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Nutzen und Schaden von Pestiziden 07:07 min

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Transkript Nutzen und Schaden von Pestiziden

Die Bevölkerung auf unserer Erde nimmt stetig zu. Ein Problem ist die Versorgung der Menschen mit einer ausreichenden Menge an Nahrungsmitteln. Um das zu gewährleisten, muss der Schädlingsbefall an Nutzpflanzen verhindert oder zumindest eingedämmt werden. Ein zweites Problem ist die Unterstützung der medizinischen Versorgung durch eine Vernichtung der Insekten, die schlimme Krankheiten auslösen. In diesem Video wollen wir uns mit Stoffen befassen, die diesen Aufgaben gewachsen sind. Hallo und ganz herzlich willkommen! In diesem Video geht es um Pestizide.

Was sind Pestizide? Zu den Pestiziden zählen Insektizide, Fungizide und Herbizide. Insektizide sind Stoffe, die schädliche Insekten vernichten. Die Begriffe Insektenvertilgungsmittel oder Insektenvernichtungsmittel sind gleichbedeutend. Fungizide sind Stoffe, die schädliche Schimmelpilze vernichten. Herbizide sind Stoffe, die schädliche Pflanzen (so genannte Unkräuter) vernichten. Wenn alles so einfach wäre, könnte ich an dieser Stelle einen Punkt machen und das Video beenden. Aber leider ist die Wirklichkeit komplizierter. Wären die Pestizide für Insekten, Schimmelpilze und Unkräuter schädlich und für den Menschen unschädlich, hätten wir kein Problem. Leider aber sind die meisten Pestizide auch für Warmblütler giftig. Insektizide

Chlorierte Kohlenwasserstoffe Ein vormals sehr verbreitetes Insektizid ist Lindan. Problematisch ist der langsame biologische Abbau und die Anreicherung in der Nahrungskette des Menschen. Zu den negativen Eigenschaften von Lindan zählen: - Es steht im Verdacht, krebserregend zu sein. - In Kombination mit anderen Kohlenwasserstoffen wird Lindan als Mitauslöser der Parkinson - Krankheit diskutiert. - Es führt zur Veränderung der inneren Organe. - Lindan verändert die Blutbildung. - Es kann zu Nervenschädigungen und - zu Multipler Sklerose führen.

Ebenfalls sehr populär war und ist (noch begrenzt) DDT (ausgesprochen: Dichlordiphenyltrichlorethan). Besonders erfolgreich war dieses Insektizid bei der Bekämpfung der Malaria. Die Toxizität von DDT ist relativ gering. Jedoch wie bei Lindan haben wir auch hier die Probleme von unerwünschter Stabilität und Akkumulierung. - DDT führt zu hormonellen Veränderungen. - Ob es Krebsauslöser ist, konnte nicht zweifelsfrei nachgewiesen werden. - Unlängst wurde gezeigt, dass DDT für die Alzheimer - Krankheit mitverantwortlich ist. - DDT ist schädlich für Vögel und Säugetiere.

Man unterscheidet Kontaktgifte, Fraßgifte und Atemgifte. Manche Insektizide vereinigen diese drei Wirkungsmechanismen. Die Substanzen werden von den Pflanzen aufgenommen und im Saftstrom mitgeführt. So werden auch verdecktt sitzende Schädlinge erreicht. Ein Beispiel für ein derartiges Insektizid ist Chlorpyrifos Es ist extrem wirkungsvoll gegen - Ameisen - Fliegen und - Motten.

Chlorpyrifos ist sehr giftig. Fatalerweise wirkt es schädigend auf die Gehirne von Ungeborenen und Kleinkindern. Bedeutsame Insektizide sind Pyrethroide. Sie sind synthetisch und abgeleitet vom natürlichen Pyrethrin. Pyrethroide vereinen Effektivität und geringe Giftigkeit.

Fungizide Das sind Pestizide gegen Pilzbefall. Ein Beispiel dafür ist der Befall mit Mehltau. Als Fungizide sind Quecksilberverbindungen wie Sublimat HgCl2 effektiv. Sie werden heute nicht mehr eingesetzt. Arsenverbindungen wie Trimethylarsin finden nur noch begrenzt Verwendung. Der Kaffee wird von einer gefährlichen Fäule, dem Kaffeerost bedroht. Ein populäres Fungizid dagegen ist Fentinhydroxid. Auch Dithianon und Maneb sind dafür gut geeignet. Tradimefon hingegen ist nicht mehr zugelassen.

Müssen es immer Pestizide sein? Die Frage ist suggestiv, die Antwort lautet: NEIN. Ein eindrucksvoller Beispiel für Alternativen ist die Bekämpfung der Möhrenfliege. Eine einfache Möglichkeit ist der gemeinsame Anbau von Möhren und Zwiebeln. Effektiver noch sind die natürlichen Feinde der Möhrenfliege tätig: Die Laufkäfer und die Kurzflügelkäfer.

Wir resümieren Leider können nicht alle Schädlinge wie die Möhrenfliege biologisch abgebaut werden. Ziel muss es aber sein, die unliebsamen Nebenwirkungen des Einsatzes von Pestiziden zu minimieren. Missbrauch der Pestizide ist unbedingt zu vermeiden. Leider spielen wirtschaftliche und politische Kriterien häufig eine wichtigere Rolle als humane Zielstellungen. Mit diesen gemischten Gefühlen und Gedanken möchte ich mich von euch verabschieden.

Alles Gute und viel Erfolg Euer André

Nutzen und Schaden von Pestiziden Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Nutzen und Schaden von Pestiziden kannst du es wiederholen und üben.

  • Nenne die Namen der Schädlingsbekämpfungsmittel.

    Tipps

    In einem Lösungswort steckt der Name der schlimmsten Epidemie auslösenden Krankheit des Mittelalters.

    In einem Namen steckt die Bezeichnung für eine bestimmte Pizza.

    Ein Lösungswort steckt im Namen einer Sammlung getrockneter und gepresster Pflanzen.

    Lösung

    Schädlingsbekämpfungsmittel

    • Pestizide - Oberbegriff für Schädlingsbekämpfungsmittel
    • Insektizide - dienen der Insektenbekämpfung
    • Fungizide - schützen vor Schimmelpilzbefall
    Unkrautbekämpfungsmittel

    • Herbizide
    Das ist etwas anderes

    • Cyanide - Cyanwasserstoff HCN (Blausäure) und die Salze
    • Alkaloide - stickstoffhaltige biologisch sehr aktive Verbindungen wie Morphin
    • Flavonoide - Pflanzenstoffe, zu denen ein Großteil der Blütenfarbstoffe gehört
    • Nitride - Verbindungen aus einem Metall und Stickstoff wie $Mg_3N_2$
  • Nenne die Stoffe, die als Pestizid verwendet werden.

    Tipps

    Ein Insektizid wird aus Trichlorethanal und Chlorbenzol hergestellt.

    Den Namen eines Pestizids könnte man für ein Waschmittel verwenden.

    Auch ein natürlicher biologischer Wirkstoff kann unter Umständen Chlor enthalten.

    Lösung

    Pestizide sind Lindan, Dichlordiphenyltrichlorethan, Chlorpyrifos und Pyrethroide.

    Indan ist kein Pestizid. Es ist ein Kohlenwasserstoff ($C_9H_{10}$), auch Diphenyltrichlorethan ist kein Pestizid. Chloramphenicol ist auch kein Pestizid. Es ist ein Antibiotikum und Pyridin ist ebenfalls kein Pestizid. Es ist ein aromatisches Amin.

  • Nenne die Eigenschaften von Lindan.

    Tipps

    Lindan führt zu chronischen Krankheiten.

    Zahnschmerzen rufen energiereiche Verbindungen wie Kohlenhydrate hervor.

    Benzol ($C_6H_6$) ist flüssig.

    Lösung

    langsamer biologischer Abbau: Das ist ein Problem, da in großen Mengen fast jeder Stoff giftig ist.

    gut wasserlöslich: Falsch, denn polychlorierte Kohlenwasserstoffe sind alle praktisch wasserunlöslich.

    Anreicherung in der Nahrungskette: Das ist ein Ergebnis des langsamen biologischen Abbaus.

    steht im Verdacht, Krebs auszulösen: Das trifft auf viele organische Chlorverbindungen zu.

    gasförmig: Falsch, ein Molekül dieser Größe müsste zu einer Verbindung gehören, die mindestens flüssig ist. Lindan ist fest.

    Mitauslöser von Parkinson: Das ist eine traurige Tatsache.

    Desinfektionsmittel: Falsch, organische Chlorverbindungen erfüllen diesen Anspruch nicht.

    führt zur Veränderung der inneren Organe: Das ist eine traurige Tatsache.

    führt zur Veränderung der Blutbildung: Nach all dem bis hierher Gehörten wundert das auch nicht mehr.

    gut brennbar: Falsch, organische Verbindungen mit einem gewissen Chlorgehalt brennen schlecht oder gar nicht.

    führt möglicherweise zu Nervenschädigungen: Das trifft auch auf andere organische Verbindungen zu.

    führt zu Zahnschmerzen: Falsch, man kann Lindan nicht für alles verantwortlich machen.

    ruft möglicherweise multiple Sklerose hervor: Interessant ist, dass man hier als Ursache der Krankheit eine Verbindung verantwortlich machen könnte.

