Glifosat

**Glifosat** (po IUPAC-u: *N-(fosfonometil)glicin*) jest sistemski herbicid širokog spektra, koji se koristi za uništavanje korova, prevashodno jednogodišnjih širokolisnih trava i korova, koje raste uporedo sa komercijalnim i uzgajanim biljnim kulturama širom svijeta. Herbicid je otkrio američki hemičar John E. Franz 1970. godine, uposlenik koncerna Monsanto. Ova kompanija je iste godine stavila glifosat na tržište pod nazivom *Roundup*. Posljednji komercijalno važniji patent Monsanta u SAD istekao je 2000. godine.

Glifosat su ubrzo počeli koristiti farmeri u mnogim zemljama, tim prije što je Monsanto ponudio i sjeme otporno na glifosat, što je uzgajivačima omogućilo uništavanje korova bez uticaja na usjeve. Prema podacima iz 2007. glifosat je bio najčešće korišteni herbicid u oblasti poljoprivrede u SAD (između 820 i 840 hiljada tona godišnje), te drugi najčešći korišteni herbicid (odmah iza 2,4-D) u oblasti industrije, održavanja vrtova, trgovini i državnim preduzećima. Do početka 1970ih, načini upotrebe i količina herbicida na bazi glifostata povećala se stotinu puta. Zbog pojave i širenja korova otpornih na glifosate, moguće je očekivati daljni rast proizvodnje i upotrebe ovog herbicida.

Glifosat se apsorbira kroz lišće biljke, te vrlo malo kroz njeno korjenje, a zatim se prenosi na mjesta gdje biljka raste. Djeluje kao herbicid jer inhibira enzim koji učestvuje u sintezu aromatskih aminokiselina tirozina, triptofana i fenilalanina. Zbog takvog načina djelovanja utječe samo na biljke koje aktivno rastu, tako da njegovo korištenje prije početka rasta korova nije uspješno. Sve veći broj usjeva je genetski modificirano tako da su otporni na glifosat (npr. *Roundup Ready* soj, koji omogućava farmeru da korov suzbije glifosatom čak i kada su usjevi već iznikli). Razvoj otpornosti na glifosat među mnogim korovskim vrstama postaje sve ozbiljniji problem. Nadležna i kontrolna tijela u mnogim državama su odobrila upotrebu glifosata i preparata na bazi njega, kao što je *Roundup*, ali i dalje postoji zabrinutost oko uticaja glifosata na životnu sredinu i moguće posljedice na zdravlje ljudi.

Brojna zakonodavstva i naučne procjene odredile su relativnu otrovnost glifosata kao herbicida. Njemački savezni institut za procjenu rizika (*Bundesinstitut für Risikobewewertung*) objavio je 2013. godine toksikološku studiju u kojoj se navodi da su *dostupni podaci kontradiktorni i daleko od uvjerljivog* u pogledu korelacije između izloženosti proizvodima na bazi glifosata i rizicima za različite vrste raka, kao što je naprimjer ne-Hodgkinov limfom (NHL). Meta-analiza objavljena 2014. godine pokazala je povećan rizik od ne-Hodgkinovog limfoma za radnike izložene preparatima glifosata. U martu 2015. Međunarodna agencija za istraživanje raka Svjetske zdravstvene organizacije na osnovu epidemioloških studija, eksperimenata na životinjama i eksperimenata *in vitro*, uvrstila je glifosat među "supstance koje su vjerovatno kancerogene za ljude" (kategorija 2A). U novembru 2015. Evropska agencija za bezbjednost hrane objavila je ažurirani izvještaj o glifosatu u kojem navodi da "glifosat vjerovatno nije genotoksičan (nije štetan za DNK) ali je moguće da je kancerogen, pa stoga opasan za ljude". Osim toga, konačni zaključak izvještaja je da "postoje preparati na bazi glifosata koji mogu biti kancerogeni, ali da studije "koje se bave isključivo aktivnom supstancom glifosat ne ukazuju na ovo djelovanje". U maju 2016. na zajedničkom sastanku FAO i SZO na temu o ostacima pesticida, kazano je da "izloženost ljudi glifosatu preko ishrane vjerovatno ne predstavlja rizik od nastanka raka", čak i pri dozama iznad 2000&nbsp;mg/kg tjelesne mase oralno. Sistematski pregled članka kojeg je finansirao Monsanto, objavljen u septembru 2016, nije pronašao dokaze za uzročnu vezu između izloženosti glifosatu i rizika od nastanka ne-Hodgkinovog limfoma ili multipli mijeloma.

