Ультрадисперсные пестицидные препараты и их воздействие на объекты окружающей среды

Кузнецова, Гульнара Мажитовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Ультрадисперсные пестицидные препараты и их воздействие на объекты окружающей среды
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Ультрадисперсные пестицидные препараты и их воздействие на объекты окружающей среды"

На правах рукописи

005061056

КУЗНЕЦОВА ГУЛЬНАРА МАЖИТОВНА

УЛЬТРАДИСПЕРСНЫЕ ПЕСТИЦИДНЫЕ ПРЕПАРАТЫ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОБЪЕКТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Специальность 03.02.08 - «Экология» (в химии и нефтехимии)

6 ИЮН 2013

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2013

'¿Ч

005061056

Работа выполнена на кафедре «Прикладная экология» ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

Научный руководитель Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Галиахметов Раил Нигаматьянович. Шулаев Максим Вячеславович

доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический

университет», профессор кафедры «Химическая кибернетика»;

Сафарова Валентина Исаевна

доктор химических наук, старший научный сотрудник,

ГБУ Республики Башкортостан «Управление государственного аналитического контроля», начальник управления.

ГУП «Научно-исследовательский институт безопасности жизнедеятельности Республики Башкортостан».

Защита состоится «¿9» июня 2013 года в 11:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.289.03 при ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета. Автореферат разослан «17» мая 2013 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Абдульминев Ким Гимадиевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Во всем мире ежегодно растет оборот и применение пестицидных препаратов, а вместе ними и экологическая нагрузка на окружающую природную среду. Особое место среди них занимают пестициды на основе органических соединений, обладающие высокой эффективностью. Однако использование органических пестицидов, в частности хлорсодержащих, при высоких дозах действующего вещества (ДВ) может оказывать канцерогенное и мутагенное действие на живые организмы.

Уменьшение негативного пестицидного воздействия на окружающую природную среду возможно путем снижения персистентности, токсичности или дозы действующих веществ фунгицидов и гербицидов. Однако снижение токсичности и персистентности применяемых компонентов неизбежно приводит к уменьшению биологической активности и эффективности препаратов. В настоящее время минимизация воздействия пестицидов на объекты природной среды возможна за счет снижения дозы ДВ, которая достигается применением более эффективных препаративных форм. К таким формам относятся микроэмульсии и микросуспензии, которые содержат наноразмерные частицы ДВ и позволяют увеличить проникающую способность препарата, а также снизить экологическую нагрузку на окружающую природную среду. Кроме этого, несмотря на низкие дозы внесения, повышается биологическая активность и эффективность пестицидов.

В связи с этим исследования в области совершенствования препаративных форм на основе известных, традиционно применяемых действующих веществ с целью минимизации влияния пестицидных препаратов на окружающую среду остаются актуальными.

Цель работы - разработка новых препаративных форм пестицидных препаратов, образующих в рабочих растворах наночастицы действующих веществ и изучение их влияния на объекты окружающей среды.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- подбор оптимальных компонентов ультрадисперсных препаративных форм фунгицидов, гербицидов и антисептиков для защиты древесины, образующих в рабочих растворах наночастицы действующих веществ;

исследование влияния ультрадисперсных препаративных форм пестицидных препаратов на растения, микромицеты и микроорганизмы почвы;

- установление индексов токсичности ультрадисперсных препаративных форм пестицидов;

- на основании проведенных исследований предложить принципиальную технологическую схему производства фунгицидного препарата на основе тебуконазола.

Научная новизна

1 Подобраны компоненты препаративной формы фунгицида, которые при приготовлении рабочего раствора приводят к образованию ультрадисперсной суспензии с размером частиц ДВ 40 - 70 нм, снижают дозу внесения до 15 г/га и экологическую нагрузку на окружающую природную среду. Препаративная форма содержит действующее вещество тебуконазол (пропиконазол), катионактивное (катамин АБ) и неионогенное (неонол) ПАВ, а также органические растворители: спирты или кетоны при следующих весовых соотношениях: 1:(0,5-1):(3 - 4): (5-Ю).

2 Разработан состав и подобраны соотношения компонентов препаративной формы гербицида, которые обеспечивают образование микроэмульсии с размером частиц ДВ 26 - 38 нм при приготовлении рабочего раствора, снижают дозу внесения до 45 г/га и экологическую нагрузку на окружающую природную среду. Состав содержит действующее вещество изооктиловый эфир 2-метокси-3,6-дихлорбензойной кислоты (Дикамбы) и неионогенное ПАВ (неонол) в соотношении 1:1 (по массе).

органические растворители: спирты или кетоны, а также катионактивное и неионогенное ПАВ.

Практическая значимость

1 Ультрадисперсная препаративная форма фунгицидных препаратов позволяет снизить дозу действующего вещества (тебуконазола) в 8 - 16 раз по сравнению с известным широко применяемым препаратом Колосаль, тем самым снизить негативное воздействие на окружающую среду и повысить биологическую эффективность по отношению к микромицетам.

2 Введение растворителя (спиртов или кетонов) и ПАВ (неионогенных, катионактивных или их смесей) в состав антисептика для защиты древесины от поражения микромицетами приводит к образованию устойчивой формы препарата, снижению пылеобразования при его применении. Технология производства антисептика принята к проектированию установки по его производству в ГБУ РБ «НИТИГ АН РБ».

3 Ультрадисперсная препаративная форма антисептика для защиты древесины от поражения микромицетами обладает допустимым индексом токсичности (0,14), что позволяет применять ее для обработки древесных материалов, используемых в жилищном строительстве.

4 Разработанная микроэмульсия гербицидных препаратов на основе изооктилового эфира 2-метокси-3,6-дихлорбензойной кислоты (Дикамбы) снижает негативное пестицидное воздействие на окружающую среду по Дикамбе в 1,8 - 1,2 раза, исключает загрязнение 2,4-Д и повышает биологическую эффективность в 2 раза по сравнению с широко известным препаратом Чисталан.

5 Эффективность разработанных ультрадисперсных гербицидных препаратов на основе изооктилового эфира 2-метокси-3,6-дихлорбензойной кислоты (Дикамбы) подтверждена полевыми испытаниями, проведенными в ГУ «Научно-исследовательский технологический институт гербицидов» Академии наук Республики Башкортостан (НИТИГ АН РБ) на опорном пункте Тауш Иглинского района Республики Башкортостан. Полевые испытания показали, что гибель сорных растений после обработки препаратом при дозе 45 г/га составляет более 80 %.

