Понятие о ядах, токсичности и требования к пестицидам

источник: Ганиев М.М., Недорезков В.Д. Химические средства зашиты растений. — М.: КолосС, 2006. — 248 с. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений). ISBN 5-9532-0368-3
Основная задача агрономической токсикологии — создание теоретической основы для целенаправленного синтеза эффективных пестицидов и разработка экологически безопасных препаративных форм и способов их применения, исключающих негативное воздействие на человека, животных и окружающую среду.


Фото: https://keck.usc.edu/toxicology-division/

Токсикология (toxikon — яд, logos — учение) — наука о ядах и механизмах их действия на живые организмы. Различают медицинскую, ветеринарную и агрономическую токсикологию.

Агрономическая токсикология изучает свойства пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве, их действие на теплокровных животных и другие живые организмы биоценоза, физикохимические основы их безопасного применения для защиты растений от вредителей, болезней, сорняков и других вредных организмов.

Основная задача агрономической токсикологии — создание теоретической основы для целенаправленного синтеза эффективных пестицидов и разработка экологически безопасных препаративных форм и способов их применения, исключающих негативное воздействие на человека, животных и окружающую среду.

К ядам относятся химические вещества, которые, будучи взяты в определенно малом количестве, в контакте с живым организмом вызывают серьезные нарушения его функций или приводят к смертельному (летальному) исходу.

Любое химическое вещество, являющееся ядом, обладает токсичностью. Токсичность — способность некоторых химических соединений и веществ биологической природы оказывать вредное действие на организм, вызывая его отравление. Различают острое и хроническое отравления. Острое отравление пестицидом происходит при разовом его действии и вызывает нарушение жизнедеятельности организма. Оно сопровождается бурным развитием отравления и часто приводит к летальному исходу. Хроническое отравление возникает в результате многократного воздействия пестицида в относительно малых количествах и выражается в медленно развивающемся нарушении нормальной жизнедеятельности организма без явных внешних признаков заболевания.

Мерой токсичности является доза. Доза (dosis — порция, прием) — количество токсичного вещества (в мг или г), достаточное для отравления организма. Дозу выражают в единицах массы яда по отношению к единице массы тела живого организма (мг/г, мг/кг или г/кг). Различают следующие дозы: летальная — любая доза, вызывающая гибель организма; минимальная летальная — наименьшая доза, вызывающая в определенных условиях гибель организма; сублетальная — доза, близкая к летальной, но не вызывающая гибель организма, а лишь нарушающая его функции, и пороговая— наименьшее количество вещества, вызывающее изменения в организме, определяемые наиболее чувствительными физиолого-биохимическими тестами при отсутствии внешних признаков отравления живого организма.

Организмы (крысы, мыши), используемые для определения токсичности, называют биотестами, а отдельные показатели изменений биохимических и физиологических процессов, применяемые с целью установления степени отравления, — тестами.

Сравнительную токсичность ядовитых веществ выражают средней смертельной дозой, обозначающейся СД50 или летальной (ЛД50). Это доза, вызывающая смертность 50% подопытных животных.

Показатель токсичности используют для гигиенической характеристики пестицидов. Он лежит в основе санитарно-гигиенической классификации пестицидов по степени их опасности. Для пестицидов устанавливают также концентрацию. Концентрация — содержание действующего вещества в пестициде или самого препарата в рабочих составах. Выражают ее в процентах или в весовых и объемных единицах жидкости, порошка или приманки.

Норма расхода — количество пестицида, расходуемого на единицу поверхности (га, м², м), объема (м3), массы (т, кг), на объект (одно дерево, куст). В практике зашиты растений в настоящее время норму расхода препарата указывают в кг/га, л/га, кг/т, л/т, г/м² и т. д.

Токсичность пестицидов зависит от многих факторов: от химического состава и физических свойств яда, видового состава и физиолого-биологических особенностей организмов, против которых применяют яд, условий внешней среды.

