Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

МОНИТОРИНГ ПЕСТИЦИДОВ И КРИТЕРИИ ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "МОНИТОРИНГ ПЕСТИЦИДОВ И КРИТЕРИИ ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ"

Московская ордена ленинА и ордена трудового красного знамени

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи КАВЕЦКИЙ Владимир Николаевич

УДК 631.9Й/543.544 + 543/632.911

МОНИТОРИНГ ПЕСТИЦИДОВ И КРИТЕРИИ

ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ

06.01.04— агрохимия

, Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1991 ^

Работа выполнена в Украинском научно-исследовательском институте защиты растений Южного Отделения ВАСХНИЛ.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Жуков Ю. П., доктор биологических наук, профессор Ладонин В. Ф„ доктор биологических наук, профессор Спиридонов Ю. Я.

Ведущее учреждение — Центральный институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства

на заседании специализированного совета Д-120.35 02 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Защита состоится

1991

Адрес- 127550, Москв

эязевская, 49.

Ученый совет ТСХА

Автореф! \

С диссерги.

■> ТСХА.

1991 г.

Уче»".

специализиров^.

кандидат С

№. Наумова

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Основная роль в повышении эффективности сельскохозяйственного производства в «»стоящее время отводится применению интенсивных технологий возделывания зерновых, технических и других культур, которые, наряду с различными агроприемами, базируются на оптимальном использовании минеральных удобрений и химических средств защиты растений. В странах с интенсивным земледелием на долю средств химизации приходится 25—30% общих энергетических затрат, расходуемых на производство единицы продукции /Артю-шин А. М.., Державин Л. М., 1984/.

Признавая высокую экономическую эффективность химических мер по защите урожая, необходимо учитывать, что применение пестицидов сопряжено с потенциальной и реальной опасностью. Она обусловлена такими свойствами пестицидов, как токсичность для человека и полезной фауны, способность вызывать побочные эффекты и отдаленные последствия. Циркуляция токсичных веществ в атмосфере, воде, трофических звеньях пищевых цепей приводит к повсеместному загрязнению биосферы остаточными количествами химических средств защиты растений и продуктов их трансформации.

Исследования, проведенные в СССР и за рубежом, показывают, что все пестициды более или менее интенсивно разлагаются в объектах окружающей среды. Основными путями их детоксикации являются: фотохимическое разложение в воздухе и воде, на поверхности растений, разложение гидро-бионтами, почвенной флорой и фауной, метаболизм в растениях и животных.

Для обеспечения нормального функционирования агро-экосистемы, охраны природы и здоровья населения .необходимо соизмерять нагрузку ксенобиотиков на территорию сельскохозяйственного ландшафта с интенсивностью процессов их разложения.

Оценка поведения пестицидов в окружающей среде основы-

Г~ ЦЕНТРАЛЬНАЯ "" I НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. еельскохоз. академии, им. К. А^ТШ^

ваегся на глубоком понимании физических, химических и биологических процессов, которые происходят при их взаимодействии с растениями, почвой и удобрениями.

Поскольку основными источниками загрязнения среды являются сами технологии применения пестицидов, в треугольник, предложенный Д Н Прянишниковым для изучения происходящих в агроекосистеме процессов, должны быть включены пестициды.

Работа выполнена по плану Украинского научно-исследовательского института защиты растений и является разделами тем: «Исследовать поведение новых инсектоакарицидов в биологических объектах, природу их избирательности действия в целях повышения безопасности химических мероприятий для окружающей среды», государственным регистрационный № 77003325, «Изучить транслокацию и трансформацию пестицидов в растениях и почве и выявить факторы определяющие эти процессы», государственный регистрационный № 0182055481; «Разработать методы определения новых пестицидов и их метаболитов, изучить транслокацию и трансформацию пестицидов в растениях и почве», государственный регистрационный № 01.87.040809

Цель и задачи исследований.

Цель исследований заключалась в разработке основ мониторинга пестицидов, представляющего систему наблюдении, оценки и прогноза их поведения в агроэкоспстеме

Задачей работы было обоснование количественных показателей регулирования качества окружающей среды. При этом применение пестицидов рассматривается как способ оперативного управления агроценозом, направленного на предотвращение выноса ресурсов почвенного плодородия сорняками и потребления биомассы возделываемых культур вредителями.

Схема управления агроценозом включает определение целесообразности применения пестицидов, оптимального уровня интенсивности химических мер борьбы с вредными организмами и оценку опасности для биоты планируемой нагрузки пестицидов на сельскохозяйственный ландшафт. Количественная интерпретация этих параметров позволяет обосновать агроэкономические, экотоксикологические и гигиенические нормативы и регламенты, соблюдение которых контролируется химическими методами анализа пестицидов.

Принципы и методы.

Программа исследовании и анализ полученной информации основан на следующих теоретических принципах и закономерностях-

— теории межмолекулярного взаимодействия при разработке хроматографических методов анализа /Киселев В. А., 2

1986, Беленький Б. Г., 1978, Клисенко М. А., 1983, Кирхнер Ю., 1981 и др./;

— электрохимического поведения органических соединений /Майрановский С. Г., Срадынь Я. П., ¡Безуглый В. Д., 1975, Будников Г. 'К-, 1986/ при разработке полярографических методов анализа;

— кинетики поведения органических веществ в открытой системе при изучении поведения пестицидов в объектах окружающей среды /Уолтер Ч., 1969, Змануель И. И., 1969, Торили Дж., 1982/; '

— закономерностях круговорота веществ в природе и волнового типа процессов саморегуляции биологических систем организменного, популяционного и биоценологического уровней /Прянишников Д. А., 1940, Марри Д., 1983, Васильев В. П., 1989/.

Лабораторные исследования проведены в УкрНИИ защиты растений в лаборатории аналитической химии пестицидов. Разрабатывались теоретические основы и методики хромато-, графического, полярографического, хроматополярографическо-го анализа пестицидов. Использовалось отечественное и зарубежное оборудование: хроматограф «Цвет-100, 106», поляро-графы ЬР-60, -ППТ-1 и др. Методами вегетационных и полевых экспериментов изучалась скорость детоксикации пестицидов в сельскохозяйственных растениях и почве.

Проводился мониторинг, пестицидов «а зерновых, технических и плодовых культурах в разных почвенно-климатиче-ских зонах УССР. Результаты этих исследований использовались при разработке регламентов применения пестицидов и регистрации новых зарубежных препаратов в СССР Госхим-комиссией и Комитетом по регламентации применения пестицидов МЗО СССР.

Проводилась оценка наиболее широко используемых инсектицидов, как загрязнителей окружающей среды и продуктов урожая, на основе экспериментального изучения их поведения в условиях ротации культур по схеме зернового и зерно-свекловичного севооборотов. Исследования проводились в трех полевых стационарах /12-летний опыт/, размещенных, в различных почвенно-климатических зонах /Киевский—юг центрального Полесья, Полтавский — юго-восточная Лесостепь и Одесский — южная Степь/,

Изучение фактического содержания пестицидов в подземных водах, водных растениях и воде лиманов Причерноморской низменности Одесской, Николаевской и Херсонской областей УССР проводилось в течение 5 лет /1979—82 гг./ совместно с Причерноморской геологоразведочной экспедицией, а-также с институтом Гидробиологии АН УССР.

Научная новизна результатов исследований.

