Химия

Пестициди

Твърде мащабен е ефектът от икономически изгодната химизация на селското стопанство, за да го премълчаваме. В Англия вредите, нанесени от болеси по растенията и от плевелите, годишно достигат 140 милиона фунта стерлинги, в САЩ - към 10 милиарда долара. Смята се, че ако не се води борба с вредителите в селското стопанство, урожаят на картофите ще се понижи до 37%, на зелето - до 22%, на ябълките - до 10%.

Своеобразно значим е и приносът на различните видове пестициди - инсектициди, акарициди, зооциди и други - за борба с насекоми, кърлежи и други носители на много видове инфекциозни заболявания.

В историята на борбата с вредителите чрез химични средства се сочи, че още Омир в своите произведения говори за прогонване на насекомите с помощта на сяра. В Индия и Малая местното населене от твърде далечни времена извлича от някои растения ротенон и го прилага за борба с вредителите. Има данни за употребата на никотина срещу някои вредни видове в селското стопанство още в началото на 17 век. По-късно, през 18 век, се въвежда употребата на някои от съединенията на живака, медта и арсена. Францизунът Милярд в края на 19-ти век за борба с маната по лозята използва бордолезовия разтвор. Бурното развитие на химията през 20-ти век довежда до бързи и многобройни синтези на нови органични средства, които по-късно успешно започват да се въвеждат в селското стопанство и медицината за борба с паразити и болести по хората и растенията. Полученото от Цейдлер през 1874 г. хлорорганично вещество, на което П. Мюлер през 1939 година разкрива широкия инсектициден ефект, се патентова в ДДТ получава най-голяма известност за борба против въшките, бълхите, комарите и другите вредни насекоми.

Понастоящем в света се използват около 400 пестицида. През годините химическите заводи са произвеждали значително количество пестициди. Доскоро най-масово се използваха пестицидите от групата на хлорорганичните съединения (ХОС). Но поради редица техни недостатъци сега те са изместени от по-перспективните фосфорорганични съединения (ФОС), металосъдържащите и производните на карбаминовата киселина средства.

Известно е, че пестицидите са в състояние да предизвикат остри и хронични отравяния у хора, заети с тяхното производство, или при селскостопански работници, които ги прилагат за борба с вредителите. Някои от тях при продължителен контакт даже и в минимани дози и концентрации дават в организма на някои хора и животни тежки отдалечени последствия.

Сега хигиенната наука и профилактичната токсикология правят всичко възможно научно да установят явната и потенциалната опасност от въздействието на пестицидите, защото всички те по своята същнсот са силно биологично активни вещества, които при неразумна употреба водят до необратими промени в живия организъм.

Атмосферният въздух над предприятията, произвеждащи селскостопански препарати, над зелените площи, третирани с тях, много или малко е наситен с пестициди.

Анализите на водите, взети от най-големите реки на САЩ показват, че количеството на трайните препарарати, като едрин, ДДТ, дилтрин, се движи от 0,001 до 0,02 мг/л вода. С водата на реките пестицидите се разсейват в моретата и океаните и оттам - в техните обитатели. Последни изследвания, отнасящи се до кръговрата на пестицидите, показват, че трайни пестициди се намират също в почвите и водите одри на нетретираните до този момент райони.

И независимо от недостатъците, които притежават пестицидите, на много от тях и преди всичко на слабо отровните в новата интегрирана борба с вредителите ще се отрежда важно и заслужено място.

В много страни се провеждат изследвания за разкриване механизма на пестицидното въздействие върху структурите и функциите на тъканите и клетките. Проучването на техния отрицателен ефект ще даде възможност да се предприемат ефикасни мерки и да създадат сигурни средства за профилактика. Ще се създадат най-точни и обективни еталони за праговите количества пестициди, тоест за тези количества, които при постъпването им в организма не предизвикват болестни състояния. В световен мащаб се полагат сериозни усилия за опазване здравето на хората. В това направление и по-специално за опазване на околната среда са приети съответни документи.

Предназначение на пестицидите

Ежедневно нараства значението на пестицидите в борбата с вредителите в селското стопанство. Без тяхното токсикологично присъствие е немислимо ликвидирането на различните вредители и болести по растенията и упоритите спътници на полските култури, каквито са плевелите. Особено явен и благодатен е техният изтребителен ефект в животновъдството за защита на животните от ектопаразити и болести.

Всички страни в света отделят годишно милиони и милиарди за водене на химическа борба с вредителите. Благодарение на тях се съхраняват хиляди тонове хранителни продукти и плодове, увеличават се прирастът и млеконадоят в животновъдството.

В зависимост от това, на коит от вредителите действат, пестицидите се разделят на следните гарупи:

  • Инсектициди - те се използват за борба с насекомите. Тяхната група обхваща най-голям брой препарати; Тук спадат и химичните средства, предназначени за унищожаване на листните въшни, наречени афициди.; От своя страна в зависимост от начина на попадане в организма на насекомите и характера на действието им инсекдицидите се подразделят още на: чревни, които попадат чрез храната в храносмилателния път на насекомите и там оказват своето унищожително действие, и контактни, оказващи непосредствен убийствен ефект върху насекомите при пряк досег с тях. Обикновено те леко проникват през покривните тъкани и водят до бързо нарушаване на техните органи и системи. Много важен е ефектът на инсектицидите със системно действие - системните инсектициди. Тяхната най-важна особеност е, че те проникват в растенията и отравят вредителите, консумирали тези растения. Съществуват и инсектициди, които бързо се изпаряват. Те се наричат фумиганти. Те проникват много бързо в дихателните органи на насекомите и ги унищожават; Освен това не са малко инсектицидите, които действат комплексно върху организма на насекомите, като попадат в него едновременно по храносмилателен път, с дихателните органи и чрез външната покривка. Такива са някои хлорорганични препарати, хептахлор, ДДТ, хексахлоран;
  • Фунгицидите са химични средства, предназначени за борба с гъбичните и вирусните заболявания по растенията, а понякога и по животните. От тях по-известни са препаратите на сярната киселина, медта и други. Широко народностопанско значение имат фумигантите от групата на живачноорганичните съединения, фумигантите от групата на живачноорганичните съединения, които се употребяват за обеззаразяване на семената за посев, като меркуран, гранозан и други. От старите фунгициди и сега е популярен медният сулфат. А от най-новите средства - тиокарбамитите и карбамитите;
  • Акарицидите са химични препарати за борба с кърлежите и паяците, които увреждат растенията или паразитират по някои домашни животни. По начина на проникване те се делят на контактни, системни и фумиганти. Някои от тях имат едновременно добър инсектициден и акарициден ефект. Те с успех се ползват и за унищожаване яйцата на насекомите и паяците, затова се наричат още овоциди. Към тази група се отнасят и някои инсектициди, наречени лаврициди, изявени с подчертания си изтребителен ефект спрямо личинките на насекомите.
  • Бактерицидите са химични средства със силно действие спрямо бактериите, носители на болести по растенията. Трябва да кажем, че специфични бактерициди няма, но броят на химичните препарати от другите групи, които проявяват и бактерициден ефект, е голям;
  • Зооциди - химични средства за борба с гризачите и вредните птици. Родентицидите са средства за борба с вредните гризачи - домашна мишка, полска мишка, обикновена полевка, лалугери, горска мишка и други. Към тях се отнасят и ратицидите с техния подчертан изтребителен ефект спрямо сивия и черния плъх. Широко застъпени в практиката са ратицидите от кумариновия ред (томорин, ратрон, ракомин-57, варфарин и други), а също и индандиновите средства (ратиндан, хлорофацион). Не са загубили своето значение и класическите средства като цинковия фосфид;
  • Нематоциди - химични средства за борба с растителноядните червени. По-употребявани от тях са хлорпикринът, вапамът и карбионът;
  • Лимациди (молускоциди) - химични средства за борба с охлювите в парниците и топлиците;
  • Хербациди - химични средства за унищожаване на плевелите и някои диви растения в посевите и насажданията. Те се делят на хербициди, които унищожават както плевелите, така и културните растения, и на хербициди с избирателно (селективно) действие. Последните са много разпространени, защото поразяват само плевелите, без да засягат културната растителност. Едни от тях действуват при пряко съприкосновение с плевелите (контактни), а други, след като се включват в съдовата систма на растенията и оттам предизвикват своя поразяващ ефект;
  • Дефолианти - химични средства, които спомагат за отделяне на листата от стъблата на растенията;
  • Десиканти - химични средства, които ускоряват изсушаването на растенията при прибиране на реколтата;
  • Атрактанти - химични средства, предназначени да привличат вредните насекоми и гризачи. Те са много ефикасни, когато се комбинират с инсектицидни и родентицидни съединения;
  • Репеленти - химични средства, които отблъскват и прогонват вредните птици, гризачи и насекоми;
  • Хомостериланти - химични средства, които потискат възпроизводството на поколението при насекомите и гризачите;
  • Биологични препарати - средства от микробен произход за защита на растенията от вредители и болести. Те сега навлизат в селскостопанската практика и са твърде перспективни. Тук спадат препарати от бактериален произход (ендобактерин), от гъбичен произход (боверия) и различни антибиотици (полимидин, антидион и други.)

