Экология: биология взаимодействия. 6.06. Проблема пестицидов

Українська мова (найновіша версія) / російська версія (оновлення припинено)

6.05. Проблема забезпечення продовольством

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Глава 6. Екологія людини та охорона природи

6.07. Проблема забезпечення енергією

6.06. Проблема пестицидів
Розвиток сільського господарства в останні десятиліття тісно пов’язано з використанням зростаючих кількостей пестицидів («ядохімікатів»).
«Застосування пестицидів широкого спектру дії передбачає «відродження» шкідників, тобто їхнє з’явлення після обробки у більшій кількості, ніж до неї. Це обумовлено тим, що препарат вбиває не лише шкідників, а й хижаків, які знищували їх. Добрим прикладом такого роду є використання ДДТ для боротьби з гусеницями ріпної белянки, або просто ріпниці (Pieris rapae), що паразитує на брюссельській капусті. Спочатку обробки ДДТ давали помітний ефект, але поступово чисельність шкідників стала навіть вищою, ніж на контрольних (неоприкидуваних) ділянках. Різниця була ще більш вираженою при повторних застосуваннях ДДТ для «придушення» нових спалахів чисельності шкідника. Аналіз агроекосистеми показав, що концентрація пестициду в листках, які об’їдають гусениці, швидко знижується завдяки загальному росту зелених частин капусти. Проте рівень ядохіміката в ґрунті залишається високим, особливо якщо вона запаховується після збирання залишків рослин. У результаті гусениці, що вилуплюються з яиц, відкладених на листки після обробки, страждають слабо, тоді як чисельність їхніх головних ворогів — жужелиць (Harpalus rufipes) і сінокосців (Phalangium opilio) — зменшується. Менше страждаючи від хижаків, шкідники суттєво підвищують свої шанси на виживання, що не компенсується навіть ядохімікатом. Подальше його застосування лише погіршує ситуацію» (Матеріал із Вікіпедії — вільної енциклопедії, 2007).
До сказаного слід додати, що, оскільки «шкідниками» стають швидкоплинні види тварин, для багатьох з них фіксується виникнення стійкості до застосовуваних пестицидів із подальшим широким поширенням стійких форм. Вирішують цю проблему переходом до використання нових, більш ефективних пестицидів.
Загалом можна сказати, що застосування пестицидів спочатку призводить до стрибка врожайності, за яким слідує її зниження.

Однією з небезпечних особливостей пестицидів (як і багатьох інших забрудників) є їхня здатність концентруватися під час передачі за трофічними ланцюгами. Особливо добре цей ефект було досліджено на прикладі ДДТ (дихлордіфенілтрихлоретану), першого пестициду, який отримав широке поширення. Інсектицидні властивості ДДТ були відкриті у 1938 р. (за це відкриття була присуджена Нобелівська премія). Після Другої світової війни ДДТ став майже панацеєю від усіх негараздів, пов’язаних із комахами. Майже повне знищення вошей у розвинених країнах — результат його застосування. На жаль, з часом почали проявлятися й неблагоприятні наслідки від його використання.

ДДТ та продукти його розпаду здатні накопичуватися в жирових тканинах. Так, під час дослідження одного з водойм були зареєстровані такі значення концентрації ДДТ (у ppm — вагових частинах на мільйон): вода — 0,00005; планктон — 0,04; риби — від 0,2 до 2 (хижі); цапля — 3,5; яйце скопи — 6; баклан — 26 (Одум, 1975). Як можна переконатися, за мірою переходу до все вищих трофічних рівнів відбувається концентрування (біологічне накопичення) забрудника в біомасі. Накопичення ДДТ у яйцях великих птахів призводить до порушення кальциевого обміну та підвищеної крихкості скорлупи. Розповсюдження ДДТ за трофічними ланцюгами призвело до забруднення ним усієї біосфери; наприклад, він спричинив ушкодження скорлупи яиц пінгвінів у Антарктиді, де ніколи не застосовувався.
«У грудному молоці годуючих матерів у США міститься у 4 рази більше ДДТ, ніж допускається санітарними нормами для коров’ячого молока. У США це коментують так: «Якби материнське молоко перебувало в іншій упаковці, його взагалі не дозволили б випускати на продаж» (В. Айхлер, 1993).

У результаті вияснення шляхів передачі ДДТ та його накопичення в організмах виробництво та споживання цієї речовини було заборонено. Фахівці вказують, що ДДТ не є більш небезпечним, ніж інші пестициди, які продовжують використовуватися. ДДТ просто не «попався на гаряче» — він виявився першим пестицидом, шкідливість якого була добре вивчена.

Загалом можна сказати, що застосування пестицидів призводить до таких неблагоприятних наслідків:
— розвиток стійкості у шкідників;
— відродження шкідників та вторинні спалахи їхньої чисельності;
— зростання витрат на виробництво продовольства;
— знищення природних регуляторів чисельності шкідників;
— неблагоприятний вплив на середовище та здоров’я людини.

Частковим вирішенням проблеми пестицидів є використання нестійких, швидко розкладаних у природному середовищі пестицидів. Повним — застосування біологічних заходів боротьби зі «шкідниками», зокрема:
— використання природних ворогів;
— використання сортів, стійких до ураження рослиножерливими комахами;
— випуск штучно стерилізованих самців (такі самці спаровуються з «дикими» самками, які в результаті цього не залишають нащадку);
— агротехнічні заходи боротьби (зміна параметрів середовища: санітарно-гігієнічні заходи, зміна агротехніки, сівозміна, полікультура, митний контроль тощо);
— використання природних сполук, що діють на «шкідників», — гормонів, привабливих речовин (аттрактантів) тощо.

Пестицид — досить широке поняття, що позначає будь-яку речовину, яка застосовується для знищення шкідників або бур’янів. До пестицидів належать інсектициди, бактеріциди, фунгіциди, акарициди, зооциди (спрямовані на гризунів), немациди (спрямовані проти молюсків), гербициди (засоби проти бур’янів). Деякі з найпоширеніших категорій пестицидів такі.

— Фосфорорганічні сполуки (ФОС): хлорофос, карбофос, метилнітрофос, авенін, метилацетофос тощо. Нейротропні отрути. Легке отруєння — головний біль, потливість, вяла, безсоння. Далі — страх, депресія, ураження органів травлення та дихання. Хронічне отруєння — токсична неврастенія, вегетососудиста дистонія. Часті ураження психіки — дратівливість, порушення пам’яті, зниження інтелекту.

— Хлорорганічні сполуки: ДДТ, ГЧЦГ (гексахлорциклогексан), гептахлор, хлоріндан-поліхлорпінен, поліхлоркамфен, хлорбензол. Високостійкі, жиророзчинні, здатні накопичуватися в організмах (у липідних середовищах, звідки вони не переходять у воду). Потужний канал виведення (і зараження) — із грудного молока. Найбільш чутлива нервова тканина та серцева м’язура. Хронічне отруєння — головний біль, запаморочення, мурашки в кінцівках, біль у печінці, порушення травлення.

— Ртутьорганічні сполуки: гранозан, меркурам, меркгексан. Призначення — протравлення зерна. Отруєння можливі при крадіжці зерна. З поїдаючими зерно птахами та рибою з водойм, куди стікає вода з полів, ртуть у формі метилртуті поширюється по екосистемах. Спричиняють різноманітні порушення обміну речовин. Хронічне отруєння: емоційна нестійкість, головний біль, запаморочення, погіршення пам’яті, безсоння, втомлюваність, потливість, дрижання пальців рук.

— Карбамати: севім, тіурам, цирам, цинеб — продукти карбамінової кислоти та її похідних. Невеликотоксичні, подібні за дією до ФОС, канцерогенні, мають дуже широкий спектр дії.

— Нітрофенольні сполуки: нітрофен, динітрофен — продукти обробки каменновугільних фенолів. Гостре отруєння — синдром «теплового удару», хронічне — ейфорія, сонливість, головний біль, потливість, дерматози.

— Мідевмісні препарати: медний купорос, сульфат міді, бордосська суміш, хлороокись міді, трихлорфенолят міді. Фунгіциди та протрави. Ураження шлунково-кишкового тракту, органів дихання, дерматити.

Деякі інші отрути, хоча й не належать до пестицидів, екологічно виявляються досить подібними до них. До їх числа належать такі речовини.

— Нітрати (нітрити) — найчастіше результат надмірного або неправильного добривлення ґрунтів. Нітрити зв’язуються з оксигемоглобіном, утворюється метгемоглобін. Летальна доза — від 3,5 г нітрату натрію. Хронічні отруєння проявляються вялостію та депресією, у великих дозах нітрити уражають нирки, печінку, ЦНС, шлунково-кишковий тракт.

— Свинець. Головне джерело — тетраетилсвинець, що застосовується для підвищення октанового числа бензину, поліграфічне обладнання, радіозахист (багато свинцю розсіяно після аварії на ЧАЕС). Легко поглинається у вигляді пилу. Депонується в тканинах, особливо в кістках. Протоплазматичний отрута. Підвищує збудливість мозку. Ранні симптоми — темні смуги на передніх зубах. Пізніші — свинцева енцефалопатія.

— Інші важкі метали: ртуть, цинк, марганець, хром, нікель, кадмій тощо.

6.05. Проблема забезпечення продовольством

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Глава 6. Екологія людини та охорона природи

6.07. Проблема забезпечення енергією