Методики определения пестицидов в почве

Ранней весной дачники спешат в магазины, чтобы приобрести рассаду, семена и средства для защиты будущего урожая от сорняков, вредителей. Слово пестициды прочно вошло в обиход, дословно с латыни оно переводится как «убивать заразу». С помощью биоцидных препаратов люди защищают урожай, но одновременно с этим наносят вред почве.

Отрицательное воздействие этих веществ на окружающую среду – одна из глобальных экологических проблем. Важной мерой минимизации вредного влияния агрохимикатов является мониторинг, включающий химический анализ почвы, разработку мероприятий по ее оздоровлению.

Классификация пестицидов

Существует более двадцати групп химических веществ данной категории. Они классифицируются в зависимости от того, против каких организмов, вредителей используются. Самые обширные:

• гербициды. В их состав входят вещества, которые полностью предотвращают рост растений, являются стерилизаторами почвы, избирательно действуют на определенные виды, оказывают системное воздействие, например, уничтожают корни. Пионером в данной группе является керосин. Обработка губит растения, но сохраняет возможность роста через определенный промежуток времени;
• фунгициды – соединения, в составе которых присутствуют ртуть, медь, сера. Сфера применения – борьба с грибками и плесенью. Примеры: бордосская жидкость, триазолы, карбаматы;
• инсектициды – соединения, уничтожающие вредных насекомых, бывают природными и синтетическими.

Еще один критерий классификации – скорость разложения в почве. Выделяют группы с периодом полураспада:

• более полутора лет (хлорорганические соединения);
• около полутора лет;
• около года;
• полгода;
• меньше трех месяцев.

Безопасным считается применение пестицидов, способных разложиться в течение вегетационного периода. При внесении в почву агрохимикаты вступают в химические реакции, происходят гидролиз, окислительно-восстановительные процессы. Соединения трансформируются, минерализуются. До 80 % внесенных удобрений адсорбируется органикой и коллоидами почв. Избытки соединений попадают в грунтовые воды, по питательным цепочкам проникают в продукты питания и организмы людей.

Некоторые вещества, например, гептахлор, альдрин сохраняют токсичное действие на протяжении девяти лет. Гербицид симазин разлагается в течение 17 месяцев. Производные карбаминовой кислоты теряют ядовитые свойства за три месяца.

По степени токсичности для человека различают следующие группы:

• сильнодействующие;
• высокотоксичные;
• средней степени;
• малого отравляющего действия.

Химический анализ почвы, проведенный в лабораторных условиях, позволяет определить концентрацию пестицидов. Исследования проводятся по утвержденных методикам. Хорошие результаты дают газохроматографические технологии исследований.

Анализ почвы на хлорорганические пестициды и полихлорированные бифенилы

Методика описана в стандарте ГОСТ Р 53217, может использоваться для проведения исследования всех видов грунта. Ее суть:

• обработка образца;
• экстракция углеводородным растворителем;
• удаление полярных соединений из концентрата;
• повторное концентрирование и разделение соединений.

Эффективность исследования зависит от состава почвы и совершенства используемой аппаратуры.

Определение массовой доли пестицидов методом газожидкостной хроматографии (ГЖК)

Усовершенствовать традиционные приемы подготовки проб почв и идентификации веществ позволили следующие технологические достижения:

• появление более совершенных хроматографов;
• внедрение новых технологий предварительной обработки проб.

Методика позволяет определить массовую долю пестицидов с высокой степенью точности. Например, содержание ДДТ определяется в пределах от 0,01 до 10 мг/кг, трифлуралина – от 0,05 до 10 мг/кг

Сущность методики измерений:

• экстракция пестицидов ацетоном;
• концентрирование вытяжки;
• очистка серной кислотой.

В процессе исследований применяется электронный захват с фазами разной полярности.

Восстановление грунта после воздействия пестицидов

Если результаты химического анализа почв свидетельствуют о превышении допустимых норм пестицидов, необходимо разрабатывать и применять меры восстановления. Сегодня эффективными считаются следующие способы:

• проведение технической рекультивации. Процесс состоит в снятии зараженного слоя грунта, его складировании и нанесении на поверхность почвенного слоя без пестицидов;
• инженерная рекультивация. В загрязненном слое устраивается дренажная система, через которую подземные воды с высоким содержанием агрохимикатов попадают на очистку в специальные сооружения;
• биологическое восстановление. На зараженный грунт высаживают специально подобранные растения, способные расти на загрязненных почвах и накапливать чужеродные соединения (ксенобиотики). Методика восстановления подходит для финального этапа очистки.

Одна из запатентованных методик восстановления грунта – обеззараживание на основе явления электроосмоса. Ее суть:

• погружение в почву центрального и периферийных электродов;
• создание между ними электрического поля, перемещающего жидкость-носитель;
• вытеснение токсичных веществ под действием электросмотического эффекта.

Для реализации процесса очистки разработано специальное устройство. Ввиду специфики и сложности обработки данная методика масштабного распространения не получила.

Комплексный подход к восстановлению почвы от остаточных пестицидов позволяет рекультивировать, использовать в сельском хозяйстве огромные земельные площади.

Регулярный мониторинг состояния грунта, контроль за использованием химикатов, анализ почвы дают возможность своевременно провести восстановительные мероприятия.