д-р Ирена Богоева: Нанопестициди в земеделието: ползите и предизвикателствата пред земеделската производителност, токсикологичните рискове за човешкото здраве и околната среда
Поради нарастването на световното население е необходимо наличие на качествена храна, която да задоволява нуждите на хората от всички континенти. Във връзка с нарастването на производството на земеделски продукти, започна засилено използване на торове, инсектициди, хербициди и други агрохимикали, за подобряване на производителността в земеделието.
В своето проучване, авторите Marco Chaud и др. посочват, че земеделските стопани, производителите на храни, финансовите институции и правителствата трябва да се ангажират да балансират ползите и рисковете от безразборното използване на агрохимически технологии – за околната среда, екосистемите, потребителите и целия производствен сектор, участващ пряко или непряко в селскостопанската верига. Агрохимичните технологии обикновено са насочени към защита на площите с култури от вредители (патогени, вредни насекоми, паразитни плевели), които застрашават производството и продуктивността, включително състоянието на почвата и жизнеността на насажденията. Въпреки това, безразборната употреба на пестициди, прилагани срещу опасни вредители и насекоми, също оказва неблагоприятно въздействие върху производството, като предизвиква резистентност към патогени и насекоми, повишава търсенето на нови агрохимикали и увеличава екологичния дисбаланс, се казва в проучването. Авторите твърдят, че неразумното и несистемно използване на агрохимикали засилва устойчивостта на патогените, намалява азотното свързване и биоразнообразието и увеличава биоакумулацията на пестициди в земеделските и животинските продукти, както и във водните организми, което представлява сериозна и прогресивна заплаха както за екосистемата, така и за хората, и е пречка за развитието на устойчиво земеделие.
Нанопестицидите са наноструктури с две до три измерения между 1 и 200 nm, използвани за пренасяне на агрохимични съставки (AcI). Поради уникалните си свойства зареждането на AcI в наночастици предлага предимства в сравнение със свободните пестициди, се казва в публикацията. Въпреки това, с бързото разработване на нови конструирани наночастици за контрол на вредители, се създава нов вид екологичен отпадък. В този преглед авторите са разгледали основните форми на представяне и състав на иновативните нанопестициди, както и плюсовете и минусите на наноматериалите в борбата със земеделските вредители, рисковете за околната среда и ефектите върху здравето на хората и животните. В публикацията обстойно се обсъжда потенциалното подобряващо въздействие на наночастиците върху селскостопанската производителност и предизвикателствата пред екосистемите. Също така авторите разглеждат и някои въпроси и проблеми при разработването, формулирането и токсичността на пестицидните продукти, с оглед екологосъобразно и устойчиво земеделие.
Нанотехнологии
Използването на базирани на нанотехнологии практики, предоставя значителни възможности за обновяване на земеделието, което се дължи на контролиран начин на освобождаване на торове и агрохимикали, необходими за повишаване на производителността на културите, се казва в проучването. Такива системи играят решаваща роля в селското стопанство, като подобряват ефективността на торовете и агрохимикалите.
Въпреки че бъдещето на нанопестицидите в развитието на селското стопанство изглежда обещаващо, излагането на хората на опасни агрохимикали, които могат да преминат биологичните бариери (напр. кръвно-мозъчната бариера, кръвно-плацентарната бариера и кръвно-ретиналната бариера), представлява сериозна загриженост, тъй като може да причини необратимо увреждане на жизненоважни органи, считат авторите. Рисковете, породени от експозицията на опасни нанопестициди, които са в състояние да предизвикат токсични и генотоксични явления, понастоящем са обект на голямо внимание, като се изследва ефектът не само върху химичния състав на основния материал, но и върху физикохимичните свойства на нанопестицидите, като размер, електрически заряд и повърхностни свойства, се твърди в проучването.
Авторите информират, че иновативните нанопестициди са наноматериали, разработени с цел растителна защита, свеждане до минимум на загубите при прилагане, увеличаване на покритието върху листата, подобряване на стабилността и намаляване на количествата на съставките на препарата. Формулациите на нанопестицидите могат да бъдат разделени на самоорганизирани системи като липозоми, дендримери, метални и биметални наночастици и активни капсулиращи съставки като наноемулсия, полимерни наночастици, липидни наночастици и нанотръбички, се изяснява в проучването.
Нанопестициди
Иновативните нанотехнологии имат за цел да намалят безразборната и неправомерна употреба на конвенционални пестициди и да гарантират безопасното им прилагане. Присадените целеви формулировки на наночастици за стимулиране на околната среда в момента, са най-големият технологичен напредък за безопасното използване на пестициди и нови начини за осигуряване на иновативен материал за нанопестициди, считат авторите.
В проучването се посочва, че нанопестицидите означават пестициди, формулирани в наноматериали, за да намерят приложение в областта на земеделието. Смята се, че наноразмерните частици, съчетани с тяхната форма и специални свойства, могат да изследват активността на пестицидите в иновативни формулировки с наноносители, базирани на няколко материала като силициев диоксид, липиди, полимери, съполимери, керамика, метал, въглерод и др., изясняват авторите. Формулите на нанопестицидите могат да увеличат разтворимостта във вода, бионаличността и да предпазят агрохимикалите от разрушаване от околната среда, като по този начин подобряват контрола върху патогените, плевелите и насекомите в земеделските култури, се казва в публикацията.
Безразборната и нерационална употреба на пестициди влияе върху баланса на екосистемата и излага на риск здравето на всички. Краткосрочните (остри) и дългосрочните (хронични) неблагоприятни последици от професионално или случайно поглъщане на остатъци от пестициди от храни, вода и напитки имат фатални последствия или се изразяват в живот с увреждания в продължение на години, смятат авторите. Децата са по-уязвими от излагането на пестициди и са подложени на трайни увреждания на тъканите и органите. Сред тях, централната и периферната невротоксичност и ефектът върху загубата на способността на кръвта да се съсирва са значими, се твърди в проучването. Всъщност, подробната оценка на плюсовете и минусите, които влияят върху активността и токсичността на нанопестицидите, е от решаващо значение за безопасното и устойчиво развитие на вече одобрената употреба на наночастици в земеделието, според авторите.
Ефектът на формулациите върху поведението на нанопестицидите в околната среда, екосистемите, селскостопанските работници, потребителите и всички производствени сектори, участващи в селскостопанската верига, не е напълно известен, се казва в публикацията. Известна е обаче решаващата роля на наноформулациите за намаляване на разграждането на активните вещества, подобряване на равновесието на разтворимост във вода и увеличаване на биологичната наличност на активните съставки. По-конкретно, голямо е тяхното значение за предотвратяване на ендемично нашествие от вредители, увреждане на растенията и причиняване на икономически загуби, поради намаляване на качеството и количеството на земеделските продукти и храни, считат авторите.
