Влияние пестицидов и удобрений на экологическое состояние села Глазок и его окрестностей

XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Влияние пестицидов и удобрений на экологическое состояние села Глазок и его окрестностей

Буканенко А.А. 1
1Глазковский филиал имени Героя Советского Союза Н.Н. Шерстова МБОУ Кочетовская СОШ
Муратов С.В. 1
1Глазковский филиал имени Героя Советского Союза Н.Н. Шерстова МБОУ Кочетовская СОШ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Актуальность. В современных условиях представить себе сельское хозяйство без использования удобрений и пестицидов невозможно. Повсеместно происходит все более интенсивная   химизация    сельского хозяйства. При этом в биосферу ежегодно поступает большое количество различных химических веществ, в том числе пестицидов и удобрений. Поэтому проблема охраны окружающей среды от химических загрязнителей приобретает все большее значение [3].

При такой активной химизации сельского хозяйства наибольший ущерб наносится почве. При неправильном применении минеральных удобрений и пестицидов они наносят сильный экологический ущерб при сомнительном экономическом эффекте. Разные виды и формы минеральных удобрений неодинаково влияют на свойства почв. Внесенные в почву удобрения вступают с ней в сложные взаимодействия. При этом происходят всевозможные химические превращения, которые зависят от таких факторов как свойства удобрений и почвы, погодные условия, агротехника. От того, как происходит превращение отдельных видов минеральных удобрений (фосфорных, калийных, азотных), зависит влияние их на почвенное плодородие [6].

Помимо негативного влияния на окружающую среду, химические вещества, используемые в сельском хозяйстве, оказывают негативное влияние и на здоровье человека. Так, например, пестициды являются токсичными не только для какой-то конкретной группы организмов, но и для всех живых организмов, соприкасающихся с загрязненной территорией. Почти все они токсичны, многие из них  обладают концерагенными и мутагенными  свойствами.

Неправильное применение удобрений, приводящее к переизбытку питательных веществ, также является очень опасным для человека. Многие химические элементы, попадая в растение путем биологических процессов, трансформируются в ядовитые элементы, или же способствуют их выработке. Многие растения изначально имеют в себе подобные вещества, но их дозы ничтожно малы и никак не отражаются на здоровой жизнедеятельности человека. Свойственно это многим популярным растениям, которые мы употребляем в пищу: укроп, свекла, петрушка, капуста и так далее [1].

Цель и задачи. Цель нашей работы – изучить воздействие пестицидов и минеральных удобрений на окружающую среду и здоровье человека.

Для достижения цели исследования нами были поставлены следующие задачи:

Изучить применение пестицидов сельскохозяйственными предприятиями села Глазок;

Изучить применение пестицидов населением села Глазок;

Изучить применение удобрений сельскохозяйственными предприятиями села Глазок;

Изучить применение удобрений населением села Глазок;

Определить степень загрязнения почвы среды в населенном пункте.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования стали пестициды и минеральные удобрения, применяемые сельскохозяйственными предприятиями и населением села Глазок. Предметом исследования стало влияние пестицидов и удобрений на окружающую среду в селе Глазок и его окрестностях.

Гипотеза. Перед началом исследования нами была выдвинута следующая гипотеза: Пестициды и минеральные удобрения, применяемые сельскохозяйственными предприятиями и населением села Глазок, наносят вред окружающей среде, но этот вред не является критическим и угрожающим здоровью населения.

Теоретическая значимость. В ходе работы были установлены пестициды и удобрения, применяемые сельскохозяйственными предприятиями и населением села Глазок, а также рассмотрено влияние этих химикатов на окружающую среду и здоровье населения.

Практическая ценность. Материалы данной работы могут быть использованы для организации мониторинга состояния окружающей среды в селе Глазок и его окрестностях, для сокращения отрицательного влияния при использовании удобрений и пестицидов, а также при проведении уроков и предметных недель по биологии и ОБЖ в школе.

Методы исследования. Наблюдения в природе, изучение и анализ образцов применяемых удобрений и пестицидов, анкетирование населения.

Сроки проведения исследования. Исследование проводилось с сентября2019 по декабрь 2020 года.

Обзор литературы. Пестициды – химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека и животных. Пестициды относятся к различным классам органических и неорганических соединений. Пестициды – основа химического метода защиты растений, являющегося пока самым эффективным в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками. Они способствуют значительному сокращению потерь в сельском и лесном хозяйстве, деревообрабатывающей промышленности. Затраты на их применение окупаются в 5 – 12 раз [8].

Органические пестициды (биопестициды) – это химикаты естественного происхождения, которые также могут быть воспроизведены в лабораториях для использования в органическом сельском хозяйстве [11].

Также пестициды содержатся в продуктах питания. Всемирная организация здравоохранения создала всеобъемлющий, доступный для каждого обзор пестицидов, содержащихся в пище[4].

Минеральные удобрения – неизбежное следствие интенсивного земледелия. Имеются расчёты, что для достижения желаемого эффекта от применения минеральных удобрений мировое потребление их должно составить около 90 кг/год на человека. Суммарное производство удобрений в этом случае достигает 450 – 500 млн.т/год. В настоящее время мировое производство минеральных удобрений ровно 200 – 220 млн.т/год или 35 – 40 кг/год на человека [9].

Применение удобрений можно рассматривать как одно из проявлений закона увеличения вложения энергии в единицу производимой сельскохозяйственной продукции. Так на начальных этапах применения удобрений прибавку 1т зерна с га обеспечивает внесение 180 – 200 кг азотных туков. Следующая дополнительная тонна зерна связана с дозой удобрений в 2 – 3 раза больше [9].

Имеются данные, что следствием увеличения кислотности почв при применении удобрений (прежде всего кислых азотных) является повышенное вымывание из них кальция и магния. Для нейтрализации данного явления приходится вносить в почву эти элементы [10].

Производство минеральных солей удобрений составляют одну из важнейших задач химической промышленности. В наибольших количествах производятся и потребляются соединения натрия, фосфора, калия, азота, алюминия, железа, серы, меди, хлора, фтора и д.р. Самым крупнотоннажным является производство минеральных удобрений [2].

40%-ная калийная соль получается механическим смешиванием хлористого калия с тонкоразмолотым сильвинитом или каинитом. По составу и свойствам занимает промежуточное положение между сильвинитом и хлористым калием. Содержание K2O не менее 40%. Содержание хлора и натрия в ней больше, чем в хлористом калии, но меньше, чем в сильвините. Калийная соль наиболее эффективна для сахарной свёклы и кормовых корнеплодов, которые положительно реагируют на натрий и малочувствительны к хлору [6].

Хлористый калий является концентрированным калийным удобрение. Представляет собой белое кристаллическое вещество и легко растворяется в воде. Содержание питательного вещества К2О находится на уровне 52 – 62%. Хлористый калий применяют на любых почвах как основное удобрение [7].

              Глава 1. Методы исследования

Химический анализ ядохимикатов и удобрений. Полное исследование состава ядохимикатов, которое позволяет определить уровень опасности и количественное содержание токсичных веществ. Причём такой анализ поможет увидеть и те примеси, которые образуются в процессе изготовления, полный спектр органических и неорганических соединений, токсичные примеси, наличие нитратов и пестицидов. Для этого нам потребовалось провести несколько способов проведения химического анализа ядохимикатов. В соответствии с химической классификацией пестициды делят на 3 класса.

I. Неорганические соединения – соединения меди, мышьяка (арсениты и арсенаты);

II. Органические соединения (синтезированные и природного происхождения);

III. Металлоорганические соединения (органические соединения ртути и олова).

Представители одного и того же класса, имея сходное химическое строение, могут иметь разнонаправленное действие, обладать иными токсическими свойствами.

На заре применения химических веществ для защиты растений (20-е годы XIX столетия) в число пестицидов входили главным образом вещества неорганической природы, такие, как хлорид двухвалентной ртути, так называемая швейнфуртская зелень, соли меди, сера, серная кислота и ее производные, соли хлорноватой кислоты и многие другие [5].

