Abstrakt vědeckého článku o průmyslových biotechnologiích, autor vědeckého článku — Shevkoplyas-Guryeva N.A., Sivkova G.A.
Antropogenní faktor má dnes obrovský vliv na přírodu. Jedním z aspektů je používání pesticidů. Celá třída těchto sloučenin je škodlivá pro životní prostředí, ale jejich racionální používání výrazně zvyšuje výnos plodin, takže naléhavým úkolem je jejich aktualizace s ohledem na snížení škodlivých účinků na přírodu.
Podobná témata vědeckých prací o průmyslových biotechnologiích , autor vědecké práce — Shevkoplyas-Guryeva N.A., Sivkova G.A.
Používání pesticidů a jejich vliv na životní prostředí a lidské zdraví
1. ročník magistra Fakulty biologie a chemie, Birsk pobočka Bashkir State University
Kandidát chemických věd, docent katedry biologie, ekologie a chemie Birsk pobočka Bashkir State University
POUŽÍVÁNÍ PESTICIDU A DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ A LIDSKÉ ZDRAVÍ
Antropogenní faktor má dnes obrovský vliv na přírodu. Jedním z aspektů je používání pesticidů. Celá třída těchto sloučenin je škodlivá pro životní prostředí, ale jejich racionální použití výrazně zvyšuje výnos zemědělských plodin, takže nutnost jejich aktualizace s ohledem na snížení škodlivých účinků na přírodu je naléhavým úkolem.
Klíčová slova: pesticidy, znečištění, toxicita, ochrana, ochrana zdraví.
Pesticidy jsou složité chemické látky, které se primárně používají k hubení škůdců v zemědělství. Téma pesticidů je akutní a aktuální v naší době, kdy je planeta na pokraji ekologické katastrofy [2]. Naštěstí v poslední době lidé stále více začínají věnovat pozornost světu, který je obklopuje, starat se o něj a přispívat a přispívat k blahu svého vlastního zdraví.
Pesticidy jsou klasifikovány podle mnoha vlastností a znaků. Jejich nejčastější systemizace zahrnuje skupiny, jako jsou insekticidy, herbicidy, fungicidy a zoocyty.
V roce 1948 byla P. G. Mullerovi udělena Nobelova cena za objev účinku DDT (1,1,1-trichlor-2,2-bis (4-chlorfenylethan)) na hmyz, který byl přenašečem nemocí nebezpečných pro lidské zdraví – tyfu a malárie. Po několika desetiletích však přišla na svět i druhá stránka – škodlivý vliv na životní prostředí.
V současné době je výroba a používání organochlorových sloučenin v zemědělství omezena na minimum. Proti škůdcům a chorobám plodin se používají pesticidy a argochemikálie, což jistě usnadňuje pěstování. Jejich použití drasticky snižuje ztráty na výnosech plodin, snižuje náklady v zemědělství 2-3krát a umožňuje ušetřit zemědělské produkty o 10-12 miliard rublů ročně. Vždy se ale vyplatí pamatovat na rizika a nežádoucí účinky. Jen málo zemí sleduje používání pesticidů. Všechny požadavky jsou převzaty do směrnice Evropského parlamentu a Rady Evropské unie [1].
Hlavním místem hromadění pesticidů je půda a odtud se do rostlin a prostředí dostávají škodlivé látky. Pesticidy – jemně rozptýlené látky – procházejí v půdě řadou fází biotické i nebiotické povahy, restrukturalizací struktury a nakonec i mineralizací.
V současné době dochází v důsledku intoxikace organochlorovými sloučeninami k prudkému poklesu počtu ptáků, zejména dravců. Po potravním řetězci jsou masožravci v prekérnější pozici, protože jejich stádium má vysokou koncentraci pesticidů.
Znečištění životního prostředí zástupci pesticidů se projevuje v následujících faktorech:
– fyzikálně-chemické vlastnosti sloučeniny a její koncentrace;
Jak se sloučenina dostala do těla?
