Читайте также:
|
|
1.Тяжелые металлы.
Нитраты. Нитриты. Пестициды. Диоксины. Бензапирены. Полихлорбифенилы.
Регуляторы роста растений. Лекарственные средства. Продукты жизнедеятельности вредителей.
Афлотоксины и другие микотоксины.
Пестициды и их остаточные количества. В агроэкосистемы наряду с удобрениями поступают различные химические соединения, используемые в качестве средств защиты растений от сорняков, болезней и вредителей и именуемые в целом пестицидами. Особое беспокойство вызывает возможность загрязнения почв, воды, растений, в том числе урожая и продуктов его переработки, остаточными количествами пестицидов.
Пестициды могут приводить к образованию злокачественных опухолей у человека. Примерно 70 % применяемых соединений попадает в организм человека с мясом, молоком и яйцами, а 30 % — с растительной пищей.
Основная причина накопления остаточных количеств пестицидов в продуктах — нарушение правил и регламентов применения препаратов (завышение рекомендуемых доз, нарушение сроков обработки сельскохозяйственных культур, неправильный выбор препаративной формы и способа применения и т. п.).
При оценке возможности допуска нового препарата проводят экотоксикологическую проверку. При этом следует делать упор не только на выявление характерных особенностей поведения пестицида в окружающей среде, но и на его действие, на растения и животных в процессе их биологического развития, т. е. контроль должен распространяться и на качество конечной продукции, используемой для питания. Необходимо знать все процессы прохождения загрязняющих веществ через организм растений и животных, питающихся этими растениями
Критерием оценки содержания пестицидов является ПДК или ДОК. В разных странах эти нормативы неодинаковы, что затрудняет обмен продовольствием. Основная причина таких различий —использование разных методов определения остаточных количеств препаратов и продуктов их распада.
Наиболее часто в пищевых продуктах содержатся остатки дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) и изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦГ). В то же время фосфорорганические пестициды нестабильны, практически не накапливаются в продуктах питания.
Пестициды могут влиять на обменные процессы в растениях, что сказывается на химическом составе и пищевой ценности продукции. При соблюдении всех правил применения средств химизации негативных изменений в составе и содержании питательных элементов в растениях не происходит, а накопление пестицидов в продукции не превышает ПДК.
Для того чтобы избежать возможности аккумуляции остаточных количеств пестицидов в Окружающей среде, снизить риск возникновения резистентных видов вредных организмов, необходимо чередовать препараты с разным механизмом действия. Использование отдельных эффективных приемов защиты растений не обеспечивает долговременного подавления вредных организмов, необходима интегрированная защита растений, когда химические методы сочетаются с биологическими и агротехническими мероприятиями.
Растения по степени накопления остаточных количеств хлорорганических пестицидов (ХОП) в продуктивных органах располагаются в следующем порядке: морковь > петрушка > картофель > свекла > многолетние травы >томат > кукуруза > капуста белокочанная. В корнеплодах ХОП накапливаются в основном в кожуре и в меньших количествах — в мякоти. Накопление пестицидов и продуктов их распада в пищевой продукции связано с процессами метаболизма, с биохимическим составом растений. Длительному сохранению химических средств защиты растений в зерне, плодах и ягодах способствует наличие в продукции моносахаридов и полисахаридов, которые являются стабилизаторами токсикантов (в фармакологии это свойство сахаров используют для приготовления таблеток).
Сорта картофеля с большим количеством крахмала лучше накапливали и сохраняли фунгицид ридомил МЦ. После 8 мес. хранения клубней содержание этого вещества в 270 раз превышало максимально допустимый уровень.
Основную роль в устойчивом функционировании агроэкосистем играют почвы с их уникальными свойствами и способностью к самоочищению от загрязняющих веществ, в том числе и от остаточных количеств пестицидов. Важными факторами в процессах трансформации загрязняющих веществ являются гранулометрический состав, содержание гумуса в почве и его состав. Гумус инактивирует продукты распада пестицидов и препятствует тем самым загрязнению экосистем. Вместе с тем сорбированные гумусовыми соединениями ксенобиотики могут сохраняться в почве длительное время, представляя постоянную угрозу токсикации отдельных компонентов экосистем.