6 Материалы диссертационной работы используются в курсах лекций по дисциплинам: «Экологическая биотехнология» для бакалавров и инженеров по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», «Экология» для бакалавров и инженеров всех специальностей ФГБОУ ВПО «УГНТУ».

Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на 60, 61-ой, 62-ой, 63-ей научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (2009, 2010, 2011, 2012, Уфа), на Межрегиональной научно-практической конференция «Экология. Образование. Промышленность» (2009, Уфа), XXII Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (2009, Уфа), I Всероссийской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (2009, Уфа), Всероссийской научной конференции «Экологические проблемы нефтедобычи» (2010, Уфа), XI Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» (2010, Уфа), Международной научно-практической конференции «Экология. Риск. Безопасность.» (2010, Курган), VII Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы экологии» (2011, Тула), 11-ой международной научно-технической конференции «Сахаровские чтения 2011 года: экологические проблемы XXI века» (2011, Минск, Республика Беларусь), международной научно-технической конференции «Радиоэкология. Новые технологии обеспечения экологической безопасности» (2012, Уфа), VII Всероссийской научно-технической конференции «Инновационные технологии в области химии и биотехнологии» (2012, Уфа), I международной научно-практической конференции «Проблемы и тенденции развития инновационной экономики: международный опыт и российская практика» (2013, Уфа).

Публикации Основной материал диссертации изложен в 18 публикациях, в том числе в 3 статьях в журналах, входящих в Перечень изданий, рекомендованных

ВАК Минобрнауки РФ, 14 тезисах докладов на российских и международных конференциях, получен патент РФ.

Структура н объем диссертации Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы и приложений, включает 12 таблиц, 35 рисунков. Библиографический список включает 115 наименований, в том числе 17 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы цель, основные задачи исследований и методы их решения, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе рассмотрены актуальные проблемы влияния пестицидов на окружающую среду, способы защиты растений и древесины от поражения микомицетами. Рассмотрены перспективы в создании препаративных форм пестицидов и способы получения ультрадисперсных препаратов.

Во второй главе приведены характеристики исследуемых объектов, рассмотрены основные методики проведенных исследований.

В качестве ДВ пестицидных препаратов выбраны малотоксичные соединения: тебуконазол и изооктиловый эфир Дикамбы.

Измерение размеров частиц ДВ рабочих растворов пестицидных препаратов производилось методом фотонной корреляционной спектроскопии на спектрометре Photocor Complex. Размер частиц рассчитывался с помощью программы DynaLS. Биологическую активность фунгицидных и гербицидных препаратов определяли в лабораторных и полевых условиях по стандартным методикам (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта, 1985; Минаев JI.A. Методические рекомендации по испытанию препаратов на гербицидную активность, 1989). Оценку эффективности антисептиков для защиты древесины проводили согласно ГОСТ 30028.4-2006. Данные испытания проводились в ГУ «Научно-исследовательский технологический институт гербицидов» Академии наук Республики Башкортостан (НИТИГ АН РБ). Определение численности микроорганизмов почвы проводили по стандартным методикам (Егоров Н.С.

Практикум по микробиологии, 2005). Определение индекса токсичности водной вытяжки антисептиков для защиты древесины, водного смыва с поверхности растений, обработанных ультрадисперсными пестицидными препаратами, проводили согласно стандартной методике (ПНД ФТ 14.1:2:3:4.2-98 Методика определения токсичности воды по хемотаксической реакции инфузорий, 1998).

Статистическую обработку результатов осуществляли с помощью пакета программы Microsoft Excel 2007.

Третья глава посвящена подбору оптимальных компонентов препаративных форм пестицидных препаратов для получения в рабочем растворе наноразмерных частиц ДВ, определению их размерности, исследованиям их влияния на растения, микромицеты и гетеротрофные бактерии почвы, а также токсичности водных смывов с поверхности растений. Приводится обоснование использования ультрадисперсной препаративной формы для снижения экологической нагрузки на окружающую природную среду. Приведено описание принципиальной технологической схемы производства фунгицидного препарата на основе тебуконазола (ТБК).

Разработка ультрадисперсной препаративной формы фунгицидных препаратов на основе тебуконазола

В качестве ДВ фунгицидного препарата используется ТБК. Наиболее энергетически выгодным и экологически менее опасным способом получения ультрадисперсных суспензий является осаждение ДВ из раствора в результате изменения растворяющей способности среды. Молекула ТБК имеет третичную спиртовую группу и хорошо растворяется в спиртах (до 25 % масс). При разбавлении спиртового раствора водой ТБК будет выделяться из раствора в виде твердой фазы. В качестве антикоагулянта предлагается использовать ПАВ, имеющие спиртовые группы (неонол). Однако при добавлении в спиртовой раствор ТБК неонола через 10-30 мин. из них начинает выпадать ТБК. Для стабилизации суспензии за счет изменения заряда дисперсных частиц использовали катионактивный ПАВ (катамин АБ). В результате исследований установлено, что препарат, содержащий катамин АБ, независимо от его

концентрации (5-25 % масс) менее стабилен, чем препарат, содержащий неонол. Стабильность системы повышается при одновременном использовании неионогенного и катионактивного ПАВ и подтверждается тем, что состав при разбавлении водой в любых соотношениях образует прозрачный коллоидный раствор. По истечении 5 дней, наблюдается выпадение из него прозрачных игловидных кристаллов ТБК. Суспензия наночастиц ведет себя как истинный насыщенный раствор ТБК. По-видимому, в первую очередь выпадают более крупные частицы и на них осаждаются растворенные в воде молекулы ТБК, формируя монокристаллы. Далее происходит постепенный переход молекул ТБК из наночастиц в дисперсионную среду. При разбавлении препарата водой происходит неравновесный процесс формирования частиц ТБК. Это приводит к энергетической нестабильности системы, что может стать движущей силой процесса постепенного перехода молекул ТБК из наночастиц в раствор. Выпадение кристаллов является следствием постепенного перехода молекул ТБК из наночастиц (твердой фазы) в раствор и далее - их выделения из раствора в кристаллическую фазу.

Рабочие растворы препаратов, полученные при их разбавлении водой, на содержание и размерность частиц ТБК исследовали на спектрометре Photocor Complex (таблица 1).