– jak dlouho probíhal přímý kontakt s toxinem;
– individuální charakteristiky organismu [3].
Téměř všechny druhy pesticidů ovlivňují kardiovaskulární systém. Například arytmie a v těžkých případech i změna složení krve (hustota, chemické složení). Krev kvůli tomu neplní svou hlavní funkci – přenos O2 do buněk a CO2 z buněk. To může vést k onemocněním, jako je anémie – nedostatek O2 v buňkách.
Pro snížení koncentrace pesticidů se pracuje na zlepšení produkce. Například při atmosférickém znečištění zemin existuje možnost odstranit horní vrstvu, kde je koncentrace škodlivých látek nejvyšší, a zasypat ji.
Vápnění půd a optimalizace minerální výživy rostlin regulací složení a dávek hnojiv snižuje toxický účinek jednotlivých prvků. Jednou z hlavních podmínek ochrany půd před biocidním znečištěním je tvorba a používání méně toxických a méně perzistentních látek a jejich vnášení do půdy v malých dávkách.
Navzdory nebezpečí, které představují pesticidy, byly tyto látky vytvořeny, aby pomáhaly. Veškeré škody, které pesticidy způsobují, jsou způsobeny jejich iracionálním používáním lidmi. Při dodržení všech sanitárních a hygienických norem budou negativní vedlejší účinky pesticidů a všechna rizika s nimi spojená minimalizována. Seznam použité literatury:
1. Směrnice Evropského parlamentu a Rady EU, kterou se stanoví právní rámec pro činnosti Společenství za účelem dosažení environmentálně udržitelného používání pesticidů [Elektronický zdroj] https://www.fumigaciya.ru/sites/default/files/public/ strana/2011-09/ 14/directivano2009128es.p
2. Nikolaykin N.I., Nikolaykina N.E., Melekhova O.P. Ekologie. Drop Moskva 2008
Rogozin, M. Yu. Ekologické důsledky používání pesticidů v zemědělství / M. Yu. Rogozin, EA Beketova. – Text: přímý // Mladý vědec. – 2018. – č. 25 (211). – S. 39-43. — URL: https://moluch.ru/archive/211/51593/ (datum přístupu: 28.03.2023).
Jsou zvažovány hlavní způsoby a důsledky dopadu pesticidů používaných v zemědělství na životní prostředí. Bylo zjištěno, že používání pesticidů v zemědělství má škodlivý vliv na životní prostředí. Dochází k závěru, že celkový účinek používání pesticidů se snižuje na snížení druhové diverzity. Byly identifikovány některé způsoby, jak snížit negativní dopad pesticidů na životní prostředí.
Klíčová slova: pesticidy, toxické účinky, zemědělství, problémy životního prostředí, životní prostředí.
Zemědělství je jedním z hlavních odvětví hospodářství, které je významným zdrojem zásobování obyvatelstva potravinami, zpracovatelský průmysl surovinami a také silným faktorem ovlivňujícím životní prostředí. Podle úrovně antropogenní zátěže patří toto odvětví podle vědců mezi lídry. Značné škody na životním prostředí byly způsobeny používáním těžké techniky, vysokou koncentrací výroby, rekultivací a chemizací.
Kdysi, díky vynálezu pesticidů – syntetických chemikálií, které se v posledních desetiletích používaly po celém světě k usnadnění péče o plodiny a ke zvýšení výnosů plodin, došlo v zemědělství k významnému průlomu v řešení potravinových problémů. Tyto látky se však okamžitě dostaly na seznam vysoce toxických látek a začaly být doprovázeny příslušným označením: „Život nebezpečné!“, „Nebezpečné!“, „Pozor!“
International Pesticide Action Network poprvé v roce 1998 vyhlásila 3. prosinec jako Den bez použití pesticidů, aby zvýšila povědomí o problémech vznikajících při výrobě a používání nebezpečných chemikálií, chránila lidi a životní prostředí před negativními účinky pesticidů a připomínala Bhópál. katastrofa.
