Последствия применения пестицидов для экосистем и человека
Все экологические последствия от применения пестицидов связаны с их высокой токсичностью. Большинство пестицидов — кумулятивные яды, токсическое действие которых зависит не только от концентрации, но и от длительности воздействия.
По токсичности для человека и теплокровных животных пестициды делятся на сильнодействующие (LD50 до 50 мг/кг), высокотоксичные (LD50 до 200 мг/кг), среднетоксичные (LD50 до 1000 мг/кг) и малотоксичные (LD50 более 1000 мг/кг).
По оценкам ВОЗ, нерациональное применение пестицидов является причиной острых отравлений от 3,5 до 5 млн случаев ежегодно (Доронина и др., 2005). Основные отдаленные последствия от воздействия хлорорганических пестицидов на организм человека были рассмотрены выше.
В Армении исследователи выявили зависимость между уровнем применения различных групп пестицидов и экологически зависимыми заболеваниями.
Поскольку реальная опасность воздействия пестицидов на экосистемы и здоровье человека определяется не только одной их токсичностью, но и сочетанием ее с показателями устойчивости в природных средах, физическими свойствами (летучесть, растворимость), миграционными характеристиками, способностью к кумуляции и др., была разработана шкала экотоксикологической оценки пестицидов.
Главные негативные экологические последствия применения пестицидов сводятся к следующему (Агроэкология, 2000, с изменениями):
— токсичны для животных и человека;
— при применении пестицидов поражаются не только объекты подавления, но и множество других видов, не являющихся мишенями действия, в том числе враги и паразиты подавляемых форм;
— остаточные количества пестицидов аккумулируются и концентрируются в пищевых цепях, по мере продвижения по пищевым цепям концентрация пестицида может возрастать на порядки;
— вынос пестицида за пределы обрабатываемой территории и включение в региональные, континентальные и глобальные процессы массопереноса;
— появляются резистентые к пестицидам формы вредных организмов;
— гибнут некоторые полезные организмы и происходят глубокие нарушения взаимосвязей в биоценозах (исчезновение видов, служащих пищей; исчезновение видов-хозяев (среды обитания); исчезновение конкурирующих видов; исчезновение хищников);
— возрастает вероятность отдаленных последствий, связанных с патологическим и генетическим действием многих пестицидов на биоту.
Объективная реальность требует, чтобы при решении задач, требующих применения химических средств защиты растений, негативные последствия были сведены к минимуму. Для этого к новым пестицидам должны предъявляться повышенные экологические требования (Агроэкология, 2000):
— умеренная персистентность в объектах окружающей среды в данной климатической зоне;
— возможно низкая токсичность для человека животных и других полезных организмов, включая, гидробионтов;
— относительно быстрое разложение в почве, воде, атмосфере и в организмах теплокровных животных с образованием продуктов, безопасных для человека, животных и культурных растений;
— отсутствие кумуляции этих препаратов в организме человека, животных, птиц, гидробионтов;
— отсутствие отдаленных отрицательных последствий для человека, животных и других живых организмов при систематическом длительном использовании препаратов;
— возможность чередования препаратов из различных классов соединений во избежание привыкания к ним вредных организмов, а также накопления препаратов в объектах окружающей среды.
Более экологичным и перспективным подходом для борьбы с вредителями и фитопатогенами может быть развитие биологических способов защиты растений (использование полезных видов организмов для борьбы с вредными), сочетающихся с комплексной системой защитных мероприятий — агротехнических, карантинных, селекционных, физиологических и т. д. (Агроэкология, 2000).
Источник
46. Применение удобрений и пестицидов, их воздействие на экосистемы
Минеральные удобрения – неминуемое следствие интенсивного ведения земледелия. В настоящее время их мировое производство равно 200—220 млн т/г, около 35—40 кг/г. на человека. Экологические последствия применения минеральных удобрений рассматривают с трех точек зрения: местное влияние удобрений на экосистемы и почвы, в которые они вносятся; влияние на другие экосистемы, их звенья; влияние на качество продукции, здоровье людей
В почве происходят такие изменения, которые приводят к потере плодородия. Для нейтрализации этого приходится вносить в почву минеральные удобрения. Но многие из них содержат посторонние примеси. В частности, внесение удобрений может повышать радиоактивный фон, приводить к накоплению тяжелых металлов. Главный способ сократить эти последствия – умеренное и научно обоснованное их применение (лучшие дозы, наименьшее количество вредных примесей, чередование с удобрениями органическими и пр.). Влияние удобрений на атмосферный воздух, как и воду, связано в основном с азотными формами.
Потери азота из удобрений составляют от 10 до 50% от его внесения. Негативное влияние на воды и их обитателей оказывают хлорсодержащие удобрения. Фосфорные формы удобрений содержат в своем составе фтор, тяжелые металлы и радиоактивные элементы. Минудобрения оказывают отрицательное воздействие как на растения, так и на качество продукции, а также на организмы, употребляющие ее.
