Ультрадисперсные пестицидные препараты и их воздействие на объекты окружающей среды Кузнецова Гульнара Мажитовна

Введение к работе

Актуальность работы Во всем мире ежегодно растет оборот и применение пестицидных препаратов, а вместе ними и экологическая нагрузка на окружающую природную среду. Особое место среди них занимают пестициды на основе органических соединений, обладающие высокой эффективностью. Однако использование органических пестицидов, в частности хлорсодержащих, при высоких дозах действующего вещества (ДВ) может оказывать канцерогенное и мутагенное действие на живые организмы.

Уменьшение негативного пестицидного воздействия на окружающую природную среду возможно путем снижения персистентности, токсичности или дозы действующих веществ фунгицидов и гербицидов. Однако снижение токсичности и персистентности применяемых компонентов неизбежно приводит к уменьшению биологической активности и эффективности препаратов. В настоящее время минимизация воздействия пестицидов на объекты природной среды возможна за счет снижения дозы ДВ, которая достигается применением более эффективных препаративных форм. К таким формам относятся микроэмульсии и микросуспензии, которые содержат наноразмерные частицы ДВ и позволяют увеличить проникающую способность препарата, а также снизить экологическую нагрузку на окружающую природную среду. Кроме этого, несмотря на низкие дозы внесения, повышается биологическая активность и эффективность пестицидов.

В связи с этим исследования в области совершенствования препаративных форм на основе известных, традиционно применяемых действующих веществ с целью минимизации влияния пестицидных препаратов на окружающую среду остаются актуальными.

Цель работы - разработка новых препаративных форм пестицидных препаратов, образующих в рабочих растворах наночастицы действующих веществ и изучение их влияния на объекты окружающей среды.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

подбор оптимальных компонентов ультрадисперсных препаративных форм фунгицидов, гербицидов и антисептиков для защиты древесины, образующих в рабочих растворах наночастицы действующих веществ;

исследование влияния ультрадисперсных препаративных форм пестицидных препаратов на растения, микромицеты и микроорганизмы почвы;

установление индексов токсичности ультрадисперсных препаративных форм пестицидов;

на основании проведенных исследований предложить принципиальную технологическую схему производства фунгицидного препарата на основе тебуконазола.

Научная новизна

1. 1. Подобраны компоненты препаративной формы фунгицида, которые при приготовлении рабочего раствора приводят к образованию ультрадисперсной суспензии с размером частиц ДВ 40 - 70 нм, снижают дозу внесения до 15 г/га и экологическую нагрузку на окружающую природную среду. Препаративная форма содержит действующее вещество тебуконазол (пропиконазол), катионактивное (катамин АБ) и неионогенное (неонол) ПАВ, а также органические растворители: спирты или кетоны при следующих весовых соотношениях: 1:(0,5 -1):(3 - 4): (5 - 10).

   2. Разработан состав и подобраны соотношения компонентов препаративной формы гербицида, которые обеспечивают образование микроэмульсии с размером частиц ДВ 26 - 38 нм при приготовлении рабочего раствора, снижают дозу внесения до 45 г/га и экологическую нагрузку на окружающую природную среду. Состав содержит действующее вещество изооктиловый эфир 2-метокси-3,6- дихлорбензойной кислоты (Дикамбы) и неионогенное ПАВ (неонол) в соотношении 1:1 (по массе).

   3. Разработана ультрадисперсная препаративная форма антисептика для защиты древесины на основе тебуконазола и борной кислоты, обладающая допустимым индексом токсичности (0,14). В состав препарата включены органические растворители: спирты или кетоны, а также катионактивное и неионогенное ПАВ.

   Практическая значимость

   1. 3. 1. Ультрадисперсная препаративная форма фунгицидных препаратов позволяет снизить дозу действующего вещества (тебуконазола) в 8 - 16 раз по сравнению с известным широко применяемым препаратом Колосаль, тем самым снизить негативное воздействие на окружающую среду и повысить биологическую эффективность по отношению к микромицетам.

         2. Введение растворителя (спиртов или кетонов) и ПАВ (неионогенных, катионактивных или их смесей) в состав антисептика для защиты древесины от поражения микромицетами приводит к образованию устойчивой формы препарата, снижению пылеобразования при его применении. Технология производства антисептика принята к проектированию установки по его производству в ГБУ РБ «НИТИГ АН РБ».

         3. Ультрадисперсная препаративная форма антисептика для защиты древесины от поражения микромицетами обладает допустимым индексом токсичности (0,14), что позволяет применять ее для обработки древесных материалов, используемых в жилищном строительстве.

         4. Разработанная микроэмульсия гербицидных препаратов на основе изооктилового эфира 2-метокси-3,6-дихлорбензойной кислоты (Дикамбы) снижает негативное пестицидное воздействие на окружающую среду по Дикамбе в 1,8 - 1,2 раза, исключает загрязнение 2,4-Д и повышает биологическую эффективность в 2 раза по сравнению с широко известным препаратом Чисталан.

         5. Эффективность разработанных ультрадисперсных гербицидных препаратов на основе изооктилового эфира 2-метокси-3,6-дихлорбензойной кислоты (Дикамбы) подтверждена полевыми испытаниями, проведенными в ГУ «Научно- исследовательский технологический институт гербицидов» Академии наук Республики Башкортостан (НИТИГ АН РБ) на опорном пункте Тауш Иглинского района Республики Башкортостан. Полевые испытания показали, что гибель сорных растений после обработки препаратом при дозе 45 г/га составляет более 80 %.

         6 Материалы диссертационной работы используются в курсах лекций по дисциплинам: «Экологическая биотехнология» для бакалавров и инженеров по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», «Экология» для бакалавров и инженеров всех специальностей ФГБОУ ВПО «УГНТУ».

         Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на 60, 61-ой, 62-ой, 63-ей научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (2009, 2010, 2011, 2012, Уфа), на Межрегиональной научно-практической конференция «Экология. Образование. Промышленность» (2009, Уфа), XXII Международной научно- технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (2009, Уфа), I Всероссийской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (2009, Уфа), Всероссийской научной конференции «Экологические проблемы нефтедобычи» (201 0, Уфа), XI Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» (2010, Уфа), Международной научно-практической конференции «Экология. Риск. Безопасность.» (2010, Курган), VII Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы экологии» (2011, Тула), 11-ой международной научно-технической конференции «Сахаровские чтения 2011 года: экологические проблемы XXI века» (2011, Минск, Республика Беларусь), международной научно-технической конференции «Радиоэкология. Новые технологии обеспечения экологической безопасности» (2012, Уфа), VII Всероссийской научно-технической конференции «Инновационные технологии в области химии и биотехнологии» (2012, Уфа), I международной научно-практической конференции «Проблемы и тенденции развития инновационной экономики: международный опыт и российская практика» (2013, Уфа).

         Публикации Основной материал диссертации изложен в 18 публикациях, в том числе в 3 статьях в журналах, входящих в Перечень изданий, рекомендованных

         ВАК Минобрнауки РФ, 14 тезисах докладов на российских и международных конференциях, получен патент РФ.

         Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы и приложений, включает 12 таблиц, 35 рисунков. Библиографический список включает 115 наименований, в том числе 17 иностранных источников.

         Похожие диссертации на Ультрадисперсные пестицидные препараты и их воздействие на объекты окружающей среды

         Ультрадисперсные пестицидные препараты и их воздействие на объекты окружающей средыКузнецова, Гульнара Мажитовна

         

         Исследование техногенного воздействия на окружающую среду объектов газоконденсатных месторождений в условиях строительства и эксплуатацииМерчева Валентина Сергеевна

         

         Оценка воздействия нефтехимических производств на объекты окружающей среды при различных условиях функционированияХлуденёв Сергей Александрович

         

         Эколого-аналитическая оценка воздействия ракетно-космической деятельности на объекты окружающей среды в районах Европейского Севера Российской ФедерацииБырька, Андрей Анатольевич

         

         Минимизация антропогенного воздействия производства этилена-пропилена на объекты окружающей средыПлотникова Анна Валерьевна

         

         Снижение негативного воздействия станций биологической очистки нефтесодержащих сточных вод на объекты окружающей средыАнфимова Юлия Владимировна

         

         Применение витаминных препаратов для снижения токсического воздействия радиоактивных элементов и тяжелых металлов на объекты растительного и животного происхождения Родина Ольга Викторовна

         

         Определение летучих органических соединений в объектах окружающей среды с использованием хромато-десорбционных системСмыгина Ирина Николаевна

         

         Формы нахождения кадмия в объектах окружающей средыПрилепа Марина Валентиновна

         Влияние долговременного применения пентахлорфенолята натрия в лесопромышленном комплексе на загрязнение гексахлорбензолом объектов окружающей среды Европейского Севера Российской ФедерацииВельямидова, Анна Владиславовна