Химическое строение, содержание действующего вещества, пространственная изомерия атомов, валентность, растворимость в воде, маслах и других растворителях, степень электролитической диссоциации и другие факторы изменяют степень токсичности. Например, токсическое действие хинонов и альдегидов определяется наличием двойных связей в молекуле, минеральных масел — наличием непредельных углеводородов. Хлорирование фенолов повышает их токсичность в 2—100 раз, вещества с меньшей валентностью более токсичны. С увеличением растворимости ядов в воде, маслах повышается их токсичность.

Биологическая особенность живых объектов, против которых применяют яд, определяет его токсическое действие. Например, препараты фосфорорганической группы токсичны для насекомых и нетоксичны для слизней и нематод. Препараты меди обладают токсическим действием в отношении многих видов грибов, возбудителей различных заболеваний растений, но нетоксичны для высших цветковых паразитов, бактерий. Препараты серы токсичны для мучнисто-росяных грибов. Молодые организмы (у насекомых — личинки младших возрастов, у грибов — начальные фазы развития) более подвержены токсическому действию ядовитых веществ, чем старшие.

Особенности зимующих стадий вредных организмов, питания, половое различие особей и многие другие факторы определяют токсическое действие ядов.

Условия внешней среды (температура, влажность, солнечная радиация) также определяют степень токсичности ядовитых веществ. Обычно с повышением температуры чувствительность организмов к ядам возрастает. У насекомых с повышением температуры окружающей среды растет активность физиологических процессов (дыхание, активность ферментов, питание), в результате чего усиливается отравление. Действие препаратов серы на грибные организмы усиливается с повышением температуры. Понижение температуры ослабляет у насекомых проникновение ядов в гемолимфу и уменьшает их токсическое действие. Влажность воздуха и почвы оказывает влияние на развитие вредных организмов и на химические свойства ядов.

Применяемые в сельском хозяйстве пестициды должны обладать определенными свойствами и быть не только эффективными, но и безопасными для окружающей среды.

Все пестициды по своим качествам должны отвечать требованиям ГОСТов, т. е. должны быть стандартными. Стандарты предусматривают: точное название препарата, состав, технические условия (ТУ) на его изготовление, содержание действующего вещества, наполнителей, влажность, тонину помола дустов, порошков, смачивающихся порошков, способы отбора проб для анализа и методы анализа действующего вещества, указание упаковки препарата и условий хранения.

Пестициды должны обладать:

  • низкой острой и хронической токсичностью для человека и животных;
  • умеренной персистентностью и способностью разлагаться в течение одного вегетационного периода во внешней среде;
  • высокой биологической и экономической эффективностью;
  • удобством применения, хранения и транспортировки;
  • безвредностью для полезных организмов (пчел, опылителей, энтомофагов, почвенных микроорганизмов-антагонистов);
  • отсутствием резко выраженных кумулятивных свойств, канцерогенности, мутагенности, эмбриогенности, аллергенности;
  • отсутствием способности вызывать коррозию металлов и порчу тары;
  • взрывопожаробезопасностью.

В сельском хозяйстве должны применяться лишь препараты, малотоксичные для теплокровных животных и человека; нельзя использовать стойкие вещества, не разлагающиеся в природных условиях на нетоксичные компоненты в течение двух и более лет; не допускаются к применению препараты с резко выраженной кумуляцией (накоплением); недопустимо применение веществ, при предварительном изучении которых установлены их канцерогенность, мутагенность, эмбриотоксичность и аллергенность.

Ведется постоянная работа по совершенствованию препаративных форм, поиску новых более эффективных и менее токсичных пестицидов и замене ими ранее применявшихся, но не полностью отвечающих этим требованиям препаратов, что отражается в ежегодно публикуемом «Списке пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению». «Список...» согласовывается с органами здравоохранения и природоохраны.

Поделиться: