Фосфорорганические пестициды

 

Содержание:

Введение  ………………………………………………4 стр.

История……………………………………..………….6 стр.

Фосфорорганические пестициды…………….………7 стр.

Действие на вредные организмы ……………………..11 стр.

Примечание …………………………………………….13 стр.

Токсикологическое действие…………………………..14 стр.

Заключение ………………………………………..…….16 стр.

Список литературы …………………………………….17 стр.

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Пестициды (от лат. pestis - зараза и caedo - убиваю), 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.

В группу пестицидов включают также дефолианты и десиканты, облегчающие механизированную уборку урожая некоторых культур, регуляторы роста растений (ауксины, гиббереллины, ретарданты), добавки к краскам против обрастания морских судов.

Пестициды делят на следующие основные классы (в зависимости от того, против каких вредных организмов используют): акарициды - вещества для борьбы с клещами; антифидинги - вещества, отпугивающие насекомых от растений, которыми они питаются; инсектициды - средства, уничтожающие вредных насекомых; гербициды - препараты для борьбы с нежелательной растительностью; зооциды - яды, уничтожающие вредных позвоночных (вещества для борьбы с грызунами называются родентицидами, а только с крысами - раттицидами); бактерициды, вирусоциды, фунгициды - средства для борьбы с возбудителями бактериальных, вирусных и грибных болезней растений; нематоциды - препараты, убивающие круглых червей - возбудителей нематодных болезней растений; моллюскоциды - вещества, уничтожающие вредных моллюсков (яды для борьбы с голыми слизнями называются лимацидами).

Пестициды включают также протравители семян, репелленты - средства, отпугивающие вредных насекомых, клещей, млекопитающих и птиц, аттрактанты - вещества для привлечения членистоногих с тем, чтобы их затем уничтожить или выявить локализацию или начало лета вредителей, хемостерилизаторы - препараты, которые не убивают насекомых, грызунов, клещей, но вызывают у них бесплодие. Имеются пестициды комплексного действия. Например, протравители семян содержат одновременно фунгицид, бактерицид, инсектицид и т.д.

Фосфоорганические соединения (или ФОС) – инсектициды и фунгициды, производные пятивалентного фосфора, имеющие сходные механизмы действия на насекомых.

До появления синтетических пиретроидов фосфорорганические соединения были наиболее широко применяемыми и разнообразными по ассортименту пестицидами. Они вытеснили стойкие и опасные для окружающей среды хлорорганические соединения.

Важнейшими их преимуществами и свойствами являются:

•   высокая инсектицидная и акарицидная активность и широкий спектр действия на вредных членистоногих (за исключением Диазинона);
• широкий диапазон персистентности соединений, разложение которых происходит в большинстве случаев с образованием практически нетоксичных для человека и животных соединений;
• относительно быстрое протекание метаболизма в организме позвоночных и отсутствие способности накапливаться в их тканях, а также сравнительно небольшая хроническая токсичность или полное ее отсутствие;
• быстрое разложение в почве (кроме хлорпирифоса – вещество может сохраняться в почве до двух лет);
• системное и глубинное действие ряда инсектицидных препаратов;
• малый расход препарата и быстрота действия на вредителей растений и паразитов животных;
• умеренная токсичность для рыб;
• наличием препаратов системного действия;

Недостатком фосфорорганических соединений как пестицидов является появление резистентных популяций и высокая острая токсичность для млекопитающих, что требует соблюдения соответствующих мер предосторожности при их использовании

История

История обнаружения токсических свойств фосфорорганических соединений (ФОС) восходит к началу ХХ века.

Вначале они обратили на себя внимание как боевые отравляющие вещества (в 1938 году в Германии был синтезирован газ зарин). В конце Второй мировой войны были сделаны промышленные установки по синтезу первых пестицидов.

В сельскохозяйственное производство они были введены с 1965 года взамен персистентныx и низкоэкологичных ДДТ, гексахлорана и других хлорорганических соединений. ФОС оказались просты в синтезе и высокоэффективны против насекомых.

В 1970-е годы половина из 20 наиболее распространенных в мире инсектицидов принадлежала фосфорорганическим соединениям, а 1/5 – метилкарбаматам.

ФОС не утратили своих преимуществ и до настоящего времени.