Хлорорганические пестициды 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 образуемых химических связей, слабой растворимостью в воде. Эти свойства предопределяют длительное сохранение препаратов в окружающей среде (период полураспада в почве 10... 15 лет), способность циркулировать в природе и распространяться на большие расстояния, загрязняя природные компоненты. Существует два пути поступления ХОП в экосистемы:
1) выпадение с осадками в результате глобального переноса воздушных масс в направлении с запада на восток в Северном полушарии;
2) многолетнее применение на полях ДДТ и ГХЦГ (второй путь — основной).
Длительное применение ХОП приводит к значительному накоплению как самих препаратов, так и их метаболитов. Так, в пойме Оки содержание ХОП в пахотном слое достигло 0,08...0,15 мг/кг почвы. Кроме того, остатки стойких пестицидов поступали в геохимический подчиненный пойменный ландшафт с поверхностным стоком. Твердый сток вместе с сорбированными остатками этих препаратов при замедлении скорости потока на пойме оседал в притеррасных и приозерных понижениях, на дне озер в виде ила. Несмотря на низкую концентрацию ХОП в воде озер, эти вещества и их метаболиты в значительных количествах накапливаются в иле, планктоне, рыбе, питающейся планктоном. При использовании в пищу такой рыбы ядовитые вещества попадают в организм человека. Круг замыкается.
Наибольшее количество загрязняющих веществ накапливается в органах выделения рыб (печень, почки). Значительное количество загрязняющих веществ обнаружено в мозге, икре, а наименьшее — в мышцах (рис. 23.10).
Накопление остаточных количеств пестицидов в организме рыб, обитающих в Оке, существенно ниже, чем у обитающих в озерах-старицах. Причины — достаточно сильное течение в реке и стоячая вода в старицах. На примере рыб наглядно прослеживается процесс концентрации различных ингредиентов, в том числе нежелательных, по мере продвижения по трофической цепи.
После многолетней обработки тайги против клещей 10%-ньш раствором дуста (доза 5 кг/га) в речной воде остатков ХОП не обнаруживалось. В донных же отложениях содержание их составляло 0,01...0,37 мг/кг, а в речной рыбе -0,09...4,24 мг/кг.
В процессе биоаккумуляции многократно (до сотен тысяч раз) повышается концентрация пестицидов от основания к вершине экологической пирамиды. Например, при концентрации препарата ДДТ в воде 0,000003 единицы в планктоне она достигает 0,04; в мелкой рыбе, питающейся планктоном, — 0,5; в крупной рыбе, поглощающей мелкую, — до 2 и у птиц, кормящихся крупной рыбой, — до 25 единиц.
Сравнение отдельных видов рыбы показывает, что больше всего загрязнены печень, мышцы и органы воспроизводства чехони, окуня и белоглазки. Густера, голавль и лещ отличаются сравнительно низким содержанием хлорорганических соединений.
Использование озер-стариц для рыбно хозяйственных нужд (как это издавна было на Руси) далеко не всегда целесообразно при сложившихся технологиях использования пестицидов в процессе выращивания овощных культур. Реабилитация озер-стариц и всей гидрографической сети, пойменных агроландшафтов, направленная на очищение воды от остатков ХОП, должна рассматриваться как важный элемент конструирования оптимальных агроэкосистем, как одно из условий полноценного использования ресурсного потенциала.
«Дозволено лишь то, что подобает», — писал И. В. Гёте. Применительно к экологическим проблемам этот тезис означает необходимость учета природных закономерностей в деятельности человека. В противном случае человек сам становится игрушкой природы. Любопытно вспомнить высказывание Ф. Энгельса: «Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значение первых». История применения пестицидов, особенно ДДТ, наглядно иллюстрирует сказанное.