Това разделение на пестицидите има значение повече за селскостопанската практика. При тази класификация средствата са разпределени по предназначение, тоест в зависимост от действието им върху дадена група вредители. При подреждането им се вземат предвид не химичните особености на препаратите, а възможността им да изтребват едни или други неприятели. Така например към инсектицидите спадат препарати от фосфорганичните, хлорорганичните, карбаматните и други химични групи, които имат токсичен ефект спрямо насекомите. Класификацията има и хигиенно значение, тъй като подпомага изготвянето на профилактични мерки при прилагане на отделните групи пестициди в практиката.

Усиленията насочен синтез на непознати досега средства ще доведе до създаване на нови химични препарати със строго определено предназначение. Това ще наложи към посочената класификация да се прибавят нови групи, с нови имена, изявени с избирателните си качества към дадени болести неприятели и с възможната най-ниска или липсваща токсичност спрямо човека.

Начини на прилагане на пестицидите

Използването и прилагането на пестицидите в селското стопанство става въз основа на широко регламентирани правила и указания за работа с тях. За да се постигне желаният успех, те се прилагат в определени концентрации, като активно действуващите вещества се включват в различни видове разтворители, емулгатори или неутрални вещества под формата на прах, изпълняващ ролята на пълнеж. Научното определяне на концентрацията на пестицидите, способите на тяхното прилагане, времето на третиране и определянето на карантинните срокове се извъшрват предварително в научноизследователските институти по растителни защита.

За борба с вредителите в селското стопанство пестицидите се прилагат по различни начини и способи:

  • Напрашване на застрашените растителни площи с прахообразни препарати и прахове. В тази форма препаратите представляват съставка от активно действащо вещество в определен процент, останалото е пълнеж, най-често от талк, каолин и други;
  • Пръскане на растенията с разтвори, суспензии и емулсии. Като суспензии се прилагат препаратите, чиито малки частици не са разтворени във водата, но са равномерно разпределени в нея; Под форма на емулсии се употребяват тези препарати, при които пестицидите са течности и като микрокапки са пръснати във водата, с която образуват еднородна смес. Трябва да се има предвид, че мног оот препаратите са разтворени в минерално масло. Смесени там преди употреба с вода, те образуват емулсии. За равномерното разпределение на препарата се прилагат и спомагателни вещества от типа на емулгаторите като ОП-7, ОП-10 и други. В практиката понякога препаратите се използват и комбинирано за пръскане на застрашените от вредители посеви;
  • Обеззаразяването е начин за третиране на семената, нападнати от гъбички и бактерии с пестициди. По този начин се третират семената, предназначени за посев;
  • Прилагане на отровни примамки. Това е мето, твърде разпространен в борбата с вредните гризачи и птици. Активно действащото вещество се включва в хранителна среда или в неутрален пълнеж и в този вид се дава на гризачите и вредните птици. В селскостопанската практика се изполват още аерозоли, изкуствени мъгли и димове;
  • Фумигацията е обработване на нападните от вредители обекти с пари и газове. За образуване на изкуствени мъгли се използват разтвори от пестициди, фино разпръснати от аерозолни генератори. Този начин е много подходящ и икономически изгоден за третиране на застрашени посеви и за дезинсекция на складови помещения. За фумигация се използват лесно изпаряващи се пестициди, които, отделени под формата на газове и пари, поразяват вредителите. Начинът на прилагане има важно значение за предпазване от отравяне с пестициди и от замърсяане на околната среда с тях. При избиране на способите за третиране на нападнатите селскостопански култури с пестициди все повече се налага да се спазват хигиенните изисквания. От начина на прилагане на пестицидите зависи степента на замърсяване на околната среда.

Класификация на пестицидите

Съществуват различни класификации на пестицидите. При повечето от тях се вземат предвид химичната им природа и физико-химичните им свойства. Такива химични класификации имат значение за систематиката на химичните съединения, както и за оказването на медицинска помощ. Според тях пестицидите се делят на няколко основни химични групи: фосфороганични съединения, хлорорганични съединения, карбамати, дитиокарбамати, живачноорганични съединения, нитрофеноли, арсенови съединения, съединения на медта и други.

Съществуват и други класификации на пестицидите, при съставянето ан които са взети предвид някои техни основни хигиенни и токсикологични изисквания. Една такава класификация, която е добила световна гражданственост и е най-издържана от хигиенно-токсикологична гледна точка, е класификацията на Л. И. Медвед и Ю. С. Каган, въведена в практиката от 1968 година. В нея се отчитат както химичните свойства на съединенията, предложени за пестициди, така и степента на тяхната токсичност и критерии за вредност. Според нея веществата, приети за пестициди, в зависимост от тяхната отровност при даване на бели плъхове през устата, се делят на:

  • Силнодействащи отровни вещества;
  • Високотоксични;
  • Среднотоксични;
  • Слаботоксични.

По-нататък в класификацията се излагат и други критерии на отровност на препаратите при всмукването им през кожата, опасност от веществата по степен на летливост, способност да се натрупват в организма и трайност, вероятност да предизвикат туморни разраствания, увреждане на наследствените структури у човека и животните, възможност да увреждат плода и предизвикват уродства, способност да предизвикват алергични заболявания.

В съответствие със санитарните правила е възприета класификация, в която пестицидите са групирани в четири групи:

  • Много силно отровни;
  • Силно отровни;
  • Средно отровни;
  • Слабо отровни.

Как протичат отравянията с пестициди?

Отравянията (интоксикациите) от пестициди протичат под различни форми и може да се изявят остро (акутно), под-остро (субакутно) и хронично.

Отравяне се получава тогава, когато в организма на хора и животни по различни пътища попадне доза или концентрация от препарата, която предизвиква болестно състояние.

Пренебрегането на хигиенните изисквания при работа със селскостопански препарати, непознаването на техния начин на употреба и преди всичко на химичните им качества и сила на отровност винаги крият опасност от отравяне.

При острата форма на отравяне обикновено в организма постъпва еднократно по-голяма доза или концентрация от пестицида. Времето от постъпване на отровата до появята на първите признаци се нарича скрит или латентен период. Той трае от няколко минути до няколко часа. Следва вторият (продромалният) период, характерен с неопределени оплаквания, като главоболие, неразположение, световъртеж, обща слабост. В третия период, периода на изразена интоксикация, се разгръщт признаците на отравяне в зависимост от естеството на препарата. Четвъртият период е неблагоприятен изход или възстановяване. Възстановяването може да бъде пълно или придружено от остатъчни явления. Понякога при постъпване на големи количества препарат или при по-силно действащи средства всичките тези периоди се сливат и отравянето протича светкавично.

При подостро отравяне, когато отровата постъпва еднократно или на няколко пъти, признаците на отравяне зависят също от природата на химичното съединение и времетраенето му е до няколко дни. Характерно подостро протичане на отравянето има при препаратите от групата на кумариновите съединения.

При хронична форма на отравяне особеното е това, че токсичното вещество постъпва многократно в организма и най-често в малки дози и коцентрации. Тази форма на отравяне се среща в практиката при продължителна работа със селскостопански препарати, ако не се спазват правилата за безопасност.

