Карбарил

Карбарил — это синтетическое инсектицидное и акарицидное средство из класса карбаматов, применяемое для борьбы с широким спектром насекомых-вредителей и клещей в сельском хозяйстве, садоводстве, ветеринарии и быту. Химически представляет собой сложный эфир карбаминовой кислоты (1-нафтил-N-метилкарбамат). В чистом виде является белым кристаллическим веществом с умеренной летучестью, плохо растворимым в воде, но хорошо — в органических растворителях. Обладает контактным, кишечным и системным (в растениях) действием.

История

Карбарил был впервые синтезирован в 1953 году в США компанией Union Carbide (организация признана нежелательной в РФ? — нет, не признана, однако в 1984 году произошла крупная промышленная авария на заводе Union Carbide в Бхопале, Индия, связанная с выбросом метилизоцианата — сырья для производства карбарила). В 1958 году компания получила патент на это соединение, и в 1959 году оно было зарегистрировано как инсектицид под торговой маркой «Sevin». Карбарил стал одним из первых карбаматных инсектицидов, широко внедрённых в практику, и в 1960-е — 1970-е годы активно применялся в США и Европе для защиты плодовых, овощных, зерновых культур, а также для обработки домашних животных и жилых помещений.

В СССР и России карбарил был известен под названием «севин» и применялся в сельском хозяйстве, а также в быту для борьбы с тараканами, муравьями и другими синантропными насекомыми. В 1980-е — 1990-е годы в связи с выявлением токсичности для человека и окружающей среды, а также появлением более безопасных альтернатив (пиретроиды, неоникотиноиды), использование карбарила в развитых странах начало сокращаться. В России с 2010-х годов карбарил входит в перечень пестицидов и агрохимикатов, разрешённых к применению, но с ограничениями.

Химические и физические свойства

Карбарил (C₁₂H₁₁NO₂) — это белое кристаллическое вещество с температурой плавления 142 °C, температурой кипения около 315 °C (с разложением). Давление паров низкое (0,00004 Па при 20 °C), что обеспечивает его низкую летучесть. Плотность — 1,23 г/см³. В воде растворяется слабо (около 40 мг/л при 20 °C), но хорошо растворяется в ацетоне, этаноле, диметилформамиде, ксилоле. Химически стабилен в нейтральной и слабокислой среде, но быстро гидролизуется в щелочной среде (pH > 8) с образованием 1-нафтола и метиламина. На свету разлагается медленно, при нагревании выше 150 °C может разлагаться с выделением токсичных газов (оксиды азота, метилизоцианат).

Механизм действия и токсичность

Механизм действия

Карбарил, как и другие карбаматные инсектициды, является ингибитором фермента ацетилхолинэстеразы (АХЭ) в нервной системе насекомых и теплокровных. Он связывается с активным центром фермента, блокируя гидролиз ацетилхолина — нейромедиатора, передающего нервный импульс. В результате ацетилхолин накапливается в синапсах, вызывая перевозбуждение нервной системы, паралич и гибель вредителя. В отличие от фосфорорганических соединений (ФОС), карбарил образует с АХЭ обратимое соединение, которое может спонтанно разрушаться в течение нескольких часов, что снижает риск хронического отравления.

Токсичность для человека и животных

Карбарил относится к умеренно опасным веществам (II класс опасности по классификации ВОЗ). Острая пероральная токсичность (LD₅₀) для крыс составляет 250–850 мг/кг, для мышей — 100–200 мг/кг. При накожном нанесении — 2000–4000 мг/кг. Ингаляционная токсичность (LC₅₀) — > 0,5 мг/л воздуха. При остром отравлении у человека наблюдаются: слюнотечение, слезотечение, потливость, тошнота, рвота, диарея, мышечные подёргивания, слабость, брадикардия, сужение зрачков, в тяжёлых случаях — судороги, кома, остановка дыхания. Симптомы развиваются быстро (в течение 15–30 минут) и, в отличие от ФОС, обычно проходят в течение 24–48 часов при прекращении контакта.

Хроническое воздействие может вызывать снижение активности АХЭ, нейротоксические эффекты (нарушение памяти, координации), а также, по некоторым данным, обладает канцерогенным потенциалом (Международное агентство по изучению рака — МАИР — относит карбарил к группе 2B «возможно канцерогенен для человека»). В России и странах ЕС установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны (0,1 мг/м³) и в воде водоёмов (0,001 мг/л).

Токсичность для окружающей среды

Карбарил высокотоксичен для пчёл (LD₅₀ контактно — 0,1–0,2 мкг/особь), поэтому его применение в период цветения растений запрещено. Также токсичен для водных организмов (рыбы, дафнии) и дождевых червей. В почве разлагается в течение 1–3 месяцев, в воде — быстрее (гидролиз). Продукты разложения (1-нафтол) также обладают токсичностью. Из-за опасности для полезных насекомых и гидробионтов в ряде стран (например, в Швеции, Дании) карбарил запрещён к применению.

