Целью данной работы является изучение влияния ионов тяжелых металлов, в первую очередь меди и железа, на устойчивость инсектицидов, их эффективность, степень гидролиза, а также влияние продуктов этих процессов на окружающую среду. В качестве объекта исследования выбраны три инсектицида, относящихся к различным классам соединений и рекомендуемые производителями как самые эффективные в настоящее время препараты. Это - дельтаметрин из класса перетроидов, диметоат из класса тиофосфатов и карбофуран из класса карбаматов.
Исследования показали, что данные инсектициды активно взаимодействуют с ионами двухвалентной меди и двухвалентно железа. При незначительных концентрациях этих тяжелых металлов в почве или на любом другом объекте, куда попадает инсектицид, происходит образование комплексных соединений. Молекулы инсектицидов выступают в этом процессе лигандами и координируются у ионов меди и железа, образуя с ними комплексные соединения. Анализ ИК спектров исходных соединений и образовавшихся комплексов показывает, что функциональные группы и геометрия молекулы инсектицида, воздействующие на насекомого, теряют свою эффективность из-за образования дополнительных связей с ионами металла.
Известно, что токсичность инсектицидов основана на воздействии препарата на нервную систему насекомого, в результате чего прекращается передача нервного сигнала по нервным волокнам и это приводит к обездвиживанию насекомого, а затем и его гибели. Но для этого инсектицид должен иметь определенную структуру молекулы, способную взаимодействовать с белковой частью нервного канала, ответственного за передачу сигнала. В противном случае воздействие препарата на насекомого не будет иметь эффекта.
Как показали исследования, взаимодействие инсектицидов с ионами тяжелых металлов с образованием комплексов, приводит к деактивации инсектицидов, в результате чего инсектициды теряют свою способность воздействовать на насекомого. Это явление можно сравнить с отравлением гема крови угарным газом. Образование комплексов железа с оксидом углерода лишает возможности гемоглобина быть переносчиком кислорода. В нашем случае вступившие в комплексообразование молекулы инсектицидов не способны нарушать нормальный процесс передачи сигналов по нервным волокнам и, следовательно, не могут уже быть инсектицидами в прямом смысле этого слова. С другой стороны, есть предпосылки считать, что процесс комплексообразования инсектицидов с ионами металлов меняет механизм гидролиза инсектицидов и это может привести к накоплению инсектицидов и их продуктов взаимодействия в окружающей среде с негативными последствиями.
Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы.
1. Применяемые для борьбы с насекомыми инсектициды способны взаимодействовать с ионами тяжелых металлов с образованием комплексов.
2. Комплексообразование инсектицидов с металлами преобразовывают структуру соединений и как следствие этого изменяются основные характеристики инсектицидов: их эффективность, устойчивость и временной процесс гидролиза.