Фосфид алюминия

Алюминия фосфид (молекулярная масса – 57,9552) – белое или светло-желтое вещество. Практически не растворим в большинстве органических растворителей. Водой относительно быстро разлагается с выделением фосфида водорода и гидроксида алюминия. Выпускается в форме прессованных таблеток, содержащих кроме действующего вещества карбамат аммония и чистый медицинский парафин^[4].

При взаимодействии фосфида алюминия с влагой воздуха или продукции выделяется фосфористый водород, остается гидроокись алюминия – порошок светло-серого цвета, который удаляется аспирацией или сепарированием и не влияет на качество продукции. Реакция происходит по формуле:

АlР + 3Н₂O → Аl(ОН)₃ + PH₃

Благодаря тому, что компоненты препаратов спрессованы и имеют в своем составе парафин, реакция разложения фосфида алюминия начинается в зависимости от условий через 1–4 часа после контакта с влагой. Таблетки или гранулы полностью разлагаются за 12–48 часов. Разложение происходит тем быстрее, чем выше содержание влаги и температура. При разложении одной гранулы выделяется 0,2 грамма фосфористого водорода (фосфина), при разложении одной таблетки – 1 грамм.

Информация

Фосфид алюминия выделяет газ Фосфин, который и яавляется токсическим веществом.

Подробнее >>>

Входящий в состав препарата карбамат аммония разлагается с выделением аммиака и углекислого газа. О начале разложения препарата свидетельствует резкий запах аммиака. Углекислый газ и аммиак снижают взрывоопасность фосфористого водорода. Реакция разложения карбамата аммония происходит по формуле:

NH₄NH₂CO₂ → 2NH₃ + CО₂

Замедленное разложение гранул и таблеток также снижает взрывоопасность, так как постепенное выделение фосфина исключает образование больших концентраций газа, но, в то же время, вызывает необходимость длительной экспозиции^[5].

Чувствительные виды вредителей

Действие фосфина на вредные организмы

Фосфид алюминия, как было указано выше, при взаимодействии с влагой воздуха или продукции быстро разлагается с выделением фосфина, газа высокотоксичного для насекомых, других животных и людей^[3]. Он действует на все разновидности вредителя, насекомых или грызунов^[3].

Механизм действия

. Согласно классификации IRAC фосфид алюминия отнесен к группе 24 Ингибиторы электрон-переноса митохондриального комплекса IV/ Mitochondrial complex IV electron transport inhibitors^[9].

Фосфид алюминия относится к соединениям, подавляющим функционал электронно-транспортного комплекса IV, тем самым препятствуя поступлению в клетки энергии необходимой для жизнедеятельности организма^[9].

Прекращение передачи электронов от кислорода к внутренним органам, вследствии воздействия фосфина, является причиной и следствием паралича спиралевидных мускулов насекомых. Это процесс является причиной остановки активного дыхания и паралича нервной системы вредителей^[3]^[9].

Отмечено, что для эффективного отравляющего воздействия фосфина необходимо адекватное количество кислорода. При низком содержании кислорода в атмосфере смертность вредителей будет низкой^[8].

К соединениям с тем же механизмом действия на насекомых и клещей (группа 24 по классификации IRAC) относятся:

фосфиды (подгруппа А): фосфид алюминия, фосфид кальция, фосфин, фосфид цинка;
цианиды (подгруппа B): цианид кальция, цианистый калий, цианид натрия^[9].

Симптомы поражения

. Паралич нервной системы, паралич спиралевидных мускулов, отсутствие активного дыхания^[3].

Поражаемые виды

. Фосфин ядовит для всех животных и человека. Традиционно он используется против вредителей запасов. К этой категории относятся виды семейств: Долгоносики, Зерновки, Клещи мучные (Хлебные клещи), Кожееды, Моли настоящие, Плоскотелки, Огневки настоящие, Притворяшки, Таракановые, Точильщики, Чернотелки, Чешуйницы, Liposcelidae^[4].

Примерный перечень чувствительных видов представлен в списке «Чувствительные виды вредителей», расположенном справа.

Резистентность

. Устойчивость к воздействию фосфина в различных степенях была отмечена у нескольких видов насекомых вредителей запасов во всем мире^[8].

Химические классы и соединения, по механизму инсектицидного действия – ингибиторы электрон-переноса митохондриального комплекса IV (группа 24 по классификации IRAC):

А. Класс – фосфиды (phosphides).

