Torjunta-aine - Pesticide

Torjunta -aineet ovat aineita, jotka on tarkoitettu tuholaisten torjuntaan . Termi torjunta-aine sisältää kaikki seuraavat: rikkakasvien torjunta-aineet , hyönteismyrkyt (joihin voivat sisältyä hyönteisten kasvunsäätelijät , termisidit jne.) nematisidi , nilviäisten torjunta -aine , kalamyrkky , lintumyrkky , jyrsijämyrkky , bakterisidi , hyönteismyrkky , eläinkarkotetta , lamppujen torjunta - aine ja fungirisidi. Yleisimmät niistä ovat rikkakasvien torjunta-aineet, joiden osuus kaikesta torjunta-aineiden käytöstä on noin 80 %. Useimmat torjunta-aineet on tarkoitettu toimimaan kasvinsuojeluaineina (tunnetaan myös kasvinsuojeluaineina), jotka yleensä suojaavat kasveja rikkaruohoilta , sieniltä tai hyönteisiltä . Esimerkiksi Alternaria solani -sientä käytetään torjumaan vesikasveja Salviniaa .

Yleensä torjunta-aine on kemikaali (kuten karbamaatti ) tai biologinen aine (kuten virus , bakteeri tai sieni ), joka karkottaa, tekee toimintakyvyttömäksi, tappaa tai muuten karkottaa tuholaisia. Kohteena olevia tuholaisia ​​voivat olla hyönteiset, kasvipatogeenit , rikkakasvit, nilviäiset , linnut , nisäkkäät , kalat , sukkulamadot (sukkumadot) ja mikrobit , jotka tuhoavat omaisuutta, aiheuttavat haittaa tai levittävät tauteja tai ovat taudinlevittäjiä . Näiden etujen ohella torjunta-aineilla on myös haittoja, kuten mahdollinen myrkyllisyys ihmisille ja muille lajeille.

Määritelmä

Torjunta-aineen tyyppi	Kohde tuholaisryhmä
Algisidit tai levämyrkyt	Levät
Avicides	Linnut
Bakterisidit	Bakteerit
Fungisidit	Sienet ja munamykeetit
Rikkakasvien torjunta-aineet	Tehdas
Hyönteismyrkyt	Ötökät
Lamprisidit	Nahkaiset
Riittimyrkyt tai akarisidit	Punkit
Nilviäisten torjunta-aineet	Etanat
Nematisidit	Sukulamadot
Jyrsijämyrkyt	Jyrsijät
Slimisidit	Levät , bakteerit , sienet ja liman homeet
Virusidit	Virukset

Elintarvike- ja maatalousjärjestö FAO on määritellyt torjunta -aineen seuraavasti:

mikä tahansa aine tai aineseos, joka on tarkoitettu ehkäisemään, tuhoamaan tai torjumaan tuholaisia, mukaan lukien ihmisten tai eläinten tautien levittäjät, ei-toivotut kasvi- tai eläinlajit, jotka aiheuttavat vahinkoa tuotannon, käsittelyn, varastoinnin, kuljetuksen tai kaupan pitämisen aikana tai muuten häiritsevät niitä elintarvikkeista, maataloushyödykkeistä, puusta ja puutuotteista tai eläinrehuista tai aineista, joita voidaan antaa eläimille hyönteisten, hämähäkkieläinten tai muiden tuholaisten torjuntaan niiden kehossa tai pinnalla. Termi sisältää aineet, jotka on tarkoitettu käytettäviksi kasvien kasvun säätelijänä, lehtien poistajana, kuivausaineena tai hedelmien ohentamiseen tai hedelmien ennenaikaisen putoamisen estämiseen. Käytetään myös kasveihin levitettävinä aineina joko ennen sadonkorjuuta tai sen jälkeen suojaamaan hyödykettä pilaantumiselta varastoinnin ja kuljetuksen aikana.

Torjunta-aineet voidaan luokitella kohdeorganismin (esim. rikkakasvien torjunta-aineet , hyönteismyrkyt , sienitautien torjunta-aineet , jyrsijämyrkyt ja pedikulisidit – katso taulukko), kemiallisen rakenteen (esim. orgaaninen, epäorgaaninen, synteettinen tai biologinen (biopestisidi)) mukaan, vaikka ero voi joskus hämärtyä). ja fyysinen tila (esim . kaasumainen (kaasutusaine) ). Biopestisidit sisältävät mikrobien torjunta-aineet ja biokemialliset torjunta-aineet. Kasviperäiset torjunta-aineet tai "kasvitieteet" ovat kehittyneet nopeasti. Näitä ovat pyretroidit , rotenoidit , nikotinoidit ja neljäs ryhmä, johon kuuluvat strykniini ja sillirosidi .

Monet torjunta-aineet voidaan ryhmitellä kemikaaliryhmiin. Huomattavia hyönteismyrkkyperheitä ovat organokloorit , organofosfaatit ja karbamaatit . Orgaaniset kloorihiilivedyt (esim. DDT ) voitaisiin erottaa diklooridifenyylietaaneiksi, syklodieeniyhdisteiksi ja muihin vastaaviksi yhdisteiksi. Ne toimivat häiritsemällä hermokuidun natrium-/kaliumtasapainoa ja pakottavat hermon välittämään jatkuvasti. Niiden myrkyllisyydet vaihtelevat suuresti, mutta ne on poistettu käytöstä niiden pysyvyyden ja biokertyvyyspotentiaalin vuoksi . Organofosfaatti ja karbamaatit korvasivat suurelta osin organokloorit. Molemmat toimivat estämällä asetyylikoliiniesteraasientsyymiä , jolloin asetyylikoliini voi siirtää hermoimpulsseja loputtomiin ja aiheuttaa erilaisia ​​oireita, kuten heikkoutta tai halvaantumista. Organofosfaatit ovat melko myrkyllisiä selkärankaisille, ja joissain tapauksissa ne on korvattu vähemmän myrkyllisillä karbamaateilla. Tiokarbamaatti ja ditiokarbamaatit ovat karbamaattien alaluokkia. Huomattavia rikkakasvien torjunta-aineiden perheitä ovat fenoksi- ja bentsoehappoherbisidit (esim . 2,4-D ), triatsiinit (esim. atratsiini ), ureat (esim. diuron ) ja klooriasetanilidi (esim. alakloori ). Fenoksiyhdisteillä on tapana tappaa valikoivasti leveälehtisiä rikkaruohoja ruohojen sijaan. Fenoksi- ja bentsoehapporikkakasvien torjunta-aineet toimivat samalla tavalla kuin kasvien kasvuhormonit ja kasvattavat soluja ilman normaalia solunjakautumista murskaamalla kasvin ravinteiden kuljetusjärjestelmän. Triatsiinit häiritsevät fotosynteesiä. Monet yleisesti käytetyt torjunta-aineet eivät sisälly näihin perheisiin, mukaan lukien glyfosaatti .

Tuholaistorjunta-aineiden levitys suoritetaan yleensä dispergoimalla kemikaali (usein hiilivetypohjaiseen) liuotin - surfaktanttijärjestelmään , jolloin saadaan homogeeninen valmiste. Vuonna 1977 suoritettu viruskuolleisuustutkimus osoitti, että tietty torjunta-aine ei lisännyt viruksen kuolleisuutta, mutta yhdistelmät, jotka sisälsivät joitain pinta-aktiivisia aineita ja liuotinta, osoittivat selvästi, että esikäsittely niillä lisäsi merkittävästi viruksen kuolleisuutta koehiirissä.

Torjunta-aineet voidaan luokitella niiden biologisen mekanismin toiminnan tai käyttötavan perusteella. Useimmat torjunta-aineet toimivat myrkyttämällä tuholaisia. Systeeminen torjunta-aine liikkuu kasvin sisällä sen jälkeen, kun kasvi imeytyy. Hyönteismyrkkyillä ja useimmilla sienitautien torjunta-aineilla tämä liike tapahtuu yleensä ylöspäin ( ksyleemin läpi ) ja ulospäin. Tuloksena voi olla tehokkuuden lisääntyminen. Systeemiset hyönteismyrkyt, jotka myrkyttävät kukkien siitepölyä ja nektaria , voivat tappaa mehiläisiä ja muita tarvittavia pölyttäjiä .

Vuonna 2010 ilmoitettiin uuden sienitautien luokan, paldoksiinien , kehittämisestä . Nämä toimivat hyödyntämällä kasvien vapauttamia luonnollisia puolustuskemikaaleja, joita kutsutaan fytoaleksiineiksi , jotka sienet sitten poistavat myrkkyjä entsyymeillä. Paldoksiinit estävät sienten detoksifikaatioentsyymejä. Niiden uskotaan olevan turvallisempia ja vihreämpiä.

Historia

Ennen vuotta 2000 eKr. ihmiset ovat käyttäneet torjunta-aineita satonsa suojelemiseen. Ensimmäinen tunnettu torjunta-aine oli alkuainerikkipöly , jota käytettiin muinaisessa Sumerissa noin 4500 vuotta sitten muinaisessa Mesopotamiassa. Rigveda , joka on noin 4000 vuotta vanha, mainitsee myrkyllisten kasvien käytön tuholaistorjuntaan. 1400-luvulle mennessä myrkyllisiä kemikaaleja, kuten arseenia , elohopeaa ja lyijyä , käytettiin viljelykasveille tuholaisten tappamiseksi. 1600-luvulla nikotiinisulfaattia uutettiin tupakanlehdistä käytettäväksi hyönteismyrkkynä . 1800-luvulla otettiin käyttöön kaksi muuta luonnollista torjunta-ainetta, pyretrum , joka on peräisin krysanteemeista , ja rotenoni , joka on peräisin trooppisten vihannesten juurista . 1950-luvulle asti arseenipohjaiset torjunta-aineet olivat hallitsevia. Paul Müller havaitsi, että DDT oli erittäin tehokas hyönteismyrkky. Klorinaatit, kuten DDT, olivat hallitsevia, mutta ne korvattiin Yhdysvalloissa organofosfaatilla ja karbamaateilla vuoteen 1975 mennessä. Sen jälkeen pyretriiniyhdisteistä on tullut hallitseva hyönteismyrkky. Rikkakasvien torjunta-aineet yleistyivät 1960-luvulla "triatsiinin ja muiden typpipohjaisten yhdisteiden, karboksyylihappojen, kuten 2,4-dikloorifenoksietikkahapon ja glyfosaatin" johdolla.

Ensimmäinen laki, joka antoi liittovaltion viranomaisille torjunta-aineiden sääntelyn, annettiin vuonna 1910; kuitenkin vuosikymmeniä myöhemmin 1940-luvulla valmistajat alkoivat tuottaa suuria määriä synteettisiä torjunta-aineita ja niiden käyttö yleistyi. Ennen ensimmäistä maailmansotaa Saksa oli maailman johtava kemianteollisuus ja vei suurimman osan Yhdysvalloissa käytetyistä väriaineista ja muista kemikaaleista. Sota toteutti tulleja, jotka stimuloivat kemianteollisuuden kasvua Yhdysvalloissa, mikä teki kemiasta arvostetun ammatin tämän teollisuuden laajentuessa ja siitä tuli kannattavaa. Rahat ja ideat virtasivat takaisin Euroopasta Yhdysvaltojen ensimmäisen maailmansodan jälkeen, mikä muutti tapaa, jolla amerikkalaiset olivat vuorovaikutuksessa itsensä ja luonnon kanssa, ja sodan teollistuminen joudutti tuholaistorjunnan teollistumista. Jotkut lähteet pitävät 1940- ja 1950-lukuja "torjunta-aineiden aikakauden" alkaneena. Vaikka Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto perustettiin vuonna 1970 ja torjunta-ainelakiin tehtiin muutoksia vuonna 1972, torjunta-aineiden käyttö on lisääntynyt 50-kertaiseksi vuodesta 1950 ja nykyään käytetään 2,3 miljoonaa tonnia (2,5 miljoonaa lyhyttä tonnia) teollisia torjunta-aineita joka vuosi. 75 prosenttia kaikista maailman torjunta-aineista käytetään kehittyneissä maissa, mutta kehitysmaissa käyttö lisääntyy. National Science Foundationin Integrated Pest Management -keskus julkaisi vuonna 2003 tutkimuksen Yhdysvaltojen torjunta-aineiden käytön suuntauksista vuoteen 1997 asti.

1960-luvulla havaittiin, että DDT esti monia kalaa syöviä lintuja lisääntymästä, mikä oli vakava uhka biologiselle monimuotoisuudelle . Rachel Carson kirjoitti myydyimmän kirjan Silent Spring biologisesta suurennuksesta . DDT:n käyttö maataloudessa on nyt kielletty pysyviä orgaanisia yhdisteitä koskevan Tukholman yleissopimuksen nojalla, mutta sitä käytetään edelleen joissakin kehitysmaissa malarian ja muiden trooppisten sairauksien estämiseen ruiskuttamalla sisäseinille hyttysten tappamiseksi tai karkottamiseksi.

Kehitys

Käytettävissä olevat torjunta-aineet eivät riitä, vaan tarvitaan uutta kehitystä. Jatkuva tuholaisten perusbiologian tutkimus voi tunnistaa uusia haavoittuvuuksia ja tuottaa uusia torjunta-aineita; se voi myös tuottaa torjunta-aineita, joiden taloudelliset ja ympäristölliset ominaisuudet ovat parempia kuin nykyisin käytetyillä. Kasviperäiset torjunta-aineet tai "kasvitieteet" ovat kehittyneet nopeasti. Näitä ovat pyretroidit , rotenoidit , nikotinoidit ja neljäs ryhmä, johon kuuluvat strykniini ja sillirosidi . Vuonna 2010 ilmoitettiin uuden sienitautien luokan, paldoksiinien , kehittämisestä . Nämä toimivat hyödyntämällä kasvien vapauttamia luonnollisia puolustuskemikaaleja, joita kutsutaan fytoaleksiineiksi , jotka sienet sitten poistavat myrkkyjä entsyymeillä. Paldoksiinit estävät sienten detoksifikaatioentsyymejä. Niiden uskotaan olevan turvallisempia ja vihreämpiä.

Mielenkiintoista on, että sienitautien torjunta -aineresistenssi lisää inaktiivisten enantiomeerien osuutta sienitautien torjunta -ainesovelluksissa : Resistenssin kehittyminen edellyttää tutkimusta ja uusien keinojen löytämistä , jotka suuntautuvat pois jo löydetyistä luokista kohti monimutkaisempia kemiallisia rakenteita. Näissä on yleensä enemmän kiraalisia keskuksia useammin, mikä tarkoittaa enemmän sivutuotteita synteesin aikana.

Hyönteismyrkkyjen kehitystä lannistaa ja hidastaa yleinen mielipide, joka liittyy maailmanlaajuiseen pesäkkeiden romahtamishäiriökriisiin . Vaikka CCD on vakava ongelma, on viitteitä siitä, että asiaan liittyy muita seikkoja, erityisesti Cox-Fosterin et al 2007 havainto, että virus on olennaisesti syyllinen. (Katso myös.) Yleisön huoli on lisääntynyt – tosiasioista riippumatta ja sen sijaan tunnepohjalta – ja maatalouskemian tutkimusyritykset kohtaavat imago- ja havaintohaasteen. Yhteistyö maatalouslaajennusten kanssa voisi auttaa korjaamaan osan tästä ja saamaan torjunta-ainetutkimuksen takaisin raiteilleen.

Käyttää

Torjunta-aineita käytetään torjumaan organismeja, joiden katsotaan olevan haitallisia tai haitallisia ympäristölleen. Niitä käytetään esimerkiksi tappamaan hyttysiä , jotka voivat levittää mahdollisesti tappavia sairauksia, kuten Länsi-Niilin virus , keltakuume ja malaria . Ne voivat myös tappaa mehiläisiä , ampiaisia tai muurahaisia , jotka voivat aiheuttaa allergisia reaktioita. Hyönteismyrkyt voivat suojata eläimiä loisten , kuten kirppujen , aiheuttamilta sairauksilta . Torjunta-aineet voivat estää ihmisten sairautta, jonka voi aiheuttaa homeinen ruoka tai sairaat tuotteet. Rikkakasvien torjunta-aineita voidaan käyttää tienvarsien rikkaruohojen, puiden ja pensaiden poistamiseen. Ne voivat myös tappaa invasiivisia rikkakasveja , jotka voivat aiheuttaa ympäristövaurioita. Rikkakasvien torjunta-aineita käytetään yleisesti lammissa ja järvissä levien ja kasvien, kuten vesiheinämän, torjuntaan, mikä voi häiritä toimintaa, kuten uintia ja kalastusta, ja saada veden näyttämään tai tuoksumaan epämiellyttävältä. Hallitsemattomat tuholaiset, kuten termiitit ja home, voivat vahingoittaa rakenteita, kuten taloja. Torjunta-aineita käytetään ruokakaupoissa ja elintarvikevarastoissa jyrsijöiden ja hyönteisten torjuntaan, jotka saastuttavat ruokaa, kuten viljaa. Jokaiseen torjunta-aineen käyttöön liittyy tietty riski. Oikea torjunta-aineiden käyttö vähentää näitä riskejä tasolle, jonka torjunta-aineita säätelevät virastot, kuten Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto (EPA) ja Kanadan tuholaistorjuntavirasto (PMRA) pitävät hyväksyttävinä.

Talojen seinille ruiskutettu DDT on organokloori, jota on käytetty malarian torjuntaan 1950-luvulta lähtien. Maailman terveysjärjestön viimeaikaiset poliittiset lausunnot ovat tukeneet tätä lähestymistapaa vahvemmin. DDT ja muut orgaaniset klooripitoiset torjunta-aineet on kuitenkin kielletty useimmissa maailman maissa, koska ne ovat pysyviä ympäristössä ja myrkyllisiä ihmisille. DDT:n käyttö ei ole aina tehokasta, sillä Afrikassa tunnistettiin DDT-resistenssi jo vuonna 1955, ja vuoteen 1972 mennessä 19 hyttyslajia maailmanlaajuisesti oli resistenttejä DDT:lle.

Käytetty määrä

Vuosina 2006 ja 2007 maailmassa käytettiin noin 2,4 megatonnia (5,3 × 10 ⁹  lb) torjunta-aineita, ja rikkakasvien torjunta-aineet muodostivat suurimman osan maailman torjunta-aineiden käytöstä, 40 %, jota seurasivat hyönteismyrkyt (17 %) ja sienitautien torjunta-aineet (10 %). Vuosina 2006 ja 2007 Yhdysvallat käytti noin 0,5 megatonnia (1,1 × 10 ⁹  paunaa) torjunta-aineita, mikä on 22 % maailman kokonaismäärästä, mukaan lukien 857 miljoonaa puntaa (389 kt) tavanomaisia ​​torjunta-aineita, joita käytetään maatalousalalla (80). % tavanomaisten torjunta-aineiden käytöstä) sekä teollisuus-, kauppa-, hallinto- ja koti- ja puutarhasektorit. Pelkästään Kalifornian osavaltio käytti 117 miljoonaa puntaa. Torjunta-aineita löytyy myös useimmista yhdysvaltalaisista kotitalouksista, ja 88 miljoonaa 121,1 miljoonasta kotitaloudesta ilmoittaa käyttävänsä jotakin torjunta-ainetta vuonna 2012. Vuodesta 2007 lähtien torjunta-aineiksi oli rekisteröity yli 1 055 tehoainetta, joista saadaan yli 20 000 torjunta-ainetta. joita markkinoidaan Yhdysvalloissa.

Yhdysvallat käytti noin 1 kg (2,2 puntaa) hehtaaria kohden peltoa verrattuna: 4,7 kg Kiinassa, 1,3 kg Isossa-Britanniassa, 0,1 kg Kamerunissa , 5,9 kg Japanissa ja 2,5 kg Italiassa. Hyönteisten torjunta-aineiden käyttö on vähentynyt Yhdysvalloissa yli puoleen vuodesta 1980 (0,6 % vuodessa), mikä johtuu pääasiassa organofosfaattien käytöstä poistamisesta . Maissipelloilla pudotus oli vieläkin jyrkempi johtuen siirtymisestä siirtogeeniseen Bt-maissiin .

Kasvinsuojelutuotteiden maailmanlaajuisille markkinoille markkina-analyytikot ennustavat yli 52 miljardin Yhdysvaltain dollarin tuloja vuonna 2019.

Edut

Torjunta-aineet voivat säästää viljelijöiden rahoja estämällä sadon menetykset hyönteisille ja muille tuholaisille. Yhdysvalloissa viljelijät saavat arviolta nelinkertaisen tuoton torjunta-aineisiin käyttämilleen rahoille. Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että torjunta-aineiden käyttämättä jättäminen heikensi satoa noin 10 prosenttia. Toisessa vuonna 1999 tehdyssä tutkimuksessa todettiin, että torjunta-aineiden kielto Yhdysvalloissa voi johtaa elintarvikkeiden hintojen nousuun , työpaikkojen menetykseen ja nälänhädän lisääntymiseen maailmassa.

Torjunta-aineiden käytössä on kaksi hyötytasoa, ensisijainen ja toissijainen. Ensisijaiset hyödyt ovat suoria hyötyjä torjunta-aineiden käytöstä ja toissijaiset hyödyt ovat vaikutuksia, jotka ovat pitkäaikaisempia.

Ensisijaiset edut

Tuholaisten ja kasvitautien levittäjien torjunta

• Parempi sato
• Parempi sadon/eläinten laatu
• Invasiiviset lajit hallinnassa

Ihmisten/eläinten tautien levittäjien ja haitallisten organismien torjunta

• Ihmishenkiä pelastettiin ja sairauksia vähennettiin. Hallittuihin sairauksiin kuuluu malaria, ja miljoonia ihmishenkiä on pelastettu tai parantunut pelkän DDT :n käytöllä.
• Eläinten henkiä pelastettu ja tauteja vähennetty

Hallitsee organismeja, jotka vahingoittavat muuta ihmisen toimintaa ja rakenteita

• Kuljettajien näkymä esteetön
• Puiden/pensaiden/lehtien vaarat estetty
• Puurakenteet suojattu

Raha

Eräässä tutkimuksessa arvioitiin, että jokainen dollari (1 dollari), joka käytetään kasvien torjunta-aineisiin, voi tuottaa jopa neljä dollaria (4 dollaria) säästettyjä satoja. Tämä tarkoittaa, että torjunta-aineisiin vuodessa käytetyllä rahamäärällä, 10 miljardilla dollarilla, saadaan 40 miljardin dollarin lisäsäästöt sadoissa, jotka menetetään hyönteisten ja rikkakasvien aiheuttamien vahinkojen vuoksi. Yleisesti ottaen viljelijät hyötyvät sadon kasvusta ja siitä, että he voivat kasvattaa erilaisia ​​kasveja ympäri vuoden. Maataloustuotteiden kuluttajat hyötyvät myös siitä, että heillä on varaa suuriin tuotantomääriin ympäri vuoden.

Toisen maailmansodan jälkeiset olosuhteet saivat torjunta-aineteollisuuden kukoistamaan useista syistä, mukaan lukien kasvava keskiluokka ja halpojen traktorivetoisten ruiskutuslaitteiden keksiminen. 1980-luvulle mennessä torjunta-aineiden kysyntä oli laskenut maanviljelijöiden taloudellisten vaikeuksien ja kemikaalimarkkinoiden ylikyllästymisen vuoksi. Torjunta-aineiden valmistukseen liittyi myös uusia kustannuksia kemikaaleja koskevien tiukkojen EPA-lakien vuoksi. Näistäkin tekijöistä huolimatta torjunta-aineiden markkinat ovat arvoltaan 7 miljardia dollaria ja kasvavat 4 % vuodessa nurmikon keksimisen ja kesyttämätöntä pihaa ympäröivän leimautumisen vuoksi.

Kustannukset

Torjunta-aineiden käytön kustannuspuolella voi olla kustannuksia ympäristölle , ihmisten terveydelle sekä uusien torjunta-aineiden kehittämisen ja tutkimuksen kustannuksia.

Terveysvaikutukset

Torjunta-aineet voivat aiheuttaa akuutteja ja viivästyneitä terveysvaikutuksia ihmisille, jotka ovat altistuneet. Torjunta-ainealtistuminen voi aiheuttaa erilaisia ​​haitallisia terveysvaikutuksia, jotka vaihtelevat yksinkertaisesta ihon ja silmien ärsytyksestä vakavampiin vaikutuksiin, kuten hermostoon, kuuloon, lisääntymisongelmia aiheuttavien hormonien matkimiseen ja myös syöpää aiheuttaviin vaikutuksiin. Vuoden 2007 systemaattisessa katsauksessa todettiin, että "useimmat non-Hodgkin-lymfoomaa ja leukemiaa koskeneet tutkimukset osoittivat positiivisia assosiaatioita torjunta-ainealtistukseen", ja näin ollen pääteltiin, että torjunta-aineiden kosmeettista käyttöä tulisi vähentää. Organofosfaattien hyönteismyrkkyjen altistumisen ja hermoston käyttäytymisen muutosten välisistä yhteyksistä on olemassa merkittäviä todisteita. Rajoitettua näyttöä on myös muista torjunta-ainealtistuksen negatiivisista seurauksista, mukaan lukien neurologiset, synnynnäiset epämuodostumat ja sikiökuolema .

American Academy of Pediatrics suosittelee lasten altistumisen rajoittamista torjunta-aineille ja turvallisempien vaihtoehtojen käyttöä:

Riittämättömän sääntelyn ja turvatoimien vuoksi 99 % torjunta-aineisiin liittyvistä kuolemista tapahtuu kehitysmaissa, joiden osuus torjunta-aineiden käytöstä on vain 25 %.

Eräässä tutkimuksessa todettiin, että torjunta-aine itsemyrkytyksiä valittiin kolmannessa itsemurhista maailmanlaajuisesti, ja suositeltiin muun muassa lisää rajoituksia ihmisille haitallisimpien torjunta-aineiden tyypeille.

Vuoden 2014 epidemiologisessa katsauksessa löydettiin yhteyksiä autismin ja tietyille torjunta-aineille altistumisen välillä, mutta todettiin, että käytettävissä olevat todisteet eivät riittäneet päättämään, että yhteys oli syy-seuraus.

Maataloustyöntekijöiden työperäinen altistuminen

Maailman terveysjärjestö ja YK:n ympäristöohjelma arvioivat, että kehitysmaissa 3 miljoonaa maataloustyöntekijää joutuu vuosittain vakavaan torjunta- ainemyrkytykseen , mikä johtaa 18 000 kuolemaan. Erään tutkimuksen mukaan jopa 25 miljoonaa työntekijää kehitysmaissa voi kärsiä lievästä torjunta-ainemyrkytyksestä vuosittain. Maataloustyöntekijöiden lisäksi muut ammatilliset altistukset, mukaan lukien lemmikkieläinten trimmaajat, pihanhoitajat ja kaasuttajat , voivat myös altistaa yksilöt torjunta-aineiden terveysvaikutuksille.

Torjunta-aineiden käyttö on laajaa Latinalaisessa Amerikassa , sillä alueella käytetään vuosittain noin 3 miljardia dollaria. Tietojen mukaan torjunta-ainemyrkytysten esiintymistiheys on lisääntynyt viimeisen kahden vuosikymmenen aikana. Yleisimpien torjunta-ainemyrkytysten uskotaan johtuvan altistumisesta organofosfaatti- ja karbamaattihyönteismyrkkyille. Torjunta-aineiden kotikäyttö, sääntelemättömien tuotteiden käyttö ja laittomien työntekijöiden rooli maatalousteollisuudessa tekevät todellisen torjunta-ainealtistuksen karakterisoinnista haasteen. On arvioitu, että 50–80 % torjunta-ainemyrkytystapauksista jää ilmoittamatta.

Torjunta-ainemyrkytysten aliraportointi on erityisen yleistä alueilla, joilla maataloustyöntekijät eivät todennäköisesti hakeudu hoitoon terveydenhuoltolaitokselta, joka saattaa seurata tai seurata akuutin myrkytyksen ilmaantuvuutta. Tahattomien torjunta-ainemyrkytysten määrä voi olla paljon suurempi kuin saatavilla olevat tiedot antavat ymmärtää, erityisesti kehitysmaissa. Maailmanlaajuisesti maatalous ja elintarviketuotanto ovat edelleen yksi suurimmista teollisuudenaloista. Itä-Afrikassa maatalousteollisuus on yksi suurimmista talouden sektoreista, ja lähes 80 prosenttia sen väestöstä on maatalouden varassa. Näiden yhteisöjen viljelijät luottavat torjunta-ainetuotteisiin säilyttääkseen korkeat sadot.

Joissakin Itä-Afrikan maissa hallitukset ovat siirtymässä kaupalliseen maatalouteen , ja ulkomaisten ryhmittymien mahdollisuudet harjoittaa kaupallisia tiloja ovat johtaneet helpommin saatavilla olevaan tutkimukseen torjunta-aineiden käytöstä ja työntekijöiden altistumisesta. Muilla alueilla, joilla suuri osa väestöstä on toimeentulon varassa, pienviljely on vaikeampaa arvioida torjunta-aineiden käyttöä ja altistumista.

Torjunta-ainemyrkytys

Torjunta-aineilla voi olla myrkyllisiä vaikutuksia ihmisiin ja muihin kuin kohdelajeihin, joiden vakavuus riippuu altistumisen tiheydestä ja laajuudesta. Myrkyllisyys riippuu myös imeytymisnopeudesta, jakautumisesta kehossa, aineenvaihduntaan ja yhdisteiden eliminaatiosta kehosta. Yleisesti käytetyt torjunta-aineet, kuten organofosfaatit ja karbamaatit, vaikuttavat estämällä asetyylikoliiniesteraasin aktiivisuutta, mikä estää asetyylikoliinin hajoamisen hermosynapsissa . Liiallinen asetyylikoliini voi aiheuttaa oireita , kuten lihaskramppeja tai vapinaa, sekavuutta, huimausta ja pahoinvointia. Tutkimukset osoittavat, että maataloustyöntekijät Etiopiassa, Keniassa ja Zimbabwessa ovat alentaneet plasman asetyylikoliiniesteraasipitoisuuksia, entsyymiä, joka on vastuussa asetyylikoliinin hajottamisesta ja vaikuttaa synapseihin koko hermostossa . Muissa Etiopiassa tehdyissä tutkimuksissa on havaittu heikentynyttä hengitystoimintaa maataloustyöntekijöillä, jotka ruiskuttavat kasveja torjunta-aineilla. Lukuisat maataloustyöntekijöiden altistumisreitit lisäävät torjunta-ainemyrkytysriskiä, ​​mukaan lukien ihon kautta kulkeminen peltojen läpi ja tuotteiden levittäminen sekä altistuminen hengitysteitse.

Torjunta-aineille altistumisen mittaaminen

On olemassa useita tapoja mitata henkilön altistumista torjunta-aineille, joista jokainen antaa arvion yksilön sisäisestä annoksesta. Kaksi laajaa lähestymistapaa sisältävät biomarkkerien ja biologisten vaikutusten merkkiaineiden mittaamisen. Edellinen sisältää lähtöyhdisteen tai sen metaboliittien suoran mittauksen erityyppisistä väliaineista: virtsasta, verestä, seerumista. Biomarkkerit voivat sisältää yhdisteen suoran mittauksen kehossa ennen kuin se on biotransformoitunut aineenvaihdunnan aikana. Muita sopivia biomarkkereita voivat olla emoyhdisteen metaboliitit sen jälkeen, kun ne ovat biotransformoituneet aineenvaihdunnan aikana. Toksikokineettiset tiedot voivat antaa yksityiskohtaisempaa tietoa siitä, kuinka nopeasti yhdiste metaboloituu ja poistuu elimistöstä, ja antaa näkemyksiä altistumisen ajoituksesta.

Biologisen vaikutuksen markkerit antavat arvion altistumisesta, joka perustuu vaikutusmekanismiin liittyviin solutoimintoihin. Esimerkiksi monet tutkimukset, jotka tutkivat altistumista torjunta-aineille, sisältävät usein asetyylikoliiniesteraasientsyymin kvantifioinnin hermosynapsissa organofosfaatti- ja karbamaattitorjunta-aineiden estävän vaikutuksen suuruuden määrittämiseksi.

Toinen menetelmä altistumisen kvantifioimiseksi sisältää vaikutusalueen kanssa vuorovaikutuksessa olevan torjunta-aineen määrän mittaamisen molekyylitasolla. Näitä menetelmiä käytetään yleisemmin työperäisessä altistumisessa, jossa vaikutusmekanismi ymmärretään paremmin, kuten WHO:n ohjeissa on kuvattu artikkelissa "Biological Monitoring of Chemical Exposure in the Workplace". Ennen tätä menetelmää tarvitaan parempi ymmärrys siitä, kuinka torjunta-aineet saavat aikaan myrkyllisiä vaikutuksiaan. altistumisarvioinnissa voidaan soveltaa maataloustyöntekijöiden työperäiseen altistumiseen.

Vaihtoehtoisia menetelmiä altistumisen arvioimiseksi ovat kyselylomakkeet, joiden avulla osallistujat havaitsevat, onko heillä torjunta-ainemyrkytykseen liittyviä oireita. Itse ilmoittamia oireita voivat olla päänsärky, huimaus, pahoinvointi, nivelkipu tai hengitystieoireet.

Haasteet torjunta-ainealtistuksen arvioinnissa

Yleisen väestön torjunta-aineille altistumisen arvioinnissa on useita haasteita ja monia muita, jotka liittyvät maataloustyöntekijöiden työperäiseen altistumiseen. Maataloustyöntekijöiden lisäksi perheenjäsenten ja lasten altistumisen arvioiminen on lisähaasteita, ja se voi tapahtua "takeina" altistumisesta torjunta-ainejäämille, jotka on kerätty vanhemmille maataloustyöntekijöille kuuluviin vaatteisiin tai laitteisiin ja jotka tuodaan vahingossa kotiin. Lapset voivat myös altistua raskauden aikana torjunta-aineille raskauden aikana altistuneiden äitien torjunta-aineille. Lasten altistumisen luonnehtiminen ilmassa kulkeutumisesta ja torjunta-aineiden ruiskuttamisesta on yhtä haastavaa, mutta kuitenkin hyvin dokumentoitua kehitysmaissa. Sikiön ja vastasyntyneiden kriittisten kehityskausien vuoksi nämä ei-työssäkäyvät väestöt ovat alttiimpia torjunta-aineiden vaikutuksille, ja niillä voi olla suurempi riski saada neurokognitiivisia vaikutuksia ja heikentyä kehitystä.

Vaikka biomarkkerien tai biologisten vaikutusten merkkiaineiden mittaaminen voi antaa tarkempia arvioita altistumisesta, näiden tietojen kerääminen kentällä on usein epäkäytännöllistä ja monet menetelmät eivät ole tarpeeksi herkkiä havaitsemaan alhaisia ​​pitoisuuksia. On olemassa nopeat koliiniesteraasitestisarjat verinäytteiden keräämiseksi kentällä. Laajamittaisten maataloustyöntekijöiden arviointien tekeminen kehitysmaiden syrjäisillä alueilla tekee näiden sarjojen toteuttamisesta haasteellista. Koliiniesteraasimääritys on hyödyllinen kliininen työkalu yksilöllisen altistuksen ja akuutin toksisuuden arvioimiseksi. Perustason entsyymiaktiivisuuden huomattava vaihtelu yksilöiden välillä tekee kuitenkin vaikeaksi verrata koliiniesteraasiaktiivisuuden kenttämittauksia vertailuannokseen altistumiseen liittyvän terveysriskin määrittämiseksi. Toinen haaste, jota tutkijat kohtaavat viiteannoksen johtamisessa, on altistumisen kannalta olennaisten terveydellisten päätepisteiden tunnistaminen. Epidemiologista tutkimusta tarvitaan lisää kriittisten terveydellisten päätepisteiden tunnistamiseksi, erityisesti työelämässä altistuvien väestöryhmien keskuudessa.

Ennaltaehkäisy

Torjunta-aineille haitallisen altistumisen minimoiminen voidaan saavuttaa henkilökohtaisten suojavarusteiden asianmukaisella käytöllä, riittävillä paluuajoilla äskettäin ruiskutetuille alueille ja tehokkaalla vaarallisten aineiden merkinnöillä FIFRA :n määräysten mukaisesti. Suuren riskin väestön, mukaan lukien maataloustyöntekijät, kouluttaminen torjunta-aineiden asianmukaiseen käyttöön ja varastointiin voi vähentää akuutin torjunta-ainemyrkytystilanteen ilmaantuvuutta ja altistumiseen liittyviä mahdollisia kroonisia terveysvaikutuksia. Jatkuva tutkimus torjunta-aineiden myrkyllisistä terveysvaikutuksista toimii perustana asiaankuuluville politiikoille ja täytäntöönpanokelpoisille standardeille , jotka suojelevat kaikkien väestöryhmien terveyttä.

Ympäristövaikutukset

Torjunta-aineiden käyttö herättää useita ympäristöongelmia.Yli 98 % ruiskutetuista hyönteisten torjunta-aineista ja 95 % rikkakasvien torjunta-aineista saapuu muuhun kohteeseen kuin kohdelajeihinsa, mukaan lukien muut kuin kohdelajit, ilma, vesi ja maaperä. Torjunta-aineiden kulkeutumista tapahtuu, kun ilmaan hiukkasina suspendoituneita torjunta-aineita kuljetetaan tuulen mukana muille alueille, mikä saattaa saastuttaa ne. Torjunta-aineet ovat yksi veden saastumisen aiheuttajista , ja jotkin torjunta-aineet ovat pysyviä orgaanisia saasteita ja edistävät maaperän ja kukkien (siitepöly, nektari) saastumista. Lisäksi torjunta-aineiden käyttö voi vaikuttaa haitallisesti naapurimaiden maataloustoimintaan, koska tuholaiset itse ajautuvat lähistölle ja vahingoittavat niitä, joissa ei ole käytetty torjunta-aineita.

Lisäksi torjunta-aineiden käyttö vähentää biologista monimuotoisuutta , edistää pölyttäjien vähenemistä , tuhoaa elinympäristöjä (erityisesti linnuille) ja uhkaa uhanalaisia ​​lajeja . Tuholaiset voivat kehittää vastustuskykyä torjunta-aineelle ( torjunta-aineresistenssi ), mikä vaatii uuden torjunta-aineen. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää suurempaa annosta torjunta-ainetta vastustamaan vastustuskykyä, vaikka tämä paheneekin ympäristön saasteongelmaa.

Pysyviä orgaanisia yhdisteitä koskevassa Tukholman yleissopimuksessa lueteltiin yhdeksän 12 vaarallisimmasta ja pysyvimmästä orgaanisesta kemikaalista , jotka olivat (nyt enimmäkseen vanhentuneita) orgaanisia klooripitoisia torjunta-aineita. Koska klooratut hiilivetytorjunta-aineet liukenevat rasvoihin eivätkä erity, organismit pyrkivät säilyttämään ne lähes loputtomiin. Biologinen suurennos on prosessi, jossa nämä klooratut hiilivedyt (torjunta-aineet) keskittyvät enemmän ravintoketjun jokaiselle tasolle. Merieläimistä torjunta-ainepitoisuudet ovat korkeampia lihansyöjäkaloissa ja vielä enemmän kalaa syövissä linnuissa ja nisäkkäissä ekologisen pyramidin huipulla . Globaali tislaus on prosessi, jossa torjunta-aineet kuljetetaan maapallon lämpimämmiltä alueilta kylmemmille alueille, erityisesti napoille ja vuorten huipulle. Ilmakehään suhteellisen korkeassa lämpötilassa haihtuvat torjunta-aineet voivat kulkeutua tuulen mukana huomattavia etäisyyksiä (tuhansia kilometrejä) alhaisemman lämpötilan alueelle, jossa ne tiivistyvät ja kulkeutuvat takaisin maahan sateessa tai lumessa.

Kielteisten vaikutusten vähentämiseksi on toivottavaa, että torjunta-aineet ovat hajoavia tai ainakin nopeasti deaktivoituvia ympäristössä. Tällainen torjunta-aineiden aktiivisuuden tai myrkyllisyyden menetys johtuu sekä yhdisteiden luontaisista kemiallisista ominaisuuksista että ympäristön prosesseista tai olosuhteista. Esimerkiksi halogeenien läsnäolo kemiallisessa rakenteessa usein hidastaa hajoamista aerobisessa ympäristössä. Adsorptio maaperään voi hidastaa torjunta-aineiden liikkumista, mutta se voi myös vähentää biologista hyötyosuutta mikrobien hajottajille.

Taloustiede

Vahingoittaa	Yhdysvaltain vuotuiset kustannukset
Kansanterveys	1,1 miljardia dollaria
Torjunta-aineresistenssi tuholaisissa	1,5 miljardia dollaria
Torjunta-aineiden aiheuttamat satotappiot	1,4 miljardia dollaria
Torjunta-aineiden aiheuttamat lintutappiot	2,2 miljardia dollaria
Pohjaveden saastuminen	2,0 miljardia dollaria
Muut kulut	1,4 miljardia dollaria
Kokonaiskustannukset	9,6 miljardia dollaria

Eräässä tutkimuksessa torjunta-aineista aiheutuvat ihmisten terveyden ja ympäristön kustannukset Yhdysvalloissa arvioitiin 9,6 miljardiksi dollariksi , mitä kompensoi noin 40 miljardia dollaria lisääntynyt maataloustuotanto.

Lisäkustannuksia ovat muun muassa rekisteröintiprosessi ja torjunta-aineiden ostokustannukset, joista vastaavasti vastaavat maatalouskemian yritykset ja maanviljelijät. Rekisteröintiprosessi voi kestää useita vuosia (kenttätestejä on 70 eri tyyppiä) ja se voi maksaa 50–70 miljoonaa dollaria yhdestä torjunta-aineesta. 2000-luvun alussa Yhdysvallat käytti torjunta-aineisiin vuosittain noin 10 miljardia dollaria.

Resistanssi

Torjunta-aineiden käyttöön liittyy luonnostaan ​​resistenssin kehittymisen riski. Erilaiset torjunta- aineiden levitystekniikat ja -menettelyt voivat hidastaa resistenssin kehittymistä, samoin kuin eräät kohdeväestön ja ympäröivän ympäristön luonnolliset piirteet.

Vaihtoehtoja

Vaihtoehtoja torjunta-aineille on saatavilla, ja niihin kuuluvat viljelymenetelmät, biologisten tuholaistorjunta -aineiden käyttö (kuten feromonit ja mikrobien torjunta-aineet), geenitekniikka ja menetelmät hyönteisten lisääntymisen häiritsemiseksi. Myös kompostoidun pihajätteen levittämistä on käytetty keinona torjua tuholaisia. Näistä menetelmistä on tulossa yhä suositumpia ja ne ovat usein turvallisempia kuin perinteiset kemialliset torjunta-aineet. Lisäksi EPA rekisteröi yhä useammin riskialttiita tavanomaisia ​​torjunta-aineita.

Viljelykäytännöt sisältävät monikulttuurin (useantyyppisten kasvien kasvattaminen), viljelykiertoa , kasvien istuttamista sellaisille alueille, joilla niitä vahingoittavat tuholaiset eivät elä, istutuksen ajoitus sen mukaan, milloin tuholaiset ovat vähiten ongelmallisia, sekä pyydyskasvien käyttö, jotka houkuttelevat tuholaisia ​​pois todellinen sato. Ansakasvit ovat onnistuneesti torjuneet tuholaisia ​​joissakin kaupallisissa maatalousjärjestelmissä ja vähentäneet torjunta-aineiden käyttöä; kuitenkin monissa muissa järjestelmissä ansakasvit eivät pysty vähentämään tuholaisten tiheyttä kaupallisessa mittakaavassa, vaikka ansasato toimisi kontrolloiduissa kokeissa.

Muiden tuholaisia ​​taistelevien organismien vapautuminen on toinen esimerkki vaihtoehdosta torjunta-aineiden käytölle. Nämä organismit voivat sisältää luonnollisia petoeläimiä tai tuholaisten loisia . Myös tuholaislajeissa sairauksia aiheuttaviin entomopatogeenisiin sieniin , bakteereihin ja viruksiin perustuvia biologisia torjunta -aineita voidaan käyttää.

Hyönteisten lisääntymisen häiritseminen voidaan saada aikaan steriloimalla kohdelajin urokset ja vapauttamalla ne niin, että ne parittelevat naaraiden kanssa, mutta eivät tuota jälkeläisiä. Tätä tekniikkaa käytettiin ensimmäisen kerran ruuvimatokärpäsessä vuonna 1958, ja siitä lähtien sitä on käytetty medfly- , tsetse- perho- ja mustalaisperhossa . Tämä voi kuitenkin olla kallis ja aikaa vievä lähestymistapa, joka toimii vain tietyntyyppisissä hyönteisissä.

Push pull -strategia

Termi "push-pull" perustettiin vuonna 1987 lähestymistapana integroituun tuholaistorjuntaan (IPM). Tämä strategia käyttää sekoitusta käyttäytymistä muuttavista ärsykkeistä manipuloidakseen hyönteisten jakautumista ja runsautta. "Push" tarkoittaa, että hyönteiset karkotetaan tai karkotetaan pois kaikista suojeltavista resursseista. "Vedä" tarkoittaa, että tiettyjä ärsykkeitä (semiokemiallisia ärsykkeitä, feromoneja, elintarvikelisäaineita, visuaalisia ärsykkeitä, geneettisesti muunnettuja kasveja jne.) käytetään houkuttelemaan tuholaisia ​​vangitsemaan viljelykasveja, joissa ne tapetaan. Push-Pull-strategian toteuttamiseen IPM:ssä on mukana useita eri komponentteja.

Eri puolilla maailmaa on tehty monia tapaustutkimuksia, joissa on testattu push-pull-lähestymistavan tehokkuutta. Menestynein push-pull-strategia kehitettiin Afrikassa omavaraisviljelyyn. Toinen onnistunut tapaustutkimus tehtiin Helicoverpan torjuntaan puuvillakasveilla Australiassa. Euroopassa, Lähi-idässä ja Yhdysvalloissa push-pull-strategioita käytettiin menestyksekkäästi Sitona lineatuksen torjuntaan papupelloilla .

Joitakin push-pull-menetelmän käytön etuja ovat vähemmän kemiallisten tai biologisten materiaalien käyttöä ja parempi suoja hyönteisten tottumiselta tähän torjuntamenetelmään. Jotkut push-pull-strategian haitat ovat, että jos isäntä-tuholaisten vuorovaikutusten käyttäytymis- ja kemiallisesta ekologiasta puuttuu asianmukainen tieto, menetelmästä tulee epäluotettava. Lisäksi, koska push-pull-menetelmä ei ole kovin suosittu IPM-toimintamenetelmä ja rekisteröintikustannukset ovat korkeammat.

Tehokkuus

Jotkut todisteet osoittavat, että torjunta-aineiden vaihtoehdot voivat olla yhtä tehokkaita kuin kemikaalien käyttö. Pohjois-Floridan maissipelloilla tehdyssä tutkimuksessa todettiin, että korkean hiilen ja typen suhteen sisältävän kompostoidun pihajätteen levittäminen maatalouspelloille oli erittäin tehokasta vähentämään kasvien loisankeroiden populaatiota ja lisäämään satoa. Sadon lisäys vaihteli 10 prosentista 212 %; havaitut vaikutukset olivat pitkäaikaisia, ja ne ilmenivät usein vasta tutkimuksen kolmannella kaudella. Piin lisäravinto suojaa joitakin puutarhakasveja lähes täysin sienitaudeilta , kun taas riittämätön piipitoisuus johtaa joskus vakavaan infektioon jopa sienitautien torjunta-aineita käytettäessä .

Torjunta-aineresistenssi lisääntyy, mikä saattaa tehdä vaihtoehdoista houkuttelevampia.

Tyypit

Torjunta-aineisiin viitataan usein sen mukaan, minkätyyppisiä tuholaisia ​​ne torjuvat. Torjunta-aineita voidaan pitää myös joko biohajoavina torjunta-aineina, jotka mikrobit ja muut elävät olennot hajottavat vaarattomiksi yhdisteiksi, tai pysyviä torjunta-aineita, joiden hajoaminen voi kestää kuukausia tai vuosia: kyseessä oli esimerkiksi DDT:n pysyvyys. , mikä johti sen kertymiseen ravintoketjuun ja petolintujen tappamiseen ravintoketjun huipulla. Toinen tapa ajatella torjunta-aineita on ottaa huomioon, että ne, jotka ovat kemiallisia torjunta-aineita, on peräisin yhteisestä lähteestä tai tuotantomenetelmästä.

Hyönteismyrkyt

Neonikotinoidit ovat luokka neuroaktiivisia hyönteismyrkkyjä , jotka ovat kemiallisesti samanlaisia ​​kuin nikotiini . Neonikotinoidien perheeseen kuuluva imidaklopridi on maailman laajimmin käytetty hyönteismyrkky. 1990-luvun lopulla neonikotinoideja tarkasteltiin yhä enemmän niiden ympäristövaikutuksista, ja ne yhdistettiin useissa tutkimuksissa haitallisiin ekologisiin vaikutuksiin, mukaan lukien mehiläisyhdyskuntien romahdushäiriö (CCD) ja lintujen häviäminen hyönteispopulaatioiden vähenemisen vuoksi. Vuonna 2013 Euroopan unioni ja muutama EU:n ulkopuolinen maa rajoittivat tiettyjen neonikotinoidien käyttöä.

Organofosfaatti - ja karbamaattihyönteismyrkkyillä on samanlainen vaikutustapa . Ne vaikuttavat kohdetuholaisten (ja muiden kuin kohdeorganismien) hermostoon häiritsemällä asetyylikoliiniesteraasin , asetyylikoliinia säätelevän entsyymin, toimintaa hermosynapseissa . Tämä esto aiheuttaa synaptisen asetyylikoliinin lisääntymistä ja parasympaattisen hermoston liiallista stimulaatiota . Monet näistä hyönteismyrkkyistä, jotka kehitettiin ensimmäisen kerran 1900-luvun puolivälissä, ovat erittäin myrkyllisiä. Vaikka monet vanhat kemikaalit ovat olleet yleisesti käytössä aiemmin, ne on poistettu markkinoilta niiden terveys- ja ympäristövaikutusten vuoksi ( esim . DDT , klordaani ja toksafeeni ). Monet organofosfaatit eivät kuitenkaan ole pysyviä ympäristössä.

Pyretroidihyönteismyrkyt kehitettiin synteettiseksi versioksi luonnollisesti esiintyvästä torjunta-aineesta pyretriinistä, jota löytyy krysanteemeista. Niitä on muunnettu lisäämään niiden pysyvyyttä ympäristössä. Jotkut synteettiset pyretroidit ovat myrkyllisiä hermostolle.

Rikkakasvien torjunta-aineet

Useita sulfonyyliureoita on kaupallistettu rikkakasvien torjuntaan, mukaan lukien: amidosulfuroni , flatsasulfuroni , metsulfuronimetyyli , rimsulfuroni , sulfometuronimetyyli , terbasiili , nikosulfuroni ja triflusulfuronimetyyli . Nämä ovat laajakirjoisia rikkakasvien torjunta-aineita, jotka tappavat kasvien rikkaruohoja tai tuholaisia ​​estämällä asetolaktaattisyntaasientsyymiä . 1960-luvulla kasvinsuojelukemikaaleja käytettiin tyypillisesti yli 1 kg/ha, kun taas sulfonyyliureaatit sallivat vain 1 % enemmän materiaalia saavuttaakseen saman vaikutuksen.

Biopestisidit

Biopestisidit ovat tietyntyyppisiä torjunta-aineita, jotka on johdettu sellaisista luonnonmateriaaleista kuin eläimistä, kasveista, bakteereista ja tietyistä mineraaleista. Esimerkiksi rypsiöljyllä ja ruokasoodalla on torjunta-aineita, ja niitä pidetään biotorjunta-aineina. Biopestisidit jaetaan kolmeen pääluokkaan:

• Mikrobiset torjunta-aineet, jotka koostuvat bakteereista, entomopatogeenisista sienistä tai viruksista (ja joskus sisältävät bakteerien tai sienten tuottamia metaboliitteja). Entomopatogeeniset sukkulamadot luokitellaan usein myös mikrobien torjunta-aineiksi, vaikka ne ovatkin monisoluisia.
• Biokemialliset torjunta-aineet tai kasviperäiset torjunta-aineet ovat luonnossa esiintyviä aineita, jotka torjuvat (tai feromonien tapauksessa valvovat ) tuholaisia ​​ja mikrobisairauksia.
• Plant-incorporated protectionants (PIP) sisältää muiden lajien geneettistä materiaalia, joka on sisällytetty niiden geneettiseen materiaaliin ( esim . GM-kasveihin ). Niiden käyttö on kiistanalaista etenkin monissa Euroopan maissa.

Luokiteltu tuholaistyypin mukaan

Tuholaisten tyyppiin liittyvät torjunta-aineet ovat:

Tyyppi	Toiminta
Algisidit	Hallitse leviä järvissä, kanavissa, uima-altaissa, vesisäiliöissä ja muissa paikoissa
Antifouling- aineet	Tappaa tai karkottaa organismeja, jotka kiinnittyvät vedenalaisiin pintoihin, kuten veneiden pohjaan
Antimikrobiset aineet	Tappaa mikro-organismeja (kuten bakteereja ja viruksia)
Houkuttimet	Houkuttele tuholaisia ​​(esimerkiksi houkuttelemaan hyönteistä tai jyrsijää ansaan). (Elintarvikkeita ei kuitenkaan pidetä torjunta-aineena, kun sitä käytetään houkuttimena.)
Biopestisidit	Biopestisidit ovat tietyntyyppisiä torjunta-aineita, jotka on johdettu sellaisista luonnonmateriaaleista kuten eläimistä, kasveista, bakteereista ja tietyistä mineraaleista
Biosidit	Tappaa mikro-organismeja
Desinfiointi- ja desinfiointiaineet	Tappaa tai inaktivoi sairauksia tuottavat mikro-organismit elottomissa esineissä
Fungisidit	Tappaa sienet (mukaan lukien rutto, homeet, homeet ja ruosteet)
Fumigantteja	Tuottaa kaasua tai höyryä tuholaisten tuhoamiseen rakennuksissa tai maaperässä
Rikkakasvien torjunta-aineet	Tappaa rikkaruohot ja muut kasvit, jotka kasvavat siellä, missä niitä ei haluta
Hyönteismyrkyt	Tappaa hyönteisiä ja muita niveljalkaisia
Riittimyrkyt	Tapa punkit, jotka ruokkivat kasveja ja eläimiä
Mikrobien torjunta-aineet	Mikro-organismit, jotka tappavat, estävät tai kilpailevat tuholaisten kanssa, mukaan lukien hyönteiset tai muut mikro-organismit
Nilviäisten torjunta-aineet	Tapa etanoita ja etanoita
Nematisidit	Tappaa sukkulamadot (mikroskooppisia, matomaisia ​​organismeja, jotka ruokkivat kasvien juuria)
Ovicides	Tappaa hyönteisten ja punkkien munat
Feromonit	Biokemikaalit, joita käytetään häiritsemään hyönteisten parittelukäyttäytymistä
Karkottimet	Karkota tuholaisia, mukaan lukien hyönteiset (kuten hyttyset) ja linnut
Jyrsijämyrkyt	Hallitse hiiriä ja muita jyrsijöitä
Slimisidit	Tappaa limaa tuottavat mikro-organismit, kuten levät , bakteerit , sienet ja limahomeet

Lisää tyyppejä

Termi torjunta-aine sisältää myös seuraavat aineet:

• Lehdet : Aiheuttaa lehtien tai muiden lehtien putoamista kasvista, yleensä sadonkorjuun helpottamiseksi.
• Kuivausaineet : Edistää elävien kudosten, kuten ei-toivottujen kasvien latvojen, kuivumista.
• Hyönteisten kasvunsäätelijät : Häiritsee hyönteisten sulamista, kypsymistä pentuvaiheesta aikuiseksi tai muita hyönteisten elämänprosesseja.
• Kasvien kasvunsäätelyaineet : Aineet (lukuun ottamatta lannoitteita tai muita kasvinravinteita), jotka muuttavat kasvien odotettua kasvua, kukintaa tai lisääntymisnopeutta.
• Maaperän sterilointiaine : kemikaali, joka väliaikaisesti tai pysyvästi estää kaikkien kasvien ja eläinten kasvun kemikaalista riippuen. Maaperän sterilointiaineet on rekisteröitävä torjunta-aineiksi.
• Puunsuoja -aineet : Niitä käytetään puun tekemiseen kestäväksi hyönteisiä, sieniä ja muita tuholaisia ​​vastaan.
• Geenikäytöt , monimutkainen geneettinen mekanismi, joka voidaan upottaa itse kohdelajin geneettiseen materiaaliin. Sen sijaan, että se tappaisi kohdeyksiön, se voi tappaa, eliminoida jälkeläistensä lisääntymisen tai tukahduttaa niiden lisääntymisnopeuden. Tämä muuttaa kohdeväestöä laajemmalla tavalla, ja sillä on vähän tai ei ollenkaan tavoitteen ulkopuolisia vaikutuksia.

Säätö

Kansainvälinen

Monissa maissa valtion viraston on hyväksyttävä torjunta-aineiden myynti ja käyttö.

Maailmanlaajuisesti 85 prosentilla maista on torjunta-aineita koskeva lainsäädäntö torjunta-aineiden asianmukaisesta varastoinnista, ja 51 prosentissa maista on määräyksiä, joilla varmistetaan kaikkien vanhentuneiden torjunta-aineiden asianmukainen hävittäminen.

Euroopassa on hyväksytty EU-lainsäädäntö, joka kieltää erittäin myrkyllisten torjunta-aineiden käytön, mukaan lukien syöpää aiheuttavat , perimää vaurioittavat tai lisääntymiselle vaaralliset torjunta-aineet, hormonitoimintaa häiritsevät ja hitaasti hajoavat, biokertyvät ja myrkylliset (PBT) tai erittäin hitaasti hajoavat ja erittäin biokertyvä (vPvB), ja torjunta-aineiden yleisen turvallisuuden parantamiseksi on hyväksytty toimenpiteitä kaikissa EU:n jäsenvaltioissa.

Vaikka torjunta-ainemääräykset vaihtelevat maittain, torjunta-aineita ja tuotteita, joissa niitä käytettiin, käydään kauppaa yli kansainvälisten rajojen. Maiden välisten säännösten epäjohdonmukaisuuksien käsittelemiseksi Yhdistyneiden Kansakuntien elintarvike- ja maatalousjärjestön konferenssin delegaatit hyväksyivät torjunta-aineiden jakelua ja käyttöä koskevat kansainväliset käytännesäännöt vuonna 1985 luodakseen vapaaehtoiset standardit torjunta-aineiden sääntelylle eri maille. Säännöstö päivitettiin vuosina 1998 ja 2002. FAO väittää, että säännöt ovat lisänneet tietoisuutta torjunta-aineiden vaaroista ja vähentäneet niiden maiden määrää, joilla ei ole rajoituksia torjunta-aineiden käyttöön.

Kolme muuta pyrkimystä parantaa kansainvälisen torjunta-ainekaupan sääntelyä ovat Yhdistyneiden Kansakuntien Lontoon suuntaviivat kansainvälisessä kaupassa käytettäviä kemikaaleja koskevien tietojen vaihtamiseksi ja Yhdistyneiden Kansakuntien Codex Alimentarius -komissio . Ensiksi mainitulla pyritään toteuttamaan menettelyjä sen varmistamiseksi, että torjunta-aineita ostavien ja myyvien maiden välillä on etukäteen ilmoitettu suostumus, kun taas jälkimmäisellä pyritään luomaan yhtenäiset standardit torjunta-ainejäämien enimmäismäärille osallistuvien maiden kesken.

Torjunta-aineiden turvallisuuskasvatus ja torjunta-aineiden applikaattorisäännökset on suunniteltu suojelemaan yleisöä torjunta-aineiden väärinkäytöltä , mutta ne eivät poista kaikkea väärinkäyttöä. Torjunta-aineiden käytön vähentäminen ja vähemmän myrkyllisten torjunta-aineiden valinta voi vähentää torjunta-aineiden käytöstä yhteiskunnalle ja ympäristölle aiheutuvia riskejä. Integroitu tuholaistorjunta , useiden lähestymistapojen käyttö tuholaisten torjuntaan, on yleistymässä, ja sitä on käytetty menestyksekkäästi sellaisissa maissa kuin Indonesiassa , Kiinassa , Bangladeshissa , Yhdysvalloissa, Australiassa ja Meksikossa . IPM yrittää tunnistaa toiminnan laajemmat vaikutukset ekosysteemiin , jotta luonnollinen tasapaino ei horju. Uusia torjunta-aineita kehitetään, mukaan lukien biologiset ja kasvitieteelliset johdannaiset ja vaihtoehdot, joiden uskotaan vähentävän terveys- ja ympäristöriskejä. Lisäksi levittäjiä rohkaistaan ​​harkitsemaan vaihtoehtoisia torjuntakeinoja ja ottamaan käyttöön menetelmiä, jotka vähentävät kemiallisten torjunta-aineiden käyttöä.

Voidaan luoda torjunta-aineita, jotka on kohdistettu tietyn tuholaisen elinkaareen, mikä voi olla ympäristöystävällisempää. Esimerkiksi perunasukkulamadot nousevat suojaavista kystastaan ​​vastauksena perunoiden erittämälle kemikaalille; ne syövät perunoita ja vahingoittavat satoa. Samankaltaista kemikaalia voidaan levittää pelloille aikaisin ennen perunoiden istutusta, jolloin sukkulamadot puhkeavat aikaisin ja nälkään perunoiden puuttuessa.

Yhdysvallat

Yhdysvalloissa Environmental Protection Agency (EPA) on vastuussa torjunta - aineiden sääntelystä Federal Insecticide, Fungicide, and Rodenticide Actin (FIFRA) ja Food Quality Protection Actin (FQPA) mukaisesti.

On suoritettava tutkimuksia sen selvittämiseksi, missä olosuhteissa materiaali on turvallista käyttää, ja sen tehokkuuden aiottua tuholaisia ​​vastaan. EPA säätelee torjunta-aineita varmistaakseen, etteivät nämä tuotteet aiheuta haitallisia vaikutuksia ihmisille tai ympäristölle, painottaen lasten terveyttä ja turvallisuutta. Ennen marraskuuta 1984 valmistettujen torjunta-aineiden uudelleenarviointia jatketaan, jotta ne täyttäisivät nykyiset tieteelliset ja sääntelystandardit. Kaikki rekisteröidyt torjunta-aineet tarkistetaan 15 vuoden välein sen varmistamiseksi, että ne täyttävät asianmukaiset standardit. Rekisteröinnin aikana luodaan tarra. Etiketissä on turvallisuusrajoitusten lisäksi ohjeet materiaalin oikeasta käytöstä. Torjunta-aineet luokitellaan myrkyllisyysluokkaan akuutin myrkyllisyyden perusteella . Torjunta-aineet ovat kaikkein perusteellisimmin testattuja kemikaaleja huumeiden jälkeen Yhdysvalloissa; elintarvikkeissa käytettävät vaativat yli 100 testiä mahdollisten vaikutusten määrittämiseksi.

Joitakin torjunta-aineita pidetään liian vaarallisina myytäväksi suurelle yleisölle, ja ne on nimetty rajoitetun käytön torjunta -aineiksi . Vain sertifioidut levittäjät, jotka ovat läpäisseet kokeen, voivat ostaa tai valvoa rajoitetun käytön torjunta-aineita. Myyntiä ja käyttöä koskevat tiedot on säilytettävä, ja torjunta-ainemääräysten täytäntöönpanosta vastaavat valtion virastot voivat tarkastaa ne. Nämä tietueet on asetettava työntekijöiden ja valtion tai alueellisten ympäristöalan sääntelyviranomaisten saataville.

EPA:n lisäksi Yhdysvaltain maatalousministeriö (USDA) ja Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) asettavat standardit viljelykasveissa tai niiden sisällä sallituille torjunta-ainejäämille. EPA tarkastelee, mitä mahdollisia vaikutuksia ihmisten terveyteen ja ympäristöön saattaa liittyä torjunta-aineen käyttöön.

Lisäksi US EPA käyttää National Research Councilin nelivaiheista prosessia ihmisten terveyteen liittyvien riskien arvioinnissa: (1) Vaaran tunnistaminen, (2) Annos-vaste-arviointi, (3) Altistumisen arviointi ja (4) Riskin karakterisointi.

Äskettäin Kaua'i County (Hawai'i) hyväksyi lain nro 2491, jolla lisätään läänin torjunta-aineita ja GMO:ita koskevan säännöstön 22 lukuun. Lakiesitys vahvistaa paikallisten yhteisöjen suojelua Kaua'issa, jossa monet suuret torjunta-aineyritykset testaavat tuotteitaan.

Kanada

EU

Jäännös

Torjunta-ainejäämillä tarkoitetaan torjunta-aineita, joita saattaa jäädä elintarvikkeisiin tai niiden sisään sen jälkeen, kun niitä on levitetty elintarvikekasveille. Monien maiden sääntelyelimet määräävät usein näiden jäämien enimmäismäärät elintarvikkeissa. Säännökset, kuten sadonkorjuuta edeltävät aikavälit, myös usein estävät sadonkorjuun äskettäin käsiteltyjen viljelykasvien tai eläintuotteiden sadonkorjuun, jotta jäämäpitoisuudet voivat laskea ajan myötä turvalliselle tasolle ennen sadonkorjuuta. Suurin väestö altistuu näille jäämille yleisimmin käsiteltyjen ravintolähteiden nauttimisen kautta tai läheisessä kosketuksessa torjunta-aineilla käsiteltyihin alueisiin, kuten maatiloihin tai nurmikoihin.

Monet näistä kemiallisista jäämistä, erityisesti kloorattujen torjunta-aineiden johdannaisista, kerääntyvät biologisesti , mikä voi kertyä haitallisiin tasoihin kehossa ja ympäristössä. Pysyviä kemikaaleja voidaan suurentaa ravintoketjun läpi, ja niitä on havaittu tuotteista lihasta, siipikarjasta ja kalasta kasviöljyihin, pähkinöihin ja erilaisiin hedelmiin ja vihanneksiin.

Ympäristön torjunta- ainesaastumista voidaan seurata bioindikaattoreilla , kuten mehiläispölyttäjillä .

Käynnissä on tutkimus, joka keskittyy torjunta-ainejäämiin maatalousjärjestelmässä.

Katso myös

• Torjunta-aineartikkeleiden hakemisto
• Ympäristövaara
• Tuholaistorjunta
• Torjunta-ainejäämät
• Torjunta-aineen standardiarvo
• WHO:n torjunta-aineiden arviointijärjestelmä

Viitteet

Bibliografia

• Davis, Frederick Rowe. "Tuholaismyrkyt ja synecdochen vaarat tieteen ja ympäristöhistorian historiassa." Tieteen historia 57.4 (2019): 469-492.
• Davis, Frederick Rowe. Kielletty: torjunta-aineiden historia ja toksikologian tiede (Yale UP, 2014).

• Matthews, Graham A. Torjunta-aineiden historia (CABI, 2018).

• S.Safe; H.Plugge; JFSCrocker (1977). "Metsän ruiskutusohjelmassa käytetyn aromaattisen liuottimen analyysi". Kemosfääri . 6 (10): 641–651. Bibcode : 1977Chmsp...6...641S . doi : 10.1016/0045-6535(77)90075-3 .

Ulkoiset linkit

• Torjunta - aineet Maailman terveysjärjestö WHO :ssa
• Torjunta - aineet YK:n ympäristöohjelmassa (UNEP)
• Torjunta - aineet Euroopan komissiossa
• Torjunta - aineet Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirastossa