השפעת חומרי הדברה על הסביבה

ההשפעות הסביבתיות של חומרי הדברה מתארות את ההשלכות השליליות של שימוש בחומרי הדברה על הסביבה. חומרי ההדברה, המורכבים מכימיקלים רעילים שנועדו להרוג מינים של מזיקים, יכולים להשפיע על מינים אחרים, כגון צמחים, בעלי חיים ובני אדם. למעלה מ-98% מקוטלי החרקים המרוססים ו-95% מקוטלי העשבים משפיעים על הסביבה מעבר ליעוד המקורי של ההדברה שלהם, מכיוון שהם מרוססים או מפוזרים על פני שדות חקלאיים שלמים. גם לכימיקלים אחרים המשמשים לחקלאות, כגון דשנים, יכולות להיות השפעות שליליות על הסביבה.

ההשפעות השליליות של חומרי הדברה יכולות להתפשט למקומות אחרים, על ידי סחף וכדומה, לאזורים כמו סביבות מימיות מרוחקות, אזורי מרעה, ויישובים ואזורים לא מפותחים. בעיות נוספות נובעות משיטות ייצור, הובלה, אחסון וסילוק בעייתיות של חומרי ההדברה.Tashkent (1998), Part 75. Conditions and provisions for developing a national strategy for biodiversity conservation . Biodiversity Conservation National Strategy and Action Plan of Republic of Uzbekistan. Prepared by the National Biodiversity Strategy Project Steering Committee with the Financial Assistance of The Global Environmental Facility (GEF) and Technical Assistance of United Nations Development Programme (UNDP). Retrieved on 17 September 2007. בנוסף, עם הזמן המזיקים מפתחים עמידות, וההשפעה עלולה להקל על התעוררות של מזיקים אחרים. חלופות לשימוש בחומרי הדברה, כגון הדברה משולבת, וטכניקות של חקלאות בת קיימא, כגון פוליקולטורה, מפחיתות את ההשלכות הללו, ללא שימוש בחומר כימי רעיל מזיק.

מודלים סביבתיים מצביעים על כך שלמעלה מ-60% מהקרקע הגלובלית (כ-24.5 מיליון קמ"ר) נמצא "בסיכון לזיהום מחומרי הדברה עם יותר ממרכיב פעיל אחד", וכי למעלה מ-30% נמצאים ב"סיכון גבוה", מתוכם שליש באזורים בעלי מגוון ביולוגי. השפעות כאלה הביאו לאיסור על חומרי הדברה רבים ולהגבלה או הפחתה של השימוש באחרים. ככלל, בסך הכללי ישנה עליה בשימוש בחומרי הדברה בעייתיים.

חלק מחומרי ההדברה עם מזהמים אורגניים עמידים - הם אינם מתפרקים ומסיסים בשומן - ולכן יכולים לעבור אלפי קילומטרים ולהצטבר בקרקע או בגופם של בעלי חיים. חומרים אלה גם מצטברים בתוך רקמות חיות והריכוז שלהן עולה בצורה דראסטית במעלה מארג המזון - וכך להשפיע על בעלי חיים במעלה מארג המזון - כמו דובי קוטב, דופלינים או בני אדם. יש ניסיון לזהות ולהפחית שימוש בחומרים אלה במסגרת אמנת סטוקהולם למניעת מזהמים אורגניים עמידים

 היסטוריה 
קוטלי העשבים הסינתטיים הראשונים התגלו בשנות ה-30 וה-40 של המאה ה-20. זה היה העידן שבו אנטיביוטיקה סינתטית, פלסטיק וחומרים סינתטיים רבים אחרים הפכו לזמינים. הפופולריות של חומרי הדברה הסינתטיים גדלה במהירות לאחר מלחמת העולם השנייה. תפוקת היבול גדלה באופן משמעותי באמצעות גילוי התרכובת האורגנית 2,4-D. נגיעות חרקים רבות טופלו על ידי תרכובת DDT, והורידו מאוד את שיעורי הטיפוס והמלריה ברחבי העולם. בשנת 1962, יוצרו בארצות הברית לבדה כ-85,000,000 ק"ג של החומר DDT.

 חומרי הדברה טבעיים 
לפני ובמהלך הפיתוח של חומרי ההדברה הסינתטיים, זוהו מדבירים טבעיים רבים, כולל פירתרום, רוטנון, ניקוטין, סבדילה וקוואסין. למרות זאת, לתרכובות סינתטיות היה יתרון משום שהן היו זולות ויעילות בהרבה מחומרי הדברה טבעיים.

 השפעות שליליות 
עם הזמן התבררו ההשפעות השליליות של חומרי הדברה סינתטיים מתמשכים. בשנים שלאחר מלחמת העולם השנייה עלה היצור והשימוש בחומרים: באלדרין (שכיום אסור ברוב המדינות), דיכלורודיפניל טריכלורואתאן (DDT) בשנת 1939, דילדרין, β- Benzene Hexachloride (BHC),Dichlorophenoxyacetic acid,4-D), כלורדן ואנדרין. חומרי הדברה אלה, כמו גם רבים אחרים, נאסרו בעולם בשנת 2001 באמנת סטוקהולם בדבר מזהמים אורגניים מתמשכים.

בעוד שהדאגה להרעלה סביבתית החלה באירועי הרעלה חריפים שהתרחשו בסוף המאה ה-19; העניין הציבורי בהשפעות הסביבתיות הלא רצויות של כימיקלים התעורר בתחילת שנות ה-60 עם פרסום ספרה של רייצ'ל קרסון, "אביב דומם". זמן קצר לאחר מכן, הוכח כי DDT, ששימש במקור למלחמה במלריה, גרם לצמצום האוכלוסייה של דורסים. מחקרים ראשוניים במדינות מתועשות התמקדו בהשפעות חריפות של חומרי הדברה על תמותה, בעיקר בקרב ציפורים או דגים.

 שימוש מודרני בחומרי הדברה 
כיום, מעל 3.5 מיליארד קילוגרמים של חומרי הדברה סינתטיים משמשים לחקלאות בעולם בשווי של יותר מ-45 מיליארד דולר.

 מחקר אקדמי 
מאז 1990 העניין המחקרי בנושא עבר מתיעוד אירועים וכימות השפעה של חשיפה כימית, למחקרים שמשלבים בין ניסויי מעבדה, בחינה בטבע בתנאים מבוקרים וניסויי שדה. שיעור הפרסומים של מחקרים על ההשפעות הקשורות לתופעה גדל. מחקרים בבעלי חיים מתמקדים בעיקר בדגים, חרקים, ציפורים, דו-חיים ועכבישנים.

מאז 1993 ארצות הברית והאיחוד האירופי עדכנו את הערכות הסיכון לחומרי ההדברה, והפסיקו את השימוש בחומרים עם זרחן אורגני והחומר בקרבמט, שנחשבים לרעילים מאוד. חומרי ההדברה החדשים יותר מכוונים ליעילות של מקסימום השפעה על המטרה המקורית של ההדברה ולמינימום השפעה על אורגניזמים אחרים.
 מזהמים אורגניים מתמשכים 

מזהמים אורגניים מתמשכים (POPs) הם תרכובות כימיות, המתנגדות לפירוק, שנשארות בסביבה למשך שנים. מספר חומרי הדברה, כולל אלדרין, כלורדן, DDT, דילדרין, אנדרין, הפטכלור, הקסכלורובנזן, מירקס וטוקספן, נחשבים למזהמים מתמשכים. לחלק מהם יש את היכולת לנדוף ולעבור מרחקים גדולים דרך האטמוספירה ולהתמקם באזורים מרוחקים. הם גם יכולים להצטבר במעלה מארג המזון ולהגיע עד פי 70,000 מהריכוזים המקוריים שלהם.Ritter L, Solomon KR, and Forget J, Stemeroff M, and O'Leary C. Persistent organic pollutants: An Assessment Report on: DDT, Aldrin, Dieldrin, Endrin, Chlordane, Heptachlor, Hexachlorobenzene, Mirex, Toxaphene, Polychlorinated Biphenyls, Dioxins and Furans . Prepared for The International Programme on Chemical Safety (IPCS), within the framework of the Inter-Organization Programme for the Sound Management of Chemicals (IOMC). Retrieved on 16 September 2007. POPs יכולים להזיק לאורגניזמים אחרים שאינם מטרת ההדברה, וכן להגביר את הסיכון לבני אדםCenters for Disease Control and Prevention. Pesticides . cdc.gov. Retrieved on 15 September 2007. על ידי הפרעה במערכת האנדוקרינית, הרבייה ודרכי הנשימה.

 השפעות סביבתיות 
 באוויר 
חומרי הדברה יכולים לתרום לזיהום אוויר. סחיפה של חומרי הדברה מתרחשת כאשר חלקיקים של חומרי ההדברה נישאים על ידי הרוח לאזורים אחרים, ועלולים לזהם אותם.Cornell University. Pesticides in the environment . Pesticide fact sheets and tutorial,. Pesticide Safety Education Program. Retrieved on 11 October 2007. בכדי למנוע את התופעה, חקלאים יכולים ליצור אזור חיץ סביב היבול שלהם, המורכב מאדמה ריקה או מצמחים שאינם גידולים כגון עצים ירוק-עד, כדי לשמש מעצורי רוח ולספוג את חומרי ההדברה, ובכך למנוע סחיפה לאזורים אחרים.Science Daily (19 November 1999), Evergreens help block spread of pesticide from crop fields. Sciencedaily.com. Retrieved on 19 September 2007. מעצורי רוח כאלה נדרשים על פי חוק בהולנד.

 במים ובאדמה 
בארצות הברית נמצא כי חומרי הדברה מזהמים את כל הנחלים וכן למעלה מ-90% מהבארות שנדגמו במחקר של המכון הגאולוגי של ארצות הברית. כמו כן נמצאו שאריות חומרי הדברה במי גשם ובמי תהום.Kellogg RL, Nehring R, Grube A, Goss DW, and Plotkin S (February 2000), Environmental indicators of pesticide leaching and runoff from farm fields . United States Department of Agriculture Natural Resources Conservation Service. Retrieved on 3 October 2007. מחקרים של ממשלת בריטניה הראו כי קיים ריכוז של חומרי ההדברה מעל המותר במי שתייה בדגימות מסוימות של מי נהר ומי תהום.Bingham, S (2007), Pesticides in rivers and groundwater . Environment Agency, UK. Retrieved on 12 October 2007. רבים מהכימיקלים המשמשים בחומרי הדברה הם מזהמי קרקע מתמשכים, שהשפעתם עלולה להימשך עשרות שנים ולהשפיע לרעה על שימור הקרקע.

השימוש בחומרי הדברה מקטין את המגוון הביולוגי הכללי בקרקע. אי שימוש בכימיקלים מביא לאיכות גבוהה יותר של הקרקע, בין השאר, בהתחשב בעובדה שהחומר האורגני מאפשר קיבולת מים גבוהה יותר. דבר זה עוזר להגדיל את תשואות הגידול של חוות בשנות בצורת, כאשר לחוות אורגניות היו תפוקות גבוהות ב-20-40%.

 השפעה על יצורים חיים 
 צמחים ומאביקים 
חומרי הדברה מזיקים לתהליך קיבוע החנקן, הנדרש לצמיחת צמחים וסקולריים.Rockets, Rusty (8 June 2007),
Down On The Farm? Yields, Nutrients And Soil Quality. Scienceagogo.com. Retrieved on 15 September 2007. קוטלי החרקים DDT, מתיל פארתיון, ובמיוחד פנטכלורופנול הוכחו כגורמים להקטנת היבול של קטניות. בנוסף, לחומרי הדברה יש השפעה מזיקה ישירה על צמחים, לרבות התפתחות לקויה של שורשים, והורדת רמת ההתפתחות של הצמח.Walley F, Taylor A and Lupwayi (2006) Herbicide effects on pulse crop nodulation and nitrogen fixation. FarmTech 2006 Proceedings 121–123.

שימוש בחומרי הדברה על גידולים פורחים עלול להרוג דבורי דבש, הפועלות כמאביקות. מחלקת החקלאות של ארצות הברית ושירות הדגה וחיות הבר של ארצות הברית מעריכים כי החקלאים בארצות הברית מפסידים לפחות 200 מיליון דולר בשנה מהאבקת יבולים מופחתת, מכיוון שחומרי הדברה המופעלים על שדות מחסלים כחמישית ממושבות דבורי הדבש בארצות הברית ופוגעים בכ-15% נוספים.

 בעלי חיים 
סוגים רבים של בעלי חיים נפגעים מחומרי הדברה, מה שמוביל מדינות רבות להסדיר את השימוש בחומרי הדברה באמצעות תוכניות פעולה של שימור המגוון ביולוגי. בעלי חיים, כולל בני אדם, עלולים להיות מורעלים משאריות של חומרי הדברה שנותרו על מזון. כמו למשל כאשר חיות בר נכנסות לשדות מרוססים או לאזורים סמוכים זמן קצר לאחר הריסוס ואוכלות מהיבול.Palmer, WE, Bromley, PT, and Brandenburg, RL. Wildlife & pesticides – Peanuts. North Carolina Cooperative Extension Service. Retrieved on 11 October 2007.

חומרי הדברה יכולים לחסל את מקורות המזון החיוניים של חלק מהחיות, ולגרום לבעלי החיים לעבור למקום אחר, לשנות את תזונתם או להרעיבם. החומרים יכולים גם לעבור בשרשרת המזון; למשל, ציפורים עלולות להיפגע כשהן אוכלות חרקים ותולעים שצרכו חומרי הדברה. בחומרי הדברה נמצאו השפעות מזיקות על גדילה ורבייה של תולעי אדמה אשר תורמות להתפתחות טובה של יבולים בקרקע. חומרי הדברה מסוימים יכולים להצטבר בגופם של אורגניזמים שצורכים אותם לאורך זמן, תופעה שיכולה בסופו של דבר להשפיע על מינים גבוהים בשרשרת המזון.

 ציפורים ועופות 
שירות הדגים וחיות הבר בארצות הברית מעריך שכ-72 מיליון ציפורים נהרגות מחומרי הדברה בארצות הברית מדי שנה. נשרים קירחים הם דוגמאות נפוצות לאורגניזמים שאינם מטרה המושפעים משימוש בחומרי הדברה. ספרה של רייצ'ל קרסון "אביב דומם" חשף את ההשפעות של הצטברות ביולוגית של חומר ההדברה DDT ב-1962.

ציפורי אדמה חקלאיות מתמעטות מהר יותר מציפורים אחרות בכל ביומה אחרת בצפון אמריקה, ירידה שמתואמת עם התעצמות והתרחבות השימוש בחומרי הדברה. באדמות החקלאיות של הממלכה המאוחדת, אוכלוסיות של עשרה מיני ציפורים שונים פחתו ב-10 מיליון פרטים מתרבים בין 1979 ל-1999, לכאורה בגלל אובדן של מינים של צמחים וחסרי חוליות מהם ניזונות הציפורים. ברחבי אירופה, 116 מיני ציפורים היו בסכנת היכחדות נכון לשנת 1999.Kerbs JR, Wilson JD, Bradbury RB, and Siriwardena GM (12 August 1999), The second silent spring . Commentary in Nature, Volume 400, Pages 611–612.

 דגים ובעלי חיים מימיים 
דגים וביוטה מימית אחרת עלולים להיפגע ממים מזוהמים בחומרי הדברה.Helfrich, LA, Weigmann, DL, Hipkins, P, and Stinson, ER (June 1996), Pesticides and aquatic animals: A guide to reducing impacts on aquatic systems . Virginia Cooperative Extension. Retrieved on 14 October 2007. מי נגר של חומרי הדברה לנהרות ולנחלים עלול להיות קטלני ביותר לחיים מימיים, ולפעמים להרוג את כל הדגים בזרם מסוים.Toughill K (1999), The summer the rivers died: Toxic runoff from potato farms is poisoning P.E.I.  Originally published in Toronto Star Atlantic Canada Bureau. Retrieved on 17 September 2007.

שימוש בקוטלי עשבים במקווי מים עלול לגרום להרג דגים כאשר הצמחים המתים מתכלים, צורכים את החמצן שבמים, וגורמים לחנק הדגים, שנשארים ללא חמצן. חשיפה חוזרת למינונים תת-קטלניים של חלק מחומרי ההדברה עלולה לגרום לשינויים פיזיולוגיים והתנהגותיים המפחיתים את אוכלוסיות הדגים, כגון נטישת קנים ודירים, ירידה בחסינות למחלות וירידה בהימנעות מטורפים. שימוש בקוטלי עשבים במקווי מים יכול להרוג צמחים שהדגים תלויים בהם עבור בית הגידול שלהם.

חומרי הדברה יכולים להצטבר במקווי מים ולהגיע לרמות שהורגות את זואופלנקטון, המקור העיקרי למזון לדגים צעירים.Pesticide Action Network North America (4 June 1999), Pesticides threaten birds and fish in California . PANUPS. Retrieved on 17 September 2007. חומרי הדברה יכולים גם להרוג חרקים שדגים מסוימים ניזונים מהם, ובכך לגרום לדגים לנדוד רחוק יותר בחיפוש אחר מזון ולסיכון גדול יותר מטורפים. ככל שחומר הדברה נתון מתפרק מהר יותר בסביבה, כך הוא מהווה פחות איום על החיים במים. קוטלי חרקים בדרך כלל רעילים לבעלי חיים מימיים יותר מאשר קוטלי עשבים ופטריות.

 בני אדם 
חומרי הדברה יכולים לחדור לגוף האדם באמצעות שאיפה של אירוסולים, אבק ואדים המכילים חומרי הדברה; באמצעות חשיפה דרך הפה על ידי צריכת מזון/מים; ובאמצעות חשיפה לעור במגע ישיר.California Department of Pesticide Regulation (2008), "What are the Potential Health Effects of Pesticides?" Community Guide to Recognizing and Reporting Pesticide Problems. Sacramento, CA. Pages 27–29. חומרי הדברה מופרשים לקרקעות ולמי תהום ועלולים להגיע למי השתייה. כמו כן, ריסוס חומרי הדברה עלול להיסחף ולזהם את האוויר.

 ילדים 
ילדים רגישים יותר לחומרי הדברה, מכיוון שהם עדיין בתהליך התפתחות ובעלי מערכת חיסונית חלשה יותר ממבוגרים. ילדים עלולים להיות חשופים יותר בגלל קרבתם לקרקע והנטייה להכניס לפה חפצים לא מוכרים. ילדים מתחת לגיל שישה חודשים נוטים יותר לחוות חשיפה לחומרים מחלב אם ומשאיפת חלקיקים קטנים. חומרי הדברה הנכנסים לבית באמצעות בני משפחה אחרים מגבירים את הסיכון לחשיפה. גם שאריות רעילות במזון עשויות לתרום לחשיפה. מחקרים אפידמיולוגיים דיווחו על השפעות שליליות של חומרי הדברה מסוימים ברמות החשיפה הנוכחיות על ההתפתחות הקוגניטיבית של ילדים. הכימיקלים יכולים להצטבר ביולוגית בגוף לאורך זמן.

 השפעות 
השפעות החשיפה יכולות לנוע בין גירוי קל בעור למומים מולדים, גידולים, שינויים גנטיים, הפרעות בדם ועצבים, הפרעות אנדוקריניות, תרדמת או מוות. השפעות התפתחותיות מסוימות נקשרו לחומרי הדברה. גידולי סרטן בילדות ברחבי צפון אמריקה, כגון לוקמיה, עשויה להיות תוצאה של מוטציות בתאים סומטיים, שנגרמו על ידי החשיפה לחומרים הרעילים. קוטלי חרקים יכולים להיות בעלי השפעות מזיקות על מערכות העצבים של יונקים. הרכיב DDT, והפירוק הכימי שלו DDE, מפריעים לפעילות האסטרוגנית וייתכן וגורמים לסרטן השד. חשיפה ל-DDT עוברית מקטינה את גודל הפין של הזכר בבעלי חיים ועלולה לייצר אשכים טמירים. הדברה יכולה להשפיע על עוברים גם בשלבי התפתחות מוקדמים, ברחם, ואפילו לפני הכניסה להריון.

 אלטרנטיבות 
חלופות רבות זמינות כדי להפחית את ההשפעות שיש לחומרי הדברה על הסביבה. חלופות לחומרי הדברה כוללות הסרה ידנית של המזיקים, הפעלת חום, כיסוי עשבים שוטים בפלסטיק, הצבת מלכודות ופתיונות, הסרת אתרי רבייה של מזיקים, ושמירה על קרקעות בריאות, המגדלות צמחים בריאים ועמידים יותר."Take Action! How to Eliminate Pesticide Use." (2003) National Audubon Society. Pages 1–3. בארצות הברית, השימוש בחומרי הדברה קונבנציונליים הגיע לשיא ב-1979, ועד שנת 2007 ירד ב-25% מרמת השיא של 1979,EPA. 2011. Pesticides industry sales and usage; 2006 and 2007 market estimates.  בעוד התפוקה החקלאית בארצות הברית גדלה ב-43% באותה תקופה.USDA ERS. 2013. Table 1. Indices of farm output, input and total factor productivity for the United States, 1948–2011. (last update 27 September 2013) http://www.ers.usda.gov/data-products/agricultural-productivity-in-the-us.aspx#28247

לעיתים בקרות ביולוגיות, כגון זני צמחים עמידים ושימוש בפרומונים, מצליחות, ולפעמים אף פותרות את בעיית המזיקים לצמיתות.Lewis, W. J., J. C. van Lenteren, Sharad C. Phatak, and J. H. Tumlinson, III. "A total system approach to sustainable pest management." The National Academy of Sciences 13 August 1997. Web of Science. הדברה משולבת (IPM) עושה שימוש כימי רק כאשר חלופות אחרות אינן יעילות. הדברה זו גורמת פחות נזק לבני אדם ולסביבה מהדברה כימית רגילה. ביוטכנולוגיה יכולה להיות גם דרך חדשנית להדברת מזיקים. בנוסף ניתן גם להשתמש בהנדסה גנטית כדי להגביר את העמידות בפני מזיקים.

חומרי הדברה ביולוגיים כמו שמן קנולה וסודה לשתייה המכילים רכיבים פעילים מחומרים טבעיים הם אלטרנטיבה ידידותית לסביבה לעומת חומרי הדברה רעילים.

 פסולת וסילוק 
בארצות הברית, הסוכנות להגנת הסביבה (EPA) מציעה שימוש נכון בחומרי הדברה וסילוק, בהתאם להנחיות פדרליות או פרטניות של המדינה לחקלאים או גופים מסחריים. גופים מסחריים המשתמשים בחומרי הדברה מתבקשים לפעול לפי הוראות הסילוק שעל תוויות ההדברה, תוך שימוש באמצעי בטיחות הדרושים לפינוי פסולת מסוכנת.

בשל תכונותיו של פחם פעיל, נחקרו סוגים שונים שלו כטיפול פוטנציאלי לקליטת חומרי הדברה שונים. חוקרים מצאו שימוש לפחם פעיל מזרעי קלמנטינות בספיגת חומרי הדברה. מחקרים מנצלים את הפחמן הפעיל של זרעי המנדרינה בתהליך ההסרה של חומרי הדברה מסוג קרבמט אשר נקשרו לסיכון מוגבר לסרטן וסיכונים בריאותיים אחרים. ספיגה על ידי פחם פעיל נמצאה כדרך מוצלחת וחסכונית להסרת חומרי הדברה.

ראו גם
 אביב דומם
 מזהמים אורגניים עמידים
 הצטברות ביולוגית
 דיאוקסינים
 PFAS

 הערות שוליים 

קטגוריה:דפים עם תרגומים שלא נסקרו
קטגוריה:הדברה
קטגוריה:סביבה
קטגוריה:חקלאות בת קיימא