Применение ЭДТА в сельском хозяйстве

До этого природа грозила человеку, а сейчас человек грозит природе... Жак Ив Кусто

Химизация сельскохозяйственного производства важный элемент увеличения его продуктивности. Но давайте задумаемся, в погоне за высочайшей урожайностью не открывают ли технологи «ящик Пандоры», ведь последствия от внедрения практически неизученных препаратов в длительной перспективе могут быть самые внезапные.

Одним из направлений химизации есть равновесное обеспечение растений всеми необходимыми макро и микроэлементами питания, которые активизируют процессы, нужные для удачного развития растений и увеличения их продуктивности. Но последние должны вводится в живой организм в на биологическом уровне активной форме, способной просто транспортироваться и усваиваться. Этого можно достигнуть при использовании на биологическом уровне активных комплексонов. Более всераспространенным примером таких комплексонов является ЭДТА (этилендиа-минтетрауксусная кислота), в первый раз приобретенная австрийским химиком Фердинандом Мюнцом (1888-1969 гг.) в Германии, который запатентовал ее в 1935 году. В современных разработках производства ЭДТА сырьем для ее синтеза служат этилендиамин, метаналь и синильная кислота, которые потом подвергают щелочному гидролизу. Основное свойство ЭДТА – это способность связывать ионы неких частей,в число которых входят Са2+, Fe3+, Cu2+, Ni2+, Со2+,образовывая с ними в особенности постоянные комплексы, именуемые хелатами (от греческого chele – крабовая клешня).

Эта способность, также относительная дешевизна этого хелатанта определили внедрение его в разных областях деятельности человека, таких как аналитическая химия, медицина, индустрия, сельское хозяйство. Для хим препаратов, используемых в обозначенных отраслях, важным свойством является их токсичность. Основной принцип медицины – «не навреди». Это полностью касается всех видов деятельности человека, которые так либо по другому могут оказывать влияние на здоровье людей и на экологическую обстановку в целом. Все хим вещества, которые человек употребляет в сельском хозяйстве, пищевой индустрии и т. п., должны быть нетоксичными и не скапливаться в почве и живых организмах. Отклонение от этих требований непременно создаст через определенное время суровые препядствия. ЭДТА и коплексонаты на ее базе довольно размеренны, что, с одной стороны, является преимуществом, а с другой – делает опасность скопления этого вещества в почве при периодическом его применении. В чем все-таки заключается угроза? При попадании в растение комплексонат дает атомы металлов (к примеру, железа, марганца) растению, освобождая ЭДТА в чистом виде. Это вещество не усваивается растением и в итоге попадает в почву, концентрируясь в главном в ее верхнем 10-сантиметровом слое. Дальше ЭДТА проявляет высшую устойчивость, увеличивая подвижность металлов в субстрате, продолжая делать возложенную на нее функцию и оказывая воздействие на уровень скопления растениями металлов, даже на 3-ий год после ее однократного внесения [Автухович И. Е.,Постников Д. А. Воздействие ЭДТА на поведение металлов в субстрате и их скопление растениями //Естественные и технические науки. – 2014]. Так, через 19 месяцев после внедрения ЭДТА находится в корневой зоне, создавая, на самом деле, мину медленного действия для будущей урожайности сельскохозяйственных культур, так как в ближайшее время в связи с бурным развитием индустрии наблюдается существенное возрастание уровня томных металлов в окружающей среде. Термин «тяжелые металлы» применяется к металлам или с плотностью, превосходящей 5 г/см3, или с атомным номером больше 20. Хотя существует и другая точка зрения, согласно которой к томным металлам относятся выше 40 хим частей с атомными массами, превосходящими 50 ат. ед. Посреди хим частей томные металлы более токсичны и уступают по уровню собственной угрозы только пестицидам. При всем этом к ядовитым относятся последующие хим элементы: Co, Ni, Cu, Zn, Sn, As,Se, Te, Rb, Ag, Cd, Au, Hg, Pb,Sb, Bi, P. Томные металлы, находящиеся в грунте в виде солей, слабо усваиваются растениями. Но образование комплексов ЭДТА с томными металлами приводит к более насыщенному поглощению их растениями, что бывает очень не нужно. Томные металлы токсичны для растений, их концентрация приводит к хлорозу, слабенькому росту растений, понижению урожайности и может даже сопровождаться понижением поглощения питательных веществ, нарушением в метаболизме растений и уменьшением возможности фиксировать молекулярный азот в бобовых растениях. В особенности активно поглощение томных металлов растениями происходит на кислых грунтах. При этом более небезопасными по степени загрязнения почв томными металлами являются земли многогумусовые, глинистосуглинистые, серые лесные, черноземы и темно-каштановые [Lockhart H., Blakeley R. //Environ Sci. Tech. – 1975. – V. 9.– P. 1035]. Другая опасность заключается в том, что томные металлы, связанные ЭДТА, образуя новые комплексонаты, не только лишь усваиваются растением, да и попадают в грунтовые воды. Это приводит к скоплению биометаллов в больших концентрациях, что ведет к разрушению экосистем. Примером схожей экологической катастрофы, произошедшей в итоге неконтролируемого внедрения ЭДТА, может служить дельта реки Миссисипи в США, в какой на данный момент извергается поток, обогащенный ЭДТА и другими хим субстанциями, содействующими повышению каждогодней «мертвой зоны», обхватывающей гигантскую местность [Автухович И. Е.,Постников Д. А. ВлияниеЭДТА на поведение металлов в субстрате и их скопление растениями //Естественные и технические науки. – 2014]. То, что попадание товаров, содержащих ЭДТА, в окружающую среду делает значимые экологические препядствия также подтверждается плодами исследовательских работ ряда забугорных ученых [Nowack B., VanBriesen J.M. Chelating agents in the environment //Biogeochemistry of Chelating Agents/eds. B. Nowack, J. M. VanBriesen / ACS Symposium Series 910 – N.Y.: Washington, DC, 2005 – P. 1–18 и т.д.]. В Канаде и многих странах Европы ЭДТА запрещена из-за собственной токсичности. В научной литературе отмечается и токсичность самой ЭДТА для неких видов растений. Так продукт ЭДТА в дозе 6 ммоль/кг грунта оказался ядовитым для сафлора красильного (Carthamus tinctorius), что проявилось в виде хлороза листьев и понижения биомассы растений [Автухович И.Е., Постников Д.А. Ремедиация грунтов. Индуцированная витоэкстракция. / Saabibcken, Germany: Palmarium academic publishing. – 2013. – 92 c.]. Являясь относительно малотоксичной для человека, ЭДТА проявляет цитотоксичность и генотоксичность для животных. Острую токсичность с смертельным финалом вызывает у крыс доза,равная 2-2,2 г/кг живого веса [Gardiner J. Complexation of trace metals by ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) in natural waters // Water Res. – 1976 – Vol. 10 – P. 507–514]. На основании вышеизложенного можно прийти к выводу, что внедрение ЭДТА в сельском хозяйстве для внесения микроэлементов связано с определенным риском, уровень которого увеличивается с повышением концентрации данного хелатанта в почве. Неконтролируемое применение комплексонов на базе ЭДТА может усугубить экологическую обстановку в регионе, плохо оказывать влияние на потребительские характеристики сельскохозяйственной продукции и следующую урожайность сельскохозяйственных культур.