Токсичность

Токсичность пестицида – это его свойство в определенных количествах нарушать нормальные процессы жизнедеятельности вредного организма, вызывать его отравление и возможную последующую гибель.[2][3]


Токсичность веществ из группы пестицидов зависит от их химического состава, количества, воздействующего на организм, пути поступления, механизмов и продолжительности действия, условий внешней среды, чувствительности, исходного состояния организма и ряда других факторов.[1]

Виды токсичности

Разделяют острую и хроническую токсичность веществ, определяя, таким образом, их действие на организм и опасность для человека. В защите растений в основном используются пестициды, обладающие острой токсичностью, которая обеспечивает быстрый эффект в отношении вредных организмов. В специальных случаях, когда применение больших количеств пестицидов представляет опасность для полезных организмов и человека, используют их хроническую токсичность, вводя в состав приманок малые доли отравляющих веществ и обновляя эти приманки каждый день в течение недели (например, применение антикоагулянтов крови – родентицидов).[3]

Факторы, влияющие на токсичность

Для различных организмов мерой токсичности пестицидов является доза – количество отравляющего вещества на единицу измерения объекта, вызывающее определенный эффект. Ее выражают в единицах массы пестицида по отношению к единице массы обрабатываемого объекта (мкг/г, мг/кг), объема (концентрация в мкг/мл, мг/л) или на объект (мкг/особь). При оценке токсичности того или иного вещества всегда учитывается общий биологический закон развития живых существ: жизнеспособность вида определяется степенью гетерогенности его популяции. Исходя из этого, оценка проводится с использованием определенного числа организмов и по некому усредненному показателю. Наиболее часто применяется доза, вызывающая 50%-ный эффект (угнетение какого-то жизненно важного процесса) или 50%-ную гибель подопытных организмов. В первом случае такую дозу обозначают, как эффективная доза ЕД50, во втором это называется смертельной, или летальной дозой СД50 или ЛД50. Данные показатели также используются для определения степени устойчивости популяции к пестициду и избирательности действия пестицида на определенные виды организмов.[3]

В соответствии с современными представлениями о механизме действия ядов, любой химический агент после поступления в организм должен войти во взаимодействие с определенным химическим рецептором, который ответствен за прохождение жизненно важной биохимической реакции. Такой рецептор называют «местом действия». Токсичность вещества для организма будет зависеть от того, какое количество яда достигло места действия, насколько сильно и на какое время блокируется биохимическая реакция, а также каково значение этой реакции для жизнедеятельности организма. По этой причине любой фактор, который влияет на процессы поступления вещества в организм, его «поведения» в нем и взаимодействие с рецептором, вызывает изменение токсичности.

Также токсичность вещества для живого организма зависит от дозы токсиканта и продолжительности экспозиции. В определенном диапазоне с увеличением дозы и экспозиции пропорционально возрастает эффект.[3]

В целом, токсичность пестицида зависит от нескольких факторов, без оглядки на которые невозможно правильное использование препаратов. Все эти факторы можно распределить по трем группам:

  • действующие на длительность контакта пестицида с вредоносным организмом (экспозицию);
  • влияющие на поступление яда в организм вредителя;
  • связанные с «поведением» отравляющего вещества в организме вредителя и взаимодействие яда с рецептором (местом действия).[3]

Экспозиция (продолжительность контакта токсического вещества с вредным организмом) – это одно из основных условий проявления токсичности. Известно, что с ростом экспозиции токсическое действие яда возрастает, поскольку в организм поступает его большее количество. При обработке почвы и растений экспозиция зависит от продолжительности сохранности пестицида в почве и на растениях. Большое значение при этом имеют условия внешней среды и физико-химические свойства пестицида.[3]

Длительность экспозиции в наибольшей степени зависит от химической, термической стойкости и фотостабильности, а также от летучести вещества. Химически стойкие и малолетучие вещества долго сохраняются на растениях и в почве. Эффективность и продолжительность действия синтетических пиретроидов во многом определяется их фотостабильностью.[3]

Из условий внешней среды наибольшее влияние на токсичность пестицидов оказывает температура. Под ее воздействием возможно изменение активности как самого вещества, так и реакции организма. С увеличением температуры повышаются потери пестицида с обработанной поверхности, но токсичность его может одновременно возрастать, например, при образовании более токсичных веществ (переход тионовых изомеров в тиоловые). При этом, в условиях оптимальной температуры организм становится более чувствительным к токсическому веществу из-за усиления процессов обмена веществ.[3]

Все почвенные факторы, которые влияют на сохранность пестицидов в почве, будут иметь влияние на токсичность препаратов. С увеличением содержания органического вещества и илистых частиц в почве резко возрастает сорбция пестицидов почвенным комплексом. В результате уменьшается количество вещества в почвенном растворе, снижается его эффективность и, как следствие, норму расхода пестицидов приходится увеличивать.[3]

На токсичность пестицида заметное влияние оказывают также процессы, которые протекают внутри организма. Поступление яда в организм вызывает ответные защитные реакции, ограничивающие его токсическое действие. К таким реакциям относятся: выведение вещества во внешнюю среду в неизменном виде, отложение (депонирование) его в тканях и разрушение яда до более простых веществ с включением их в общие процессы метаболизма или последующей экскрецией.[3]

Токсичность яда также зависит от скорости активной или пассивной диффузии веществ через различные ткани. Чем выше скорость проникновения, тем больше ядовитость соединения, поскольку уменьшаются возможности для его детоксикации и депонирования. Во многих организмах также есть внутренние структурные барьеры, препятствующие проникновению токсических веществ к жизненно важным центрам.[3]

Токсичность яда, проникшего к месту действия, зависит от степени сходства молекулы токсина с молекулой рецептора. Необходимость подобного сходства молекул подтверждается тем, что токсичность многих веществ зависит от структуры молекулы и пространственного расположения атомов. Инсектицидная активность синтетических пиретроидов зависит от количества активных стереоизомеров в препарате. Такая зависимость отмечена у фунгицидов из группы триазолов (металаксил), у гербицидов – производных арилоксифеноксипропионовой кислоты и др.[3]

Показатели токсичности

Как уже говорилось, универсальной мерой токсичности пестицидов для вредных организмов является доза отравляющего вещества – количество препарата, вызывающего определенный эффект. Она обычно выражается в единицах массы пестицида в отношении к единице массы вредоносного организма (в миллиграммах на килограмм).

Показатели токсичности обозначают буквенными символами с указанием величины эффекта:

  • СД (смертельная доза) = ЛД (летальная доза),
  • СК (смертельная концентрация) = ЛК (летальная концентрация),
  • ЕД (эффективная доза)

Например, ЛД50 – это доза пестицида, вызывающая смерть 50% организмов, на которые она воздействует.

Эффект токсических веществ для вредных организмов определяют по проценту их гибели или по характерным признакам отравления ядом (уменьшение массы, задержка роста, изменение активности отдельных систем организма, его реакции и т.п.).

Количественные показатели токсичности определяют эмпирически, действуя на группы опытных объектов разными (логарифмически возрастающими) дозами препаратов.[1]

Показатели токсичности позволяют определить нормы расхода пестицида. Чем меньше абсолютная величина ЛД50 или СК50, тем большую токсичность имеет вещество. Сравнивая одинаково токсичные дозы (например, ЛД50) или концентрации (СК50) для разных объектов, определяют избирательность (селективность) действия пестицида. Так, если для Паутинного клеща СК50 акарицида составляет 0,001%, а для энтомофага златоглазки 0,5%, то акарицид характеризуется весьма высокой (500-кратной) избирательностью действия. Взаимная зависимость между токсичностью и дозой пестицида лежит в основе количественного определения отравляющих веществ в различных средах, в изучении устойчивости (резистентности) вредных организмов к инсектицидным средствам, а также санитарно-гигиенической оценки пестицидов.[1]

Ссылки:

Все статьи о токсикологии в разделе: Основы токсикологии

 

Оставьте свой отзыв:

Составитель:

 

Последнее обновление: 21.09.13 04:49

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:
1.

Бегляров Г.А, Смирнова А.А. и др. Химическая и биологическая защита растений. М.: Колос, 1983. - 351 с.

2.

Зинченко В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность. – М.: «КолосС», 2012. – 127 с.

3.
Попов С.Я. Основы химической защиты растений. Попов С.Я., Дорожкина Л.А., Калинин В.А./ Под ред. профессора С.Я Попова. - М.: Арт-Лион, 2003. - 208 с.