Таблица 1 - Состав и размерность частиц рабочих растворов фунгицидных препаратов на основе ТБК

№ образца Состав образца, г. Средний размер частиц, нм

Катионактивный ПАВ Неионогенный ПАВ Растворитель

1 катамин-АБ, 1 неонол, 3 сивушное масло, 6 40

2 катамин-АБ, 1 неонол, 3 ацетон, 10 50

3 катамин-АБ, 0,5 неонол, 3 сивушное масло, 6 60

4 алкамон ОС-2,1 неонол,4 сивушное масло, 6 60

5 катамин-АБ, 1 ОП-Ю, 3 сивушное масло, 6 60

6 катамин-АБ, 1 неонол, 3 этиловый спирт, 5 70

7 катамин-АБ, 1 неонол, 2 сивушное масло, 6 -

8 катамин-АБ, 0,3 неонол , 3 сивушное масло, б -

В образцах №2 - 8 в качестве ДВ используется ТБК (1 г.), в образце №1 пропиконазол (ПКА) (1 г.). Ввиду того, что в образцах №7 и 8 образуются частицы ТБК с размером более 100 нм, раствор получается мутным. На рисунке 1

представлено распре' деление частиц по раз-5| мерам в микросуспен-Щ зии 0,5 % масс водного Й раствора фунгицидно-1 го препарата (ТБК (9 % § масс), сивушное масло » (55% масс),

Номер пика Соотношение частиц, доли Средний размер, нм Положение тах, нм Средняя квадратичная ошибка

1 0.022 0.025 0.025 0.005

2 0.014 5.714 5.746 0.491

3 0.964 33.46 35.29 6.578

Рисунок 1 - Распределение частиц по размерам в микросуспензии 0,5 % масс водного раствора фунгицидного препарата на основе ТБК

неонол (27 % масс), катамин АБ (9 % масс)). Средневесовой размер частиц составляет 33 нм.

Биологическая активность ультрадисперсной препаративной формы фунгицидных препаратов

Следующим этапом работы являлось определение фунгицидной активности

разработанной препаративной формы путем протравливания семян яровой пшеницы сорта Московская-35 в лабораторных условиях. В качестве контроля использовали семена, обработанные известным, обладающим широким спектром действия препаратом Раксил (содержание ТБК - 60 г/л) и необработанные семена. Всхожесть и пораженность семян микромицетами определяли через 7 дней после обработки. Повторность опытов четырехкратная. Результаты исследований приведены на рисунках 2-3. Как показывают результаты испытаний, всхожесть обработанных препаратами семян при дозе 15 г/т выше, чем у семян, обработанных

93 =' 92

І 91 *

З 90 ■j

~ 89

■ ;СЧ

препаратом Раксил, что можно объяснить низким токсическим действием ультрадисперсных препаративных форм фун-гицидных препаратов на семена пшеницы. Эксперимент показал, что в

...... ^ ^

ибезобработки а 15 г.1! ■ ЗОг'т

Рисунок 2 - Всхожесть семян яровой пшеницы после семенах, обработанных обработки ультрадисперсной препаративной формой ультрадисперсной пре-фунгицидного препарата паративной формой

фунгицида при дозе 15 г/т отсутствует пораженность плесневыми микромицетами Fusarium и Pénicillium. В то же время в семенах, обработанных препаратом Раксил при той же норме расхода, наблюдается рост плесневых микромицетов Pénicillium (7 %). На рисунке 3 представлена эффективность микросуспензии ТБК по действию на корневые гнили при норме расхода 15 г/т. Эффективность препаратов

вычисляли по формуле Эббота. Хотя значения эффективности приблизительно равнозначны (92% - 100%), тем не менее, наблюдается ее зависи-колосаль мость от размера частиц ДВ. Эффективность мик-Рисунок 3 - Эффективность ультрадисперсной росуспензии ТБК повы-препаративной формы фунгицидного препарата по шается с уменьшением действию на корневые гнили при норме расхода 15 г/т разМера частиц ДВ. Ре-

Î 120 » 100

I 40

і 20 »

? О

образен; ■ 50 нм

образецЗ образец-! образец? »60нм

образец 6 ""Онм

зультаты, полученные в лаборатории позволили продолжить исследования в полевых условиях. С этой целью была произведена обработка предложенными

препаратами посевов яровой пшеницы Московская-35, пораженной плесневыми микромицетами - мучнистой росой и ржавчиной бурой. Доза ДВ составила 15 г/га, расход рабочей жидкости - 300 л/га. В качестве контроля применялся эффективный и широко используемый препарат Колосаль (содержание ТБК - 250 г/л). Об эффективности препаратов судили через две недели после обработки по урожайности и степени пораженности микромицетами. Повторность опытов четырехкратная. Результаты испытаний показали, что при обработке посевов предложенными фунгицидами пораженность мучнистой росой и ржавчиной не наблюдается, в то же время в посевах, обработанных препаратом Колосаль, несмотря на высокую дозу ДВ (30 г/га) наблюдается пораженность микромицетами (0,5% - 1%). Усиление биологической активности предложенных ультрадисперсных препаративных форм фунгицидов достигается за счет получения раствора наноразмерных частиц ТБК в рабочем растворе. Сравнительная характеристика фунгицидного препарата с известными и широко применяемыми на территории РФ пестицидами показала, что он имеет минимальные нормы расхода (15 г/га). Уменьшение дозы ТБК позволяет снизить экологическую нагрузку на окружающую природную среду в 8 - 16 раз.

Разработка принципиальной технологической схемы производства фунгицидного препарата на основе ТБК

На основании проведенных исследований предложена принципиальная технологическая схема производства фунгицидного препарата. В связи с тем, что все предложенные образцы фунгицида обладают высокой биологической эффективностью к производству предлагается наиболее экономически и экологически оптимальный образец, содержащий минимальное количество ПАВ и в качестве растворителя сивушное масло - отход спиртового производства. ТБК, катамин-АБ, неонол, сивушное масло применяется при следующих весовых соотношениях: 1:0,5:3:6 вес. (рисунок 4). Так как для получения ультрадисперсной суспензии необходимо строго контролировать массу смешиваемых ингредиентов, предлагается осуществлять контроль за работой установки с помощью специально

управления

1 - реактор-смеситель, Е1, Е2, ЕЗ - емкости, Е4 - приемный бункер, 2.1, 2.2, 2.3 — центробежный насос, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 электромагнитный клапан, 5 - весовой дозатор, 6 - обратный клапан, 7 - электродвигатель мешалки

Рисунок 4 - Принципиальная технологическая схема производства фунгицидного препарата на основе ТБК

запрограммированной системы автоматического управления. В настоящее время ведется работа по разработке данной системы.

Технология производства заключается в следующем. Определенный объем ТБК из приемного бункера Е4 через весовой дозатор (5) поступает в реактор-смеситель (1). После ТБК в реактор-смеситель из емкости ЕЗ при открытом клапане (3.3) подается сивушное масло. Поступление сивушного масла осуществляется с помощью электроцентробежного насоса (2.3) через обратный клапан (6). Объем подаваемого сивушного масла определяется измерениями уровня взлива емкости ЕЗ при помощи ультразвукового уровнемера (4.3). После закачивания требуемого объема сивушного масла электромагнитный клапан (3.3) закрывается, насос (2.3) выключается. В этот момент включается мешалка, работающая от электрического двигателя (7), и производится перемешивание смеси до полного растворения ТБК (30 мин.). Далее включается насос (2.2), обеспечивающий подачу неонола из емкости Е2 при открытом электромагнитном клапане (3.2) через обратный клапан в смеситель. После полного смешения трех компонентов (10 мин.) в реактор-смеситель аналогичным образом подается катамин АБ. Обратный клапан (6) предохраняет от передавливания жидкостей в другие подающие линии. Контроль качества получаемого продукта проводится по составу компонентов препарата и размерности частиц ТБК.

Разработка ультрадисперсной препаративной формы антисептиков для защиты древесины от биологического поражения

Малая доза применения и низкая токсичность фунгицидных препаратов на основе ТБК делают их перспективными при использовании в качестве антисептиков, пригодных для обработки древесных материалов, применяемых в жилищном строительстве. Однако ТБК в виде монопрепарата не обеспечивает полной защиты древесины от поражения микромицетами, поэтому для повышения эффективности антисептика для защиты древесины был разработан состав сыпучего порошкообразного продукта, включающего, кроме ТБК, борную кислоту, растворитель, катионактивное и неионогенное ПАВ, который при приготовлении рабочего раствора образует ультрадисперную суспензию. Борная

кислота предварительно смешивается со смесью, состоящей из ТБК, растворителя и ПАВ. Состав образца №1: борная кислота (89 % масс), ТБК (1 % масс), диметил-

алкил бензиламмоний

хлорид (1 % масс), нео-нол (3 % масс), этанол (6 % масс). Распределение частиц по размерам в микросуспензии рабочего раствора антисептика для защиты древесины представлено на рисунке 5.

Номер пика Соотношение частиц, доли Средний размер, нм Положение тах, нм Средняя квадратичная ошибка

1 0.004 1.364 1.467 0.155

2 0.029 7.801 7.747 1.121

3 0.967 52.22 55.35 14.63

Рисунок 5 - Распределение частиц по размерам в микросуспензии рабочего раствора антисептика для защиты древесины при концентрации 6 % масс

Оценка эффективности ультрадисперсной препаративной формы антисептиков для защиты древесины от дереворазрушающих микромицетов

Для оценки эффективности ультрадисперсных препаративных форм антисептиков для защиты древесины по отношению к дереворазрушающим микромицетам Бегрик зс1его1огшп были проведены микологические испытания методом «открытого грунта». Контролем служили непропитанные образцы. В качестве эталона применяли известный препарат ВамШ: (ДВ - борная кислота (632 г/кг)). В опыте использовали образцы из заболони сосны размером 20x20x5 мм. Образцы пропитывали ультрадисперсной препаративной формой антисептиков для защиты древесины по методу «вакуум-атмосферное давление» и взвешивали. Инфицирование проводили в ящиках с нестерильной лесной почвой путем подкладывания под образцы кубиков-инокулянтов с культурой дереворазрушающего микромицета 8егри1а зскгоШшт. Температура и влажность

поддерживалась постоянной. Через 16 недель испытаний, при разрушении контрольных образцов на 50%-60%, проводилось макромикологическое описание образцов, кондиционирование и взвешивание. Состояние образцов оценивали по потере массы (в % к исходной) и макромикологической характеристике (таблица2).

Таблица 2 - Защищающая способность фунгицидного препарата по отношению к дереворазрушающим микромицетам

№ образца Концентрация пропиточного раствора, % Потеря массы, % Макромикологическая характеристика образцов

1 6,0 3,2 Загнивания и инфицирования не обнаружены

ВаэПк 6,0 13 Загнивания не обнаружено

Контроль 0 54 Хорошо развит мицелий дереворазрушающих микромицетов, глубокая светло-бурая гниль

Таким образом, обеспечение необходимого уровня защиты древесины от поражения микромицетами достигается за счет ультрадисперсности суспензий рабочих растворов антисептика и совместного применения борной кислоты и ТБК.

Разработка ультрадисперсной препаративной формы гербицидных препаратов на основе изооктилового эфира 2-метокси-3,6-дихлорбензоннон кислоты

Наиболее эффективными формами известных ДВ являются соединения в виде эфиров. Поэтому в качестве ДВ гербицидных препаратов применяется изооктиловый эфир 2-метокси-3,6-дихлорбензойной кислоты (Дикамбы). С целью получения препаративных форм, образующих в рабочем растворе ультрадисперсные эмульсии ДВ, были разработаны различные составы эфира Дикамбы с неионогенным ПАВ и растворителем. Установлено, что изооктиловый эфир Дикамбы с неонолом в соотношении 1:1 (по массе) при смешении с водой образует ультрадисперсную эмульсию. Экспериментальные данные распределения частиц по размерам в рабочем растворе микроэмульсии

изооктилового эфира Дикамбы, полученные на спектрометре Photocor Complex, представлены на рисунке 6. Таким образом, 99,5 % частиц микроэмульсии изоок-

Шиарии^тилового эфира Ди-J ' J |||камбы имеют средне-

весовой размер 42 нм. В условиях жаркого климата поддержание гербицидной активности препаратов возможно путем добавле-

Номер пика

Соотношение частиц, доли

Средний размер, нм

Положение max, нм

Средняя квадратичная ошибка

0.005

2.087

1.970

0.196

0.995

42.01

40.58

14.45

Рисунок 6 - Распределение частиц по размерам в микроэмульсии изооктилового эфира Дикамбы при концентрации 0,1 % масс

ния в препаративные формы небольшого количества растворителя. Результаты исследований рабочих растворов препаратов, содержащих до 10 % масс Нефрас 160-280, показали, что 93 % частиц имеют размер около 43 нм. Стабильность микроэмульсий зависит также от степени разбавления препаративной формы. Определение размерности частиц микроэмульсии эфира Дикамбы проводили согласно ГОСТ Р 51247-99 через 2,5 часа после приготовления рабочего раствора. Результаты исследований показали, что средневесовой размер частиц в микроэмульсии изооктилового эфира Дикамбы при дозе 45 г/га и расходе рабочей жидкости 200 л/га составляет 26 нм, а при дозе 70 г/га - 38 нм.