Крупными недостатками почти всех неорганических пестицидов являются высокая дозировка, отсутствие избирательности действия, стойкость во внешней среде (природе) и потенциальная опасность отравления ими человека, полезных насекомых и животных. Поэтому, начиная с 40-50-х годов прошлого столетия, пестициды неорганической природы начинают постепенно вытесняться высокоактивными органическими соединениями (ДДТ, гексахлоран, тиофос и др.)

Органические синтетические пестициды - самый многочисленный класс, которые подразделяются на классы и подклассы [3].

Таблица 1

     Классы и подклассы некоторых органических пестицидов

Галогеносодержащие углеводороды

ДДТ и его аналоги, ГХЦГ, гептахлор.

Амины и соли четвертичных амминиевых оснований

Дикват, паракват.

Органические соединения фосфора (фосфорорганические препараты – ФОП или фосфорорганические соединения – ФОС)

Метафос, хлорофос, карбафос, фоксим.

Кетоны, спирты, нитрофенолы

Метафос, хлорофос, карбафос, фоксим.

Алифатические, ароматические, ациклические кислоты и их производные

Перметрин, дельтаметри, фенвалерат.

Арилоксиалканкарбоновые кислоты и их производные

2, 4-дихлорфеноксиуксусная кислота.

Производные карбаминовой тио – и дитиокарбаминовых кислот

      Карбарил.

Обладая выраженной биологической активностью, пестициды могут оказывать токсическое действие на организм животных и человека, что приводит к нарушению работоспособности человека, заболеванию и даже смерти.

Различные классы пестицидов обладают в большей или меньшей степени иммунотоксичностью, эмбриотоксичностью, гепатотоксичностью и другими видами токсичности.

Токсичность пестицидов при введении в желудок крысам позволяет разделить их на 4 группы.Таблица 2.

Классификация пестицидов по токсичности

Класс

DL50, мг/кг

Особо токсичные

До 50

Высокотоксичные

50 – 200

Средней токсичности

200 – 1000

Малотоксичные

>1000

Эта классификация носит условный характер. При оценке токсичности того или иного вещества, в том числе и пестицида, необходимо, кроме дозы вещества, учитывать его физико-химические свойства, например, способность вещества растворяться в жирах, летучесть и др. физико-химические свойства веществ. С токсичностью тесно связана персистентность вещества, его кумулятивные свойства, способность выделяться организмом (например, ДДТ с молоком), метаболизм.

Классификация пестицидов по способу воздействия на живой организм и растения

· Контактные, которые непосредственно оказывают влияние при соприкосновении с поверхностью объекта.

· Кишечные, оказывают губительное воздействие при попадании внутрь организма вместе с пищевыми продуктами.

· Системные, способны проникать в растения, перемещаться в их тканях и вызывать гибель вредного организма (сорного растения, возбудителя болезни, вредителя) в результате питания.

· Фумигативного воздействия, оказывает губительное воздействие проникая в организм через дыхательные пути.

Причинами острых отравлений пестицидами являются небрежное хранение и транспортировка их с нарушением инструкций, неправильное разбрасывание химических средств борьбы с грызунами, несоблюдение сроков обработки пестицидами [4].

Глава 2 Результаты исследования

Исследование проводилось с сентября 2019 года и закончилось в декабре 2020 года.

Исследование проводилось на территории села Глазок, которое расположено на северо-востоке Мичуринского района Тамбовской области. Тамбовская область расположена в лесостепной зоне, занимая часть Окско-Донской низменности. Рельеф равнинный, преобладающий ландшафт – степной. Небольшие лесные массивы имеются на западе области на территории Мичуринского района. Почвы, характерные для этого района – выщелоченные чернозёмы и серые лесные.

Климат Тамбовской области умеренно – континентальный с устойчивой зимой и преобладанием тёплой нередко полузасушливого характера погодой в летний период. Вегетационный период начинается с переходом средней суточной температуры через -5˚С (15 – 17 апреля) и заканчивается с падением её ниже +5˚С осенью (14 – 18 октября). В ноябре среднесуточная температура опускается ниже 0˚С, промерзает почва, выпадает снег. Количество атмосферных осадков в отдельные годы очень неустойчиво

Данные, приведённые выше характерны и для села Глазок, на территории которого проводилось исследование. Среднемесячные температуры и количество осадков за время исследования в 2019 – 2020 году в целом соответствуют нормальным для данной климатической зоны показателям.

