Пестицидите - токсичен удар за биосферата и човека, сайтът на Федоров
1.2. Смяна на поколения пестициди
Използването на пестициди съществува от дълго време.
По-специално, сярата и арсенът са известни като инсектициди от древни времена. Инсектицидите от растителен произход (например треска, чесън, тютюн) все още се използват в селското стопанство и складовете. Неорганичните съединения на много елементи (арсен, селен, талий, флуор, бор, антимон, мед) отдавна се използват широко под формата на пестициди, първите три от които са обикновени отрови. Изследванията на арсеновите съединения доведоха до въвеждането през 1867 г. на препарат от парижка зеленина - суров меден арсенит. В САЩ, например, той е бил използван още в края на 19 век за ограничаване на колорадския бръмбар.
Поколенията пестициди обикновено се броят от времето на Първата световна война, когато в Германия през 1913 г. започват да третират семената с органоживачни пестициди (ROP ).Пестицидите от първо поколение обикновено се отнасят за органични синтетични инсектициди, въведени на пазара след Първата световна война.
Те включват, например, използвания в момента 4,6-динитро-о-крезол (DNOC), фенотиазин и други подобни. През 1920г ДНОК се използва в различни формулировки срещу презимуващи стадии на някои видове насекоми в овощни насаждения, а по-късно и за контрол на житни "плевели".
Преди Втората световна война различни видове естери на тиоциановата киселина започват да се използват широко [27].
Сред пестицидите от първото поколение са и съединенията на арсена, сега почти забравени. Нормите на потребление на инсектициди, съдържащи арсен, бяха, според съвременните представи, просто варварски и възлизаха на 4-10 kg / ha при високи, в съвременните времена,токсичност (LD50 = 1,8–5 mg/kg) [30].
Търсенето на органични (включително синтетични) вещества за мащабна борба с насекоми, "плевели" и други цели започва особено интензивно след Втората световна война. Хлорорганичните пестициди (COP ), органофосфорните пестициди (FOP ), карбаматите се използват активно в практиката. Тези групи формират основата напестицидитевторо поколение.
Използването наCOP е инициирано от най-известното лекарствоDDT (n,n’-дихлородифенилтрихлорометилметан), синтезирано от австриеца Otmar Zeidler през 1874 г.
Инсектицидните свойства на ДДТ са открити през 1937 г., а през 1940 г. той започва да се използва като пестицид. Въвеждането на ДДТ в практиката е придружено от коронясването през 1948 г. на инициатора, базелският химик Пол Херман Мюлер, който ръководи лабораторията Geigi, получава Нобелова награда за физиология или медицина [36].
Имаше причина за това. В следвоенните години в Централна Европа се развиха най-трудните хигиенни условия и ДДТ като инсектицид изглеждаше като панацея за мнозина [15], без да губи своето „значение в момента“ като едно от средствата за борба с векторите на човешки инфекциозни заболявания [10].
Инсектицидът 1,2,3,4,5,6-хексахлорциклохексан (HCCH, хексахлоран), по-точно, един от осемте му изомера (гама изомерът на HCCH, линдан) се оказа също толкова известен сред OCP [16]. За първи път е синтезиран още през 1825 г., а по време на Първата световна война е използван в димни бомби. Инсектицидните свойства на HCCH са открити от няколко изследователи през 1942-1945 г. (токсичност за насекоми, а именно гама-HCCH е установен през 1945 г.). Както в случая с DDT, в редица страни е стартирано мащабно производство на HCCH,което гарантира обхвата на неговото приложение.
Малко по-малко известна е многобройната кохорта от други OCP от второ поколение, която съчетава вещества от различни класове - алдрин и диелдрин, токсафен (полихлоркамфен) и сродни полихлоропинен, хептахлор и хлордан.Хлорданът е пуснат в обращение през 1945 г. в САЩ и Германия („ранен хлордан“), а от 1951 г. на пазара се появява неговата химически по-чиста инсектицидна модификация („късен хлордан“). Използва се главно за контрол на броя на насекомите по растенията.