Опасни ли са пестицидите от групата на фосфорорганичните съединения

От всички пестициди най-многобройна е групата на фофорорганичните съединения.

В миналото тези съединения са се използвали за произвеждане на силнодействащи бойни вещества, а сега служат за създаване на високоефективни пестициди, лекарства и пластификатори.

Високата им биологична активност с бърз унищожителен ефект спрямо вредителите, ненатрупването им в организма на хора и животни, сравнително краткотрайното им разпадане, без да дават остатъчни колиачества, ги прави едни от най-перспективните средства в растителната защита. Когато говорим за биологичната им активност, трябва специално да се спрем на токсичността им спрямо вредните насекоми, паяци и кръгли червеи. По тази причина повечето от тях са известни като инсектициди, акарициди и нематоциди. Т не представляват голяма потенциална опасност, защото са нетрайни, бързо се разпадат и не се натрупват в организма и в природата. Независимо от многото им предимства при неспазване на правилата за работа с тях те могат да предизвикат и твърде неприятни странични явления и отравяния.

В последните години вследствие усилията на специалистите и учените предимно от Съветския съюз се осъществява насочен ситез на фосфорорганични пестициди с предполагаем слаб отровен ефект спрямо човека и животните и с избирателно изтребително действие спрямо насекоми, паяци и други вредители.

Търсенето и създаването на нови среддства с избирателна токсичност само към неприятелите има огромно значение за здравето на населението и за ефективността на растителната защита.

Сега в растителната защита и в дезинсекционната практика поради своята перспективност групата на фосфорорганичните препарати е най-многобройна.

Широката им употреба и прилагането с наземна техника и самолети създават условия за бързото им разпръскване в по-голям обем на обширни площи. Това създава предпоставки за масови отравяния при неспазване на хигиенните изисквания. 

В литературата има много примерни за отравяния с ФОС на работници, заети с производството и употребата им. D. Grob съобщава за отравяния с такива препарати на 40 работници, които са пръскали зелени площи. За 5 случая на остро отравяне с паратион съобщава М. А. Казакевич. Работниците  от групата по растителна защита нарушили инструкцията и пръскали по време на висока температура на околния въздух.

К. Абраме (САЩ) изнася данни за масоо отравяне с паратион на 168 работници от селското стопанство, 7 от които починали. Причини - неспазване на правилата за работа с пестициди.

А. Я. Якубов е наблюдавал признаци на отравяне с интратион у лабораторни животни. Съвсем скоро след получаване на препарати животните станали възбудени, получили силно слюнотечение, треперене на тялото, гърчове. При друга серия животни, тровени със същияпрепарат, но при висока температура, отравянето се развило светкавично и протекло тежко и фатално за животните.

Ю. С. Каган е провеждал интересни опити с животни за изпитване отровността на малатиона. У проазените животни той е наблюдават обилно повръщане, слюнотечение, треперене, повърхностно учестено дишане и гърчове. По-нататъшните изследвания показали, че най-тежко се засягат черният дроб и централната нервна система.

За отравяне с метилпаратион (вофатокс) на опитни животни съобщава И. Т. Брахнова. След затравянето им тя е забелязала у тях силно слюнотечение, учестено дишане, треперене, стеснение на зениците, гърч и смърт. При направените изследвания наред с другите изменения е намерила и понижение на холинестеразната активност в кръвта.

Като изследва концентрацията на препарата по време на пръскане, Б. К. Ахмедов препоръчва санитарно-защитните зони между населените пунктове и обработваемите площи с препарата да бъдат от 750 до 1000 м. Според него спазването на тези изисквания ще предпази работещите и околното население от отравяне.

В литературата са описани и други оплаквания на хора с фосфорорганични песттициди. Практиката поакзва, че най-чести са отравянията с препаратите от тази група. Особено при тези отравяния е, че не всички протичат тежко и фатално. В повечето случаи заразените са се оплаквали от леко главоболие, общо неразположение и слабост, болки в стомаха, гадене и повръщане, затруднено дишане, кашлица с шрачки, треперене на тялото. Всички тези признаци и при най-малката им изява у хората, имащи контакт с тях, трябва да бъдат игнал за вземане на бързи мерки. Защото на следващия етап на отравянето с тези препарати обикновено признаците се задълбочават. Особено опасни и масови отравяния със средства от ФОС могат да се получат при авиационната обработка на растенията. При такива обстоятелства всяко неспазване на карантинните срокове за работа с ФОС и преждевременното навлизане на хора в третираните площи винаги води до отравяне. Поради това необходимо е в районите, пръскани с препарати, да бъдат обозначени и да имат предупредителни знаци и маркировка.

Вианги, когато разглеждаме отравянията с ФОС, трябва да знаем, че пътищата за попдането им в организма на човека са три: стомашно-чревният път, дихателният път и кожата. Постъпилите ФОС действуват избирателно и извънредно силно потискат функцията на ензима холинестараза. Той има важната физиологична задача да хиддролизира ацетилхолина, който има извънредно голямо значение в предаването на нервните импулси. Попадането на ФОС в организма довежда до прекомерно натрупване на излишен ацетилхолин, придружено от признаците на отравяне. Освен това в зависимост от степента на отравянето количеството на холинестеразата в кръвта на вътрешните органи се понижава.

Отравянето с фосфорорганични пестициди се придружава от следните признаци: Поразените се оплакват от тежест и болки в корема, повръщане, усилено слюнотечение, загуба на апетит, пристягане в гръдния кош, обща потливост, побледяняване на кожата, стесняване на зениците, понижаване на кръвното налягане (признаци на така наречения мускаринов ефект), както и от мускулни потрепвания, обща мускулна слабост, треперене, изтръпвания, гърчове (никотинов ефект).

Централното действие на ФОС се изразява със силно главоболие, смущение на съня, нарушено дишане, изпадане в безсъзнание.

Острите отравяния с ФОС могат да протекат в лека, средно тежка и тежка форма. Съществен приноз за изясняване на механизма на тяхното действие и рпизнаците на отравяне имат видните учени Л. И. Медвед и Ю. С. Каган, както и Б. А. Кривоглаз, и други. За разкриване на токсидинамиката на отравянето има принос българския т учен Ф. Калоянова.

Картината на отравянето с ФОС зависи от пътя на постъпване на отровата. Така при отравянията през устата на преден план изпъкват оплакванията от страна на стомашно-чревния път и водещите признаци са: тежест в стомаха, стомашни болки, повръщане, напъни по голяма нужда. При отравяне по дихателен път водещите признаци са: стеснение на зениците, смутено дишане и явления от потискането на централната нервна система.

Едни от най-ранните основни признаци на отравянето с ФОС са промените, които настъпват с холинестеразсната активност.

Както посочихме, основните предимства на ФОС са тяхната нетрайност, бързо разпадане, липса на склонност към натрупване в организма и природата, но същевременно с това те имат голям изтребителен ефект към насекомите, паяците и червеите. Затова трябва да отбележим, че поради тяхната относителна токсиченост те трябва да се прилагат внимателно и да се използват разумно, без излишни увлечения, при най-стриктно спазване на санитарно-хигиенните правила и наредби. Необходимо е да се отбележи и едно друго тяхно предимство. При потенциалната опасност от изявеното им въздействие при хората и животните не е така подчертана и изразена.

Сега у нас се използват около 26 вида препарати от групата на фосфорорганичните съединения. По-широко приложение имат следните: агрия-1050, БИ-58, бромекс, вофатокс, гардона, диптерекс, золон, итратион, метатион, лебайцид, тинокс и други.

За да се избегнат острите и хронични отравяния с препарати от групата на фосфорорганичните съединения по време на работа, трябва задължително да се нося работно облекло и лични предпазни средства, да се спазва голяма лична хигиена. Забранено е да се пуши и пие. След работа къпането с много вода и сапун е задължително. Всички, които работят в групите по растителна защита, подлежат на редовен инструктаж за работа с препаратите и на периодичен медицински преглед. Необходимо е освен това ежемесечно да се проверява холинестеразната активност на кръвта им.

Забранено е в работните групи да се включват малолетни, бременни, кърмачки и болни от различни хронични заболявания.