## Otkriće 
Godine 1950. glifosat je prvi put sintetizirao švicarski hemičar Henry Martin, zaposlenik švicarske kompanije *Cilag*, ali taj rad nikad nije objavljen. Firma *Stauffer Chemical* patentirala je ovaj spoj kao hemijsko sredstvo za vezivanje i uklanjanje minerala kao što su kalcij, magnezij, mangan, bakar i cink. Nezavisno od ovog otkrića, glifosat su otkrili hemičari iz preduzeća Monsanto 1970. godine, tokom rada na sintezi novih sredstava za omekšavanje vode pri čemu su sintetizirali oko 100 novih analoga aminometilfosfonske kiseline. U dva slučaja pronašli su slabu herbicidnu aktivnost, a jedan od hemičara iz Monsanta, John E. Franz, počeo je istraživati analoge sa jačim herbicidnim djelovanjem. Glifosat je bio treći analog kojeg je Franz sintetizirao. Neki stručnjaci opisali su glifosat kao "praktično idealan herbicid" zbog njegovog širokog spektra djelovanja i niske toksičnosti za životinje u odnosu na druge herbicide. Časopis *Pesticides News* objavio je da je glifosat "dobrodošao korak daleko od hemikalija koje su jako otrovne za ljude i druge organizme koje nisu cilj njihovog djelovanja, i daleko od hemijskih supstanci koji direktno i trajno oštećuju životnu sredinu", ali je u isto vrijeme upozorio na rizik od njegove pretjerane upotrebe i štetnih učinaka na ugrožene biljne vrste. John E. Franz je 1987. godine dobio američku medalju za tehnološka otkrića, a 1990. Perkinovu medalju za primijenjenu hemiju. Godine 2007. Franz je dobio počasno mjesto u američkoj Nacionalnoj dvorani slavnih pronalazača.

## Hemijske osobine 
Glifosat je aminofosfonski analog glicina, prirodne aminokiseline; ime mu je skraćenica od imena oba "sastojka": *gli*(cin) i *fos*(fon)*at*. Molekula sadrži nekoliko atoma vodika koji lahko disociraju, naročito prvi atom vodika iz fosfatne grupe. Molekula pretežno postoji u obliku dvostrukih iona, gdje se fosfonski vodik disocira i veže na aminsku grupu. Rastvorljivost glifosata na sobnoj temperaturi iznosi 12&nbsp;g/L.
:PCl3 + H2CO &rarr; Cl2P(=O)-CH2Cl
:Cl2P(=O)-CH2Cl + 2 H2O &rarr; (HO)2P(=O)-CH2Cl + 2 HCl
:(HO)2P(=O)-CH2Cl + H2N-CH2-COOH &rarr; (HO)2P(=O)-CH2-NH-CH2-COOH + HCl

### Industrijska sinteza 
200px|thumb|left|Sinteza glifosata preko iminodisirćetne kiseline
Postoje dva osnovna pristupa industrijskoj sintezi glifosata. Prvi je sinteza koja počinje iminodisirćetna kiselinom, koja se lahko dobija reakcijom hlorosirćetne kiseline, amonijaka i kalcij-hidroksida, , te se zakiseljavanjem dobijene soli, tj. kalcij-iminodiacetata. Iminodisirćetnoj kiselini dodaje se fosforna i hlorovodična kiselina (obje se lahko mogu pripremiti iz fosfor-trihlorida, ), nakon čega se najprije dobija modificirana Mannichova reakcija, i na kraju, oksidacija proizvoda.

Kod drugog načina sinteze, dolazi do reakcije između glicina i paraformaldehida u organskom rastvaraču (kao što je npr. trietilamin ili metanol), pri čemu nastaje bishidroksimetilglicin, a zatim se dodaje dimetil fosfit. On reagira s hlorovodičnom kiselinom, pri čemu se hidroksimetilna grupa odvaja od atoma dušika i zagrijava kako bi se ubrzala hidroliza obje veze fosfatnog estera. Ovaj pristup sintezi odgovoran je za veliki dio proizvodnje glifosata u Kini, od čega je veći dio uložen u recikliranje trietilamina i metanola. Također, postignut je napredak u pokušaju uklanjanja potrebe za trietilaminom. Osnovni put njegove deaktivacije je hidroliza aminometilfosfonskom kiselinom (AMPA).

### Biohemija 
Glifosat ubija biljke i brojne bakterije jer im ometa sintezu aromatskih aminokiselina: tirozina, triptofana i fenilalanina. Mehanizam se zasniva na inhibiciji enzima 5-enolpiruvilšikimat-3-fosfat sintaze (EPSPS), koja katalizira reakciju šikimat-3-fosfata (S3P) i fosfoenolpiruvata, pri čemu nastaje 5-enolpiruvil-šikimat-3-fosfat (EPSP).

EPSP se zatim defosforilira u korizmat, koji je glavni prekursor navedenih aminokiselina. Biljkama su ove aminokiseline potrebne za izgradnju bjelančevina i sekundarnih metabolita kao što su folna kiselina, ubikinon i naftokinon. Rendgenska kristalografska istraživanja glifosata i EPSPS-a pokazala su da glifosat zauzima mjesto vezanja za fosfoenolpiruvat, pri tom oponašajući srednje stanje ternarnog kompleksa enzimskih supstrata. Glifosat inhibira enzime EPSPS-a različitih biljnih i mikrobnih vrsta na različitim nivoima. Enzim EPSPS proizvode samo biljke i mikrobi. U genomu sisara nema gena za njega. Mikroflora određenih životinja sadrži EPSPS. Glifosat se apsorbira kroz lišće i u manjoj mjeri kroz korjenje. Zbog tog načina djelovanja utječe samo na biljke koje aktivno rastu, a ne sprječava ni klijanje sjemena.

### Analitika 
Zbog velike polarnosti, glifosat i njegov glavni metabolit AMPA teško je razdvojiti tečnom hromatografijom. Zbog toga se u skladu sa ISO 21458, obrađuje sa *Fmoc*. Dobijeni derivati mogu se detektirati pomoću fluorescencije. Savremene metode koriste tečnu hromatografiju sa tandem-masenom spektroskopijom (LC-MS/MS).

## Utjecaj na životnu sredinu 
Zemljište snažno upija glifosat, a njegovi ostaci na zemljištu se uglavnom ne lijepe za njega. Površinske i podzemne vode se zagađuju glifosatom u ograničenom obimu. Mikrobe u tlu glifosat vrlo brzo razgrađuje u aminometilfosfonsku kiselinu (AMPA). Širenje glifosata i AMPA u podzemne vode nije uobičajeno zbog njegovih jakih adsorpcijskih osobina. Ipak, on može zagaditi površinske vode zbog adsorpcije na rastvorene čestice u vodi, što se naprimjer javlja pri eroziji zemljišta. Nakon snažnih kiša, vrlo lahko dolazi do ispiranja nedavno primijenjenog herbicida. Ako glifosat dođe u površinsku vodu, ne razlaže se u kontaktu s vodom niti djelovanjem sunčeve svjetlosti.

Vrijeme poluraspada glifosata u zemljištu kreće se od dva do 197 dana. Vrijeme poluraspada koje je relevantno za poljoprivredne površine iznosi oko 47 dana. Uslovi u zemljištu i klimatsko okruženje utječe na postojanost glifosata u zemljištu. Prosječno vrijeme poluraspada u vodi je promjenjivo, od nekoliko dana do 91 dan. Na jednom mjernoj tački u Teksasu izmjereno je vrijeme poluraspada glifosata od tri dana. U jednom od gradova u Iowi izmjeneno je vrijeme poluraspada glifosata od 141 dan. Prisutnost metabolita glifosata, AMPA, u zemljištu u švedskim šumama također je dokazano nakon dvije godine nakon upotrebe glifosata. U ovom slučaju, stabilnost spoja AMPA pripisano je činjenici da je ispitivano zemljište bilo smrznuto gotovo cijele godine. Adsorpcija i kasnije otpuštanje glifosata u zemljište zavisi i od vrste zemljišta. Studija adsorpcije pripravka *Roundup* objavljena 2009. pokazala je da je adsorpcija glifosata u biljkama od dva do šest puta usporila naknadno razlaganje pesticida u zemljištu.

Prema podacima informacijskog centra SAD, glifosat nije uključen u spisak spojeva o kojima nadzor vrši Američka agencija za hranu i lijekove (FDA) u sklopu programa kontrole zaostalih pesticida i herbicida, niti je uključen u program informisanja o pesticidima američkog ministarstva poljoprivrede. Terenska istraživanja pokazala su da su ostaci glifosata prisutni u zelenoj salati, mrkvi i ječmu i do jedne godine nakon tretiranja zemljišta u količinama od 4,15&nbsp;kg glifosata po hektaru obradive površine.

## Upotreba 
Glifosat vrlo efikasno uništava široki spektar biljaka, uključujući trave, širokolisne i drvenaste biljke. U SAD je jedan od najčešće korištenih herbicida. Po količini je također jedno od najviše korištenih sredstava protiv korova. Prema podacima iz 2007. glifosat je bio najviše upotrebljavani herbicid u poljoprivredni u SAD sa 82.000 do 84.000 tona, dok se u domaćinstvima (vrtlarstvo) potrošilo 2.300 do 3.600 tona, a u istom periodu se iskoristilo 5.900 
do 6.800 tona u industriji. Naročito često se koristi u poljoprivredi, vrtlarstvu, vinogradarstvu i u privatnim i javnim vrtovima, baštama, cvijetnjacima i drugdje. Ima relativno malehan utjecaj na neke vrste djeteline.

Često se glifosat raspršuje po gradovima, ulicama, trotoarima, kao i na mnogim mjestima i pukotinama gdje rastu korovi. Oko 24% glifosata koji se izlijevaju na čvrsto tlo odvodi se vodom, pa je njegova upotreba u naseljima jedan od osnovnih uzroka zagađenja površinskih voda glifosatom. On se također koristi i za uništavanje korova na željezničkim prugama i za uklanjanje neželjene vodenog rastinja i vegetacije u vodi. Od 1994. glifosat se koristi za prskanje na plantažama koke u Kolumbiji; u maju 2015. Kolumbija je objavila da će do oktobra 2015. prestati koristiti glifosat u tim programima zbog zabrinutosti oko otrovnosti hemikalije za ljude.

## Reference 
## Vanjski linkovi 
*Testiranje na glifosat u vodovodnim sistemima BiH obavljeno u samo 10 općina na sajtu akta.ba
* Glifosat- otrov oko nas, Centar za životnu sredinu, Banja Luka
* EFSA ažurirala toksikološki profil glifosata na sajtu Evropskog autoriteta za sigurnost hrane (EFSA) 

Kategorija:Herbicidi
Kategorija:Fosforaste kiseline
Kategorija:Sirćetne kiseline
Kategorija:Amini
Kategorija:Helatni agensi
Kategorija:Karcinogene grupe 2A po IARC