Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Пестициды - химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека и животных. Пестициды объединяют следующие группы таких веществ: гербициды, уничтожающие сорняки, инсектициды, уничтожающие насекомых-вредителей, фунгициды, уничтожающие патогенные грибы, зооциды, уничтожающие вредных теплокровных животных и т.д. Большая часть пестицидов - это яды, отравляющие организмы-мишени, но к ним относят также стерилизаторы и ингибиторы роста.

Пестициды относятся к ингибиторам ферментов. Под действием пестицидов часть биологических реакций перестаёт протекать и это позволяет: бороться с болезнями, дольше хранить пищу, уничтожать насекомых, уничтожать сорняки.

Пестициды применяются главным образом в сельском хозяйстве, хотя их используют также для защиты запасов продовольствия, древесины и других природных продуктов. Во многих странах с помощью пестицидов ведётся химическая борьба с вредителями лесов, а также переносчиками заболеваний человека и домашних животных.

Страны члены НАТО до сих пор не отказались от применения пестицидов в качестве химического оружия. Пестициды применялись странами членами НАТО, как химическое оружие, во Вьетнаме и ряде других государств. [11]

1. Общие сведения

Несмотря на возрастающую тенденцию по минимизации использования химии в сельском хозяйстве, сегодня пестициды продолжают играть важную роль в повышении урожайности, сохраняя объёмы культивируемых сельскохозяйственных продуктов от негативного воздействия насекомых, сорняков, грибков и паразитов. [16]

Продажа пестицидов осуществляется в рамках государственного лицензирования и сертификации, что позволяет ограничить поставки на рынок химических соединений, которые могут нанести вред здоровью человека. Более того, продажа и использование пестицидов фиксируется в специальных отчётных ведомостях, в которых указываются остатки не реализованной продукции за отчётный период. Каждый вид препаратов этой категории проходит регулярные испытания в лабораториях, где пестициды проверяются на предмет воздействия на организмы животных, регулярно принимающих в пищу обработанные растения, злаки и плоды.

Таким образом, государственный контроль позволяет осуществлять продажу, применение и покупку пестицидов в условиях строгой отчётности и биологического контроля, что положительно сказывается на безопасности обрабатываемых культур для здоровья человека.

Производство, хранение и транспортировка пестицидов осуществляется на основе строго регламентированных стандартов, позволяющих избегать вредного воздействия химических препаратов на организм человека и окружающей среды. Регулярный мониторинг условий труда на предприятиях, изготавливающих ядохимикаты, является обязательным требованием для нормального функционирования производственных объединений этой категории.

1.1 Классификация

Пестициды относятся к различным классам органических и неорганических соединений. Большинство представляет собой органические вещества, получаемые синтетическим путём. Среди них важное место принадлежит хлорорганические и фосфорорганические пестициды, производным карбаминовой кислоты, растительного происхождения, триазинам, производным мочевины. Из неорганических веществ важны соединения меди, серы и др. П. - основа химического метода защиты растений, являющегося пока самым эффективным в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками; способствуют значительному сокращению потерь в сельском и лесном хозяйстве, деревообрабатывающей промышленности. Затраты на их применение окупаются в 5-12 раз.

Пестициды делят на следующие основные классы: акарициды - вещества для борьбы с клещами; антифидинги - вещества, отпугивающие насекомых от растений, которыми они питаются; инсектициды - средства, уничтожающие вредных насекомых; гербициды - препараты для борьбы с нежелательной растительностью; зооциды - яды, уничтожающие вредных позвоночных; бактерициды, вирусоциды, фунгициды - средства для борьбы с возбудителями бактериальных, вирусных и грибных болезней растений; нематоциды - препараты, убивающие круглых червей - возбудителей нематодных болезней растений; моллюскоциды - вещества, уничтожающие вредных моллюсков. Пестициды включают также протравители семян, репелленты - средства, отпугивающие вредных насекомых, клещей, млекопитающих и птиц, аттрактанты - вещества для привлечения членистоногих с тем, чтобы их затем уничтожить или выявить локализацию или начало лета вредителей, хемостерилизаторы - препараты, которые не убивают насекомых, грызунов, клещей, но вызывают у них бесплодие. Имеются пестициды комплексного действия. Например, протравители семян содержат одновременно фунгицид, бактерицид, инсектицид и т.д. Использование таких пестицидов позволяет сократить затраты труда на обработку. В некоторых случаях пестициды объединяют в группы в зависимости от фазы развития вредного организма, против которого они применяются. Например, овициды - яды, убивающие яйца насекомых, клещей, ларвициды - уничтожающие личинок и т.д.