Environmentální rizika v agroekosystémech jsou spojena se zaváděním pesticidů, přípravků na ochranu rostlin a systémů zpracování půdy. Pod environmentálním rizikem rozumíme pravděpodobnost výskytu události, která má nepříznivé důsledky pro přírodní prostředí. S ohledem na pesticidy lze tento pojem interpretovat jako pravděpodobnost jejich environmentální nebezpečnosti (především toxicity) v reálných podmínkách prostředí a aplikačních předpisech.
Expozice pesticidům se týká výskytu nežádoucích účinků u necílových druhů (druhů, na které se v případě aplikace pesticidů necílí) v důsledku expozice. Pesticidy jsou chemikálie používané k hubení plevelů, škůdců, různých plísní, ektoparazitů domácích zvířat, přenašečů nebezpečných chorob lidí a zvířat. Více než 98 % postřikovaných insekticidů a 95 % herbicidů dosáhne necílových cílů, protože takové produkty jsou postřikovány nebo rozšiřovány na zemědělská pole. Pesticidy mohou být aplikovány do vodního prostředí a přenášeny větrem do jiných oblastí, pastvin, sídel a dalších oblastí. Problémy také vyplývají ze špatných postupů při výrobě, přepravě a skladování pesticidů. Opakovaná aplikace postupem času zvyšuje odolnost vůči škůdcům a její dopad na jiné druhy může pomoci k opětovnému zavlečení populace škůdců. [2]
Každá třída pesticidů má specifický soubor environmentálních problémů. Tyto nežádoucí účinky vedly k zákazu mnoha pesticidů (např. aldrin, dieldrin, DDT atd.), zatímco jiné pesticidy podléhají předpisům zaměřeným na omezení a/nebo snížení jejich používání. Postupem času se pesticidy stávají méně perzistentními a druhově specifičtějšími, což snižuje jejich ekologickou stopu. Navíc se snížilo množství aplikovaných pesticidů na hektar, v některých případech až o 99 %. Globální rozšíření používání pesticidů, včetně zastaralých pesticidů, které byly v některých jurisdikcích zakázány, se však celkově zvýšilo [4].
Pesticidy ovlivňují životní prostředí a ekosystémy, což vede ke snižování biologické rozmanitosti, zejména ničením plevelů a hmyzu, které jsou důležitými prvky potravního řetězce. Kromě toho mají pesticidy negativní účinky na lidské zdraví, a to jak přímým působením, tak nepřímo prostřednictvím hromadění reziduí v zemědělských produktech a pitné vodě. Pesticidy mají kromě zamýšleného účelu také negativní dopad na biosféru, jejíž rozsah je srovnáván s globálními faktory životního prostředí. Na národní i mezinárodní úrovni se zkoumají techniky ke snížení potřeby pesticidů, např. ekologické zemědělství, biologické metody ochrany rostlin.
Používání pesticidů může vést k takovým negativním důsledkům, jako je snížení biologické produktivity, narušení fungování půdních mikrobiocenóz, hromadění reziduí pesticidů a jejich derivátů v povrchových vodách a podzemních vodách, překážka obnovy úrodnosti, snížení nutričních hodnot. hodnota zemědělských produktů a podobně.
Pesticidy mají významný dopad na vymírání druhů, které opylují rostliny, a to i prostřednictvím mechanismu poruchy včelstev [5]: dělnice náhle zmizí z úlu. Aplikace pesticidů na plodiny v období květu může vést k úhynu včel [11], které opylují rostliny.
Pesticidy poškozují mnoho živočišných druhů, což vede více zemí k regulaci používání pesticidů prostřednictvím vývoje a provádění akčních plánů pro biologickou rozmanitost. Zvířata se mohou otrávit zbytky pesticidů zanechaných na potravinách. [7]
Podle US Fish and Wildlife Service zabijí pesticidy ve Spojených státech ročně 72 milionů ptáků [3]. Orli bělohlaví jsou běžným příkladem necílových organismů, které jsou ovlivněny používáním pesticidů v zemědělství. Existuje také nebezpečí, že některé pesticidy přicházejí v granulované formě. Divoká zvěř jedí tyto pelety a mylně si je pletou s obilnými produkty. K zabití malého ptáka může stačit několik pelet pesticidu [3].