Рельеф равнинный, без значительных возвышений и низменностей. Преобладающий ландшафт степной, но на некотором расстоянии от села расположен лесной массив. В окрестностях села располагаются поля Агро – холдинга РУС-АГРО, на которых и происходит проблема с удобрениями и ядохимикатами.

Толчком к началу работы стало поступление жалоб жителей села Глазок, что данный холдинг замешивают ядохимикаты около домов, а также удушающий запах переносит ветер.

Первым этапом исследование было анкетирование жителей села Глазок (Приложение 1). Его целью являлось определение отношения жителей села к использованию ядохимикатов и удобрений, а также виды химикатов, применяемые жителями на своих приусадебных участках.

В результате этой работы выяснилось, что подавляющее большинство жителей села признает необходимость использование удобрений и химикатов, но считает, что оно должно сопровождаться строгим соблюдением правил техники безопасности и требований Сан. Пин. (рис. 2).

Рис. 2 Отношение населения к применению химикатов

Так же, в ходе анкетирования, мы выяснили, что жители села сами применяют химикаты для борьбы с вредителями растений, и удобрения для повышения урожайности садовых и огородных культур (таблицы 3, 4).

Таблица 3

Виды удобрений применяемых населением на своих участках

Удобрение

Вид

Применение

"Исполин"

Комплексное

Для всех видов овощей

"Ягодка"

Комплексное

Для ягодных кустарников

Суперфосфат двойной

Фосфорное

Подготовка почвы к посадке (посеву) или к подкормке

 Мочевина

Азотное

Корневые и некорневые подкормки

Монофосфат калия

Калийное, фосфорное

Подкормка в период плодоношения

Таблица 4

Виды ядохимикатов применяемых населением на своих участках

Ядохимикат

Группа

Назначение

Апачи

Инсектицид

Уничтожает колорадского картофельного жука и некоторых гусениц

Муравьед

Инсектицид

Эффективен против садовых муравьев и многих др. насекомых

Завязь

Фунгицид

Избавляет растения от ржавчины и гнили, ускоряет рост.

Купролюкс

Фунгицид

Для борьбы с фитофторой картофеля, томата, заболеваниями огурца

Алатар

Инсектицид

Против капустной моли, плодожорки, тли, листовёртки, белокрылки, колорадского жука и др.вредителей плодовых деревьев, овощных и цветочных культур

Как видно из таблицы, население применяет различные удобрения и ядохимикаты для получения хороших урожаев овощных и фруктовых культур. Тем не менее этот факт не оказывает сильного воздействия на окружающую среду, потому что соблюдаются требования техники безопасности и соблюдаются нормы Сан. Пин.

Следующим этапом стало выяснение удобрений и ядохимикатов применяемых агрохолдингом Рус – Агро в процессе выращивания сельскохозяйственных растений. Результаты можно увидеть в таблицах 5 и 6.

Таблица 5

Удобрения, применяемые агрохолдингом РусАгро

Удобрение

Применение

Норма внесения

Натриевая селитра

Предназначена для применения на кислых, не засолоневших почвах

30-35 г/м2

Хлористый калий

Применяют его осенью, под вспашку

20-25 гр. на м²

Фосфоритовая мука

Применяют фосфоритовую муку на кислых почвах, под все плодово-овощные культуры, а также злаковые.

3-3,5 центнера на гектар

Нитрофоска

Применяют в качестве основной подкормки растений.

100 до 250 г на 1 га

Таблица 6

Ядохимикаты, применяемые агрохолдингом РусАгро

Названиеание пестицида

Кжраткое определение

Цель использования

Допустимые нормы

Гранстар, СТС(сухая текучая суспензия), гербицид.

Содержит Трибенурон –метила.

Обработка от сорняка

15-20г на 1га

Дифезан, ВР (водный раствор), гербицид.