Действующие вещества:

Фосфид алюминия;
Фосфид кальция;
Фосфид цинка;
Фосфин^[9].

B. Класс – цианиды (cyanide)

Действующие вещества

Цианид кальция;
Цианистый калий;
Цианид натрия^[9].

Клеточные мембраны насекомых действуют, препятствуя молекулам фосфина попадать в клетку. Устойчивость к воздействию фосфина происходит, вероятно, из-за уменьшенного восприятия или активного исключения фосфина посредством мембраны клетки.

У некоторых насекомых были обнаружены наследственные генетические факторы, связанные с фосфином, из вышесказанного становится ясно, что причиной устойчивости вероятнее всего мог явиться неправильный выбор типа обработки. Вероятно неправильная дозировка и неадекватные периоды экспозиции за многие годы стали причиной возникновения устойчивости к воздействию фосфина, наблюдаемых у некоторых видов вредителей запасов. Потенциал развития устойчивости вредителей запасов к воздействию фосфина является серьезной проблемой^[8].

Наиболее устойчивыми к этому фумиганту оказались кожееды рода Trogoderma, затем, по мере убывания устойчивости, амбарный долгоносик, суринамский мукоед, фасолевая зерновка, малый мучной хрущак, личинки табачного жука.

Профилактика резистентности

Чередование препаратов с действующими веществами другого механизма действия. Для фумигации зернохранилищ можно предложить препараты с действующим веществом сера^[2]^[9].
Разумное сочетание механических, химических и биологических методов уничтожения вредителей запасов^[2].
Не допускать снижение норм применения препаратов^[2].

Применение

Фосфористый водород (фосфин) впервые был применен в практике фумигации в 1934 году. Высокая пожароопасность ограничивала его использование, пока в 1953 году в Германии не разработали форму применения этого фумиганта в форме таблеток фосфида алюминия, из которых под воздействием влаги воздуха или продукции выделялся газ фосфин^[2].

Вредители запасов являются основным вредным оъектом против которого применяются инсектициды на основе фосфина. Препаратывыпускаются в виде таблеток и гранул. Диаметр таблеток около 19 мм, толщина 6 мм, масса 3 грамма^[1].

В настоящее время зарегистрировано более 10 препаратов, с действующим веществом алюминия фосфид в форме таблеток и гранул. Согласно государственному каталогу пестицидов данные препараты могут применяться против насекомых – вредителей запасов и хлебных клещей, как при обработке незагруженных зернохранилищ зерноперерабатывающих предприятий, так и при обработке продовольственного, семенного и фуражного зерна, складированного насыпью в складах, в силосах элеваторов, также затаренного в мешки под плёнкой^[1].

Токсикологические данные
ДСД (мг/кг массы тела человека)	(нт)
ПДК в почве (мг/кг)	(нн)
ПДК в воде водоемов (мг/дм³)	(нн)
ПДК в воздухе рабочей зоны (мг/м³)	(нн)
ПДК в атмосферном воздухе (мг/м³)	(нн)
ВМДУ в продукции (мг/кг):
в арахисе	0,01
в древесных орехах	0,01
в зерне хлебных злаков	0,1
в какао-бобах	0,01
МДУ в импортной продукции (мг/кг):
в арахисе	0,01
в древесных орехах	0,01
в зерне хлебных злаков	0,1
в какао бобах	0,01

Токсикологические свойства и характеристики

Обоняние позволяет улавливать фосфористый водород (фосфин), выделяемый форфидом алюминия и другими фосфидами, в воздухе при концентрации 0,02–0,04 мг/л^[5].

Фосфористый водород является ядом, действующим преимущественно на нервную систему и нарушающим обмен веществ. Он также влияет на кровеносные сосуды, органы дыхания, печень, почки^[5].

Экологотоксикологические показатели

фосфида алюминия

период распада в почве (дн.): ДТ₅₀ (типичный)=0,2 (неустойчивый); ДТ₅₀ (лабораторный при 20ºC)=0,23 (неустойчивый);
ДСД (мг/кг массы тела в день) (крыса)= 0,019;
острая оральная токсичность (крыса) ЛД₅₀=8,7 мг/кг 8,7 (высокий);
кожная токсичность (крыса) ЛД₅₀ >460 мг/кг;
ингаляционная токсичность (крыса) СК₅₀=11 мг/л;
острая оральная токсичность (немой перепел) ЛД₅₀=49 мг/кг (высокий);
острая оральная (96-часовая) токсичность (рыба – радужная форель) СК₅₀=0,009 мг/л (высокий);
острая (48-часовая) токсичность (водные беспозвоночные – дафния большая, блоха водяная большая) СК50=0,37 мг/кг (умеренный);
острая (72-часовая) токсичность (зеленая морская водоросль) ЭК₅₀ (рост)=0,058 мг/л (умеренный);
острая (48-часовая) токсичность (пчелы – орально) ЛД₅₀=0,24 мкг/особь (высокий);
острая (14-дневная) токсичность (почвенные черви – дождевой червь) СК₅₀=66,3 мг/кг (умеренный)^[3].

Действие на человека

фосфида алюминия

канцерогенность – нет данных;
эндокринные заболевания – нет данных;
тератогенность – возможно, точно не определено;
ингибирование ацетилхолинэстеразы – не вызывает;
нейротоксичность – нет данных;
раздражение дыхательных путей – возможно, точно не определено;
раздражение кожи – не вызывает;
раздражение глаз – возможно, точно не определено;
мутагенность – не вызывает^[3].

Гигиенических нормативов содержания пестицидов в объектах окружающей среды для фосфида алюминия нет^[7].

Таблица «Токсикологические данные», составлена в соответствии с САНПИН 1.2.3685-21, по фосфину (фосфид водорода)^[7].

Токсикологическое действие

. Яд в основном поступает в организм человека через органы дыхания. При проглатывания препарата возникают симптомы желудочно-кишечного отравления – рвота, боль в желудке, головокружение. Для организма человека представляет опасность, как кратковременное вдыхание больших концентраций газа, так и длительное вдыхание малых концентраций фосфористого водорода.

Симптомы отравления

. Принято различать острое и хроническое отравлении фосфористым водородом^[4]^[6].

Острое отравление подразделяется, в свою очередь, на легкую, среднюю и тяжелую степени. В легких случаях острого отравления наблюдаются боли в области диафрагмы, отдающие в спину, чувство холода, позже развивается бронхит^[4]^[6].

В случае отравления средней тяжести – страх, озноб, рвота, ощущение стеснения в груди, резкое удушье, загрудинные боли, иногда сухой кашель, жгучая боль в затылке, головокружение, шум в ушах, общая слабость, обложенный язык, отсутствие аппетита, жажда^[4]^[6].

При длительном поступлении в организм фосфористого водорода в малых количествах может наступить хроническое отравление ядом, характеризующееся следующими симптомами: расстройство зрения, аккомодация походки и речи, слабость, бронхиты, расстройство пищеварения, малокровие, лейкопения, жировое перерождение печени. Кумуляционного действия у препарата не наблюдается^[4]^[6].

Классы опасности

. Препараты с действующим веществом алюминия фосфид относятся к 1 классу опасности – высокоопасные пестициды^[1].

Получение

Для получения фосфида алюминия наиболее эффективен алюмотермический метод. Алюминиевую пудру смешивают с эквимольным количеством фосфора, и смесь нагревают до начала реакции^[5].

Необходимым требованием к этим фосфидам, как пестицидным препаратам, является достаточная чистота, обеспечивающая при разложении водой образование только фосфористого водорода без примеси воспламеняющихся на воздухе полифосфинов^[4].

В препараты фосфидов обычно добавляют небольшое количество парафина и карбамата аммония^[4].

Литературные источники:

1. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2024 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)
2. Зинченко В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность. – М.: «КолосС», 2012. – 127 с.
3. Козлов С.Н., Кажарский В.Р. Методы и средства защиты растений. Химические средства защиты овощных, плодовых и ягодных культур от вредителей, Учебно-методическое пособие. — Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2019. — 310 с.
4. Маслов М.И., Магомедов У.Ш., Мордкович Я.Б. Основы карантинного обеззараживания: монография. – Воронеж: Научная книга, 2007. – 196 с.
5. Мельников Н.Н. Пестициды. Химия, технология и применение. - М.: Химия, 1987. 712 с.
6. Мельников Н.Н., Новожилов К.В., Белан С.Р., Пылова Т.Н. Справочник по пестицидам - М.: Химия, 1985. - 352 с.
7. Санитарные правила и нормы 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания»
8. Юрген Бое, Учебное пособие. Обучение и техническая поддержка альтернативных технологий фумигацииметилбромидом в постурожайном секторе в странах СПЭ, 2006 г. - 99 с.

Источники из сети интернет:

9. Irac-online.org.

Пестициды, содержащие Фосфид алюминия

ПОИСК ПО ПЕСТИЦИДАМ