3. Применение агрохимикатов и генной инженерии в с/х, их значение в пищевой промышленности.

Известно, что объем мирового производства продуктов питания не является достаточным для удовлетворения биологической потребности населения Земли. Если рост народонаселения на Земле будет соответствовать имеющимся прогнозам, то за ближайшие 30—40 лет мировое производство продуктов питания в год должно удвоиться (сейчас на Земле проживает, по данным ООН, около 6.9 млрд. человек). Предполагают, что к 2100 году население Земли достигнет 10—11 млрд. человек. Однако такой прирост мирового производства продуктов питания является лишь программой минимум. Желательно, чтобы за этот срок производство продуктов питания возросло в 2-4 раза. Такова стратегия развития сельского хозяйства в мире. Новых земель будет распахано немного, так как земля, пригодной для сельского хозяйства, остается все меньше и меньше. Предполагается, что прирост продуктов питания на 80 % будет осуществляться за счет увеличения продуктивности сельского хозяйства, а не за счет расширения площадей. Так называемая урожайность сейчас достигает лишь 10—40 % от максимально возможной на сегодняшний день. Интенсификация сельского хозяйства является насущной проблемой сегодняшнего дня во всем мире. Один из путей повышения урожайности — это внедрение химии в сельское хозяйство. Например, по-видимому, без защиты растений, основанной в основном на применении пестицидов, мировой урожай составлял бы лишь 70 % того, что должны были бы получить в действительности. Поиски новых источников и резервов питания, совершенствование сельскохозяйственного производства и пищевой индустрии порождают поток неизвестных ранее веществ — гербицидов, инсектицидов, стимуляторов роста, пищевых добавок, консервантов и т.д. Использование химических средств постоянно возрастает. Так ежегодно в мире производится примерно 1.25 млн. т ядохимикатов. Основная характерная черта современной цивилизации - стремление получить в наикратчайшие сроки максимальную прибыль, обнаруживается и в сельском хозяйстве. Стремление получать как можно более высокие урожаи путем химизации не должно быть причиной деградации сельского ландшафта. К сожалению, применение агрохимикатов часто проводится непродуманно, с забвением тех опасностей, которые подстерегают человека, нанося ущерб его здоровью. В результате многие сельскохозяйственные продукты имеют качественные изъяны. Надо знать, что в питании человека качество нельзя подменять количеством. Поэтому не случайно в настоящее время широко обсуждается проблема загрязнения продуктов питания нитратами, пестицидами и другими опасными соединениями. В последнее время получает широкое применение генетическое модифицирование продуктов сельского хозяйства, с целью уничтожения их природных изъянов, увеличения плодородности и пищевой ценности. Но, так же как и применение химикатов, данный процесс зачастую непродуман.[3, c.154-155]

3.1. Пестициды и их влияние

Из применяемых в сельском хозяйстве химических средств наибольшую опасность, с точки зрения загрязнения продуктов питания и влияния на здоровье населения, представляют пестициды — вещества химического и биологического происхождения, предназначенные для уничтожения сорняков, насекомых, грызунов, возбудителей болезней растений и паразитов животных, а также используемые для уничтожения листьев и в качестве регуляторов роста животных. Пестициды составляют основное ядро загрязнителей окружающей среды.

Пестициды — это собирательное понятие, объединяющее все химические средства борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. К числу пестицидов относятся инсектициды, вызывающие гибель насекомых, другие предназначены для уничтожения сорных растений (гербициды), возбудителей грибковых заболеваний , вредных грызунов (зооциды) т. д. К пестицидам относятся и химические вещества для удаления листьев, подсушивания растений, применяемые для облегчения механической уборки урожая хлопчатника, картофеля и других культур. Инсектициды убивают насекомых, проникая в их организм через кишечник или дыхательные пути, а также контактным способом, воздействуя через внешний покров. Пестициды применяют в настоящее время в сельском хозяйстве для борьбы с болезнями и вредителями растений и животных, а также в целях уничтожения сорных растений. Тысячи тонн разнообразных химических веществ разбрасывается ежегодно на полях и лугах, в садах и виноградниках для того, чтобы предохранить урожай от вредителей и болезней, уничтожить сорную растительность и кустарник. Использование пестицидов оправдано, так как значительная часть урожая теряется за счет заболеваний сельскохозяйственных культур. Принято считать, что 10—30 % от общего количества сельскохозяйственных продуктов человечество теряет за счет различных болезней растений еще до того, как урожай будет собран. Тридцать тысяч возбудителей болезней паразитируют на трех тысячах растений. Если же учесть не только вред от паразитов, включая насекомых, но и сорняки, то потери в сельском хозяйстве еще до сбора урожая составляют от 25 до 54 %. Поэтому, вероятно, правы ученые, что не применять пестициды нельзя, так как сегодня это практически единственный способ борьбы с вредителями сельского хозяйства. Вместе с тем пестициды нарушают равновесие в экологической системе между отдельными видами и различными представителями флоры и фауны. Так, они способны разрушать природные ферменты, необходимые для жизни растений, при этом гибнут не только вредители сельского хозяйства, но и их природные враги, которые снижают количество вредителей естественным путем. Широкое использование пестицидов во всем мире привело к загрязнению окружающей человека среды. Об этом свидетельствуют такие факты, как обнаружение пестицидов в местах, где их не применяли. Это обусловливается переходом пестицидов из одной среды в другую, участием в сложных биологических миграционных процессах и образованием различных продуктов обмена, часто не менее токсичных, чем исходные вещества. Несмотря на запрещение или значительные ограничения применения инсектицида ДДТ в сельском хозяйстве во многих странах, до сих пор наблюдается циркуляция его в окружающей среде. Это обусловливается высокой устойчивостью ДДТ и способностью накапливаться в звеньях пищевых цепей. Пестициды, загрязняющие окружающую среду! попадают в организм с пищей из почвы, воды и воздуха. Одним из звеньев циркуляции пестицидов во внешней среде является атмосферный воздух. Такие агротехнические приемы, как аэрообработка посевов, пастбищ, лесных массивов, искусственное дождевание растворами ядохимикатов, ведут к интенсивному загрязнению атмосферного воздуха. При этом облако пестицидов в ряде случаев может уноситься воздушными потоками на большие расстояния от места обрабатываемых участков, оседать на почву и водоемы. В атмосфере поддержание концентрации пестицидов происходит за счет их вторичного поступления в процессе испарения и поднятия аэрозоля ветром с поверхности обработанных участков. Постоянными источниками их поступления в атмосферный воздух могут быть пункты протравливания семян. Процессы первичной и вторичной миграции ядохимикатов в воздушный бассейн остаются неуправляемыми. Пестициды, загрязняющие воздух, путем диффузии проникают в верхние слои атмосферы и выпадают в осадках в водоемы и почву. Сохраняясь продолжительное время в воде оросительных систем и рек, пестициды могут накапливаться в опасных для человека количествах, проникать в организмы растений, рыб, водоплавающих птиц. При этом в водной пищевой цепи наблюдается значительная кумуляция ксенобиотиков. Причина явления состоит в том, что гидробионты энергично накапливают пестициды. Известны случаи обнаружения ядохимикатов не только в открытых водоемах, но и в водопроводной воде. Водным путем пестициды могут распространяться на значительные расстояния от места их попадания и сохранять высокую концентрацию. Попадание пестицидов в водоемы происходит с талыми, дождевыми, подземными водами, а также при непосредственной обработке водоемов в борьбе с личинками различных насекомых или сорными растениями. Хотя их содержание в воде постепенно снижается, вместе с тем идет интенсивное накопление этих веществ в донных отложениях и планктоне, так как планктон служит источником питания для дафний и других мелких водных организмов, а те в свою очередь являются пищей для рыб и водоплавающих птиц. Значительную опасность представляет загрязнение пестицидами воды, используемой для орошения земледелия, где они могут разрушаться путем гидролиза и фотохимического разложения, а также гидробионтами. В этих случаях неизбежно возникает порочный круг: вода, содержащая пестициды, может загрязнять почву, из которой ядохимикаты поступают в грунтовые воды и растительные культуры. Применение избыточного количества пестицидов приводит к тому, что каждый человек ежегодно получает вместе с продуктами питания далеко не малые дозы химических веществ, которые отнюдь не являются естественными компонентами пищевых продуктов. Остаточное количество ядохимикатов проникает вглубь почвы я способно нанести ей значительный ущерб. С речным стоком или почвенными водами пестициды попадают в пруды, озера, реки и океаны. Большую опасность, с точки зрения загрязнения пищевых продуктов пестицидами, представляет почва, которая подвергается значительному воздействию в результате обработки сельскохозяйственных культур или их внесения в почву и оседания из атмосферного воздуха и миграции с водой. При этом большое значение имеют свойства самой почвы, се структура, состав, содержание органических веществ и т.д. Когда изучение пищевых цепей находилось в начальной стадии, утверждалось, что многие инсектициды очень скоро перестают обнаруживаться в организме. Теперь установлено, что это возникало вследствие превращения их в другие более токсичные вещества. Кроме того, уменьшение количества пестицидов в растениях и ягодах нельзя объяснить только тем, что они отмываются водой или расщепляются в организме. Большая их часть медленно улетучивается в атмосферу и разносится ветром в местах, где эти препараты никогда раньше не применялись. Однако биологическое накопление инсектицидов в пищевых цепях обусловлено именно устойчивостью этих веществ. Пестициды различаются в зависимости от их токсичности, кумулятивных свойств и стойкости на очень стойкие (время разложения на нетоксичные компоненты свыше 2 лет), стойкие (0.5—1 год), умеренностойкие (1—6 мес), малостойкие (1 мес.). Основной путь поступления пестицидов в организм человека — пищевой. Так, например, 95 % пестицидов поступает с продуктами питания, 4.7 % — с водой, только 0.3 % — с атмосферным воздухом и совсем незначительные количества проникают в организм через кожу. Таким образом, пестициды могут попасть в организм разными путями: через дыхательные пути, пищеварительный тракт, видимые слизистые оболочки, кожу. Не все эти пути имеют одинаковое значение в смысле реальной возможности попадания ядохимикатов в организм и не все представляют одинаковую опасность в отношении скорости развития интоксикации. Вполне понятно, что пищевой путь является основным при поступлении в организм пищевых продуктов и воды, загрязненных ядохимикатами. Всасывание токсических веществ, попавших в желудочно-кишечный тракт, происходит в основном в кишечнике. Затем эти вещества распространяются в организме по кровеносным и лимфатическим сосудам. Токсические вещества, прежде чем попасть в большой круг кровообращения, поступают через воротную вену в печень, где могут частично задерживаться, обезвреживаться, в чем сказывается «барьерная» функция печени. Это обстоятельство, а также то, что часть яда проходит через кишечник не всосавшись и выделяется с калом, обусловливает и сравнительно меньшую опасность поступления ядохимикатов через пищеварительный тракт по сравнению с ингаляционным путем. Основными путями выведения ядохимикатов из организма являются почки и кишечник. Через легкие выделяются с выдыхаемым воздухом некоторые газообразные и летучие вещества, кожей (через сальные и потовые железы) — жирорастворимые органические вещества. Важно знать, что и молочная железа способна выделять с молоком некоторые токсические вещества, в том числе пестициды. Токсичность пестицидов зависит от их химической структуры, физико-химических свойств, особенностей биологического действия на организм, а также от концентрации, способности накапливаться и длительности воздействия. Немалое значение имеет и путь их поступления в организм человека. Во многом вредность пестицидов определяется такими их свойствами, как летучесть и стойкость. Чем выше летучесть вещества, тем больше его концентрация в окружающем воздухе, а следовательно, серьезнее опасность отравления для человека. Отравления пестицидами получили распространение во многих странах мира, что связано с высоким уровнем применения ядохимикатов и отсутствием необходимых профилактических мер. Экономические выгоды, получаемые от применения ядохимикатов в сельском хозяйстве, большие. Однако широкое использование их имеет немало отрицательных сторон и небезразлично для теплокровных животных и человека. Хроническое отравление развивается постепенно при систематическом поступлении в организм малых доз яда. Пострадавшие жалуются на головные боли, тошноту, слабость и плохой аппетит. Длительное воздействие на организм человека химических раздражителей малой интенсивности может привести, к снижению реактивности организма, способствуя повышению уровня заболеваемости и росту аллергических заболеваний. Химизация тепличного производства оказывает неблагоприятное влияние на условия труда, состояние здоровья работающих и качество продукции. Для успешного применения пестицидов, главным образом в интересах здоровья человека, необходимо решить следующие задачи: 1.)Решить проблему «удержания» пестицидов на полях, т. е. не дать им быть вымытыми дождями в реки и озера. 2.)Повысить эффективность пестицидов в целях уменьшения доз использования их. 3.)Уменьшить токсичность пестицидов, увеличив их избирательное действие, чтобы они уничтожали вредных насекомых, но не влияли на полезные. 4.)Свести к минимуму отрицательное влияние пестицидов на человека и окружающую среду. 5.)Надежный контроль за содержанием пестицидов в воде, атмосферной воздухе и пищевых продуктах. В силу стойкости и кумулятивных свойств многие пестициды могут накапливаться и загрязнять воздух, воду, почву, технические и продовольственные культуры, флору и фауну. В этих условиях особое значение приобретает роль пищевого фактора, являющегося для человека конечным звеном в циркуляции пестицидов во внешней среде. Одна из важных задач гигиены питания, которую следует решать, заключается в изучении влияния различных способов удобрения и обработки почвы не только на валовую продукцию, но и на наиболее важные показатели биологической ценности пищевых продуктов. Не менее важная задача — обеспечение безопасности использования пищевых продуктов, имеющих контакт с пестицидами. Одной из основных характеристик ядохимиката является продолжительность действия его в природных условиях. Его стойкость зависит от физико-химических свойств препарата и условий внешней среды (температура, влажность и движение атмосферного воздуха). Пестициды, относящиеся к высокотоксичным, могут вызвать острые отравления при поступлении в организм с продуктами питания. Продукты, содержащие остатки таких веществ, в питании не используются, за исключением тех, в которых имеются препараты, разрушающиеся (полностью или частично) при термической обработке, но с выраженной способностью к кумуляции. Независимо от их токсичности при однократном поступлении они опасны в связи с возможностью хронических отравлений. Они могут быть использованы в питании лишь кратковременно и если их остатки превышают допустимые остаточные количества не более чем в 2 раза. Партия таких продуктов должна быть рассредоточена так, чтобы население данного пункта питалось ими не более 8—10 дней. Запрещается использовать эти продукты для питания детей и больных людей. Большинство применяемых в настоящее время ядохимикатов являются нестойкими соединениями, сравнительно быстро разлагающимися во внешней среде. Однако даже нестойкие пестициды требуют определенного времени для их разрушения или удаления из растений. Поэтому для ядохимикатов, допущенных к использованию на продовольственных и фуражных культурах, установлены минимальные допустимые сроки между последней обработкой и сбором урожая (так называемые «сроки» ожидания). Соблюдение этих сроков обеспечивает минимальное количество ядохимикатов в продовольственных культурах. В большинстве случаев пестициды в продуктах не обнаруживаются. Иногда санитарные правила допускают их наличие в небольших количествах. Эти так называемые «допустимые остаточные количества» считаются безвредными для человека. Допустимые дозы препаратор формы их применения и сроки между последней обработкой растений и сбором урожая указываются в ежегодном списке химикатов, рекомендованных для применения в сельском хозяйстве. Пестициды, будучи активными химическими веществами, могут оказывать влияние на биологические процессы, протекающие в растениях, особенно в период вегетации, в результате изменяются внешний вид, вкусовые качества и биологическая ценность продуктов питания. Так, уменьшается содержание аминокислот, аскорбиновой кислоты и других пищевых веществ. Особую опасность представляет непосредственная обработка урожая продовольственных культур путем фумигации для их сохранения впрок. Угрозу для здоровья человека могут представлять не только остаточные количества ядохимикатов, но и продукты их обмена, которые в некоторых случаях могут быть даже более токсичны. Органолептические свойства и токсичность продуктов, обработанных ядохимикатами, могут быть обусловлены не только физико-химическими свойствами и особенностями действия препарата, но также видом сельскохозяйственной культуры. В течение ряда лет наметился стереотипный набор продуктов, в которых обнаруживается наиболее широкий их спектр. По количеству пестицидов приоритетное место заняли картофель, лук репчатый, капуста, помидоры, огурцы, морковь, свекла, яблоки, виноград, пшеница, ячмень, рыбы прудов и водохранилищ. Остатки гербицидов находят после проведения лесоохранных мероприятий, что дает повод для опасения при употреблении в пищу грибов и ягод. Ядохимикаты могут попадать в организм человека и с продуктами животноводства вследствие сохранения пестицидов в фураже и выпаса скота на полях и лугах. Особенно сильно загрязняются продукты животного происхождения при непосредственной обработке молочного и убойного скота стойкими ядохимикатами для борьбы с паразитами (например молоко). При попадании в организм животных хлорорганических пестицидов их остаточные количества обнаруживаются во всех продуктах, полученных от них. Многие продукты отличаются в зависимости от содержания в них различных пестицидов. Так, наиболее часто в зерне содержится гексахлоран, хлорофос; в фулигированном зерне — дихлорэтан; в ягодах — ДДТ, карбофос; в капусте — ДДТ, тексахлоран, карбофос; в картофеле — гексахлоран; в фруктах — ДДТ, хлорофос, фосфамид, карбофос; в мясе, молоке и молочных продуктах — ДДТ, гексахлоран, хлорофос. При подозрении на то, что пищевые продукты, загрязненные пестицидами, явились причиной отравления, в растительных продуктах следует определить в первую очередь фосфорорганические препараты, в зерне и зернопродуктах — протравители, в мясе — мышьяк и фосфорорганические пестициды. В том случае, если неизвестно, каким пестицидом загрязнены продукты, целесообразно применение групповых методов определения (по общему хлору или общему фосфору). [3, c.155-163]