ГЛАВА 8. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПЕСТИЦИДАМИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Любая деятельность, связанная с применением пестицидов, ведет к опасному ухудшению среды обитания человека. Пестициды оказались одним из главных факторов загрязнения окружающей природной среды в XX веке.
НЕКОТОРЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПЕСТИЦИДОВ
Персистентность – устойчивость, сохраняемость молекул пестицида в окружающей среде. Определяется временем распада молекул пестицида на 95% или же 50% (в последнем случае – это период полураспада пестицида). По персистентности пестициды даже однотипного действия могут существенно отличаться друг от друга.
Транслокация – переход пестицида из одного материального субстрата в другой (из почвы в растение, из кормов в ткани животных, из воды и пищевых продуктов в ткани человека и т.д.). Обычно используемые значения коэффициента транслокации (Ктр.), полученные для стандартных условий, плохо отражают фактический перенос пестицида (в реальных условиях процесс может идти и слабее, и сильнее, чем в стандартных). Ктр. могут серьезно изменяться не только для пестицидов, далеких по функциям и химическому строению, но и для относительно близких.
Кумуляция – накопление пестицида в каком-либо объекте. Различают кумуляцию материальную и физиологическую. Первая характеризует способность организма накапливать сами молекулы токсиканта, поступающие с пищей, водой, воздухом или через кожу. Вторая – способность к накоплению «эффекта» при многократных воздействиях яда. Коэффициент кумуляции (Ккумул.) сильно изменяется у разных пестицидов.
Летучесть, растворимость и т.д. определяют поведение пестицида в природной среде. Летучие пестициды особенно опасны для людей, связанных с их использованием или находящихся в зоне обработки. Пестициды, хорошо растворимые в воде, способны быстро загрязнять самые глубокие водные горизонты.
Лишь небольшая часть любого используемого пестицида попадает в мишень. Остальное же количество поступает в воздух, почву, поверхностные и подземные воды.
В зависимости от физико-химических свойств пестицидов загрязнение ими окружающей среды приобретает локальные (10-15 км от источника) или региональные (до 250-300 км от источника) масштабы. Есть целые группы пестицидов, рассеивание которых в природной среде приобрело глобальный характер – они разносятся через потоки воздуха в верхних слоях атмосферы и даже в стратосфере по всему миру [79].
ПЕСТИЦИДЫ И ПРИРОДА
«Полностью исключить непроизводительные расходы пестицидов, а тем более снос их за пределы обрабатываемых площадей невозможно» (выделено нами - авторы).
Из книги Е.А.Антонович и др. «Безопасное использование пестицидов в
условиях интенсификации сельскохозяйственного производства». 1988 г. [18].
В связи со все меньшими расходами действующего вещества – до граммов на гектар – ультрамалообъемное и малообъемное опрыскивание сталкивается с серьезными трудностями при практическом применении: необходимость образования мелких капель при внесении пестицида резко увеличивает снос пестицидов от того места, где они применяются. При наземном и авиационном способах применения до 70% вещества обычно уносится с обрабатываемого участка [26].
Оценки количеств ХОП, ФОП и других пестицидов, которые не достигают мишеней в местах их использования, а попадают в природную среду, различны. Обычно только около 3% примененных гербицидов и инсектицидов достигает цели, остальное количество теряется, попадая в почву, на растения и животных, которые не являются мишенями, в водоемы [1]. Доля «работающих», т.е. попадающих на виды-мишени, гербицидов составляет от 5 до 40% от примененного количества [452]. По другим расчетам, видов-мишеней достигает не более 0,1% от использованных пестицидов, остальные рассеиваются в окружающей среде [409].
Многолетний опыт масштабного использования пестицидов в СССР, как и в других странах, приводит к важному заключению: несмотря на все усилия специалистов ограничить распространение пестицидов, контакт с ними большого числа людей неизбежен.
Рассмотрим несколько подробнее причины, заставляющие считать пестициды одним из самых мощных и чрезвычайно опасных глобальных факторов химического загрязнения Земли.
8.1. Загрязнение воздуха
Еще М.В.Ломоносов писал, что «ежели где чего убудет, присовокупится в другом. Се всеобщий закон«. Пестициды и их стабильные производные, не достигшие мишеней, воздушными потоками переносятся в сферу обитания людей и иных представителей живой природы, которым они не предназначались.
