Органохлор інсектициди

Органохлор інсектициди - це група хімічних сполук, що містять атоми хлору в їх молекулах, які активно використовуються для захисту рослин від різних шкідників. Ці речовини є високотоксичними для комах, блокуючи ключові фізіологічні процеси, що призводить до їх смерті. Приклади інсектицидів органохлору включають такі речовини, як ДДТ (дихлородіфенілтріхлоретан), альдрин та хлордан. Незважаючи на те, що органохлор-інсектициди колись широко використовувались, їх застосування тепер обмежене або заборонено в більшості країн через їх токсичність та довгостроковий вплив на екосистему.

Цілі та важливість використання у сільському господарстві та садівництві

Мета використання інсектицидів органохлору - ефективно контролювати популяції шкідників, які можуть спричинити значні втрати в сільському господарстві та садівництві. Ці інсектициди особливо ефективні проти широкого спектру шкідників комах, таких як мухи, комарі, жуки та кліщів. Вони забезпечують високу ефективність протягом тривалого періоду, що робить їх привабливими для боротьби з шкідниками в сільськогосподарських культурах, таких як крупи, овочі та фрукти. У садівництві інсектициди органохлорів використовуються для захисту декоративних рослин та дерев від шкідників.

Актуальність теми (чому важливо правильно вивчити та застосовувати інсектициди)

Дослідження та правильне застосування інсектицидів органохлору мають вирішальне значення для підтримки екологічного балансу та здоров'я рослин. Неправильне використання інсектицидів може призвести до розвитку резистентності у шкідників, а також руйнування екосистем, включаючи корисних комах і навіть тварин. Розуміння їх механізмів дії, правильних методів застосування та потенційних ризиків допомагає мінімізувати негативні наслідки для природи та здоров'я людини, що робить цю тему актуальною для агрономів, садівників та фахівців з навколишнього середовища.

Історія органохлорних інсектицидів

Органохлорські інсектициди (OCIS) відіграли важливу роль в історії контролю про шкідників та сільського господарства, що значно сприяє збільшенню врожаю врожаю та охорони здоров'я протягом середини 20 століття. Ці інсектициди базуються на хімічних сполуках, що містять хлор, вуглець та водню, і спочатку були розроблені на початку 20 століття. Однак їх широке використання було пов'язане з екологічними проблемами та токсикологічними ризиками, що призводить до обмежень та заборони щодо використання багатьох із цих речовин у різних країнах світу.

1. Ранні відкриття та розробки

Історія органохлорських інсектицидів починається наприкінці 19 - на початку 20 століття, коли вчені почали досліджувати потенційне використання хлорованих вуглеводнів для боротьби з шкідниками. У 1939 році швейцарський хімік Пол Мюллер виявив інсектицидні властивості ДДТ (дихлородіфенілтріхлоретан), що було новаторським відкриттям, яке формувало майбутнє боротьби зі шкідниками. DDT став першим широко використовуваним інсектицидом органохлору, демонструючи високу ефективність проти широкого спектру комах, включаючи комарів, вошей та сільськогосподарських шкідників. Він набув широкого вживання під час Другої світової війни, де він був використаний для боротьби з комахами, що передають хвороби, та захисту солдатів від малярії.

2. Широке використання в сільському господарстві

Після Другої світової війни використання ДДТ швидко розширилося в сільському господарстві у всьому світі. Після його успіху були розроблені інші органохлорні інсектициди, такі як Олдрін, Діельдрін, Гептахлор та Члордан. Ці інсектициди були високоефективними в боротьбі зі шкідниками та забезпечували довгостроковий захист, роблячи їх популярними у сільському господарстві. Їх використовували для боротьби з шкідниками на різних культурах, включаючи бавовна, тютюн, овочі та фрукти. Органохлорні інсектициди також знайшли застосування в контролі домашніх шкідників, таких як терміти, мурашки та таргани.

