Химические проблемы применения пестицидов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Химико-технологический институт

Кафедра ХТТ и ПЭ

 

 

Курсовая работа

по дисциплине «Химия окружающей среды»:

Химические проблемы применения пестицидов.

 

Зав. кафедрой ХТТ и ПЭ

доцент, к. т. н.                                                                                 Стахеев С. Г.

 

Преподаватель:                                                                               Свалова Т.С.

(подпись преподавателя)

Выполнила:                                                                                       Пургина П.С.

(подпись студента)

Группа                                                                                       Х - 230702

 

 

Екатеринбург

2015

Реферат

 

Курсовая работа 32 с.,19  рис., 2 табл., 5 источников

ОСНОВНОЕ ПОНЯТИЕ ПЕСТИЦИДЫ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПЕСТИЦИДОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕСТИЦИДОВ. ВЛИЯНИЕ ПЕСТИЦИДОВ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА. ХИМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ. ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ ПРИШЕДШИХ В НЕГОДНОСТЬ ПЕСТИЦИДОВ. ПУТИ РЕШЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ.

 

Целью данной курсовой работы: изучить разнообразие пестицидов и ознакомиться с химическими проблемами применения пестицидов в сельскохозяйственной деятельности.

Задачи:

1.Изучить классификацию  пестицидов.

2.Сформулировать главные  химические проблемы применения  пестицидов.

3.Подобрать пути  решения химических проблем применения  пестицидов.

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Людям всегда хотелось иметь качественные и полезные продукты питания и самое главное, чтобы этих продуктов было всегда достаточно. Поэтому на протяжении развития сельскохозяйственной деятельности люди разрабатывали различные виды удобрений и защитных средств от насекомых и сорняков, которые увеличивали бы и улучшали бы качество урожая. Не задумываясь о последствия люди, разрабатывали все новые и новые химические защитные средства растений. Развитие сельского хозяйства в последние десятилетия тесно связано с использованием возрастающего количества пестицидов («ядохимикатов»). Помимо многих положительных аспектов применения пестицидов, таких как роста урожайности, существуют и отрицательные или даже побочные эффекты применения пестицидов. Сейчас одной из глобальных проблем экологии в сельскохозяйственной деятельности является накопление пестицидов в почве и растениях.

Целью данной курсовой работы является изучение разнообразия пестицидов и ознакомление с химическими проблемами применения пестицидов в сельскохозяйственной деятельности.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1.Изучить классификацию  пестицидов.

2.Сформулировать главные  химические проблемы применения  пестицидов.

3.Подобрать пути  решения химических проблем применения  пестицидов.

 

 

 

1. Основное понятие пестициды. История развития пестицидов.

Что же следует понимать под термином пестициды?  Пестициды – широкий термин для обозначения веществ (микроорганизмов, вирусов) и препаратов, применяемых для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорными растениями, вредителями хранящейся сельскохозяйственной продукции, а также для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев и предуборочного подсушивания растений. История появления пестицидов уходит далеко в прошлое. Как только зародилось земледелия, человек столкнулся с проблемой вредителей. По мере развития растениеводства эта проблема приобретала все большее значение. Увеличение площади земель, отводимых под возделываемые растения, появление монокультур и некоторые другие процессы привели к такому возрастанию численности вредителей, что не обращать на это внимания стало невозможным. Несомненно, что одними из первых вредных организмов, с которыми имел дело человек, были насекомые. Наряду с агротехническими и организационно-хозяйственными мероприятиями, земледелец применял ручной сбор вредителей, отлов их на различные приманки, уничтожение насекомых с помощью хищных животных и различных ядовитых веществ.

Пестициды до нашей эры.

В древней Греции и Риме в качестве пестицидов использовались химические вещества. Демокрит рекомендовал опрыскивать растения чистым настоем маслин (олив) без соли для предотвращения гниения и поражения насекомыми. Он же предложил обрабатывать семена соком заячьей капусты: это растение богато дубильными веществами и органическими кислотами, которые отрицательно действуют на возбудителей болезней. Авиценна (Абу Али ибн Сина) в борьбе с вредными насекомыми предлагал использовать такие средства, как полынь, мирт, листья олеандра, шишки кипариса и др. Плиний Старший в качестве инсектицида давал совет применять мышьяк, а также упоминал об использовании соды и оливкового масла для протравливания семян бобовых.

Пестициды в конце средневековья.

Более подробные сведения о методах химической борьбы с болезнями растений и вредителями встречаются в конце XVII века. К этому периоду относятся некоторые рекомендации по использованию инсектицидных препаратов, полученных из ядовитых растений.

Французский ученый Риливье де Сер рекомендовал перед посевом обеззараживать семена мочой, где действующим началом является аммиак. Для лечения рака на деревьях Паркинсон в 1629 году советовал применять мочевину. В 1637 г. Ремнент в Великобритании предложил обеззараживание зерна, не назвав препарата. Как отмечает Хорсфолл (1948 г.), обработка, вероятно, проводилась раствором хлорида натрия. В середине XVIII в. для протравливания семян начали применять препараты меди, мышьяка и ртути, которые стали представителями первого поколения пестицидов.

Современная история пестицидов.

Систематическое применение химических средств для защиты сельскохозяйственных культур от вредных объектов началось во второй половине XIX в, а в 1939 году произошло событие, которое произвело революцию в защите растений от насекомых. В это время доктор Пауль Мюллер, сотрудник швейцарской химической компании «Гейги», обнаружил особые инсектицидные свойства Дихлордифенилтрихлорметилметана, больше известного как ДДТ.  Это вещество было синтезировано ранее, в 1874 году, немецким студентом – химиком Отмаром Цейдлером. Ко второму поколению пестицидов (первая половина XX в.) причислены собственно препарат ДДТ и другие хлорсодержащие соединения, а также фосфорсодержащие инсектициды (фосфорорганические соединения) и карбаматы, успешно применяемые в борьбе с вредителями. Среди препаратов для борьбы с болезнями следует отметить органические соединения ртути, тио -, дитиокарбаматы и другие соединения. Величайшим открытием в области защиты растений от сорняков стал синтез препаратов группы 2,4-Д.

Третье поколение  химических средств защиты растений характеризуется расширением ассортимента, применяемых препаратов (синтетические пиретроиды, производные сульфонилмочевины, азолы и др.), производством комбинированных пестицидов, химических соединений для борьбы с нематодами, клещами и другими группами вредных организмов.

Пестициды сегодня.

На современном этапе развития сельскохозяйственного производства ассортимент химических и биологических средств защиты растений постоянно изменяется: исключаются препараты, вызывающие отдаленные экологические последствия, а список полезных средств пополняется эффективными соединениями новых механизмов действия в более безопасных препаративных формах. В последние годы из перечня пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве, исключены высокотоксичные и персистентные препараты (ртутьсодержащие, хлорорганические, многие фосфорорганические и др.)[1].

 

 

 

 

 

 

2. Классификация пестицидов.

В современном мире существует огромное количество пестицидов, к ним следует отнести ядохимикаты, которые помогают различными путями бороться с насекомыми сорняками и клещами и многим другим, тем самым увеличивая урожайность. Существует классификация пестицидов,  которая помогает различить их по определенным критериям. Пестициды классифицируют по химическому составу, объектам применения, и способу проникновения в организм и характеру (специфике) действия.

По химическому составу выделяют три основные группы пестицидов:

1. Неорганические соединения (соединения ртути, фтора, бария, серы, меди, а также хлораты и бораты).
2. Препараты растительного, бактериального и грибного происхождения (пиретрины, бактериальные и грибные препараты, антибиотики и фитонциды).
3. Органические соединения – наиболее обширная группа, к которой относятся пестициды высокой физиологической активности.