Оценка биологической активности ультрадисперсной препаративной формы гербицидных препаратов на основе изооктилового эфира Дикамбы

Эффективность препаративных форм гербицидных препаратов на основе изооктилового эфира Дикамбы определяли в тепличных условиях. В качестве тест-растений использовали культуры яровой пшеницы (Triticum, сем. Злаковые), кабачка (Cucurbita реро маг. Giromontina, сем. Тыквенные) и подсолнечника

(НеНаШИш, сем. Сложноцветные). Рабочие растворы получены растворением водой препарата, состоящего из изооктилового эфира Дикамбы (Г), нефраса А130/150 (Р) и неонола АФ 9-12 (ПАВ) в соотношении 1:1:1. Гектарная норма согласно методике испытаний препаратов на гербицидную активность составила 45 г/га и 70 г/га. В качестве ДВ использовали 12 % масс изооктиловый эфир Дикамбы, в качестве эталона - известный препарат Чисталан (376 г/л 2,4-Д кислоты и 54 г/л дикамбы кислоты). Эксперимент проводили в теплицах с регулируемыми условиями. Обработку гербицидными препаратами произвели путем опрыскивания вегетирующих растений. Через 4 недели после обработки провели оценку активности гербицидного препарата по ингибированию (подавлению массы проростков). Ингибирование рассчитали по следующей формуле: У=100-(т/М)*100, %

где У - ингибирование по массе, т - средняя масса (г) в опытном варианте, М -средняя масса (г) в контроле.

Данные экспериментальных исследований на кабачках и подсолнечнике

(рисунки 7, 8) показывают высокую ингиби-рующую активность препарата при дозе 45 г/га. У препаративной формы в сочетании с неонолом и нефрасом ингибирование выше во всех исследуемых дозах. Результаты по-

«Г-Р

■ Г-ПАВ

! Г-Р-ПАВ

Доза гербицида, г/га »Эталон

Рисунок 8 - Ингибирование вегетативной массы кабачка при обработке различными составами ультрадисперсной препаративной формой гербицида левых испытаний под-

твердили полученные данные. Эффективность определяли по действию на двудольные многолетние корнеотпрысковые сорные растения: вьюнок полевой и бодяк полевой. В качестве культуры использовали пшеницу сорта «Башкирская-26». Обработка гербицидным препаратом проводилась методом сплошного опрыски-

Доза гербшшла, г/га Эталон

вания однократно, в фазу кущения пшеницы. Учет эффективности гербицид-ных препаратов проводился через месяц после обработки, по гибели сорных расте-Рисунок 9 - Ингибирование вегетативной массы ний в сравнении с

подсолнечника при обработке различными составами контролем (без гер-ультрадисперсной препаративной формы гербицида бицида). Результаты

показали, что эффективность рабочей жидкости с дозой 45 г/га выше, чем у препарата с дозой 70 г/га, что можно объяснить меньшими размерами частиц микроэмульсии при большом разбавлении препарата, лучшей проникающей способностью ДВ в кутикулу сорной растительности. Увеличение гектарной дозы микроэмульсии эфира Дикамбы отражается и на урожайности пшеницы. Так, при дозе 45 г/га урожайность оказалась выше, чем при дозе 70 г/га на 26 %. Добавление растворителя в гербицид повышает биологическую активность препаратов за счет лучшего контакта ДВ с кутикулой сорных растений. К снижению экологической нагрузки на окружающую природную среду по Дикамбе приводит уменьшение дозы ДВ в 1,8-1,2 раза и исключение загрязнения 2,4-Д.

Исследование токсичности ультрадисперсной препаративной формы пестицидных препаратов на объекты окружающей среды

С целью определения токсического воздействия ультрадисперсных препаративных форм пестицидов на микроорганизмы почвы и их сравнения с применяемыми в настоящее время препаратами были проведены исследования образцов почвы, отобранных после обработки растений исследуемыми соединениями. Отбор проб осуществляли согласно ГОСТ 28168-89 «Почвы. Отбор проб». Численность гетеротрофных микроорганизмов определяли

чашечным методом Коха путем высева на мясопептонный агар (МПА), а микромицетов - на среду Чапека. Подсчет выросших колоний проводили через 7 суток после посева. Доза препаратов составляла 15 г/га.

Таблица 3 - Результаты анализа микробиоценоза почвы после обработки

фунгицидными препаратами

Образцы почвы Численность микроорганизмов, растущих на МПА, кл/г абс. сух. почвы Рост микромицетов

После обработки фунгицидпым ультрадисперсным препаратом После обработки препаратом Колосаль Контроль После обработки фунгицидным ультрадисперсным препаратом После обработки препаратом Колосаль Контроль

Чернозем (6±0Д)10У (3+0,2)'10* (6±0,2)-10* +++ ++ +++

Суглинок (7±0,3)-108 (5±0,1)-10' (7±0,1)-108 ++ + +++

Песок (5±0,1>107 (3±0,4)-106 (5±0,2>10' ++ + ++

контроль - образец почвы, необработанной пестицидным препаратом, +++ -обильный рост микромицетов (более 70 % поверхности чашки Петри), ++ -умеренный рост микромицетов (менее 70 % поверхности чашки Петри), + -слабый рост микромицетов (единичные колонии).

Таким образом, при применении фунгицидного препарата в наноразмерной препаративной форме исключается его негативное влияние на микробиоценоз почвы. В то же время, при использовании известного препарата Колосаль наблюдается подавление роста микроорганизмов, растущих на МПА и микромицетов, по сравнению с контролем.