ДДТ появился в середине 40-х гг. XX в. Препарат сразу же затмил другие химикаты как самый эффективный. Швейцарский исследователь П. Мюллер в 1948 г. за синтез ДДТ получил Нобелевскую премию. В первые годы после второй мировой войны ДДТ рекомендовали применять при выращивании всех культур, он считался совершенно безопасным. А примерно через 10 лет было установлено, что кормовые культуры, обработанные ДДТ, опасны не только для самих коров, но и для телят. Поступая с молоком, ДДТ вызывал у телят серьезные нарушения здоровья (расстройство нервной системы). В 70-х гг. XX в. выяснилось, что ДДТ и его производные обладают мутагенным действием, нарушающим наследственность. При этом негативное воздействие пестицида существенно усиливается его метаболитами.
В конце 60-х — начале 70-х гг. XX в. препарат и его производные были обнаружены в жировых тканях и материнском молоке, причем количество их в материнском молоке оказалось гораздо выше, чем в коровьем.
Использование высокочувствительных методов анализа позволило выяснить, что органохлориды, к которым относятся ДДТ и его метаболиты, — стойкие вещества, способные продолжительное время загрязнять окружающую среду, находясь в почве, воде или воздухе и тем самым, участвуя в образовании опасных пищевых цепей.
Среди пестицидов обнаружено немало веществ, обладающих канцерогенным действием. Попадая в организм, они могут вступать в реакции нитрозирования, образуя канцерогенные соединения. Кроме того, канцерогенность препаратов во многом объясняется наличием канцерогенных примесей. Так, в препарате 2,4-Д содержится до 14мг/кг НДМА, а в трефлане — до 500 мг/кг.
При распаде пестицидов в растениях могут образовываться различные соединения (метаболиты), вступающие в реакции нитрозирования. Об этом свидетельствует обнаружение в растительных тканях N-нитрозосимазина и М-нитрозоатразина, представляющих канцерогенную опасность. Хлорорганические соединения и препараты диоксинового синтеза, которые сохраняются длительное время в почве, могут попадать в цепи питания человека и животных. В связи с этим необходимо нормирование содержания стойких пестицидов не только в пищевых продуктах, но и в почвах. Если содержание пестицидов в почве выше ПДК, то некоторые культуры (морковь, петрушка, картофель) не рекомендуется выращивать на данном поле, поскольку часть препаратов может накапливаться в товарной части урожая.
Остаточные количества 2,4-Д обнаружены в кормах и рыбе. Достаточно высокое содержание данного гербицида выявлено в молоке и незначительное - в зерне злаков (мг/кг):
Зерновые 0,02 Рыба 0,30
Картофель 0,04 Молоко 0,09
Овощные 0,05 Корма 0,34
Отдельное направление биологической защиты — использование препаратов на природной (чаще всего растительной) основе. Следует помнить и о некоторых общедоступных приемах. Так, высушенные и измельченные листья картофеля, помещенные с клубнями в хранилище, снижают на 40 % потери продукта при хранении. Настой зеленого перца с чесноком или табаком весьма эффективен против колорадского жука.
Важно также учитывать потенциальные возможности самоочищения и самовосстановления экосистем и их компонентов. Огромное количество пестицидов, циркулирующих в биосфере, в конечном итоге осаждается в почве, влияя на качество сельскохозяйственных продуктов. Дальнейшая судьба ксенобиотиков, самоочищение агрофитоценозов от них зависят от свойств почвы, главным образом от ее биологической активности. Микроорганизмы, выделяющие ферменты, играют основную роль в процессах разложения пестицидов в почве. Так, разложение препарата 2,4-Д в нестерильной почве происходит в несколько раз быстрее, чем в стерильной.
При отсутствии воздействия светового фактора (фоторазложение) на долю микробного разложения 2,4-Д приходится около 70 %. Следовательно, поддержание условий, необходимых для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, способствует ограничению поступления пестицидов в выращиваемую продукцию.
Регуляторы роста растений. Синтетические регуляторы роста производят химическим или микробиологическим путем. В основном они являются малостойкими веществами с периодом полураспада около 1 мес.
Степень опасности большинства искусственных регуляторов роста для растительных и животных организмов практически не изучена. Отсутствует систематизированная информация о механизме действия этих препаратов на растения и животных. Между тем установлена способность накопления некоторых регуляторов в организме.