 Содержит Дикамбы кислоты + хлорсульфурона кислоты.

Обработка от сорняка

200г на 1га

Альто Супер, КЭ (концентрат эмульсии), фунгицид.

Содержит  Пропиконазол + циарококазал.

Обработка от болезней

500г на 1 га

Рекс Дуо, КС (концентрат суспензии), фунгицид.

Содержит  Тиофанат – метила + эпоксиконазол.

Обработка от болезней

500г на 1 га

Изоцин, МК (масляной концентрат), родентицид.

  Содержит Изопропилфенацин

Борьба с мышами

1г на 1га

Диазол, КЭ (концентрат эмульсии), инсектицид.

органическое соединение, представляющее собой пятичленный гетероцикл (1,3-диазол), входящее в состав некоторых аминокислот, алкалоидов, витаминов, ферментов и других физиологически активных веществ;

Обработка от жужелицы, борьба с мышами.

1.6л на 1га

Как видно из таблиц, агрохолдинг использует самые разнообразные удобрения и пестициды, которые, безусловно, оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду и здоровье населения, поэтому необходимо соблюдают требования техники безопасности и соблюдать нормы СанПин при использовании этих веществ.

Заключение

На основании собственных исследований и анализа литературных данных были сделаны следующие выводы:

Агрохолдинг Рус – Агро применяет пестициды, в основном относящиеся к гербицидам и инсектицидам. Они отрицательно влияют на окружающую среду, поэтому их использование в населенном пункте и его близости недопустимо.

Население так же применяет ядохимикаты для борьбы с вредителями, но в малых дозах и с соблюдением норм Сан. Пин., поэтому не оказывает значительного влияния на окружающую среду и здоровье населения.

Для получения хороших урожаев агрохолдинг РусАгро применяет разнообразные минеральные удобрения, количество которых должно быть строго нормировано.

Население села также применяет минеральные удобрения для повышения урожайности, сельскохозяйственных растений, но в гораздо меньшем объеме.

Состояние окружающей среды в населенном пункте и его окрестностях на данный момент находится в норме, и не вызывает опасений за здоровье населения.

Гипотеза о том, что пестициды и минеральные удобрения, применяемые сельскохозяйственными предприятиями и населением села Глазок, наносят вред окружающей среде, но этот вред не является критическим и угрожающим здоровью населения полностью подтверждается результатами работы.

Список литературы

Штефан В.К. - “Жизнь растений и удобрений” - Москва, 1981г.

Артюшин А.М., Державин Л.М. - “Краткий словарь по удобрениям” - 2-е изд., Москва, 1984г.

Под редакцией Никляева В.С. - “Основы земледелия и растениеводства” - 3-е изд., Москва, 1990г.

Вронский В.А. - “Прикладная экология” - Ростов-на-Дону, 1996г.

Криксунов Е.А. - «Экология». Учебник. Москва, 1995г.

Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология. Человек – Экономика – Биота – Среда. – М., 2001

Вальков В. Ф., Штомпель Ю. А., Тюльпанов В. И. Почвоведение (почвы Северного Кавказа). – Краснодар, 2002.

Голубев Г. Н. Геоэкология. – М, 1999.

М. Поспелов, П Г. Берим, Е.Д. Васильева, М.П. Персов «Защита растений» М.: АГРОПРОМИЗДАТ 1986 г.

Гулий В.В, Памужак Н.Г. Справочник по защите растений для фермеров. – М.: Росагросервис, 1992 г.

Заева П. П., Короткова А. А. «Общее земледелие с почвоведением» Ленинград «Колос» 1978 г.

Приложение

Анкета

Как вы относитесь к применению удобрений и ядохимикатов?

А) Применение химикатов необходимо, но с соблюдением правил ТБ.

Б) Применение химикатов необходимо, поэтому соблюдать ТБ не обязательно

В) Применение химикатов неприемлемо

2. Применяете ли вы дома минеральные удобрения, и если да, то какие?

3. Применяете ли вы дома пестициды, и если да, то какие?

Просмотров работы: 20