В связи с тем, что пестицидные препараты с поверхности растений могут смываться дождевой водой и в дальнейшем попадать в грунты и водоемы, следующий этап работы заключался в исследовании влияния смывной воды с поверхности растений, обработанных ультрадисперсной препаративной формой гербицидного препарата на основе изооктилового эфира Дикамбы на численность микроорганизмов, растущих на МПА. Образцы почвы был и отобраны после смыва гербицидного препарата с поверхности растений. Результаты исследований представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Содержание гетеротрофных микроорганизмов в образцах почвы после обработки гербицидными препаратами и последующего смыва

Образцы почвы Численность микроорганизмов, растущих на МПА, кл/г абс. сух. почвы

После обработки ультрадисперсным гербицидньм препаратом После обработки препаратом Чисталан Контроль

0 суток 40 суток 0 суток 40 суток 0 суток 40 суток

Чернозем (5±0,1)*109 (5±0,3)*109 (3+0,3)* 108 (4±0,2)*108 (5±0,2)*109 (6±0,1)*109

Суглинок (7±0,2)*108 (7±0,1)*108 (4±0,1)*107 (5±0,1)*107 (7±0,2)*108 (7±0,1)*108

Песок (5±0,1)*107 (5±0,1)*107 (4±0,2)*106 (4±0,3)*106 (5±0,1)*107 (5±0,2)*107

Результаты свидетельствуют, что водный смыв ультрадисперсной препаративной формы гербицидного препарата на основе изооктилового эфира Дикамбы с поверхности растений не оказывает отрицательного влияния на микроорганизмы почвы. В то же время, водный смыв известного препарата Чисталан подавляет рост микроорганизмов, растущих на МПА по сравнению с контролем. Из-за высокой скорости проникновения в растения и высокой степени прилипания ДВ в смывную воду практически не попадают.

Об этом свидетельствуют и анализы токсичности водного смыва с поверхности растений* обработанных ультрадисперсными препаративными формами пестицидных препаратов. Оценку токсичности провели с помощью прибора «Биотестер-2». В качестве тест-объекта служили Paramecium caudatum (Инфузория-туфелька). В качестве контрольной использовали разбавленную среду Лозина-Лозинского. Индекс токсичности ультрадисперсной суспензии фунгицидного препарата на основе ТБК составляет 0,13, а ультрадисперсной эмульсии гербицидного препарата на основе изооктилового эфира Дикамбы 0,14.

Таким образом, применение разработанных ультрадисперсных препаративных форм пестицидных препаратов не оказывает негативного влияния на окружающую природную среду.

Аналогичным образом был определен индекс токсичности ультрадисперсной препаративной формы антисептика для защиты древесины. Для опытов использовали образцы из заболони сосны размером 15x15x2 мм. Концентрация пропиточного раствора составила 6% масс. Образцы древесины

обрабатывали методом погружения в пропиточные растворы на 1 мин. Контролем служили необработанные образцы древесины.

Таблица 5 - Результаты биотестирования водной вытяжки, обработанного антисептиком образца древесины

Концентрация Среднее значение Индекс Среднее значение

•Л» Тип измерения клеток, концентрации токсич- индекса

у.е. клеток, у.е. ности, токсичности

1 Контрольная среда 1 110, 112, 109

2 104, 106, 109 113 - -

3 122, 124, 118

2 Водная вытяжка 1 111, 112, 113 112 0,01

необработанного 2 112, 110, 112 112 0,01 0,01

антисептиком образца 3 111, 104, 109 108 0,02

3 Водная вытяжка 1 96,98,96 97 0,14

обработанного 2 99,96,95 97 0,14 0,14

антисептиком образца 3 95,94,95 95 0,15

Таким образом, водная вытяжка ультрадисперсной препаративной формы антисептика обладает допустимым индексом токсичности (0,00 <0,14 < 0,40).

Предложенные антисептики для защиты древесины рекомендуются для обработки древесных материалов, применяемых в жилищном строительстве.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Подобраны компоненты препаративной формы фунгицидов, гербицидов и антисептиков для защиты древесины, которые при приготовлении рабочих растворов образуют наночастицы ДВ. Размер частиц ДВ фунгицидов составляет 40 - 70 нм, гербицидов - 26 - 38 нм, антисептиков для защиты древесины порядка 50 нм. Препаративная форма фунгицида содержит ТБК (ПКА), катамин АБ, неонол, органический растворитель при следующих весовых соотношениях: 1: (0,5 - 1):(3 - 4): (5 — 10). Ультрадисперсная эмульсия гербицида состоит из изооктилового эфира Дикамбы и неонола в соотношении 1:1 (по массе). В состав антисептика для защиты древесины включены: ТБК, борная кислота, органические растворители: спирты или кетоны, а также катионактивное и неионогенное ПАВ.

2 Показано, что применение пестицидов в ультрадисперсной препаративной форме снижает дозу ДВ следовательно, и негативное воздействие на экосистему. Доза ТБК в фунгициде, по сравнению с препаратом Колосаль, снижается в 8 - 16 раз, доза Дикамбы, по сравнению с препаратом Чисталан, снижается в 1,8 - 1,2 раза и исключается загрязнение окружающей среды 2,4-Д.

3 Выявлено, что ультрадисперсные препаративные формы фунгицида (доза ДВ - 15 г/га) и антисептика (6 % масс.) для защиты древесины на основе ТБК высокоэффективны (95 - 100 %) по отношению к микромицетам. Гербицид на

основе изооктилового эфира Дикамбы обладает высокой ингибирующей активностью (70 %) по отношению к тест-растениям при дозе ДВ - 45 г/га.

4 Установлено, что вышеперечисленные пестициды после обработки растений при дозах 15 г/га и 45 г/га не оказывают негативного воздействия на гетеротрофные бактерии и микромицеты почвы. Показано, что водные смывы с поверхности растений, обработанных ультрадисперсными фунгицидами и гербицидами, а также водная вытяжка антисептика для защиты древесины обладают допустимыми индексами токсичности (0,13 - 0,14).

5 Предложена принципиальная технологическая схема установки для производства фунгицидного препарата на основе тебуконазола, позволяющая при приготовлении рабочих растворов получать наноразмерные частицы ДВ.

Содержание работы изложено в следующих публикациях:

1 Сюткина О.В. Ультрадисперсные (наноразмерные) фунгицидные препараты на основе тебуконазола / О.В. Сюткина, Г.М. Кузнецова, Р.Н. Галиахметов // 60-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ: сб. матер, конф. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. - 82 с.

2 Кузнецова Г.М. Повышение экологической безопасности производства и применения фунгицида на основе тебуканазола / Г.М. Кузнецова, Р.Н. Галиахметов, О.В. Сюткина // «Экология. Образование. Промышленность» Межрегиональная научно-практическая конференция, посвященная юбилею кафедры «Прикладная экология» ГОУ ВПО УГНТУ. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. -С. 61-62.

3 Кузнецова Г.М. Получение ультрадисперсных фунгицидных препаратов на основе ТБК / Г.М. Кузнецова, Р.Н. Галиахметов, P.P. Искужина // Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии. Реактив - 2009. Материалы XXII Международной научно- технической конференции. - Уфа: Изд-во Реактив, 2009. - С.46 - 47.