Organická sloučenina paraquat, což je pesticid, při postřiku na ptačí vejce způsobuje abnormality růstu embryí a snižuje počet kuřat. Herbicidy mohou ohrozit ptačí populace tím, že omezí jejich stanoviště [12].
V důsledku působení pesticidů se některé z hlavních zdrojů potravy volně žijících živočichů mohou stát nedostupnými, což způsobí pohyb zvířat, změnu jejich stravy nebo hladovění. Zbytky pesticidů se mohou pohybovat potravním řetězcem; například ptáci mohou být poškozeni pojídáním hmyzu a červů, kteří konzumují pesticidy [3]. Žížaly tráví organickou hmotu a zvyšují obsah živin v ornici. Slouží jako bioindikátory půdní aktivity. Pesticidy mají škodlivý vliv na růst a rozmnožování žížal. Některé pesticidy se mohou v průběhu času bioakumulovat nebo nahromadit na toxické úrovně u druhů, které je konzumují.
Znečištění pesticidy také ovlivňuje ryby a další vodní biotu. Povrchový odtok pesticidů v řekách a potocích může být smrtelný pro vodní život, někdy vede k úhynu všech ryb v určitém toku [4]. Aplikace herbicidů na vodní plochy může vést k úhynu ryb, když se mrtvé rostliny rozpadají a spotřebovávají kyslík z vody, což způsobí, že se ryby udusí a zemřou. Herbicidy, jako je siřičitan měďnatý, jsou toxické pro ryby a další vodní živočichy v koncentracích podobných těm, které se používají k hubení rostlin. Opakované vystavení subletálním dávkám některých pesticidů může vést k fyziologickým změnám a změnám chování, které snižují populace ryb (např. opuštění hnízd a plodů, snížená imunita vůči nemocem, snížená schopnost vyhýbat se predátorům).
Pesticidy se mohou hromadit ve vodních útvarech na úroveň, která ničí zooplankton, hlavní zdroj potravy pro mladé ryby [4]. Pesticidy mohou také zabíjet hmyz, který je pro některé ryby hlavním zdrojem potravy, nutí ryby, aby se při hledání potravy pohybovaly dále a vystavovaly je většímu riziku, že je uloví predátoři. Čím rychleji se daný pesticid v životním prostředí rozkládá, tím menší hrozbu pro vodní život představuje. Insekticidy jsou obecně pro vodní organismy toxičtější než herbicidy a fungicidy.
Největší problém neutralizace toxických průmyslových odpadů včetně pesticidů představují látky (produkty) zařazené do skupiny perzistentních organických polutantů (POP). Tyto látky jsou sloučeniny, které odolávají degradaci a zůstávají tak v životním prostředí po mnoho let. Několik výše uvedených pesticidů, včetně aldrinu, chlordanu, DDT, dieldrinu, endrinu, heptachloru, hexachlorbenzenu, mirexu a toxafenu, je považováno za POPs. Některé POPs mají schopnost těkat a cestovat vzduchem na dlouhé vzdálenosti. Takové chemikálie mohou být bioakumulativní a biomagnizovatelné a mohou se biokoncentrovat (tj. stát se koncentrovanějšími) až 70000 11krát vyšší než jejich původní koncentrace [XNUMX]. POPs mohou ovlivnit necílové organismy v prostředí.
Intenzita škodlivých účinků závisí na technologii aplikace pesticidů, způsobu pěstování půdy nebo pěstování rostlin. V půdě probíhá řada procesů, které snižují obsah agrochemikálií v ní. Jedná se o biochemickou destrukci přípravků, přechod v rostlinu, výpar do atmosféry, odstranění povrchovým a vnitřním splachem půdy, fotochemickou destrukci, absorpci a přeměnu půdními organismy. Kombinace těchto procesů určuje stabilitu agrochemikálií v půdě. Pesticidy jsou adsorbovány půdními a humusovými částicemi, hromadí se v půdních organismech, jsou chemicky nebo biologicky ničeny a prosakují až do hladiny podzemních vod.
