تلوث التربة بالمبيدات Soil Pollution by Pesticides

تمثل التربة أحد عناصر البيئة المهمة ففيها تنمو جميع المحاصيل التي تعد المصدر الرئيس للطاقة وهي بحد ذاتها بيئة معقدة جدا تضم في حبيباتها العديد من مجتمعات الكائنات الحية. وهي في الوقت نفسه عرضة لبقاء وترسب العديد من المبيدات التي تتراكم فيها لتلوثها ومن أهم مصادر تلوث التربة بالمبيدات ما يأتي:

1- معاملة التربة بالمبيدات

في السنوات التي أعقبت اكتشاف مبيدات الكلور العضوية تم استخدام كميات كبيرة منها في معاملة التربة للقضاء على الآفات ولرخص ثمنها وبقائها لفترة طويلة دون الحاجة إلى إعادة المعاملة ثانية فان كميات كبيرة منها قد استخدمت بشكل غير مدروس تفوق كثيرا الكميات الموصى بها ونتيجة لهذه السياسة فان الأراضي التي كانت تزرع بكثافة أصبحت اليوم من أكثر الأراضي تلوثا بتلك المبيدات.

2- رش المحاصيل بالمبيدات

إن رش الأجزاء الخضرية من المحاصيل بالمبيدات لا تصل جميعها إلى الهدف المقصود بعملية الرش حيث أن كمية كبيرة منها تسقط على الأرض وتقدر في أحيان كثيرة ب 50% من الكمية المرشوشة على النباتات. ففي تجربة أجريت لتحديد كمية المبيد التي تصل إلى التربة وجد أن 43% من المبيد Methoxychlor المرشوشة على محصول الجت سقطت على الأرض. إن معظم المبيدات التي تسقط على الأرض جراء عمليات الرش المختلفة تبقى على السطح العلوي للتربة والتي تتحلل بطريقة أسرع من تلك التي تتغلغل بداخل التربة. كذلك أشارت العديد من التقارير إلى أن متبقيات مبيدات الكلور العضوية كانت أكثر في ترب البساتين وحقول الخضراوات من بقية الترب.

3- الأمطار والغبار

في السنوات الأخيرة أصبح من المؤكد أن الجو يحوي متبقيات من مبيدات الكلور العضوية والتي تأتي عن طريق التبخر أو محمولة على التيارات الهوائية خاصة المبيدات المجهزة بشكل مساحيق تعفير. حيث تتركز هذه المتبقيات وتتجمع على ذرات الغبار أو قطرات الرطوبة الجوية لتسقط بعد ذلك إلى الأرض مع المطر والغبار، ففي إنكلترا مثلا وجد أن أكبر كمية من الـ د.د.ت التي وجدت في مياه الأمطار وصلت إلى 210 جزء بالمليون وقد سجلت الكمية نفسها أيضا في الولايات المتحدة الأمريكية.

4- بقايا المحاصيل والحيوانات

إن كميات قليلة من مبيدات الكلور العضوية يمكن أن تبقى في الأنسجة النباتية والحيوانية. إلا إن هذه الكميات تختلف باختلاف نوع المحصول ونوع الحيوان. فمثلا إن محاصيل الحبوب كانت تحوي متبقيات المبيدات بمعدل 0.02 جزء بالمليون بينما كانت كمية المبيد في المحاصيل الجذرية بمعدل 0.2 جزء بالمليون. كذلك الحال بالنسبة للحيوانات اللافقرية والكائنات الدقيقة التي تعيش في التربة، وفي الوقت نفسه يمكن القول أن النباتات والحيوانات تلعب دورا لا بأس به في إزالة متبقيات المبيدات من التربة أيضا، فقد أشارت نتائج إحدى الدراسات إلى أن هايفات الفطر تستطيع أن تأخذ 10% من كمية الديلدرين أو ال د.د.ت الموجود في التربة.

كميات المبيدات في التربة Residue of Pesticides in Soil

يتضح مما سبق أن كميات لا بأس بها من المبيدات تصل إلى التربة بصورة مباشرة أو غير مباشرة لذلك فان التربة هي الأخرى تعتبر مخزنا بيئيا كبيرا لمتبقيات المبيدات ، ويمكن القول أن معظم متبقيات المبيدات التي وجدت في التربة خلال عمليات المسح المختلفة كانت تعود إما إلى مبيدات الأكاروسات والحشرات والفطريات غير العضوية مثل الزرنيخ والنحاس والرصاص أو إنها تعود إلى مبيدات الأكاروسات والحشرات من مجموعة الكلور العضوية. فضلا عن وجود كميات قليلة جدا من متبقيات مبيدات الفسفور العضوية، كما أظهرت عمليات المسح أن أكبر كمية من متبقيات المبيدات وجدت في ترب البساتين حيث بلغت متبقيات ال د.د.ت فيها أكثر من 250 جزء بالمليون مقارنة ببقية أنواع الترب الزراعية ويرجع ذلك إلى رش البساتين بحوالي 6 مرات خلال الموسم الواحد وأكثر من نصف الكميات المرشوشة فقط على الأرض.

العوامل المؤثرة في بقاء المبيدات في التربة

Factors Affecting the Persistence of Pesticides in Soil

وتضم ما يأتي:

1- الطبيعة الكيميائية للمبيدات: وتضم مجموعة العوامل المؤثرة في ثبات المبيدات ومنها

أ- التبخر Volatility

تعد مبيدات الكلور العضوية غير متبخرة عند درجة حرارة الجو الاعتيادية إلا إنه وجد أن هناك ارتباط بين الضغط البخاري للمبيد ودرجة ثبات المبيد في التربة. وقد أشارت إحدى الدراسات إلى أن الألدرين أكثر تبخرا من ال Heptachlor والآخر أكثر تبخرا من ال Dieldrin وال د.د.ت كذلك وجد أن تبخر المبيد من التربة يزداد بزيادة التركيز والرطوبة النسبية ودرجة حرارة التربة وحركة الهواء فوق سطح التربة ومقدار الرطوبة في التربة.

ب- الذوبان Solubility

إن قابلية المبيدات للذوبان تعد من العوامل المهمة في تحديد درجة بقاء المبيدات في التربة. إن معظم مبيدات الكلور العضوية تعد غير ذائبة نسبيا في الماء ولكن بالرغم من أن المبيدات الذائبة هي التي يتم غسلها من التربة سريعا إلا إن الذوبان والغسل من التربة ليست دائما مرتبطة مع بعض.

ج- التركيز Concentration

يختلف تركيز متبقيات المبيدات بدرجة كبيرة ولكن من الملاحظ أن الجرعات الكبيرة تختفي نسبيا بصورة بطيئة مقارنة بالجرعات الصغيرة. هذا الاختلاف قد يرجع إلى تفاعلات تحطيم المبيدات في التربة والتي تعتمد على تركيز المبيد في التربة.

د- صور تجهيز المبيد Formulation

يتم عادة تجهيز المبيدات بأكثر من صورة منها مساحيق التعفير والمساحيق القابلة للبلل والمركزات القابلة للاستحلاب وغيرها من صور التجهيز وقد وجد أن الصور القابلة للذوبان في الماء تكون أسرع في عملية الغسيل من التربة مقاربة بالمبيدات المجهزة بصورة زيوت قابلة للاستحلاب في الماء.

كذلك وجد أن المبيدات تبقى طويلا في التربة عند وجودها بصورة محببات مقارنة بالمستحلبات والأخيرة تبقى فترة أطول في التربة مقارنة بالمحاليل فيما تختفي بسرعة المبيدات المجهزة بشكل مساحيق تعفير ومساحيق قابلة للبلل.

2- نوع التربة Type of Soil

بصورة عامة تبقى المبيدات فترة أطول وتكون أقل سمية للاكاروسات والحشرات في الترب الثقيلة الغنية بالمواد العضوية. حيث أظهرت نتائج إحدى الدراسات أن ادمصاص مبيدي الالدرين والاندرين كان قليلا في التربة الرملية ثم ازدادت الكمية المدمصة في الترب الطينية المزيجية. وفي دراسة أخرى وجد أن لتركيب التربة تأثيرا على فترة بقاء المبيدات فيها حيث أظهر ارتباطا بمسامية التربة.

3- المادة العضوية في التربة Organic Matter Content

تعد المادة العضوية في التربة من العوامل المهمة في التأثير على بقاء المبيدات في التربة وتتراوح نسبة المادة العضوية في التربة بين أقل من 1% إلى 50% وجميع الدراسات تشير إلى أنه كلما زادت المادة العضوية في التربة زادت فترة بقاء المبيدات فيها.

4- المحتوى الطيني للتربة Clay Content

يمثل الطين العامل المهم الآخر بعد المادة العضوية في تحديد فترة بقاء المبيدات في التربة وقد أظهرت نتائج العديد من الدراسات أنه كلما زادت نسبة الطين في التربة زادت فترة بقاء المبيدات فيها وذلك راجع إلى زيادة المساحة السطحية لادمصاص جزيئات المبيد عليها في الترب الطينية عنها في بقية أنواع الترب.

5- حموضة التربة Soil Acidity

إن تركيز أيون الهيدروجين في التربة يؤثر بلا شك على عملية تحلل المبيدات في التربة من خلال تأثير درجة ال PH على ثبات معادن الطين، القدرة على تبادل الأيونات أو على نسبة حدوث التحلل الكيميائي والبكتيري إلا إنه لا يوجد دليل على أن لدرجة ال PH تأثيرا مباشرا على تحديد فترة بقاء المبيدات في التربة. إلا إن نتائج بعض الدراسات أظهرت أن تحلل ال د.د.ت وال BHC كان سريعا في التربة القلوية عند PH 9.5. أما مبيدات الفسفور العضوية فقد أظهرت حساسية أكثر للتغير في درجة ال PH مقارنة بمبيدات الكلور العضوية.

6- درجة الحرارة Temperature

إن فقدان المبيدات من التربة يتم عادة إما عن طريق التدهور الكيميائي أو عن طريق التحلل البكتيري والتبخر وجميع هذه العمليات تتأثر بدرجة الحرارة حيث عند درجة الحرارة المنخفضة تتم هذه العمليات ببطء شديد وبذلك تقل كمية المبيدات المفقودة من التربة. ففي دراسة لمعرفة تأثير درجة الحرارة على نسبة الفقد من المبيد Heptachlor من التربة وجد أنه لم يفقد أي شيء من المبيد عند درجة الانجماد وعند درجة 6°م تراوحت نسبة الفقد بين 16-27% من الجرعة المضافة للتربة فيما وصلت نسبة الفقد إلى 86-98% عند درجة حرارة 46°م.

7- رطوبة التربة Soil Moisture

إن التأثير الرئيس للمحتوى الرطوبي للتربة على بقاء المبيدات في التربة يستند على تأثير الرطوبة على ادمصاص المبيدات على مختلف أجزاء التربة حيث تتنافس جزيئات الماء مع المبيدات على مواقع الادمصاص لأنها جزيئات قطبية تدمص بقوة على حبيبات التربة بينما في التربة الجافة تكون هناك جزيئات قليلة من الماء تتنافس على مواقع الادمصاص في حبيبات التربة مع المبيدات. مما سبق يتبين أن المبيدات تبقى لفترة طويلة في التربة الرطبة بينما تزداد فترة بقائها في الترب الجافة.

الأخطار الناجمة عن تلوث التربة بالمبيدات Risks of Soil Pollution by Pesticides

من الطبيعي أن يكون لمتبقيات المبيدات في التربة تأثير على الكائنات الحية التي تعيش في التربة والتي يمكن إجمالها في النقاط الآتية:

1- التأثير على الكائنات الدقيقية في التربة Effect on Soil Microorganisms

تعمل متبقيات المبيدات على التأثير على نشاط الكائنات الدقيقة في التربة مما يقلل من خصوبة التربة، إلا إن بعض الدراسات أشارت إلى وجود زيادة في أعداد الكائنات الدقيقة في الترب الحاوية على كميات كبيرة من متبقيات مبيدات الكلور العضوية وقد يرجع ذلك إلى استفادة تلك الكائنات من مصادر الكاربون المتوفرة في تلك المبيدات فيما أظهرت دراسات أخرى عدم تأثير مبيدات الكلور العضوية على الكائنات الدقيقة في التربة إلا إنه يمكن القول أن هناك اختلافا في درجة حساسية الكائنات الدقيقة لمتبقيات المبيدات المختلفة حيث أن الفطريات أكثر حساسية من البكتريا للعديد من مبيدات الكلور العضوية.

2- التأثير على اللافقريات Effect on Soil Invertebrate

تعد بعض لافقريات التربة مهمة وتلعب متبقيات المبيدات دورا لا بأس به في القضاء عليها، إلا إنها في الوقت نفسه تشكل خطرا على العديد من المفترسات الموجودة في التربية کالاکاروسات والخنافس وعديدات الأرجل وكذلك التأثير على اللافقريات المحللة للمواد العضوية في التربة وفي النهاية التأثير على خصوبة التربة، كذلك فان استمرار تعرض اللافقريات إلى جرعات غير قاتلة من المبيدات يؤدي في كثير من الأحيان إلى ظهور سلالات مقاومة من جهة وكذلك التأثير على الكفاءة التناسلية لهذه الكائنات بالزيادة أو النقصان بما يؤدي إلى اختلال التوازن الطبيعي وتوليد ضغط مباشر على النظام البيئي للتربة.

3- الدخول في السلسلة الغذائية Entry Into Food Chains

تشكل التربة البيئة التي تنمو فيها النباتات والتي تمثل الغذاء لمعظم الكائنات الحية بصورة مباشرة أو غير مباشرة فضلا عن أنها تشكل المحيط الذي تعيش فيه مجموعة كبيرة من الكائنات الحية، ففي إحدى الدراسات وجد أن هناك كمية كبيرة من متبقيات المبيد د.د.ت في ديدان الأرض الموجودة في ترب سبق معاملتها بال د.د.ت وتتفق الكثير من الدراسات على أن الكميات الموجودة من بقايا المبيدات في أنسجة لافقريات التربة تزيد كثيرا عن الكميات الموجودة في التربة المحيطة بها. هذه اللافقريات تعد غذاء رئيسا لأنواع عديدة من الطيور والثدييات والتي عند تناول كميات كافية منها سينتقل جزء من متبقيات المبيدات إلى أجسامها، هذه الكائنات قد يتم افتراسها من قبل كائنات أخرى وهكذا تدخل متبقيات المبيدات في السلسلة الغذائية.

4- تسمم النبات Phytotoxicity

هناك العديد من الدراسات التي تؤكد أن متبقيات مبيدات الكلور العضوية لها تأثير كبير على نمو النباتات وان الكميات الكبيرة من متبقيات المبيدات في التربة تكون غير مؤذية للنبات والأعراض الناتجة عن التسمم بالمبيدات تختلف باختلاف نوع المحصول وهي تتراوح بين النمو الضعيف وظهور التبقعات والذبول والتقزم وبين الموت في بعض الأحيان. هذه الأعراض تعتمد أيضا على مستوى تلوث التربة بالمبيدات.

وسائل مكافحة تلوث التربة بالمبيدات Control of Soil Pollution by Pesticides

تشكل متبقيات مبيدات الكلور العضوية الملوثات الأكثر شيوعا في التربة وعلى الرغم من تحديد استخدام هذه المبيدات بشكل كبير. إلا إنها مازالت تستخدم لمكافحة بعض الآفات الموجودة في التربة ولغرض مكافحة تلوث التربة بالمبيدات فانه يمكن إتباع ما يأتي:

1- طرق الاستخدام Methods of Application

إن العديد من مشاكل التلوث الناتجة عن استخدام المبيدات ذات الأثر الباقي لفترة طويلة كانت نتيجة عدم الاهتمام في كيفية استخدام هذه المواد حيث عوملت بها مساحات كبيرة جدا ودون تمييز، إلا إن التطور الذي واكب إنتاج آلات الرش والتعفير أصبح معه بالإمكان استخدام المبيدات مثلا بطريقة الرش بالحجم المتناهي الصغر دون الحاجة إلى استخدام الماء فضلا عن استخدام كميات قليلة من المبيدات في عمليات المكافحة، كذلك لابد من مراعاة التوقيت المناسب لعملية الرش وربط ذلك بتعيين الحد الاقتصادي الحرج للآفة واستخدام مبيدات سريعة التحلل والتخلي عن فكرة الإبادة للآفات في برامج المكافحة يمكن أن تخفف من مسألة التلوث.

2- التشريعات والقوانين Legislation

لقد أصبح من الضروري اليوم أن تقوم السلطات والمنظمات المعنية بموضوع التلوث إصدار العديد من القوانين والتعليمات التي تنظم عملية استخدام وتداول المبيدات بما يقلل من التلوث، فمثلا في الولايات المتحدة الأمريكية لا يمكن للشركات المنتجة للمبيدات من تسويق منتجاتها ما لم تقدم ما يثبت عدم تأثير تلك المبيدات على البيئة إذا استخدمت بالشكل الموضح في علامة المبيد. علاوة على إصدار تعليمات بمنع استخدام بعض المبيدات مثل ال د.د.ت.

3- الزراعة Cultivation

في حالة تلوث الطبقة السطحية من التربة بمتبقيات المبيدات يفضل عدم حرثها وزراعتها مع استخدام مبيدات الأدغال لإزالتها حيث أن هذه العملية تعمل على تسريع عملية اختفاء المبيدات عن طريق التبخر والتحلل الضوئي، حيث أن الحراثة تعمل على خلط المبيدات بالتربة مما قد يعيق عملية تحللها لفترة أطول.

4- الغمر أو الري Flooding or Irrigation

بالنسبة للأراضي الملوثة بالمبيدات يفضل غمرها بالمياه أو وضعها تحت نظام ري كثيف حيث أن هذه العملية تساعد في غسيل التربة من متبقيات المبيدات ففي إحدى الدراسات وجد أن غمر الأرض بالماء مع تلقيحها بالبكتريا اللاهوائية من نوع (Aerobacter aerogenes (Kruse أدى إلى خفض كمية ال د.د.ت الموجودة في التربة بشكل كبير ولكن قسمة من هذه المبيدات قد يتسرب إلى المياه الجوفية.

5- إضافة بعض المواد Addition of Materials

أظهرت العديد من الدراسات أن إضافة الكاربون المنشط إلى التربة أدى إلى خفض نشاط متبقيات المبيدات حيث أن إضافة 112-448كغم/هكتار من الكاربون المنشط أدى إلى إزالة سمية الكلوردين نتيجة عمل الكاربون المنشط كمادة محمصة. إن كمية الكاربون المضافة تعتمد على كمية المبيدات في التربة، نوع التربة والمحصول المزروع في التربة.

6- تحفيز النشاط المايكروبي Stimulating Microbial Activity

تعد الكائنات الحية الدقيقة أحد العوامل المهمة في تدهور المبيدات في التربة لذلك فان محاولة تسريع عملية التدهور عن طريق إدخال الكائنات الدقيقة إلى التربة أو تشجيع نموها بإضافة البيئة أو المواد المناسبة لها يسرع من عملية تدهور واختفاء المبيدات من التربة.

7- استخدام كيميائيات بديلة Alternative Chemicals

تتوفر في الوقت الحاضر العديد من المبيدات التي تتحلل بسرعة والتي يمكن استخدامها كبديل لمبيدات الكلور العضوية وكذلك إمكانية البحث عن مشابهات لمبيدات الكلور العضوية التي يمكن أن تتحلل بسرعة كبديل لمبيدات المجموعة نفسها.