Низкие концентрации регуляторов роста обычно не обнаруживаются с помощью применяемых методов химического анализа (газовая хроматография, хроматография в тонком слое). В то же время более чувствительный иммуноферментный анализ позволяет установить наличие регуляторов роста. Иммуноферментный анализ свидетельствует об изменении процессов синтеза белка, приводящем к появлению дефектных белков. Предполагается также возможность негативного влияния регуляторов, связанная с нарушением внутриклеточного обмена и образованием токсичных соединений. Кроме того, остаточные количества регуляторов роста растений в продовольственном сырье и пищевых продуктах могут сами проявлять токсичные свойства.
Регуляторы роста растений представляют опасность для человека, поэтому необходимо создание таких технологий, которые исключали бы попадание этих веществ в продукты питания.
Продукты жизнедеятельности вредителей. Вредители не только снижают продуктивность сельскохозяйственных культур, но и существенно ухудшают качество урожая. При этом изменяются химический состав и вкусовые свойства продуктов питания.
Вредители причиняют прямой и косвенный ущерб. К прямому ущербу относятся потери массы продукции, ухудшение ее качества, снижение посевных качеств семенного материала, загрязнение продуктами жизнедеятельности, в том числе экскрементами. Косвенные повреждения связаны с тем, что вредители могут вызывать самосогревание зерна и перемещение влаги в зерновой массе. Вредители способствуют распространению микрофлоры, иногда переносят возбудителей болезней человека или сами вызывают болезни человека и животных.
Гусеницы плодожорки, поражая плоды яблони, выделяют экскременты, в составе которых содержатся вещества, обладающие канцерогенным действием. Эти вещества называют инсектотоксинами. Инсектотоксины — продукты жизнедеятельности вредителей, выделяемые ими при поражении растений и обладающие токсическим (канцерогенным) действием на человека и животных.
Амбарный долгоносик поражает зерно ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и продукты его переработки. Поврежденное зерно непригодно для употребления в пищу, так как может вызывать расстройство органов пищеварения, воспаление кишечника. При поражении зерна малым мучным хрущаком мука становится комковатой, приобретает неприятные вкус и запах. Такая мука вредна для человека и животных и подлежит уничтожению. Личинки зернового точильщика проникают внутрь зерновки, развиваются там, выделяют экскременты. При сильном заражении в зерновой массе накапливается много фекальной пыли, которая имеет медово-плесенный запах, характерный для заражения зерна точильщиком. Зерновой точильщик повреждает зерно пшеницы, риса, овса, ржи, сорго, кукурузы и гречихи. В зерне с повышенной влажностью развивается мучной клещ. Зерно, поврежденное клещом, имеет неприятный медовый запах и вредно для человека.
Широко распространенный вредитель гороха — гороховая зерновка. Личинка жука внедряется в горошину и там развивается до жука. Поврежденное зерно, заполненное экскрементами, нельзя использовать в пищу и на корм животным, так как в нем содержится вредный алкалоид — кантаридин.
Для уменьшения повреждения продукции ученые выводят устойчивые к вредителям сорта. Важно тщательно контролировать зараженность различных объектов, предупреждать заражение продукции, создавать условия, исключающие или ограничивающие развитие вредных организмов.
Система профилактических мероприятий, направленных на сокращение потерь продукции от вредителей, должна предусматривать:
♦ хранение зерна и продуктов его переработки только в специальных хранилищах;
♦ полное соответствие таких хранилищ требованиям оптимального хранения продукции;
♦ постоянную очистку и предварительную подготовку хранилищ для хранения продукции;
♦ удаление из хранилищ отходов, сжигание или захоронение их в специально отведенных местах;
♦ максимальную очистку от вредителей и соответствующую обработку продукции перед ее закладкой на хранение.
Рекомендуемые меры по предупреждению заражения продукции вредителями заметно сдерживают расселение вредных организмов и существенно снижают вероятность загрязнения и порчи зерна продуктами жизнедеятельности вредителей.
Дата добавления: 2015-04-26; просмотров: 46 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |