Tyborowska Marta
Temat: Skażenie spowodowane przez pestycydy oraz ich wpływ na metabolizm roślin.
Pestycydy są to substancje wykorzystywane w ochronie roślin przed szkodnikami, chorobami i chwastami, a także do zwalczania pasożytów zwierząt hodowlanych, gryzoni itp. Stosowanie chemicznych pestycydów w ochronie roślin opiera się na wykorzystaniu ich toksycznych właściwości w stosunku do gatunków uznanych za szkodliwe. Należy pamiętać, że związki te stanowią zagrożenie nie tylko dla gatunków szkodliwych, ale również dla organizmów nie będących celem zwalczania. Mimo to stały się niezbędnym elementem ochrony chemicznej roślin, a ich pozostałości występują zarówno w wodzie, glebie, roślinach i zwierzętach, jak i w organizmie ludzkim. W związku z czym, powinny charakteryzować je krótka trwałość w środowisku oraz dużą podatnością na degradację, tak aby po spełnieniu swego zadania szybko zanikały w glebie, wodzie oraz powietrzu
Pomimo występowania wielu zagrożeń związanych z degradacją środowiska naturalnego oraz możliwością włączania pozostałości pestycydów do łańcucha biologicznego na etapie gleba – roślina – człowiek są one nadal najbardziej skuteczną i nowoczesną metodą zapobiegania występowaniu wielu szkodliwych gatunków owadów, nicieni, roztoczy i gryzoni, a także chorobotwórczych wirusów, grzybów i bakterii na plantacjach roślin uprawnych. Ze względu na wymienione czynniki głównym kierunkiem w ochronie środowiska jest poszukiwanie sposobu ograniczania szkodliwego działania odpadów i pozostałości pestycydowych.
Produkcja i stosowanie środków ochrony roślin, poza niewątpliwymi korzyściami, wiąże się jednak z wieloma niepożądanymi skutkami. Zabiegi ochronne z użyciem pestycydów wykonane na polach uprawnych oraz terenach nieużytkowanych rolniczo są głównym źródłem degradacji otaczającego nas środowiska. Zanieczyszczenie gleby spowodowanie jest bezpośrednim wysiewem lub rozpyleniem środków chwastobójczych, które bezpośrednio trafiają do środowiska. Jednak na szczególną uwagę zasługuje problem ochrony wód przed zanieczyszczeniami pestycydowymi. Występowanie środków ochrony roślin stwierdzono we wszystkich rodzajach wód krążących w ekosystemie (w opadach, powierzchniowych i podziemnych). Część substancji aktywnej, wchodzącej w skład środka ochrony roślin oraz jej metabolitów może przedostać się do łańcucha troficznego ludzi i zwierząt wraz z plonem rośliny uprawnej stając się wtedy szkodliwymi pozostałościami. Zanieczyszczenie wód powierzchniowych może być spowodowane wieloma czynnikami takimi jak np. spływ powierzchniowy z terenów zanieczyszczonych, ściekami powstającymi przy produkcji pestycydów i przy myciu urządzeń służących do spryskiwania oraz bezpośrednim stosowaniem do zwalczania roślin wodnych i owadów. Małe powierzchnie pól uprawnych, bioróżnorodność gatunkowa upraw, a także sumienne wykonywanie zabiegów agrotechnicznych przez rolników przestrzegających instrukcji stosowania zawartych w etykiecie na opakowaniu danego środka ochrony roślin, sprzyja ograniczeniu negatywnego oddziaływania pestycydów na środowisko.
Wyróżnia się cztery podstawowe właściwości oddziaływania pestycydów na środowisko: toksyczność selektywna, trwałość w środowisku, zdolność do bioakumulacji, mobilność. Najważniejszą cechą pestycydów, dla uzyskania pozwolenia na stosowanie danej substancji, jest trwałość w środowisku. Jest ona określana przez czas, w którym rozkłada się 75 – 100% substancji. Wyróżniamy cztery rodzaje trwałości w środowisku. Pestycydy zatem mogą być:
bardzo trwałe – rozkładają się 20-30 lat
trwałe – ich rozkład zajmuje 2-5 lat
umiarkowanie trwałe – rozkład ich trwa 1-18 miesięcy
nietrwałe – rozkładają się w czasie 1-12 tygodni
(Przykładowo: DDT rozkłada się w środowisku w 95% przez okres 4-30 lat, rozkład takiej samej ilości γ-HCH trwa 3-10 lat, heptachlor rozkłada się 3-5 lat, aldryna 1-6 lat, natomiast dieldryna 5-25 lat.)
Pestycydy są wprowadzane do środowiska w wyniku świadomej działalności człowieka. Najwyższe stężenia środka obserwujemy w krótkim odstępie czasu od zastosowanej aplikacji. Następnie pojawia się zmniejszenie stężenia pozostałości środka, czego przyczyną jest rozkład preparatu w poszczególnych komponentach środowiska. Należy wziąć pod uwagę dynamikę zmian stężenia środka w środowisku, która pokazuje, że zmniejszenie zawartości w glebie może oznaczać wzrost stężenia w innych komponentach środowiska, takich jak wody powierzchniowe bądź podziemne. Bardzo ważną cechą pestycydów jest ich trwałość w środowisku. Decyduje ona o skuteczności działania danego preparatu, lecz także wpływa na to czy produkty rolne mogą być bezpiecznie spożywane przez człowieka. Szybkość zanikania środków ochrony roślin zależy od wielu czynników takich jak : rodzaj gleb, właściwości substancji aktywnej, temperatura powietrza, natężenie promieniowania UV, opady.
Pestycydy dostają się do organizmów roślinnych poprzez części nadziemne oraz systemem korzeniowym. O szybkości przenikania pestycydu decydują czynniki związane z budową chemiczną i właściwościami fizykochemicznymi ksenobiotyków, czynniki środowiskowe (glebowe, atmosferyczne) oraz cechy gatunkowe roślin. Pestycydy obecne w roślinie ulegają przemianom metabolicznym, co prowadzi do detoksykacji. Metabolity mogą ulegać reakcji sprzęgania z naturalnymi składnikami roślin i w ten sposób powstają glikozydy, które nie są fitotoksyczne. Istnieje również możliwość tworzenia trwałych połączeń substancji aktywnej pestycydu lub jej metabolitu ze składnikami ścian komórkowych (ligniną, białkiem). Pestycydy mogą również ulegać bioakumulacji w roślinie. Jest to procek który polega na pobieraniu i wchłanianiu przez organizmy substancji skażonych i jest ona zależna od rozkładu toksyn w procesach metabolicznych. Skażenie pestycydów skumulowanych w organizmie może się podwyższać się przez działanie łańcucha pokarmowego, jest to tak zwana bimagnifikacja. Wraz z wzrostem łańcuch pokarmowego pestycydy Pozostałości związane pestycydów (np. herbicydy triazynowe) tworzą się również w glebie, gdzie substancja aktywna pestycydu lub produkty jej przemiany ulegają trwałemu połączeniu z substancją organiczną gleby. Pozostałość związana w glebie może ulec absorpcji przez system korzeniowy roślin lub ulec rozkładowi przez mikroorganizmy glebowe.