POLUAREA  SOLULUI  CU  PESTICIDE

INTRODUCERE

Prin pesticide se înţeleg orice substanţe sau amestec de substanţe, inclusiv amestecurile acestora cu ingrediente, destinate utilizării în agricultură, silvicultură, în spaţiile de depozitare, precum şi în alte activităţi, în scopul  prevenirii, diminuării, îndepărtări sau distrugerii dăunătorilor, agenţilor fitopatogeni, buruienilor şi altor forme de viaţă animală sau vegetală, inclusiv a virusurilor dăunătoare plantelor şi animalelor domestice sau folositoare, a insectelor şi rozătoarelor purtătoare de maladii transmisibile la om, precum şi produsele utilizate pentru reglarea creşterii plantelor, defolierea sau desicarea acestora.          De fapt, pesticidele sunt substanţe toxice, adică substanţe care,după pătrunderea în organism într-o doză relativ ridicată odată sau de mai multe ori într-o perioadă foarte scurtă, sau în doze mici repetate timp îndelungat, provoacă în mod temporar, trecător sau permanent, afectări ale uneia sau mai multor funcţiuni, afectări care pot să meargă până la anihilarea completă sau să ducă la moarte.

În procesul de combatere, pesticidele parcurg diferite căi în  ecosisteme. Un loc particular îl ocupă pesticidele cu persistenţă mare,greu biodegradabile, îndeosebi cele organo-clorurate. În cazul erbicidelor, fracţia utilă este de 5-40%. De fapt, această cantitate extrem de mare, nefolosită, din punct de vedere al combaterii, creează toate problemele ecologice cunoscute, de unde necesitatea de a asigura o agro-disponibilitate cât mai mare a pesticidelor.

I. POLUAREA SOLULUI CU PESTICIDE

Pesticidele, odată ajunse în sol, pe lângă acţiunea lor asupra bolilor, dăunătorilor, buruienilor, îşi extind acţiunea şi asupra microorganismelor, astfel că apar modificări cantitative şi calitative atât în structura populaţiei edafice, cât şi în activităţile fiziologice. Importanţa cunoaşterii acestor modificări este susţinută atât de cerinţele unei agriculturi ştiinţifice, cât şi de cele ale protecţiei ecosistemelor edafice. În acest context, cunoaşterea influenţei pe care pesticidele o au asupra proceselor biochimice ce se desfăşoară în sol se impune ca absolut necesară. De asemenea, s-a pus în evidenţă influenţa negativă asupra microorganismelor de-nitrificatoare şi procesului de denitrificare din sol.

Referindu-se la afectarea posibilă a microorganismelor de către reziduurile de substanţe active din sol, Anderson şi Domsch{1976}, arată că aceasta este o particularitate  ecologică a microorganismelor de a fi expuse permanent la catastrofe naturale, pierind odată cu acestea. Acestea se manifestă de exemplu, în cazul modificărilor rapide ale temperaturii sau ale gradului de saturaţie cu apă a solului. De aceea, sunt foarte frecvente reducerile densităţii populaţiei de microorganisme cu 50% şi mai mult.

La reparaţia factorilor favorabili ai mediului înconjurător are loc dublarea populaţiei la fiecare 10 zile, astfel încât, a o scădere a densităţii la 12,5% faţă de nivelul iniţial, în timp de 30 de zile se poate constata o restabilire de 100%. În consecinţă, au fost propuse drept criterii reducerea absolută a populaţiei şi întârzierea regenerării densităţii iniţiale a populaţiei acordându-se importanţă mai mare întârzierii decât valorii absolute a scăderii populaţiei.

În acest caz, se indică drept regulă a regenerării:                - o durată de 30 de zile se poate neglija;

                - o durată de 60 de zile este tolerabilă;           - intervalele mai mari de 60 de zile încât sunt critice, care reflectă, de fapt, forme de manifestare a unor fenomene de poluare a solului.