3. Проблеми з безпеки та екології

Незважаючи на їх ефективність, використання органохлорських інсектицидів призвело до нових екологічних та токсикологічних проблем. Ці речовини були високотоксичними не лише для комах, але й до інших організмів, включаючи корисних комах, таких як бджоли та тварини. Довговічність та здатність органохлорських інсектицидів накопичуватися в екосистемах, забруднюючих ґрунті та воді стали серйозними проблемами. Також відбулося біомагніфікація - накопичення токсинів у харчових ланцюгах, що призводило до значних екологічних наслідків. Через ці проблеми багато з цих інсектицидів зазнавали обмежень або заборон у кількох країнах, починаючи з кінця 1970-х.

4. Сучасні підходи та проблеми

Сьогодні інсектициди органохлору залишаються у використанні, але їх застосування обмежене через суворі екологічні стандарти та проблеми безпеки. Розвиток резистентності до комах до цих інсектицидів та їх зниження ефективності стали головними проблемами сучасного хімічного захисту рослин. У відповідь на ці виклики вчені та агрономісти активно розробляють нові стратегії та рецептури, поєднуючи інсектициди органохлору з іншими методами контролю, такими як біологічний контроль та механічні методи.

Таким чином, історія інсектицидів органохлору - це подорож від революційних відкриттів та широко поширене використання до визнання екологічних та токсикологічних ризиків, що призвело до пошуку безпечніших та більш стійких методів захисту рослин.

Органохлор Інсектициди: Класифікація

1. За хімічною структурою

Органохлор інсектициди можна класифікувати за їх хімічною структурою, що визначає їх фізико-хімічні властивості та активність проти різних шкідників:

• Ароматичні органохлорні сполуки: ці хімічні речовини містять бензольне кільце з атомами хлору. Приклад-ДДТ (дихлородифенілтріхлоретан), одне з найбільш відомих і широко використовуваних органохлорських сполук, хоча його використання сильно обмежене через наслідки навколишнього середовища.
• Ациклічні органохлорні сполуки: Ці сполуки не містять ароматичного кільця і ​​мають лінійну або розгалужену структуру. Прикладом є гексахлороциклогексан (HCH), який використовувався для захисту сільськогосподарських культур від різних шкідників.
• Хлоровані вуглеводні: До них належать хімічні речовини, що містять вуглецеві ланцюги, прикріплені до атомів хлору. Приклад - хлоробензол.

2. За допомогою механізму дії

Органохлор-інсектициди можна класифікувати на основі типу впливу, який вони мають на організм комахи. Їх основний механізм дії передбачає блокування нервової системи комах:

• Інсектициди, що впливають на натрієві канали: ці речовини порушують нормальну функцію натрієвих каналів у нервовій системі комах, що призводить до паралічу та смерті. Приклад - DDT.
• Інсектициди, що блокують ацетилхолінестеразу: ці хімічні речовини блокують фермент ацетилхолінестеразу, яка відіграє важливу роль у передачі імпульсу нервів, що призводить до порушення передачі нервів та смерті комах. Приклад - хлорпірифос.

3. За зоною застосування

Органохлор інсектициди можна класифікувати відповідно до їх області застосування:

• Сільськогосподарські інсектициди: Органохлорні сполуки широко використовуються в сільському господарстві для захисту врожаїв від таких шкідників, як попелиця, мухи, жуки та інші комахи. Приклади: DDT, Hexachlorocyclogexane (HCH).
• Домашні інсектициди: Оргазлорські інсектициди також широко використовуються для боротьби з домашніми шкідниками, такими як таргани, мухи та комарі. Приклад: циперметрин.

