Organohlorīda insekticīdi

Hlororganiskie insekticīdi ir ķīmisku savienojumu grupa, kas satur hlora atomus to molekulās un kurus aktīvi izmanto augu aizsardzībai no dažādiem kaitēkļiem. Šīs vielas ir ļoti toksiskas kukaiņiem, bloķējot galvenos fizioloģiskos procesus, izraisot to nāvi. Hlororganisko insekticīdu piemēri ir tādas vielas kā ddt (dihlordifeniltrihloretāns), aldrīns un hlordāns. Lai gan hlororganiskie insekticīdi kādreiz tika plaši izmantoti, tagad to lietošana vairumā valstu ir ierobežota vai aizliegta to toksicitātes un ilgtermiņa ietekmes uz ekosistēmu dēļ.

Izmantošanas mērķi un nozīme lauksaimniecībā un dārzkopībā

Organisko hloru insekticīdu lietošanas mērķis ir efektīvi kontrolēt kaitēkļu populācijas, kas var radīt ievērojamus zaudējumus lauksaimniecībā un dārzkopībā. Šie insekticīdi ir īpaši efektīvi pret plašu kukaiņu kaitēkļu klāstu, piemēram, mušām, odiem, vabolēm un ērcēm. Tie nodrošina augstu efektivitāti ilgākā laika periodā, padarot tos pievilcīgus kaitēkļu apkarošanai lauksaimniecības kultūrās, piemēram, graudaugos, dārzeņos un augļos. Dārzkopībā organiskos hloru insekticīdus izmanto, lai aizsargātu dekoratīvos augus un kokus no kaitēkļiem.

Tēmas aktualitāte (kāpēc ir svarīgi pareizi pētīt un lietot insekticīdus)

Organisko hlorīdu insekticīdu izpēte un pareiza lietošana ir ļoti svarīga ekoloģiskā līdzsvara un augu veselības uzturēšanai. Nepareiza insekticīdu lietošana var izraisīt kaitēkļu rezistences attīstību, kā arī ekosistēmu, tostarp labvēlīgo kukaiņu un pat dzīvnieku, iznīcināšanu. Izpratne par to darbības mehānismiem, pareizām lietošanas metodēm un iespējamiem riskiem palīdz mazināt negatīvās sekas dabai un cilvēku veselībai, padarot šo tēmu aktuālu agronomiem, dārzniekiem un vides speciālistiem.

Organisko hlorīdu insekticīdu vēsture

Organiskajiem hlora insekticīdiem (ocis) ir bijusi nozīmīga loma kaitēkļu apkarošanas un lauksaimniecības vēsturē, ievērojami veicinot ražas pieaugumu un sabiedrības veselību 20. gadsimta vidū. Šie insekticīdi ir balstīti uz ķīmiskiem savienojumiem, kas satur hloru, oglekli un ūdeņradi, un sākotnēji tika izstrādāti 20. gadsimta sākumā. Tomēr to plaša lietošana ir saistīta ar vides problēmām un toksikoloģiskiem riskiem, kā rezultātā daudzu šo vielu lietošana ir ierobežota un aizliegta dažādās pasaules valstīs.

1. Agrīnie atklājumi un attīstība

Organisko hloru insekticīdu vēsture aizsākas 19. gadsimta beigās un 20. gadsimta sākumā, kad zinātnieki sāka pētīt hlorēto ogļūdeņražu potenciālo izmantošanu kaitēkļu apkarošanā. 1939. gadā Šveices ķīmiķis Pauls Millers atklāja DDT (dihlordifeniltrihloretāna) insekticīdās īpašības, kas bija revolucionārs atklājums, kas veidoja kaitēkļu apkarošanas nākotni. DDT kļuva par pirmo plaši izmantoto organisko hloru insekticīdu, demonstrējot augstu efektivitāti pret plašu kukaiņu klāstu, tostarp odiem, utīm un lauksaimniecības kaitēkļiem. Tas ieguva plašu pielietojumu Otrā pasaules kara laikā, kad to izmantoja, lai apkarotu slimības pārnēsājošus kukaiņus un aizsargātu karavīrus no malārijas.

2. Plaša izmantošana lauksaimniecībā

Pēc Otrā pasaules kara DDT lietošana lauksaimniecībā visā pasaulē strauji paplašinājās. Pēc tā panākumiem tika izstrādāti citi hlororganiskie insekticīdi, piemēram, aldrīns, dieldrīns, heptaklors un hlordāns. Šie insekticīdi bija ļoti efektīvi kaitēkļu apkarošanā un nodrošināja ilgtermiņa aizsardzību, padarot tos populārus lauksaimniecībā. Tos izmantoja kaitēkļu apkarošanai dažādās kultūrās, tostarp kokvilnā, tabakā, dārzeņos un augļos. Hlororganiskie insekticīdi tika izmantoti arī mājsaimniecības kaitēkļu, piemēram, termītu, skudru un prusaku, apkarošanā.

3. Drošības un vides jautājumi

Neskatoties uz to efektivitāti, hlororganisko insekticīdu lietošana radīja jaunas ekoloģiskas un toksikoloģiskas problēmas. Šīs vielas bija ļoti toksiskas ne tikai kukaiņiem, bet arī citiem organismiem, tostarp derīgajiem kukaiņiem, piemēram, bitēm un dzīvniekiem. Par nopietnām problēmām kļuva hlororganisko insekticīdu izturība un spēja uzkrāties ekosistēmās, piesārņojot augsni un ūdeni. Notika arī biomagnifikācija — toksīnu uzkrāšanās barības ķēdēs —, kas izraisīja ievērojamas ekoloģiskas sekas. Šo problēmu dēļ daudzi no šiem insekticīdiem vairākās valstīs tika ierobežoti vai aizliegti, sākot ar 20. gs. septiņdesmito gadu beigām.

4. Mūsdienu pieejas un problēmas

Mūsdienās hlororganiskie insekticīdi joprojām tiek lietoti, taču to pielietojums ir ierobežots stingro vides standartu un drošības apsvērumu dēļ. Kukaiņu rezistences attīstība pret šiem insekticīdiem un to efektivitātes samazināšanās ir kļuvusi par nopietnām problēmām mūsdienu ķīmiskajā augu aizsardzībā. Reaģējot uz šīm problēmām, zinātnieki un agronomi aktīvi izstrādā jaunas stratēģijas un formulas, apvienojot hlororganiskos insekticīdus ar citām kontroles metodēm, piemēram, bioloģisko kontroli un mehāniskajām metodēm.

Tādējādi organisko hloru saturošo insekticīdu vēsture ir ceļš no revolucionāriem atklājumiem un plašas lietošanas līdz vides un toksikoloģisko risku atzīšanai, kas ir novedis pie drošāku un ilgtspējīgāku augu aizsardzības metožu meklēšanas.

Organisko hlorīdu insekticīdi: klasifikācija

1. Pēc ķīmiskās struktūras

Organiskos hlora insekticīdus var klasificēt pēc to ķīmiskās struktūras, kas nosaka to fizikāli ķīmiskās īpašības un aktivitāti pret dažādiem kaitēkļiem:

• Aromātiskie hlororganiskie savienojumi: šīs ķīmiskās vielas satur benzola gredzenu ar hlora atomiem. Piemērs ir ddt (dihlordifeniltrihloretāns), viens no pazīstamākajiem un visplašāk izmantotajiem hlororganiskajiem savienojumiem, lai gan tā lietošana ir ļoti ierobežota vides seku dēļ.
• Acikliskie hlororganiskie savienojumi: šie savienojumi nesatur aromātisku gredzenu un tiem ir lineāra vai sazarota struktūra. Piemērs ir heksahlorcikloheksāns (hch), ko izmantoja lauksaimniecības kultūru aizsardzībai no dažādiem kaitēkļiem.
• Hlorēti ogļūdeņraži: pie tām pieder ķīmiskas vielas, kas satur oglekļa ķēdes, kas piesaistītas hlora atomiem. Piemērs ir hlorbenzols.

2. Pēc darbības mehānisma

Organiskos hlora insekticīdus var klasificēt pēc to ietekmes veida uz kukaiņu organismu. To galvenais darbības mehānisms ir kukaiņu nervu sistēmas bloķēšana:

• Insekticīdi, kas ietekmē nātrija kanālus: šīs vielas traucē nātrija kanālu normālu darbību kukaiņu nervu sistēmā, izraisot paralīzi un nāvi. Piemērs ir ddt.
• Insekticīdi, kas bloķē acetilholīnesterāzi: šīs ķīmiskās vielas bloķē enzīmu acetilholīnesterāzi, kam ir svarīga loma nervu impulsu pārraidē, izraisot nervu pārraides traucējumus un kukaiņu nāvi. Piemērs ir hlorpirifoss.

3. Pēc pielietojuma jomas

Organiskos hlora insekticīdus var klasificēt pēc to pielietojuma jomas:

• Lauksaimniecības insekticīdi: hlororganiskie savienojumi tiek plaši izmantoti lauksaimniecībā, lai aizsargātu kultūraugus no kaitēkļiem, piemēram, laputīm, mušām, vabolēm un citiem kukaiņiem. Piemēri: ddt, heksahlorcikloheksāns (hch).
• Mājsaimniecības insekticīdi: organiskie hlora insekticīdi tiek plaši izmantoti arī mājsaimniecības kaitēkļu, piemēram, prusaku, mušu un odu, apkarošanai. Piemērs: cipermetrīns.

4. Pēc toksicitātes

Organisko hlorīdu insekticīdu toksicitāte var atšķirties atkarībā no to ķīmiskās struktūras un lietošanas metodes:

• Ļoti toksiski produkti: šie insekticīdi ir ļoti toksiski un tiek izmantoti pret kaitēkļiem, kas nodara ievērojamu kaitējumu. Piemēram, DDT ir augsta toksicitāte, kas ierobežo tā izmantošanu lauksaimniecībā un mājsaimniecībās.
• Vidēji toksiski produkti: vidēji toksiski hlororganiskie insekticīdi ietver hlorpirifosu, ko plaši izmanto kultūraugu aizsardzībai.
• Zemas toksicitātes produkti: dažiem hlororganiskajiem insekticīdiem ir relatīvi zema toksicitāte, un tos lieto, ja nepieciešama drošāka alternatīva. Piemērs: permetrīns.

5. Pēc darbības ilguma

Organiskos hlora insekticīdus var iedalīt produktos ar dažādu darbības ilgumu:

• Ilgstošas iedarbības insekticīdi: šīs vielas turpina ietekmēt kaitēkļus ilgu laiku pēc lietošanas. Piemērs ir hch, kas var saglabāties vidē ilgstoši.
• Īsas darbības insekticīdi: šie produkti iedarbojas ātri, bet to iedarbība ātri izzūd. Piemērs: piretroīdi, kas iedarbojas ātri, bet ilgstoši nesaglabājas vidē.

6. Pēc vides stabilitātes

Organiskos hlora insekticīdus var klasificēt pēc to stabilitātes un noārdīšanās vidē:

• Fotostabilas vielas: šīs vielas saglabā savu aktivitāti saules gaismā. Piemērs: ddt.
• Fotonestabilas vielas: šīs vielas ātri sadalās, pakļaujoties saules gaismai, kas ierobežo to izmantošanu atklātās telpās. Piemērs: heksahlorcikloheksāns (hch).

Darbības mehānisms

Kā insekticīdi ietekmē kukaiņu nervu sistēmu

• Organiskie hlora insekticīdi ietekmē kukaiņu nervu sistēmu, traucējot normālu nervu impulsu pārraidi. Tas tiek panākts, bloķējot acetilholīnesterāzi, enzīmu, kas parasti noārda neirotransmitera acetilholīnu pēc tā iedarbības uz nervu šūnām. Tā rezultātā acetilholīns turpina iedarboties uz nervu galiem, izraisot nervu sistēmas hiperstimulāciju, paralīzi un galu galā kukaiņa nāvi.

Ietekme uz kukaiņu metabolismu

• Organiskie hlora insekticīdi ietekmē arī kukaiņu vielmaiņu, novēršot normālu dzīvības procesu regulāciju. Tas izjauc vielu līdzsvaru šūnās, samazina enerģijas apmaiņu un pasliktina kukaiņu spēju vairoties un izdzīvot.

Molekulāro darbības mehānismu piemēri

1. Ietekme uz acetilholīnesterāzi: hlororganiskie insekticīdi inhibē acetilholīnesterāzi, izraisot acetilholīna uzkrāšanos sinaptiskajās spraugās un paralīzi.
2. Ietekme uz nātrija kanāliem: tie arī traucē nātrija kanālu darbību nervu šūnās, izraisot to pastāvīgu atvēršanos, kā rezultātā rodas nekontrolēta jonu plūsma un nervu šūnu stimulācija.

Šīs grupas produktu piemēri

Organisko hlorīdu insekticīdu piemērs ir:

• Ddt (dihlordifeniltrihloretāns): šis insekticīds agrāk tika plaši izmantots malārijas un citu kukaiņu pārnēsātu slimību apkarošanai, kā arī lauksaimniecībā kaitēkļu apkarošanai. Tā priekšrocības ietver ilgstošu efektivitāti un augstu iedarbību pret dažādiem kaitēkļiem. Tomēr tā uzkrāšanās vidē un iespējamā ietekme uz ekosistēmām noveda pie tā aizliegšanas lielākajā daļā valstu.
• Aldrīns: lieto augsnes kaitēkļu, piemēram, kurmju circeņu un citu, apkarošanai. Aldrīns ir ļoti toksisks, īpaši ūdens organismiem, kas ierobežo tā lietošanu.

Priekšrocības un trūkumi

Organisko hlorīdu insekticīdu priekšrocības ietver to augsto efektivitāti un ilgstošo iedarbību. Tomēr to lietošana ir ierobežota rezistences, toksicitātes dzīvniekiem un cilvēkiem, kā arī ilgtermiņa ietekmes uz vidi dēļ.

Ietekme uz vidi

• Ietekme uz derīgajiem kukaiņiem (bitēm, plēsīgajiem kukaiņiem)

Organiskie hlora insekticīdi ir toksiski derīgajiem kukaiņiem, piemēram, bitēm, mārītēm un citiem plēsīgiem kukaiņiem. Tas var samazināt apputeksnētāju populāciju, izjaukt ekosistēmu līdzsvaru un pasliktināt ražas kvalitāti.

• Atlikušo insekticīdu līmenis augsnē, ūdenī un augos

Hlororganiskajiem insekticīdiem ir ilgs pussabrukšanas periods, un tie var ilgstoši saglabāties augsnē un ūdenī, kā rezultātā tie uzkrājas ekosistēmās. Tas var izraisīt ūdens resursu un augsnes piesārņojumu, kā arī ietekmēt augus un dzīvniekus, kas patērē piesārņotus augus.

• Insekticīdu fotostabilitāte un degradācija dabā

Organiskie hlora insekticīdi ir fotostabili, kas nozīmē, ka tie saules gaismā sadalās lēni, turpinot iedarboties un kaitēt ekosistēmai.

• Biomagnifikācija un uzkrāšanās barības ķēdēs

Insekticīdu ilgstošā klātbūtne vidē un to spēja uzkrāties organismos var izraisīt biomagnifikāciju — toksisku vielu uzkrāšanos katrā barības ķēdes līmenī. Tas rada draudus gan dzīvnieku, gan cilvēku veselībai.

Kukaiņu rezistences pret insekticīdiem problēma

• Rezistences cēloņi

Kukaiņi dabiskās atlases rezultātā attīsta rezistenci pret insekticīdiem, kur indivīdi ar mutācijām, kas ļauj tiem izdzīvot insekticīdu iedarbībā, nodod šīs īpašības saviem pēcnācējiem. Laika gaitā šādi kukaiņi kļūst rezistenti pret ķīmiskajām vielām, samazinot to lietošanas efektivitāti.

• Rezistentu kaitēkļu piemēri

Kaitļi, piemēram, Kolorādo kartupeļu vabole, laputis un citi kukaiņi, pēc ilgstošas organisko hlorīdu insekticīdu lietošanas bieži kļūst rezistenti pret tiem.

• Rezistences novēršanas metodes

Lai novērstu rezistenci, ieteicams mainīt insekticīdus ar dažādiem darbības mehānismiem, izmantot drošākas kontroles metodes, piemēram, bioloģisko kontroli, un apvienot ķīmiskās un organiskās augu aizsardzības metodes.

Noteikumi par insekticīdu drošu lietošanu

• Šķīdumu un devu pagatavošana

Ir ļoti svarīgi ievērot insekticīdu šķīdumu pagatavošanas instrukcijas, lai izvairītos no pārmērīgas toksicitātes, kas varētu kaitēt augiem un videi. Ieteicamā deva ir rūpīgi jāievēro, lai novērstu pārdozēšanu.

• Aizsarglīdzekļu lietošana, strādājot ar insekticīdiem

Lietojot hlororganiskos insekticīdus, jāizmanto aizsarglīdzekļi, piemēram, cimdi, aizsargbrilles, maskas un citi individuālie aizsardzības līdzekļi, lai izvairītos no saskares ar ķīmiskām vielām.

• Ieteikumi augu apstrādei (diennakts laiks, laika apstākļi)

Lietošana jāveic no rīta vai vakarā, kad temperatūra nav pārāk augsta, un apstākļos bez lietus vai stipra vēja. Tas palīdz uzlabot produkta efektivitāti un samazināt tā izplatīšanos gaisā.

• Gaidīšanas periodu ievērošana pirms ražas novākšanas

Ir svarīgi ievērot produkta etiķetē norādītos gaidīšanas periodus, lai novērstu ķīmisko atlieku nokļūšanu pārtikas apgādē.

Alternatīvas ķīmiskajiem insekticīdiem

• Bioloģiskie insekticīdi

Izmantojot entomofāgus, piemēram, parazītiskos lapsenes un plēsīgās ērces, tiek nodrošināta videi droša alternatīva ķīmiskajiem insekticīdiem. Bakteriālie produkti, piemēram, Bacillus thuringiensis, arī efektīvi iznīcina kaitēkļus.

• Dabīgie insekticīdi

Dabisko insekticīdu, piemēram, nīma eļļas, tabakas uzlējumu un ķiploku šķīdumu, lietošana samazina nepieciešamību pēc ķīmiskām vielām, nekaitējot ekosistēmai.

• Feromonu slazdi un citas mehāniskas metodes

Feromonu slazdi un mehāniskas ierīces, piemēram, lipīgie slazdi, tiek izmantoti, lai kontrolētu kaitēkļu populācijas bez ķīmisku vielu lietošanas.

Šīs grupas populāru insekticīdu piemēri

Produkta nosaukums	Aktīvā viela	Darbības veids	Pielietojuma joma
Ddt	Dihlordifeniltrihloretāns	Traucē nervu signālu pārraidi	Lauksaimniecība, dārzkopība
Hlordāns	Hlordāns	Bloķē nervu signālu pārraidi	Aizsardzība pret augsnes kaitēkļiem

Riski un piesardzības pasākumi

Ietekme uz cilvēku un dzīvnieku veselību

Organiskie hlora insekticīdi var būt toksiski cilvēkiem un dzīvniekiem, īpaši, ja tos lieto nepareizi. Jāievēro piesardzība, lai izvairītos no saindēšanās.

Insekticīdu saindēšanās simptomi

Saindēšanās simptomi ir galvassāpes, slikta dūša, vemšana un reibonis. Saindēšanās gadījumā nepieciešama tūlītēja medicīniskā palīdzība.

Pirmā palīdzība saindēšanās gadījumā

Saindēšanās gadījumā ar insekticīdiem izskalojiet muti un acis, lietojiet aktivēto ogli un pēc iespējas ātrāk meklējiet medicīnisko palīdzību.

Secinājums

Racionāla hlororganisko insekticīdu lietošana palīdz efektīvi apkarot kaitēkļus, taču ir svarīgi ievērot piesardzību, lai izvairītos no negatīvām sekām veselībai un ekosistēmām. Ir svarīgi pastāvīgi uzraudzīt augu stāvokli un lietot ķīmiskās vielas, ņemot vērā drošas vides un cilvēku veselības aizsardzības metodes.

Bieži uzdotie jautājumi (BUJ)

• Kas ir organiskā hlora insekticīdi?

Hlororganiskie insekticīdi ir ķīmisku vielu grupa, kas satur hlora atomus un tiek izmantota kukaiņu kaitēkļu apkarošanai. Tie ietekmē kukaiņu nervu sistēmu, pārtraucot nervu impulsu pārraidi, izraisot to nāvi. Vispazīstamākais šīs grupas pārstāvis ir ddt.

• Kā darbojas organiskais hlorīds insekticīds?

Organiskie hlora insekticīdi traucē nervu impulsu pārraidi kukaiņos, bloķējot acetilholīnesterāzes, enzīma, kas parasti noārda neirotransmitera acetilholīnu, darbību. Tas izraisa acetilholīna uzkrāšanos, kas noved pie nervu sistēmas hiperstimulācijas un kukaiņa nāves.

• Kādas ir hlororganisko insekticīdu priekšrocības?

Organiskajiem hlora insekticīdiem ir augsta toksicitāte pret kukaiņiem, tie nodrošina ilgtermiņa aizsardzību un ir ļoti efektīvi kaitēkļu apkarošanā. Tie var kontrolēt plašu kukaiņu klāstu un ir efektīvi pat mazās devās.

• Kādi ir galvenie hlororganisko insekticīdu trūkumi?

Galvenais trūkums ir to augstā toksicitāte dzīvniekiem, cilvēkiem un derīgajiem kukaiņiem, piemēram, bitēm. Turklāt hlororganiskie insekticīdi var uzkrāties augsnē, ūdenī un augos, radot ilgtermiņa ietekmi uz vidi.

• Kādi organisko hlorīdu insekticīdu piemēri tiek izmantoti lauksaimniecībā?

Piemēri ir ddt, aldrīns un hlordāns. Šīs vielas tika plaši izmantotas kaitēkļu apkarošanai, taču to lietošana vairumā valstu ir ierobežota vai aizliegta to izturības pret sadalīšanos dabā un toksicitātes dēļ.

• Kāda ir kukaiņu rezistences pret insekticīdiem problēma?

Kukaiņi var attīstīt rezistenci pret insekticīdiem ilgstošas vai atkārtotas lietošanas dēļ. Tas notiek, ja populācijā rodas mutācijas, kas ļauj kaitēkļiem izdzīvot pēc apstrādes ar ķīmisko vielu. Tas samazina insekticīdu efektivitāti un prasa pastāvīgu produktu maiņu.

• Kā var novērst kukaiņu rezistenci?

Lai novērstu rezistenci, ieteicams mainīt dažādus insekticīdus ar atšķirīgu darbības mehānismu, lietot kombinētus produktus un piemērot bioloģiskās kaitēkļu apkarošanas metodes, piemēram, entomofāgus un citus dabiskos ienaidniekus.

• Kādi piesardzības pasākumi jāievēro, lietojot hlororganiskos insekticīdus?

Strādājot ar hlororganiskajiem insekticīdiem, jāizmanto aizsarglīdzekļi, piemēram, cimdi, aizsargbrilles un maskas, lai izvairītos no saskares ar ķimikālijām. Ir svarīgi arī ievērot norādījumus uz iepakojuma par devu un lietošanas laiku, kā arī ievērot gaidīšanas periodus pirms ražas novākšanas.

• Kādas ir hlororganisko insekticīdu briesmas ekosistēmām?

Hlororganiskie insekticīdi var iznīcināt ekosistēmas, nogalinot ne tikai kaitēkļus, bet arī labvēlīgos kukaiņus, piemēram, bites, kā arī toksiski ietekmējot ūdens ekosistēmas. Šīs vielas var uzkrāties augsnē un bioloģiskajās ķēdēs, radot ilgtermiņa ekoloģiskas sekas.

• Vai ir alternatīvas hlororganiskajiem insekticīdiem?

Jā, pastāv vairākas alternatīvas kaitēkļu apkarošanas metodes, tostarp bioloģiskie insekticīdi (piemēram, entomofāgu izmantošana), dabiskie insekticīdi (piemēram, nīma eļļas un ķiploku uzlējumi) un mehāniskās metodes, piemēram, feromonu slazdi. Šīs metodes ir mazāk toksiskas videi un cilvēku veselībai, taču dažās situācijās tās var būt mazāk efektīvas.