K ochraně potravin před znehodnocením nebo zničením škůdci se na celém světě používá více než 1000 druhů pesticidů. Každý pesticid má své vlastní vlastnosti a toxikologické vlastnosti.
Mnoho starších a méně nákladných (patentově nechráněných) pesticidů, jako je dichlordifenyltrichlorethan (DDT) a lindan, může přetrvávat v půdě a vodě několik let. V zemích, které podepsaly Stockholmskou úmluvu z roku 2001, mezinárodní smlouvu zaměřenou na zákaz nebo omezení výroby a používání perzistentních organických polutantů, bylo používání těchto chemikálií zakázáno.
Toxicita pesticidů závisí na jejich zamýšleném použití a dalších faktorech. Například insekticidy jsou pro člověka obvykle toxičtější než herbicidy. V závislosti na dávce, tzn. množství látky působící na člověka, stejná chemická sloučenina může mít různé účinky. Toxicita může také záviset na cestě vstupu do lidského těla, jako je gastrointestinální nebo dýchací trakt nebo přímý kontakt s kůží.
V současné době není žádný z pesticidů schválených pro použití při ochraně potravin v mezinárodním obchodu genotoxický (tj. schopný poškodit DNA, což může způsobit mutace nebo rakovinu). Nežádoucí účinky z expozice těmto pesticidům nastávají pouze při překročení určité bezpečné dávky. Kontakt s velkým množstvím pesticidu může způsobit akutní otravu nebo dlouhodobé negativní účinky na zdraví, včetně rakoviny a poškození reprodukce.
Rozsah problému
Pesticidy jsou jednou z hlavních příčin úmrtí v důsledku otravy, zejména v zemích s nízkými a středními příjmy.
Vzhledem k tomu, že pesticidy jsou z definice toxické a do životního prostředí se uvolňují prostřednictvím záměrných akcí, musí výroba, prodej a používání pesticidů podléhat přísné regulaci a kontrole. Nezbytný je také pravidelný monitoring reziduí pesticidů v potravinách a životním prostředí.
WHO má dva cíle týkající se pesticidů:
- zákaz pesticidů, které jsou pro člověka nejtoxičtější, a také pesticidů, které mohou zůstat v životním prostředí nejdéle;
- ochrany veřejného zdraví stanovením maximálních přípustných hodnot zbytkových koncentrací pesticidů v potravinách a vodě.
Kdo je v ohrožení?
Nejvíce ohroženi jsou lidé, kteří jsou přímo vystaveni pesticidům. Do této kategorie patří pracovníci v zemědělství, kteří postřikují pole pesticidy, a lidé, kteří se během postřiku pesticidy a bezprostředně po něm nacházejí v okolí.
Obyvatelstvo jako celek, tzn. Lidé, kteří nežijí v oblastech, kde se používají pesticidy, jsou vystaveni pesticidům konzumací potravin a vody obsahující tyto chemikálie ve výrazně nižších zbytkových koncentracích.
Prevence a kontrola
Nikdo by neměl být vystaven nebezpečným úrovním pesticidů.
Lidé, kteří ošetřují plodiny pesticidy a aplikují je doma nebo na svých zahradách, by měli používat vhodné ochranné prostředky. Osoby, které nejsou osobně zapojeny do aplikace pesticidů, by se během aplikace a bezprostředně po ní neměly zdržovat v oblasti aplikace.
Potraviny prodávané komerčně nebo darované (např. prostřednictvím potravinové pomoci) musí rovněž splňovat předpisy o pesticidech, a zejména maximální limity reziduí pesticidů. Ti, kteří si pěstují vlastní potraviny, by se měli při používání pesticidů řídit pokyny a nosit ochranné prostředky, jako jsou rukavice a obličejové masky.
Spotřebitelé mohou dále omezit vystavení reziduím pesticidů v potravinách mytím a loupáním ovoce a zeleniny, což také pomáhá snížit expozici dalším potravinovým rizikům, jako jsou patogenní bakterie.
Globální implikace
Populační divize Organizace spojených národů odhaduje, že světová populace dosáhne do roku 2050 9,7 miliardy, což je o 30 % více než v roce 2017. Téměř celý tento demografický růst bude probíhat v rozvojových zemích.
Organizace Spojených národů pro výživu a zemědělství (FAO) odhaduje, že v rozvojových zemích bude 80 % nárůstu produkce potravin vyžadovaného tímto populačním růstem pocházet ze zvýšených výnosů a opětovné výsadby plodin na poli. Dodatečné produkce potravin bude dosaženo pouze o 20 % zvýšením osevních ploch.
Používání pesticidů zabraňuje rozsáhlým ztrátám na úrodě, a proto budou pesticidy i nadále hrát roli v zemědělství. Dopad pesticidů na lidské zdraví a životní prostředí však zůstává předmětem znepokojení.
Používání pesticidů při výrobě potravin, jak pro místní spotřebu, tak pro vývoz, by mělo probíhat v souladu se zásadami správné zemědělské praxe bez ohledu na ekonomickou situaci země. Zemědělci by měli omezit množství pesticidů, které používají, na minimum nezbytné k ochraně jejich plodin.
Za určitých okolností je také možné vyrábět potraviny bez použití pesticidů.
odpověď WHO
WHO je ve spolupráci s FAO odpovědná za posouzení rizika pro lidské zdraví z přímé expozice pesticidům a reziduí pesticidů v potravinách a za doporučení vhodných ochranných opatření proti těmto expozicím.
Hodnocení rizik expozice reziduím pesticidů v potravinách provádí nezávislá mezinárodní skupina vědeckých odborníků, Společné setkání FAO/WHO o reziduích pesticidů (JMPR). Toto hodnocení je založeno na všech údajích předložených k registraci pesticidů po celém světě a také na všech vědeckých studiích publikovaných v recenzovaných časopisech. Po posouzení úrovně rizika SSOP stanoví hodnoty přípustné denní dávky, to znamená ty hodnoty, při kterých množství pesticidů vstupujících do lidského těla potravou po celý život nevede k negativním zdravotním následkům.
Tyto přijatelné hodnoty denního příjmu používají státy a mezinárodní orgány pro řízení rizik, jako je Komise pro Codex Alimentarius (mezivládní orgán, který stanovuje normy pro potraviny) ke stanovení hodnot přijatelné koncentrace reziduí (ARC) pro pesticidy v potravinách. Normy Komise Codex Alimentarius se používají jako referenční normy pro mezinárodní obchod s potravinami, což znamená, že spotřebitelé na celém světě si mohou být jisti, že potraviny, které kupují, splňují uznávané normy bezpečnosti a kvality, bez ohledu na to, kde byly vyrobeny. V současné době byly přijaty normy Komise Codex Alimentarius pro více než 100 druhů pesticidů.
WHO a FAO společně vypracovaly Mezinárodní kodex chování pro nakládání s pesticidy. Tento dobrovolný kodex byl naposledy zveřejněn v roce 2014. Je určen pro vládní regulační orgány, soukromý sektor, občanskou společnost a další zúčastněné strany, aby poskytoval informace o osvědčených postupech pro nakládání s pesticidy ve všech fázích jejich životního cyklu, od výroby až po likvidaci.
- Komise pro Codex Alimentarius
- Mezinárodní kodex chování pro nakládání s pesticidy
- Stockholmská úmluva o perzistentních organických polutantech
Intenzivní používání minerálních hnojiv a pesticidů v zemědělství vede ke každoročnímu uvolňování různých chemikálií do biosféry. V tomto ohledu je mimořádně důležitý problém ochrany životního prostředí, zejména při používání pesticidů.
Metody hodnocení ekotoxikologické situace v oblasti používání pesticidů.
Intenzivní používání minerálních hnojiv a pesticidů v zemědělství vede ke každoročnímu uvolňování různých chemikálií do biosféry. V tomto ohledu je mimořádně důležitý problém ochrany životního prostředí, zejména při používání pesticidů.
Stav životního prostředí v oblasti používání pesticidů lze hodnotit pomocí kritérií chemického a biologického monitoringu.
Chemický monitoring prováděny za použití standardních vysoce citlivých metod pro analýzu reziduí pesticidů. Míra nepříznivosti se stanoví porovnáním skutečně zjištěného množství pesticidů s nejvyšší přípustnou koncentrací (MAC) pro ovzduší, vodu, půdu as nejvyšší přípustnou úrovní (ML) v zemědělských produktech. Na základě získaných dat je vypočítán komplexní ukazatel – maximální přípustné zatížení (MAL) pesticidy pro daný ekosystém.
na biologické sledování Používají některé indikátorové druhy rostlin, které jsou vysoce citlivé na pesticidy a rychle reagují na jejich přítomnost. Používají se i další typy – pesticidní akumulátory, v jejichž těle se hromadí rezidua, která jsou k dispozici pro kvantitativní analýzu. Tato metoda hodnocení je nejvhodnější pro různé ekosystémy.
Chování pesticidů ve vzduchu, vodě, půdě.
Základní požadavky na pesticidy jsou dány jejich chováním v prostředí, působením na škodlivé organismy, člověka, teplokrevné živočichy a chráněné rostliny.
Pesticidy se dostávají do ovzduší především při ošetřování zemědělských plodin, semen a lesů pozemní a leteckou technikou a také v důsledku jejich vypařování z povrchu půdy a vodních ploch.
Stupeň znečištění ovzduší pesticidy závisí na jejich fyzikálních a chemických vlastnostech, teplotě vzduchu, rychlosti větru, velikosti ošetřované plochy a způsobu aplikace. Nejvyšší koncentrace léčiv ve vzduchu je pozorována při maximální teplotě během dne.
Pesticidy jsou z atmosféry odstraňovány srážkami přes difúzi v hraniční vrstvě vzduch-oceán a chemickou degradací.
Ve vzdušné atmosféře může docházet k chemické přeměně pesticidů do stavu méně toxických produktů, především v důsledku hydrolytických reakcí, oxidace vzdušným kyslíkem a ozonem, která je ve většině případů urychlována působením světla (fotolýza). Fotolýza je jednou z hlavních cest transformace relativně perzistentních pesticidů, které se rozptýlí do horních vrstev atmosféry. Procesy hydrolýzy a oxidace hrají největší roli při rozkladu relativně málo perzistentních pesticidů, jako jsou organofosforové.
Z atmosféry se pesticidy a produkty jejich rozkladu dostávají do půdy a vodních útvarů a dále cirkulují v životním prostředí.
Proto se pro použití v zemědělství a lesnictví doporučují pesticidy, které se rychle rozkládají v atmosféře za vzniku netoxických produktů.
Pesticidy se dostávají do otevřených vodních ploch při leteckém a pozemním zpracování zemědělských plodin, půdy a lesů; s deštěm a roztavenou vodou; při ošetřování nádrží za účelem ničení řas, měkkýšů, přenašečů lidských a zvířecích chorob; plevele, stejně jako odpadní vody z chemických závodů.
Ve vodních útvarech podléhají pesticidy hydrolýze, oxidaci a fotolýze; Některé z nich jsou metabolizovány v organismech obyvatel vodních ekosystémů (vodní organismy).
Nejnebezpečnější pro vodní organismy jsou stabilní organochlorové insekticidy s-triaziny, které se mohou hromadit v jejich tělech; Méně škodlivé jsou organofosforové sloučeniny, syntetické pyretroidy a karbamáty, které se snadno rozkládají na netoxické produkty a nacházejí se v malém množství v těle ryb a ve vodě.
Nejméně nebezpečné pro vodní ekosystém je používání granulovaných a mikroenkapsulovaných přípravků a lokální aplikace pesticidů.
V souladu s dobou úplného rozkladu na netoxické produkty ve vodních útvarech jsou všechny pesticidy rozděleny do šesti skupin: 1. – doba rozkladu delší než 18 měsíců; 2. – do 18 měsíců; 3. – do 12 měsíců; 4. – ne více než 6 měsíců; 5. – do 3 měsíců; 6. – méně než 3 měsíce.
Je třeba poznamenat, že mnoho pesticidů je ve vodním prostředí rychle zničeno, takže jejich použití nemá vážné negativní důsledky pro vodní ekosystémy.
Pesticidy, které se dostávají do půdy při aplikaci, stejně jako při zpracování rostlin pozemním a vzdušným zařízením, ničí půdní škůdce, háďátka a půdní fytopatogeny. Navíc je může z povrchu rostlin smýt déšť.
Pesticidy, které jsou v půdě, mohou negativně ovlivnit životně důležitou aktivitu organismů, které ji obývají, mikrobiologické procesy a také schopnost biosféry se samočištění. V závislosti na podmínkách půdního prostředí a fyzikálních a chemických vlastnostech mohou pesticidy zůstat nezměněny a zachovat si svou toxicitu po více či méně dlouhou dobu.
Schopnost pesticidů odolávat rozkladným účinkům fyzikálních, chemických a biologických (biochemických a mikrobiologických) procesů v půdě charakterizuje jejich perzistenci – vytrvalost.
Vysoký stupeň perzistence mají organochlorové sloučeniny, deriváty s-triazinů a močoviny, méně perzistentní jsou karbamáty, organofosforové přípravky a syntetické pyretroidy.
Perzistence pesticidů závisí také na typu půdy, přítomnosti mikroorganismů, formulacích atd. Pesticidy jsou perzistentnější v půdách s vysokým obsahem organické hmoty a frakce bahna; granulované přípravky zůstávají v půdě déle než práškové a tekuté.
Pesticidy se v půdě částečně nebo úplně rozkládají v důsledku fyzikálně-chemických procesů (oxidace, fotolýza, hydrolýza, termolýza), mikrobiologického rozkladu (hlavní cesta rozkladu), absorpce rostlinami a půdní faunou. Detoxikace mnoha pesticidů se také provádí díky adsorpci humusem a jinými koloidy. K odstranění pesticidů dochází v důsledku těkání, odpařování s vodní párou, pohybu za kořenovou vrstvou a vymývání deštěm, taveninou a podzemní vodou.
Vliv pesticidů na biocenózy.
Soubor rostlin, zvířat a mikroorganismů obývajících určitou oblast Země se nazývá biocenózy. V biocenóze jsou organismy sjednoceny společnými požadavky na stanoviště a potravními vazbami. Vyloučení toho či onoho druhu nebo komplexu z biocenózy, narušení potravních řetězců a další podmínky proto způsobují změny v celé biocenóze. Při rozvíjení teoretických a praktických základů metody chemické regulace je nutné vzít v úvahu rysy složitých vztahů živých organismů v biocenózách.
Neustálé používání toxických chemikálií může způsobit smrt nejen škodlivého, ale i užitečného parazitického a dravého (entomofágního) hmyzu, který reguluje populaci škůdců. To vede k narušení přirozených spojení organismů v biocenóze.
V důsledku ničení entomofágů a akarifů dochází k masivnímu přemnožení škůdců, proti kterým byla namířena chemická ošetření. Jsou známy případy hromadného rozmnožování svilušky, svilušky červené, mšice řepné a zelné aj. Včely, čmeláci a další opylovači rostlin hynou při chemickém ošetření pěstovaných plodin. Použití integrovaných ochranných systémů může normalizovat přirozené vztahy organismů v biocenózách.
K otravám ptactva, zejména kuřat, dochází při intenzivním ošetřování zemědělských pozemků pesticidy a porušování pokynů k jejich použití. Zajíci, lišky a další teplokrevná zvířata hynou na polích a v lesích při použití pesticidů. Největší nebezpečí pro ně představují organochlorové a organofosforové sloučeniny.
Když se pesticidy vyplaví z půdy během dešťů, mohou skončit ve vodních plochách. Při ošetřování polí a lesů pesticidy došlo k masivnímu úhynu ryb: síh, lipnatci, lososi; léky se navíc hromadí v rybích tkáních a vodní vegetaci. Organofosforové sloučeniny, syntetické pyretroidy a většina pesticidů jsou pro ryby méně toxické než sloučeniny dinitrofenolu a chlorované benzeny.
Lidé přicházejí do styku s pesticidy při polních pracích a pozemcích v domácnosti. K jejich poškození může dojít přímým kontaktem s drogami – přes kůži, sliznice úst, nosu, dýchací cesty a s potravou se mohou do lidského těla dostat i gastrointestinálním traktem. Při vstupu do krve jsou toxické látky přenášeny do jednotlivých orgánů. V těle procházejí jedy chemickými přeměnami (oxidace, hydrolytické štěpení a další procesy). V některých případech se jed neutralizuje, v jiných se přeměňuje na toxičtější sloučeniny. Játra hrají důležitou roli v procesu neutralizace jedů.
V lidském těle se jedy mohou hromadit nejvíce v tukové tkáni a játrech. Pokud je množství jedu uvolněného z těla (ledvinami, gastrointestinálním traktem, kůží, plícemi) menší než množství přijaté za stejnou dobu, jed se v těle hromadí. Hromadění jedu při opakovaných příjmech v krátkých časových intervalech se nazývá kumulace. Materiálová kumulace mají organochlorové a rtuťové pesticidy. Kromě materiálové kumulace může být funkční, kdy se nehromadí samotný jed, ale výsledek jeho působení na buňku do určitého prahu citlivosti buňky. Některé organofosforové přípravky mají funkční kumulace, vázající enzym cholinesterázu v těle.
U lidí může být otrava pesticidy akutní nebo chronická. Při akutní otravě se do těla okamžitě dostane velká dávka jedu, která způsobí narušení jeho funkcí se specificky výraznými příznaky. Chronická otrava nastává při dlouhodobém opakovaném příjmu malých dávek jedu, které se mohou hromadit.
Kromě toxických účinků mají pesticidy kožní resorpční, blastomogenní a další negativní účinky na člověka a teplokrevné živočichy, které jsou podrobně popsány v hygienické klasifikaci pesticidů.
Vliv pesticidů na chráněné rostliny.
Při použití pesticidů je důležitý jejich vliv na chráněné rostliny. Závisí na normě, způsobech aplikace, fyzikálně-chemických vlastnostech pesticidů, druhové charakteristice rostlin a podmínkách prostředí.
Účinek pesticidů se projevuje jejich stimulačním (pozitivním) nebo fytocidním (škodlivým) účinkem. Stimulační účinek je pozorován za podmínek, které zajišťují aktivní metabolismus (optimální teplota, vlhkost, intenzita osvětlení, normální přísun živin). Stimulace růstu a vývoje rostlin vlivem pesticidů se nazývá chemická stimulace. Vede ke zvýšení výnosu.
Vysoká spotřeba léků nebo opakovaná ošetření mohou inhibovat životně důležité procesy rostlin, zejména za nepříznivých podmínek růstu. Při nesprávném použití mohou mít pesticidy na rostliny fytocidní účinek. Některé léky, šířící se cévním systémem rostlin, způsobují otravu rostlin. Působení ostatních je omezeno na poškození jednotlivých orgánů nebo oblastí tkání (lokální působení). Fytocidní účinek se projevuje změnou barvy jednotlivých rostlinných orgánů. Na listech se tvoří hnědé nebo tmavé třešňové skvrny, které zasychají, pletivo se perforuje, listy se deformují a opadávají. U víceletých plodin mohou účinky pesticidů trvat několik let. Projevuje se tím, že ovocné stromy špatně kvetou a nenormálně se vyvíjejí. Každá droga má svůj specifický účinek na různé rostlinné orgány. Mladé orgány jsou náchylnější k fytocidním účinkům pesticidů.
Účinek pesticidů na rostliny je dán anatomicko-morfologickými, biologickými a fyziologicko-biochemickými vlastnostmi jednotlivých druhů rostlin. Struktura epidermis, celistvost kutikuly, přítomnost chlupatosti a voskového povlaku určují zadržování jedů na rostlině, průnik a stupeň jejich působení. Okurka a meloun jsou citlivější na škodlivé účinky pesticidů než fazole, slunečnice a mrkev. Obiloviny a luštěniny jsou poměrně odolné.
Některé jedy, které pronikají do rostliny a pohybují se cévním systémem, se mohou koncentrovat v určitých orgánech a tkáních rostlin. Ke vstřebávání toxických látek dochází jak přes nadzemní orgány, tak i přes kořenový systém z půdy.
Je charakterizována srovnávací toxicita pesticidů pro chráněné rostliny a škůdce koeficient chemoterapie (HC), který je vyjádřen jako poměr minimální dávky pesticidu (D1), jehož použití působí na škodlivý organismus, do maximální dávky (D2), nesená chráněnou rostlinou:
Jako pesticid lze použít pouze chemickou sloučeninu s CA menším než jedna.
Pro sadu herbicidů index selektivity (IS), což je poměr dávky, při které je výnos mírně snížen, k dávce, která ničí většinu plevelů. Ukazuje, kolikrát je dávka, která způsobí výrazné snížení napadení, menší než dávka, která má fytotoxický účinek na kulturní rostliny. Poměr dávky, která způsobí 20% snížení výnosu pěstovaných rostlin, k dávce, která způsobí 80% zničení plevelů, se běžně považuje za jeden. V důsledku toho, čím větší jednotky IS, tím vyšší je selektivita herbicidu.
