Лекция 11. Производство экологически безопасной продукции
Вопросы:
1. Эколого-токсикологические нормативы.
Понятие «экологическая безопасная продукция»
Оценка состояния агроэкосистем
Оценка сельскохозяйственной продукции
2. Вещества загрязняющие продукты питания и корма
Перечень загрязняющих веществ
Пестициды и их остаточные количества
Регуляторы роста растений.
продукты жизнедеятельности вредителей
3. Приемы снижения негативного действия токсикантов
Эколого-токсикологические нормативы
Понятие «экологическая безопасная продукция». Производство экологически безопасной продукции – ключевая задача экологизации сельскохозяйственной деятельности. Понятие «экологически безопасная сельскохозяйственная продукция» основана на праве людей на здоровую и плодотворную жизнь в гармонии с природой. Под экологически безопасной сельскохозяйственной продукцией понимают такую продукцию, которая в течение принятого для различных ее видов «жизненного цикла» (производство - переработка - потребление) соответствует установленным органолептическим, обще гигиеническим, технологическим и токсикологическим нормативам и не оказывает негативного влияния на здоровье человека, животных и состояние окружающей среды.
Острые проблемы современности - проблемы недоедания и голода - усугубляются болезнями и смертностью в результате употребления некачественных продуктов, а ведь на Земле достаточно ресурсов, разработаны решения и технологии, которые дают возможность навсегда покончить с этими явлениями. Не хватает, к сожалению, лишь обязательств и ответственности.
Неблагоприятное действие ксенобиотиков связано с миграцией химических веществ по одной или нескольким экологическим цепям:
Воздух - человек;
Вода - человек;
Пищевые продукты - человек;
Почва - вода - человек;
Почва - растение - человек;
Почва - растение - животное - человек и т. д.
Чем длиннее миграционный путь при подземных путях миграции, тем меньшую опасность для здоровья человека представляет ксенобиотик, так как при продвижении химических веществ по экологическим цепям они подвергаются деструкции и превращениям.
Считается, что из ядов, регулярно попадающих в организм человека, около 70 % поступает с пищей, 20 % - из воздуха и 10 % - с водой. В России примерно 30...40 % продукции загрязнено нежелательными ингредиентами. Загрязнено также до 70 % питьевой воды (т. е. примерно семь человек из десяти пьют загрязненную воду). Наряду с такими источниками загрязнения, как энергетика (особенно ТЭС), промышленность, транспорт, есть «критические точки», вызывающие загрязнение продукции и окружающей среды, и в агросфере. Проблему получения качественного продовольствия в условиях негативного антропогенного воздействия на окружающую природную среду, в том числе и в процессе сельскохозяйственного производства, можно решить на основе экологизации сложившихся или вновь создаваемых систем ведения сельского хозяйства .
Загрязнение продукции растениеводства и животноводства различными вредными веществами обусловлено множеством взаимосвязанных, идущих с различной интенсивностью процессов в сопряженных средах и компонентах экосистем. При этом во многих регионах не только возрастает прямое действие химических веществ, но и усложняется проявление этих воздействий.
Оценка состояния агроэкосистем. Для получения экологически безопасной продукции необходимо иметь достоверные исходные данные об эколого-токсикологической обстановке в агроэкосистемах, особенно испытывающих пресс многолетнего интенсивного использования агрохимикатов (удобрения, пестициды, мелиоранты и др.). Работу следует начинать с оценки экологотоксикологического состояния агроэкосистем, прежде всего - почвенного покрова. Стремление повысить продуктивность возделываемых культур и выращиваемых животных без надлежащего учета природоохранных требований привело к необоснованному увеличению объемов применения минеральных удобрений (преимущественно азотных), пестицидов и мелиорантов. Выбросы промышленных производств и транспорта, коммунальные отходы поставляют в естественные и искусственные экосистемы соединения полихлорированных бифенилов, серы, тяжелых металлов и т. д. Среди природных загрязнителей выделяют афло - и другие микотоксины.
Оценка сельскохозяйственной продукции. Для оценки и предотвращения негативного воздействия продуктов питания на здоровье человека и кормов на сельскохозяйственных животных оперируют такими понятиями, как предельно допустимая концентрация (ПДК), допустимое остаточное количество (ДОК) или максимально допустимые уровни (МДУ) вещества в них. Эколого-токсикологический норматив, предельно допустимая концентрация - концентрация вещества в продукции (продуктах питания, кормах), которая в течение неограниченно продолжительного времени (при ежедневном воздействии) не вызывает отклонений в состоянии здоровья человека и животных. ПДК химических веществ в пищевых продуктах устанавливают при этом с учетом допустимой суточной дозы (ДСД) или допустимого суточного поступления (ДСП), поскольку разнообразие рациона и его химического состава не позволяют нормировать допустимое содержание химического вещества в каждом пищевом продукте. Пределы содержания загрязняющих веществ в пищевых продуктах и кормах устанавливают на основании результатов изучения токсичности препаратов для различных организмов. При содержании в продукции загрязняющих веществ в количествах, превышающих ПДК, ДОК или МДУ, такую продукцию в пищу или на корм использовать не разрешается. При оценке степени токсичности злемента (агрохимиката) для растений учитывают концентрацию элемента. При этом не должно быть снижения продуктивности растений, накопления агрохммиката в растениях, кормах и пищевых продуктах выше ПДК. Летальная концентрация вызывает гибель растений.
Вещества загрязняющие продукты питания и корма
Перечень загрязняющих веществ:
1.Тяжелые металлы.
2. Нитраты.
3. Нитриты.
4. Пестициды.
5. Диоксины.
6. Бензапирены.
7. Полихлорбифенилы.
8. Регуляторы роста растений.
9. Лекарственные средства.
10. Продукты жизнедеятельности вредителей.
11. Афлотоксины и другие микотоксины.
Пестициды и их остаточные количества. В агроэкосистемы наряду с удобрениями поступают различные химические соединения, используемые в качестве средств защиты растений от сорняков, болезней и вредителей и именуемые в целом пестицидами. Особое беспокойство вызывает возможность загрязнения почв, воды, растений, в том числе урожая и продуктов его переработки, остаточными количествами пестицидов.
Пестициды могут приводить к образованию злокачественных опухолей у человека. Примерно 70 % применяемых соединений попадает в организм человека с мясом, молоком и яйцами, а 30 % - с растительной пищей.
Основная причина накопления остаточных количеств пестицидов в продуктах - нарушение правил и регламентов применения препаратов (завышение рекомендуемых доз, нарушение сроков обработки сельскохозяйственных культур, неправильный выбор препаративной формы и способа применения и т. п.).
При оценке возможности допуска нового препарата проводят экотоксикологическую проверку. При этом следует делать упор не только на выявление характерных особенностей поведения пестицида в окружающей среде, но и на его действие, на растения и животных в процессе их биологического развития , т. е. контроль должен распространяться и на качество конечной продукции, используемой для питания. Необходимо знать все процессы прохождения загрязняющих веществ через организм растений и животных, питающихся этими растениями (рис. 1.).
Рис. 1. Возможные пути поступления пестицидов в организм человека (в); миграция и биоконцентрация хлорорганических соединений (ХОС) в пищевых цепях (б)
Критерием оценки содержания пестицидов является ПДК или ДОК. В разных странах эти нормативы неодинаковы, что затрудняет обмен продовольствием. Основная причина таких различий -использование разных методов определения остаточных количеств препаратов и продуктов их распада.
Наиболее часто в пищевых продуктах содержатся остатки дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) и изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦГ). В то же время фосфорорганические пестициды нестабильны, практически не накапливаются в продуктах питания.
Пестициды могут влиять на обменные процессы в растениях, что сказывается на химическом составе и пищевой ценности продукции. При соблюдении всех правил применения средств химизации негативных изменений в составе и содержании питательных элементов в растениях не происходит, а накопление пестицидов в продукции не превышает ПДК.
Для того чтобы избежать возможности аккумуляции остаточных количеств пестицидов в Окружающей среде, снизить риск возникновения резистентных видов вредных организмов, необходимо чередовать препараты с разным механизмом действия. Использование отдельных эффективных приемов защиты растений не обеспечивает долговременного подавления вредных организмов, необходима интегрированная защита растений, когда химические методы сочетаются с биологическими и агротехническими мероприятиями.
Растения по степени накопления остаточных количеств хлорорганических пестицидов (ХОП) в продуктивных органах располагаются в следующем порядке: морковь > петрушка > картофель > свекла > многолетние травы >томат > кукуруза > капуста белокочанная. В корнеплодах ХОП накапливаются в основном в кожуре и в меньших количествах - в мякоти. Накопление пестицидов и продуктов их распада в пищевой продукции связано с процессами метаболизма, с биохимическим составом растений. Длительному сохранению химических средств защиты растений в зерне, плодах и ягодах способствует наличие в продукции моносахаридов и полисахаридов, которые являются стабилизаторами токсикантов (в фармакологии это свойство сахаров используют для приготовления таблеток).
