Владимир Базылев - Основы общей и экологической токсикологии

Попытки борьбы с насекомыми, наносящими большой вред урожаю, предпринимались очень давно. Для этих целей без особого успеха использовали арсенат свинца, табачную пыль, мыло и бензин. Современная эра пестицидов началась в 1940 г. с открытием Паулем Мюллером инсектицидного действия ДДТ.

Впервые этот препарат был применен союзными армиями во время Второй мировой войны для борьбы с малярией и тифом. Однако во время войны данные о ДДТ практически не публиковались. В конце Второй мировой войны ДДТ вошел в практику как сельскохозяйственный и бытовой инсектицид и его начали широко применять во всем мире, так как считалось, что избирательность его действия очень высока. В результате этого значительно возросли урожаи сельскохозяйственных культур, что сыграло немаловажную роль в обеспечении потребностей растущего населения Земли. Однако в 1962 г. стало очевидно, что высокая устойчивость ДДТ к процессам биодеградации делает его применение опасным для животного мира и приводит к вредным последствиям для многих видов животных (особенно для рыб, птиц и пчел). При длительном применении ДДТ токсичен и для человека. Поэтому в настоящее время применение ДДТ запрещено или ограничено лишь теми случаями, когда отсутствуют приемлемые его заменители (в СССР применение ДДТ запрещено с 1970 г.).

В природе химические средства борьбы одних организмов против других используются почти со времени зарождения жизни, и без особой угрозы для окружающей среды. Все вещества, выделяемые организмами в окружающую среду (фитонциды, зооциды и т. п.), отличаются очень малой стабильностью и разрушаются, как только выполнят свою функцию. Это свидетельствует о том, что и проблему пестицидов можно разрешить, причем основное требование к разработке новых препаратов – соизмеримость сроков их действия со сроками детоксикации.

По скорости разложения в объектах окружающей среды пестициды разделяют в настоящее время на следующие шесть групп: 1) пестициды с периодом разложения более 18 мес.; 2) пестициды с периодом разложения около 18 мес.; 3) пестициды с периодом разложения около 12 мес.; 4) пестициды с периодом разложения до 6 мес.; 5) пестициды с периодом разложения до 3 мес.; 6) пестициды с периодом разложения менее 3 мес.

По продолжительности действия (персистентность – продолжительность сохранения пестицидами биологической активности в окружающей среде или ее отдельных объектах, в том числе в почве, атмосфере, гидросфере) пестициды разделяют на следующие группы: 1) препараты с продолжительностью сохранения биологической активности до 3 мес.; 2) препараты с продолжительностью действия до 6 мес.; 3) препараты с продолжительностью действия до 12 мес.; 4) препараты с продолжительностью действия до 18 мес.; 5) препараты с продолжительностью действия до 2 лет; 6) препараты с продолжительностью действия более 2 лет.

Чем выше продолжительность действия препарата в объектах окружающей среды, тем выше его персистентность. Необходимо отметить, что в различных объектах окружающей среды и в разных климатических зонах персистентность одного и того же препарата может существенно изменяться. Персистентность препаратов зависит также от активности живых организмов, обитающих в данной экосистеме. Наиболее быстро пестициды разрушаются под влиянием микроорганизмов почвы. Большинство пестицидов сравнительно быстро разрушается также под влиянием света, особенно в присутствии воды.

Появление устойчивости к действию инсектицидов у вредных насекомых, отравление полезных насекомых, опыляющих растения, а также рыб в реках и озерах, привели к возникновению широкого международного движения, завершившегося в 1976 г. разработкой «Интегрированной программы борьбы с вредителями», принятой всеми странами-членами ФАО (Food and Agriculture Organization of the United Nations – Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН). Было решено составить список наиболее избирательных инсектицидов и использовать из них только безвредные для природных врагов насекомых; при применении инсектицидов учитывать факторы окружающей среды, усиливающие их действие, а именно – время применения (суточный цикл), температуру и осадки, способные в некоторых случаях заменить применение инсектицидов; использовать минимальные количества инсектицидов, необходимые при данном типе заражения; следить за накоплением инсектицидов и продуктов их распада в окружающей среде.

На основании этих требований было рекомендовано применять 5 основных инсектицидов: трихлорфон, малатион, метоксихлор, карбарил и неорганическое соединение криолит (алюмофторид натрия).

К твердым бытовым отходам (ТБО) относят смесь веществ и материалов, образующихся в результате жизнедеятельности населения, которые необходимо утилизировать или уничтожить как бесполезные, нежелательные или опасные.

По своему составу ТБО неоднородны и включают макулатуру (20 – 40 % по массе), черные и цветные металлы (2 – 5 % и более), пищевые отходы (20 – 40 %), пластмассу (1 – 5 %), стекло (4 – 6 %), текстиль (4 – 6 %) и др. Количество ТБО (мусора), образующееся в некоторых странах мира в среднем на душу населения (по различным источникам на начало 1980-х гг.) приведено в табл. 2.7.

Таблица 2.7

Количество ТБО в некоторых странах мира в среднем на душу населения

*Париж.

**Москва.

Для справки отметим, что ежегодно в Санкт-Петербурге образуется около 1 млн т (около 5 млн м 3) ТБО и 0,4 млн м 3осадков городских очистных сооружений.

Объем ТБО по России составляет около 130 млн м 3. В настоящее время около 124 млн м 3складируются на специальных полигонах, а остальные уничтожаются на мусороперерабатывающих заводах.

С точки зрения экологической безопасности все ТБО целесообразно разделить на следующие четыре группы: 1) токсичные отходы (отходы, содержащие токсичные тяжелые металлы и их соединения, радиоактивные изотопы, люминесцентные лампы и т. д.);

2) потенциально-токсичные (при переработке генерируют токсичные вещества, загрязняющие окружающую среду); 3) нетоксичные (биологически инертные) отходы (кость, стекло, камень и т. п.);

4) пищевые отходы.

Городские свалки вокруг городов не только занимают обширные территории (для захоронения 1 т ТБО требуется 3 м 2), но и представляют опасность для здоровья людей и являются потенциальным источником загрязнения подземных вод и распространения неприятных запахов.

Наглядный пример возможных масштабов загрязнения грунтовых вод – случай с военным складом в Скалистых горах (штат Колорадо, США). Из-за протечки хранилищ отходов ряд синтетических веществ попал в грунтовые воды, загрязнив около 50 км 2территории, окружавшей склад. В этом районе пришлось закрыть множество водяных скважин. Армия США затратила более 200 млн долларов, чтобы очистить местность и предотвратить ее дальнейшее загрязнение. Полагают, что для завершения работы понадобится еще 1,8 млрд долларов.