Необходимым условием организации мониторинга пестицидов в агроэкосистеме является оснащение контрольных лабораторий методами анализов. Анализ следовых количеств органических веществ, в том числе и пестицидов, является той областью аналитической химии, достижения которой широко используются в практике охраны природы и здоровья населения Научная новизна проведенной работы заключается в следующем:

— обоснован выбор наиболее перспективных методов анализа пестицидов в различных объектах;

— дана характеристика хроматографического и полярографического поведения хлор- и фосфорорганических препаратов;

— разработана методика хроматографического определения дипольного момента органических веществ и использования этого показателя при идентификации пестицидов;

— изучено применение различных видов полярографии при анализе пестицидов в объектах окружающей среды,

— разработана методика идентификации пестицидов при комбинированном применении разных препаратов в технологии защиты растений,

— обосновано использование в качестве модели, отражающей процессы деструкции пестицидов в растениях, константы скорости их разложения,

— разработана методика оценки опасности загрязнения пестицидами агрозкосистемы,

— предложены критерии экотоксикологической оценки степени опасности последствий применения пестицидов.

Теоретическое значение работы состоит в— обоснования принципов нормирования применения пестицидов на основе представлений о волновых процессах саморегуляции биологических систем организменного, популя-ционного и биоценологических уровней, проявляющихся в форме подвижного равновесия взаимодействующих антогонисти-ческих компонентов системы;

— разработке мониторинга пестицидов в агроэкосистемах, основанного на комплексном развитии методов определения токсичных веществ;

— исследовании связей в системах пестицид — растение, пестицид—почва, пестицид—климат, позволившем обосновать ассоциативный показатель поведения пестицидов, характеризующий скорость их разложения и способность миграции в объектах агрозкосистемы;

— разработке критериев оценки последствий применения пестицидов и модели прогнозирования экотоксикологической

ситуации при планируемой системе химической защиты растений. ч

Практическое значение работы.

Результаты исследований получили следующее практическое применение;

— 11 методик определения пестицидов в растениях, почве и воде природных водоемов утверждены в качестве официальных в ССОР, Методики используются в агрохимических и контрольно-токсикологических лабораториях страны.

— способ количественного определения 0,0-диметил-5-/Ы-метил-карбамидометила/-дитиофосфата внедрен на Лужском химическом заводе Ленинградской области;

— методические рекомендации по оценке уровня потенциального загрязнения окружающей среды пестицидами при обработке сельскохозяйственных культур одобрены Управлением защиты растений ГШО «Укрсельхозхимия» и включены в «Справочник по контролю. за применением пестицидов», изданный в 1989 г. издательством «Урожай» /Киев/;

— данные по динамике остатков пестицидов использованы при разработке дифференцированной регламентации сроков обработок сельскохозяйственных культур по агроклиматическим зонам УССР /МСХ УССР, Киев, 1984/.

Апробация результатов работы.

Основные положения и результаты исследований доложены и обсуждены на Ученом Совете УкрНИИ защиты растений /1990/, II Всесоюзном совещании по исследованию остатков пестицидов /Таллин, 1971/; V Всесоюзном совещании по полярографии /Кишинев, 1972/; IV Всесоюзном совещании по полярографии органических соединений /Рига, 1975/; VII Всесоюзном совещании по полярографии /Тбилисси, 1978/; III Всесоюзном совещании по анализу остатков пестицидов /Москва, 1979/; IV Всесоюзной конференции по аналитической химии органических соединений /Москва, 1980/; XII Менделеевском съезде общей и прикладной химии /Баку, 19dl/; III Всесоюзном совещании «Экологические исследования пестицидов» /Пущино, 1982/;, V Всесоюзной конференции по аналитической химии органических соединений /Москва, 1984/; I Всесоюзной научно-технической конференции по аналитической химии «Комплексное использование пестицидов и других средств химизации» /Москва, 1986/; Симпозиуме «Деградация пестицидов в условиях интенсивных технологий выращивания сельскохозяйственных культур /Рига, 1987/; Всесоюзной научно-технической конференции «Актуальные вопросы охраны окружающей среды от антропогенного воздействия» /Севастополь, 1989/; Всесоюзной научно-технической конференции «Совершенствование научного обеспечения применения средств химизации в земледелии» /Москва, 1989/.

Публикация результатов исследований.

По результатам исследований опубликовано 80 научных работ, получено 2 авторских свидетельства, изданы 11 методик по определению пестицидов, утвержденных в качестве официальных в стране, 3 рекомендации производству, 2 справочника.

Основные положения, которые выносятся на защиту.

1. Разработка хроматографических и полярографических методов анализа пестицидов в объектах агрозкосистем на основе установленной зависимости поведения соединений от их полярности, характеризуемой дипольным моментом молекулы

2. Использование для характеристики персистентности химических средств и расчета регламента их применения модели процесса превращения пестицидов в растениях и почве, в которой ассоциативным показателем является константа скорости распада вещества в условиях определенных почвен-но-климатических зон

3. Экотоксикологические критерии и модель оценки и прогнозирования потенциальной опасности загрязнения окружающей среды ксенобиотиками при планировании и проведении химических мер по защите растений.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа изложена на 264 страницах машинописного текста Состоит из предисловия, введения, четырех глав, выводов, рекомендаций производству, включает 37 таблиц, 33 рисунка. Список использованной литературы содержит 287 наименований, в том числе 64 иностранных работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Методы анализа пестицидов в объектах агроэкосистемы

Определение пестицидов в объектах окружающей среды представляет сложную задачу аналитической химии. Ее сложность заключается в необходимости идентификации и количественного определения вещества, содержание которого в пробе составляет 10~7—Ю~10%

Проведение анализа слагается из нескольких этапов: отбора проб, извлечения определяемых пестицидов, концентрирования экстрактов, отделения их от сопутствующих соединений, идентификации и количественного определения содержания данного вещества в пробе Используемые для этих целей способы и методы лимитируются физико-химическими свойствами анализируемых объектов и определяемого в них пестицида.

Для определения пестицидов разрабатывались хромато-

графические « полярографические методы, а также изучались способы, основанные на сочетании этих методов.

Основная роль хроматографических методов — разделение сложных смесей. В настоящей работе они применялись для ^идентификации пестицидов в экстрактах из биологических субстратов, а при соблюдении определенных условий эксперимента, также для количественных определений.

Высокочувствительным, селективным и универсальным методом анализа является газожидкостная хроматография. В . исследованиях применялась стандартная схема этого метода анализа химических веществ /Ермаков В. В., 1972, Клисен-ко М. А., 1983/.

В ряде случаев удовлетворительные результаты дает использование более простых и доступных небольшим производственным лабораториям хроматографических методов в тонком слое адсорбента. Изучалось хроматографическое поведение пестицидов на бумаге и в тонком, слое адсорбента, основанное на территории о специфических взаимодействиях • на коротких расстояниях /Киселев А. В., 1986/. При этом осуществляется абсорбционяо-распределительный механизм процесса хроматографирования. Для его управления применялась зависимость величины и площади хроматографических пятен от диэлектрической проницаемости /е/ растворов, взятых в качестве подвижных фаз, т. е. проводилось построение профилей /рис. 1/. Исходя из .вышеизложенного, было изучено хроматографическое поведение и подобраны оптимальные условия идентификации и количественного определения на бумаге и тонким слоем силикагеля таких пестицидов: хлорофоса, ДДВФ, базудина, фенкаптона, каунтера, у-ГХЦГ, ТМТД, пликтрана, перопала, торка, беномила, БМ1К, сумилекса, бан-кола, витавакса. Изучено поведение токсичных металлов и разработаны методики их определения в объектах агрозкосистемы. ■

Полученные результаты позволили разработать ряд хроматографических методик определения пестицидов в растениях, почве и воде природных водоемов и представить их для утверждения в качестве официальных в стране.

Изучение зависимости величины ЙГ соединений от е подвижной фазы подтвердило явную зависимость скорости их движения от полярности. Исходя из того, что для оценки полярности растворителя наиболее удобно использовать величину диэлектрической проницаемости е /Беленький Б. Г., Ган-кина Э. С., 1966/, а для хроматографируемых соединений — величину дипольного момента ц /Кавецкий В. Н., Бублик Л. И., •1989/, изучалась связь между дипольным моментом соединения, величиной его ИГ и диэлектрической проницаемостью подвижной ,фазы в .конкретных условиях: адсорбент-силика-

гель КСК, подвижная фаза — гексан, к которому постепенно добавляется ацетон для получения систем с различной элюи-рующей способностью.

Установлено, что зависимость величины этих соединений от е имеет вид простой иррациональной функции

где К — коэффициент, постоянная для данного соединения

Проведенные исследования позволили разработать метод определения дипольного момента органических соединений с использованием тонкослойной хроматографии Для чего, соблюдая условия эксперимента, достаточно определить величину ЯГ соединения в двух подвижных фазах различной полярности — в менее полярной, 1^2 — в более полярной /на рис 2 отмечены треугольниками/. Дипольный момент рас считывается по формуле.

Все данные обрабатывались методом математической статистики.

Предлагаемый метод определения дипольного момента отличается от существующих следующими преимуществами-возможность определения дипольного момента органических соединений различных классов в унифицированных условиях, воспроизводимость, простота, точность, не требует дорогостоящего оборудования Защищен авторским свидетельством.

Изучение поведения пестицидов в тонком слое, определение их дипольных моментов позволило разработать принцип разделения смесей пестицидов, относящихся к различным классам органических соединений, основанных на зависимости скорости элюирования соединения от его дипольного момента. Сочетание тонкослойной /ТСХ/ хроматографии с газожидкостной /ГЖХ/ обеспечивает надежную идентификацию соединений. Дипольные моменты некоторых пестицидов приведены а табл. 1.

Возможности применения полярографических методов для анализа пестицидов обсуждались в ряде обзоров /Майранов-ский С. Г., Страдынь Я. О, Безуглый В Д, 1975, Оа]'ап, 1964/. Появившиеся в последние годы исследования свидетельствуют о разнообразии и перспективности применения полярографического метода в этой области Новые возможности появляются при замене ртутнокапельного электрода твердыми электродами /графитовый, платиновый, амальгамированные/ /Будников Г К, 1986, Тарасевич М. Г., 1984/.

величина.

Р^е,—Щ,гег (^Гг2—ИЬ2 '

. Т а б л и ц а 1

Дипольные моменты пестицидов

Пестицид Химическое название

Хлорофос 0,0-диметил-/1 -окси-2,2,2-трихлорэтил/-фосфонат 5,80

Фосфамид 0,0-1диметил-5-/Ы -метилкарбамоилметил/ дитиофос- *

^ГХЦГ фат 6,70 ■

угексахлорциклогексан 1,83 .

Симазин 2-хлор-4,6-бис-/этиллмино/симтриазин 2,81

2,4-Д 2,4-дахларфеноксиуксусная кислота 3,65

Метафос 0,0-диметил-0-/4-нитрофенил/тиофосфат 1,66 .

Атразин 2-хлор-4-этиламино-6-изопропиламино-сим- 2,80

триазин

Каунтер 5-трет-бутилтиометил-(\0-диэтилдитиофосфат 1,98 .

Гептахлор 1,4,5,6,7,8,8-гептахлар-4,7-э<ндо-метиленбицикло

Прометрии /4 /3,0/н он а д и о н -1,5 0,20

1-метилтио-4,6-бис/изопропиламино/-симтриазин 2,76

Карбофос О.О-диметил-Б-1,2-ди/карбэтокси/этилдитиофосфат 2,00

Фенкалтон 5-/2.5-ДихлорфенилтиО:.мсггил/-0,0-днэтилдитио-

фосфат •1,63

Фурадан /2,2-диметилбензодип1Дрофурил-7/-метилка;рбамат 3,55

Валексон 0,0-диэтилт.иофосфО|рил-0-/а-циано-бензальдоксим 1,60

Базудин 0,0-диэтил-0-/2-изапропил/-4-метил-геиримидил-6-

тиофосфат 1.34

Фозалон 0,0-диэтил-5-/6-хлорбензоксазолинон-2-ил-3-метил/ 2,62

д'итиофосфат

Сумилекс N-3,5 д и х л о рф ен и л/-3,5-дим ет и л -1 -азабицикло/

3,1,0/гексадион 1,56

Банкол 2-ди метил ам.и но-1.3-бис/фени лсульфони лтио- 5,13

пропан ■

Идея использования хроматографического разделения изомеров, гомологов или других веществ с близкими значениями Е1/2 с целью последующего полярографического их определения непосредственно в элюате была сформулирована Кему-лой В. в 1952 г.

|В СССР хроматополярографический метод для опредения остатков пестицидов был впервые разработан Косматым Е. С. и др. в 1971. г. 0.н основан на сочетании бумажной и тонкослойной хроматографии с полярографическими методами анализа. Этот метод позволяет проводить' анализы, не выполнимые с помощью методов классической полярографии. .

Изучена возможность полярографического определения фосфорорганических инсектицидов по сере, входящей в состав молекулы вещества. Исследованы такие соединения: тиомо-чевина, 0,0-диметил-5-/М-метилкарбамидометил/дитиофосфат/ фосфамид/; 0>0-диметил-5-/2,5-Д1Ихлорфен1ИЛТиометил/д1Итиофос-фат/фенкаптон/ и 0,0-диэтил-0-изопропил-4-метил-6-пирамидил /тнофосфат/базудин/. Предложена восстановительная • систе-

ма, состоящая из 20%-нои соляной кислоты и металлического алюминия в присутствии катализатора в виде никелевой спирали, с помощью которой достигнуто полное /100%/ выделение серы из органического соединения. Образующийся при этом сероводород улавливали раствором 1М *\аОН, содержащим 1.10-5М ацетата свинца. Чувствительность метода 0,5 мкг серы в 2 мл раствора

Разработано полярографическое определение фосфорорга-нических пестицидов, содержащих азот. В работе применялся полярограф марки ППТ-1 в классическом варианте с ртутно-капельным электродом и хлорсеребряным анодом Использовалась ячейка емкостью 2 мл. Чувствительность прибора 5 10-10А. Исходным веществом был химически чистый препарат базудина ивалексона

При использовании в качестве фонового раствора фосфатного буфера с рН=2,8—3 базудин проявляет полярографическую активность и дает две волны, потенциал полуволн которых соответственно равен — 0,75 и —1,05 в. Первая полярографическая волна имеет небольшое значение диффузионного тока и неудобна для определения базудина. Вторая волна— с четко выраженным значением предельного тока может использоваться в аналитических целях В этих же условиях валексон проявляет полярографическую активность с потенциалом полуволны Е1/2 — 0,8 в

Зависимость высоты волны от концентрации носит линейный характер Чувствительность определения 2 мкг в 1 мл фонового раствора

В основу определения галекрона положена полярографическая активность его на ртутно-капельном электроде в фосфатном буфере /рН 6,8/. Потенциал полуволны галекрона Е1/2 ™—1,5 в Чувствительность полярографического определения галекрона 2 мкг в 2 мл фонового раствора

Изучена возможность вольтамперометрического определения пестицидов.

В настоящее время вольтамперометрия на твердых электродах является таким же научно обоснованным и экспериментально разработанным методом, как и полярография на ртутном капельном электроде

В полярографии на твердых электродах в качестве индикаторного электрода может быть использован как катод, так ч анод В принципе, кинетика анодных процессов не отличается от кинетики катодных. На аноде имеет место переход электронов от деполяризатора к электроду, поэтому наличие в молекуле электродонорных групп облегчает окисление органических молекул. Наличие электродонорных групп сказывается на особенностях полярографии органических веществ. В последнее время в вольтамперометрии успешно стали 10

применять электроды из чистых металлов и графита /Брай-<нина X. 3., Нейман Е. Я., 1980, Выдра Ф., Штулик К., Юла-кова Э., 1980/.

Изучалось вольтамперометрическое поведение фосфамида и каунтера на платиновом электроде. Использовался поляро-,граф марки ППТ-1 в постоянно-токовом режиме с платиновым дисковым вращающимся электродом с площадью 1,5 мм2 и хлорсеребряным электродом сравнения. Добавление орто-фосфорной Кислоты до определенного значения рН в фоновый раствор 0,1« перхлората натрия позволяет проводить анализ веществ, содержащих .Р=5 связь, что подтверждено авторским свидетельством № 721733 от 15.03.1980 г.

Изучалось также вольтамперометрическое поведение гетероциклических азотсодержащих соединений.

Поляризационные кривые окисления изучаемых соединений регистрировали на полярографе ППТ-1 в двухэлектрод-ной ячейке, в посто яннотоковом режиме и на неподвижном дисковом графитовом электроде, пропитанном в вакууме смесью парафина и полиэтилена. Были получены хорошо воспроизводимые подпрограммы.

БМК и 2-АБ окисляются с потенциалами полуволн 0,65 и 0,35 в соответственно. Смесь БМК с 2-АБ дает четко выраженную двухступенчатую волну /рис. 3/. Зависимость высоты волны БМК « 2-АБ от концентрации нооит линейный характер.

Из рисунка видно, что величина, тока окисления 2-АБ больше, чем БМК в указанном диапазоне концентраций. Кроме того установлено, что беномил в боратном буфере превращается в БМК, поэтому его определение проводится по БМК или 2-АБ.

Таким образом различные виды полярографии могут с успехом применяться в анализе пестицидов в объектах окружающей среды.

Сложность идентификации пестицидов полярографическим методом устраняется сочетанием его с тонкослойной и газожидкостной хроматографией.

Глава 2. Кинетика деструкции пестицидов в сельскохозяйственных растениях и почве

Динамику содержания пестицидов в почве и растениях моделируют с помощью как эмпирических зависимостей, так V более сложных, в которых предпринимаются попытки отразить суть происходящих при трансформации пестицидов физико-химических процессов. Из эмпирических наиболее распространена экспоненциальная модель^периода их полураспада

С помощью этих уравнении можно рассчитать, через какое время содержание пестицида в растениях будет приближаться к максимально допустимым уровням /МДУ/ и определять «время ожидания», — регламент, обеспечивающий безопасность использования продукции растениеводства

Оценка возможности использования предлол%.еннои математической модели, описывающей скорость детоксикации пестицида в объектах внешней среды, была проведена в условиях полевого опыта

Исследования проводились в трех стационарах, размещенных в различных почвенно-климатических зонах киевском — /юг центрального Полесья/, полтавском — /юго-восточная Лесостепь/ и одесском — /южная Степь/. Каждый стационар состоял из двух севооборотов с типично» для данной зоны ротацией культур На одном севообороте проводили обработки инсектицидами, опрыскивая посевы штанговым опрыскивателем ОНКБ по схеме, рекомендованной для защиты данной культуры, причем эти обработки проводились независимо от наличия или отсутствия вредителей на поле Второй севооборот служил контролем и обработле инсектицидами не подвергался.

При изучении поведения инсектицидов в динамике после проведения обработок периодически отбирали образцы растении и почвы Содержание инсектицидов в растительных и почвенных образцах опреде шли методом ТСХ

Для характеристики деструкции пестицидов использованы следующие показатели константа скорости распада, период полураспада и продолжительность периода расчетная и экспериментальная, а течение лотарого величина остатков в образцах уменьшилась до порога чувствительности применяющихся методов анализа. Это время условно названо периодом обнаружения остатков инсектицидов в объектах исследования. Часть полученных данных приведена в таблице 2.

По стойкости в окружающей среде пестициды могут быть поделены на 4 класса, соответственно показателям таблицы 3.

Одним из способов применения инсектицидов является токсикация сельскохозяйственных растений системными инсектицидами путем припосевного внесения гранулированных препаратов в почву

С целью обоснования регламентов безопасного применения фосфамида, каунтера и фурадана было проведено изучение их накопления в отдельных органах растения, кинетики превращения в почве и растительном организме.

■Исследования проводили на опытной базе УкрНИИЗР Мироновского района Киевской области в 1980—1981 гг. Характеристика почвы: чернозем малогумусный, слабовыщелачен-ный, среднесуглинистый, рН 6,9, гумуса — 3,2%. С помощью разработанной модели проанализирована скорость разложения пестицидов в почве.

В условиях опыта константа скорости распада К /сутки составляет 0,07 для фосфамид а, 0,02 для каунтера и 0,04 для фурадана.а период полураспада соответственно равен 9,9; 34.7; 17,3 суткам.

Фосфамид поглощается растениями гораздо интенсивнее чем каунтер и фурадан, что возможно, объясняется лучшей растворимостью его в воде. Увеличение нормы расхода в два раза привело к значительному увеличению содержания его в растениях, а процент поглощения уменьшился /таблица 4/. Результаты приведены в процентах от внесенного в почву препарата, выраженного в кг/га.

Таблица 2

Продолжительность периода обнаружения пестицидов в растениях в условиях УССР. /Стационары Киевский .1969—1973, Полтавский 1975—1977, Одесский 19173—4975 гг./

Период обнару-

Пестицид ■ Культура кср., * Т50, жения

сутки —1 сутки расчетный эксперименталь-

ный

у-ГХЦГ горох 0,11 ' 6,3 23 2i3±3

у-ГХЦГ подсолнечник 0,09 7,7 23 23±Э

фосфамид горох Ю,19 3,6*. 17 17±5

фосфамид сах. свекла 0,1« 3,9 18 . |1в±5

метафос оз. пшеница 0,35 2,0 4 4±.1

метафос люцерна 0,38 1-8 6 6±'1

хлорофос яблоня (плоды) о.за 2,2 1в Il8cfc5

фозалон яблоня (плоды) 0,04 17.3 74 74±5

Проведенные исследования показали, что можно предотвратить накопление фосфамида, каунтера и фурадана в окружающей среде, применяя их в условиях севооборота. В растения сахарной свеклы поступает менее 1 % от внесенного в почву препарата.

Разложение пестицидов в различных почвенно-климатиче-ских условиях происходит не одинаково. Экспериментально изучалось влияние на детокоикацию фосфамида таких факторов как рН среды, содержание гумуса, биологическая активность, температура, влажность почвы. Результаты исследова-

Таблица 3

Константа скорости распада пестицидов в объектах окружающей среды

Персистентность Ти. сутки К/сутки

Очень стойкие .... . . >20 <0,035

20—о 0 0351—0.14

5—3 0,14—0 23

Малостойкие....... <3 >023

ний показали след\ющее фосфамид в кислой среде более устойчив, чем в нейтральной и щелочной;

— в стерильных почвах распад фосфамида проходит значительно медленнее, чем в образцах, не подвергавшихся стерилизации, фосфамид в стерильных почвах сохранялся до 200 дней;

— распад фосфамида значительно ускорялся под воздействием нагревания, при повышении температуры от 18° С до 25° С период полураспада уменьшается с 3—5 суток до 1,5— 3 суток;

— увеличение влажности почвы ускоряло разложение фосфамида, константа скорости его распада в почве с содержанием влаги 20% от полной влагоемкости равна 0012 суток-1, период полураспада Т)/2 = 58 суток, при 60% от полной влагоемкости константа увеличивается в 5 раз и равна 0,058 суток1 , а период полураспада уменьшается до 12 суток

Известно, что одним из путей миграции пестицидов является поступление нх из почвы в растения Изучалась транслокация фосфамида в растениях озимой пшеницы и фурадана в растениях сахарной свьклы Растения выращивались методом «водных культур», который рассматривается как одно из видоизменении вегетационного метода /Журбицкий 3. И., 1968/. Вегетационный метод, в отличие от полевого, позволяет поддерживать более постоянными и в более благоприятных границах различные внешние условия в первую очередь одинаковое обеспечение растении влагой, выравненное корневое питание и одинаковые для всех растении условия освещения и температуры. Благодаря этому, вегетационный метод больше подходит для изучения реакции растений на воздействия отдельных факторов Проводились замеры ростков и корней; взвешивание ростков, корней, растения целого, зерна. Определялся фосфамид в целом растении, ростках, корнях, зерне, клетчатке, соке методом ТСХ.

Фосфамид задерживал развитие ростков л корней пшеницы пропорционально увеличению концентрации его в растворе /рис. 4/.

Рис. I. Зависимость величины ^ базудина о® £ подвижной фазы.

I - гвшан - ацвхон; 2 - гвкоан - ацехон; \ 3 - циклогвксан - вцвхон; 4 - - ацвхон;

5 - хлороформ; 6 - бензол - ацвхон.

Pi.u. 2. SoiijouuocTb ьеличи;-:и Kf ■ ДДК/ IV и ^ос4ам'ьда / 2 /из диэлеихричеог-ой прикицаемоох!! пидвклио;; <1аии . £ rei;caii - бцег'сж. . •

У/мкА

02

OS

<л е,в

Рис. 3. Анодпые-вольтамперограшы Б!.!К 2-АБ.

1-^он; 2-0,1; 3-0,2; 4-0,3; 5-0,5 мкг.

Г,

I

X

Ч

*J о

/•Луьоь.м.и.,. I--!, L i'n, 1С71, i'2?:;л:; Д..-.., I?SI /, ссгласно ко гор oil

где К • - константа скорости..

Для расчета константы скорости реакции используется

формула: j>

С,

Используя-экспериментальные данные по изучению распада пзсгдцидов в -pac-reiufHX, определена■ значенья консганхк скорссхл, ув по ним - сроднее значение. для-каждого »:з пестицидов и

Алина 1-го растения см, n¡20

• » J•

А - л._ г c.íc^a сГраслзз.

\ -

N

ч

\

/I 'i

Таблица 4

Поступление фосфамида, каунтера и фурадана в растения сахарной свеклы, %

Норма рас Время отбора проб сутки

Пестицид хоча im ий ствующему веществу, кг/га Обтект апатиза 1 7—10/фаза вилочки 20/фаза 2 х листом ков 28—3 О/фаза 4 х листочков 45/фаза формирова ния куста

Фосфамид 08 почва ctMt.ua 03 75 0 45 56 25-49 3 24 7 14 7-12 7 4 1

растение — 0 23 008 0 26-0 28 0 13 001

Фосфамит 15 по та ctMeaa 93 33 0 40 56 25-493 24 7 14 7-12,7 40

растение — 018 00 6 0 20-0 24 0 09 001

Кзунтср 15 по та семена Sä 76 0 04 86 7—80 0 66 7 55 3-530 40 6

• растишь; — 0 03 0 03 0 08—0 13 0,101 001

Фурадан 1 5 почва ctMt ia 97 33 0 08 74,6-66 7 45 0 32 0-30,0 167

растение 004 0 03 0,1-0,12 007 0 01

Примечание в чисштеле надземная часть, в знаменателе — корни

Максимальное содержание фосфамида составляло: в ростках пшеницы 30—35 мкг. в корнях от 10 до 40 мкг, в целых растениях от 30 до 60 мкг. Фосфамид поступал в растения из раствора и 'накапливался во всех органах в течение всего времени наблюдений. - '

Аналогично изучали поступление фурадана в проростки сахарной свеклы. Фурадан в концентрации '1,2 и 2,4 г/л стимулировал развитие как ростков, так и корней по сравнению с контролем. (Концентрация 3,6 г/л фурадана ¡несколько тормозит развитие растений. На 16-е сутки вегетации сахарной свеклы наибольшее количество фурадана содержалось ¡в растениях при его концентрации в растворе 1,2 г/л /1,5 мкг в одном растении/.

Эти данные показывают, что нормирование содержания пестицидов в почве имеет не только гигиеническое значение, но .необходимо для предотвращения отрицательного эффекта на развитие культуры.

Глава 3. Циркуляция пестицидов в биосфере

Как уже отмечалось, лишь часть применяемых пестицидов попадает по назначению, т. е. на культурные растения, защищая их от вредителей и болезней. Остальная часть распространяется в окружающей среде, накапливаясь в биогеоценозах. Из почвы пестициды выносятся поверхностными стоками, дренажными .и почвенными водами в открытые водоемы и подземные воды. Одесская, Николаевская и Херсонская области с развитым сельскохозяйственным производством, где широко применяются химические средства защиты растений, имеют значительные стоки поверхностных вод в бассейн Черного моря. В связи с этим были проведены исследования по выявлению содержания широко применяемых пестицидов и использовавшегося в предыдущие годы ДДТ, включая его метаболиты, и токсичных металлов: ртути, свинца, меди^ цинка в воде и почве в районах Днепро-Бугского, Березанского, Тилигульского, Белград-Днестровского лиманов, озера Сасык, а также устья реки Дунай и приморских районов Одесской и Николаевской областей. Исследованы объекты водных экосистем на этой территории /рис. 5/.

В 1983 г. в некоторых пунктах, в основном придунайских районов /Измаил/, были обнаружены в почве остатки стойких препаратов: ДДТ, гамма-изомера ГХЦГ, фозалона, фосфамида. у-ГХЦГ и пропанид обнаружены в весенний и осенний периоды в районах применения их в технологии .выращивания риса в количестве 0,2—0,6 мг/кг почвы. В объектах водных экосистем, в образцах ила, выявлены остатки ДДТ только в гфле Дуная.

В ряде случаев обнаружено накопление метаболитов ДДТ и гербицидов /ялан, пропанид/ в водных растениях к концу вегетационного периода в количествах до 2 5 мг/кг Однако в последующие годы выявленные количества пестицидов снизились до следовых

Исследования по опретслению рт\ти, цинла, свинца и меди в воде и водных растениях, проведенные в Килиискои дельте Д\ная и Днестровском лимане, показывают, что концентрация всех мета.глов в исследуемых водоемах значительно превышает их средний гидрохимическим показатель

Таким образом, неблагополучную ситуацию в прибрежных акваториях Черного моря нельзя приписать в ощутимой степени воздействию стоков с сельскохозяйственных угодий и основную причину, повидимому, следует искать в сбросе промышленных и бытовых отходов

Глава 4. Принципы нормирования применения, прогнозирования и оценки опасности загрязнения агроэкосистемы пестицидами

Целью нормирования применения пестицидов является ограничение масштабов химических обработок минимальным уровнем, необходимым для предотвращения потерь продукции, и соизмерение нагрузки химических веществ с интенсивностью процессов их деструкции в различных почвенно климатических регионах. Подходы к принятию решения об оптимальном использовании пестицидов при защите растении от вредителей и болезней и борьбе с сорняками определяются спецификой взаимоотношении вредных организмов и сельскохозяйственной культуры в системе агроценоза. В первом случае это тот или ином тип питания насекомого, существующего отдельно от кормового растения, во втором—это паразитирование микроорганизма в организме хозяина и в третьем—конкуренция за минеральное питание и воду

Применение пестицидов следует рассматривать как способ оперативного управления агроценозом Модель такого управления состоит из трех блоков определение целесообразности \гмических обработок, определение оптимального уровня их интенсивности, оценка потенциальной опасности для биоты планируемой пестицидной нагрузки Критериями для принятия решений и контролируемыми показателями являются агроэко-номические, экотоксикологические и гигиенические нормативы и регламенты

Агроэкономические нормативы

Инсектициды. Как теперь общепризнано, критерием для определения целесообразности инсектицидных обработок является экономический порог вредоносности /ЭПВ/ — мини-2 17

мальная плотность популяции вредителя /фактическая или прогнозируемая/, при которой затраты на борьбу окупаются доходом от сохраненного урожая. В СССР для расчета усредненного ЭПВ принята нормативная величина потерь урожая — 3% для полевых культур и 2% для плодовых насаждений /решение НТС МСХ СССР от 01.03.84 г./. ЭВП — это критерий, относящийся не к отдельным растительным организмам, а к растительному сообществу агроэкооистемы, поэтому связь вредоносности фитофагов с урожайностью следует определять по реакции «а повреждение культуры, занимающей фиксированную площадь. Реакцию культуры на повреждение характеризует Б-образная «кривая убытка» /Метьюз Д. А., 1987/ с различными параметрами. В зависимости от особенностей питания вида и причиняемых им повреждений возможны три основных типа реакции культуры: компенсация — убыток на единицу плотности популяции увеличивается криволинейно с возрастающей крутизной /повреждение вегетативных органов — опосредованный вред/, линейность — убыток возрастает пропорционально росту численности вредителя /повреждение семян, плодов — прямой вред/ и десенсибилизация — убыток на единицу плотности популяции уменьшается криволинейно с убывающей крутизной /тли, клещи/. Поэтому, оценивая возможный убыток, следует учитывать не только численность вредителя, «о и тип реакции культуры. Оптимальный расход инсектицида нормируется, исходя из задачи снижения потерь до порогового значения, и определяется в зависимости от величны прогнозируемого вреда. При численности вредителя незначительно превышающий ЗПВ, можно ограничиться уничтожением части популяции, применяя минимальную норму расхода инсектицида, и увеличивать ее пропорционально возрастанию прогнозируемых потерь урожая до максимальной, обеспечивающей гибель популяции /95%/. При таком уровне биологической эффективности однократной обработкой можно достичь требуемого уровня защиты урожая. если потенциальные потери не будут превышать 25%. При прогнозе больших потерь могут понадобиться повторные обработки.

Фунгициды. Применение фунгицидов базируется на принципе профилактики заражения растений патогенными микроорганизмами. Основными приемами являются: протравливание семян, которое рекомендуется проводить в объеме всего количества посевного материала, и защита культур в период вегетации. 'Принимать решение о применении фунгицидов целесообразно на основе прогноза опасности распространения болезни с учетом инфекционного начала, свойств устойчивости сорта и метеорологических условий. Однако в производственной практике обычно обработки проводят по схеме 18

фенологического календаря так, чтобы защитить растения в наиболее уязвимые фенофазы, руководствуясь средними многолетними данными о проявлении заболевания в данном регионе.

Нормы расхода фунгицидов дифференцируются в пределах вилки, указанной в справочниках, в зависимости от объема вегетативной массы растении

Гербициды. Применение гербицидов планируется как агротехнический прием, позволяющий заменить ручной труд или прополку посевов и сократить количество междурядных обработок почвы на посевах пропашных культур. В производственной практике применяется профилактическое предпосевное внесение препаратов корневого действия, а также обработка полей при наличии сорняков до появления всходов высеянной культуры контактными препаратами широкого спектра действия и против вегетирующих сорняков на посевах гербицидами избирательного действия.

Нормы расхода гербицидов в пределах вилки, указанной в рекомендациях, определяются в зависимости от степени засоренности полей

Экотоксикологические нормативы и регламенты.

Существуют слсд\ющие системы классификации пестицидов по степени опасности для живых организмов.

Токсиколого-гигиенлческая классификация, разработанная под руководством Л И Медведя /1968/, предусматривает деление пестицидов на 4 класса опасности по токсичности и другим свойствам, в том числе по отдаленным последствиям. Зкотоксикологическая классификация, предложенная М. С. Соколовым и Б. П Стрекозовым /1976/, основана на оценке степени отрицательного действия пестицидов на биоту /в баллах/ по признакам персистентности в почве, транслокации в растениях, биокумуляции по трофическим цепям, токсичности для полезной фауны и т. д Однако этим системам присуща известная односторонность первая недостаточно учитывает поведение пестицидов в окружающей среде, а вторая не в полной мере отражает воздействие на здоровье человека Поэтому целесообразно пользоваться шкалой интегральной классификации, включающей две категории показателей токсиколого-гигиеническую /категория А/ и экотокси-кологическую /категория Б/, согласно уравнению С0=/Кд + + Кб/—1 По этой шкале предусматривается 7 степеней опасности: пестициды 1-й и 2 й степени характеризуются как очень опасные, 3-й—опасные, 4-й и 5-й — умеренно опасные, 6-й и 7-й — малоопасные.

Оптимальный вариант химической защиты растений выбирают на основе оценки уровня потенциальной опасности

последствий-применения пестицидов. Для расчетов используют модель, включающую три параметра.

Во-первых, среднюю взвешенную степень опасности используемого ассортимента пестицидов /(3/, которую рассчитывают по формуле:

Со!гп1 Сот 2 Соптп

у== м м •+'•••—м-'

где Со — интегральная степень опасности пестицида; ш — планируемое или использованное количество одного пестицида /кг/; М — общее количество примененных пестицидов /кг/. '

Во-вторых, усредненную нагрузку пестицидов на территорию хозяйства или района, выраженную экотоксикологической дозой /Дэкт../:

Дэкт.= —^—кг/га, где в —общая пахотная площадь /га/.

Этот показатель используется с учетом миграции пестицидов в воде и воздухе, а также ежегодно территориального перемещения 'интенсивно обрабатываемых культур в севообороте, что способствует снижению концентрации вредных веществ ^ в месте их внесения. При применении пестицидов, выпускающихся в форме концентрированных эмульсий -и смачивающихся порошков, расчеты проводят по препаративным формам, а гранулятов — по действующему веществу» поскольку наполнителями в этом случае служат нетоксичные минеральные удобрения или нейтральные химические продукты.

В-третьих, толерантность территории к пестицидной нагрузке, которая оценивается индексом способности земельных угодий к самоочищению /Исо/. Он отражает интенсивность деструкции пестицидов в зависимости от почвевно-кли-матических условий и изменяется от 0,1 балла для ландшафтов сухих степей и солончаков до 1 балла для ландшафтов окультуренных черноземных почв в зоне достаточного влаго-обеспечения /Соколов М. С. и др., 1981/.

Различной способности к самоочищению соответствуют следующие индексы: очень .интенсивная более 0,8 баллов, интенсивная 0,61—0,8, умеренная 0,41—0,6, слабая 0,2—0,4, очень слабая менеее 0,2 балла. Интенсивность физнко-хими-ческого и микробиологического разложения пестицидов на территории Украины, согласно этой классификации, отражают усредненные зональные индексы самоочищения /И30н/> определенные «а основе почвенного /Атлас почв УССР, 1979/ « агроклиматического /Агроклиматический атлас УССР, 1964/ районирования.

Эти индексы следующие: Полесская зона 0,5; Лесостепная зона 0,55—0,7; Степная зона, подзона северной степи 0,4—0,5, подзона южной степи 0,3—0,38; Сухостеп-ная зона 0,23; зона

Украинских Карпат 0,75—0,78, зона Горного Крыма, предгорная лесостепная провинция 0,4

Прогнозируемое загрязнение пестицидами сельскохозяйственных угодий /V/ выражается интегральным показателем,

учитывающим все три параметра

д

п и"С—• условных кг/га.

V "зон

Уровень потенциально^ опасности пестицидов может быть охарактеризован агроэкбйогнческим индексом — ЛЭТИ, числовые значения которого определяются по величине прогнозируемого загрязнения территории /рис 10/. Эмпирическая кривая, построенная по данным экспертной оценки фактического загрязнения территории в зонах с различной интенсивностью обработок сельскохозяйственных культур, имеет Б-об-разный вид и описывается уравнением

АЭТИ —

/1-*-У/4+5000 '

Это уравнение основывается на принципах теории ферментативных реакций Михаэлиса-Ментена, которая может использоваться при интерпретации деструкции пестицидов в биологических системах

Исходя из четырехступенчатой градации опасности токсических веществ, загрязнение территории химическими средствами защиты растений можно охарактеризовать следующими значениями АЭТИ малоопасное 0—1, среднеопасное 1—4, повышенной опасности ((—8, высокоопасное 8—10. Экологическую ситуацию можно считать практически безопасной, если АЭТИ меньше 1, при этом пестицидная нагрузка на пашню в хозяйстве, районе не должна превышать 4 условных кг/га.

Гигиенические регламенты.

Задачей гигиенической регламентации применения пестицидов является охрана здоровья людей, занимающихся химической обработкой растений и выполняющих другие виды работ на участках, где применялись пестициды, а также обеспечение санитарных норм качества сельскохозяйственной продукции С этой целью нормируется максимально допустимый уровень /МДУ/ содержания пестицидов в продуктах урожая, предельная концентрация /ПДК/ их остатков в почве, воде, воздухе. Основные гигиенические регламенты: максимальная норма расхода /кг/га/ и кратность применения одного и того же препарата за сезон, срок последней обработки культуры до сбора урожая /«срок ожидания»/, сроки выхода людей на поле после обработки пестицидом Эти регламенты указываются во всех справочниках по борьбе с вредителями, болезнями растений и сорняками.

¡Выводы

1. Для предотвращения отрицательных последствий широкомасштабного применения'химических средств защиты растений необходимо соизмерять величину нагрузки пестицидов на сельскохозяйственный ландшафт с интенсивностью процессов их разложения, чтобы не допустить накопления остатков токсичных веществ в объектах окружающей среды.

Информацию для принятия соответствующих решений дает экотоксикологаческий .мониторинг, проведение которого входит в задачи лабораторий ПНО «Сельхозхимия», Гидрометкоми-тета, Госкомприроды, санитарно-эпидемиологической службы Минздрава.

2. Зкотоксикологический мониторинг пестицидов включает - три этапа:

— разработку методов аналитического контроля остатков пестицидов и их метаболитов;

— изучение скорости разложения пестицидов в растениях и почве;

— прогнозирование л оценку уровня потенциального загрязнения пестицидами сельскохозяйственных ландшафтов при осуществлении запланированной системы химических мер борьбы с вредными организмами.

3. Проведенные исследования показали, что для анализа остатков пестицидов в растениях, почве и воде водоемов необходимы специфические методики, позволяющие достоверно идентифицировать препарат. Наиболее перспективны для этой цели хроматографические и полярографические методы. Особенно большого внимания заслуживает метод сочетания хроматографии в тонком слое адсорбента с газожидкостной хро-" матографией и полярографией.

4. При выборе фаз для хроматографирования в тонком слое адсорбента, необходимо учитывать процесс взаимодействия растворителя и носителя с исследуемым веществом. Предложено характеризовать это взаимодействие по кривой зависимости' от диэлектрической проницаемости подвижной фазы /е/, что позволяет выбрать .надежные и эффективные системы разделения для соединений различных классов.

5. Установлено, что величина соединения определяется его дипольным моментом.

Впервые предложен способ определения дипольного момента пестицидов методом ТСХ, на основе которого разработан принцип анализа препаратов в смесях.

Разработаны хроматографические методики определения в растениях, почве и воде смеси ряда пестицидов, относящихся к различным классам органических соединений: 4,4 ДДТ, 4.4 ДДД, 4,4 ДДЕ, 2,4 ДДТ, а-ГХЦГ, у-ГХЦГ, метафос, фос-22

фамид, фозалон, атразнн, прометрин, симазин, 2,4-Д, ТМТД, каунтер, сумилекс, перопал, торк, банкол, беномил, БМК, 2-АБ и др.

6 Показана возможность применения полярографического метода в анализе следов пестицидов в растениях, почве и воде природных водоемов, а также впервые разработаны вольтам-перометрические методы определения серусодержащих пестицидов на платиновом и азотсодержащих пестицидов — на графитовом электродах.

7 Разработаны оригинальные методики определения широко применяющихся в сельскохозяйственном производстве и новых препаратов, из которых одиннадцать утверждены в качестве официальных в СССР и используются в системе мониторинга пестицидов, проводимого токсикологическими лабораториями и проектно-изыскательскими станциями химизация сельского хозяйства, химическими лабораториями Госкомгид-ромета, Госкомприроды, санитарно-эпидемиологическими станциями.

8 Разработан метод определения токсичных металлов о помощью ТСХ в воде природных водоемов и водных растениях с чувствительностью 0,3—0,5 мкг на 500 мл воды.

9. Разработана экспоненциальная модель трансформации пестицидов в окружающей среде На основании результатов экспериментального изучения процесса распада пестицидов в полевых условиях рассчитана константа скорости распада широко применяемых препаратов в растениях и почве для климатических условий Украины. Предложен рассчетный метод определения «времени ожидания», т е. срок последней обработки до сбора ¿рожая, руководствуясь гигиеническими нормативами МДУ

10 Предложена схема интегральной классификации пестицидов по уровню опасности для биоты, основанная на сочетании двух категорий показателей: токсиколого гигиенической /4 класса/ и экотоксикологической /4 класса/. Оценочная шкала состоит из семи степеней опасности к первой относятся особо опасные препараты, используемые при соблюдении специального регламента, к седьмой — малоопасные, разрешенные для применения на приусадебных участках

11 Разработана модель прогнозирования загрязнения пестицидами агроэкосистем при планируемой системе мер по защите растений, учитывающая три параметра свойства используемого ассортимента препаратов, нагрузку пестицидов на сельскохозяйственную территорию, интенсивность разложения пестицидов в конкретных условиях применения.

Прогнозируемое загрязнение пестицидами сельскохозяйственного ландшафта /V/ рассчитывается по уравнению

У^экт ,

=7775-, условных кг/га,

где: Дэкт — экотоксикологическая доза пестицидов — среднее количество примененных или планируемых к применению препаратов на единицу пахотной площади /кг/га/; — средневзвешенная степень опасности используемого ассортимента пестицидов; И30н — индекс способности самоочищения земельных угодий в разных почвенно-климатических регионах. .

12. Построена графическая модель оценки опасности для биоты загрязнения пестицидами агроэкосистемы, имеющая вид Б-образной кривой. Предложен агроэкотоксикологический индекс /АЭТИ/ с граничным значением от 0 до>10, отражающий зависимость экологической ситуации от уровня загрязнения пестицидами. Исходя мз четырехступенчатой градации опасности токсичных веществ, загрязнение территории химическими средствами защиты растений характеризуется следующими значениями АЭТИ: малоопасное 0,1—1; среднеопас-ное 1—4; опасное 4—8 и выоокоопасное >8.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Васильев В. П., Дмитренко П. А., Кавецкий В. Н. и др. //Справочник по контролю за применением средств химизации сельского хозяйства. К-: Урожай, 1980. Л60 с.

2. Кавецкий В. Н., Бублик Л. И.,' Фуйик Г. В. Анализ смеси пестицидов в растениях, почве и воде сочетанием газожидкостной и тонкослойной хроматографии. // Тез. докл. 5-й Всесоюзной конференции по аналитической химии органических соединений. М.: Наука. 1984. С. 246.

3. Кавецкий В. Н., Бублик Л. И. Предотвращение загрязнения окружающей среды пестицидами гари интенсивных технологиях -выращивания сельскохозяйственных культур. // Сборник научных трудов. Защита растений в условиях интенсификации сельского хозяйства Украинской ССР. К.: ЮО ВАСХНИЛ. 1989. С. 103.

4. Васильев В. П., Кавецкий В. Н., Бублик Л. И. • Интегральная .классификация пестицидов по степени опасности загрязнения, создаваемой их применением, и оценка опасности загрязнения окружающей среды.//Агрохимия. 1989. № 6. С. 9,7.

5. Косматый Е. С., Кавецкий В. Н. Определение периода полураспада ДДВФ в растениях. //Физиология и биохимия культурных растений. 1971. Т. 3. Вып. б, С. 651. .

6. Косматый Е. С.,. Кавецкий В. Н. Определение остатков диазинона методом хроматографии на бумаге. // Физиология и биохимия культурных растений. >1970. Т. 2. Вып. 6. С. 656.

7. Косматый Е. С., Кавецкий В. Н., Лебединская Н. Н. Определение диазинона в растениях методом тонкослойной хроматографии.//Украинский химический журнал. 1973. Вып. >10. С. 1056.

8. Косматый Е. С., Кавецкий В. Н., К а в е ц к а я Л. Н. Определение остатков диазинона и фенкаптОна ■ методом тонкослойной хроматографии в технических культурах.//Химическая технология. К.: Наукова думка.'1975. № 2. С. 01.

9. Кавецкий В. Н., Лесов а я В. А. Определение каунтера в растениях сахарной свеклы и почве методом тонкослойной хроматографии. //

Тез докл 3 го Всесоюзного совещания по анатизу остатков пестицидов М 1979 С 103

10 Косматый Е С Чебогько К А КавецкийВ Н Опре деление некоторых хлорорганическич пестицидов методом ТСХ // Адсорбция и адсорбенты К На>к»ва д\мка 1975 Вып 3 С Л1

И Кавецкий В Н Ф у з и к Г В Хрочатографическое определе ние y ГЦГ и ТА1ТД в растениях почве и виде при применений тигама // Химия в сельском хозяйстве 1985 .V» а (. 67

12 К а в е ц к и й В Н , Л е с о в а я В А Определение пликтрана в растениях и почве методом ТСХ // Химическая технология К Наукова думка 19&2и Вып 2 С Щ

1j3 Кавецкий В Н, Андриенко Г Г Контроть за содержанием азотсодержащих фунгицидов в объектах окружающей среды '/Тез докл Всесоюзной научно технической конференции «Актуальные вопросы охра ны окр\ ж а ад щей среды от антропогенного воздействия Севастополь 1989 С 123

14 Кавецкий В Н, Карнаухов А И, Падиенко И М Содержание метатлов в воде и некоторых водных растениях устьевых областей Дуная и Днепра '/ Гидробиологический журнал К Наукова думка 1984 Т XX Вып 2 С Ь5

15 Кавецкий В Н Б у й i iu Л И Применение тонкостойной хроматографии для определения дипольного момента органических соеди нений // Физическая химия 19Ш X» 4 Т ХШ С 1021

16 Кавецкий В Н Бублик Л И // Способ опредетения диполь ных моментов органических соединении Авторское свидетельство 1*296930 1986

17 Кавецкий В Н. Бублик Л И. ФузикГ В Хроматогра фический анализ смеси пестицидов в объектах окружающей среды/'Жур нал аналитической химии Т 412 Вып 1987 С 1302

18, К а в с Ц ь к и й В М Л i с о в а В О Хроматоденситометричне виэначення залишкш у ГХЦГ в грунт! // Закисг рослин К Урожай 1977 В 24 С 62

1© Кавецкии В Н Хроматодолярографическое опредетение и изу чение превращения некоторых фосфорорганических пестицидов в расте ниях // Сб Защита растений К Урожай 1974 С 101

20 Косматый Е С Кавецкий В Н Определение серы в серу содержащих органических соединениях полярографическим методом // Ж Аналитическая хнмия 1978 Т 28 № 5 С 1028

21 Косматый Е С Кавецкий В Н Полярографическое опре деление диазинона в техническом препарате//Заводская лаборатория, 1975 М° 3 С 286

22 Кавецкий В Н // Способ количественного определения 0,0 дн-метил S /М метилкарбамидометил/ дитиофосфата Авторское свидетельство 7211730 1980

23 Кавецкий В Н Полярографический метод определения активного вещества рогора в техническом препарате '/Тез докл ¡ го Всесоюз кого совещания по методам анатиза остатков пестицидов А\ 1979 С 77

24 Кавецкий В Н Андриенко Г Г Вольтамлерометрическое определение азотсодержащих гетероциклических пестицидов в растениях, почве и воде природных водоемов // Ж Аналитическая химия 1986 Т 10 С 168

25 Кавецкий В Н, Андриенко Г Г Определение беномила и БМК полярографическим методом на графитовом электроде Ц Тез докл 5 ой Всесоюзной конференции по аналитической химии органических соединений М Наука 1984 С 170

26 Косматый Е С, Кавецкий В Н Период полураспада хлорофоса в растениях // Химия в сельском хозяйстве 19172 № 1 С 27.

S7 Васильеве П,Кавецкий В Н.БублнкЛ И, Критерии

целесообразности применения - пестицидов. // Защита растений. 1989. № 10. С. 16.

28. Кавецкий В. Н.,'Бублик Л. И., Лесовая В. А., Федоре« к о Н. В. Поведение в почве и растениях ротора, каунтера и фурадана при посевной токсикации сахарной свеклы. // Физиология и биохимия культурных растений. 1984. Т. И б. № 4. С. 391.

29. Кавецкий В. Н., Б у б л и к Л. И. Контроль за поведением в элементах агроэкосистемы гранулированных инсектицидов, применяемых для посевной токсикации сельскохозяйственных культурУ/Сб. Защита растений. К.: Урожай. 1984. В. 31. С. 41.

00. Васильев В. П., Кавецький В. М., Бублик Л. I. Прин-цили «оттим1защГ х1Мотного захисту рослин. // В1сник АН УРСР. 1089. № 12. С. 617.

. 01. Охрана окружающей среды при использовании пестицидов /Бублик Л. И., Васильев В. П., Кавецкий В. Н. и др. под ,ред. В. П. Васильева/, К.: Урожай, 1983. 124 с.

Й2. К а а е ц к и й В. Н. Предотвращение загрязнения окружающей среды пестицидами при интенсивных технологиях возделывания с/х культур.// Поя ред. М. 'П. Лесового. К.: Урожай. 1981. 168 с.

Объем \ZU п л

Заказ J041

Тираж 100

Типография Московской с х академии им К А Тимирязева 127550, Москва И 550, Тимирязевская ул, 44

Бесплатно