Сорта картофеля с большим количеством крахмала лучше накапливали и сохраняли фунгицид ридомил МЦ. После 8 мес. хранения клубней содержание этого вещества в 270 раз превышало максимально допустимый уровень.
Основную роль в устойчивом функционировании агроэкосистем играют почвы с их уникальными свойствами и способностью к самоочищению от загрязняющих веществ, в том числе и от остаточных количеств пестицидов. Важными факторами в процессах трансформации загрязняющих веществ являются гранулометрический состав, содержание гумуса в почве и его состав. Гумус инактивирует продукты распада пестицидов и препятствует тем самым загрязнению экосистем. Вместе с тем сорбированные гумусовыми соединениями ксенобиотики могут сохраняться в почве длительное время, представляя постоянную угрозу токсикации отдельных компонентов экосистем.
Хлорорганические пестициды в течение нескольких десятилетий занимали одно из первых мест по масштабам использования в сельском хозяйстве России. ХОП устойчивы к высокой температуре, солнечной радиации, действию сильных кислот и щелочей. Они характеризуются прочностью образуемых химических связей, слабой растворимостью в воде. Эти свойства предопределяют длительное сохранение препаратов в окружающей среде (период полураспада в почве 10лет), способность циркулировать в природе и распространяться на большие расстояния, загрязняя природные компоненты. Существует два пути поступления ХОП в экосистемы:
1) выпадение с осадками в результате глобального переноса воздушных масс в направлении с запада на восток в Северном полушарии;
2) многолетнее применение на полях ДДТ и ГХЦГ (второй путь - основной).
Длительное применение ХОП приводит к значительному накоплению как самих препаратов, так и их метаболитов. Так, в пойме Оки содержание ХОП в пахотном слое достигло 0,08...0,15 мг/кг почвы. Кроме того, остатки стойких пестицидов поступали в геохимический подчиненный пойменный ландшафт с поверхностным стоком. Твердый сток вместе с сорбированными остатками этих препаратов при замедлении скорости потока на пойме оседал в притеррасных и приозерных понижениях, на дне озер в виде ила. Несмотря на низкую концентрацию ХОП в воде озер, эти вещества и их метаболиты в значительных количествах накапливаются в иле, планктоне, рыбе, питающейся планктоном. При использовании в пищу такой рыбы ядовитые вещества попадают в организм человека. Круг замыкается.
Наибольшее количество загрязняющих веществ накапливается в органах выделения рыб (печень, почки). Значительное количество загрязняющих веществ обнаружено в мозге, икре, а наименьшее - в мышцах (рис. 23.10).
Накопление остаточных количеств пестицидов в организме рыб, обитающих в Оке, существенно ниже, чем у обитающих в озерах-старицах. Причины - достаточно сильное течение в реке и стоячая вода в старицах. На примере рыб наглядно прослеживается процесс концентрации различных ингредиентов, в том числе нежелательных, по мере продвижения по трофической цепи.
После многолетней обработки тайги против клещей 10%-ньш раствором дуста (доза 5 кг/га) в речной воде остатков ХОП не обнаруживалось. В донных же отложениях содержание их составляло 0,01...0,37 мг/кг, а в речной рыбе -0,09...4,24 мг/кг.
В процессе биоаккумуляции многократно (до сотен тысяч раз) повышается концентрация пестицидов от основания к вершине экологической пирамиды. Например, при концентрации препарата ДДТ в воде 0,000003 единицы в планктоне она достигает 0,04; в мелкой рыбе, питающейся планктоном, - 0,5; в крупной рыбе, поглощающей мелкую, - до 2 и у птиц, кормящихся крупной рыбой, - до 25 единиц.
Сравнение отдельных видов рыбы показывает, что больше всего загрязнены печень, мышцы и органы воспроизводства чехони, окуня и белоглазки. Густера, голавль и лещ отличаются сравнительно низким содержанием хлорорганических соединений.
Использование озер-стариц для рыбно хозяйственных нужд (как это издавна было на Руси) далеко не всегда целесообразно при сложившихся технологиях использования пестицидов в процессе выращивания овощных культур. Реабилитация озер-стариц и всей гидрографической сети, пойменных агроландшафтов, направленная на очищение воды от остатков ХОП, должна рассматриваться как важный элемент конструирования оптимальных агроэкосистем, как одно из условий полноценного использования ресурсного потенциала.
«Дозволено лишь то, что подобает», - писал. Применительно к экологическим проблемам этот тезис означает необходимость учета природных закономерностей в деятельности человека. В противном случае человек сам становится игрушкой природы. Любопытно вспомнить высказывание Ф. Энгельса: «Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значение первых». История применения пестицидов, особенно ДДТ, наглядно иллюстрирует сказанное.
ДДТ появился в середине 40-х гг. XX в. Препарат сразу же затмил другие химикаты как самый эффективный. Швейцарский исследователь П. Мюллер в 1948 г. за синтез ДДТ получил Нобелевскую премию. В первые годы после второй мировой войны ДДТ рекомендовали применять при выращивании всех культур, он считался совершенно безопасным. А примерно через 10 лет было установлено, что кормовые культуры, обработанные ДДТ, опасны не только для самих коров, но и для телят. Поступая с молоком, ДДТ вызывал у телят серьезные нарушения здоровья (расстройство нервной системы). В 70-х гг. XX в. выяснилось, что ДДТ и его производные обладают мутагенным действием, нарушающим наследственность. При этом негативное воздействие пестицида существенно усиливается его метаболитами.
В конце 60-х - начале 70-х гг. XX в. препарат и его производные были обнаружены в жировых тканях и материнском молоке, причем количество их в материнском молоке оказалось гораздо выше, чем в коровьем.
Использование высокочувствительных методов анализа позволило выяснить, что органохлориды, к которым относятся ДДТ и его метаболиты, - стойкие вещества, способные продолжительное время загрязнять окружающую среду, находясь в почве, воде или воздухе и тем самым, участвуя в образовании опасных пищевых цепей.
Среди пестицидов обнаружено немало веществ, обладающих канцерогенным действием. Попадая в организм, они могут вступать в реакции нитрозирования, образуя канцерогенные соединения. Кроме того, канцерогенность препаратов во многом объясняется наличием канцерогенных примесей. Так, в препарате 2,4-Д содержится до 14мг/кг НДМА, а в трефлане - до 500 мг/кг.
При распаде пестицидов в растениях могут образовываться различные соединения (метаболиты), вступающие в реакции нитрозирования. Об этом свидетельствует обнаружение в растительных тканях N-нитрозосимазина и М-нитрозоатразина, представляющих канцерогенную опасность. Хлорорганические соединения и препараты диоксинового синтеза, которые сохраняются длительное время в почве, могут попадать в цепи питания человека и животных. В связи с этим необходимо нормирование содержания стойких пестицидов не только в пищевых продуктах, но и в почвах. Если содержание пестицидов в почве выше ПДК, то некоторые культуры (морковь, петрушка, картофель) не рекомендуется выращивать на данном поле, поскольку часть препаратов может накапливаться в товарной части урожая.
Остаточные количества 2,4-Д обнаружены в кормах и рыбе. Достаточно высокое содержание данного гербицида выявлено в молоке и незначительное - в зерне злаков (мг/кг):
Зерновые 0,02 Рыба 0,30
Картофель 0,04 Молоко 0,09
Овощные 0,05 Корма 0,34
Отдельное направление биологической защиты - использование препаратов на природной (чаще всего растительной) основе. Следует помнить и о некоторых общедоступных приемах. Так, высушенные и измельченные листья картофеля, помещенные с клубнями в хранилище, снижают на 40 % потери продукта при хранении. Настой зеленого перца с чесноком или табаком весьма эффективен против колорадского жука.
Важно также учитывать потенциальные возможности самоочищения и самовосстановления экосистем и их компонентов. Огромное количество пестицидов, циркулирующих в биосфере , в конечном итоге осаждается в почве, влияя на качество сельскохозяйственных продуктов. Дальнейшая судьба ксенобиотиков, самоочищение агрофитоценозов от них зависят от свойств почвы, главным образом от ее биологической активности. Микроорганизмы, выделяющие ферменты, играют основную роль в процессах разложения пестицидов в почве. Так, разложение препарата 2,4-Д в нестерильной почве происходит в несколько раз быстрее, чем в стерильной.
При отсутствии воздействия светового фактора (фоторазложение) на долю микробного разложения 2,4-Д приходится около 70 %. Следовательно, поддержание условий, необходимых для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, способствует ограничению поступления пестицидов в выращиваемую продукцию.
Регуляторы роста растений. Синтетические регуляторы роста производят химическим или микробиологическим путем. В основном они являются малостойкими веществами с периодом полураспада около 1 мес.
Степень опасности большинства искусственных регуляторов роста для растительных и животных организмов практически не изучена. Отсутствует систематизированная информация о механизме действия этих препаратов на растения и животных. Между тем установлена способность накопления некоторых регуляторов в организме. Низкие концентрации регуляторов роста обычно не обнаруживаются с помощью применяемых методов химического анализа (газовая хроматография, хроматография в тонком слое). В то же время более чувствительный иммуноферментный анализ позволяет установить наличие регуляторов роста. Иммуноферментный анализ свидетельствует об изменении процессов синтеза белка, приводящем к появлению дефектных белков. Предполагается также возможность негативного влияния регуляторов, связанная с нарушением внутриклеточного обмена и образованием токсичных соединений. Кроме того, остаточные количества регуляторов роста растений в продовольственном сырье и пищевых продуктах могут сами проявлять токсичные свойства.
Регуляторы роста растений представляют опасность для человека, поэтому необходимо создание таких технологий, которые исключали бы попадание этих веществ в продукты питания.
Продукты жизнедеятельности вредителей. Вредители не только снижают продуктивность сельскохозяйственных культур, но и существенно ухудшают качество урожая. При этом изменяются химический состав и вкусовые свойства продуктов питания.
Вредители причиняют прямой и косвенный ущерб. К прямому ущербу относятся потери массы продукции, ухудшение ее качества, снижение посевных качеств семенного материала, загрязнение продуктами жизнедеятельности, в том числе экскрементами. Косвенные повреждения связаны с тем, что вредители могут вызывать самосогревание зерна и перемещение влаги в зерновой массе. Вредители способствуют распространению микрофлоры, иногда переносят возбудителей болезней человека или сами вызывают болезни человека и животных.
Гусеницы плодожорки, поражая плоды яблони, выделяют экскременты, в составе которых содержатся вещества, обладающие канцерогенным действием. Эти вещества называют инсектотоксинами. Инсектотоксины - продукты жизнедеятельности вредителей, выделяемые ими при поражении растений и обладающие токсическим (канцерогенным) действием на человека и животных.
Амбарный долгоносик поражает зерно ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и продукты его переработки. Поврежденное зерно непригодно для употребления в пищу, так как может вызывать расстройство органов пищеварения, воспаление кишечника. При поражении зерна малым мучным хрущаком мука становится комковатой, приобретает неприятные вкус и запах. Такая мука вредна для человека и животных и подлежит уничтожению. Личинки зернового точильщика проникают внутрь зерновки, развиваются там, выделяют экскременты. При сильном заражении в зерновой массе накапливается много фекальной пыли, которая имеет медово-плесенный запах, характерный для заражения зерна точильщиком. Зерновой точильщик повреждает зерно пшеницы, риса, овса, ржи, сорго, кукурузы и гречихи. В зерне с повышенной влажностью развивается мучной клещ. Зерно, поврежденное клещом, имеет неприятный медовый запах и вредно для человека. Широко распространенный вредитель гороха - гороховая зерновка. Личинка жука внедряется в горошину и там развивается до жука. Поврежденное зерно, заполненное экскрементами, нельзя использовать в пищу и на корм животным, так как в нем содержится вредный алкалоид - кантаридин.
Для уменьшения повреждения продукции ученые выводят устойчивые к вредителям сорта. Важно тщательно контролировать зараженность различных объектов, предупреждать заражение продукции, создавать условия, исключающие или ограничивающие развитие вредных организмов.
Система профилактических мероприятий, направленных на сокращение потерь продукции от вредителей, должна предусматривать:
♦ хранение зерна и продуктов его переработки только в специальных хранилищах;
♦ полное соответствие таких хранилищ требованиям оптимального хранения продукции;
♦ постоянную очистку и предварительную подготовку хранилищ для хранения продукции;
♦ удаление из хранилищ отходов, сжигание или захоронение их в специально отведенных местах;
♦ максимальную очистку от вредителей и соответствующую обработку продукции перед ее закладкой на хранение.
Рекомендуемые меры по предупреждению заражения продукции вредителями заметно сдерживают расселение вредных организмов и существенно снижают вероятность загрязнения и порчи зерна продуктами жизнедеятельности вредителей.
Приемы снижения негативного действия токсикантов
В результате воздействия техногенных факторов, нарушения технологической и экологической дисциплины на энергетических, промышленных, сельскохозяйственных и других предприятиях более 10 млн. га сельскохозяйственных земель в России в той или иной степени подвержены загрязнению тяжелыми металлами, радионуклидами и другими токсикантами. Значительные площади наиболее загрязненных почв на многие годы безвозвратно выпали из сельскохозяйственного оборота. Однако многолетние исследования, отечественный и зарубежный опыт позволяют рекомендовать производству достаточно выверенные приемы, обеспечивающие полную или частичную рекультивацию загрязненных почв. Это химическая, физико-химическая и биологическая мелиорация, а также специальные агротехнические мероприятия. Использование в качестве мелиорантов известковых материалов, калийных удобрений и других химических средств дает возможность:
довести реакцию среды (рН почвы) до уровня, когда подвижные соединения тяжелых металлов, радиоактивных элементов и других токсикантов переходят в недоступную или менее доступную для сельскохозяйственных растений форму;
создать в почвенном растворе повышенную концентрацию элементов-антагонистов (например, калия, фосфора, кальция и др.) и таким образом сократить поступление токсичных элементов в выращиваемые растения;
в результате химической реакции в почвенном растворе перевести токсичные соединения в менее опасные формы.
Физико-химическая мелиорация основана на способности различных мелиорантов адсорбировать токсичные элементы и удерживать их на поверхности или в структуре кристаллической решетки, что в значительной степени блокирует поступление токсикантов в сельскохозяйственные растения. К таким мелиорантам относятся активированный уголь, цеолиты, монтмориллониты, вермикулит и т. д. Примером физико-химической мелиорации может служить использование ионитов, действие которых заключается в обмене ионов нетоксичных элементов (веществ) на токсичные.
Сложилось несколько направлений биологической рекультивации. Среди них выращивание растений - концентраторов токсичных веществ (ежа сборная, волосенец песчаный, гречиха сахалинская и т. д.). С помощью этих растений можно извлекать токсиканты из почвы. Повышение биологической активности почвы в результате внесения органических удобрений, известкования, разуплотнения почвы способствует переводу более токсичных соединений в менее токсичные.
Специальные агротехнические мероприятия включают удаление или глубокую заделку загрязненного слоя, землевание и др.
Рассматривая способы получения экологически безопасной сельскохозяйственной продукции, следует обратить внимание на грамотное использование средств химизации.
Как уже отмечалось, минеральные и органические удобрения, химические мелиоранты, препараты для защиты растений, ретарданты и другие средства химизации влияют на состояние агроэкосистем, а, в конечном счете - на качество сельскохозяйственной продукции. Применять их следует на строго научной основе. Как писал классик отечественной агрохимии ников, избытком химических удобрений нельзя восполнить недостаток агрономических знаний. Необходимо строго соблюдать дозы, способы, сроки, формы внесения удобрений в зависимости от потребности культуры, содержания питательных элементов в почве, также от планируемой урожайности. Во избежание усиления минерализационных процессов, вызывающих снижение содержания гумуса в почве под влиянием минеральных удобрений, целесообразно использовать больше органических удобрений. Оптимальное соотношение органических и минеральных удобрений - 4: 1. При внесении минеральных удобрений, особенно фосфорных, необходимо знать их химический состав (содержание тяжелых металлов фтора, наличие или отсутствие радиоактивных элементов). Для снижения почвенной кислотности, усиливающейся при внесении физиологически кислых удобрений, требуется известкование почв. Особую осторожность следует проявлять при использовании химических средств защиты растений. Здесь необходима осведомленность обслуживающего персонала об экологической опасности пестицидов, а также строгое соблюдение соответствующих технологических регламентов. Должное внимание следует уделять грамотной организации экологически безопасной утилизации отходов животноводческих комплексов. Осуществлявшимся без учета экологических требовании перевод животноводства на промышленную основу негативно повлиял на окружающую природную среду. В результате строительства крупных комплексов по производству молока и откорму скота возникла реальная угроза загрязнения экосистем отходами животноводства и их деградации. И такого рода примерам нет числа. (Например, в Ленинградской области на свинокомплексе «Новый свет» с поголовьем 156 тыс. свиней скопилось порядка 15 млн. м3 навозной жижи.) Традиционное использование отходов в виде удобрений не всегда экономически оправдано, если их приходится возить на расстояние более 20км от комплекса. Внесение же навоза только на близлежащие поля приводит к загрязнению территории, создавая, в свою очередь, опасность избыточного накопления нежелательных ингредиентов в выращиваемых сельскохозяйственных культурах. Необходимо разбирать «груз» накопившихся проблем утилизации отходов. Крупные животноводческие комплексы необходимо обеспечить навозохранилищами, пунктами по обеззараживанию навозной массы, цехами по приготовлению органических удобрений. Следует выдерживать нагрузки поголовья скота на 1 га; объем навозной жижи, вносимой на 1 га, не должен превышать 50 м3 в год. Внедрение системы гидросмыва навоза неизбежно приводит к повышению себестоимости продукции. Сказываются в первую очередь затраты на строительство дорогостоящих прудов-накопителей для стоков. (К середине 80-х гг. XX в. обеспеченность такими емкостями в целом по стране составляла менее 20 % потребной.) С точки зрения экологической чистоты продукции более перспективным представляется возврат к подстилочному навозу. Определенное значение для выращивания экологически безопасной продукции имеет использование сточных вод в качестве удобрений и для орошения. Сточные воды содержат много питательных веществ. Вместе с тем в их составе могут находиться различные компоненты, представляющие в результате аккумуляции в растительных объектах опасность для человека. Перед использованием для орошения стоки должны пройти механическую и биологическую очистку, для того чтобы предупредить загрязнение почвы и сельскохозяйственных культур токсичными веществами. Агрохимические и гигиенические требования предусматривают разбавление сточных вод пресной водой, чтобы довести общую минерализацию до 1,5...2 г/л, содержание общего азота - до 150...300 мг/л.
Перед Вами представлен документ: Экологически безопасная продукция.
ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЕ СОГЛАШЕНИЕ
Пользовательское соглашение об использовании документа (вид: реферат, реферативный текст), именуемого как: Экологически безопасная продукция,
опубликованного по адресу: |
Понятие «экологически безопасная продукция»
Оценка состояния агроэкосистем
Оценка сельскохозяйственной продукции
Санитарно-гигиеническая оценка продовольственного сырья и пищевых продуктов растениеводства и животноводства
Снижение качества продукции из-за нарушения условий питания и жизнедеятельности сельскохозяйственных растений и животных
Мероприятия по улучшению качества сельскохозяйственной продукции
- Список литературы
- Понятие «экологически безопасная продукция»
- Производство экологически безопасной продукции -- ключевая задача при экологизации сельскохозяйственной деятельности. Понятие «экологически безопасная сельскохозяйственная продукция» основано на праве людей на здоровую и плодотворную жизнь в гармонии с природой. Под экологически безопасной сельскохозяйственной продукцией понимают такую продукцию, которая в течение принятого для различных ее видов «жизненного цикла» (производство -- переработка -- потребление) соответствует установленным органолептическим, общегигиеническим, технологическим и токсикологическим нормативам и не оказывает негативного влияния на здоровье человека, животных и состояние окружающей среды.
- Острые проблемы современности -- проблемы недоедания и голода -- усугубляются болезнями и смертностью в результате употребления некачественных продуктов, а ведь на Земле достаточно ресурсов, разработаны решения и технологии, которые дают возможность навсегда покончить с этими явлениями.
Не хватает, к сожалению, лишь обязательств и ответственности. - Неблагоприятное действие ксенобиотиков связано с миграцией химических веществ по одной или нескольким экологическим цепям:
ксенобиотики | Воздух -- человек; | |
Вода -- человек; | ||
Пищевые продукты -- человек; | ||
Почва -- вода -- человек; | ||
Почва -- растение -- человек; | ||
Почва -- растение -- животное -- человек и т. д. |
Лесное и сельское хозяйство
Экономический механизм стимулирования производства экологически безопасной продукции. Принципы экономического стимулирования выработаны и продолжают вырабатываться практикой. Комплексность системность всесторонность стимулирования означающая обязательность стимулирования использования современных технологических процессов если они имеют целью ресурсосбережение и проводятся экологически приемлемыми методами а также и собственно природоохранных мероприятий утилизация отходов строительство очистных сооружений в целях...
Проблемы производства экологически безопасной с/х продукции. Экономический
механизм стимулирования производства экологически безопасной продукции.
Производство экологически безопасной продукции ключевая задача при экологизации с/х
деятельности. Понятие экологически безопасная с/х продукция это такая продукция которая в
течении принятого для различного ее видов «жизненного цикла» (производство-переработка-
потребление) соответствует установленным органолептическим общегигиеническим,
технологическим и токсикологическим нормативам и не оказывает негативное влияние на
здоровье человека, животных и состояния ОС.
Экономическое стимулирование составная часть механизма управления экологической
безопасностью
Существенное значение для обеспечения экологической безопасности, рационального
природопользования и охраны природной среды имеет экономическое стимулирование. .Без
него выполнение планов и программ в области экологии и рационального природопользования
может быть весьма затруднено.
Принципы экономического стимулирования выработаны и продолжают вырабатываться
практикой. К ним относятся:
1. Комплексность (системность, всесторонность) стимулирования, означающая обязательность
стимулирования использования современных технологических процессов, если они имеют целью
ресурсосбережение и проводятся экологически приемлемыми методами, а также и собственно
природоохранных мероприятий (утилизация отходов, строительство очистных сооружений в
целях предотвращения загрязнения водных источников и атмосферного воздуха и др.). Следует
стимулировать и деятельность менеджеров предприятия по переходу к выпуску экологически
чистой продукции и отказу от выпуска продукции, производство которой дает нагрузку на
окружающую природную среду. Подобная переориентация плана выпуска продукции может быть
достцугнута в результате целенаправленной маркетинговой деятельности.
2. Соблюдение баланса между экономическим стимулированием и экономическими санкциями,
т.е. между позитивными и негативными мерами воздействия на природопользователей. Другими
словами, выплаты по экономическому стимулированию должны быть сопоставимы с размерами
экономических санкций.
3. Сочетание стимулирования на различных уровнях экономического механизма. Например,
недостаточно поощрять работников за природоохранную деятельность только в рамках
конкретного предприятия путем премирования со стороны руководства предприятия.
Необходимо побуждать к этой деятельности и само предприятие как юридическое лицо на
федеральном, региональном и местном уровнях. Должны стимулироваться также местные и
региональные экологические органы, экологические фоны, иные экологические организации, в
том числе и общественные.
4. Увязка стимулирования с другими элементами управления природопользованием и охраны
природной среды: планированием, контролем, регулированием, санкциями. Экономическое
стимулирование играет важную роль в обеспечении экологической безопасности, но оно не
панацея, и применяемое отдельно, в отрыве от других элементов, не даст того эффекта и не
оправдает тех надежд, которые с ним обычно связываются.
5. Сочетание материального и морального стимулирования как отдельных работников, так и
предприятий и организаций. Человек как биологическое существо должен для своего
существования удовлетворять материальные интересы, а как существо социальное интересы
духовные. Одним из методов удовлетворения духовных потребностей является широкая
гласность результатов природоохранного труда и характера стимулирования, а также иные
приемы морального поощрения, применяемые, например, в современной Японии (переходящие
знамена и вымпелы, памятные подарки и премии, вручаемые в торжественной обстановке,
звания "Лучший по профессии", Доски почета и др.).
Основные виды экономического стимулирования предусмотрены Законом РФ "Об охране
окружающей природной среды". К ним относятся льготное налогообложение и кредитование
предприятий, установление повышенных норм амортизации основных производственных
природоохранных фондов, применение поощрительных цен и надбавок на экологически чистую
продукцию.
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать |
|||
45128. | What do you do on the Net? What are your favorite websites? | 15.06 KB | |
I cfn spend lot of free time surfing the Internet nd get ll sorts of informtion from it. You cn enter the cht the Internet nd get ll sorts of informtion from it. I cn enter the cht room with other Internet users nd debte urgent problems on line. | |||
45129. | The Internet | 13.99 KB | |
The Internet is sves time nd money. The Internet hs both dvntges nd disdvntges. However using the Internet in the best wy is problem which depends on the ttitude of ech people I think tht in our society nowdys so mny people tke dvntge of the Internet even to do bd things. | |||
45130. | About Myself | 14.65 KB | |
When I ws pupil my fvorite subjects ws History nd Society becuse I hd wnted to become lwyer. My fvorite supervisors re Jmes Cmeron Gy Richy Peter Jckson nd Leonid Gidi. My fvorite footbll tems re Mnchester United nd CSK. I like reding; my fvorite writers re Jorge Orwell for his â1984â Ioghn Wolfgng Gete for âFustâ nd Plto for âStteâ. | |||
45131. | Barristers and Solicitors | 18.78 KB | |
The solicitor deals with 1)petty crimes, some 2)matrimonial matters in magistrate courts. He 3)prepares the case and the evidence, may 4)represent his client in the lower courts. He has limited rights of audience. There in civil action solicitor can speak in the county court, when the case is about divorce or recovering some depts. 5)They act as an intermediary between their clients and barristers | |||
45132. | Barristers | 13.19 KB | |
Baristers ct s sole trders with unlimited libility. Some brristers re employed prctice nd represent their employer for exmple inhouse lwyer or lwyer in government bodies. Mny of the brristers work in selfemployed prctice t the chmbers or t the Br. The Inns re noncdemic societies which provide collegite nd eductionl resources for brristers nd trinees. | |||
45133. | British Political System | 16.82 KB | |
Queen Elizbeth II is the fourth sovereign of the House of Windsor. It consists of two chmbers known s the House of Commons nd House of Lords nd the Queen s its hed but only House of Commons hve rel power. The House of Commons consist of 650 elected members nd its persisted over by the Speker. Only four members House of Commons hve reserved sets: Speker Prime Minister leder of the prty tht hs mjority in the House of Commons nd Leder of the Opposition nd member who hs st in the House of Commons for the longest unbroken period who clled... | |||
45134. | British Parliament | 13.87 KB | |
It consists of two chmbers known s the House of Commons nd House of Lords nd the Queen s its hed but only House of Commons hve rel power. The House of Commons consist of 650 elected members nd its persisted over by the Speker. Only four members House of Commons hve reserved sets: Speker Prime Minister leder of the prty tht hs mjority in the House of Commons nd Leder of the Opposition nd member who hs st in the House of Commons for the longest unbroken period who clled Fther of the House of Commons. The House of Lords consist of 750... | |||
45135. | Geography and Economy of Great Britain | 16.75 KB | |
They lie to the west of the continent of Europe. The lrger of the two big islnds is known s Gret Britin. The smller Islnd is Irelnd with Northern Irelnd nd Irish Republic. | |||
45136. | Просвещенный абсолютизм Екатерины II | 20.12 KB | |
Время царствования Екатерины II называют эпохой просвещенного абсолютизма. Основы просвещённого абсолютизма: человек есть самое ценное на земле и его свобода важнее интересов государства; все люди равны в своих человеческих правах невзирая на сословные различия; общество нуждается в совершенствовании и важнейшую роль должны сыграть в этом наука просвещение законотворчество. Время царствования Екатерины II называют эпохой просвещенного абсолютизма. Смысл просвещенного абсолютизма состоит в политике следования идеям Просвещения... | |||
Жить, не нанося вреда окружающей среде, не обязательно должно быть ужасно сложно. Каждый может поучаствовать в снижении уровня загрязнения природы, заменив обычные бытовые предметы на экологически безопасные альтернативы.
Введение в экологически-безопасную продукцию
Переходя с обычной бытовой продукции на экологически безопасную , важно понимать, что именно делает что-то экологически безопасным. В первом приближении этот термин просто означает, что такая продукция не вредит окружающей среде. В то время как вся экологически безопасная продукция должна выполнять это базовое условие, разные ее виды различаются в том, к чему именно это относится.
Некоторая экологически безопасная продукция является возобновляемой, то есть не истощает экосистему. Экологически безопасными могут называть фрукты или овощи, выращенные без использования пестицидов — или биоразлагаемые товары. Вещи, изготовленные из сырья вторичной переработки, тоже маркируются как экологически безопасные. Отдавая предпочтение продукции, выполняющей требования экологической безопасности, можно снизить вредное влияние на окружающую среду.
Ограничение влияния на окружающую среду при помощи экологически безопасной продукции
Каждое живое существо — от крупнейших млекопитающих до мельчайших насекомых — оставляет свой след в окружающей среде. Действия людей, однако, являются причиной заметной деградации природы, поэтому так важно, чтобы каждый принимал меры по ограничению этого. Используя в быту экологически безопасные вещи, люди защищают как свое здоровье, так и здоровье планеты. Такая продукция направлена на экономию и использование возобновляемых ресурсов, снижение количества отходов и сдерживание чрезмерного потребления. С течением времени эффект от усилий отдельных людей складывается и приводит к заметному улучшению окружающей среды.
В домашних условиях экологически безопасная продукция тоже позволяет улучшить ситуацию. Многие из широко используемых в быту вещей ухудшают качество воздуха в помещении, содержат ядовитые вещества, вызывают аллергию и т.п. Избавившись от таких потенциально вредных предметов, можно значительно ограничить контакт с небезопасными веществами.
Самая важная экологически безопасная продукция
Существует огромное количество разной и , предназначенной для использования в домашнем хозяйстве. Большинство бытовых вещей выпускаются и в экологически безопасном исполнении — от сумок и авосек до туалетного мыла . Ниже приведена информация о важнейших видах экологически безопасной продукции, которые стоит иметь дома каждому, кто заботится об окружающей среде.
Первый вид необходимой каждому экологически безопасной продукции: сумки для покупок
Многие до сих пор пользуются полиэтиленовыми пакетами, когда покупают продукты. Сложно устоять перед такой удобной возможностью. Несмотря на это, лучше будет потратиться на экологически безопасные сумки для покупок . Такие сумки — доступные и многоразовые — являются прекрасной альтернативой одноразовым пакетам, а еще они намного лучше с точки зрения экологии.
Хотя пакеты в продуктовых магазинах и являются очень удобными, исследования показали, что они представляют собой серьезный источник загрязнения окружающей среды. Каждый год население планеты использует от 500 миллиардов до триллиона одноразовых полиэтиленовых пакетов. Несмотря на то, что используются они всего несколько минут, загрязнять природу они могут годами. Проблема заключается не только в том, что они попадают на свалки и в океаны. Большинство пластиковых пакетов производится с использованием ископаемого топлива.
Существует широкий выбор экологически безопасных сумок для покупок. Продукты очень удобно носить в авоськах; органические хлопчатобумажные сумки также всегда пользуются спросом. Такие сумки выпускаются самых разных размеров, что делает их лучшим выбором для любого похода по магазинам.
Второй вид необходимой каждому экологически безопасной продукции: бутылки и чашки для воды
Бутилированная вода — еще один бич природы. Бутылки, которые используют большинство производителей бутилированной воды, могут разлагаться в природе в течение более чем тысячи лет, и не все из них можно переработать на вторсырье. В действительности, как сообщают некоторые ученые-статистики, только каждая пятая бутылка перерабатывается. Это означает, что свалки по всему миру ими просто переполнены. На производство пластиковых бутылок тратится и вода. На упаковку каждого литра воды ее уходит три литра.
Многоразовые бутылки для воды отличаются удобством и пользой для экологии. Их легко использовать, носить и мыть. Высококачественные бутылки также обладают лучшей термоизоляцией, чем одноразовые, и вода в них дольше остается прохладной. Многие экологически безопасные бутылки для воды не содержат БФА, то есть изготавливаются без использования такого промышленного химиката, как бисфенол А.
Третий вид необходимой каждому экологически безопасной продукции: бытовая химия
Существует множество экологически безопасной продукции , предназначенной для домашнего использования, но именно бытовые моющие средства , пожалуй, проще всего вписываются в обычный стиль жизни. Они работают так же хорошо, как и обычная бытовая химия, но с минимальным воздействием на окружающую среду. В обычной бытовой химии содержатся не биоразлагаемые и ядовитые вещества, которые могут загрязнять водные источники и включаться в пищевую цепь. Упаковка таких моющих средств тоже может представлять проблему, поскольку многие из них поставляются в пластике, который в природе разлагается много лет, или в аэрозольных баллончиках, разрушающих озоновый слой.
Использование экологически безопасной бытовой химии намного меньше отражается на окружающей среде. Такая продукция содержит моющие вещества натурального происхождения, а также во многих случаях испытывается на отсутствие вреда для экологии. Существует множество различных видов чистящих средств, включая средства для мытья пола, средства для мытья окон , универсальные чистящие средства, а также средства для мытья фруктов и овощей . Такие чистящие средства могут оказаться особенно полезными при повышенной чувствительности кожи, поскольку они менее склонны вызывать раздражение.
Четвертый вид необходимой каждому экологически безопасной продукции: средства для мытья посуды
Каждая семья может сделать полезным для экологии даже мытье посуды. Для тех, кто заботится о природе, продается множество экологически безопасных средств для мытья посуды . В составе таких жидкостей нет канцерогенов и ядовитых веществ; они нейтральны по выделению CO2. Они также могут являться веганскими и подходить для использования в септиках. В наличии есть и экологически безопасные хозяйственные перчатки. Такие многоразовые принадлежности для мытья посуды часто изготавливаются из каучука, полученного с соблюдением принципов справедливой торговли, или из других возобновляемых материалов.
Многие люди хотят проявлять в жизни экологическую сознательность, но не задумываются над тем, чтобы наполнить дом экологически безопасной продукци ей . Тем, кто собирается поменять стиль жизни, стоит прежде всего избавиться от обычных средств для мытья посуды. Они переполнены вредными химикатами и составами, такими как хлорный отбеливатель, который способен отравить воздух в помещении. Они содержат и искусственные ароматизаторы, также загрязняющие воздух. Еще одно вещество, часто встречающееся в составе обычных чистящих средств — серная кислота, которая может вызывать приступы астмы. Людям, которые хотят как можно сильнее обезопасить среду своего дома, следует заменить обычные жидкости для мытья посуды на экологически безопасные альтернативы.
Пятый вид необходимой каждому экологически безопасной продукции: средства для ванны и душа
Нет ни малейшей причины принимать ванну или душ с ядовитыми химикатами, когда существует столько видов экологически безопасного мыла , шампуней и гелей для душа . Обычные средства личной гигиены содержат вещества, способные повлиять как на здоровье человека, так и на окружающую среду. Например, в состав многих шампуней входит лаурилсульфат натрия — поверхностно-активное вещество, в которое при производстве попадает побочный продукт, обладающий канцерогенными свойствами. Они также содержат парабены, способные повлиять на синтез гормонов, и фталаты, наличие которых может отразиться на репродуктивной системе. Снизить риск от обычных средств для ванны и душа можно, отказавшись от нанесения на кожу чего-либо способного навредить при попадании в желудок. По существу, экологически сознательным покупателям следует выбирать средства личной гигиены, изготовленные из натуральных ингредиентов.
Лекция 11. Производство экологически безопасной продукцииВопросы:
Эколого-токсикологические нормативы.
Понятие «экологическая безопасная продукция»
Оценка состояния агроэкосистем
Оценка сельскохозяйственной продукции
Перечень загрязняющих веществ
Пестициды и их остаточные количества
Регуляторы роста растений.
продукты жизнедеятельности вредителей
Эколого-токсикологические нормативы
Понятие «экологическая безопасная продукция». Производство экологически безопасной продукции – ключевая задача экологизации сельскохозяйственной деятельности. Понятие «экологически безопасная сельскохозяйственная продукция» основана на праве людей на здоровую и плодотворную жизнь в гармонии с природой. Под экологически безопасной сельскохозяйственной продукцией понимают такую продукцию, которая в течение принятого для различных ее видов «жизненного цикла» (производство - переработка - потребление) соответствует установленным органолептическим, обще гигиеническим, технологическим и токсикологическим нормативам и не оказывает негативного влияния на здоровье человека, животных и состояние окружающей среды.Острые проблемы современности - проблемы недоедания и голода - усугубляются болезнями и смертностью в результате употребления некачественных продуктов, а ведь на Земле достаточно ресурсов, разработаны решения и технологии, которые дают возможность навсегда покончить с этими явлениями. Не хватает, к сожалению, лишь обязательств и ответственности.
Неблагоприятное действие ксенобиотиков связано с миграцией химических веществ по одной или нескольким экологическим цепям:
воздух - человек;
вода - человек;
пищевые продукты - человек;
почва - вода - человек;
почва - растение - человек;
почва - растение - животное - человек и т. д.
Считается, что из ядов, регулярно попадающих в организм человека, около 70 % поступает с пищей, 20 % - из воздуха и 10 % - с водой. В России примерно 30...40 % продукции загрязнено нежелательными ингредиентами. Загрязнено также до 70 % питьевой воды (т. е. примерно семь человек из десяти пьют загрязненную воду). Наряду с такими источниками загрязнения, как энергетика (особенно ТЭС), промышленность, транспорт, есть «критические точки», вызывающие загрязнение продукции и окружающей среды, и в агросфере. Проблему получения качественного продовольствия в условиях негативного антропогенного воздействия на окружающую природную среду, в том числе и в процессе сельскохозяйственного производства, можно решить на основе экологизации сложившихся или вновь создаваемых систем ведения сельского хозяйства.
Загрязнение продукции растениеводства и животноводства различными вредными веществами обусловлено множеством взаимосвязанных, идущих с различной интенсивностью процессов в сопряженных средах и компонентах экосистем. При этом во многих регионах не только возрастает прямое действие химических веществ, но и усложняется проявление этих воздействий.
Оценка состояния агроэкосистем. Для получения экологически безопасной продукции необходимо иметь достоверные исходные данные об эколого-токсикологической обстановке в агроэкосистемах, особенно испытывающих пресс многолетнего интенсивного использования агрохимикатов (удобрения, пестициды, мелиоранты и др.). Работу следует начинать с оценки экологотоксикологического состояния агроэкосистем, прежде всего - почвенного покрова. Стремление повысить продуктивность возделываемых культур и выращиваемых животных без надлежащего учета природоохранных требований привело к необоснованному увеличению объемов применения минеральных удобрений (преимущественно азотных), пестицидов и мелиорантов. Выбросы промышленных производств и транспорта, коммунальные отходы поставляют в естественные и искусственные экосистемы соединения полихлорированных бифенилов, серы, тяжелых металлов и т. д. Среди природных загрязнителей выделяют афло- и другие микотоксины.
Оценка сельскохозяйственной продукции. Для оценки и предотвращения негативного воздействия продуктов питания на здоровье человека и кормов на сельскохозяйственных животных оперируют такими понятиями, как предельно допустимая концентрация (ПДК), допустимое остаточное количество (ДОК) или максимально допустимые уровни (МДУ) вещества в них. Эколого-токсикологический норматив, предельно допустимая концентрация -концентрация вещества в продукции (продуктах питания, кормах), которая в течение неограниченно продолжительного времени (при ежедневном воздействии) не вызывает отклонений в состоянии здоровья человека и животных. ПДК химических веществ в пищевых продуктах устанавливают при этом с учетом допустимой суточной дозы (ДСД)или допустимого суточного поступления (ДСП), поскольку разнообразие рациона и его химического состава не позволяют нормировать допустимое содержание химического вещества в каждом пищевом продукте. Пределы содержания загрязняющих веществ в пищевых продуктах и кормах устанавливают на основании результатов изучения токсичности препаратов для различных организмов. При содержании в продукции загрязняющих веществ в количествах, превышающих ПДК, ДОК или МДУ, такую продукцию в пищу или на корм использовать не разрешается. При оценке степени токсичности злемента (агрохимиката) для растений учитывают концентрацию элемента. При этом не должно быть снижения продуктивности растений, накопления агрохммиката в растениях, кормах и пищевых продуктах выше ПДК. Летальная концентрация вызывает гибель растений.
Вещества загрязняющие продукты питания и корма
Перечень загрязняющих веществ:
1.Тяжелые металлы.
Нитраты.
Нитриты.
Пестициды.
Диоксины.
Бензапирены.
Полихлорбифенилы.
Регуляторы роста растений.
Лекарственные средства.
Продукты жизнедеятельности вредителей.
Афлотоксины и другие микотоксины.
Пестициды могут приводить к образованию злокачественных опухолей у человека. Примерно 70 % применяемых соединений попадает в организм человека с мясом, молоком и яйцами, а 30 % - с растительной пищей.
Основная причина накопления остаточных количеств пестицидов в продуктах - нарушение правил и регламентов применения препаратов (завышение рекомендуемых доз, нарушение сроков обработки сельскохозяйственных культур, неправильный выбор препаративной формы и способа применения и т. п.).
При оценке возможности допуска нового препарата проводят экотоксикологическую проверку. При этом следует делать упор не только на выявление характерных особенностей поведения пестицида в окружающей среде, но и на его действие, на растения и животных в процессе их биологического развития, т. е. контроль должен распространяться и на качество конечной продукции, используемой для питания. Необходимо знать все процессы прохождения загрязняющих веществ через организм растений и животных, питающихся этими растениями (рис. 1.).
Рис. 1. Возможные пути поступления пестицидов в организм человека (в); миграция и биоконцентрация хлорорганических соединений (ХОС) в пищевых цепях (б)
Критерием оценки содержания пестицидов является ПДК или ДОК. В разных странах эти нормативы неодинаковы, что затрудняет обмен продовольствием. Основная причина таких различий -использование разных методов определения остаточных количеств препаратов и продуктов их распада.
Наиболее часто в пищевых продуктах содержатся остатки дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) и изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦГ). В то же время фосфорорганические пестициды нестабильны, практически не накапливаются в продуктах питания.
Пестициды могут влиять на обменные процессы в растениях, что сказывается на химическом составе и пищевой ценности продукции. При соблюдении всех правил применения средств химизации негативных изменений в составе и содержании питательных элементов в растениях не происходит, а накопление пестицидов в продукции не превышает ПДК.
Для того чтобы избежать возможности аккумуляции остаточных количеств пестицидов в Окружающей среде, снизить риск возникновения резистентных видов вредных организмов, необходимо чередовать препараты с разным механизмом действия. Использование отдельных эффективных приемов защиты растений не обеспечивает долговременного подавления вредных организмов, необходима интегрированная защита растений, когда химические методы сочетаются с биологическими и агротехническими мероприятиями.
Растения по степени накопления остаточных количеств хлорорганических пестицидов (ХОП) в продуктивных органах располагаются в следующем порядке: морковь > петрушка > картофель > свекла > многолетние травы >томат > кукуруза > капуста белокочанная. В корнеплодах ХОП накапливаются в основном в кожуре и в меньших количествах - в мякоти. Накопление пестицидов и продуктов их распада в пищевой продукции связано с процессами метаболизма, с биохимическим составом растений. Длительному сохранению химических средств защиты растений в зерне, плодах и ягодах способствует наличие в продукции моносахаридов и полисахаридов, которые являются стабилизаторами токсикантов (в фармакологии это свойство сахаров используют для приготовления таблеток).
Сорта картофеля с большим количеством крахмала лучше накапливали и сохраняли фунгицид ридомил МЦ. После 8 мес. хранения клубней содержание этого вещества в 270 раз превышало максимально допустимый уровень.
Основную роль в устойчивом функционировании агроэкосистем играют почвы с их уникальными свойствами и способностью к самоочищению от загрязняющих веществ, в том числе и от остаточных количеств пестицидов. Важными факторами в процессах трансформации загрязняющих веществ являются гранулометрический состав, содержание гумуса в почве и его состав. Гумус инактивирует продукты распада пестицидов и препятствует тем самым загрязнению экосистем. Вместе с тем сорбированные гумусовыми соединениями ксенобиотики могут сохраняться в почве длительное время, представляя постоянную угрозу токсикации отдельных компонентов экосистем.
Хлорорганические пестициды в течение нескольких десятилетий занимали одно из первых мест по масштабам использования в сельском хозяйстве России. ХОП устойчивы к высокой температуре, солнечной радиации, действию сильных кислот и щелочей. Они характеризуются прочностью образуемых химических связей, слабой растворимостью в воде. Эти свойства предопределяют длительное сохранение препаратов в окружающей среде (период полураспада в почве 10... 15 лет), способность циркулировать в природе и распространяться на большие расстояния, загрязняя природные компоненты. Существует два пути поступления ХОП в экосистемы:
1) выпадение с осадками в результате глобального переноса воздушных масс в направлении с запада на восток в Северном полушарии;
2) многолетнее применение на полях ДДТ и ГХЦГ (второй путь - основной).
Длительное применение ХОП приводит к значительному накоплению как самих препаратов, так и их метаболитов. Так, в пойме Оки содержание ХОП в пахотном слое достигло 0,08...0,15 мг/кг почвы. Кроме того, остатки стойких пестицидов поступали в геохимический подчиненный пойменный ландшафт с поверхностным стоком. Твердый сток вместе с сорбированными остатками этих препаратов при замедлении скорости потока на пойме оседал в притеррасных и приозерных понижениях, на дне озер в виде ила. Несмотря на низкую концентрацию ХОП в воде озер, эти вещества и их метаболиты в значительных количествах накапливаются в иле, планктоне, рыбе, питающейся планктоном. При использовании в пищу такой рыбы ядовитые вещества попадают в организм человека. Круг замыкается.
Наибольшее количество загрязняющих веществ накапливается в органах выделения рыб (печень, почки). Значительное количество загрязняющих веществ обнаружено в мозге, икре, а наименьшее - в мышцах (рис. 23.10).
Накопление остаточных количеств пестицидов в организме рыб, обитающих в Оке, существенно ниже, чем у обитающих в озерах-старицах. Причины - достаточно сильное течение в реке и стоячая вода в старицах. На примере рыб наглядно прослеживается процесс концентрации различных ингредиентов, в том числе нежелательных, по мере продвижения по трофической цепи.
После многолетней обработки тайги против клещей 10%-ньш раствором дуста (доза 5 кг/га) в речной воде остатков ХОП не обнаруживалось. В донных же отложениях содержание их составляло 0,01...0,37 мг/кг, а в речной рыбе -0,09...4,24 мг/кг.
В процессе биоаккумуляции многократно (до сотен тысяч раз) повышается концентрация пестицидов от основания к вершине экологической пирамиды. Например, при концентрации препарата ДДТ в воде 0,000003 единицы в планктоне она достигает 0,04; в мелкой рыбе, питающейся планктоном, - 0,5; в крупной рыбе, поглощающей мелкую, - до 2 и у птиц, кормящихся крупной рыбой, - до 25 единиц.
Сравнение отдельных видов рыбы показывает, что больше всего загрязнены печень, мышцы и органы воспроизводства чехони, окуня и белоглазки. Густера, голавль и лещ отличаются сравнительно низким содержанием хлорорганических соединений.
Использование озер-стариц для рыбно хозяйственных нужд (как это издавна было на Руси) далеко не всегда целесообразно при сложившихся технологиях использования пестицидов в процессе выращивания овощных культур. Реабилитация озер-стариц и всей гидрографической сети, пойменных агроландшафтов, направленная на очищение воды от остатков ХОП, должна рассматриваться как важный элемент конструирования оптимальных агроэкосистем, как одно из условий полноценного использования ресурсного потенциала.
«Дозволено лишь то, что подобает», - писал И. В. Гёте. Применительно к экологическим проблемам этот тезис означает необходимость учета природных закономерностей в деятельности человека. В противном случае человек сам становится игрушкой природы. Любопытно вспомнить высказывание Ф. Энгельса: «Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значение первых». История применения пестицидов, особенно ДДТ, наглядно иллюстрирует сказанное.
ДДТ появился в середине 40-х гг. XX в. Препарат сразу же затмил другие химикаты как самый эффективный. Швейцарский исследователь П. Мюллер в 1948 г. за синтез ДДТ получил Нобелевскую премию. В первые годы после второй мировой войны ДДТ рекомендовали применять при выращивании всех культур, он считался совершенно безопасным. А примерно через 10 лет было установлено, что кормовые культуры, обработанные ДДТ, опасны не только для самих коров, но и для телят. Поступая с молоком, ДДТ вызывал у телят серьезные нарушения здоровья (расстройство нервной системы). В 70-х гг. XX в. выяснилось, что ДДТ и его производные обладают мутагенным действием, нарушающим наследственность. При этом негативное воздействие пестицида существенно усиливается его метаболитами.
В конце 60-х - начале 70-х гг. XX в. препарат и его производные были обнаружены в жировых тканях и материнском молоке, причем количество их в материнском молоке оказалось гораздо выше, чем в коровьем.
Использование высокочувствительных методов анализа позволило выяснить, что органохлориды, к которым относятся ДДТ и его метаболиты, - стойкие вещества, способные продолжительное время загрязнять окружающую среду, находясь в почве, воде или воздухе и тем самым, участвуя в образовании опасных пищевых цепей.
Среди пестицидов обнаружено немало веществ, обладающих канцерогенным действием. Попадая в организм, они могут вступать в реакции нитрозирования, образуя канцерогенные соединения. Кроме того, канцерогенность препаратов во многом объясняется наличием канцерогенных примесей. Так, в препарате 2,4-Д содержится до 14мг/кг НДМА, а в трефлане - до 500 мг/кг.
При распаде пестицидов в растениях могут образовываться различные соединения (метаболиты), вступающие в реакции нитрозирования. Об этом свидетельствует обнаружение в растительных тканях N-нитрозосимазина и М-нитрозоатразина, представляющих канцерогенную опасность. Хлорорганические соединения и препараты диоксинового синтеза, которые сохраняются длительное время в почве, могут попадать в цепи питания человека и животных. В связи с этим необходимо нормирование содержания стойких пестицидов не только в пищевых продуктах, но и в почвах. Если содержание пестицидов в почве выше ПДК, то некоторые культуры (морковь, петрушка, картофель) не рекомендуется выращивать на данном поле, поскольку часть препаратов может накапливаться в товарной части урожая.
Остаточные количества 2,4-Д обнаружены в кормах и рыбе. Достаточно высокое содержание данного гербицида выявлено в молоке и незначительное - в зерне злаков (мг/кг):
Зерновые 0,02 Рыба 0,30
Картофель 0,04 Молоко 0,09
Овощные 0,05 Корма 0,34
Отдельное направление биологической защиты - использование препаратов на природной (чаще всего растительной) основе. Следует помнить и о некоторых общедоступных приемах. Так, высушенные и измельченные листья картофеля, помещенные с клубнями в хранилище, снижают на 40 % потери продукта при хранении. Настой зеленого перца с чесноком или табаком весьма эффективен против колорадского жука.
Важно также учитывать потенциальные возможности самоочищения и самовосстановления экосистем и их компонентов. Огромное количество пестицидов, циркулирующих в биосфере, в конечном итоге осаждается в почве, влияя на качество сельскохозяйственных продуктов. Дальнейшая судьба ксенобиотиков, самоочищение агрофитоценозов от них зависят от свойств почвы, главным образом от ее биологической активности. Микроорганизмы, выделяющие ферменты, играют основную роль в процессах разложения пестицидов в почве. Так, разложение препарата 2,4-Д в нестерильной почве происходит в несколько раз быстрее, чем в стерильной.
При отсутствии воздействия светового фактора (фоторазложение) на долю микробного разложения 2,4-Д приходится около 70 %. Следовательно, поддержание условий, необходимых для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, способствует ограничению поступления пестицидов в выращиваемую продукцию.
Регуляторы роста растений. Синтетические регуляторы роста производят химическим или микробиологическим путем. В основном они являются малостойкими веществами с периодом полураспада около 1 мес.
Степень опасности большинства искусственных регуляторов роста для растительных и животных организмов практически не изучена. Отсутствует систематизированная информация о механизме действия этих препаратов на растения и животных. Между тем установлена способность накопления некоторых регуляторов в организме. Низкие концентрации регуляторов роста обычно не обнаруживаются с помощью применяемых методов химического анализа (газовая хроматография, хроматография в тонком слое). В то же время более чувствительный иммуноферментный анализ позволяет установить наличие регуляторов роста. Иммуноферментный анализ свидетельствует об изменении процессов синтеза белка, приводящем к появлению дефектных белков. Предполагается также возможность негативного влияния регуляторов, связанная с нарушением внутриклеточного обмена и образованием токсичных соединений. Кроме того, остаточные количества регуляторов роста растений в продовольственном сырье и пищевых продуктах могут сами проявлять токсичные свойства.
Регуляторы роста растений представляют опасность для человека, поэтому необходимо создание таких технологий, которые исключали бы попадание этих веществ в продукты питания.
Продукты жизнедеятельности вредителей. Вредители не только снижают продуктивность сельскохозяйственных культур, но и существенно ухудшают качество урожая. При этом изменяются химический состав и вкусовые свойства продуктов питания.
Вредители причиняют прямой и косвенный ущерб. К прямому ущербу относятся потери массы продукции, ухудшение ее качества, снижение посевных качеств семенного материала, загрязнение продуктами жизнедеятельности, в том числе экскрементами. Косвенные повреждения связаны с тем, что вредители могут вызывать самосогревание зерна и перемещение влаги в зерновой массе. Вредители способствуют распространению микрофлоры, иногда переносят возбудителей болезней человека или сами вызывают болезни человека и животных.
Гусеницы плодожорки, поражая плоды яблони, выделяют экскременты, в составе которых содержатся вещества, обладающие канцерогенным действием. Эти вещества называют инсектотоксинами. Инсектотоксины - продукты жизнедеятельности вредителей, выделяемые ими при поражении растений и обладающие токсическим (канцерогенным) действием на человека и животных.
Амбарный долгоносик поражает зерно ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и продукты его переработки. Поврежденное зерно непригодно для употребления в пищу, так как может вызывать расстройство органов пищеварения, воспаление кишечника. При поражении зерна малым мучным хрущаком мука становится комковатой, приобретает неприятные вкус и запах. Такая мука вредна для человека и животных и подлежит уничтожению. Личинки зернового точильщика проникают внутрь зерновки, развиваются там, выделяют экскременты. При сильном заражении в зерновой массе накапливается много фекальной пыли, которая имеет медово-плесенный запах, характерный для заражения зерна точильщиком. Зерновой точильщик повреждает зерно пшеницы, риса, овса, ржи, сорго, кукурузы и гречихи. В зерне с повышенной влажностью развивается мучной клещ. Зерно, поврежденное клещом, имеет неприятный медовый запах и вредно для человека. Широко распространенный вредитель гороха - гороховая зерновка. Личинка жука внедряется в горошину и там развивается до жука. Поврежденное зерно, заполненное экскрементами, нельзя использовать в пищу и на корм животным, так как в нем содержится вредный алкалоид - кантаридин.
Для уменьшения повреждения продукции ученые выводят устойчивые к вредителям сорта. Важно тщательно контролировать зараженность различных объектов, предупреждать заражение продукции, создавать условия, исключающие или ограничивающие развитие вредных организмов.
Система профилактических мероприятий, направленных на сокращение потерь продукции от вредителей, должна предусматривать:
♦ хранение зерна и продуктов его переработки только в специальных хранилищах;
♦ полное соответствие таких хранилищ требованиям оптимального хранения продукции;
♦ постоянную очистку и предварительную подготовку хранилищ для хранения продукции;
♦ удаление из хранилищ отходов, сжигание или захоронение их в специально отведенных местах;
♦ максимальную очистку от вредителей и соответствующую обработку продукции перед ее закладкой на хранение.
Рекомендуемые меры по предупреждению заражения продукции вредителями заметно сдерживают расселение вредных организмов и существенно снижают вероятность загрязнения и порчи зерна продуктами жизнедеятельности вредителей.
Приемы снижения негативного действия токсикантов
В результате воздействия техногенных факторов, нарушения технологической и экологической дисциплины на энергетических, промышленных, сельскохозяйственных и других предприятиях более 10 млн. га сельскохозяйственных земель в России в той или иной степени подвержены загрязнению тяжелыми металлами, радионуклидами и другими токсикантами. Значительные площади наиболее загрязненных почв на многие годы безвозвратно выпали из сельскохозяйственного оборота. Однако многолетние исследования, отечественный и зарубежный опыт позволяют рекомендовать производству достаточно выверенные приемы, обеспечивающие полную или частичную рекультивацию загрязненных почв. Это химическая, физико-химическая и биологическая мелиорация, а также специальные агротехнические мероприятия. Использование в качестве мелиорантов известковых материалов, калийных удобрений и других химических средств дает возможность:довести реакцию среды (рН почвы) до уровня, когда подвижные соединения тяжелых металлов, радиоактивных элементов и других токсикантов переходят в недоступную или менее доступную для сельскохозяйственных растений форму;
создать в почвенном растворе повышенную концентрацию элементов-антагонистов (например, калия, фосфора, кальция и др.) и таким образом сократить поступление токсичных элементов в выращиваемые растения;
в результате химической реакции в почвенном растворе перевести токсичные соединения в менее опасные формы.
Физико-химическая мелиорация основана на способности различных мелиорантов адсорбировать токсичные элементы и удерживать их на поверхности или в структуре кристаллической решетки, что в значительной степени блокирует поступление токсикантов в сельскохозяйственные растения. К таким мелиорантам относятся активированный уголь, цеолиты, монтмориллониты, вермикулит и т. д. Примером физико-химической мелиорации может служить использование ионитов, действие которых заключается в обмене ионов нетоксичных элементов (веществ) на токсичные.
Сложилось несколько направлений биологической рекультивации. Среди них выращивание растений - концентраторов токсичных веществ (ежа сборная, волосенец песчаный, гречиха сахалинская и т. д.). С помощью этих растений можно извлекать токсиканты из почвы. Повышение биологической активности почвы в результате внесения органических удобрений, известкования, разуплотнения почвы способствует переводу более токсичных соединений в менее токсичные.
Специальные агротехнические мероприятия включают удаление или глубокую заделку загрязненного слоя, землевание и др.
Рассматривая способы получения экологически безопасной сельскохозяйственной продукции, следует обратить внимание на грамотное использование средств химизации.
Как уже отмечалось, минеральные и органические удобрения, химические мелиоранты, препараты для защиты растений, ретарданты и другие средства химизации влияют на состояние агроэкосистем, а, в конечном счете - на качество сельскохозяйственной продукции. Применять их следует на строго научной основе. Как писал классик отечественной агрохимии Д. Н. Прянишников, избытком химических удобрений нельзя восполнить недостаток агрономических знаний. Необходимо строго соблюдать дозы, способы, сроки, формы внесения удобрений в зависимости от потребности культуры, содержания питательных элементов в почве, также от планируемой урожайности. Во избежание усиления минерализационных процессов, вызывающих снижение содержания гумуса в почве под влиянием минеральных удобрений, целесообразно использовать больше органических удобрений. Оптимальное соотношение органических и минеральных удобрений - 4: 1. При внесении минеральных удобрений, особенно фосфорных, необходимо знать их химический состав (содержание тяжелых металлов фтора, наличие или отсутствие радиоактивных элементов). Для снижения почвенной кислотности, усиливающейся при внесении физиологически кислых удобрений, требуется известкование почв. Особую осторожность следует проявлять при использовании химических средств защиты растений. Здесь необходима осведомленность обслуживающего персонала об экологической опасности пестицидов, а также строгое соблюдение соответствующих технологических регламентов. Должное внимание следует уделять грамотной организации экологически безопасной утилизации отходов животноводческих комплексов. Осуществлявшимся без учета экологических требовании перевод животноводства на промышленную основу негативно повлиял на окружающую природную среду. В результате строительства крупных комплексов по производству молока и откорму скота возникла реальная угроза загрязнения экосистем отходами животноводства и их деградации. И такого рода примерам нет числа. (Например, в Ленинградскойобласти на свинокомплексе «Новый свет» с поголовьем 156 тыс. свиней скопилось порядка 15 млн. м 3 навозной жижи.) Традиционное использование отходов в виде удобрений не всегда экономически оправдано, если их приходится возить на расстояние более 20км от комплекса. Внесение же навоза только на близлежащие поля приводит к загрязнению территории, создавая, в свою очередь, опасность избыточного накопления нежелательных ингредиентов в выращиваемых сельскохозяйственных культурах. Необходимо разбирать «груз» накопившихся проблем утилизации отходов. Крупные животноводческие комплексы необходимо обеспечить навозохранилищами, пунктами по обеззараживанию навозной массы, цехами по приготовлению органических удобрений. Следует выдерживать нагрузки поголовья скота на 1 га; объем навозной жижи, вносимой на 1 га, не должен превышать 50 м 3 в год. Внедрение системы гидросмыва навоза неизбежно приводит к повышению себестоимости продукции. Сказываются в первую очередь затраты на строительство дорогостоящих прудов-накопителей для стоков. (К середине 80-х гг. XX в. обеспеченность такими емкостями в целом по стране составляла менее 20 % потребной.) С точки зрения экологической чистоты продукции более перспективным представляется возврат к подстилочному навозу. Определенное значение для выращивания экологически безопасной продукции имеет использование сточных вод в качестве удобрений и для орошения. Сточные воды содержат много питательных веществ. Вместе с тем в их составе могут находиться различные компоненты, представляющие в результате аккумуляции в растительных объектах опасность для человека. Перед использованием для орошения стоки должны пройти механическую и биологическую очистку, для того чтобы предупредить загрязнение почвы и сельскохозяйственных культур токсичными веществами. Агрохимические и гигиенические требования предусматривают разбавление сточных вод пресной водой, чтобы довести общую минерализацию до 1,5...2 г/л, содержание общего азота - до 150...300 мг/л.