проникновению (транслокации) в сельскохозяйственные культуры, бета-ГХЦГ сильнее остальных сорбируется почвой и наиболее устойчив в почве и иных средах. Растения, выращенные на почве, содержащей ГХЦГ, эффективно его аккумулируют. Из растительных кормов он может попасть в молоко коров и другие продукты и далее в пищу человека. Токсичность обоих изомеров усиливается их кумулятивной способностью - они накапливаются в жировых тканях.
Инсектицид гептахлор окисляется в почве в более токсичный эпоксид, способный сохраняться длительное время [10, 19]. Инсектицид альдрин превращается в почве в столь же стойкий дильдрин с сохранением токсичности) [10, 19].
 |
⇒ |  |
⇐ |  |
|
Мирекс |
Кепон |
Келеван |
Еще один пример подобного рода известен для трех инсектицидов класса полихлорциклодиенов – мирекса, келевана и кепона. Мирекс предложен в качестве средства борьбы с муравьями (ЛД50 = 300-600 мг/кг), а келеван – с колорадским жуком (ЛД50 = 255-325 мг/кг). В почве, однако, оба они превращаются в более токсичное соединение - инсектицид кепон (ЛД50 снижается до 95-140 мг/кг) [10].
Дефолиант хлопчатника фолекс (мерфос), относящийся к классу ФОП, умеренно токсичен для млекопитающих. Однако в естественных условиях он окисляется кислородом воздуха с образованием другого, более токсичного для млекопитающих дефолианта - бутифоса (ДЭФ) [10, 81]:
(C4H9S)3P ⇒ (C4H9S)3PO
Для рыб высоко токсичны оба продукта – и фолекс, и бутифос.
Аналогична ситуация в случае инсектицида фозалона (бензофосфата). К гидролизу в кислой и щелочной среде он достаточно устойчив [10], однако при действии окислителей тионовая сера окисляется с образованием соответствующего тиофосфата – более токсичного Р=О – аналога фозалона [28]. И только это вещество распадается до нетоксичных продуктов [10, 28].
Трефлан
Обращаясь к пестицидам других классов, отметим, что при деградации в почве трефлана (трифлуралина) – гербицида, широко применяемого при обработке хлопчатника, сои, подсолнечника и т.д. – возникает целый «букет» метаболитов. При этом часть из образующихся 28 веществ обладает и более высокой устойчивостью, и более значительной антимикробной активностью, чем сам трефлан. Характер превращений определяется не только типом почв, но и влажностью и температурой [487]. Санитарно-эпидемиологическая служба России запретила использование трефлана после многих лет применения – лишь в 1994 г.
Основные реакции превращения системного инсектоакарицида алдикарба (темика) - наиболее токсичного из пестицидов, применявшихся в СССР (ЛД50=0,93 мг/кг) и запрещенного лишь в 1986 г., – это окисление и гидролиз. В почве алдикарб разрушается наиболее полно. На схеме, подготовленной по [30], в скобках приведены данные по острой токсичности продуктов для крыс (ЛД50, мг/кг). Большинство метаболитов малотоксично, исключение составляют сульфоксид и сульфон, относящиеся к высокотоксичным (и стабильным) соединениям, хотя сульфон более чем в 50 раз менее токсичен по сравнению с алдикарбом. Сульфон (алдоксикарб) предложен в качестве почвенного инсектицида [10].
Один из отрицательных эффектов гербицида пропанида связан с его превращением непосредственно в почве в диоксиноподобные вещества [488], о чем было известно еще с 1970 гг.[489].
Помимо разобранных ситуаций, когда превращения пестицидов осуществляются как бы помимо желания людей, существуют и иные, когда человек перенес часть необходимых ему химических процессов непосредственно в природную среду.
Стерилизатор почв карбатион (вапам, N-метилдитиокарбамат натрия) может действовать одновременно в качестве фунгицида, нематоцида и гербицида [10-12, 17]. Способ его воздействия на мишени, однако, не совсем обычен. Сам карбатион, выпускаемый в виде 40%-ного водного раствора, умеренно токсичен (ЛД50 составляет 285 мг/кг для белых мышей и 820 мг/кг для крыс [10]), однако при разложении он выделяет метилизотиоцианат (МИТ), чья токсичность в среднем в 2-2,5 раза выше:
CH3NHCSSNa ⇒ CH3NCS + NaSH
Карбатион МИТ
Разработчики рекомендуют поливать почву, обработанную карбатионом, водой, с тем чтобы выделяющийся из влажной почвы МИТ уже делал свое фумигирующее дело. К сожалению, карбатион нестоек при хранении, разлагаясь с образованием все того же МИТ прямо на складе, причем отравление людей возможно как при вдыхании паров МИТ, так и при его поступлении через кожу. Вот почему ПДК карбатиона установлена для воздуха рабочей зоны, в частности для теплиц, именно по МИТ (0,1 мг/м3).
Возможно или нет медленное отравление человека малыми дозами МИТ - дело того будущего, которое человек уготовил себе, предоставив этому веществу бесконтрольно возникать в природе в процессе сельскохозяйственных работ. Впрочем, дело не исчерпывается только этим, поскольку в организме теплокровных карбатион распадается по другому пути – с образованием токсичного сероуглерода.
Таким образом, естественно ожидать в будущем новых и новых сообщений о таких типах превращений пестицидов в природной среде, которые будут сопровождаться непрогнозировавшимися последствиями. Среди них могут оказаться и необратимые. Предугадать последствия подобного «новаторства» практически невозможно.
| « Назад | Оглавление | Вперед » |