Хептахлор първоначално е изолиран от технически хлордан. Инсектицидните свойства на алдрин и диелдрин са описани през 1949 г.Токсафен е описан за първи път през 1947 г. и е приложен на практика през следващата година. Описанието натиодан (ендосулфан) се появява за първи път през 1956 г., а от 1960 г. той е регистриран в Съединените щати като инсектицид. Хлордеконът и мирексът са въведени в практиката през 1958-1959 г. [90]
През годините на Втората световна война във Великобритания се развива работа, която впоследствие води до индустриалното производство на хербициди от групатахлорни производни на феноксиоцетната киселина - 2,4,5-T, 2,4-D и някои други. Хербицид 2,4-D се използва и до днес.
Почти едновременно с HCCH бяха синтезирани редица естери на тиофосфорната киселина - един от разделите на голям клас вещества, подходящи за пестициди, класFOP [90]. Исторически появата на FOP се свързва с дейността на лабораторията Schrader на немската компания "IG Farbenindustri". В него още през 30-те години на ХХ век. Бяха синтезирани органофосфорни инсектициди, които показаха биологична активност в сравнително малки дози - например октаметил, открит през 1941 г., тиофос (паратион), меркаптофос (систокс) и др. Особено токсични съединения от товаклас се използват в редица страни при подготовката за химическа война като токсични вещества (ОС), по-специално табун, зарин, зоман [412].
FOP бързо се превърна в една от най-важните групи пестициди, предимно инсектициди, както по отношение на мащаба на производството, така и по отношение на широчината на гамата от използвани лекарства. Досега в световния асортимент постоянно присъстват 70-80 FOP [413]. Това включва естери, тиоестери, естерамиди на фосфорна, тио- и дитиофосфорна и фосфонова киселини.
Широкото използване на органични фунгициди - хлоранил, алкилдитиокарбамати (напримерTMTD ), бис-дитиокарбамати (набам, цинеб), сулфенамиди (каптан, дифолатан) - пада върху следвоенните години. Появиха се синтетични фунгициди, бактерициди, зооциди, нематоциди. Подчертаваме обаче, че TMTD (тирам) - първият отдитиокарбаматните фунгициди - е предложен още през 1934 г. в САЩ
През 1945 г. първите действащи върху почватакарбаматни хербициди са открити от британски учени. Малко след товакарбаматни инсектициди бяха получени в Швейцария.
През 1950-1955г. в САЩ са полученикарбамидни производни с хербицидно действие, появяват се фунгицидите каптан и глиодин и е въведен малатион (карбофос ).
Между 1955 и 1960г новите разработки доведоха до появата насим-триазини и хербициди на кватернерна амониева основа. Хлорираните симтриазини (симазин, атразин, цианазин) са разработени от Siba-Geigy.
През 1960-1965г са описани хербицид срещу едногодишни растения дихлорбенил, хербицид за борба с "плевелите" при памук и зеленчукови култури трифлуралин (трефлан) и контактен хербицид бромксинил, а през 1968 г. - системен фунгицид беномил (системните пестициди включват лекарства, които са способни дапреминават през съдовата система на растенията, а в случай на борба с ектопаразитите - през съдовата система на животните).
Нормите на потребление на пестициди от второ поколение варират от 0,1 до 5 kg/ha, обхватът на стойностите на LD50 е 1–3000 mg/kg [30] (за повече подробности относно токсичността на пестицидите и обозначенията, използвани за това, вижте раздел 2.3).
Отрезвяването на пестицидите от второ поколение започва още през 50-те години на миналия век, когато зоолозите откриват множеството отрицателни ефекти на пестицидите върху дивата природа. Краят на този период се отбелязва с вече споменатата книга на Р. Карсън „Тиха пролет” (1962) [2].
Третото поколение пестициди бяха предимно синтетични пиретроиди и хормонални препарати.
Основна характеристика на пестицидите от трето поколение, които имат висока инсектицидна активност и ниска устойчивост в околната среда, е рязкото намаляване на дозите на приложение: от няколко до 200–300 g/ha (с LD50 = 40–2000 mg/kg) [30]. Смята се, че синтетичните пиретроиди, ефективни при ниски нива на приложение (по-малко от 10% от обичайните дози за други пестициди), имат ниска токсичност за бозайниците, но са силно токсични за рибите [71].
Пиретроиди
Въпреки че възможността за използване на пиретроиди за селскостопански цели се обсъжда от десетилетия, всъщност това се случи не толкова отдавна. Производството на сумицидин започва през 1976 г.; амбуш, цимбуш и децис започват да се произвеждат през 1977 г. Пиретроидите са най-голямата група химически инсектициди, от които 10 са широко използвани [414].