По способу проникновения в организм вредителей различают кишечные, проникающие через ротовые органы и кишечник, контактные - при контакте ядов с поверхностью тела вредителей, то есть через кожные покровы, фумигантные, попадающие в организм в парообразном или газообразном состоянии через дыхательные пути, и системные, легко проникающие в ткани растений или животных и поражающие вредителей, питающихся соком растений или животных. В зависимости от скорости разложения в почве пестициды разделяют на шесть групп: с периодом распада более 18 мес, около 18, около 12, до 6, до 3, менее 3 мес. В сельском хозяйстве предпочтительней использовать вещества, разлагающиеся за вегетационный период, на аэродромах и в борьбе с зарастанием дорог - с большей продолжительностью действия.

По токсичности для человека и теплокровных животных разделяют на 4 группы: сильнодействующие, высокотоксичные, среднетоксичные и малотоксичные. ЛД50 для этих групп равна соответственно до 50, 50-200, 200-1000 и свыше 1000 мгга. Обработку сельскохозяйственных культур пестициды проводят с помощью наземных машин и авиации. [18]

При завышенных, по сравнению с официально рекомендуемыми, дозах или концентрациях, несоответствующих способах и сроках их применения, без учёта погодных условий пестициды вызывают ожог растений, снижение жизнеспособности пыльцы, гибель пестиков и значительно снижают урожай. Растения могут загрязняться пестицидами, приобретать неприятный запах и вкус, а также накапливать на поверхности в виде ядовитых остатков, опасных для человека и животных. При систематическом применении нередко возникает приобретённая устойчивость вредных организмов к пестицидам. Чтобы избежать выведения устойчивых рас вредителей, необходимо иметь широкий ассортимент препаратов одного назначения и проводить плановое чередование их использования.

Влияние пестицидов на биоценозы сложно и многообразно. Особенно значительные нарушения биоценозов отмечаются при систематическом применении стойких высокотоксичных пестицидов. Из-за уничтожения паразитических и хищных членистоногих нередко наблюдается массовое размножение других вредных видов насекомых и клещей. Известно отрицательное действие при неправильном использовании пестицида на человека, а также на пчёл, шмелей и других насекомых опылителей, на рыб, птиц, диких зверей, домашних животных, а также на природу в целом. При применении пестицидов необходимо учитывать их действие не только на определённого вредителя, но и на биоценозы и предвидеть конечные результаты проводимых мероприятий. Важно строго соблюдать контроль за остаточными количествами пестицида в пищевых продуктах, правила по хранению, транспортировке и применению. [17]

1.2 Влияние на человека

Большинство пестицида поступает в организм человека через органы дыхания, кожу, желудочно-кишечный тракт. Особенно опасны отравления при обработке помещений и посевного материала. Хлорорганические пестициды обладают общим токсическим действием на организм; они обычно поражают внутренние органы и нервную систему. Признаки отравления мало специфичны: общая слабость, головокружение, тошнота, раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей. Большинство фосфорорганических пестицидов легко проникает в организм через кожу и обладает выраженным антихолинэстеразным действием. Признаки острого отравления ими специфичны: слюнотечение, сужение зрачков, мышечные подёргивания, судороги. При остром отравлении ртутьорганическими пестицидами наблюдаются повышенное выделение слюны, металлический вкус во рту, тошнота, иногда - рвота, понос со слизью, головные боли, обморочное состояние.

Поэтому необходимо проводить работу с использованием средств индивидуальной защиты. К работам с пестицидами не допускаются лица с медицинскими противопоказаниями, подростки до 18 лет, беременные и кормящие женщины. Продолжительность рабочего дня не должна превышать 6 ч, при контакте с сильнодействующими пестицидами - 4 ч.

2. Почвенные гербициды

Гербициды - химические вещества, применяемые для уничтожения растительности; одна из групп пестицидов. Гербициды, применяемые для уничтожения деревьев и кустарников, называются также арборицидами.

По характеру действия на растения делятся на гербициды сплошного действия, убивающие все виды растений, и гербициды избирательного действия, поражающие только определенные виды. Это деление весьма условно, т.к. многие гербициды с повышением их дозы свою избирательность утрачивают. Избирательность гербицидов в наибольшей мере обусловлена биохимическими факторами, в частности неодинаковой способностью различных растений разлагать гербициды или связывать их с образованием нетоксичных веществ. Иногда она может быть обусловлена физическими или морфологическими факторами. В лесном хозяйстве используют несколько избирательных гербицидов: противозлаковые гербициды подавляют только однодольные сорняки, противодвудольные гербициды эффективно уничтожают только широколистные сорняки.

Различают также гербициды контактного действия, поражающие растение в местах контакта с ним, и системные, способные перемещаться по сосудистой системе растения от места поглощения к месту действия. По условиям применения гербицидов делят на почвенные, или довсходовые. Почвенные гербициды поглощаются семенами, корнями, проростками; листовые - надземными частями растений в различные периоды вегетации. Большинство почвенных гербицидов являются гербициды длительного действия. Их присутствие в почве и остаточное действие на растения наблюдается в течение 3-6 месяцев и более. Листовые гербициды относятся к гербицидам короткого действия. Они уничтожают только одно поколение растений, вегетативные органы которых оказались обработанными гербицидами. В почве препарат быстро разлагается на простые химические вещества.

По механизму действия выделяют следующие основные группы гербицидов: ингибиторы фотосинтеза; ингибиторы клеточного деления; регуляторы роста растений, или «синтетические ауксины»; регуляторы дыхания растений. Активность гербицидов может быть связана также с подавлением таких процессов, как синтез нуклеиновых кислот, каротиноидов, белков, липидов, или с блокированием биосинтеза и транспорта природных регуляторов, катализирующих эти процессы. Механизм действия многих гербицидов пока не выяснен.

3. Основные сведения о флуороне

Послевсходный гербицид широкого спектра действия. Концентрация действующего вещества: трифлусульфурон-метила 500 гга. Обрабатываемый объект: сахарная свекла.

Год официальной регистрации: 1992.

Флуорон - послевсходовый гербицид широкого спектра действия.

Действующее вещество: трифсульфурон - метила 500 г/кг.

Препаративная форма: смачивающийся порошок. [19]

Преимущества:

Препарат контролирует проблемные сорняки

Флуорон повышает эффективность программ, так как усиливает действие других гербицидов на важные двудольные сорняки.

Позволяет уменьшать дозировку гербицидов-партнеров в баковых смесях

Препарат высокоселективен для свеклы, что позволяет начать обработку в самые ранние сроки.

Таблица 1. Регламент применения пестицида

4. Свойства флуорона

Флуорон содержит трифлусульфурон-метил - первый и единственный гербицид из группы сульфонилмочевин, рекомендуемый для обработки посевов свеклы. Эта замечательная группа гербицидов известна такими преимуществами, как простота использования, малые дозировки при мощном и широком спектре действия, селективности для обрабатываемых культур и слабом воздействии на окружающую среду. [13]

Отличается расширенным окном применения. Эффективен даже в условиях сухой погоды.

Препарат поглощается главным образом листьями сорняков и частично корневой системой, поэтому препарат также обладает и почвенной активностью и способен, особенно во влажных условиях, в течение 1-2 недель подавлять проростки сорняков. Попав в растение, Флуорон переносится к точкам роста и блокирует деление клеток у чувствительных растений. Уже через несколько часов после обработки сорняки останавливаются в росте и прекращают конкурировать с культурой за воду и питательные вещества, хотя первые ярко выраженные симптомы - хлорозы - появляются через 4-7 дней, а полная их гибель наступает через несколько недель.

Совместимость с другими препаратами: Гербицид совместим с препаратами на основе фенмедифамаи десмедифама, этофумезата, клопиралида, граминицидами и с используемыми на свекле инсектицидами и фунгицидами.

Период защитного действия: От момента обработки до смыкания рядков культуры. Благодаря широкому спектру контролируемых сорняков и гибкости применения, Флуорон является базовым гербицидом для эффективной программы защиты свеклы от двудольных сорняков. Учитывая, что сорняки прорастают не одновременно, а волнообразно, рекомендуется двукратная обработка посевов, при этом первое опрыскивание проводится, когда сорняки находятся в фазе семядолей, а второе - по новой волне сорняков.

Селективность: Избирательность гербицида при правильном применении к растениям свеклы высокая. Скорость воздействия: гербицид проникает в растения через несколько часов после обработки, сорняки останавливаются в росте и теряют конкурентоспособность. Первые симптомы отмечаются через 4-7 дней после обработки, полное отмирание растений наступает спустя несколько недель.

Пересев при гибели посевов: В течение 4 месяцев после обработки рекомендуется высевать только сахарную или кормовую свеклу.

Фитотоксичность и толерантность культур. В рекомендованной норме расхода гербицид не фитотоксичен для растений свеклы, начиная с фазы 1 пары настоящих листьев.

Возможность возникновения резистентности: Нет сведений о возникновении резистентности.

Меры предосторожности: Опрыскивание следует производить при скорости ветра на более 5 мга или в баковой смеси с другими гербицидами. На полях, засоренных чувствительными к Флуорон сорняками, учитывая волнообразное прорастание сорняков, рекомендуется двукратная обработка Флуорон. Первое опрыскивание Флуорон проводится, когда сорняки находятся в стадии семядолей, а вторая волна через 7-15 дней в стадии 2-х настоящих листьев. Это идеальные сроки для уничтожения сорняков. В противном случаи внесение препарата на более поздних стадиях не гарантирует полного уничтожения сорняков, а только прекратит их рост. Препарат используют, начиная с момента, когда появились 80% всходов свеклы. Не использовать препарат перед появлением всходов культуры. [19]

Сроки выхода для ручных га.

Фасовка: 0,6 кг.

Условия хранения: хранение при температуре от -25°С до +25°С

Гарантийный срок хранения: 2 года

Порядок приготовления рабочей жидкости

Рабочий раствор готовят непосредственно перед опрыскиванием. Отмеряют требуемое количество препарата на одну заправку опрыскивателя. Для приготовления маточного раствора препарата емкость наполняют ј водой, затем добавляют отмеренное количество гербицида, тщательно перемешивают и доливают водой до полного объема. Далее рабочий раствор готовят следующим образом: бак опрыскивателя наполняют примерно наполовину водой, вливают в него маточный раствор препарата, при этом остатки его из емкости, в которой готовился маточный раствор, смывают несколько раз водой. После этого бак доливают водой до полного объема и перемешивают рабочую жидкость механическими мешалками. Приготовление рабочего раствора гербицида и заправку им опрыскивателя проводят на специальных площадках, которые в дальнейшем подвергаются обеззараживанию. [19]

Предостережение:

- не рекомендуется применять препарат, когда растения находятся в состоянии стресса - засуха, заморозки, повреждения вредителями и т.д.;

- в случае засухи, если в программе защиты сахарной свеклы предусмотрено внесение противозлаковых гербицидов, рекомендуется вносить данные гербициды минимум через 7 дней после применения препарата. [20]

5. Стадии производства флуорона

флуорон пестицид гербицид урожайность

Флуорон - послевсходовый гербицид широкого спектра действия, используемый для обработки сахарной свеклы в борьбе против двудольных сорняков.

Название по ИЮПАК: метил 2-м-толуат.

Получают гербицид взаимодействием метилового эфира 2-изоцианатосульфонил-3-метилбензоидной кислоты и N, N-диметил-6-триазин - 2,4 - диамина.

При этом выделяется вода. Прежде чем проводить синтез, необходимо получить исходные продукты, используемые на конечной стадии производства. Для этого используют ряд стадий.

Для получения метилового эфира 2-изоцианатосульфонил-3-метилбензоидной кислоты исходным продуктом является бензальдегид. Бензальдегид окисляют до бензоидной кислоты кислородом воздуха.

К бензоидной кислоте добавляют метиловый спирт и серную кислоту для получения метилового эфира бензоидной кислоты, из которой получают метилового эфира 3-метилбензоидной кислоты прибавлением метилхлорида.

Далее метиловый эфир 3-метилбензоидной кислоты нитруют в б-положение и гидрируют до образования метилового эфира 2-амино-3-метилбензоидной кислоты.

Затем получают метиловый эфир 2-хлоросульфонил-3-метилбензоидной кислоты взаимодействием метилового эфира 2-амино-3-метилбензоидной кислоты с соляной кислотой и медным купоросом.

К метиловому эфиру 2-хлоросульфонил-3-метилбензоидной кислоты добавляют гидроксид аммония в среде хлорбензола, а затем к полученному продукту прибавить фосген. В результате этой реакции мы получаем необходимый для конечной реакции метиловый эфир 2-изоцианатосульфонил-3-метилбензоидной кислоты.

Далее необходимо получить N, N-диметил-6-триазин - 2,4 - диамин. Его можно посредством следующих стадий.

Цианурхлорид взаимодействует с аммиаком с получением 4,6 - дихлоротриазин-2-иламина.

К 4,6 - дихлоротриазин-2-иламину прибавляют диметиламиндля получения 6-хлоро-N, N-диметил-триазин - 2,4 - диамина, к которому в свою очередь добавляют едкий натр для замещения оставшегося атома хлора на гидроксильную группу. Так получают 4-амино-6-диметиламино-триазин-2-ол.

Далее для получения необходимого для конечной реакции N, N-диметил-6-триазин - 2,4 - диамина к 4-амино-6-диметиламино-триазин-2-олу добавляют 2,2,2 - трифторэтанол.

После проведения всех вышеперечисленных стадий идет стадия фасовки продукта.

6. Производство 6-хлоро-N, N-диметил-триазин - 2,4 - диамина

Технологическая схема получения 6-хлоро-N, N-диметил-триазин - 2,4 - диамина

В аппарат поз. 3 загружают цианурхлорид, воду, ПАВ, аммиак, охлаждают массу до 0єС и перемешивают до окончания реакции. Затем массу передают в аппарат поз. 4 и из мерников загружают диметиламин и необходимое количество щелочи NaOH до pH=11. Реакцию ведут при 0-5єС в течение 1 часа. После завершения процесса массу передают на фильтр поз. 5, пасту триазина-2 сушат в сушилке поз. 6 и передают в сборник поз. 7.

Реакцию получения некоторых производных триазина проводят в смеси вода-органический растворитель. Образующийся на первой стадии триазин-1 переходит в органический растворитель, что уменьшает возможность его гидролиза водой и взаимодействие со второй молекулой аммиака. в качестве органический растворителей применяют бензол, толуол, хлорбензол, дихлорэтан.

При реакции со вторым амином получается, как правило, мало растворимый в органическом растворителе продукт, который легко отделяется фильтрованием.

7. Материальный баланс производства флуорона

Материальный баланс рассчитан производительности 10 т пестицида в месяц. Расчет ведется с конечной стадии получения целевого продукта для выбора наиболее рациональных количеств исходных веществ. Следовательно, первым делом необходимо вычислить массы метилового эфира 2-изоцианатосульфонил-3-метилбензоидной кислоты и N, N-диметил-6-триазин - 2,4 - диамина.

Стадия получения пестицида

Для производства 10000 кг Флуорона потребуется 5288,701 кг метилового эфира 2-изоцианатосульфонил-3-метилбензоидной кислоты, 4915,381 кг N, N-диметил-6-триазин - 2,4 - диамина.

Теоретический выход Флуорона

Фактический выход 10204,080 кг.

Наиболее широко распространен способ получения Флуорона путем взаимодействия метилового эфира 2-изоцианатосульфонил-3-метилбензоидной кислоты и N, N-диметил-6-триазин - 2,4 - диамина.

1. Так как известно, что фактическая масса Флуорона 10000 кг составляет лишь 98%, расчет исходного сырья для его получения ведется по теоретическому 100% выходу. Отсюда:

1) масса п-аминофенола на входе в реактор

2) количество п-аминофенола

3) количество N-фенил-1-нафтиламина равно количеству п-аминофенола 2,526 кмоль

4) масса N-фенил-1-нафтиламина на входе в реактор

5) количество кислорода, необходимого для окисления п-аминофенола и N-фенил-1-нафтиламиносульфокислоты равно количеству п-аминофенола 2,526 кмоль

6) масса кислорода на входе в реактор

7) масса воздуха, содержащего 80,824 кг кислорода

8) общая масса реагентов, поступивших в реактор с учетом примесей

9) массовые доли исходных реагентов, вступающих в реакцию на входе в реактор

7) масса воды, выделившейся в результате реакции

8) масса п-аминофенола на выходе из реактора

9) масса N-фенил-1-нафтиламиносульфокислоты на выходе из реактора

10) масса кислорода на выходе из реактора

11) общая масса всех веществ на выходе из реактора

12) массовые доли продуктов реакции

Таблица 2. Стадия получения метилового эфира 2-изоцианатосульфонил-3-метилбензоидной кислоты

Таблица 3. Стадия получения метилового эфира 2-хлорсульфонил-3-метилбензоид-ной кислоты

Таблица 4. Стадия получения N, N-диметил-6-триазин - 2,4 - диамина

Заключение

В данном курсовом проекте были рассмотрены методы получения гербицидов. При выполнении работы был проведен литературный обзор по данной теме.

В качестве примера получения гербицида взят Флуорон.

На стадии получения двузамещенных триазинов выбран метод получения их замещением хлора в молекуле цианурхлорида, который наиболее часто используется в промышленности. Выход замещенных триазинов при использовании данного метода составляет более 90%. Степень конверсии цианурхлорида 0,96, селективность равна 0,90.

Побочные продукты, а также исходные вещества, не вступившие в реакцию, направляются на регенерацию и посредством рециклинга поступают на стадии, где данные реагенты служат исходными веществами, что частично сокращает расходы на сырье и материалы для получения красителя.

Размещено на Allbest.ru