научная статья по теме ПЕСТИЦИДЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ КАК ФАКТОР ХИМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ Химия

Текст научной статьи на тему «ПЕСТИЦИДЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ КАК ФАКТОР ХИМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ»

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

УДК 632.95; 574.5

ПЕСТИЦИДЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ КАК ФАКТОР ХИМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ

© 2015 г. Ю. И. Скурлатов1 *, Н. И. Зайцева1, Е. В. Штамм2, И. С. Байкова2, Л. В. Семеняк3

Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва 2Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук, Москва 3Всероссийский институт рыбного хозяйства и океанографии, Москва *Е-таИ: YSkurlatov@gmail.com Поступила в редакцию 31.10.2014

В качестве одной из реальных угроз химической безопасности России рассмотрено применение на территории страны пестицидов, эффективных в борьбе с вредителями растений и в то же время обладающих чрезвычайно высокой токсичностью в отношении водных организмов. На примере пестицида Каратошанс (концентрат эмульсии, 50 г/л лямбда-цигалотрина), включенного в "Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации", несмотря на отрицательное заключение государственной экологической экспертизы, показаны возможные последствия для водных экосистем при неконтролируемом попадании препарата в поверхностные водные объекты. Сделан вывод о необходимости законодательно запретить оборот на территории Российской Федерации высокотоксичных в отношении водных организмов пестицидов, аналитический контроль которых в водной среде на уровне ПДК практически неосуществим.

Ключевые слова: пестициды, лямбда-цигалотрин, стойкость, токсичность, водные организмы, ПДК, методы контроля.

Б01: 10.7868/80207401X15060096

На фоне продолжающегося ухудшения санитарно-эпидемиологической, ветеринарно-сани-тарной, фитосанитарной и экологической обстановки в Российской Федерации, а также упадка ее биотехнологической и химической промышленности появляются новые биологические и химические угрозы для национальной безопасности страны. В частности, в последние годы в Россию хлынул поток пестицидов — сотни наименований ежегодно, преимущественно китайского производства. В этом потоке, на фоне относительно безвредных средств защиты растений, встречаются препараты, представляющие реальную угрозу химической безопасности России. В этой связи необходим строгий контроль за ввозом и применением на территории Российской Федерации средств защиты растений, обладающих повышенной опасностью при нецелевом использовании, в том числе в террористических целях (в отношении водных биоресурсов).

Официально декларируется, что внедрение химических средств защиты растений в практику сельского хозяйства возможно лишь после их всестороннего токсикологического, экологического изучения и гигиенической регламентации, что

является основой предотвращения их неблагоприятного влияния на здоровье работников и населения, а также на экологическое и санитарное состояние окружающей среды. Процедура государственной регистрации пестицида выглядит следующим образом: в соответствии с Приказом № 357 от 10 июля 2007 г. "Об утверждении Порядка государственной регистрации пестицидов и аг-рохимикатов" уполномоченные Министерством сельского хозяйства РФ НИИ проводят регистрационные испытания, результаты которых вместе со сведениями о пестициде передаются на экспертизу в головные организации по проведению токсиколого-гигиенических и экологических испытаний. Далее комплект документации поступает на государственную экологическую экспертизу (ГЭЭ). При положительном заключении ГЭЭ Россельхознадзор принимает решение о регистрации пестицида и включении его в "Государственный каталог пестицидов и агрохимика-тов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации".

На практике ситуация иная. С одной стороны, проводимые исследования, особенно в части, касающейся воздействия пестицидов на водные

экосистемы, зачастую оставляют желать лучшего, а с другой — из-за ведомственной разобщенности и бесконтрольности в ряде случаев в Государственный каталог включаются и пестициды, не получившие положительного заключения ГЭЭ.

Ярким примером может служить инсектоака-рицид Каратошанс (50 г/л лямбда-цигалотрина), зарегистрированный на 10-летний срок до получения отрицательного заключения ГЭЭ. Препарат поставляется в виде концентрата эмульсии, используется для борьбы против вредителей в посевах пшеницы, ячменя, кукурузы, сои, гороха, сахарной свеклы, овощных культур (картофеля, томата, капусты), против вредителей фруктовых и ягодных культур (яблонь, вишнен, винограда, малины, смородины, крыжовника), против вредителей рапса, льна-долгунца, декоративных насаждений, лиственных и хвойных пород леса и лесозащитных полос, а также против вредителей запасов при обработке незагруженных складских помещений, оборудования зерноперерабатываю-щих предприятий и территорий зернохранилищ и зерноперерабатывающих предприятий.

Действующее вещество препарата — синтетический пиретроид второго поколения лямбда-ци-галотрин представляет собой смесь изомеров ци-галотрина: (8)-а-циано-3-феноксибензилового эфира ^)-(1Я)-^ис-3-(2-хлор-3,3,3-трифторпро-пенил)-2,2-диметилциклопропанкарбоновой кислоты — I и (Я)-а-циано-3-феноксибензилового эфира ^)-(18)-цмс-3-(2-хлор-3,3,3-трифторпро-пенил)-2,2-диметилциклопропанкарбоновой кислоты — II (в соотношении 1 : 1):

РУ'Р Н О ,С / \\

Б С=С СН,/С_О >С^

Cl

: У< и и w

h ж h H

CH3

I

и CH3 Н

Cl,

f ;c=c у c~°\ .h

FV4 h ch3o x F f

^/u p

O

II

Свойства лямбда-цигалотрина представлены в работе [1]. Эмпирическая формула — С23Н19СШ3М03, молекулярная масса — 449.9 г/моль, агрегатное состояние — бесцветное кристаллическое вещество без запаха, давление паров при 20°С 1.5 • 10-9 Торр, растворимость в воде при 20°С 0.005 мг/дм3 (рН = 6.5), растворим в большинстве обычных органических растворителей,

коэффициент распределения н-октанол/вода lgKo/w = 6.9, температура плавления — 49.2°С, разлагается при нагревании выше 275°С с образованием токсических веществ. В водных растворах препарат устойчив при кислых значениях рН, в щелочной среде неустойчив.

Пестицид обладает контактным, кишечным и остаточным действием, а также отпугивающими вредителей свойствами, проявляет высокую эффективность в борьбе с вредителями листьев из отрядов Lepidoptera, Coleoptera, Hemoptera и др., включая тлей, жуков, гусениц, уничтожает или подавляет клещей, активен против мух, комаров, тараканов.

Норма расхода препарата — 0.1—0.2 л/га, расход рабочей жидкости — 200—400 л/га при одно- или двукратном наземном опрыскивании в период вегетации в условиях сельскохозяйственного производства и в личных подсобных хозяйствах.

Токсические свойства и поведение лямбда-ци-галотрина в почве и воде описаны в работе [2]. По классификации стойкости и подвижности пестицидов в почве лямбда-цигалотрин относится к среднестойким, потенциально неподвижным действующим веществам пестицидов. При внесении меченого 14С цигалотрина в почву, через 5 недель после обработки 28% внесенной радиоактивности было представлено собственно цигалотрином, 30% радиоактивности пришлось на долю СО2, около 3.5% — на долю 1Я8-^ис-^-2-хлоро-3,3,3-трифтор-проп-1-енил)-2,2-диметилциклопропанкарбоновой кислоты, остальное не удалось экстрагировать и идентифицировать.

Согласно расчетам, выполненным сотрудниками почвенного факультета МГУ им. М.В. Ломоносова по модели PEARL, в стандартных российских почвенно-климатических условиях вынос лямбда-цигалотрина за пределы 1 м слоя почв не прогнозируется. Расчеты в рамках комплекса моделей Swash [3] показали, что при норме применения препарата 20 г действующего вещества/га расчетная концентрация лямбда-цигалотрина в воде стандартного закрытого водоема (площадь — 1 га, глубина — 1м) прогнозируется на уровне 0.002 мкг/дм3 при средневзвешенной по времени концентрации в течение 100 дней — 0.0005 мкг/дм3.

Математическое моделирование служит важным инструментом сравнительного анализа для оценки экологической опасности и риска при разных сценариях внесения препаратов в почвы различного состава. Однако фактические значения концентраций действующего вещества в реальных водных объектах могут существенно отличаться от расчетных значений в сторону больших величин. Тем более что в определенных условиях (уклон местности, ливневые осадки, поверхностный смыв, половодье и пр.) поверхностных водных

Таблица 1. Острая и хроническая токсичность лямбда-цигалотрина для водных организмов

Тест-объект, вид токсичности, условия биотестирования Показатели, мг/дм3

Рыбы

Lepomis macrochirus, Cyprinus carpio, Gambusia, взрослые — острая токсичность (гибель 50% особей), статические условия LC50 (96 ч) = 0.00021

Cyprinodon variegates, ранние стадии развития — максимальная недействующая концентрация вещества, проточные условия NOEC (28 дней) = 0.00025

Зоопланктон

Daphnia magna — острая токсичность, статистические условия LC50 ( 48 ч) = 0.00036

Gammarus pulex:

взрослые — острая токсичность (50%-ный эффект) EC50 (96 ч) = 0.000016

личинки, наиболее чувствительные стадии — влияние на репродуктивность и скорость развития, полустатистические условия NOEC (21 день) = 0.000006

Водоросли

Selenastrum capricornutum — влияние на рост биомассы (50%-ный эффект), статистические условия EC50 (72 ч) > 0.3

объектов может достигать лямбда-цигалотрин, сорбированный частицами почвы.

В водной среде в условиях лабораторных опытов при рН = 5.2—7.0 лямбда-цигалотрин гидролитически устойчив, фотолитическое разложение протекает при значении времени полупревращения T50 = 20—25 дней — за счет расщепления эфирной связи с образованием 1RS-cis- или 1Я8-?гая,у-3-^Е-2-хлоро-3,3,3-трифторпропенил)-2,2-диметилциклопропанкарбоновых кислот. В лабораторных условиях в системе вода/донный осадок разложение лямбда-цигалотрина при 20°C (pH = 7.2—7.8) характеризуется величинами T50 = 7—15 дней, T90 = 45—151 день.

Лямбда-цигалотрин относится к чрезвычайно токсичным действующим веществам пестицидов (1-й класс опасности) в отношении водных организмов (рыбы, зоопланктон) как по острой, так и по хронической токсичности. Данные по токсичности лямбда-цигалотрина для водных организмов [4] представлены в табл. 1. В отношении рыб клиниче

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком