В зависимости от химического строения пестицидов обычно выделяют несколько больших групп: хлорорганические соединения; фосфорорганические соединения; производные карбаматов; производные хлорфеноксикислот; пиретроиды. Есть пестициды и совершенно иной химической природы - например, замещенные триазины и азолы, а также производные гидрохинона и бензойной кислоты. Представители первой и второй групп, как правило, весьма опасны, и во многих странах от применения этих пестицидов понемногу отказываются, заменяя их на более современные и безопасные.
Механизмы воздействия на живые организмы пестицидов разных групп различны. Например, карбаматы и фосфорорганические соединения мешают работе ацетилхолин эстеразы (АХЭ). Чем это плохо? Дело в том, что АХЭ - специфический фермент нервной системы. Он нужен, чтобы разрушать ацетилхолин - вещество, которое вырабатывается окончанием нерва и передает нервный импульс. После этого ацетилхолин необходимо быстро дезактивировать, иначе синапс окажется неподготовленным к передаче следующего нервного импульса. Следовательно, действуя на ацетилхолинэстеразу, пестициды этих двух видов блокируют передачу нервных сигналов, что приводит к нарушениям работы нервной системы в целом. Когда действие фермента АХЭ заблокировано, ацетилхолин накапливается в синаптической щели (промежутке между двумя нервными окончаниями), и в результате происходят нарушение нервной передачи, судороги, паралич и смерть. Между прочим, именно так и действуют военные отравляющие вещества зарин, зоман и V-газы.
Хлорорганические соединения еще опаснее. Высокотоксичные и биологически активные, они устойчивы в окружающей среде и живых организмах и обладают способностью накапливаться в пищевых цепях. Продукты их распада или трансформации, более стабильные, чем исходные пестициды, тоже сохраняют высокую токсичность. Примеры хлорорганических пестицидов - печально известный ДДТ (n,n-дихлордифенилтрих лорэтан) и хлорпроизводные диоксина. Отдельные представители этого класса веществ - сильнейшие яды, в десятки тысяч раз токсичнее цианистого калия.
ДДТ - инсектицид, весьма распространенный в прошлом. Некоторые гидробионты избиратель но поглощают ДДТ и родственные ему соединения из воды, в результате организмы, находящиеся в конце пищевых цепей, могут накопить токсичные вещества в очень высокой концентрации. Так, если в морской воде концентрация ДДТ составляет всего 1х10-9 г/л, то в морской рыбе его 5х10-5 г/кг (в 50 тысяч раз больше!), а в хищных птицах, питающихся рыбой, концентрация этого токсиканта составляет уже 1х10-2 г/кг (в 10 миллионов раз больше, чем в воде). Так что, хотя производство и применение ДДТ в нашей стране было запрещено еще в 1972 году, его до сих пор можно найти на всех уровнях биосферы, даже в жировых тканях пингвинов в Антарктике.
От диоксинов до сих пор страдает все живое во Вьетнаме. С тех пор, как войска США опрыскали этими дефолиантами леса, прошло почти полвека, а диоксины (они разлагаются очень медленно и даже не смываются водой, поскольку нерастворимы в ней) так и остаются в почве. Для обеззараживания до сих пор не придумали ничего иного, как просто снимать слой земли и экстрагировать из нее диоксины органическими растворителями. Правда, недавно московские ученые разработали новый метод - вместо органики использовать сверхкритическую воду, поскольку, как они выяснили, перегретая вода под давлением приобретает свойства неполярного растворителя, но этот метод, хотя и безопаснее с экологической точки зрения, тоже не прост и дорог.
Применяя традиционные пестициды, человек в качестве действующего начала использует, как правило, их токсичность. Действие современных препаратов обычно более изощренное, и подходы к их разработке становятся иными.
Например, при создании пестицида можно использовать явление биотрансформации, когда сравнительно безобидное вещество в организме-мишени трансформируется в токсичное. Так, слаботоксичный ацефат (пропестицид, то есть предшественник пестицида) в организме насекомого-вредителя превращается в избирательно действующий инсектицид метамидофос.
Очень интересно действие хлорфеноксикислот. Заменяя гормоны роста растений, они обеспечивают сорняку ненормально быстрое развитие, в результате чего сорное растение погибает от истощения энергетических запасов. Это очень эффективные гербициды.
В качестве исключительно селективного средства борьбы с вредителями можно использовать феромоны (от греческого "феро" - несу + "гормон" - возбудимость). Дело в том, что эти химические вещества участвуют в отношениях между особями живых существ одного вида. Иными словами, феромоны позволяют живым существам обмениваться между собой информацией с помощью обоняния: узнавать "своих" по запаху, привлекать партнеров противоположного пола, предупреждать об опасности. Феромоны насекомых можно получить искусственно, хотя это весьма непростая задача, и ввести в экосистему. В результате насекомые будут дезориентированы, а процесс спаривания - нарушен. Именно поэтому синтетический аценол (смесь трех веществ: цис- и транс-додеценилацетатов и додеканола) успешно применяют для дезориентации некоторых видов плодожорок: сливовой, яблоневой и других.
Конечно, не стоит забывать и о проверенных временем ловушках, в которые насекомые устремляются на привлекательный для них аромат, например на запах пищи или аттрактантов - половых феромонов, и уже не могут из этих ловушек выбраться. Сравнительно недавно московские химики, сотрудники Института нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева, разработали метод получения синтетических феромонов. Эти вещества эффективно приманивали в ловушки и вредоносного непарного шелкопряда, и бабочек розового коробочкового червя (вредителя хлопка), и листоверток - основных вредителей плодовых садов.
Наконец, в качестве пестицида можно использовать просто абразивы, то есть порошки с твердыми, прочными зернами, которые обладают специфической «режущей» формой. После того как насекомое побегает по абразивному порошку, оно просто высохнет и погибнет - от иссушения, потому что острые края зерен соскребают с хитиновых покровов вредителей верхний слой, препятствующий испарению из организма влаги. А поскольку делают абразивные инсектициды из природных материалов, таких, как пемза, корунд или диатомит (горная порода), то они практически не ядовиты и не опасны ни для человека, ни для домашних животных.
