Экотоксикологическая оценка каждого препарата должна в первую очередь базироваться на данных о динамике их содержания в почве и растении на обрабатываемых полях, в воздухе и воде водоемов.
Для характеристики действия пестицида на агробиоценоз используют понятие экологической нагрузки.
Для расчета экологической нагрузки существует формула:
где Эн – экологическая нагрузка (усл. ед);
НР – норма расхода действующего вещества, (мг/га);
Т1/2 – период полураспада препарата (месяцев);
Т – токсичность для теплокровных (мг/кг).
Для расчета нормы расхода действующего вещества применяют формулу:
НР= 
, где
НР – норма расхода действующего вещества л, кг/га;
Д – норма расхода препарата, л, кг/га;
% д.в. – содержание действующего вещества в препарате, %.
Экологическая нагрузка менее 10 усл.ед. считается неопасной, от 11 до 100 – малоопасной, от 101 до 1000 – среднеопасной, более 1000 – опасной.
Таблица 7
Расчет экологической нагрузки используемых средств защиты растений
| № п/п | Наименование препарата, содержание д.в., % | Норма расхода | Период полураспада в почве, месяцев | Токсичность для теплокровных, мг/кг | Экологическая нагрузка | |
| препарата, л,кг/га,т | д.в., мг/га | |||||
| 1. | Дивидент Стар 3,63% Д.В.дифеноконазол+ципроконазол | 12,1 | ||||
| 4. | Диметоат 40% | 220,5 | ||||
| 7. | Банвел 48% | 0,3 | 60,6 |
Дивидент Стар Эн= 36300*1*/3000=12,1
НР=3,63*1/100= 0,0363*1000000= 36300 мг/га
Диметоат Эн= 400000*1/220,5= 1814,1
НР= 40*1/100= 0, 4*1000000=400000 мг/га
Банвел Эн= 144000*1/2375= 60,6
НР=48*0,3/100=0,144*1000000= 144000 мг/га
Т.о. экологическая нагрузка для всего поля на сезон работ составит: 12,1+1814+60,6=1886,8
Т.к. нагрузка составила 1886,8 усл.ед., она считается опасной.
Раздел 5. СВОЙСТВА И РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
Из большинства веществ, поступающих в окружающую среду из антропогенных источников, особое место занимают тяжелые металлы. Проблема тяжелых металлов в современных условиях производства глобальная, т.к. они являются генетическими ядами, аккумулируются в организме с отдаленным эффектом действия, проявляющимся в наследственных заболеваниях, умственных расстройствах, а также вызывая сердечно-сосудистые расстройства, тяжелые формы аллергии, канцерогенный и эмбриотропный эффект у организма, поэтому необходимы соответствующие меры по предотвращению загрязнения окружающей среды. Все тяжелые металлы обладают высокой токсичностью, миграционной способностью, а также канцерогенными и мутагенными свойствами.
Поведение этих токсикантов в различных природных средах обусловлено специфичностью их основных биогеохимических свойств: комплексообразующей способностью, подвижностью, биохимической активностью, минеральной и органической формами распространения, склонностью к гидролизу, растворимостью, эффективностью накопления.
Большинство тяжелых металлов относятся к группе микроэлементов. В действии каждого микроэлемента на живые организмы много общего: они входят в состав ряда белковых комплексов (ферментов) или активизируют их деятельность, они необходимы организмам в очень небольших количествах – тысячных или десятитысячных долях процента. Повышение их концентрации выше определенного уровня приводит к угнетению роста и развития и в данном случае, когда они находятся в окружающей среде в концентрациях, опасных для живого их называют тяжелыми металлами.
В процессе эволюции растения, животные и человек приспособились к природному (фоновому) содержанию тяжелых металлов. Однако интенсивное развитие промышленности, транспорта и использование различных химических средств привело к накоплению тяжелых металлов на значительных территориях, что отрицательно влияет на почву, растения и другие живые организмы, а следовательно, фоновый уровень тяжелых металлов в биосфере постоянно растет.