4 Кузнецова Г.М. Получение наносуспензионных препаратов. / Г.М. Кузнецова, Р.Н. Галиахметов // Актуальные проблемы науки и техники. Сборник трудов I Всероссийской конференции молодых ученых. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. — С.47 -48.

5 Хабибуллина И.Р. Об экологически безопасном фунгициде / И.Р. Хабибуллина, Г.М. Кузнецова, Р.Н. Галиахметов // Экологические проблемы нефтедобычи. Сборник трудов Всероссийской научной конференции. - Уфа: Изд-во Нефтегазовое дело, 2010. - 117 с.

6 Кузнецова Г.М. Этапы развития защиты древесины от биоповреждения / Г.М.Кузнецова, Р.Н. Галиахметов, Г.Г. Ягафарова // Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела. Материалы XI Международной научной конференции. - Уфа: Изд-во Реактив, 2010. - С. 161 - 164.

7 Кузнецова Г.М. Антисептики с наночастицами биоактивных соединений / Г.М. Кузнецова, Р.Н. Галиахметов, Р.Д. Гильванова // Экология. Риск. Безопасность. Материалы Международной научно-практической конференции. -Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2010, т.2. - 141 с.

8 Галиахметов Р.Н. Ультрадисперсные суспензии с наноразмерными частицами тебуканазола / Р.Н. Галиахметов, Г.М. Кузнецова // Вестник Башкирского университета, 2010, Т. 15, № 1. - С. 35 - 37.

9 Галиахметов Р.Н. Средства для защиты древесины низкой токсичности / Р.Н. Галиахметов, Г.Г. Ягафарова, Г.М. Кузнецова // Безопасность в техносфере. -Москва: Изд-во Русский журнал, 2010, №3. - С.32 - 36.

10 Пат. 2424659 РФ, МПК A01N25/04. Фунгицидный состав / Р.Н. Галиахметов, Г.Г. Ягафарова, Г.М. Кузнецова. Опубл. 27.01.2010 Бюл. №3.

11 Кузнецова Г.М. Изучение синергетического эффекта при получении антисептика для древесины / Г.М. Кузнецова, Р.Н. Галиахметов, Г.Г. Ягафарова // Современные проблемы экологии: материалы VII Всероссийской научно-технической конференции. - Тула: Изд-во Инновационные технологии, 2011. -С.51-52.

12 Кузнецова Г.М. Биопрепарат для защиты древесины / Г.М. Кузнецова, Р.Н. Галиахметов, Г.Г. Ягафарова, Ф.А. Шахова // Сахаровские чтения 2011 года: экологические проблемы XXI века. Материалы 11-й международной научной конференции (19-20 мая 2011 г.). - Минск МГЭУ им. А. Д Сахарова, 2011.-54с.

13 Хабибуллина И.Р. Антисептики для обработки древесины / И.Р. Хабибуллина, Г.М. Кузнецова, Р.Н. Галиахметов // 62-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых: с б.' матер, конф. - Кн. 2. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2011. - 96 с.

14 Хафизова Д.Х. Экологически безопасный гербицидный препарат / Д.Х. Хафизова, P.P. Якупова, Г.М. Кузнецова // 63-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ: сб. матер, конф. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2012.-68 с.

15 Кузнецова Г.М. Повышение экологической безопасности гербицидных препаратов. / Г.М. Кузнецова, Р.Н. Галиахметов, Г.Г. Ягафарова // Радиоэкология.. Новые технологии обеспечения экологической безопасности. Сборник научных трудов международной научно-технической конференции (28 - 30 марта 2012). Уфа: Изд-во УГНТУ, 2012. - С.89 - 91.

16 Галиахметов Р.Н. Ультрадисперсный препарат на основе изооктилового эфира 2-метокси-3,6-дихлорбензойной кислоты. / Р.Н. Галиахметов, А.Б. Морозов, Г.М. Кузнецова // Башкирский химический журнал, Т.19 № 1, 2012. -С.120 -123.

17 Кузнецова Г.М. О токсичности антисептика для защиты древесины / Г.М. Кузнецова, Р.Н. Галиахметов, Г.Г. Ягафарова, JI.M. Мрясова // VII Всероссийская научно-техническая конференция «Инновационные технологии в области химии и биотехнологии». - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2012. - 92 с.

18 Кузнецова ПМ. Об экологически безопасном ультрадисперсном гербицидном препарате. / Г.М. Кузнецова, Ч.И. Ибрагимова, Р.Н. Галиахметов, // Проблемы и тенденции развития инновационной экономики. Сборник научных трудов I международной научно-практической конференции (28-30 марта 2013). Уфа: Изд-во УГНТУ. - С.224 - 225.

Подписано в печать 30.04.2013. Бумага офсетная. Формат 60x84 '/i6 Гарнитура «Тайме». Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1. Тираж 100. Заказ 57 Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета Адрес издательства и типографии: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата технических наук, Кузнецова, Гульнара Мажитовна, Уфа

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- исследование влияния ультрадисперсных препаративных форм пестицидных препаратов на растения, микромицеты и микроорганизмы почвы;

- установление индексов токсичности ультрадисперсных препаративных форм пестицидов;

Научная новизна

дихлорбензойной кислоты (Дикамбы) и неионогенное ПАВ (неонол) в соотношении 1:1 (по массе).

3 Разработана ультрадисперсная препаративная форма антисептика для защиты древесины на основе тебуконазола и борной кислоты, обладающая допустимым индексом токсичности (0,14). В состав препарата включены органические растворители: спирты или кетоны, а также катионактивное и неионогенное ПАВ.

Практическая значимость

5 Эффективность разработанных ультрадисперсных гербицидных

технологии обеспечения экологической безопасности» (2012, Уфа), VII Всероссийской научно-технической конференции «Инновационные технологии в области химии и биотехнологии» (2012, Уфа), I международной научно-практической конференции «Проблемы и тенденции развития инновационной экономики: международный опыт и российская практика» (2013, Уфа).

Публикации. Основной материал диссертации изложен в 18 публикациях, в том числе в 3 статьях в журналах, входящих в Перечень изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, 14 тезисах докладов на российских и международных конференциях, получен патент РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, методики, экспериментальной части, обсуждения результатов исследования, выводов, списка литературы и приложений, включает 12 таблиц, 35 рисунков. Библиографический список включает 115 наименований, в том числе 17 иностранных.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Пестициды и их классификация 1.1.1 Классификация пестицидов

Пестициды - представляют собой химические или биологические препараты, которые используются для борьбы с болезнями растений и их вредителями, сорными растениями, вредителями, хранящейся сельскохозпродукции, бытовыми вредителями, внешними паразитами животных, а также для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев (дефолианты), предуборочного подсушивания растений (десиканты) [90].

