Pestycydy w ochronie roślin - czy są poważnym zagrożeniem?

Intensyfikacja produkcji rolniczej spowodowana zwiększającym się zapotrzebowaniem na żywność przez stale rosnącą populację ludności na świecie, wymusza masowe stosowanie pestycydów do ochrony roślin uprawnych. Szacuje się, że środki ochrony roślin pozwalają zwiększyć plony pestycydów o 20-30%, a nawet o 50-80%, choć nie należą one do czynników plonotwórczych. Sprzedaż środków ochrony roślin systematycznie wzrasta na świecie. W naszym kraju w 2000 roku ogółem sprzedaż środków ochrony roślin w masie towarowej wynosiła 22 tys. t, a w 2012 roku była prawie 3-krotnie większa i wynosiła 61,5 tys. t. 

Mimo że historia stosowania pestycydów rozpoczęła się ponad dwieście lat temu od zastosowania naparu tytoniowego do walki z mszycami, to prawdziwą dynamiczną swoją karierę rozpoczęły one dopiero w latach 40 XX wieku. W tym czasie powszechnie zaczęto stosować owadobójczy środek – DDT (dichlorodifenylotrichloroetan) powszechnie nazywany  Azotoxem. Wymieniony pestycyd, pomimo niezwykłej skuteczności w walce z owadami, okazał się być bardzo trwały w środowisku oraz toksyczny dla organizmów żywych i z tego powodu został wyeliminowany ze stosowania na początku lat 70 XX wieku. Jednak niezwykła  skuteczności DDT w walce z komarami powodującymi malarię, spowodowała, że w 2006 roku Światowa Organizacja Zdrowia zezwoliła na stosowanie tego środka w rejonach dotkniętych tą chorobą.  

Czym są pestycydy? 

Pestycydy stanowią bardzo liczną i zróżnicowana grupę związków pochodzenia naturalnego lub syntetycznego o zróżnicowanej i złożonej budowie chemicznej.  W grupie tych związków pochodzenia organicznego znajdują się m.in. chlorowane węglowodory, estry kwasów fosforowych, pochodne kwasu karbaminowego, triazyny, nitrofenoli, mocznika, związki metaloorganiczne (cyny, cynku, miedzi, manganu). Pestycydy nieorganiczne to najczęściej fungicydy (zawiesina siarki, tlenochlorek miedzi, ciecz bordoska).  

Pestycydy w swoim składzie zawierają: 

• substancję biologicznie czynną ( bezpośrednio niszczącą patogeny), 
• substancje pomocnicze (np. minerały, wodę, oleje rozpuszczalniki organiczne - które ułatwiają aplikację i przyczepność preparatu).

Ze względu  na możliwości zastosowania, pestycydy można podzielić na trzy grupy, tj. 

• herbicydy (środki zwalczające chwasty)
• fungicydy ( środki grzybobójcze) 
• zoocydy ( środki zwalczające insekty)

Toksyczność pestycydów w środowisku

Pomimo wielu zalet, stosowanie pestycydów jest kontrowersyjne ze względu na szkodliwość w otaczającym środowisku oraz toksyczności dla organizmów żywych, wliczając również człowieka. Pestycydy mogą migrować w środowisku glebowo-wodnym, a przede wszystkim mogą łatwo wnikać do organizmów żywych drogą łańcuchów pokarmowych. Wiele substancji podczas ich przenikania do łańcucha pokarmowego podlega przekształceniom, często w substancje bardziej toksyczne od pierwotnych,  przyczyniając się do uszkodzenia tych organizmów. Pestycydy są bardzo toksyczna dla owadów zapylających oraz innych naturalnie występujących pożytecznych owadów.

Za najbardziej trwałe w środowisku uznawane są związki chloroorganiczne, tj. DDT (do 40 lat), dieldryna (do 25 lat), lindan (do 10 lat). Zaś środki fosforoorganiczne, pochodne kwasu fenoksyoctowego i karbaminiany, uznawane są  jako mało toksyczne. 

Toksyczność pestycydów związana jest z ich trwałością  w środowisku, pestycydy podzielono na następujące kategorie, tj. 

• bardzo trwałe ( utrzymujące się w środowisku powyżej 18 miesięcy)
• trwałe ( do 18 miesięcy)
• nietrwałe (do 6 miesięcy)
• szybko rozpadające się (do 3 miesięcy). 
   

Do określania toksyczności pestycydów stosuje się pojęcie dawki śmiertelnej (LD50, LC50)  i jest to taka ilość substancji, która po jednorazowym spożyciu powoduje śmierć 50% osobników badanej populacji narażonej na działanie określonego środka przez układ pokarmowy lub skórę (LD50) bądź układ oddechowy (LC50).

Czynniki decydujące o toksyczności pestycydów i ich migracji pestycydów środowisku 

Szkodliwość  pestycydów w środowisku zależy od wielu czynników, tj: 

• toksyczność substancji czynnej zawartej w preparacje,
• trwałość w środowisku  (odporność na degradację),
• dawka i forma aplikacji, 
• pora stosowania środka do oprysku oraz  warunki atmosferyczne (najbardziej niebezpieczne dla owadów zapylających  jest stosowanie oprysków podczas dziennej wzmożonej ich aktywności) . 

W środowisku naturalnym pestycydy podlegają przemianom chemicznym i fizycznym. Procesy fizyczne, tj. parowanie, sublimacja sprzyjają migracji tych środków w środowisku. Natomiast procesy chemiczne, fotochemiczne i biochemiczne odpowiedzialne są za reakcje utleniania i redukcji, hydrolizy (izomeryzacji), które przekształcają te związki w inne, a nawet bardziej szkodliwe dla środowiska i organizmów żywych. Tempo oraz skuteczność degradacji (rozpadu) pestycydu w środowisku naturalnym zależy od wielu czynników, m.in.:

• chemicznej budowy pestycydu,
• obecności mikroorganizmów w środowisku oraz temperatury otoczenia (wpływ na rozwój mikroorganizmów i ich aktywność), 
• warunków fizykochemicznych w środowisku glebowym (odczyn, natlenienie, wilgotność, skład chemiczny). 

W celu ograniczenia zagrożeń podczas stosowania pestycydów, osoby wykonujące opryski powinny przestrzegać przepisów BHP, preparaty powinny być odpowiednio zabezpieczone przed łatwym dostępem osób trzecich. 

Opryski pestycydami powinny być wykonywane w porach dnia o najmniejszej aktywności owadów zapylających. 

Bibliografia:
1.Kociołek-Balawejder E., Stanisławska E. 2012. Chemia  środowiska. Wyd. Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu. 
2. Malinowska E., Jankowski K., Wyrębek H., Truba M. 2015. Struktura sprzedaży i zużycia środków ochrony roślin w Polsce w latach 2000-2012. Zesz. Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach. Seria: Administracja i Zarządzanie, nr. 104. 

Irena Burzyńska - Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach     Zainteresował Cię ten artykuł? Masz pytanie do autora? Napisz do nas tutaj