المبيدات الفوسفورية العضوية آثارها على الصحة والبيئة
Organophosphorus Pesticides
Healthy and Environmental Effects
الجزء الأول
مع كل ما نراه أو نسمعه أو نقرأ عنه، لم أعد واثقاً أن ليترات الماء التي نشربها يومياً أو لترات الهواء التي نتنشقها نظيفة تماماً وصالحة تماماً أو حتى الخضروات الطازجة التي نأكلها لنزوّد جسمنا بالفيتامينات فنجد أنفسنا مزودين بالسموم!!
والمضحك – المبكي هنا،أن كثيراً من الإجراءات التي نعتمدها كبشر بغرض تحسين بيئتنا تكون هي الداء الأول لهذه البيئة وسبب بلاءها، فعلى سبيل المثال، تقام مصانع المبيدات لتحل مشاكل آفات خطيرة تهلك محاصيلنا وقطعاننا،…. الخ، وبنفس الوقت تعطر غلافنا الجوي بغازات سامة وتضفي على مياهنا لمسة من التلوث…. هذا بشكل تلقائي وبغض النظر عن ما سيترتب لاحقاً نتيجة الاستعمال السيء وغير المدروس لهذه المبيدات.
فهل سيأتي يوم نفضل فيه التأقلم مع البعوض على استخدام المبيدات؟ وهل سيأتي يوم نتعايش فيه مع الأكاروسات والحشرات المختلفة مهما بلغ ضررها على نباتاتنا وممتلكاتنا؟ أم سنستمر باستخدام المبيدات الكيميائية بدون وعي حتى نهلك نحن والحشرات معاً؟
مع العلم أن هذه الحشرات الأكاروسات تستطيع تكوين سلالات مقاومة!! فهل نستطيع نحن؟
1- المقدمة Introduction:
تسبب الفطر والبكتريا والحشرات المختلفة، التي تصيب النباتات وتدمر المحاصيل، خسائر كبيرة للمحاصيل الزراعية التي نحن بأمس الحاجة لها، فالحشرات الضارة وغيرها من الآفات تتلف جزءاً كبيراً من المحاصيل الزراعية تصل في بعض البلدان إلى 30% وأكثر بالرغم من الجهود الكبيرة التي تبذل لمقاومتها.
إن التقدم الكبير في مجالات العلوم الحيوية والكيميائية والصناعات الكيميائية في القرن العشرين مكّن من إيجاد وتصنيع مواد كيميائية سامة استعملت لمكافحة الآفات المختلفة لدرجة أن عددها يفوق الألف مركب كيميائي سام.
وفي مجال حماية المحاصيل يمكن اعتبار الحاجة إلى المبيدات نتيجة مباشرة للنقص في تباين الأنواع والذي يميز الزراعة وحيدة المحصول Agricultural Monoculture، وبذلك تتواجد في الزراعة الظروف المناسبة للآفة الزراعية، والتي تخل بالتوازن بينها وبين أعدائها الطبيعيين بحيث يصبح من الضروري وجود نوع من السيطرة الخارجية، ولقد اعتمد بصورة نموذجية على وسائل السيطرة الكيميائية بحيث كان هناك ترابط واضح بين كمية المبيدات المستعملة وغلّة المحاصيل.
وكلمة المبيدات هي تعبير عام لا يشير فقط إلى مبيدات الحشرات Insecticides، وإنما أيضاً إلى مبيدات الحشائش Herbicides ومبيدات القوارض Rodenticides.
فإذا سلمنا بالحاجة الماسة للسيطرة على ناقلات المرض والحد من الخسائر في المحاصيل ثم أخذنا في الاعتبار النجاحات غير العادية التي تمت باستخدام المبيدات، فلماذا إذا الجدل حول استخدامها؟
ولما كان معظم الجدل يدور حول مبيدات الحشرات؟، فنذكر هنا وجود ثلاث مجموعات رئيسية للمبيدات الحشرية العضوية التركيبية، وهي:
- الهيدروكربونات المكلورة Chlorinated Hydrocarbons.
- الفوسفات العضوية Organo phosphates.
- الكاربامات Carbomate.
وسأتناول بالقدر الممكن من التفصيل المبيدات الفوسفورية العضوية التركيبية وأهم آثارها على الصحة العامة والبيئة.. وبمعنى آخر، الإضاءة على الجوانب السلبية الهامة لهذه المركبات في حياتنا.
2- ما هي المركبات الفوسفورية العضوية؟
Organo Phosphorus Insecticide
- لمحة تاريخية:
بدأت كيمياء المركبات الفوسفورية العضوية عام 1820 بإجراء تفاعل بين الكحولات وحامض الفوسفوريك، وفي عام 1847 اكتشف استر حامض الثيوفوسفوريك.
وفي عام 1854 صنع مركب TEPP الذي اعتبر حلقة الوصل بين الكيمياء العضوية والمعدنية، ولكن لم تكتشف فاعليته ضد الحشرات حتى عام 1934.
وقد استطاع Gross وزملاؤه عام 1941 اكتشاف آلية تأثير المركبات الفوسفورية العضوية.
تحضر هذه المركبات من تفاعل حمض الفوسفوريك أو أحد مشتقاته (الأرثوفوسفور، الدايثيوفوسفور…) مع الكحولات، تنتج أملاح الحامض كالأسترات والأميدات،
ــــــــــــــــــــــــــــــــــ
الجزء الثاني :
هل من صداقة تجمع بين بيئتنا والمبيدات الفوسفورية العضوية؟
لقد أدى الاستعمال غير الرشيد للمبيدات الكيميائية المختلفة عموماً والفوسفورية العضوية خصوصاً في مقاومة الأمراض التي تصيب النباتات والحيوانات إلى تغيير كبير في النظام البيئي وتراكمت المبيدات التي تتميز بتحللها البطيء في نسيج الحيوانات والنباتات وفي التربة، وتسببت في القضاء على العديد من الكائنات المفيدة والتي تساهم في تكامل عناصر البيئة وبعض كائنات التربة والحشرات النافعة.
عند إضافة المبيدات فإنها تتعرض للانحلال في الماء أو لعمليات تحلل وتفكك، أي أن المبيد يخضع لتحولات بيولوجية بيئية بحسب تركيزه وتركيبه الكيميائي.
ويوضح الشكل الفروق بين مدى الهدم الحيوي لمركبين أحدهما سهل والآخر صعب التحلل فالمركبات الفوسفورية تتأكسد بسرعة فاقدة محتواها السمي . أما المركبات الايدروكلورينية تبقى لفترة زمنية أطول قد تصل إلى عدة أسابيع أو إلى عدة سنين، وتعتمد هذه المركبات في مقاومتها على ذرات الكلور فزيادة ذرة واحدة تؤدى إلى زيادة الوقت اللازم لهدمها في التربة فمثلاً ينتهي مفعول مبيد الأدغال 2.4.D خلال أربعة أسابيع في حين أن زيادة ذرة من الكلور تؤخر نهاية مركب 2.4.D إلى 30 أسبوع.
ويعرّف بقاء المبيد في البيئة (المثابرة Persistence): بأنه الزمن اللازم للمبيد ليفقد (95%) من فعاليته، وذلك في الظروف البيئية الطبيعية وبتركيز معتدل حسب المواصفات، حيث يتم تفكيك المبيد إلى الجزيئات المركبة له لتمتصها التربة أو يتم انحلاله في الماء ليعطي عناصره المعدنية المكونة له لتجري عليها تحولات بيولوجية وكيميائية، إن بقاء المبيد في البيئة يعتمد على:
1- نوع المبيد.
2- نوع التربة.
3- نسبة الرطوبة الأرضية.
4- درجة حرارة التربة.
5- حركة الرياح.
6- نوع المحصول.
7- عدد مرات زراعة نفس المحصول.
8- عدد مرات حرث التربة.
9- كيفية استخدام المبيد.
10- نسبة تركيزه.
11- أنواع العناصر المكونة له.
وتبقى المبيدات ذات العمر القصير في البيئة فترة زمنية تمتد من (1-12) أسبوعاً، والمبيدات ذات العمر المتوسط من (1-18) شهراً، أما المبيدات طويلة الأمد فتبقى في البيئة سنتين.
وبالنسبة للمركبات الفوسفورية العضوية فهي تحتاج لأسابيع حتى تتحلل في التربة بواسطة انحلالها بالماء (الحلمهة).
وهذه المبيدات تبقى عموماً في التربة سواء أجريت عليها التحولات البيولوجية أم لم تجرَ، فتنتقل هذه المبيدات إلى الهواء والمياه.
3-1- المبيد والمياه (مبيد للموت وماء للحياة!):
يبقى تركيز المبيدات ضئيلاً في المياه، وذلك بسبب التمدد الحاصل لها، فهو في حدود أجزاء البليون في المياه العذبة، وأجزاء من التريليون في مياه البحار.
والأكثر خطورة هو وجود المبيد في المياه بتركيز عال بسبب الصب المباشر للمبيد في الماء بغية إبادة الأحياء الضارة المتواجدة في المياه أو المحيطة بها، مثل يرقات البعوض والذباب الأسود والحلزون…، وتتم مثل هذه العملية في البحيرات، ولكن التلوث يكون على أشده للبيئة وللكائنات الحية في البحيرة.
فالمبيدات تؤدي إلى قتل الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في الماء والتي لها دور هام في التوازن الطبيعي للبيئة المائية، حيث تسهم في تنقية الماء من التلوث لأنها تساعد في الحفاظ على نسبة الـ O2 الذائب في الماء وسيكون من المستحيل تنظيفها وحتى ان الطبيعة ستأخذ وقتاً طويلاً للتخلص من المبيد، فحتى تستطيع إزالة 90% من هذا التلوث ستحتاج إلى (500) سنة في بحيرة مثل البحيرات الكبرى في أمريكا، وإلى (100) سنة في بحيرة متوسطة مثل بحيرة ميشيغان.
لقد أدى تلوث البحر الأبيض المتوسط والمحيط الأطلسي وغيره (بالمبيدات عموماً) إلى انخفاض في احتياطي الأسماك فيها، كما انخفض عدد الطحالب الخضراء التي تنتج المادة العضوية وتطلق O2، وقد انتقلت المبيدات الكيميائية عن طريق السلسلة الغذائية من الطحالب والنباتات إلى الحيوانات المائية، بحيث وصلت تراكيزها في أنسجة هذه الحيوانات إلى نسب عالية تفوق عشرات المرات تراكيزها في الماء.
أما عن آلية وصول المبيدات إلى المياه:
1- كثير من مصانع المبيدات تفرغ تدفقاتها الصناعية في البحار والأنهار دون معالجة.
2- الأراضي الزراعية والقروية، حيث يكثر رش المحاصيل الزراعية المختلفة بالمبيدات فتنتقل عبر مياه الأمطار أو مياه الري السطحية إلى مجاري الأنهار ثم البحار ولا تفوتها المياه الجوفية.
3- انتقال مباشر للمبيدات إلى البيئة المائية وذلك عن طريق الإضافة المباشرة للبحيرات أو المسطحات المائية بغية التخلص من الحشرات المائية والنباتات الطافية والأحياء المرغوب فيها.
أما الهواء: فإن المبيد منتشر فيه بأبخرته وخاصة أثناء الرش أو بفعل هبوب الرياح، وسرعان ما تسقط جزيئات المبيد بفعل الترسيب الثقالي للجزيئات إلى التربة أو بفعل الأمطار والثلوج إلى البيئة المائية.
وهنا لابد أن نشير إلى التعريف الذي أصدرته منظمة الصحة العالمية عام 1961 حول تلوث المياه العذبة: «يعتبر المجرى المائي ملوثاً عندما يتغير تركيب عناصر أو تتغير حالته بطريقة مباشرة أو غير مباشرة بسبب نشاط الإنسان بحيث تصبح هذه المياه أقل صلاحية للاستعمالات الطبيعية المخصصة لها».
ــــــــــــــــــــــــــــــ
الجزء الثالث :
المبيدات والتربة:
إن أحد أهم أسباب خصوبة التربة هو وجود الكائنات الحية التي تعيش فيها الجراثيم والبكتيريا والديدان والحشرات والفطور والطحالب ووحيدات الخلية، لكن هذه الكائنات ضرورية للتربة لأنها تساعد على تفكيك الصخور والأحجار، وبالتالي تعوض النقص الحاصل في الطبقة السطحية للتربة وتأمين التهوية والتخلخل اللازمة لحياة النبات، وهي السبب في حدوث تفاعلات عضوية كيميائية بين المواد المكونة للتربة لتحرير العناصر المعدنية اللازمة لنمو النباتات.
إن زيادة تركيز المبيد يؤدي إلى حرمان التربة من مركباتها الذاتية لموت الكثير من تلك الكائنات الحية والتي تقوم بعمل تحولات بيولوجية تعتمد على تركيز المبيد وتركيبه الكيميائي، فتقوم بتحويله إلى مركب ذي خواص مختلفة عن خواصه الأولية، حيث أن كثيراً من المبيدات تحتوي على عناصر معدنية سامة كعنصر الكبريت والكلور والزرنيخ… (الكبريت بشكل أساسي فيما يتعلق بأغلب المركبات الفوسفورية العضوية)، وعند زيادة تركيز المبيد لا تستطيع الكائنات الحية في التربة ان تسيطر على هذه الكمية الكبيرة، فتبقى جزيئات المبيد في التربة دون تفكك أو تحلل.
وعموماً تتلوث التربة بالمبيدات لتساقط محاليل المبيدات المستعملة في وقاية المحاصيل الزراعية، أو نتيجة لمعاملة التربة، كما انه بعد سقوط أوراق النباتات المعاملة بالمبيدات يصل جزء من المبيدات التي علقت بهذه الأوراق إلى التربة..
ويترتب على تلوث التربة حدوث مشكلات تتعلق بصحة الإنسان وغذائه وكسائه، كما يؤدي تلوث التربة (كما ذكرنا) إلى ضعف خصوبتها وانخفاض إنتاجها، ولا يقتصر أثر تلوث التربة على أحيائها بما فيها النباتات فحسب، بل يمتد ليشمل الإنسان والحيوان.
فالمواد الكيميائية الضارة تؤثر في النبات وتكوينه الطبيعي مما يترتب عليه انخفاض في قيمته الغذائية، والإنسان يصاب بالأمراض بسبب تناوله أغذية ناتجة عن ترب ملوثة، والحيوان يتأثر بتلوث التربة، وتصاب الماشية والأغنام والطيور والدواجن بالأمراض التي تؤدي إلى انخفاض الإنتاج الحيواني.
جدول (1): المدى اللازم لتلاشي 75-100% من فعالية المبيدات الفوسفورية العضوية في التربة.
المبيد الوقت اللازم للتلاشي
ديازينون 12 أسبوع
مالاثيون أسبوع واحد
باراثيون أسبوع واحد
3-3- تواجد المبيدات في الغلاف الجوي وضررها:
تصل المبيدات للغلاف الجوي بطرق عديدة خاصة من انتشار المحاليل والمساحيق وكذلك التطاير من التربة والماء.
إن ضآلة تواجد المبيدات الفوسفورية في الهواء ترجع إلى سرعة انهيارها في البيئة، وبالتالي لا تسبب أضراراً للإنسان عند استنشاقها، وقد ثبت من الدراسات أن الكمية التي تدخل الجسم عن هذا الطريق يومياً تبلغ 2-32 ميكروغرام/شخص، وهي تمثل 2-5% من تلك الكمية التي تؤخذ مع الطعام.
3-4- تأثير المبيد على التوازن الطبيعي:
أدى الإسراف في استخدام المبيدات إلى إحداث خلل في الدورة الطبيعية للبيئة بما فيها من أحياء، فأدى إلى انقراض بعضها وتكاثر أعداد أخرى، بل وظهرت كائنات جديدة من نوع معين لها صفات مكتسبة مقاومة للمبيد كظهور حشرات ذات طبقة كيتينية سميكة تمنع وول المبيد إلى أحشائها وبالتالي عدم موتها، وتكاثرها بأجيال لها الصفات الجديدة وبالتالي وجب تطوير مبيدات أقدر وأكثر فتكاً.
كذلك أدى الإسراف في استخدام المبيدات إلى فقدان التوازن بين الآفة وأعدائها الطبيعيين، وإلى زيادة كبيرة وغير متوقعة لبعض أنواع الآفات، ومن الأمثلة:
- ظهور حشرة النطاط الكبير في كينيا على محصول البن كان سببه مبيد (الباراثيون)، حيث استعمل للقضاء على حشرات أشجار البن، فكانت النتيجة ان المبيد قتل إحدى الطفيليات التي تتغذى على النطاط الكبير مما جعله يتكاثر بشكل كبير ليلحق هو الضرر بأشجار البن.
- رش المبيد على حشرة المن التي تصيب كثيراً المحاصيل الزراعية كالقمح والقطن والحمضيات وتكرار الرش أدى إلى القضاء على حشرة أبو العيد Coccinella Sp. مفترسة حشرة المن.
فإذاً أدى الاستخدام العشوائي للمبيدات الكيميائية الحشرية وغيرها إلى إعطاء الفرصة للكثير من الآفات الحشرية الضارة والثانوية أن تتكاثر وتنتشر بسرعة، مما أدى إلى زيادة خطورتها نتيجة للخلل الذي أصاب التوازن البيئي الطبيعي، ونتيجة للقضاء على مختلف الحشرات النافعة مثل المفترسات والطفيليات الحشرية والطيور والأسماك والفطريات والجراثيم والفيروسات، وجميعها تعمل بقدر كبير في مجال المقاومة البيولوجية ولا تتدخل في التوازن الطبيعي للكائنات، وليس لها أي مضار بالكائنات والحيوانات المفيدة.
3-5- تأثير المبيد على النباتات والحياة البرية:
بما أن أغلب المبيدات تتصف بالثبوت الكيميائي وبقدرتها على الانتقال والتراكم عبر السلسلة الغذائية، فإن جميع الأحياء تتأثر بها، فتبدأ بالتراكم بنسب ضئيلة جداً في رتبة دنيا من السلسلة الغذائية صعوداً إلى الرتب الأعلى.
إن النباتات هي المتضررة الأولى من المبيدات، فتتأثر النباتات بحسب نوعها بالمبيدات، واستخدام المبيد يحدث ضرراً كبيراً في النباتات صغيرة الحجم والغضة، كما يحدث حروقاً للأوراق أو تحويراً في شكل النبات مما يؤدي إلى جفافها وموتها، وقد يكون الضرر نتيجة لنفوذ المبيد إلى العصارة النباتية فيؤثر على هرمونات النبات وأنزيماته، ثم خلل في عملية التركيب الضوئي ثم موت النبات.
وتؤثر المبيدات على الحياة البرية، حيث تتراكم داخل أنسجة الحيوانات والطيور وتنتقل إلى الأجنة، ويؤدي إلى خلق أجيال من الحيوانات عامة والطيور خاصة بها عيوب خلقية، ويؤثر على موسم التكاثر وعلى البيضة نفسها، حيث تصبح البيضة هشة سهلة الكسر.
وتساعد هذه المبيدات في قتل الحشرات المفيدة مثل نحل العسل والتي تساعد أيضاً في تلقيح النباتات.