Фосфиды
Фосфин. Фосфиды алюминия и магния
При фумигации вредители уничтожаются исключительно газообразным веществом. Чаще всего фумигантом служит фосфин, выделяемый фосфидом алюминия и фосфидом магния.
Фосфин – PH3, тригидрид водорода, фосфористый водород, фосфан – впервые получен в конце XVIII века; для фумигации применяется с 1934 года. Представляет собой бесцветный газ, с запахом чеснока; в концентрации выше 1,8 % от объёма воздуха самовоспламеняется или взрывается. Технический продукт содержит примесь горючего газа дифосфина P2H4.
Фосфин тяжелее воздуха в 1,17 раза, летуч, давление пара – 3295 кПа при 22 °C, легко рассеивается и слабо удерживается на поверхностях. Молекулы проникают в труднодоступные места, древесину, через упаковочные материалы. Токсичный эффект достигается в герметично закрытом пространстве, остаточное действие отсутствует, вещество почти не сорбируется, быстро удаляется проветриванием.
В окружающей среде фосфин подвержен окислительной деградации; период полураспада в воздухе 28 часов, в сухой почве исчезает за 168 часов. В воде растворяется плохо, сохраняется в ней не более 7 дней, пузырится и выделяется в воздух.
Как сильный восстановитель вытесняет медь из её оксидов и солей. Поэтому разрушает защитную оксидную плёнку на медных деталях, чем вызывает коррозию, и дезактивируется медным купоросом.
Фосфиды алюминия и магния
Фосфиды металлов под действием водяных паров воздуха или влаги обрабатываемых продуктов образуют фосфин и гидроксид металла. Скорость выделения фосфина зависит от температуры и влажности, фумигация эффективна при температуре выше 15 °C.
Фосфид алюминия – твёрдое кристаллическое вещество желтовато-серого цвета. С 1953 года применяется в качестве активного вещества фумигантов. Производятся твердые фумиганты, содержащие 55-57 % активного фосфида алюминия: Фосфин, Фостоксин, Квикфос и другие.
Фосфид магния – серый порошок с запахом чеснока, термически стабилен, не горюч. Как фумигант зарегистрирован в 1979 году, составляет 66 % в препаратах Магтоксин, Магна, Магнифос. Более реакционноспособен, чем фосфид алюминия.
В состав препаратов входит карбамат аммония, образующий с водой углекислый газ для профилактики пожара и взрыва, и аммиак для предупредительного запаха. Парафин, каолин, другие абсорбирующие наполнители замедляют выделение фосфина.
Форма выпуска металлических фосфидов – таблетки, гранулы, саше из паропроницаемого материала, рулоны из 100 саше; фосфид магния также впитывается в полиэтиленовые пластины и ленты. Упаковывают препараты в алюминиевую тару.
При контакте с водой или кислотой может произойти взрыв или пожар, поэтому необходимо предусмотреть углекислотные огнетушители и сухие химикаты: песок, известь, кальцинированная сода.
Действие
Фосфин проникает в организм насекомых через дыхательную систему, и убивает их при длительном действии умеренных концентраций. Общий симптом у всех организмов гиперактивность, переходящая в угнетение, затем сонливость, далее замедляется метаболизм, усиливается окислительный стресс. Быстрое действие больших доз вызывает наркоз у насекомых.
Исследователи предполагают три пути воздействия фосфина
• Нервный – подавление ацетилхолинэстеразы, которая ослабляет нервные сигналы ацетилхолина, возникает гиперактивность, которая требует увеличения метаболизма.
• Метаболический – нарушение энергетических процессов в клетках вызывает метаболический кризис, ведущий к смерти.
• Окислительный – ингибирование ферментов пероксидаза и каталаза способствует накоплению в клетке активных форм кислорода, повреждающих макромолекулы.
Поступление фумиганта в организм зависит от скорости дыхания, которое учащается при повышении активности и температуры.
Применение
Фосфиды алюминия и магния предназначены для фумигации:
• построек, изделий и материалов из дерева против короедов, бурильщиков, термитов и других вредителей древесины;
• пустых складов, зернохранилищ, вагонов, контейнеров, трюмов для уничтожения всех видов вредителей и грызунов;
• зерна, кормов для животных, продуктов питания (сухофрукты, шоколад, чипсы, сухие рыбные, мясные и молочные продукты) для защиты от насекомых и клещей;
• непродовольственных товаров для уничтожения моли, кожеедов и других вредителей шерсти, хлопка, кожи, бумаги;
• небольших партий товаров в мешках и штабелях под плёнкой.
Успех фумигации обеспечивается герметичностью, концентрацией, временем воздействия, при этом учитывают влажность, температуру и биологические особенности вида. Двери, окна, отверстия следует загерметизировать покрытием или клейкой лентой, иногда требуется покрытие всей конструкции, особенно деревянных построек.
Минимальная экспозиция фосфидом магния при температуре выше 15 °C 3-4 дня, фосфидом алюминия – 3-5 дней; норма применения по фосфину – 5 г/м3 PH3 в пустых помещениях и 6-12 г/м3 PH3 для хранящихся товаров. Необходимое количество фосфида размещается равномерно по помещению, входы запираются и снабжаются знаками предупреждения.
Известно ПКЭ – произведение концентрации фосфина на время действия, когда достигнута полная гибель вредителей хлебных запасов: для личинок и имаго насекомых – 7 г*ч/м3; яиц и куколок насекомых – 25 г*ч/м3; клещей – 450 г*ч/м3. Видно, что скрытые формы насекомых требуют продления экспозиции. При увеличении дозы насекомые могут выжить в состоянии наркоза и приобрести резистентность.
Резистентность
Отмечалась устойчивость к фосфину у нескольких видов вредителей зерна. Исследование устойчивых насекомых показало, что их активные формы снижают потребление кислорода через 4 часа воздействия фосфина, соответственно уменьшается поглощение фосфина.
Так как регулярную фумигацию нельзя заменить альтернативными способами контроля, и нет фумигантов для ротации, важно следить за полным уничтожением вредителей.
Токсичность и меры безопасности
Фосфин, а также выделяющие его фосфиды магния и алюминия относится к чрезвычайно опасным веществам 1 класса, используются ограниченно, только профессиональным контингентом.
Симптомы отравления: кашель, слабость, головная боль, тахикардия, дыхательная недостаточность; постепенно развивается отёк лёгких, затем может наступить кома и смерть. Антидота нет, при отравлении вывести человека на свежий воздух, согреть, при проглатывании вызвать рвоту и немедленно обращаться за медицинской помощью.
Все работы выполняют отряды специалистов, имеющих разрешение на работы с выделяющими фосфин соединениями, при соблюдении всех правил безопасности и наличии противогазов. После обработки проводится дегазация проветриванием, допуск людей возможен при содержании фосфина в воздухе не выше ПДК – 0,1 ppm. Твёрдый остаток и тара дезактивируется 1-5% раствором медного купороса.