Vysoká odolnost pesticidů vůči hnilobě je důležitým předpokladem pro jejich migraci půdním profilem i do přilehlých médií (rostliny, vzduch, voda), což představuje nebezpečí pro přírodní ekosystémy. Proto je ekologicky důležité posoudit aktuální stav kontaminace půdy rezidui pesticidů. Pesticidy, které dopadly na povrch půdy, mohou být smyty do hlubších horizontů a podzemních vod, vnikají do vodních útvarů povrchovým odtokem, objevují se na povrchu půdy při kapilárním vzlínání podzemní vody nebo při orbě, přecházejí do atmosférického vzduchu v důsledku výparu nebo s prach při větrné erozi půdy, přes rostliny migruje do těla zvířat a lidí [5].
S cílem snížit používání pesticidů se po celém světě objevila praxe obracet se na přírodní prostředky pro hubení škůdců. Některé zemědělské hospodářské subjekty využívají zejména ptáky a jiné obratlovce k odstrašení škůdců a jiných invazních druhů od plodin. Studie Michigan State University zveřejněná v roce 2018 v časopise Agriculture, Ecosystems and Environmen ukazuje jeden z nejlepších příkladů této praxe.
Podle integrační bioložky z Michiganské státní univerzity Katherine Lindel, která studii vedla, „. obratlovci konzumují četné škůdce plodin a snižují škody na životním prostředí“ [1].
Například Lindell a její postgraduální student již dříve provedli výzkum o tom, jak do zahrad Michiganu přinést více poštolek hubících hmyz. Zakládání hnízdních budek v třešňových sadech a borůvkových polích přilákalo malé sokoly, nejběžnějšího dravce ve Spojených státech. Perní lovci konzumují různé druhy poškozující úrodu, včetně kobylek a hlodavců. V třešňových sadech poštolka výrazně snížila početnost plodožravých ptáků.
V Indonésii poskytují ptáci a netopýři služby prevence škůdců v hodnotě mnoha milionů dolarů. Na indonéských kakaových plantážích byl v důsledku jejich „aktivit“ zdokumentován nárůst výnosu o téměř 300 $ na akr [9]. Na Jamajce ptáci konzumující kávového škůdce „ušetřili“ odhadem 18 až 126 dolarů za akr ročně. Ve Španělsku se v důsledku výstavby plotů v blízkosti rýžových polí zvýšila populace netopýrů, což vedlo ke snížení počtu škůdců [9].
Na Novém Zélandu se pěstitelům vinné révy podařilo udržet a zvýšit populaci sokola novozélandského, který byl na pokraji vyhynutí, usazením do nížinných vinic. Došlo tak k záchraně populace ohroženého druhu a záchraně vinic.
Tyto studie ukazují oboustranně výhodnou situaci: zvýšení počtu původních dravců v zemědělských oblastech může pomoci kontrolovat škůdce, kteří poškozují úrodu, a potenciálně tak snížit používání nebezpečných pesticidů.
Rozvoj oblastí lidmi, bydlením nebo hospodařením má nutně dopad na životní prostředí. Ty sahají od prostého vytěsnění planě rostoucích rostlin ve prospěch kultivarů až po širší dopady, jako je snížení biologické rozmanitosti snížením dostupnosti potravy pro původní druhy, která může být distribuována prostřednictvím potravních řetězců; používáním zemědělských chemikálií, jako jsou hnojiva, a zvyšováním těchto dopadů. Ačkoli pokroky v agrochemikáliích poněkud snížily tyto negativní dopady, například nahrazením perzistentních chemikálií těmi, které se dobře a rychle rozkládají, znečištění zůstává stále příliš vysoké. Tyto účinky jsou umocněny používáním zastaralých chemikálií a špatnými postupy hospodaření.
