Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Modul: Odabrana poglavlja zelene kemijeAk. god. 2007./2008.Koordinator modula: dr. sc. M. Jukić, doc.
PESTICIDI
(pestis=kuga;cedere=ubiti)
� Kemijska i mikrobiološka sredstva koja se upotrebljavaju za suzbijanje uzročnika biljnih bolesti,korova,štetnih insekata,grinja i drugi štetnika ili za reguliranje rasta biljaka
� Koriste se širom svijeta više od 60 godina,međutim i u antičkom svijetu čovjek je poznavao i koristio neka sredstva kao što je npr. duhan da bi zaštitio svoje usjeve od štetočina
� Bez pesticida bismo mogli izgubiti trećinu svjetskih usjeva svake godine
Podjela pesticida prema djelovanju na
ciljane organizme
� Insekticidi -za kontrolu infestacije insektima
� Fungicidi -za kontrolu gljivičnih oboljenja
� Herbicidi -za kontrolu korova
� Limacidi -za kontrolu puževa
� Nematocidi -za kontrolu glista
� Korvifungi -za odbijanje napada ptica
� Rodenticidi -za kontrolu glodavaca
� Akaricidi -za kontrolu grinja
Pesticidi prema kemijskim sastavu
� Neorganske tvari koje potječu iz biljaka,bakterija i gljiva
� Organske sintetske tvari:
- organoklorirani pesticidi
(DDT, dieldrin, HCH-lindan, PCB-poliklorirani bifenili)
- organofosforni pesticidi
- triazini
- derivati fenoksi-ugljične kiseline
- piretroidi i dr.
� Pesticidi su svuda oko nas –u zraku,zemlji i vodi
� Iako ih najviše očekujemo u hrani biljnog podrijetla oni vrlo jednostavno ulaze u čitav hranidbeni lanac i dugo se zadržavaju zbog svoje postojanosti i spore razgradnje
� Njihova prisutnost ne opada čak ni povlačenjem iz upotrebe
� Istraživanja su pokazala da je dugoročan kumulativni učinak nakupljanja pesticida ili njegovih metabolita u organizmu povezan s pojavom raznih bolesti:
- karcinomi- tumori na mozgu- abnormalnost spermija - Parkinsonova bolest -Alzheimerova bolest
� Neka istraživanja su pokazala da poljoprivrednici izloženi
visokoj razini pesticida imaju 3 puta veći rizik za
razvoj tumora na mozgu!!
� Flourescentnim tehnikama bojanja koje su razvili
znanstvenici fotografkinja Laurie Tumer simulirala je što se događa kada farmeri koji nose zaštitu špricaju svoja
polja pesticidima
� Boje se vide pod ultraljubičastom zračenju pružajući “svjetleći dokaz”
DDT
(dichlor-diphenyl-trichlorethan)� Najbolje proučeni pesticid,na čijem primjeru se najbolje
oslikava djelovanje večine pesticida na ljudsko zdravlje,kao i ravnotežu u naše okolišu
� Reklama za DDT iz 1947 godine
� Smatralo se da nije toksičan prema ljudima i životinjama
� Njegova uporaba zabranjena je 1972 godine
Posebni propisi registracije pesticida
� Pojedina hrana može sadržavati smjesu različitih pesticida kao što i raznolikom hranom unosimo različite pesticide u isto vrijeme
� Upravo zbog toga pesticidi su regulirani posebnim propisima,koji od potencijalnog proizvođača zahtjevaju predočenje podataka o svim mogućim rizicima za zdravlje ljudi i okoliša te podatke o učinkovitosti pesticida za koji se traži dopuštenje proizvodnje
� Tek nakon što se predoče i razmotre svi potrebni podaci,nadležno Ministarstvo može dati dozvolu
� Nakon dobivenog dopušetnja raznim vrstama nadzora prati se prisutnost ostataka u prehrambenom lancu
NDK VRIJEDNOST(MRL-maximum residue level)
� To je najveća dopuštena količina ostataka pesticida izražena u miligramima po kilogramu hrane,koja se
može pojaviti u ili na hrani nakon upotrebe pesticida prema principima dobre poljoprivredne prakse(GAP)
� Vrijednosti su uspostavljene iz sljedećih razloga:
-radi kontrole ispravne uporabe pesticida u smislu količina i poštivanja razdoblja karence
-radi omogućavanja slobodnog protoka roba tretiranih pesticidima
-radi smanjenja rizika izloženosti potrošača štetnom ili
nepotrebnom unosu pesticida
� Važno je napomenuti da NKD vrijednost predstavlja prvenstveno provjeru ispravne upotrebe pesticida i da
nisu sigurnosne granice već su daleko ispod njih te da izloženost količinama ostataka iznad tih vrijednosti ne
predstavlja opasnost po zdravlje
� SIGURNOSNE GRANICE izražene su pojmovima
“akutna referentna doza”(ARfD) i “ prihvatljivi dnevni
unos”(ADI) koji predstavljaju količinu pesticida koja može biti konzumirana u kratkom vremenu ili kroz cijeli život
bez rizika za zdravlje
Sudbina pesticida ,od trenutka njegove
primjene prolazi kroz sljedeće faze:
� Adsorpcija-ugradnja pesticida u mineralne i organske tvari
� Transfer –uključuje kretanje pesticida u okolini od trenutka upotrebe pa sve do njegove primjene
� Degradacija-razgradnja pesticida
(mikrobna,kemijska i fotodegradacija)
BIOPESTICIDI
� Vrste pesticida izvedene iz prirodnih materijala kao što su životinje,biljke,bakterije i neki minerali
� Npr.kanolino ulje i natrijev bikarbonat imaju primjenu kao pesticidi i smatraju se biopesticidima
� Krajem 2001 godine bilo je približno registrirano 195 biopesticidnih aktivnih sastojaka i 780 proizvoda
� Oni čine 2.5 % ukupnog tržišta pesticidima,no predviđa se rast na 4.2 % do 2010 godine
Podjela biopesticida
� Mikrobni pesticidi (microbial pesticides)-sastoje se od mikroorganizma (bakterije,gljive,virusa ili protozoa) kao
aktivnog sastojka
- mogu kontrolirati puno različitih vrsta štetnika iako svaki
aktivni sastojak za sebe je relativno specifičan za svoj ciljani štetnik/štetnike
- npr. postoje gljive koje kontroliraju određene trave,dok druge gljive ubijaju specifične insekte
� PIPs(Plant Incorporated Protectants)-tvari koje proizvode biljke iz genetičkog materijala koji je dodan u
biljku
- npr.znanstvenici mogu uzeti gene za Bt (Bacillus thuringiensis) pesticidni protein te ih ugraditi u genetički materijal biljke
- tada biljka,umjesto Bt bakterije,proizvodi tvari koje uništavaju štetnike
� Biokemijski pesticidi (Biochemical pesticides)-prirodne tvari koje kontroliralu štetnike netoksičnim mehanizmima
- uključuju tvari kao što su feromoni insekta koji smetaju pri razmnožavanju,kao i različiti mirisni biljni ekstrakti
Prednosti korištenja biopesticida
� Manje toksični
� Utječu na ciljanog štetnika i blisko povezane organizme
� Efektivni su u vrlo malim količinama
� Razgrađuju se brzo
� Brža registracija
- Novi pesticidi se registriraju za manje od 1 godine dok
za uobičajeni pesticid proces registracije traje u prosjeku više od 3 godine
BIOHERBICIDI
� Istražuju se primarno u akademskim i državnim istraživačkim institucijama
� Samo mali broj je ušao u komercijalnu prodaju s vrlo limitirajućim uspjehom
� No idealni su za kontrolu neželjene vegetacije na
pašnjacima gdje bi uporaba kemijskih herbicida predstavljala velik trošak
BIOFUNGICIDI
� Komercijalni razvoj je u velikom porastu zadnjih godina
� Impresivan napredak u izolaciji i karakterizaciji novih
sojeva mikroorganizama koji zadovoljavaju glavnu karakteristiku biofungicida:
-konstantna supresija patogena pri uporabi na poljima
-masovna proizvodnja u standardnim fermentacijskim
uvjetima
� Prvi “djelotvoran” biofungicid širokog spektra
� Bacillus subtilis soj QST 713
� Jedinstveni –patentirani soj
� SAD - EPA registracija – srpanj 2000
� Presidential Green Chemistry Award – 2003
� World Technology Award for Environment – 2004
� Globalno registriran- Azija,Europa,Južna Amerika
Rhapsody® za kontrolu bolesti
ukrasa,
za rast cvijeća,lišća i drveća
‘Serenade Garden’ 24 oz Ready to Use
prodan Wal-Mart-u (2400 prodavaonica 2005)
ArabesqueArabesque™™ BioFumigantBioFumigant
Muscodor albus� Nova glivična vrsta
� Gljive izolirane iz drva cimeta,Honduras
� Inhibira i ubija određeni raspon gljiva,bakterija i insekata
� Proizvodi smjesu od >20 nestabilnih (plinovitih)
spojeva
�� MMuscodoruscodor BioFumigantBioFumigant kontrolira truljenje vokontrolira truljenje voććki ki
((kao i puno plijesni i bakterija,ukljukao i puno plijesni i bakterija,uključčujuujuććii E.coliE.coli i i
SalmonellaSalmonella))
BiofumigantBiofumigant kao alternativa metil bromida kao alternativa metil bromida 55.globalni pesticid .globalni pesticid ($500 mil($500 milijunaijuna))
Tretirana Netretirana
� Istraživanja pokazuju
jednaki ili bolji urod nego s metil bromidom
� Metil bromid uništava
ozonski omotač
ENANTIOSELEKTIVNOST KIRALNIH PESTICIDA
PRILIKA ZA ZELENU KEMIJU
� Važnost pojedinačnih ili obogaćenih enantiomernih pesticida tek sad postaje bitan agrokemijskoj industriji
� 25% pesticida iz pojedinih grupa su kiralni
� Različita mikrobna razgradnja i toksičnost
� Primjer.
- metolaklor(kloroacetamid herbicid) ima dva kiralna
centra,pa ima 2 R- i dva S- enantiomera
- dva S-enantiomera su 10 puta toksičniji za ciljanu biljku
nego dva R-enantiomera
� Proizvodnjom obogaćenog metaloklora koji sadrži 86%
aktivnog S-enantiomera omogućilo je smanjenje potrebnog herbicida za 40 % s istim učinkom na kraju
� Konačni cilj je razvoj pojedinačnih enantiomernih pesticida,koji će osloboditi okoliš od tisuća tona
nepotrebnih kemikalija
� Tu susrećemo i dva pravila zelene kemije:
1.“Bolje je spriječiti nastajanje otpada,nego ga obrađivati i
uništavati nakon što je nastao”
4.”Kemijske produkte treba osmisliti da im se smanji
toksičnost,a zadrži djelotvornost”
Jedna indijska organizacija za zaštitu okoliša utvrdila je da Coca Cola i Pepsi Cola sadrže 4 toksična
pesticida:lindan,DDT,malation,kloropirifos!