Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.Н.Г.Чернышевского
Кафедра технической химии и катализа
Р Е Ф Е Р А Т
ОЧИСТКА ОТ ПЕСТИЦИДОВ
Выполнил:
Саратов -1998-
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Введение......................................3
1.Пути поступления пестицидов.................4
2.Основные классы пестицидных препаратов......5
3.Основные методы анализа обьектов окружающей среды содержащих пестициды.................11
4.Химические основы обезвреживания природных обьектов от пестицидов.....................
5.Технологические схемы обезвреживания пестицидов ...............................
Заключение...................................
Список литературы............................
Приложение...................................
1.4
В В Е Д Е Н И Е
Пестициды (ядохимикаты) - химические препараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболеваний и т.п.
За последние десятилетия число различных типов пестицидов сильно возросло, только в США их количество достигло 900. По данным А.В. Яблокова (1988), в нашей стране в 1986г. было применено пестицидов в среднем около 2 кг на 1 га (примерно на 87% пашни) или около 1,4 кг на душу населения, а в США 1,6 кг на 1 га (на 61% пашни) или 1,5 кг на душу населения.
Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго (период полураспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет, а для диэлдрина он превышает 20 лет). При использовании даже наименее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходят прямо в атмосферу, а для таких пестицидов, как ДДТ и диэлдрин, характерна дистилляция с парами воды на земной поверхности. Эта часть пестицидов, не достигших растений, подхватывается ветром и осаждается в районах суши или океана, весьма удаленных от зон применения вещества. Они в конечном итоге попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биомы и др., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям.
Пестициды широко используются в сельском и лесном хозяйстве, для регулирования роста растений и зашиты их от различных вредителей и болезней, удаления сорной растительности, сохранения запаса зерна, защиты животных от экопаразитов, уничтожения переносчиков инфекционных заболеваний человека и животных, а также в ряде отраслей промышленности для борьбы с вредными организмами, нарушающими течение технологических процессов.
Наиболее распространенными группами пестицидов являются: гербециды, применяющиеся для борьбы с сорными растениями, главным образом в злаковых культурах; инсекцициды - для уничтожения вредных насекомых в культурах хлопчатника, кукурузы, риса и др.; фунгициды - для борьбы с болезнями растений.
В результате циркуляции пестицидов в окружающей среде они присутствуют в атмосфере, почве, растениях и воде.
.5 1. Пути поступления пистицидов
Поступление пестицидов в почву помимо прямого внесения их или с протравленным ими зерном, связано с поливом растений и стоком осадков с поверхности растений, сносом препаратов при авиаобработке полей, лесных угодий и т.д.
В результуте протекающих в почве химических и биологических процессов содержание пестицидов в ней обычно уменьшается, тем не менее остаточные количества их колеблется от сотых долей до десятков микрограммов в 1 кг.
Возможность накопления пестицидов в почве определяется условиями их применения (нормами расхода, кратностью обработки), стабильностью и растворимостью препаратов, типом почвы, ее рН, температурой и влажностью, условиями вымывания, инактивирующим действием растений, глубиной проникновения и т.д.
Наименее устойчивы пестициды в опесчаниных почвах, наиболее устойчивы в почвах с большим содержанием глины, органических веществ, ионов железа, алюминия и марганца.
Находясь в почве, пестициды подвергаются действию абиотических факторов (света, воздуха, воды), существенную роль в их разложении играют микроорганизмы. В процессах гидролиза, окисления, демитилирования и других пестициды разлагаются, иногда с образованием токсичных продуктов.
Для предотвращения накопления пестицидов в почве прибегают к увеличению интервала времени между их введением и сбором урожая, к уменьшению кратности обработки, снижению расходов препаратов путем добавки утежилителей, препятствующих их сносу за зону обработки, упорядочиванию хранения и транспортировки пестицидов. Все это уменьшает, однако не исключает возможность загрезнения почвы.
Загрезнение поверхности водоемов происходит несколькими путями. Пестициды могут попадать в воду при смыве с почвенного покрова и растений, при сносе волны препарата, в процессе аэрообработки, при неправильной технологии опрыскивания и опыления, за счет поступления загрезненных ими грунтовых вод в районах орошаемого земледелия, при попадании воды, фильтрующихся из оросительных систем, и наконец в результате вымывания пестицидов из почвы.
Масштаб выноса пестицидов определяется количеством, способом и временем внесения препаратов в почву, их растворимостью, устойчивостью к разложению, способностью сорбироваться почвой и мигри-
ровать по ее профилю, интенсивностью эрозионных процессов, типом
почв, рельефом местности, обьемом и интенсивностью выпадения
осадков и т.д.
Помимо описанных путей загрезнения, по существу не поддающихся регулированию, пестициды могут поступать в водоемы целенаправленно - для уничтожени сорной растительности и насекомых, а также со сточными водами производящих или использующих их предприятий, в частности тепличных хозяйств.
2. Основные классы пестицидных препаратов
В качестве пестицидов в народном хозяйстве используются разнообразные классы органических веществ. Наиболее известными из них являются следующие;фосфороорганические соединения, производные карбаминовых кислот, нитропроизводные фенола, производные мочевины, хлорорганические соединения, арилоксиалкилкарбоновые кислоты и их производные, азотсодержащие гетероциклические соединения.
2.1 Фосфорорганические соединения
Фосфороорганические соединения широко используют в народном хозяйстве в качестве активных инсектецидов, акарицидов, дефолиантов, гербецидов и др. Этому способствует не только широкий чпектр пестицидного действия, но и относительно малая стабильность этих соединений во внешней среде.
Несмотря на низкую стабильность фосфороорганических пестицидов, время пребывания их в воде может оказатся вполне достаточным для поступления неразложившихся препаратов в обрабатываемую из водосточных сооружений воду. Лимитируются фосфороорганические пестициды в воде по органолептическому признаку вредности, и значения ПДК состовляют 0,1-0,003 мг/дм3, что во много раз ниже количеств, допускаемых по токсикологическому признаку. В болишинстве случаев фосфороорганические пестициды представляют собой жидкие или кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и многих органических растворителях. Все они летучи и термически устойчивы.
Общее строение фосфорорганических веществ, обладающих биологической активностью и используемых в качестве пестицидов, выг-
лядит следующим образом:
RO O(S)
PO-X
RO
Нарушение такой структуры обычно ведет к потере биологической активности. В качестве наиболее известных соединений этого ряда можно представить следующие:
Паратион
Параоксон
Диазинон
Актеллик
2.2 Производные карбаминовых кислот
Производные карбаминовых кислот по маштабам производства в ряду пестицидов занимают второе место, уступая только фосфороорганическим соединениям. Карбамины являются биологически активными веществами, отрицательно влияющими на здоровье человека. Некоторые эфиры арилалкилкарбаминовых кислот обладают выраженными эмбриотоксичными и мутагенными свойствами для теплокровных животных. Присутствуя в водоемах, карбаматы ухудшают качество воды, в связи с чем содержание их санитарными нормами ограничевается до 0,1 мг/дм3.
В соответствии с химическим строением производных карбаминовых кислот (карбаматов) их подразделяют на несколько групп:
1. Ариловые эфиры N-алкилкарбаминовой кислоты
O H(Alk) Ar-O-C-N
Alk
2. Алкиловые эфиры N-арилкарбаминовой кислоты
O H(Ar)
Alk-O-C-N
Ar
3. Эфиры тиолкарбаминовой кислоты
O H(R1) R-S-C-N
R1
4.Эфиры дитиокарбаминовых кислот
S H(R1) R-S-C-N
R1
5.Соли замещенных дитиокарбаминовых кислот.
Несмотря на схожесть строения, отдельные группы карбаматов существенно различаются между собой как по химическим, так и по пестицидным свойствам.
2.3 Производные нитрофенола
Впервые нитрофенолы были предложены для борьбыс вредными на-
секомыми еще в прошлом столетии, но своего значения в качестве
химических средств защиты растений не утратили и до настоящего
времени. Пестициды этого класса используют в качестве селективных
контактных гербецидов, инсектецидов, фунгицидов и акарицидов.
Всельсвохозяйственной практике широко применяют 2,4-динитрофенол (ДНФ), 2-метил-4,6-динитрофенол (ДНОК), 2,4-динитро-6-втор-бутилфенол (диносеб) и другие препараты. Используют также и эфиры динитрофенолов: акрекс [(о-изопропил-о-(2,4-динитро-6-изобутилфенол) карбонат], каратан (2,4-динитро-6-втор-октилфенилкротонат), нитрофен (2,4-дихлор-4-нитродифениловый эфир), аретит (6-втор-бутил-2,4-динитрофенола ацетат) и др.
Большинство производных нитрофенолов токсичны для гидробионитов, теплокровных животных и человека. Характеризуются они политропным воздействием, вызывая изменения центральной нервной системы, печени, почек, являются также аллергенами. Динитрофенолы нарушают обмен веществ в клетке, в частности разобщают процессы окислительного фосфолирования с потерей богатых энергии соединений АТФ и др. Эфиры нитрофенолов значительно менее токсичны, нежели соответствующие свободные нитрофенолы. Так ЛД50 для диносеба и акрекса равны 25-50 и 119-142 мг/кг. Нормируются нитропроизводные фенолов в водоемах хозяйственно-бытового назначения по санитарно-токсикологическому признаку вредности. Значение их ПДК состовляют от 0,03 до 0,2 мг/дм3.