 

 

Фосфорорганические пестициды

Фосфорорганические соединения (ФОС) — это большая группа пестицидов различного назначения (акарицидов, инсектицидов, фунгицидов, нематоцидов, гербицидов, дефолиантов).  К фосфорорганическим пестицидам принадлежат высокомолекулярные эфиры различных фосфорных кислот: фосфорной, тио- и дитиофосфорной, фосфоновой и др. ФОС широко применяют для борьбы с вредителями различных сельскохозяйственных культур и эктопаразитами животных. Фосфорорганические соединения, за исключением некоторых (хлорофос), плохо растворимы в воде и хорошо — в органических растворителях. ФОС относительно малостойки в окружающей среде. Большая часть их разлагается в растениях, почве и воде в течение одного или нескольких месяцев. Только некоторые инсектоакарициды внутрирастительного действия (метилмеркаптофос, антио, фосфамид, сайфос и др.) сохраняются до года. Химическое строение большинства ФОС может быть выражено общей схематической формулой: 

где R1 и R2 — одинаковые или различные алкильные, алкоксильные, алкиламинные, арильные или арилокси группы.

Загрязнение почвы пестицидами может происходить как в результате непосредственного внесения в почву, так и через растения, животных и из воды. Многие стойкие препараты способны накапливаться в надземной части растений, а после их отмирания могут долгое время сохраняться в почве.

Фосфорорганические пестициды могут поступать в организм через желудочно-кишечный тракт, дыхательные пути и через неповрежденную кожу. Они, как правило, не обладают местным раздражающим действием, а накапливаются в жире, легких, печени, головном мозге, сердечной мышце. В организме фосфорорганические пестициды легко метаболизируются. При этом может происходить как ослабление, так и усиление их токсичности.   Например, гидролизуясь, ФОС, как правило, утрачивают токсичность. В противоположность гидролизу окисление ФОС почти всегда сопровождается усилением их токсичности.

Это можно видеть, если сопоставить биотрансформацию 2 инсектицидов — диизопропилфторфосфата, который теряет токсические свойства, отщепляя при гидролизе атом фтора, и тиофоса (производное тиофосфорной кислоты), который окисляется в значительно более токсичный фосфакол (производное ортофосфорной кислоты).

По характеру своего действия фосфорорганические соединения распределяются на препараты контактного и системного действия.  

Препараты контактного действия: тиофос, метафос, карбофос, хлорофос, ДДВФ. Они легко проникают через наружные покровы насекомых и вызывают их гибель.  

Препараты системного (внутрирастительного) действия: меркаптофос, октаметил, фосфамид, М-81 и др. При обработке растений эти пестициды проникают в их ткани и придают им инсектицидные свойства.  

Наиболее часто в нашей стране используются следующие препараты представлены в таблице 1 на страницах 9 и 10.

 

 

Таблица 1.

Название пестицида	Свойства и применение
ДДВФ (дихлорфос, хлорвинфос)	бесцветная жидкость с неприятным                             хорошо растворима в органических растворителях, в воде-1%, быстро гидролизуется щелочами. Применяется как инсектицид контактного и  фумигантного действия.
Карбофос (малатион, фосфотион)	бесцветная маслянистая жидкость с неприятным запахом, плохо растворима в воде и хорошо в органических растворителях. Разрушается щелочами. Эффективный инсекто-акарицид с широким диапазоном действия.
Метафос (вофатокс)	белый кристаллический порошок. Плохо растворим в воде, петролейном эфире и минеральных маслах. Легко растворяется в других органических растворителях. Быстро разрушается щелочами. Эффективный инсетко-акарицид. Сильнодействующее ядовитое вещество.
Метилнитрофос (метатион, сумитион)	светлая жидкость с неприятным запахом, хорошо растворима в органических растворителях и нерастворима в воде. Разрушается щелочами. Применяется в качестве контактного инсектицида и акарицида. Обладает средней токсичностью.
Трихлорметафос-3 (ТХМ-3)	бесцветная или маслянистая жидкость со слабым неприятным запахом, хорошо растворима в органических растворителях.
Фосфамид (рогор, БИ-58, фостион)	кристаллическое вещество, плавящееся при температуре 49-5ГС. В воде растворяется 2,9% препарата. Хорошо растворяется в органических растворителях. Легко разрушается щелочами. Применяется как системный акарицид и инсектицид. Высокотоксичное вещество
Хлорофос (диптерекс, трихлорфон)	белый кристаллический порошок, растворяется в воде 12,3%, быстро разрушается в щелочной среде. Применяется как контактный и кишечный инсектицид в растениеводстве и животноводстве. Вещество средней токсичности.
Фталофос (имидан)	белое кристаллическое вещество, нерастворимо в воде, хорошо растворимо в органических растворителях. Легко гндролизуется в щелочной среде. Применяется как инсекто-акарицид. Высокотоксичный пестицид.

 

 

 

Действие на вредные организмы

Фосфороргaнические соединения – яды нервно-паралитического действия, вызывающие паралич, в том числе и с летальным исходом.

Большинство фосфорорганических пестицидов не ионизируется и проявляет значительные липофильные свойства, поэтому поступившее при вдыхании или проглатывании вещество будет легко всасываться.