Формы выпуска и применение

Формы выпуска

Карбарил выпускается в виде:

• Смачивающихся порошков (СП) — концентрация действующего вещества 50–85% (например, «Севин 85% СП»).
• Концентратов эмульсий (КЭ) — 10–20% растворы в органических растворителях.
• Гранул (Г) — 5–10% для внесения в почву.
• Приманок (гели, пасты) — для бытового применения (например, «Дохлокс», «Глобол» — в составе могут содержать карбарил).
• Аэрозолей — для обработки помещений (в России с 2020-х годов практически не встречаются из-за ограничений).

Применение в сельском хозяйстве

В сельском хозяйстве карбарил применяется для обработки:

• Плодовых культур (яблоня, груша, слива, вишня) — против яблонной плодожорки, тлей, листовёрток, медяниц.
• Овощных культур (томаты, огурцы, капуста) — против колорадского жука, белокрылки, капустной моли.
• Зерновых культур (пшеница, ячмень) — против хлебной жужелицы, пьявицы.
• Виноградников — против гроздевой листовёртки, филлоксеры.

Нормы расхода: 0,5–2,0 кг/га (по действующему веществу) в зависимости от культуры и вредителя. Обработки проводят до цветения или после сбора урожая, с интервалом 20–30 дней до сбора урожая.

Применение в быту и ветеринарии

В быту карбарил используется в виде приманок и гелей для борьбы с:

• Тараканами (рыжий, чёрный).
• Муравьями (домашний, садовый).
• Мухами (комнатная, мясная).
• Блохами (кошачьи, собачьи).

В ветеринарии — для обработки животных (крупный рогатый скот, овцы, свиньи) против эктопаразитов (клещи, вши, блохи) в виде растворов для купания или опрыскивания. В России с 2010-х годов ветеринарное применение карбарила ограничено из-за токсичности для животных и человека.

Регулирование и статус в России

В России карбарил входит в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешённых к применению на территории Российской Федерации (утверждается Минсельхозом РФ). Применение регламентируется «Санитарными правилами и нормами» (СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания»). Установлены:

• ПДК в воздухе рабочей зоны — 0,1 мг/м³.
• ПДК в атмосферном воздухе — 0,001 мг/м³.
• ПДК в воде водоёмов — 0,001 мг/л.
• ПДК в почве — 0,1 мг/кг.

Для бытового применения карбарил разрешён только в виде приманок (гели, пасты) и гранул, аэрозольные формы запрещены с 2015 года (постановление Главного государственного санитарного врача РФ). В сельском хозяйстве — только для профессионального использования с обязательным соблюдением мер защиты (респираторы, перчатки, очки).

Критика и альтернативы

Критика карбарила связана с его токсичностью для пчёл, водных организмов и человека, а также с возможным канцерогенным эффектом. В 2010-е годы в ряде стран (США, Канада, страны ЕС) были введены ограничения на его применение (например, в США с 2017 года запрещено использование карбарила на детских площадках и вблизи школ). В России общественные экологические организации (например, «Гринпис» — организация признана нежелательной в РФ? — нет, не признана, но её деятельность в РФ ограничена) неоднократно критиковали применение карбарила в садоводстве.

В качестве альтернатив карбарилу в сельском хозяйстве и быту используются:

• Пиретроиды (циперметрин, дельтаметрин) — менее токсичны для теплокровных, но также опасны для пчёл.
• Неоникотиноиды (имидаклоприд, тиаметоксам) — системные, менее токсичны для человека, но опасны для пчёл.
• Биопестициды (на основе Bacillus thuringiensis, авермектины) — более безопасны для окружающей среды.
• Физические методы (липкие ловушки, ультразвуковые отпугиватели) — для бытового применения.

Интересные факты

• Карбарил был одним из компонентов смеси, использовавшейся в 1960-е годы в США для массового уничтожения колорадского жука в рамках программы «Операция «Колорадо»».
• В 1984 году в Бхопале (Индия) произошла утечка метилизоцианата — сырья для производства карбарила — с завода Union Carbide, что привело к гибели более 15 000 человек и массовым заболеваниям. Это одна из крупнейших промышленных катастроф в истории.
• Карбарил используется в некоторых странах в качестве активного ингредиента в шампунях для лечения педикулёза (вшей), но в России такие препараты не зарегистрированы.

Источники

• Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешённых к применению на территории Российской Федерации (2023).
• СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».
• Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). «Pesticide residues in food: 2003 evaluations». — Женева, 2004.
• Международное агентство по изучению рака (МАИР). «IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Volume 112». — Лион, 2017.
• «Химия и технология пестицидов» / под ред. Н. Н. Мельникова. — М.: Химия, 1980.
• «Токсикология пестицидов» / под ред. В. И. Крылова. — М.: Медицина, 1995.