Это так называемое первичное загрязнение воздушной среды. При авиационном опрыскивании потери ФОП за счет сноса частиц раствора составляют в среднем 82%, но могут доходить до 99% [18]. Соответственно, используемый пестицид обнаруживают на расстоянии 2-4 км от места применения (показано на примере полихлорпинена) [531]. Известен случай нахождения инсектоакарицида антио в 85 км от места авиационной обработки [532].
Дальность распространения аэрозоля пестицида при наземных способах опрыскивания тоже значительна: при штанговом (ручном) опрыскивании капли раствора пестицида находят на расстоянии до 500 м, а при вентиляторном (с автомашины) – до 2000 м от точки их применения [18].
Распространение облака ХОП с помощью мощного аэрозольного генератора (МАГ) позволяет сократить расход пестицидов в десятки раз в сравнении с авиационным распылением. Однако при этом нет возможности управлять аэрозольной волной. При обработке полей ДДТ и гамма-ГХЦГ с использованием МАГ (против «вредителей» зерновых — зерновой совки и триаса) аэрозольное облако распространялось гораздо дальше, чем хотелось его создателям. Табл.8.1 демонстрирует, что начиная с 1 км от места выпуска по крайней мере до 5 км концентрация ХОП остается выше ПДК даже для рабочей зоны (не говоря уж о том, что на самом деле нужно использовать много более жесткие нормы для воздуха населенных пунктов). Из опыта работы с МАГ известно, что созданное им аэрозольное облако может разноситься на расстояния до 30 км [533].
Таблица 8.1. Содержание ДДТ и гамма-ГХЦГ в атмосферном воздухе при прохождении аэрозольного облака [533]
|
Расстоние от МАГ, м |
Метеорологические условия |
Расход,
г/га |
Концентрация ХОП, мг/м3 |
|||
|
Температура воздуха, oC |
Скорость движения |
Градиент | ДДТ | ГХЦГ | ||
|
500 |
27,4 |
2,1 |
+1 |
200 |
1,2 |
0,12 |
|
1000 |
28,5 |
0,4 |
+0,8 |
200 |
0,64 |
0,05 |
|
2000 |
26,0 |
1,2 |
+0,3 |
200 |
0,3 |
0,026 |
|
5000 |
22,6 |
1,8 |
+0,5 |
200 |
0,26 |
0,019 |
Характер распространения пестицидов в окружающей среде определяется множеством факторов, в том числе способом применения, уровнем дисперсности частиц, метеорологическими условиями и т.д. При авиационном и вентиляторном опрыскивании капли размером до 100 мкм испаряются в воздухе еще до осаждения на почве и растениях [534]. При этом важно подчеркнуть, что дальний воздушный перенос пестицидов может не обязательно быть связанным с авиаобработкой. Известен, в частности, случай распространения РОП, использовавшегося для протравливания посевного материала, на расстояние до 2 км [26].
В целом воздушная масса с относительно высокой концентрацией ряда пестицидов (например, метилмеркаптофоса, бутифоса, фосфамида, гранозана, ДДТ, севина) распространяется до 10 км от места применения, т.е. всегда существенно выходит за пределы предусмотренной правилами санитарно-защитной зоны. Дальность распространения такой волны загрязнения заранее установить невозможно [535].
Вторичное загрязнение атмосферного воздуха вызывается переходом пестицидов в пар с поверхности растений и почвы или же путем распространения их в адсорбированном виде на пылевидных частицах.
При определенных условиях до 50% таких высоко летучих ХОП, как ДДТ, альдрин, дильдрин, может перейти в атмосферу в течение недели после обработки. ДДТ испаряется с обработанных полей со скоростью 10-50 кг/га в год в зависимости от температуры, влажности и движения воздуха [536].
В результате перехода пестицидов в пары на второй и третий день после опрыскивания концентрации ФОП могут быть выше, чем в первый [535].
Наиболее актуальной проблема загрязнения воздушной среды оказалась для среднеазиатских республик СССР, где интенсивное применение ФОП и ХОП для защиты хлопчатника осложнялось расселением жителей вблизи хлопковых полей и открытой, поверхностной (арычной) системой питьевого водоснабжения, климатическими условиями и т.д. [58].
В табл.8.2 приведены шокирующие результаты изучения типичных концентраций наиболее широко употребительных в Таджикистане пестицидов в 1970 гг. Видно, что во всех без исключения местах оказывалось многократное (вплоть до 250-кратного) превышение ПДК.
