Экологическая и токсикологическая характеристика пестицидов, удобрений и биогенных элементов.

Удобрения и биогенные элементы. Общее потребление минеральных удобрений (N + Р2О5 + К2О) составляет около 100 млн. т в год. Особую тревогу вызывает применение азотных удобрений, т. к. повышенное содержание нитратов и нитритов в питьевой воде, овощах, зеленых кормах представляет токсикологическую опасность для человека и животных.

Вместе с некоторыми удобрениями в почву попадают и побочные загрязняющие элементы (например, фтор, кадмий). Растения используют часть внесенных минеральных удобрений, а избыток их может смываться в водоемы. Загрязнение почвы биогенами (фосфор, азот) происходит и другими путями (фекальные отходы животноводства, ком­мунально-бытовые загрязнения и т. д.). Только в США ежегодное поступление биогенов в водоемы составляет: азота – около 5 млн. т, фосфора – примерно 250 тыс. т. Все это приводит к эвтрофикации внутренних водоемов, а также прибрежных участков океана.

Ежедневное потребление нитратов на душу населения в США оценивается примерно в 400 мг: 200 мг – с овощами, 115 мг – с мясными продуктами и 85 мг – с водой. Для Англии эти цифры соответственно составляют: 225, 110и 105 мг (итого 440 мг). У нас эти дозы несколько ниже.

Органические соединения. Наиболее распространенные загрязнители − нефть и нефтепродукты, пестициды, полихлорбифенилы (ПХБ) и поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Глобальное загрязнение нефтью и нефтепродуктами складывается из эмиссии в атмосферу (вследствие испарения и сгорания), загрязнений наземных экосистем и морской среды. Нефть очень медленно разлагается в окружающей среде. На поверхности воды 1 т нефти образует пленку на 12 км2, что приводит к гибели гидробионтов. Нефть и ряд нефтепродуктов весьма токсичны для живых организ­мов, многие ее продукты канцерогенны.

Пестициды−этохимическиесредства защиты сельскохозяйственных растений от сорняков, насекомых, грибов. Около 14 % всего мирового урожая ежегодно теряется из-за насекомых, 12 % – из-за болезней растений, вызываемых грибами и червями, 9 % – из-за сорняков и 10 % уничтожается грызунами. Общие потери урожая в мире оцениваются примерно в 1,8 млрд. т. Человек вынужден использовать огромное ко­личество химических средств защиты. Сформировался «пестицидный парадокс»: человечество, применяя пестициды, само становится мишенью их воздействия.

Попадание большого количества пестицидов и других ксенобиотиков в водоемы приводит к деградации водных экосистем и быстрому уменьшению ресурсов чистой воды.

Наиболее широко распространены два класса пестицидов – фосфорорганические (ФОП) и хлорорганические (ХОП) пестициды.

ФОП – потенциальные источники весьма тяжелых отравлений людей как в условиях сельскохозяйственного производства, так и в быту. Бытовые отравления хлорофосом характеризуются высокой степенью летальности – 20–30 %. ФОП являются синаптическими ядами, подавляющими передачу нервного импульса в холинреактивных системах. Они оказывают повреждающее действие на мембрану (снижают скорость АТФ-зависимого транспорта Са2+), стимулируют перикисное окисление липидов биологических мембран и т. д.

К положительным моментам следует отнести быструю деградацию ФОП. Однако даже непродолжительное сохранение ФОП в почве ведет к последующему проникновению их в культивируемые на обработанных площадях растения, в грунтовые воды и атмосферу.

Классическим представителем ХОП является дихлордифенил-трихлорэтан (ДДТ):

 

 

По некоторым данным, в настоящее время в атмосфере распылено около 3 млн. т ДДТ. Высокая устойчивость, низкая растворимость в воде, выраженная липофильность – все это привело к тому, что и в настоящее время этот ксенобиотик является одним из основных загрязнителей среды. Между тем во многих странах, в том числе и у нас, применение ДДТ было запрещено еще в 60-х годах XX в.

ХОП в высоких дозах повреждают репродуктивную систему. У человека ХОП поражают нервную, пищеварительную, кроветворную и сердечно-сосудистую системы. Они влияют и на активность ряда ферментов. Некоторые исследователи рассматривают изменения активности фермен­тных систем углеводно-фосфорного обмена в качестве раннего показателя ХОП-интоксикации.