4. За токсичністю

Токсичність інсектицидів органохлору може змінюватись залежно від їх хімічної структури та методу застосування:

• Висококсичні продукти: Ці інсектициди є високотоксичними і використовуються проти шкідників, які завдають значного пошкодження. Наприклад, DDT має високу токсичність, що обмежує його використання у сільському господарстві та домогосподарствах.
• Помірно токсичні продукти: інсектициди органохлорів середньої токсичності включають хлорпірифо, який широко використовується для захисту культур.
• Продукти з низькою токсичністю: Деякі органохлорні інсектициди мають відносно низьку токсичність і використовуються, коли потрібен безпечніший варіант. Приклад: Перметрин.

5. За тривалістю дії

Органохлор інсектициди можна розділити на продукти з різною тривалістю дії:

• Довговічні інсектициди: ці речовини продовжують впливати на шкідників протягом тривалого часу після застосування. Прикладом є HCH, який може зберігатися в навколишньому середовищі протягом тривалого періоду.
• Інсектициди з короткою дією: ці продукти діють швидко, але їх ефекти швидко зношуються. Приклад: Піретроїди, які діють швидко, але не залишаються в навколишньому середовищі довго.

6. За екологічною стабільністю

Органохлор-інсектициди можна класифікувати на основі їх стабільності та деградації в навколишньому середовищі:

• Photostable Products: Ці речовини підтримують свою діяльність на сонячному світлі. Приклад: DDT.
• Фотопродукти: ці речовини швидко руйнуються при вплиді на сонячне світло, обмежуючи їх використання у відкритих просторах. Приклад: Гексахлороциклогексан (HCH).

Механізм дії

Як інсектициди впливають на нервову систему комах

• Органохлорні інсектициди впливають на нервову систему комах, порушуючи нормальну передачу нервових імпульсів. Це досягається блокуванням ацетилхолінестерази, ферменту, який зазвичай руйнує нейромедіатор ацетилхолін після його дії на нервові клітини. Як результат, ацетилхолін продовжує діяти на нервові закінчення, що призводить до гіперстимуляції нервової системи, паралічу та, зрештою, смерті комах.

Вплив на метаболізм комах

• Органохлор-інсектициди також впливають на метаболізм комах, запобігаючи нормальній регуляції їх життєвих процесів. Це порушує баланс речовин у клітинах, зменшує обмін енергією та погіршує здатність комах відтворювати та вижити.

Приклади молекулярних механізмів дії

1. Вплив на ацетилхолінестеразу: інсектициди органохлору інгібують ацетилхолінестеразу, що призводить до накопичення ацетилхоліну в синаптичних щілинах та спричинення паралічу.
2. Вплив на натрієві канали: вони також заважають функціонуванню натрієвих каналів у нервових клітинах, викликаючи їх постійне відкриття, що призводить до неконтрольованого потоку іонів і стимуляції нервових клітин.

Приклади продуктів у цій групі

Приклад органохлорних інсектицидів включає:

• DDT (DichlorodiphenyltrichloreThane): Цей інсектицид широко використовувався в минулому для боротьби з малярією та іншими захворюваннями, що переносяться комахами, а також у сільському господарстві для боротьби з шкідниками. Його переваги включають тривалу ефективність та високу ефективність проти різних шкідників. Однак його накопичення в навколишньому середовищі та потенційний вплив на екосистеми призвело до його заборони в більшості країн.
• Олдрін: Використовується для боротьби з грунтовними шкідниками, такими як мольні цвіркуни та інші. Олдрін високотоксичний, особливо для водних організмів, що обмежує його застосування.

Переваги та недоліки

Переваги органохлорських інсектицидів включають їх високу ефективність та тривалі дії. Однак їх використання обмежене через резистентність, токсичність тварин і людей та довгостроковий вплив на навколишнє середовище.

Вплив на навколишнє середовище

• Вплив на корисних комах (бджоли, хижих комах)

Органохлорні інсектициди токсичні для корисних комах, таких як бджоли, сонечки та інші хижацькі комахи. Це може зменшити населення запилювачів, порушити баланс екосистем та погіршити якість врожаю.