II. CLASIFICAREA PESTICIDELOR ŞI FORMA DE APLICARE

În funcţie de destinaţia pesticidelor, acestea se pot împărţi în următoarele grupe: 

I.ZOOCIDE- mijloace pentru combaterea dăunătorilor animali: 1.Insecticide- mijloace de combatere a insectelor. 2.Rodenticide – mijloace de combatere a rozătoarelor. 3.Moluscocide – mijloace de combatere a moluştelor. 4.Nematocide – mijloace de combatere a nematozilor. 5.Larvicide – mijloace de combatere a larvelor. 6.Aficide – mijloace de combatere a afidelor. 7.Acaricide – mijloace de combatere a acarienilor. 8.Ovicide – mijloace de distrugere a ouălor de insecte şi acarieni.         II.FUNGICIDE ŞI FUNGISTATICE – mijloace de combatere a ciupercilor cu bactericidele şi virocidele.         III.ERBICIDE – mijloace de combatere a buruienilor.        IV.REGULATORI DE CREŞTERE -  mijloace care stimulează sau inhibă procesele vitale la plante:1.Desicante – mijloace de uscare a plantelor înainte de recoltare.2.Defoliante – mijloace de defoliere a plantelor.3.Deflorante – mijloace de înlăturare a cantităţii excesive de flori.        V.ATRACTANTE – mijloace de ademenire.        VI.REPELENTE – mijloace de respingere.

Pesticidele sunt aplicate sub diferite forme ca: prafuri, pulberi, granule, capsule, soluţii, suspensii, aerosoli, spume, gaze, vapori, paste etc.Acumularea reziduurilor de pesticide în sol are loc pe mai multe căi: - în urma aplicării directe pe/sau în sol;

-         ajungerea pe sol a unei mari cantităţi din produsele destinatetratării părţilor aeriene ale plantelor;

-         ajungerea pe /sau în sol a resturilor vegetale şi animale încărcate cu reziduuri de pesticide;

-         ajungerea pe/sau în sol a pesticidelor purtate de aer prin căderi directe de praf din atmosferă sau prin spălarea atmosferei de către precipitaţii.

III. COMPOSTAREA PESTICIDELOR ÎN SOL

În general, solul acţionează ca un receptor şi rezervor pentru pesticide, în care, fie că acestea se degradează, fie că, în mod treptat, sunt dispersate în mediu sau translocate în plante, unele putând, totuşi persista în sol mulţi ani de la aplicare.

Pesticidele, substanţe fin dispersate, în sol sunt supuse la numeroase influenţe, abiotice şi biotice, care determină comportarea şi, în final, mineralizarea lor.            Adsorbţia. Adsorbţia pesticidelor, în sol este un fenomen complex, influenţat de numeroşi factori. Adsorbţia are un rol important în mişcarea pesticidelor în sol şi se referă la reţinerea temporară a pesticidelor în fază de vapori, dizolvate sau în suspensie la suprafaţa particulelor de sol. Un rol deosebit de important în adsorbţia pesticidelor îl au argilele şi materia organică din sol care alcătuiesc ,,complexul coloidal” al solului.

Mecanismele de adsorbţie au la bază diferite tipuri de legături create între moleculele de pesticide şi coloizii solului prin intermediul soluţiei solului. Principalele mecanisme ale adsorbţiei pesticidelor de către sol cuprind :

1.Adsorbţia prin forţe van der Waals: care sunt implicite în adsorbţia pesticidelor ne-ionice a moleculelor în stare nedisociată pe adsorbanţii din sol.

2.Adsorbţia prin legătură hidrofobă: responsabilă pentru reţinerea pe zonele hidrofobe ale materiei organice din sol a pesticidelor nepolare sau compuşi ale căror molecule au porţiuni nepolare în proporţie semnificativă faţă de partea polară.

3.Adsorbţia prin legătură de hidrogen: care reprezintă un tip special de interacţiune în care atomul de hidrogen formează o punte între doi atomi cu electroni negativi.

4.Adsorbţia în transfer de sarcină: are loc prin transferul electronilor de la un donor bogat în electroni la un acceptor cu deficit de electroni.

5.Adsorbţia prin schimb ionic: care are loc în cazul compuşilor prezenţi sub formă de cationi sau a acelor compuşi care, prin protonare ,capătă sarcina pozitivă.

6. Adsorbţia prin formarea de legături de coordonaţii prin schimb de liganzi: care are loc în cazul când ionii metalelor de tranziţie pot constitui centru de adsorbţie la suprafaţa argilelor din sol şi este foarte importantă pentru comportarea unor pesticide în sol.         Circulaţia pesticidelor în sol

Mişcarea pesticidelor în sol are loc în soluţie, prin volatizarea sau odată cu deplasarea particulelor coloidale pe care sunt adsorbite. Migrarea în sol, în stare de soluţie, este dependentă atât de procesele de difuzare, cât şi de cele de transport de masă. Însumarea proceselor de difuziune şi de transport în masă determină rata de migrare a pesticidelor în sol.         -mişcarea prin difuziune moleculară - care se produce pe baza gradientului de concentraţie.         -mişcarea prin transport de masă - care are loc odată cu migrarea apei sau particulelor de sol cu care moleculele de pesticide sunt asociate

IV. DEGRADAREA PESTICIDELOR ÎN SOL

Pesticidele ajunse în sol sunt supuse unor factori variaţi care influenţează  atât etapa care asigură eficacitatea acestora cât şi faza în care produsul nu mai este util şi devine reziduu. Odată ajunse în sol, pesticidele sunt supuse degradării, un fenomen 

amplu care joacă un rol important în disiparea multor substanţe de acest fel. Degradarea pesticidelor este determinată de factori şi procese abiotice şi biotice.

Degradarea abioticăÎn sol, pesticidele suferă transformări chimice în urma reacţiilor cu compuşi organo-minerali ai solului. Proprietăţile fizice şi chimice ale solului sunt factorii cei mai importanţi care influenţează transformarea pesticidelor în sol.

 Degradarea bioticăNumeroase lucrări subliniază rolul microorganismelor din sol în descompunerea pesticidelor, precum şi faptul că sunt puţine substanţe active care să nu fie degradate pe cale biologică. Unele substanţe active din pesticide pot servi ca sursă de azot şi carbon pentru microorganismele din sol. Într-o sinteză  asupra degradării biologice a erbicidelor {Ghinea,1978} citează rolul microorganismelor din sol într-o serie întreagă de procese de degradare, printre care, beta oxidarea, de-halogenarea şi deschiderea ciclurilor.

V. PERSISTENŢA REZIDUURILOR DE PESTICIDE ÎN SOL

Se consideră reziduu de pesticid în sol orice substanţă sau amestec de substanţe care se găseşte pe sau în sol ca urmare a folosirii unui pesticid. Îngrijorarea privind efectele pe termen lung a reziduurilor de pesticide în sol a scos în evidenţă ideea că persistenţa unei substanţe chimice este un indicator cuantificabil care reprezintă rezistenţa acestuia la degradare.

Pentru scopurile noastre, termenul ,,persistenţă’’ înseamnă  perioada de existenţă în sol a unui pesticid dat, care poate fi exprimată în unităţi de timp. În ce priveşte persistenţa, se foloseşte larg conceptul de perioadă de înjumătăţire, adică timpul

necesar pentru ca să dispară 50% din pesticid.  Persistenţa unui pesticid în sol depinde de o multitudine de factori condiţii cum sunt : conţinutul de materie organică, natura şi conţinutul mineralelor argiloase, pH, microflora şi microfauna din sol, temperatură, capacitate de schimb ionic, practicile culturale, expunerea la vânt şi lumină, precipitaţii.   Peste toate acestea, rolul cel mai important îl are natura chimică a pesticidului. Având în vedere pericolul potenţial de poluare a solului şi a mediului datorită pesticidelor cu remanenţă mare, s-a trecut la utilizarea de pesticide uşor degradabile cum sunt : insecticidele carbamice, cele mai multe insecticide organo-fosforice,insecticidele piretroide.

Totuşi, unele din pesticidele uşor degradabile sunt caracterizate de produşi de degradare care pot persista în sol până la câteva luni şi pot fi foarte toxici, fapt de care trebuie să se ţină seama riguros în folosirea lor în producţia vegetală.

VI. DEPOLUAREA SOLULUI DE REZIDUURI CU PESTICIDE

În condiţii normale, decontaminarea are loc lent, ca urmare a cultivării solului sau a condiţiilor climatice. În acest scop, se apelează la diverse procedee în funcţie de compoziţia chimică a pesticidului, gradul de încărcare a solului şi caracteristicile acestuia, plantele cultivate şi tehnologia de cultură. Astfel pentru reducerea activităţii  Nitralinului  dau Fluometuronului, se încorporează în sol cărbune activat.

Produsele Difenamid, Dicamba şi Ambien sunt degradate în sol dacă se administrează un anumit mediu de cultură microbian.

Procedeele de depoluare mai rapidă sunt cele pe bază de administrare în sol de adjuvanţi, produse care reţin sau degradează pesticidele.

Alte măsuri de depoluare a solului se sprijină pe capacitatea porumbului, sorgului, trestiei de zahăr, ca şi a unor buruieni, de a dfepolua solul de reziduuri de Atrazină prin absorbţie şi degradare metabolică.

Procesul de degradare a Atrazinei ar putea decurge mai rapid dacă s-ar îmbina următorii factori : hibrid timpuriu cu viteză de creştere, doze mari de îngrăşăminte organice şi chimice, densitate corespunzătoare pentru a extrage cantitatea de Atrazină reziduală din sol. În acest fel, procesul de depoluare ar putea fi intensificat şi redus la o perioadă de 60-70 zile.

Pe baza unor cercetări ample, s-au realizat metodele matematice în vederea prognozării dinamicii pesticidelor în agro-ecosisteme, luându-se în considerare factorii de mediu care permit cunoaşterea concentraţiei unui pesticid în agro-ecosistem la un moment dat. În acelaşi scop, se elaborează hărţi privind aplicarea pesticidelor şi condiţiile de depoluare la care se iau în considerare o serie de criterii, pe bata cărora se stabilesc următoarele grupe :

Cele mai toxice, care însumează peste 21 puncte.Mijlociu toxice, 21-24 puncte.Relativ slab toxice, sub 13 puncte.

Concluzii

Ideal ar fi ca pesticidele folosite să se epuizeze odată cu realizarea scopului realizat. Dar alături incontestabilele avantaje ale pesticidelor, acestea prezintă şi o serie de dezavantaje. Fiind toxice pentru o formă de viaţă, pesticidele reprezintă un risc de nocivitate pentru om, animale domestice, vânat, păsări, microfloră.

Totodată, folosirea îngrăşămintelor organice naturale şi a altor reziduuri organice contribuie nu numai la ridicarea fertilităţi solului şi la ocrotirea mediului ambiant.Trebuie odată de asemenea o mai mare atenţie utilizări biopreparatelor pentru bacterizarea  seminţelor de leguminoase, în vederea economisiri îngrăşămintelor cu azot.

Cu toate acestea, dacă dorim întradevăr să reducem riscul pe care îl prezintă diversitatea crescândă de produse chimice în desinteză  eliberate în mediu, trebuie să regândim unele din noţiunile de bază referitoare la dezvoltare industrială. Aceasta ar permite înlăturarea sau cel puţin diminuarea considerabilă  a uneia dinte cauzele majore care întreţine şi accentuează procesele de deteriorare a sistemului ecologice care produc o serie de bunuri şi servicii necesare dezvoltări societăţii umane.