Механизм действия заключается в следующем: действующие вещества, при попадании в организм, фосфорилируют белковый фермент ацетилхолинэстеразу (АХЭ). Она содержится в нервных тканях и играет важную роль в передаче нервного импульса. Данный фермент относится к группе гидролаз эфиров карбоновых кислот. АХЭ в основном локализуется у рецепторов на постсинаптической мембране синапса и частично в мембране отростка нейрона (аксона).

Фосфорорганические соединения, взаимодействуя с эстеразами, по типу конкурентного торможения подавляют их активность. Нервная клeтка, или нейрон, является основным структурным элементом нервной системы животных. Нейроны передают информацию в виде импульсов (нервных сигналов).

Нейрон состоит из:

• дендритов (многочисленных отростков), связанных с другими нервными клетками и собирающих информацию;
• аксона – единственного длинного отростка, оканчивающегося утолщением – синоптической бляшкой, и передающего информацию.

Мембрана одного нейрона, которая контактирует с другой клеткой (мышечной клеткой или нейроном), образует между возбудимыми клетками синапс функциональный контакт. В нем различают пресинаптическую часть – окончание аксона первой клетки, синаптическую щель – межклеточное пространство, разделяющее мембраны контактирующих клеток, и постсинаптическую часть – участок второй клетки.

У членистоногих информация передается в виде электрического сигнала (тока) по мембране клетки. Синаптическая щель заполнена гелеобразным веществом, имеющего большую электрическую емкость, и сигнал не может пройти сквозь нее. Передачу электрического сигнала (возбуждения) через щель осуществляют медиаторы – химические вещества норадреналин и ацетилхолин.

У человека и теплокровных животных имеется пять медиаторов (в том числе и адреналин), у насекомых около 100. Когда медиаторы неактивны, они находятся в везикулах (синаптических пузырьках), изолирующих их от клеточного содержимого. По достижении нервным импульсом пресинаптической части, деполяризуется мембрана клеточного окончания, что увеличивает ее проницаемость ионами кальция. Последние, входя в пресинаптическую часть, вызывают освобождение медиатора – везикула лопается, и ацетилхолин, который обладает большой реакционной способностью, попадает в межклеточное пространство и затем в постсинаптическое пространство другой клетки, вызывая тем самым генерацию электрического потенциала.

Роль фермента ацетилхолинэстеразы заключается в том, что он, гидролизуя ацетилхолин, уменьшает возбуждение. Весь процесс проходит за считанные доли секунды (миллисекунды). Если ацетилхоинэстеразы нет или она блокируется пестицидом, то в синаптической щели накапливается свободный ацетилхолин, вследствие чего нарушается нормальное прохождение нервных импульсов. Возникает тремор (судорожная активность мышц), переходящий в паралич.

Фосфорорганические препараты сильнее действуют на постэмбриональные стадии развития насекомых и клещей (личинки, нимфы, взрослые особи) и слабее – на яйца.

При систематическом применении препаратов на основе фосфорорганических соединений для защиты от клещей и насекомых, дающих много поколений за сезон, вредители быстро приобретают групповую устойчивость. В практике защиты растений нужно не допускать развития резистентности, для чего применяют инсектициды и акарициды с различным механизмом действия.

Применение

Фитотоксичность препаратов, применяемых в форме концентратов эмульсий, может проявляться в повреждении (ожогах) листьев и особенно цветков и бутонов.При рекомендованных нормах препараты нефитотоксичны.

В сельском хозяйстве препараты на основе фосфорорганических соединений широко применяют в сельском хозяйствеНаиболее ограничено применение высокотоксичных фосфорорганических соединений с выраженными кумулятивными свойствами, таких как фенитротион и фозалон. Они рекомендованы преимущественно для защиты зерновых, технических, плодовых и цитрусовых культур. Из овощных культур ими можно обрабатывать только возделываемые на семена. Ягодники разрешено обрабатывать до цветения или после сбора урожая.

Большое достоинство фосфорорганических соединений – наличие среди них веществ, обладающих системным действием (диметоат и диазинон). Препараты на основе диметоата применяют для опрыскивания растений. Они проникают внутрь растений и придают их соку токсичность для сосущих вредителей. Препараты на основе диазинона применяют для опрыскивания растений и внесения в почву с целью защиты растений от почвообитающих вредителей. Внесенный в почву диазинон хорошо поглощается корневой системой сельскохозяйственных культур и поступает во всходы растений, защищая их от вредителей в первые две-три недели.

Эти свойства веществ являются очень важными, так как в современном ассортименте пестицидов отсутствуют другие инсектициды, обладающие таким действием.

В личном приусадебном хозяйстве используются препараты на основе Диазинона, Малатиона и Пиримифос-метила.