Средства защиты растений классифицируют по химическому составу, характеру действия, объекту применения и способу проникновения в организм-вредитель.

По химическому составу пестициды подразделяют на:

- неорганические соединения;

- органические соединения;

- соединения биогенного происхождения, которые создаются из продуктов жизнедеятельности грибов, бактерий, вирусов, растений. К ним относятся, например, антибиотики.

По объектам применения пестицидные препараты подразделяют на:

- инсектициды, предназначенные для регулирования численности насекомых, акарициды - для регулирования численности клещей, нематициды -для регулирования численности нематод, родентициды - для регулирования численности вредных грызунов, моллюскициды - для регулирования численности моллюсков;

- фунгициды, предназначенные для подавления развития грибных заболеваний, бактерициды - для подавления развития бактериальных заболеваний;

различиям относят форму и характер поверхности листьев, площадь листовой поверхности, углы наклона, размещение точек роста, корневой системы, надземных и подземных органов размножения.

Физиологические факторы - это скорость поглощения и перемещения гербицидных препаратов, потеря токсичности, аккумуляции, адсорбции или выделения токсикантов через корни и листья растений. Так, устойчивость зерновых культур к гербициду 2,4-Д обусловлена не только морфологическими особенностями, но и связыванием препарата 2,4-Д с белками мембран с образованием конъюгантов, которые не передвигаются по растению.

Метаболические факторы зависят от характера взаимодействия гербицида с жизненно важными процессами метаболизма растений. В отдельных видах растений скорость детоксикации препарата настолько высока, что он не успевает проявить свое токсическое действие. На этом основана избирательность действия гербицидов - производных сульфонилмочевины. Так, в растениях пшеницы за сутки разрушается более 90 % поступившего количества гербицида, а в чувствительных видах (двудольных) растений - всего лишь 3-10 %.

По характеру действия на растение гербициды подразделяются на вещества контактного и системного действия.

Контактные гербициды вызывают гибель надземной части сорняка. Обрабатывая растения контактными препаратами, необходимо добиваться равномерного покрытия каплями раствора всех листьев, так как они действуют только в точках соприкосновения, и от этого будет зависеть их эффективность.

Гербициды системного действия составляют основу ассортимента. Они могут применяться для внесения в почву и для обработки вегетирующих растений. Поступая в растения, они передвигаются по сосудам флоэмы или ксилемы и, достигая мест действия, вызывают гибель всего растения.

В свою очередь контактные и системные гербициды подразделяются на гербициды широкого и узкого спектра действия. Гербицид широкого спектра действия глифосат (раундап) эффективен в борьбе с более чем 80 видами

- Гранулы. Содержат ДВ (1 - 10%), наполнитель и вспомогательные вещества. Применение гранулированныых препаративных форм снижает негативное влияние на окружающую среду.

- Растворимые в воде препараты. Производят как в виде водных растворов, так и в виде порошков и таблеток. Содержат наполнитель, растворимый в воде, неорганические добавки, которые легко суспендируют при взаимодействии с водой.

- Капсулированные пестициды - это раствор ДВ, заключенный в оболочку из желатина, полимера, пластмассы. В оболочке имеются поры, в зависимости от размера которых, регулируется выход пестицида. В данной форме сейчас выпускают преимущественно альгициды. Прошли производственные испытания инсектицида - метафоса метилнитрофоса.

- Водные растворы (концентраты) (ВК) - готовят, если ДВ растворимо в воде. Обычно в препаративную форму вводят ПАВ. В форме ВК в настоящее время выпускают аминную соль 2,4-Д, 2М-Х . [22].

Разнообразие препаративных форм пестицидов и их состав свидетельствуют о том, что они не только являются носителями ДВ, но и оказывают влияние на многие факторы, определяющие эффективность обработок (рисунок 1) [104]. В настоящее время на территории Российской Федерации применяется более 50 препаративных форм пестицидов [32].

Рисунок 1 - Факторы, обусловливающие выбор препаративной формы пестицида

Способ применения Условия хранения Норма расхода препарата и ДВ Безопасность работы

Препаративная форма пестицида

Загрязнение окружающей среды

Остаточные количества пестицидов в продукции Ингредиенты

Биологическая и экономическая эффективность Биология вредных объектов Особенности защищаемых объектов

1.2 Загрязнение окружающей среды пестицидами

Попадая в окружающую среду пестициды накапливаются в живых организмах, тем самым нарушая равновесие в природных экосистемах. По цепям питания пестицидные препараты поступают в организм человека. Длительное применение пестицидов в сельском хозяйстве снижает их эффективность вследствие развития резистентных рас вредителей и приводит к распространению новых организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены [106, 110].

Неумеренное применение пестицидов негативно влияет на качество почвы. По результатам исследований, проведенным в Российской Федерации, отмечается повышение степени загрязнения почв хлорорганическими и фосфорорганическими пестицидами [58]. Опасные количества хлорорганических и фосфорорганических соединений выявлены в питьевой воде, продуктах питания, в молоке кормящих матерей и в тканях новорожденных детей. Пестициды попадают в почву после обработки надземных частей растений: смываются осадками и сносятся ветром. В почве препараты могут оставаться в неизмененном виде и сохранять токсичность в течение некоторого времени. Время разложения пестицидов в почве зависит от химических и физических свойств ДВ, дозы, препаративной формы, типа, физических свойств почвы, состава почвенных микроорганизмов, особенностей обработки почвы, видового состава растений. Гранулы сохраняются в почве более длительное время, по сравнению с порошковидными и жидкими формами. Пестицидные препараты передвигаются по почвенному профилю как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях под действием молекулярной диффузии, нисходящего тока воды, при обработке почвы. На большие расстояния пестицидные препараты могут передвигаться после дождя или орошения с током воды. Глубина и скорость вертикального перемещения зависят от растворимости препарата в воде, его адсорбционной и десорбционной способности, летучести и от интенсивности испарения влаги почвы [105]. В результате физико-химических

Информация о работе

Кузнецова, Гульнара Мажитовна
кандидата технических наук
Уфа, 2013
ВАК 03.02.08

Диссертация

Ультрадисперсные пестицидные препараты и их воздействие на объекты окружающей среды - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы