5.2 Загрязнение остаточными количествами пестицидов

Пестициды - ядохимикаты, применяемые для уничтожения вредных организмов, животных, растений, бактерий, грибов.

Пестициды включают обширную группу химических веществ различных классов и химической природы. В общей массе загрязняющих веществ доля пестицидов невелика - всего 0,2 %. Но они опасны высокой биологической активностью, сохраняясь в почве, они могут по пищевым цепям попасть в продукты питания. Пестициды влияют на все звенья системы почва - корма - животные - продукция - человек. Помимо прямого действия они могут создавать метаболиты, опасность которых во много раз выше исходных веществ (Мотузова Г.В., 2007).

Проблема загрязнения почвы остаточными количествами пестицидов связана в основном с применением хлорорганических препаратов и отдельных классов гербицидов, остаточные количества которых, вследствие их высокой персистентности сохраняются длительное время в почве, где их широко использовали с нарушением рекомендаций по их применению.

Такие хлорорганические пестициды (ХОП), как ДДТ и ГХЦГ в течение нескольких десятилетий занимали одно из первых мест по масштабам использования в сельском хозяйстве России. ХОП устойчивы к высокой температуре, солнечной радиации, действию сильных кислот и щелочей. Они характеризуются прочностью химических связей, слабой растворимостью в воде. Эти свойства определяют длительное сохранение препаратов в окружающей среде (период полураспада в почве 10-15 лет), способны циркулировать в природе и распространяться на большие расстояния, активно накапливаться в трофических цепях.

Фосфорорганические пестициды (карбофос, фосфамид, метафос и др.) и производные карбамидной кислоты в почве распадаются сравнительно быстро, менее чем за 5 месяцев, не образуют токсичных метаболитов (Черников В.А., 2000).

Пестициды вносят непосредственно в почву, или они попадают туда с протравленными семенами, а также в результате смыва с поверхности растений выпадающими осадками (Гогмачадзе Г.Д., 2010).

При внесении в почву пестициды подвергаются многочисленным влияниям биотического и небиотического характера, которые определяют их дальнейшее поведение, трансформацию и, в конечном счете, минерализацию. Направление и скорость превращения молекул пестицидов обусловлены химической природой действующего вещества, типом почвы, состоянием и активностью ее биоты, характером внешних воздействий на почвенный покров (агротехнические и мелиоративные приемы) (Орлов Д.С., 2002).

Из почвенных и климатических факторов в наибольшей мере со скоростью детоксикации коррелируют температура, влажность почвы, и количество осадков (Сычев В.Г., 2006). В зоне умеренного климата основное количество токсикантов в большинстве случаев локализуется в слое 0-30 см. Проникновение незначительного количества пестицидов на большую глубину до 50-80 см и в отдельных случаях до 100--120 см, наблюдалось, как правило, в почвах, характеризующихся легким гранулометрическим составом и низким содержанием гумуса, в условиях избыточного увлажнения, а также при увеличении доз или при многократном применении пестицидов. Сравнительная глубина проникновения отдельных пестицидов в пределах каждого из классов органических соединений в значительной мере зависит от степени поглощения их почвой и растворимости (Овчинникова М. Ф., 1987).

Содержание органического вещества в почве может двояко влиять на процессы детоксикации. Органическое вещество повышает адсорбцию пестицидов, что приводить к снижению скорости их детоксикации. Это обстоятельство наиболее существенно для пестицидов, которые способны улетучиваться из почвы. Если же деградация пестицида происходит в основном за счет микробиологического процесса, тогда органическое вещество стимулирует процесс детоксикации.

Пестициды растворяются в почвенном растворе и при перемещении в более глубоки слои адсорбируются на почвенных частицах. В периоды интенсивного испарения воды с поверхности почвы пестициды могут перемещаться из более глубоких слоев к поверхности с капиллярной водой (Сычев В.Г., 2006).

Растворимые в воде и липидах пестициды способны поступать через кутикулу и корневую систему вглубь тканей растений. При этом остаточные количества их накапливаются в жировосковом покрытии растений, в таких условиях они могут длительно сохраняться в неизменном виде (Баранников В.Д., 2005). Примерно 70% применяемых соединений попадает в организм человека с мясом, молоком и яйцами, а 30% - с растительной пищей. Наиболее часто в пищевых продуктах содержатся остаточные количества дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) и изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦГ). Пестициды могут влиять на обменные процессы в растениях, что сказывается на химическом составе и пищевой ценности продукции (Агроэкология, 2000).

Резко уменьшая разнообразие видов в экосистеме, пестициды отрицательно влияют на почвенную биоту, снижая почвенное плодородие. Так, в пойменных почвах Нечерноземья до недавнего времени было до 300 экз. земляных червей на 1 м². Сейчас их численность сократилась в десятки и сотни раз.

Все пестициды вызывают депрессию процесса азотфиксации. При интенсивном использовании отмечается стерилизация почвы: например, в некоторых районах Индии и Индонезии при выращивании сахарного тростника известны случаи доминирования фитопатогенных микроорганизмов в результате чрезмерной химической нагрузки на почву.

Пестициды изменяют содержание различных макро- и микроэлементов в растениях, что изменяет их вкусовые качества (Агроэкология, 2000).

Пестициды подавляют биологическую активность почвы, являются мутагенами, ухудшают качество растениеводческой и животноводческой продукции, отрицательно влияют на здоровье людей. На земном шаре прямое отравление пестицидами каждый год поражает 2 млн га и уносит до 50 тыс. жителей (Баранников В.Д., 2005).

В соответствии с программой Общегосударственной службы контроля за загрязнением природной среды в почвах пахотных угодий повсеместно и регулярно предполагается определение содержания пестицидов, гербицидов и других загрязняющих веществ органической природы, а именно: ДДТ и его метаболиты (ДДД, ДДЭ), гексахлорциклогексан (ГХЦГ), триазиновые гербициды (симазин, атразин, прометрин, котофор) (Почвенно-экологический мониторинг …, 1994).

Определение остаточных количеств пестицидов (ОКП) проводят в почвенных пробах, которые представляют наиболее характерные поля и участки. Особое внимание уделяют полям с интенсивным применением пестицидов, участкам полей, на которых технологически могут быть внесены повышенные количества препаратов (место заправки емкостей, развороты техники, движение техники, движение техники на подъем и т.п.), участкам с пониженным рельефом местности и др. Содержание ОКП проводят методом газожидкостной хроматографии по официально утвержденным методикам. Результаты определения оценивают путем сопоставления с нормативами допустимого содержания пестицидов в почве (предельно допустимыми концентрациями -- ПДК) (Методические указания…, 2003).