Таблица 8
Свойства и регламентирование меди, хрома и кадмия
| Тяжелый металл | Значение ТМ для растений и человека | Токсикология тяжелого металла | ПДК | |||
| В почве мг/кг | В питьевой воде мг/л | Для рыбохоз водое мов мг/л | В продукции мг/кг | |||
| Cu | Способствует синтезу гемоглобина крови, ускоряет формирование эритроцитов, восстановление костной ткани, усиливает действие инсулина, препятствует распаду гликогена в печени, способствует синтезу витаминов В1, С, Р, РР и Е. | Избыток Cu2+ связывает гидросульфидные группы ферментов и действует на организм угнетающе. Симптомы избытка меди проявляются в виде хлороза, образования окрашенных в коричневый цвет боковых корней., снижается интенсивность дыхания, образования хлорофилла и активность некоторых ферментов. Соединения меди вызывают резкое раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей и ЖКТ. При систематическом действии солей меди на организм человека отмечается поражение зубов и слизистой оболочки рта, язвенная болезнь желудка, конъюктива глаз приобретает зеленовато-желтый цвет, на деснах появляется темно-красная полоса. | 3,0 | 0,001 | Рыбопродукция 10 Мясопродукты 5 Молочные продукты 0,5 Хлебопродукты 5 Овощи 10 Фрукты 10 Соки, напитки 5 | |
| Сr | Биогенный элемент снижение содержания хрома ведет к уменьшению его содержания в крови, замедление роста, повышение холестерина в крови, затруднение дыхания | Наибольшей токсичностью обладают соединения хрома (VI): туман хромовой кислоты служит причиной плеврита; при хронических отравлениях отмечается сухой кашель, поражения печени (до цирроза). | Cr(III) 100 Cr (VI) 0,05 | - | 0,001 | Рыбопродукция 0,3 Мясопродукты 0,2 Молочные продукты 0,1 Хлебопродукты 0,2 Овощи 0,2 Фрукты 0,1 Соки,напитки 0,1 |
| Cd | Снижает способность организма противостоять болезням, обладает мутагенным и концерогенным действием, может вызвать кумулятивный эффект. | Поражение нервной системы, печени и почек, органов дыхания, ЖКТ, нарушение фосфорно-калийного и белкового обмена, разрушение костей. Механизм токсического действия заключается в угнетении активности ферментных систем в результате связывания с сульфгидрильными, аминными и карбоксильными группами белков. | 5,0 | 0,01 | 0,005 | Рыбопродукция 0,1 Мясопродукты 0,05 Молочные продукты 0,01 Хлебопродукты 0,02 Овощи 0,03 Фрукты 0,03 Соки,напитки 0,02 |
При загрязнении почв и растительности тяжелыми металлами, в качестве путей оптимизации обстановки, используют традиционные и специальные приемы:
1) Методы по ограничению поступления тяжелых металлов в почву. При планировании применения удобрений, мелиорантов, пестицидов, осадков сточных вод необходимо учитывать содержание в них тяжелых металлов, буферную емкость используемых почв. Ограничение доз, обусловленное экологическими требованиями, является необходимым условием экологизации земледелия.
2) Удаление тяжелых металлов за пределы корнеобитаемого слоя достигается следующими приемами:
- удалением загрязненного слоя почвы,
- засыпкой загрязненного слоя чистой землей,
- выращиванием культур, поглощающих ТМ и удалением с поля их растительной массы,
- промывкой почв водой и водорастворимыми (чаще органическими) соединениями, образующими с тяжелыми металлами водорастворимые комплексные соединения, в качестве органических лигандов используют продукты из отходов с/х производства,
- промывкой почв раствором для выщелачивания ТМ из верхних горизонтов на глубину 70-100 см и затем осаждения их на этой глубине, в виде трудно растворимых осадков (за счет последующей промывки почв реагентами, содержащими анионы, образующие с тяжелыми металлами осадки).
3) Разработка мероприятий по ограничению поступления ТМ в растения. Поступление тяжелых металлов в растения может быть уменьшено за счет изменения питательного режима, при создании конкуренции за поступление в корни токсикантов и катионов удобрений, при осаждении тяжелых металлов в корне в виде труднорастворимых осадков.
4) Связывание ТМ в почве в малодиссоциируемые соединения. Уменьшение поступления тяжелых металлов в растения может быть достигнуто их осаждением в почве в виде осадков карбонатов, фосфатов, сульфидов, гидроокисей; с образованием малодиссоциирующих комплексных соединений с большой молекулярной массой. Наилучшим способом, обеспечивающим существенное снижение содержания тяжелых металлов в растениях, является совместное внесение навоза и извести. Наиболее эффективными мероприятиями, приводящими к снижению подвижности свинца в почвах, является глинование (внесение цеолита) и совместное внесение извести и органических удобрений. Применение полного комплекса химических мелиорантов (органических и минеральных удобрений, извести и трепла) на 10-20% снижало в почве содержание поливалентных металлов.
5) Адаптивно-ландшафтные системы земледелия, как фактор оптимизации экологической обстановки при загрязнении почв ТМ.
Различные виды и сорта культур накапливают в растительной продукции неодинаковое количество ТМ. Это обусловлено селективностью к ним корневых систем отдельных растений и особенностью их процессов метаболизма. ТМ в большей степени накапливаются в корнях, меньше в вегетативной массе и генеративных органах. При этом отдельные группы культур селективно накапливают и определенные токсиканты. Подбор культур для выращивания на почвах определенной степени и характера загрязнения является наиболее простым, дешевым и достаточно эффективным способом оптимизации обстановки.
Распределение металлов в органах растений носит отчетливо выраженный акропетальный характер и увеличивается в ряду: