На основании экологического закона «Физико-химического единства живого вещества» Вернадский В.И. «Что вредно для одних видов существ, то вредно и для других».

Благодаря кумулятивным свойствам пестициды циркулируют в объектах внешней среды и накапливаются в живых организмах, это свидетельствует о том, что химические средства защиты растений оказывают отрицательное действие на организм, вызывая функциональные и морфологические изменения что, в конечном счете может привести к гибели животных.

Мировая практика применения пестицидов свидетельствует о том, что они несут в себе потенциальную опасность, нетоксичных для человека пестицидов нет. Пестициды чрезвычайно токсичны для животных и человека. Большинство пестицидов относится к синтетическим соединениям - кинобиотикам, т.е. веществам, чуждым биосфере.

Основными элементами экологической характеристики пестицидов являются их:

Ядовитость- для теплокровных, выражающаяся в единицах ЛД₅₀.

персистентность - продолжительность срока полного разложения пестицида в днях.

ПДК – предельно допустимая концентрация токсичных веществ для атмосферы, гидросферы, почвы.

ПДК в продукции.

Учитывая эти показатели, специалист может рассчитать максимальную дозу применения конкретного пестицида в конкретных условиях, а также возможность и сроки повторного применения в случае отсутствия эффекта при первом. Поскольку ПДК является главным связующим звеном в миграции пестицидов или их остатков, все расчеты можно связывать с содержанием пестицидов именно в этой среде.

Для расчетов пользуются формулой В.А. Касатикова:

            А = (ПДК_х – Ф_х) 3 10⁶ к, где

 А – допустимое количество вносимого загрязнителя                         

ПДК_х- ПДК вносимого загрязнителя в мг/ кг

3 10⁶ кг – масса пахотного горизонта в 1га выраженное в кг

к – понижающий коэффициент, определяемый качеством почвы или загрязнителя.

Понижающий или повышающий коэффициент к для пестицидов определяется количеством или долей пестицида, попадающего в почву при обработке. Например, при опудривании фунгицидом семян перед посевом в почву попадает 100% фунгицида, тогда к=1, при опрыскивании посевов гербицидами в почву попадает 20-80% гербицида, значение «к» колеблется от 5 до 1,25, чем меньше пестицида попадает в ПДК, тем выше значение «к».

 Экологическая оценка уровня загрязнения и степени влияния пестицидов на животный мир

Для экологической оценки уровня загрязнения и степени влияния пестицидов на животный мир, прогнозирования и предупреждения патологических состояний и хронических отравлений диких животных реальным количеством пестицида, циркулирующего в естественной среде, необходим качественный и количественный контроль за содержанием пестицидов в различных объектах окружающей среды. Существующие химические методы определения остаточных количеств пестицидов либо громоздкие и дорогостоящие, либо полуколичественные. Поэтому ускорить решение поставленной задачи может изыскание биологических индикаторов.

Биоиндикатор это группа особей одного вида или сообщества по наличию, состоянию и поведению которого судят об изменениях в среде, в т.ч. о поступлении и концентрации загрязнителей.

В качестве оценки критериев загрязненности и выбора индикатора используются следующие тесты: экологический, химический, физиологический и коэффициенты кумулятивной емкости органов, метаболизма и удельной суммарной пестицидной нагрузки.

Экологический тест

Мышевидные грызуны занимают значительное место в экосистемах, являются доступными для исследований и благодаря высокой численности и отсутствию миграции на большие расстояния, а быстрая смена поколений этих животных позволяет изучить последствия применения пестицидов. Грызуны являются объектом питания других групп животных и, таким образом, являются важным звеном в трофической цепи биогеоценоза. Установленные уровни загрязнения мышевидных грызунов и других видов животных позволяют выявить некоторые закономерности поведения и трансформации химических веществ в естественной среде, а также в дальнейшем помогут изучить не только направленность и характер распределения, превращения пестицидов в пищевых цепях, но и выявить нарушения в различных экосистемах. Быстрая смена поколений этих животных дает возможность изучить отдельные последствия применения пестицидов. Наличие стойких пестицидов в эмбрионах мышевидных грызунов и содержание их в органах указывает на циркуляцию и возможный токсический эффект в организме теплокровных в течение всего жизненного цикла. Загрязнение пестицидами влияет на плодовитость, рост и развитие молодняка, морфологическое состояние организма. Мышевидных грызунов используют в качестве индикаторов загрязнения природной среды стойкими пестицидами.

Процесс накопления пестицидов на каждом трофическом уровне тесно связан с аналогичными процессами других уровней. Для иллюстрации такой связи предлагается схема трансформации пестицидов компонентами биоценоза с учетом трофического и энергетического уровней животных.

В схеме 1(прилож. 3) стрелками указано перемещение пестицидов от потребляемого компонента к потребителю. Содержащиеся в воде и почве пестициды поступают в растения. При этом концентрация токсикантов в растениях возрастает по отношению к воде и почве на целый порядок. Из растений, воды и частично почвы пестициды трансформируются в организм мышевидных грызунов и другие звенья трофической цепи (пищевые конкуренты, враги). На этих трофических уровнях содержание пестицидов в десятки раз превышает их содержание в воде и почве. Максимальное количество пестицидов накапливается в организме хищников. Предложенная схема трансформации пестицидов позволяет произвести расчет показателей соотношения концентрации пестицидов в организме биоиндикаторов и других видов животных, обитающих в одном биоценозе.

Химический тест

В качестве химического теста, определяющего характер распределения и накопления пестицидов в организме, следует использовать содержание ядов и частоту их обнаружения в различных органах изучаемого индикаторного вида. Выбор теста производится по показателям частоты обнаружения, которая выражается в процентах отношения количества положительных проб (содержащих пестицид) к общему количеству проведенных анализов по каждому органу.

Частота обнаружения ДДТ и ГХЦГ в организме мыши полевой Таблица 2.

Наряду с этим в одном биотоке отбирают пробы диких видов животных, трофически связанных с мышевидными грызунами, пробы почвы, воды, растений различных видов, с участков обитания животных для установления уровня их загрязнения пестицидами, поскольку последние оказывают влияние на биологические процессы в почве, исследуемых растениях, а также животных, питающихся этими растениями.

По показателям накопления хлорорганических пестицидов и частоте их обнаружения рекомендуем использовать для индикации полевку обыкновенную и мышь лесную. Для ртутьпроизводных препаратов мышь полевую.