При больших дозах азотных удобрений увеличивается риск заболеваний растений. Фосфор и калий, смягчают вредное воздействие азота. Но при высоких дозах и они вызывают легкие виды отравления растений. Хлорсодержащие удобрения (хлористый аммоний, хлористый калий), отрицательно воздействуют на животных и человека через воду. Пестициды – группа веществ, которые используются для уничтожения или уменьшения численности нежелательных для человека организмов. Гербициды – вещества, используемые для уничтожения растений; инсектициды – насекомых; фунгициды – грибов; акарициды – клещей. К пестицидам относят вещества, отпугивающие организмов, приносящих вред человеку или его изделиям (одежде, постройкам). Только около 1 % вносимых в среду ядов имеет непосредственный контакт с организмами, против которых они применяются. Экологическая вредность пестицидов зависит от их ядовитости, продолжительности жизни. В экологическом отношении особую тревогу вызывает ежегодное увеличение объемов применения пестицидов. Это связано не только с расширением обрабатываемых площадей, но и с привыканием организмов к пестицидам.
47. Опасность ядерных катастроф
Ионизирующее излучение — в самом общем смысле — различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и радиодиапазонов не является ионизирующим
Физические свойства ионизирующих излучений
По механизму взаимодействия с веществом выделяют непосредственно потоки заряженных частиц и косвенно ионизирующее излучение (потоки нейтральных элементарных частиц — фотонов и нейтронов). По механизму образования — первичное (рождённое в источнике) и вторичное (образованное в результате взаимодействия излучения другого типа с веществом) ионизирующее излучение.
Энергия частиц ионизирующего излучения лежит в диапазоне от нескольких сотен электронвольт (рентгеновское излучение, бета-излучение некоторых радионуклидов) до 10 15 — 10 20 и выше электрон-вольт (протоны космического излучения, для которых не обнаружено верхнего предела по энергии).
В зависимости от типа частиц и их энергии сильно различаются длина пробега и проникающая способность ионизирующего излучения — от долей миллиметра в конденсированной среде (альфа-излучение радионуклидов, осколки деления) до многихкилометров (высокоэнергетические мюоны космических лучей).
Важными показателями взаимодействия ионизирующего излучения с веществом служат такие величины, как линейная передача энергии (ЛПЭ), показывающая, какую энергию излучение передаёт среде на единице длины пробега при единичнойплотности вещества, а также поглощённая доза излучения, показывающая, какая энергия излучения поглощается в единице массы вещества. В Международной системе единиц (СИ) единицей поглощённой дозы является грэй (Гр), численно равный отношению 1 Дж к 1 кг. Ранее широко применялась также экспозиционная доза излучения — величина, показывающая, какой заряд создаёт фотонное (гамма- или рентгеновское) излучение в единице объёма воздуха. Наиболее часто применяющейся единицей экспозиционной дозы был рентген (Р), численно равный 1 СГСЭ-единицы заряда к 1 см³ воздуха.
Биологическое действие ионизирующих излучений
Ионизация, создаваемая излучением в клетках, приводит к образованию свободных радикалов. Свободные радикалы вызывают разрушения целостности цепочек макромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что может привести как к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся (эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки.
Из-за того, что разные типы ионизирующего излучения обладают разной ЛПЭ, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятия относительной биологической эффективности (коэффициента качества) излучения по отношению к излучению с низкой ЛПЭ (коэффициент качества фотонного и электронного излучения принимают за единицу) и эквивалентной дозы ионизирующего излучения, численно равной произведению поглощённой дозы на коэффициент качества.
После действия излучения на организм в зависимости от дозы могут возникнуть детерминированные и стохастические радиобиологические эффекты. Например, порог появления симптомов острой лучевой болезни у человека составляет 1—2 Зв на всё тело.
В отличие от детерминированных, стохастические эффекты не имеют чёткого дозового порога проявления. С увеличением дозы облучения возрастает лишь частота проявления этих эффектов. Проявиться они могут как спустя много лет после облучения (злокачественные новообразования), так и в последующих поколениях (мутации).
Основным источником информации о стохастических эффектах воздействия ионизирующего излучения являются данные наблюдений за здоровьем людей, переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки. Японские специалисты в течение всех лет после атомной бомбардировки двух городов наблюдали тех 87 500 человек, которые пережили ее. Средняя доза их облучения составила 240 миллизиверт. При этом прирост онкологическихзаболеваний за последующие годы составил 9%. При дозах менее 100 миллизиверт отличий между ожидаемой и наблюдаемой в реальности заболеваемостью никто в мире не установил.
Гигиеническое нормирование ионизирующих излучений
Нормирование осуществляется по санитарным правилам и нормативам СанПин 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)». Устанавливаются дозовые пределы эквивалентной дозы для следующих категорий лиц:
- персонал — лица, работающие с техногенными источниками излучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);
- все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий в их производственной деятельности.
Основные пределы доз и допустимые уровни облучения персонала группы Б равны четверти значений для персонала группы А.
Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) 1000 мЗв, а для обычного населения за всю жизнь — 70 мЗв. Планируемое повышенное облучение допускается только для мужчин старше 30 лет при их добровольном письменном согласии после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья.
Источник