Таблица 8.2. Средние данные о содержании пестицидов в воздухе рабочих зон и атмосфере населенных пунктов Таджикистана (по данным докторской дис. А.Якубова, Душанбе, 1980 г.) [275]
|
Зоны |
Концентрация пестицида, мг/м3 |
|||
|
(на уровне дыхания) |
Метилмеркаптофос (раствор) |
Интратион (раствор) |
ГХЦГ (дуст) |
ДДТ (дуст) |
|
Воздух рабочей зоны |
|
|
|
|
|
Кабина самолета |
0,55 |
0,43 |
5,6 |
- |
|
Заправочный пункт (аэроплощадка) |
0,37 |
0,84 |
5,4 |
- |
|
Сигнальщики |
1,44 |
0,76 |
4,6 |
- |
|
Трактористы |
0,9 |
1,1 |
- |
3,6 |
|
Ручное опрыскивание |
- |
1,08 |
- |
4,7 |
|
Обработанные поля |
0,23 |
0,36 |
0,38 |
0,26 |
|
ПДК [52] |
0,1 |
0,1 |
0,01 |
0,1 |
|
Воздух населенных пунктов |
0,17 |
0,25 |
- |
- |
|
ПДК [52] |
0,001 |
0,001 |
0,03 |
0,001 |
Изучение проблемы загрязненности атмосферного воздуха в Узбекистане меркаптофосом и бутифосом [537] показало, что в первый день после обработки среднесуточная концентрация этих ФОП составляла десятые доли мг/м3 на расстоянии 500-1000 м от края обработанного поля и сотые доли – на расстоянии более 3500 м. Авторы заключили, что атмосферный воздух может быть источником непрофессионального воздействия ФОП на людей и что санитарно-защитная зона между поселком и полями хлопчатника не должна быть меньше 1000-1500 м (что в реальных условиях практически невозможно).
Приведем еще один пример вторичного загрязнения воздушной среды: через 4-7 суток бутифос был обнаружен в 1 км от места применения, карбофос и метафос оказались на 6-7-е сутки в 700-1000 м от места использования [58].
Представление о содержании некоторых пестицидов в атмосферном воздухе ряда регионов в конце 1960 гг. дает табл.8.3. Хотя вопрос о степени достоверности этих данных остается открытым, видно, что серьезных различий в загрязненности воздуха в городской и сельской местности не существовало.
При анализе загрязнения воздуха пестицидами различных классов важно учитывать оба аспекта - не только процесс переноса в неизмененной форме, но и результаты преобразований пестицидов в атмосфере.
Один из путей трансформации пестицидов в атмосфере – фотолиз. В ряде случаев при фотохимическом окислении образуются стабильные продукты, длительное время сохраняющиеся в окружающей среде. Кроме фотохимических превращений для понимания путей трансформации пестицидов важно также учитывать такие процессы, как гидролиз и окисление.
Таким образом, зная известные особенности пестицидов и реальные масштабы их применения, естественно заключить, что распространение пестицидов в опасных концентрациях в атмосфере на огромных территориях неизбежно.
Таблица 8.3. Среднесуточное и максимально разовое содержание пестицидов в атмосферном воздухе населенных пунктов [535]
|
Страна |
Зона загрязнения |
Концентрация пестицида, мг/м3 |
||||
| Смесь ФОП | Метилмер-каптофос | Бути-фос | Фосф-амид | ДДТ,
ГХЦГ |
||
| Узбекистан | Общая | 0,10 | 0,10 | 0,05 | 0,002 | |
| 0,26 | 0,26 | 0,06 | 0,004 | |||
| Городская | 0,13 | 0,10 | 0,05 | 0,003 | ||
| 0,26 | 0,26 | 0,08 | 0,006 | |||
| Сельская | 0,10 | 0,085 | 0,05 | 0,147 | 0,002 | |
| 0,24 | 0,152 | 0,06 | 0,24 | 0,006 | ||
| Азербайджан | Общая | 0,05 | ||||
| 0,09 | ||||||
| Городская | 0,004 | |||||
| 0,01 | ||||||
| Сельская | 0,003 | 0,017 | ||||
| 0,005 | 0,05 | |||||
| Украина | Городская | 0,007 | ||||
| 0,09 | ||||||
| Сельская | 0,0001 | 0,002 | ||||
| 0,002 | 0,04 | |||||
| « Назад | Оглавление | Вперед » |