    Bestandteil von Düften: Falsch, chlorierte Kohlenwasserstoffe sind keine Duftstoffe.

  • Beschreibung die Verwendung und Wirkweise von Chlorpyrifos.

    Tipps

    Es geht um die Unterbrechung der Übertragung von Nervenimpulsen.

    Ein Baustein des Pestizids ist eine mittelstarke, ungiftige und organische Säure, die allerdings an einer Stelle.

    Es ist zu überlegen, welche funktionelle Gruppe die Säure aus dem Wirkstoff für eine Veresterung benötigt.

    Lösung

    Chlorpyrifos ist ein Insektizid. Es ist gleichsam sowohl ein Kontaktgift wie ein Fraßgift als auch ein Atemgift. Somit wirkt es auch an schwer zugänglichen Stellen.

    Das Mittel reagiert mit dem Enzym Acetylcholinesterase. Man erkennt am Molekül des Chlorpyrifos das Fragment der Thiophosphorsäure. Übrigens hieß Thiophosphonsäure früher Phosphorige Säure und besitzt im Molekül nur drei Bindungen am Phosphoratom. Thio bedeutet, dass ein Sauerstoffatom durch ein Schwefelatom ersetzt wurde.

    Bestimmte Stellen des Enzyms werden durch das Insektizid phosphoryliert. Natürlich nicht sulfoniert, denn dafür bräuchte man Schwefelsäure.

    Acetylcholinesterase wird unwirksam, da die reaktive Hydroxygruppe nun besetzt ist. Acetylcholin verbleibt in größerer Menge im synaptischen Spalt. Es tritt der Tod durch Atemlähmung ein.

    Es wird eine Aminosäure des Enzyms funktionalisiert, die eine Hydroxygruppe enthält. Von den vorgeschlagenen Verbindungen erfüllt lediglich Serin diese Bedingung.

  • Erkenne die Molekülbestandteile von DDT.

    Tipps

    Zähle die Kohlenstoffatome in der Alkankette des DDT-Moleküls.

    Das Molekül enthält kein Fluor.

    Ein Heterocyclus enthält mindestens ein Heteroatom (N, O, S).

    Nur Aliphate können ungesättigt sein.

    Lösung

    Chlorverbindung: Richtig. Das ist offensichtlich.

    FCKW: Falsch. Es ist kein Fluorchlorkohlenwasserstoff.

    Ethanderivat: Richtig. Das Wort ist im Namen enthalten.

    ungesättigt: Falsch. Ethan ist gesättigt, der Benzolring aromatisch.

    Aromat: Richtig. Immerhin enthält das Molekül zwei Benzolfragmente.

    Heterocyclus: Falsch. Die Benzolringe enthalten keine Heteroatome.

    tertiäres Wasserstoffatom: Richtig. Es handelt sich um das einzige Wasserstoffatom, das die $C_2$-Einheit enthält. In der Formel ist das Atom nicht eingezeichnet. Es sitzt am gleichen Kohlenstoffatom wie die beiden Benzolringe.

    Chlor in para-Stellung: Richtig. Der Benzolring ist in 1, 4-Stellung substituiert.

    Methylgruppe: Falsch. Das Molekül enthält hingegen eine Trichlormethylgruppe $CCl_3-$.

  • Erkenne Strukturelemente des Moleküls des Fungizids Dithianon.

    Tipps

    Benzol ist der einfachste Aromat.

    Die Nitrogruppe enthält das chemische Element Sauerstoff.

    Konjugation bedeutet ständiges Abwechseln von Einfach- und Mehrfachbindungen.

    Lösung

    Alkankette: Es gibt keine einzige Methylengruppe $-CH_2-$.

    Aromat: Links ist der Benzolring zu erkennen.

    Nitroverbindung: Die Nitrogruppe $NO_2-$ fehlt.

    Chinon: Der mittlere Ring wird durch das Fragment des 1,4-Chinons gebildet.

    vollständig konjugiert: Einfachbindungen und Doppelbindungen folgen aufeinander ohne Ausnahme. Beide Schwefelatome übernehmen die Rolle von Doppelbindungen.

    Phenol: Es ist keine Hydroxygruppe mit dem Benzolring verbunden.

    Aldehyd: Die typische funktionelle Gruppe $-CHO$ fehlt.

    Nitril: Auf der rechten Seite des Moleküls sieht man die zwei typischen funktionellen Gruppen $-C\!\equiv\!N$. Das Kohlenstoffatom wird in der hiesigen Skelettdarstellung zwischen Dreifachbindung und Einfachbindung nur gedacht.