Pestycydy są to związki chemiczne pochodzące od roślin a także produkowane w laboratoriach mające na celu niszczenie wybranych organizmów roślinnych czy zwierzęcych. roślinnych.Pestycydy w rolnictwie stosuje się do zwalczania szkodników (owadów, gryzoni), chorób grzybowych i chwastów. W zakresie ochrony zdrowia ludzkiego służą przede wszystkim do zwalczania komarów roznoszących wiele chorób, m.in. malarię. Są także używane w budynkach mieszkalnych do zwalczania owadów, gryzoni. Definicja pochodzi od łacińskiego słowa peastis-zaraza i cedeo-zabijać. Ich klasyfikacja jest następująca:

Zoocydy, pestycydy zwalczające organizmy szkodliwe, takie jak insekty, roztocza, czy tez ślimaki.

Herbicydy służą nam do niszczeniach chwastów i niepożądanych roślin.

Fungicydy, pestycydy grzybobójcze, stosowane w ochronie roślin przed grzybami lub bakteriami.

Po drugiej wojnie światowej pestycydy odgrywały istotną rolę w zwalczaniu drobnoustrojów chorobotwórczych i pasożytniczych takich jak wirusy i bakterie oraz owadów roślinożernych, grzybów pasożytniczych i chwastów zakłócających rozwój roślin uprawnych. Do roku 1962 wydawało się, że chemiczne środki ochrony roślin rozwiążą wszystkie problemy związane ze stratami plonów powodowanym przez szkodniki i chwasty. Jednak stosowanie pestycydów na podstawie tylko eksperymentalnego stwierdzenia ich toksyczności dla szkodnika, a nie poparte badaniami przyrodniczymi wywołało nowe, nieprzewidziane problemy. Pestycydy winny być toksyczne wybiórczo, to znaczy powinny niszczyć tylko szkodniki, a nie inne organizmy. Jednak osiągnięcie tego celu jest niemożliwe - pestycydy są w różnym stopniu szkodliwe dla środowiska oraz ludzi, szczególnie dla dzieci (przechodzą do mleka krowiego i mleka matki).

Ujemne skutki zdrowotne są niejednorodne w związku z szeroką gamą składu i struktury chemicznej substancji stosowanych jako środki ochrony roślin. Mogą to być zaburzenia przewodu pokarmowego, układu nerwowego, immunologicznego i inne.

Pestycydy łatwo rozprzestrzeniają się w środowisku przez powietrze i wodę, często na bardzo dużą odległość. Wiele z nich pozostaje w glebie i bardzo długo się rozkłada. Z uwagi na swoją trwałość w glebie, toksyczność i dużą aktywność biologiczną stwarzają zagrożenie dla środowiska.

Jeśli chodzi o budowę takiego pestycydu to jest on zbudowany z dwóch składowych:

Substancji aktywnej, która odpowiada za działanie pestycydu, substancji docelowej, która łączy się z substancja docelowa ułatwiając aplikacje i działanie.

Wynika to z tego ze czasem sama substancja aktywna nie posiada właściwości koniecznych nie ma dobrej lepkości, nie rozpuszcza się w wodzie, itp. Dlatego aby ułatwić jej działanie konieczne jest dodanie środka wspomagającego.

Pestycydy zazwyczaj występują w następującej postaci:

  • Substancji opylających - posiadają mała zawartość związku aktywnego, ze względu na fakt ze mogą zaszkodzić osobie opylającej,
  • W postaci zawiesin - po rozcieńczeniu z woda uzyskuje się zawiesinę wodna. Stosuje się je jako opryski dla roślin.
  • Proszków do tworzenia zawiesin wodnych - cechuje je obecność drobnych cząsteczek,
  • Koncentratów do sporządzania emulsji, gdzie preparat handlowy z wodą tworzy emulsję;
  • Aerozole - jako spryskiwacze. Produkowane są poprzez rozcieńczenie substancji aktywnej w rozpuszczalniku silnie parującym. Nie zachodzi konieczność rozpuszczenia z woda. Są one znane pod nazwa bombek aerozolowych..

PESTYCYDY W POLSCE

Dopuszczone do stosowania w Polsce w latach 1990-2000. W porównaniu z wysoko

uprzemysłowionymi krajami członkowskimi UE, średnie zużycie pestycydów w Polsce jest bardzo niskie. Jednak występują istotne różnice w zależności od położenia i wielkości gospodarstwa. Lista substancji czynnych dopuszczonych w Polsce, otrzymana

z Instytutu Ochrony Roślin w 2001roku, obejmuje 38 5 substancji dopuszczonych do stosowania jako składniki pestycydów i 63 substancje czynne, których stosowanie jest zabronione. W 2002 r. wszedł w życie nowy system monitorowania zużycia pestycydów, oparty na przykładzie brytyjskim. Jest to czteroletni cykl monitorowania 10 najważniejszych polskich upraw (ziemniaków, zbóż, roślin strączkowych, buraków cukrowych, roślin oleistych, roślin włóknodajnych, kukurydzy, warzyw, truskawek oraz sadów). Nowy system wykazał dane zupełnie inne od poprzednich. W 2002 r. monitorowane było zużycie środków

ochrony roślin na plantacjach ziemniaków. Inspektorzy zebrali ok. 7 500 kwestionariuszy -

każdy rolnik jest zobowiązany do prowadzenia ewidencji środków, co stwarza podstawę do

analizy. Średnie zużycie wyniosło 3,5 kg/ha (substancji aktywnej). Badanie wykazało także

różnice w zużyciu pestycydów w zależności od regionu - bardzo wysokie zużycie w zachodniej części Polski, ok. 6 kg/ha, i bardzo niskie we wschodniej części - ok. 1,5 kg/ha. Uprzednio zebrane dane (przy użyciu innego systemu) wykazało znacznie niższe zużycie środków ochrony roślin: 0,5-0,6 kg substancji aktywnej na hektar.

Tabela pokazuje zużycie pestycydów w latach 1992 -2002.

Lata

Ilość substancji aktywnej kg/h

1992

0,46

1993

0,47

1994

0,50

1995

0,47

1996

0,65

1997

0,65

1998

0,58

1999

0,61

2000

0,61

2001

0.60

2002

0,79

Ocena pestycydów dopuszczonych w Polsce pod względem ich toksyczności

dla ludzi i środowiska wykazała, że:

-trzysta osiemdziesiąt pięć pestycydów było

dopuszczonych do stosowania w środkach ochrony

roślin w grudniu 2001 roku,

-dwadzieścia pestycydów zostało sklasyfikowanych jako

w najwyższym lub wysokim stopniu niebezpieczne

(ostra toksyczność, WHO) a 54 substancje zostały

sklasyfikowane jako bardzo toksyczne lub toksyczne,

-trzydzieści dwa pestycydy są neurotoksycznymi inhibitorami

cholinesterazy,

-siedem pestycydów zostało scharakteryzowanych jako

substancje silne zaburzające system hormonalny,

-osiemnaście pestycydów o możliwych właściwościach

rakotwórczych (rakotwórczość 3 kategorii a 4

o możliwościach mutagennych (mutagenność 3

kategorii,

-pięć substancji może powodować uszkodzenia u dzieci

nienarodzonych, a dziesięć pestycydów przedstawia

możliwość ryzyka uszkodzenia u dzieci

nienarodzonych,

-121 pestycydów klasyfikuje się jako "niebezpieczne

dla środowiska".

.

Klasyfikacja pestycydów

Ze względu na działanie pestycydy dzielimy na:

  • Akarycydy- zwalczające roztocza
  • Algicydy- zwalczające glony
  • Bakteriocydy - zwalczające bakterie
  • Fungicydy- zwalczające grzyby
  • Herbicydy- zwalczające chwasty
  • Insektycydy- zwalczające owady
  • Nematocydy- zwalczające nicienie
  • Rodentycydy- zwalczające gryzonie

Podział wynikający z budowy chemiczne

  1. Pestycydy organiczne, obejmujące głównie:
    1. Estry kwasów fosforowych,
    2. Chloropochodne związków alifatycznych i aromatycznych,
    3. Pochodne kwasu karbaminowego,
    4. Pochodne kwasu ditiokarbaminowego,
    5. Pochodne triazyny,
    6. Pochodne nitrofenoli,
    7. Pochodne mocznika,
    8. Związki metaloorganiczne (rtęci, cyny, miedzi, manganu),
    9. Piretroidy syntetyczne.
  3. Pestycydy nieorganiczne

Źródła zanieczyszczeń pestycydowych

Do charakterystyk substancji chemicznych, które mają być wykorzystane jako pestycydy, powinny należeć:

  • Selektywność toksyczności (duża toksyczność wobec szkodników i mała wobec pozostałych organizmów),
  • Właściwa persystencja w środowisku (odpowiednio długi czas pozostawania w środowisku, by mogły niszczyć szkodniki),
  • Duża podatność na degradację,
  • Brak tendencji do biokumulacji w organizmach zwierzęcych i roślinnych,
  • Mobilność w środowisku.

Proces rozkładu pestycydów przebiega w glebie i wodzie pod działaniem bakterii, w reakcjach fotochemicznych i chemicznych katalizowanych jonami metali lub innymi związkami chemicznymi (zachodzące procesy to reakcje: utleniania, redukcji, hydrolizy.

Podczas stosowania pestycydów większość z nich przechodzi do środowiska na skutek ich migracji (na przykład przez wiatr są roznoszone na dalekie odległości) lub osadzania się na powierzchni ziemi, przychodząc do wód i gleby.

Dzieje się tak na skutek:

Tworzenia się opadów podczas spryskiwania terenów rolnych.

Transportu pyłów z wiatrem na dalsze odległości.

Wydobywania się pestycydów rożnymi sposobami z fabryk: włókienniczych, chemicznych, środków ochrony roślin.

Podczas ich transportu na dalsze odległości w konsekwencji źle zabezpieczonego ładunku może dojść do ich uwalniania w postaci pary czy gazów.

Ilość pestycydów w wodach zależy w znacznej mierze od intensywności upraw w badanym regionie, a co za tym idzie także od intensywności stosowania pestycydów, rodzaju upraw, pory roku, intensywności opadów oraz przepływu analizowanych cieków wodnych. Ważną drogą transportu pestycydów są też opady atmosferyczne, dzięki którym skażeniu ulegają zbiorniki wodne znajdujące się w dużej odległości od terenów rolniczych. Znaczne ilości pestycydów stwierdza się również w glebie, osadach dennych, ssakach, rybach i skorupiakach, a nawet w tkankach ludzkich i mleku kobiet.

Trwałość pestycydów w środowisku

Pestycydy, po tym jak zostaną użyte na rośliny, albo na glebę, przechodzą cykl przemian, fizycznych, chemicznych i biologicznych i zanieczyszczają glebę, wody a wraz z nimi, zostają przeniesione do tkanek roślinnych i zwierzęcych a nawet ludzkich.

Obecnie mamy wystarczająco dużo dowodów na to, że cząsteczki wielu pestycydów a szczególnie pestycydy chlorowe, pozostają w glebie i wodzie przez lata albo dziesięciolecia a ich stężenie w bardzo małych ilościach w wodzie (trzecia milionowa), mogą być zwielokrotnione biologicznie 105-107 razy w tkankach bezkręgowców, ryb, ptaków, i ssaków a ostateczne stężenie osiąga milionowe ilości (ppm) u zwierząt.

Innym problemem wynikającym ze stosowania pestycydów na glebę, jest fakt, że bardzo często blokują zmianę upraw na wiele lat i stwarzają problemy związane z toksycznymi pozostałościami w produktach rolnych. Zatrucie gleby pestycydami zaszło tak daleko, że nawet, jeśli ich stosowanie zostało zarzucone, znaleziono gleby, które zawierają powyżej 2 kilo DDT na 0,1 ha, nawet wiele lat po jego ostatnim zastosowaniu.

Klasyfikacja pestycydów wobec ich wytrzymałości w środowisku

Klasa

Stałość w środowisku

Bardzo trwałe

Więcej niż 1,5 roku

Trwałe

Około półtora roku

Nietrwałe

Około pół roku

Szybko degradujące

Około kwartału

W celu oznaczenia trwałości pestycydów zastosowano definicje czasu ich rozpadu. Okazało się ze najdłużej rozkładającymi się pestycydami są chlorowcopochodne, dlatego tez obecnie odchodzi się od ich stosowania.

Trwałość w środowisku pestycydów chlorowcoorganicznych

pestycyd

Okres jego degradacji w 95 % [lata]

DDT

4 - 30

Lindan

3 - 10

Aldryna

1 - 6

Dieldryna

5 - 25

Heptachlor

3 - 5

Biokumulacja pestycydów

Biokumulacja - agregacja substancji, które istnieją w środowisku abiotycznym, w organizmach łańcucha pokarmowego, w sposób, który powoduje, że w każdym kolejnym poziomie konsumentów ilość substancji w stosunku do wagi organizmów wzrasta.

Pestycydy, po tym jak zostaną użyte na rośliny, albo na glebę, przechodzą cykl przemian, fizycznych, chemicznych i biologicznych (hydroliza, utlenianie, rozpad związków, przeniesienie reszt, parowanie, pobieranie przez korzenie roślin) i zanieczyszczają glebę, wody i wraz z nimi, zostają przeniesione do tkanek roślinnych i zwierzęcych a nawet ludzkich Obecnie mamy wystarczająco dużo dowodów na to, że cząsteczki wielu pestycydów a szczególnie pestycydy chlorowe, pozostają w glebie i wodzie przez lata albo dziesięciolecia a ich stężenie w bardzo małych ilościach w wodzie (trzecia milionowa), mogą być zwielokrotnione biologicznie 105-107 razy w tkankach bezkręgowców, ryb, ptaków, i ssaków a ostateczne stężenie osiąga milionowe ilości zwierząt.

Szczegółowe wytyczne dotyczą przede wszystkim sposobów działania na wypadek zatrucia pestycydami, w stosunku do miejsc ich produkcji, wykorzystanie i podawania pestycydów. Jeśli chodzi o zatrucia ludzi, zgodnie z badaniami Światowej Organizacji Zdrowia, oszacowano, że co roku około 1-1,5 miliona osób jest zatruwanych, i wśród nich około 5.000-40.000 osób umiera.

Najważniejsze efekty działania pestycydów na zdrowie to:

upośledzenie centralnego układu nerwowego dermatozy, oparzenia i inne choroby skórne choroby żołądka i zatrucia osłabienie, zawroty głowy, paraliż stóp upośledzenie układu oddechowego zmiany operacyjne wątroby i nerek nagromadzenie się metabolitów toksyn działanie mutagenne i nowotworowe nowotwory (prostaty, żołądka, przełyku, płuc, ust, skóry, układu oddechowego i limfy - białaczka) zahamowanie wielu działań biologicznych ciała współdziałanie z paleniem i napojami alkoholowym

Toksyczność pestycydów

Klasy toksyczności dla ludzi

Klasa I

Bardzo toksyczne

Klasa II

Toksyczne

Klasa III

Szkodliwe

Klasa IV

Mało toksyczne

Oznaczanie pestycydów

Oznaczanie pestycydów przy użyciu metody DFG S19 i GC/MS

Ta metoda analityczna pozwala na wykrycie ponad 270 pestycydów w żywności pochodzenia roślinnego. Ze względu na duży zakres oznaczanych związków DFG S19 nazywana jest inaczej multi metodą. Główne grupy wykrywanych pestycydów to:

  • Chloroorganiczne pestycydy
  • Fosforoorganiczne pestycydy
  • Piretroidy
  • Inne związki zawierające azot takie jak: triazyny, triazole i strobiluryny

Metoda DFG S19 obejmuje grupę pestycydów, które mogą być oznaczane przy użyciu chromatografii gazowej bez termicznego rozpadu. Związki nietrwałe termicznie oraz polarne muszą być analizowane przy pomocy metod LC. W ciągu ostatnich lat LC/MS/MS stała się drugą ważną multi metodą w typowym oznaczaniu pozostałości pestycydów. Główne grupy pestycydów takie jak: metylokarbaminiany czy herbicydy mocznikowe zaczęły być badane z wykorzystaniem tej metody. Grupy pestycydów analizowanych przez LC/MS/MS to:

  • Karbaminiany
  • Herbicydy mocznikowe
  • Phenoxy acid herbicides
  • sulfonyl urea herbicides
  • neocicotinoides

Pozostałe sposoby identyfikacji pestycydów takie jak: kolorymetria, polarografia i spektrofotometria IR nie są stosowane ze względu na niska czułość.