Органические пестициды так же можно классифицировать.

• Хлорорганические соединения. Высокотоксичные и биологически активные, они устойчивы в окружающей среде и живых организмах и обладают способностью накапливаться в пищевых цепях. Продукты их распада или трансформации, более стабильные, чем исходные пестициды, тоже сохраняют высокую токсичность. Примеры хлорорганических пестицидов — печально известный ДДТ (n,n-дихлордифенилтрих хлорэтан) и хлорпроизводные диоксина. Отдельные представители этого класса веществ — сильнейшие яды, в десятки тысяч раз токсичнее цианистого калия.

• Фосфорорганические соединения — это инсектоакарициды, они воздействуют на всех насекомых, в том числе и клещей. Обладают контактно-кишечным и системным действием. Слабо воздействуют на яйца вредителей, сильнее — на личинки и взрослые особи. Это яды нервнопаралитического действия.

Фосфорорганические соединения могут включать:

• Производные фосфорной кислоты;
• Производные тиофосфорной кислоты;
• Производные дитиофосфорной кислоты;
• Производные фосфоновых кислот;

• Ртутьорганические соединения: гранозан, меркурам, меркургексан. Предназначение — протравка зерна. Отравления возможны при краже зерна. С поедающими зерно птицами и рыбой из водоемов, куда стекает вода с полей, ртуть в форме метилртути распространяется по экосистемам. Вызывают разнообразные нарушения обмена. Хроническое отравление: эмоциональная нестойкость, головная боль, головокружение, ухудшение памяти, бессонница, утомляемость, потливость, дрожание пальцев рук.

 

Гранозан.

• Синтетические пиретроиды;

Антраниламидное соединение.

• Неоникотиноиды;
• Минеральные масла;
• Карбаматы: севим, тиурам, цирам, цинеб — продукты карбаминовой кислоты и ее производных. Не очень токсичны, близки по действию к ФОС, канцерогенны, обладают очень широким действием.

;

• Фенилпиразолы и другие.

Способ получения Способ получения n-фенилпиразол-1-карбоксамидов.

. .

 

В зависимости от цели и области использования, различают следующие основные группы пестицидов:

• Акарициды – для борьбы с клещами.

                Акарицид -                  ;

• Альгициды – для уничтожения растительности в водоемах;
• Антигельминты – для борьбы с паразитическими червями животных.

;

• Антирезистенты – специальные добавки, снижающие устойчивость (резистентность) насекомых к отдельным веществам;
• Антисептики – для предохранения деревянных и других неметаллических материалов от разрушения микроорганизмами.

;

• Арборициды – для уничтожения нежелательной кустарниковой и древесной растительности;
• Аттрактанты – для привлечения насекомых;

Биоциды, репелленты или аттрактанты, или регуляторы роста растений.

;

• Афициды – для борьбы с тлями;
• Бактерициды – для борьбы с бактериями и бактериальными заболеваниями растений.

Мупироцин - антибактериальное и бактерицидное средство.

;

• Гаметоциды – вещества, вызывающие стерильность сорняков;
• Гербициды – для борьбы с сорными растениями.

;

• Десиканты – для предуборочного подсушивания растений;
• Дефолианты – для удаления листьев;
• Зооциды – для борьбы с вредными животными.

                       Зооцид  -         ;

• Инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми

Структурные формулы инсектицида ДДТ.

;

• Инсектоакарициды – для борьбы одновременно с вредными насекомыми и клещами;
• Ларвициды – для уничтожения личинок и гусениц насекомых;
• Моллюскоциды или лимациды – для борьбы с различными моллюсками, в том числе с брюхоногими;
• Нематициды – для борьбы с круглыми червями (нематодами);
• Овициды – для уничтожения яиц клещей и насекомых;
• Протравители семян – для предпосевной обработки семян;
• Ратициды – для борьбы с крысами.