Organohlorinski insekticidi

Organohlorinski insekticidi su skupina kemijskih spojeva koji sadrže atome klora u njihovim molekulama, koji se aktivno koriste za zaštitu biljaka od različitih štetočina. Te su tvari vrlo toksične za insekte, blokirajući ključne fiziološke procese, što dovodi do njihove smrti. Primjeri insekticida organohlora uključuju tvari kao što su DDT (diklorodifeniltrikloroetan), aldrin i chlordan. Iako su se insekticidi organohlora nekad široko koristili, njihova je primjena sada ograničena ili zabranjena u većini zemalja zbog toksičnosti i dugoročnog utjecaja na ekosustav.

Ciljevi i važnost upotrebe u poljoprivredi i vrtlarstvu

Cilj korištenja organohlorinskih insekticida je učinkovito kontrolirati populaciju štetočina koji mogu uzrokovati značajne gubitke u poljoprivredi i vrtlarstvu. Ti su insekticidi posebno učinkoviti u odnosu na širok raspon štetočina insekata, poput muha, komaraca, buba i grinja. Oni pružaju visoku učinkovitost tijekom dužeg razdoblja, što ih čini privlačnim za borbu protiv štetočina u poljoprivrednim kulturama kao što su žitarice, povrće i voće. U hortikulturi se koriste organohlorinski insekticidi za zaštitu ukrasnih biljaka i drveća od štetočina.

Relevantnost teme (zašto je važno pravilno proučiti i primjenjivati ​​insekticide)

Studija i ispravna primjena insekticida organohlora ključne su za održavanje ekološke ravnoteže i zdravlja biljaka. Nepravilna upotreba insekticida može dovesti do razvoja otpornosti u štetočinama, kao i uništavanja ekosustava, uključujući korisne insekte, pa čak i životinje. Razumijevanje njihovih mehanizama djelovanja, ispravnih metoda primjene i potencijalnih rizika pomaže umanjiti negativne posljedice za prirodu i zdravlje ljudi, što ovu temu čini relevantnom za agronomiste, vrtlare i stručnjake za zaštitu okoliša.

Povijest insekticida organohlora

Insekticidi organohlora (OCI) igrali su važnu ulogu u povijesti kontrole štetočina i poljoprivrede, što je značajno doprinijelo povećanim prinosima usjeva i javnom zdravstvu tijekom sredine 20. Stoljeća. Ti se insekticidi temelje na kemijskim spojevima koji sadrže klor, ugljik i vodik, a u početku su razvijeni početkom 20. Stoljeća. Međutim, njihova raširena upotreba povezana je s okolišnim pitanjima i toksikološkim rizicima, što je dovelo do ograničenja i zabrana korištenja mnogih od tih tvari u raznim zemljama širom svijeta.

1. Rana otkrića i razvoj događaja

Povijest insekticida organohlora započinje krajem 19. I početkom 20. Stoljeća, kada su znanstvenici počeli istraživati ​​potencijalnu upotrebu kloriranih ugljikovodika za kontrolu štetočina. Godine 1939. Švicarski kemičar Paul Müller otkrio je insekticidna svojstva DDT-a (diklorodifeniltrikloroetan), što je bilo revolucionarno otkriće koje je oblikovalo budućnost kontrole štetočina. DDT je ​​postao prvi široko korišteni insekticid od organoklora, pokazujući visoku učinkovitost protiv širokog raspona insekata, uključujući komarce, uši i poljoprivredne štetočine. Dobila je široku upotrebu tijekom Drugog svjetskog rata, gdje je korišten za borbu protiv insekata koji prenose bolest i štite vojnike od malarije.

2. Rasprostranjena upotreba u poljoprivredi

Nakon Drugog svjetskog rata, upotreba DDT-a brzo se proširila u poljoprivredi širom svijeta. Nakon njegovog uspjeha, razvijeni su drugi organohlorinski insekticidi, poput Aldrina, Dieldrina, Heptachlora i Chlordanea. Ti su insekticidi bili vrlo učinkoviti u kontroli štetočina i pružili su dugoročnu zaštitu, što ih čini popularnim u poljoprivredi. Korišteni su za borbu protiv štetočina na raznim usjevima, uključujući pamuk, duhan, povrće i voće. Insekticidi organohlora također su pronašli primjenu u kontroli štetočina u kućanstvu, poput termita, mrava i žohara.

3. Pitanja sigurnosti i okoliša

Unatoč njihovoj učinkovitosti, upotreba organohlorinskih insekticida dovela je do novih ekoloških i toksikoloških problema. Te su tvari bile vrlo toksične ne samo za insekte, već i za druge organizme, uključujući korisne insekte poput pčela i životinja. Trajnost i sposobnost organohlonskih insekticida da se akumuliraju u ekosustavima, kontaminirajući tlo i vodu, postali su ozbiljna pitanja. Biomagnifikacija - akumulacija toksina u lancima hrane - također se dogodila, što je dovelo do značajnih ekoloških posljedica. Zbog ovih problema, mnogi od tih insekticida bili su podvrgnuti ograničenjima ili zabranama u nekoliko zemalja počevši od kasnih 1970-ih.

4. Moderni pristupi i problemi

Danas su insekticidi organohlora ostaju u korištenju, ali njihova je primjena ograničena zbog strogih ekoloških standarda i sigurnosnih problema. Razvoj otpornosti insekata na ove insekticide i njihova smanjena učinkovitost postali su glavni problemi u modernoj zaštiti kemijskih biljaka. Kao odgovor na ove izazove, znanstvenici i agronomisti aktivno razvijaju nove strategije i formulacije, kombinirajući organohlorske insekticide s drugim kontrolnim metodama, poput biološke kontrole i mehaničkih metoda.

Dakle, povijest insekticida organohlora putovanje je od revolucionarnih otkrića i širokog uporabe do prepoznavanja okolišnih i toksikoloških rizika, što je dovelo do potrage za sigurnijim i održivijim metodama zaštite biljaka.

Organohlorinski insekticidi: klasifikacija

1. Po kemijskoj strukturi

Insekticidi organohlora mogu se klasificirati po njihovoj kemijskoj strukturi, što određuje njihova fizikalno-kemijska svojstva i aktivnost protiv različitih štetočina:

• Aromatski organohlorinski spojevi: Ove kemikalije sadrže benzenski prsten s atomima klora. Primjer je DDT (diklorodifeniltrikloroetan), jedan od najpoznatijih i široko korištenih organohlorskih spojeva, iako je njegova upotreba vrlo ograničena zbog posljedica okoliša.
• Aciklički organohlorinski spojevi: Ovi spojevi ne sadrže aromatski prsten i imaju linearnu ili razgranatu strukturu. Primjer je heksaklorocikloheksan (HCH), koji se koristio za zaštitu poljoprivrednih kultura od različitih štetočina.
• Klorirani ugljikovodici: Oni uključuju kemikalije koje sadrže ugljikove lance pričvršćene na atome klora. Primjer je klorobenzen.

2. Mehanizmom djelovanja

Insekticidi organohlora mogu se klasificirati na temelju vrste utjecaja koji imaju na tijelo insekta. Njihov primarni mehanizam djelovanja uključuje blokiranje živčanog sustava insekta:

• Insekticidi koji utječu na natrijeve kanale: ove tvari narušavaju normalnu funkciju natrijevih kanala u živčanom sustavu insekata, što dovodi do paralize i smrti. Primjer je DDT.
• Insekticidi koji blokiraju acetilholinesterazu: Ove kemikalije blokiraju enzim acetilholinesterazu, koji igra važnu ulogu u prijenosu živčanih impulsa, što dovodi do poremećenog prijenosa živaca i smrti insekata. Primjer je klorpirifos.

3. Područje prijave

Organohlorinski insekticidi mogu se klasificirati prema njihovom području primjene:

• Poljoprivredni insekticidi: Organohlorinski spojevi se široko koriste u poljoprivredi za zaštitu usjeva od štetočina poput lisnih uši, muha, buba i drugih insekata. Primjeri: DDT, heksachlorocikloheksan (HCH).
• Insekticidi domaćinstava: Insekticidi organohlora također se široko koriste za kontrolu štetočina u kućanstvu, poput žohara, muha i komaraca. Primjer: Cypermetrin.

4. Toksičnošću

Toksičnost insekticida organohlora može varirati ovisno o njihovoj kemijskoj strukturi i načinu primjene:

• Visoko toksični proizvodi: Ovi insekticidi su vrlo toksični i koriste se protiv štetočina koji uzrokuju značajna oštećenja. Na primjer, DDT ima visoku toksičnost, što ograničava njegovu upotrebu u poljoprivredi i kućanstvima.
• Umjereno toksični proizvodi: Insekticidi srednje toksičnosti organohlor uključuju klorpirifos, koji se široko koristi za zaštitu usjeva.
• Proizvodi niske toksičnosti: Neki insekticidi organohlora imaju relativno nisku toksičnost i koriste se kada je potrebna sigurnija opcija. Primjer: permetrin.

5. Po trajanju djelovanja

Insekticidi organohlora mogu se podijeliti na proizvode s različitim trajanjem djelovanja:

• Dugotrajni insekticidi: Ove tvari i dalje utječu na štetočine dugo nakon nanošenja. Primjer je HCH, koji bi u okolini mogao trajati duže vrijeme.
• Insekticidi koji se bave kratkim djelovanjem: Ovi proizvodi djeluju brzo, ali njihovi se učinci brzo istroše. Primjer: piretroidi, koji djeluju brzo, ali ne ostaju dugo u okruženju.

6. Prema stabilnosti okoliša

Insekticidi organohlora mogu se klasificirati na temelju njihove stabilnosti i razgradnje u okolišu:

• Fotostabilni proizvodi: Ove tvari održavaju svoju aktivnost na sunčevoj svjetlosti. Primjer: DDT.
• Photounstable Products: Ove se tvari brzo raspadaju kad su izložene sunčevoj svjetlosti, ograničavajući njihovu upotrebu u otvorenim prostorima. Primjer: heksachlorocikloheksan (HCH).

Mehanizam djelovanja

Kako insekticidi utječu na živčani sustav insekata

• Organohlorinski insekticidi utječu na živčani sustav insekata ometajući normalan prijenos živčanih impulsa. To se postiže blokiranjem acetilholinesteraze, enzima koji normalno razgrađuje acetilholin neurotransmitera nakon njegovog djelovanja na živčane stanice. Kao rezultat toga, acetilkolin nastavlja djelovati na živčane završetke, što dovodi do hiperstimulacije živčanog sustava, paralize i u konačnici, smrt insekta.

Učinak na metabolizam insekata

• Insekticidi organohlora također utječu na metabolizam insekata, sprečavajući normalnu regulaciju njihovih životnih procesa. To narušava ravnotežu tvari u stanicama, smanjuje razmjenu energije i narušava sposobnost insekata da reproducira i preživi.

Primjeri molekularnih mehanizama djelovanja

1. Učinak na acetilkolinesterazu: organohlorinski insekticidi inhibiraju acetilholinesterazu, što dovodi do nakupljanja acetilkolina u sinaptičkim rascjepu i uzrokujući paralizu.
2. Učinak na natrijeve kanale: oni također ometaju funkcioniranje natrijevih kanala u živčanim stanicama, uzrokujući njihov konstantni otvaranje, što rezultira nekontroliranim protokom iona i stimulacijom živčanih stanica.

Primjeri proizvoda u ovoj grupi

Primjer insekticida organohlora uključuje:

• DDT (diklorodifeniltrikloroetan): Ovaj se insekticid u prošlosti široko koristio za borbu protiv malarije i drugih bolesti koje prenose insekte, kao i u poljoprivredi za kontrolu štetočina. Njegove prednosti uključuju dugotrajnu učinkovitost i visoku učinkovitost protiv različitih štetočina. Međutim, njegovo nakupljanje u okolišu i potencijalni utjecaj na ekosustave doveli su do zabrane u većini zemalja.
• Aldrin: Koristi se za borbu protiv štetočina tla poput krtičastih cvrčaka i drugih. Aldrin je vrlo toksičan, posebno na vodene organizme, što ograničava njegovu primjenu.

Prednosti i nedostaci

Prednosti insekticida organohlora uključuju njihovu visoku učinkovitost i dugotrajnu akciju. Međutim, njihova je upotreba ograničena zbog otpornosti, toksičnosti na životinje i ljude i dugoročnog utjecaja na okoliš.

Utjecaj na okoliš

• Utjecaj na korisne insekte (pčele, grabežljivi insekti)

Insekticidi organohlora toksični su za korisne insekte poput pčela, bubamara i drugih grabežljivih insekata. To može umanjiti populaciju oprašivača, poremetiti ravnotežu ekosustava i pogoršati kvalitetu usjeva.

• Preostale razine insekticida u tlu, vodi i biljkama

Insekticidi od organohlora imaju dug poluživot i mogu trajati u tlu i vodi duže vrijeme, što dovodi do njihovog nakupljanja u ekosustavima. To može rezultirati vodnim resursima i kontaminacijom tla, kao i utjecati na biljke i životinje koje konzumiraju onečišćene biljke.

• Fotostabilnost i razgradnja insekticida u prirodi

Insekticidi organohlora su fotostabilni, što znači da se polako raspadaju pod sunčevom svjetlošću, nastavljajući djelovati i naštetiti ekosustavu.

• Biomagnifikacija i nakupljanje u lancima hrane

Dugo postojanje insekticida u okolišu i njihova sposobnost akumulacije u organizmima može dovesti do biomagnifikacije - nakupljanja otrovnih tvari na svakoj razini prehrambenog lanca. To predstavlja prijetnju zdravlju i životinja i ljudi.

Problem otpornosti na insekte na insekticide

• Uzroci otpora

Insekti razvijaju otpornost na insekticide zbog prirodne selekcije, gdje pojedinci s mutacijama koje im omogućuju preživljavanje izloženosti insekticidima prenose ove osobine njihovim potomcima. S vremenom takvi insekti postaju otporni na kemikalije, smanjujući učinkovitost njihove uporabe.

• Primjeri otpornih štetočina

Štetnici poput krumpira u Koloradu, lisnih uši i drugih insekata često postaju otporni na insekticide od organohlora nakon dugotrajne uporabe ovih proizvoda.

• Metode sprječavanja otpora

Da bi se spriječio otpor, preporučuje se okretanje insekticida s različitim načinima djelovanja, koristite sigurnije kontrolne metode kao što su biološka kontrola i kombinirajte kemijske i organske metode zaštite biljaka.

Pravila za sigurnu upotrebu insekticida

• Priprema rješenja i doze

Ključno je slijediti upute za pripremu otopina za insekticide kako bi se izbjegla pretjerana toksičnost koja bi mogla naštetiti biljkama i okolišu. Preporučenu dozu treba pažljivo slijediti kako bi se spriječilo predoziranje.

• Upotreba zaštitne opreme pri rukovanju insekticidima

Prilikom primjene organohlorinskih insekticida, zaštitni zupčanik poput rukavica, naočala, maski i druge osobne zaštitne opreme treba koristiti za izbjegavanje kontakta s kemikalijama.

• Preporuke za obradu biljaka (doba dana, vremenski uvjeti)

Primjenu treba obaviti ujutro ili navečer kada temperatura nije previsoka, a u uvjetima bez kiše ili snažnog vjetra. To pomaže poboljšati učinkovitost proizvoda i minimizirati njegovo širenje u zraku.

• Pridržavanje razdoblja čekanja prije berbe

Važno je promatrati razdoblja čekanja navedena na naljepnici proizvoda kako bi se spriječilo da kemijski ostaci uđu u opskrbu hranom.

Alternative kemijskim insekticidima

• Biološki insekticidi

Korištenje entomofaga, poput parazitskih osi i grabežljivih grinja, pruža ekološki sigurnu alternativu kemijskim insekticidima. Bakterijski proizvodi poput Bacillus thuringiensis također učinkovito ubijaju insekte od štetočina.

• Prirodni insekticidi

Upotreba prirodnih insekticida, poput neem ulja, infuzije duhana i otopina češnjaka, smanjuje potrebu za kemijskim tvarima bez nanošenja štete ekosustavu.

• Feromonske zamke i druge mehaničke metode

Zamke feromona i mehanički uređaji poput ljepljivih zamki koriste se za kontrolu populacije štetočina bez upotrebe kemikalija.

Primjeri popularnih insekticida u ovoj skupini

Rizici i mjere opreza

Utjecaj na zdravlje ljudi i životinja

Organohlorinski insekticidi mogu biti toksični za ljude i životinje, posebno kada se pogrešno primjenjuju. Treba biti oprezan kako bi se izbjeglo trovanje.

Simptomi trovanja insekticidima

Simptomi trovanja uključuju glavobolju, mučninu, povraćanje i vrtoglavicu. Neposredna medicinska pomoć potrebna je u slučaju trovanja.

Prva pomoć za trovanje

U slučaju trovanja insekticidima, isperite usta i oči, uzmite aktivni ugljen i potražite medicinsku pomoć što je prije moguće.

Zaključak

Racionalna upotreba insekticida od organohlora pomaže učinkovito u borbi protiv štetočina, ali važno je oprezno opremiti kako bi se izbjegle negativne posljedice za zdravlje i ekosustave. Konstantno praćenje biljnih uvjeta i upotreba kemijskih sredstava s obzirom na sigurne metode zaštite okoliša i ljudskog zdravlja.

Često postavljana pitanja (FAQ)

• Što su insekticidi organohlora?

Insekticidi organohlora su skupina kemikalija koje sadrže atome klora i koriste se za kontrolu štetočina insekata. Oni utječu na živčani sustav insekata ometajući prijenos živčanih impulsa, što je dovelo do njihove smrti. Najpoznatiji predstavnik ove skupine je DDT.

• Kako djeluje organohlonski insekticid?

Organohlorinski insekticidi ometaju prijenos živčanih impulsa u insekata blokirajući djelovanje acetilholinesteraze, enzima koji normalno razgrađuje neurotransmiter acetilholin. To uzrokuje nakupljanje acetilkolina, što dovodi do hiperstimulacije živčanog sustava i smrti insekta.

• Koje su prednosti insekticida organohlora?

Insekticidi organohlora imaju veliku toksičnost na insekte, pružaju dugoročnu zaštitu i vrlo su učinkoviti u kontroli štetočina. Oni mogu kontrolirati širok raspon insekata i učinkoviti su čak i pri malim dozama.

• Koji su glavni nedostaci insekticida organohlora?

Glavni nedostatak je njihova velika toksičnost na životinje, ljude i korisne insekte poput pčela. Uz to, insekticidi organohlora mogu se akumulirati u tlu, vodi i biljkama, što dovodi do dugoročnih utjecaja na okoliš.

• Koji se primjeri insekticida organohlora koriste u poljoprivredi?

Primjeri uključuju DDT, Aldrin i Chlordane. Te su se tvari široko koristile za borbu protiv štetočina, ali njihova je upotreba u većini zemalja ograničena ili zabranjena zbog otpornosti na raspadanje u prirodi i toksičnosti.

• Koje je pitanje otpornosti na insekte na insekticide?

Insekti mogu razviti otpornost na insekticide zbog dugotrajne ili ponovljene uporabe. To se događa kada se pojave mutacije u populaciji koja omogućuje štetočinama da prežive nakon liječenja kemikalijama. To smanjuje učinkovitost insekticida i zahtijeva stalno prebacivanje proizvoda.

• Kako se može spriječiti otpor kod insekata?

Da bi se spriječio otpor, preporučuje se okretanje različitih insekticida s različitim načinima djelovanja, upotreba kombiniranih proizvoda i primjena bioloških metoda kontrole štetočina kao što su entomofagi i drugi prirodni neprijatelji.

• Koje mjere opreza treba poduzeti pri korištenju insekticida organoklora?

Pri radu s organohlorskim insekticidima, zaštitnu opremu poput rukavica, naočala i maski treba koristiti za izbjegavanje kontakta s kemikalijama. Također je važno slijediti upute o ambalaži u vezi s vremenom doze i primjene i promatrati razdoblja čekanja prije berbe.

• Koja je opasnost od insekticida organohlora na ekosustave?

Insekticidi organohlora mogu uništiti ekosustave ubijanjem ne samo štetočina, već i korisnih insekata poput pčela, kao i toksičnih učinaka na vodene ekosustave. Te se tvari mogu akumulirati u tlima i biološkim lancima, što dovodi do dugoročnih ekoloških posljedica.

• Postoje li alternative organohlorskim insekticidima?

Da, postoji nekoliko alternativnih metoda kontrole štetočina, uključujući biološke insekticide (poput upotrebe entomofaga), prirodnih insekticida (poput neem ulja i infuzije češnjaka) i mehaničkih metoda poput feromonskih zamki. Ove su metode manje toksične za okoliš i zdravlje ljudi, ali mogu biti manje učinkovite u nekim situacijama.