• Залишковий рівень інсектицидів у ґрунті, воді та рослинах

Органохлорні інсектициди мають довгий період напіввиведення і можуть зберігатися в ґрунті та воді протягом тривалих періодів, що призводить до їх накопичення в екосистемах. Це може призвести до забруднення водних ресурсів та ґрунтів, а також впливати на рослини та тварин, що споживають забруднені рослини.

• Фотостабільність та деградація інсектицидів у природі

Органохлор інсектициди є фотостричними, тобто вони повільно руйнуються під сонячним світлом, продовжуючи діяти і шкодити екосистемі.

• Біомагніфікація та накопичення в харчових ланцюгах

Довге існування інсектицидів у навколишньому середовищі та їх здатність накопичуватися в організмах може призвести до біомагніфікації - накопичення токсичних речовин на кожному рівні харчового ланцюга. Це становить загрозу для здоров'я як тварин, так і людей.

Проблема стійкості комах до інсектицидів

• Причини опору

Комахи розвивають резистентність до інсектицидів через природний відбір, де люди з мутаціями, які дозволяють їм переживати опромінення інсектицидами, передають ці риси на потомство. З часом такі комахи стають стійкими до хімічних речовин, знижуючи ефективність їх використання.

• Приклади стійких шкідників

Такі шкідники, як картопляний жук Колорадо, попелиця та інші комахи, часто стають стійкими до органохлорських інсектицидів після тривалого використання цих продуктів.

• Методи запобігання стійкості

Для запобігання резистентності рекомендується обертати інсектициди з різними способами дії, використовувати безпечніші методи управління, такі як біологічний контроль, та поєднувати хімічні та органічні методи захисту рослин.

Правила безпечного використання інсектицидів

• Підготовка рішень та дозування

Важливо дотримуватися інструкцій для підготовки інсектицидних рішень, щоб уникнути надмірної токсичності, яка могла б завдати шкоди рослинам та навколишньому середовищу. Рекомендовану дозування слід ретельно дотримуватися, щоб запобігти передозуванню.

• Використання захисної передачі при обробці інсектицидів

При застосуванні органохлорних інсектицидів захисні передачі, такі як рукавички, окуляри, маски та інше засобів для персонального захисту, щоб уникнути контакту з хімічними речовинами.

• Рекомендації щодо обробки рослин (час доби, погодні умови)

Застосування слід робити вранці або ввечері, коли температура не надто висока, і в умовах без дощу чи сильного вітру. Це допомагає підвищити ефективність продукту та мінімізувати його розповсюдження в повітрі.

• Дотримання періодів очікування перед збиранням

Важливо спостерігати за періодами очікування, зазначеними на етикетці продукту, щоб запобігти потраплянню хімічних залишків у постачання продовольства.

Альтернативи хімічним інсектицидам

• Біологічні інсектициди

Використання ентомофагів, таких як паразитарні оси та хижацькі кліщі, забезпечує екологічну безпечну альтернативу хімічним інсектицидам. Бактеріальні продукти, такі як Bacillus thuringiensis, також ефективно вбивають комах.

• Натуральні інсектициди

Використання природних інсектицидів, таких як олія Neem, тютюнові вливання та розчини часнику, зменшує потребу в хімічних речовинах, не завдаючи шкоди екосистемі.

• Феромонові пастки та інші механічні методи

Феромонові пастки та механічні пристрої, такі як липкі пастки, використовуються для контролю популяцій шкідників без використання хімічних речовин.

Приклади популярних інсектицидів у цій групі

Ризики та запобіжні заходи

Вплив на здоров'я людини та тварин

Інсектициди органохлору можуть бути токсичними для людей і тварин, особливо при неправильному застосуванні. Слід обережно, щоб уникнути отруєння.

Симптоми отруєння інсектицидами

Симптоми отруєння включають головні болі, нудоту, блювоту та запаморочення. Необхідна медична допомога необхідна у випадку отруєння.