Používání pesticidů v zemědělství má tedy škodlivý vliv na životní prostředí. Mnoho pesticidů je velmi perzistentních a šíří se daleko od místa, kde se používají.
Celkový efekt používání pesticidů je snížení druhové rozmanitosti. Pesticidy také typicky zvyšují produktivitu na nižších trofických úrovních a snižují produktivitu na vyšších úrovních.
Snížit míru používání pesticidů umožňuje zejména taková technologie pěstování plodin, jako je hydroponie.
- Catherine Lindell, Rachael A. Eaton, Philip H. Howard, Steven M. Roels, ME Shave. Zlepšení zemědělské krajiny s cílem zvýšit redukci škůdců plodin obratlovci. Zemědělství, ekosystémy a životní prostředí, 2018; 257:1 DOI: 10.1016/j.agee.2018.01.028
- Damalas, CA; Eleftherohorinos, IG expozice pesticidům, bezpečnostní problémy a indikátory hodnocení rizik // International Journal of Environmental Research and Public Health. – 2011, č. 8 (12). – R.1402-1419. – [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: http://www.mdpi.com/1660–4601/8/5/1402
- DANGERS OF PESTICIDES ON WILDLIFE ECOLOGY // Social Issues and Environmental Problems, Vol.3 (Iss.9:SE): Září, 2015. – [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: http://granthaalayah.com/Articles/Vol3Iss9SE/89_IJRG15_S09_145.pdf
- Účinky herbicidů a pesticidů na vodní život // Dr. Darrin Lew “Adaptace rostlin”. – 19. května 2018. – [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: https://www.drdarrinlew.us/plant-adaptation/effects-of-herbicides-and-pesticides-on-aquatic-life.html
- dopady pesticidů na životní prostředí. – Květen 2016. – [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: https://www.slu.se/en/Collaborative-Centres-and-Projects/centre-for-chemical-pesticides-ckb1/information-about-pesticides-in-the-environment-/exposure-and- zásah do životního prostředí/
- Fimrite Peter Suit říká, že EPA nedokáže ochránit druhy před jedy // The San Francisco Chronicle. 27. června 2011. – [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: https://www.sfgate.com/green/article/Suit-says-EPA-fails-to-shield-species-from-poisons-2478117.php
- Hackenberg D. Dopis Davida Hackenberga americkým pěstitelům ze dne 14. března 2007 // Platform Imkerinnen – Rakousko, 2014. – [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: https://web.archive.org/web/20070614121809/http://www.imkerinnen.at/Hauptseite/Menues/News/Brief%20David%20Hackenberg%20307%20engl.doc
- Lamberth, C.; Jeanmart, S.; Luksch, T.; Plant, A. Současné výzvy a trendy v objevování agrochemikálií // Science, 2011, no. 341 (6147). – R. 742-746. – [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: http://www.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.1237227
- Příroda může snížit používání pesticidů, dopad na životní prostředí // Michigan State University. – 01. března 2018. – [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: https://msutoday.msu.edu/news/2018/nature-can-reduce-pesticide-use-environment-impact/
- Perzistentní organické polutanty: globální problém, globální reakce // Agentura pro ochranu životního prostředí USA. – [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: https://www.epa.gov/international-cooperation/persistent-organic-pollutants-global-issue-global-response
- Co se stane s pesticidy uvolněnými do životního prostředí? // Národní informační centrum o pesticidech – září 2017. – [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: http://npic.orst.edu/envir/efate.html
- Wildlife and Pesticides // Národní informační centrum o pesticidech – květen 2015. – [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: http://npic.orst.edu/envir/wildlife.html
Základní pojmy (vygenerováno automaticky)Klíčová slova: životní prostředí, pesticidy, zemědělství, používání pesticidů, rezidua pesticidů, rostlina, okolní ovzduší, druhová diverzita, škodlivé účinky, Michigan State University.