Перша допомога для отруєння

У разі отруєння інсектицидами, промийте рот і очі, візьміть активоване деревне вугілля та якомога швидше зверніться до лікаря.

Висновок

Раціональне використання інсектицидів органохлору допомагає ефективно боротися з шкідниками, але важливо проявляти обережність, щоб уникнути негативних наслідків для здоров'я та екосистем. Постійний моніторинг умов рослин та використання хімічних засобів з урахуванням безпечних методів охорони навколишнього середовища та здоров'я людини.

Часті запитання (FAQ)

• Що таке органохлор інсектициди?

Органохлор інсектициди - це група хімічних речовин, які містять атоми хлору і використовуються для боротьби з шкідниками комах. Вони впливають на нервову систему комах, порушуючи передачу нервових імпульсів, що призводить до їх смерті. Найвідоміший представник цієї групи-DDT.

• Як працює органохлор інсектицид?

Органохлор інсектициди порушують передачу нервових імпульсів у комах, блокуючи дію ацетилхолінестерази, ферменту, який зазвичай руйнує нейромедіатор ацетилхолін. Це спричиняє накопичення ацетилхоліну, що призводить до гіперстимуляції нервової системи та смерті комахи.

• Які переваги інсектицидів органохлору?

Інсектициди органохлору мають високу токсичність для комах, забезпечують довгостроковий захист і є високоефективними при боротьбі зі шкідниками. Вони можуть контролювати широкий спектр комах і ефективні навіть при низьких дозах.

• Які основні недоліки інсектицидів органохлору?

Основним недоліком є ​​їх висока токсичність для тварин, людей та корисних комах, таких як бджоли. Крім того, інсектициди органохлору можуть накопичуватися в ґрунті, воді та рослинах, що призводить до тривалого впливу на навколишнє середовище.

• Які приклади інсектицидів органохлору використовуються в сільському господарстві?

Приклади включають DDT, Aldrin та Chlordane. Ці речовини широко використовувались для боротьби з шкідниками, але їх використання обмежене або заборонене в більшості країн через їх стійкість до розкладання в природі та токсичності.

• Що таке питання стійкості до комах до інсектицидів?

Комахи можуть розвивати стійкість до інсектицидів через тривале або повторне використання. Це відбувається, коли мутації виникають у популяції, які дозволяють шкідникам вижити після лікування хімічною речовиною. Це знижує ефективність інсектицидів і вимагає постійного перемикання продуктів.

• Як можна запобігти резистентності у комах?

Для запобігання резистентності рекомендується обертати різні інсектициди з різними способами дії, використовувати комбіновані продукти та застосовувати методи боротьби з біологічними шкідниками, такі як ентомофаги та інші природні вороги.

• Які запобіжні заходи слід вживати при використанні органохлорних інсектицидів?

Працюючи з органохлорними інсектицидами, слід використовувати захисне обладнання, таке як рукавички, окуляри та маски, щоб уникнути контакту з хімічними речовинами. Також важливо дотримуватися інструкцій щодо упаковки щодо дозування та часу застосування та спостерігати за періодами очікування перед збиранням.

• Яка небезпека інсектицидів органохлору для екосистем?

Органохлорські інсектициди можуть знищити екосистеми, вбивши не лише шкідників, але й корисних комах, таких як бджоли, а також токсичні впливи на водні екосистеми. Ці речовини можуть накопичуватися в ґрунтових та біологічних ланцюгах, що призводить до довгострокових екологічних наслідків.

• Чи є альтернативи інсектицидам органохлору?

Так, існує кілька альтернативних методів боротьби зі шкідниками, включаючи біологічні інсектициди (такі як використання ентомофагів), природні інсектициди (такі як інфузії нафти та часнику) та механічні методи, такі як феромонові пастки. Ці методи менш токсичні для навколишнього середовища та здоров'я людини, але можуть бути менш ефективними в деяких ситуаціях.