مقدمه
انسان از قديم الايام از يك تعادل طبيعي اكوسيستم برخوردار بوده است ولي با افزايش جمعيت و تلاش انسانها براي تأمين غذا، تعادل طبيعي اكوسيستم ها برهم خورده و آفات ، بيماريها و علفهاي هرزي ايجاد شده ، بطوريكه عليرغم تلاش انسانها براي حفظ محصولات، %۳۰ توليدات كشاورزي از بين مي رود. البته در كشورهاي در حال توسعه اين رقم بالاتر است مثلا در آمريكاي لاتين %۴۰ محصولات دچار خسارت مي‎شوند.

در قديم روشهاي سنتي فراواني براي مبارزه با آفات وجود داشت از جمله روش مبارزه بيولوژيك (استفاده از اردك مرغابي و پرندگان در مزرعه براي خوردن آفات) استفاده از عصاره بعضي گياهان به صورت محلول پاشي، استفاده از مترسك بوده است ولي با پيدايش سم تحولي در كنترل خسارت آفات و بيماريها ايجاد گرديد به طوريكه حتي به اثرات سوء جانبي آنها نيز توجهي نشد. ولي به تدريج به اثرات جانبي (side effects) نيز در كشت و استفاده سموم آغاز شد به

طوريكه از روشهاي تلفيقي و مديريت صحيح افات استفاده مي كردند. ولي به تدريج حركت جهاني به طرف كاهش مصرف سموم در امر مبارزه با آفات و بيماريها رفت به طوريكه در كنفرانس جهاني ريودژانيرو در سال ۱۹۹۲ كه از كشور ايران نيز شركت داشتند، در اغلب كشورها با برنامه ريزيهاي مخصوص در جهت كاهش مصرف سموم تلاش فراوان به عمل آمد. در برخي كشورها بين ۵۰ تا ۷۰ درصد مصرف سموم كاهش پيدا نمود.

در ايران نيز از سال ۱۳۷۳ پروژه جديدي به نام پروژه كاهش مصرف سموم و استفاده بهينه از كود با تلاش وزيركشاورزي وقت در هيئت دولت به تصويب رسيد و از سال ۱۳۷۴ اجراي اين پروژه زير نظر ۳ كميته تحقيقات ، اجرا و ترويج و هماهنگي شروع و هماهنگي شروع و همچنان با جديت ادامه دارد.
در اثر اجراي كامل اين پروژه و ساير مواد در طول ۱۰ سال اخير مصرف سموم %۴۰- ۵۰% در كشور كاهش يافته است. اينك اجراي اين پروژه با عنوان جديد توسعه كاربرد مواد بيولوژيك و استفاده بهينه از كود و سم در كشاورزي از اهم برنامه هاي وزارت جهاد كشاورزي محسوب مي‎شود.

لذا توصيه بر اين است كه به هنگام مواجه به افزايش جمعيت آفات در مرحله نخست از روشهاي مبارزه زراعي، مبارزه بيولوژيكي و مبارزه تلفيقي براي جلوگيري از آفات استفاده شده، در صورت طغيان آفات و بيماريها استفاده از سموم آن هم در قالب يك روش مديريتي تلفيقي (IPM) قابل توصيه مي‎باشد.
پيدايش سموم به بيش از هزار سال قبل از ميلاد مسيح برمي گردد. هومر (Homer) شاعر و مورخ معروف يوناني در حدود هزار سال قبل از ميلاد مسيح اشاره به كندكش هاي گوگرد و خاصيت تدخيني آنها مي‎كند. چيني ها در قرن شانزدهم ميلادي از تركيبات ارسنيكي، به عنوان يك ماده معدني براي مبارزه با آفات نام مي برند و كاربرد سموم ارسينكي در غرب به قرن هفدهم بر مي گردد كه به همراه مواد قندي براي مبارزه با مورچه استفاده مي شد. نيكوتين اولين حشره

كش طبيعي بود كه در قرن ۱۷ از برگهاي تنباكو استخراج و براي مبارزه با سرخرطومي گيلاس به كار مي رفت. پس از آن به ترتيب گرده گل داوودي در قرن ۱۸، ماده پيرترين (كه امروزه نيز از حشره كش هاي مهم مي‎باشد) در سال ۱۸۵۰ موجود در شهد گلها، روتون موجود در ريشه گياه، دريس، HCN در ۱۸۸۶ در كاليفرنيا عليه آفات مركبات، ارسنيت مس در ۱۸۶۷ عليه سوسك برگخوار سيب زميني، ارسنات سرب در ۱۸۹۲ عليه ابريشم باف ناجور (Lymantria dispar) ارسنات

كلسيم در ۱۹۱۲ عليه آفات متعدد، روغن هاي نفتي و دي نيترو ارتوكرزول (DNOC) به عنوان يك سم كم دوام و كم خطر، تيوسياناتها در ۱۹۳۰، مهمترين سموم مصرفي در جهان محسوب مي‎شوند كه همگي تركيبات معدني بودند در سال ۱۹۳۹ دانشمندي سوئدي به نام پل مولر به خاصيت DDT پي برد و جازه نوبل را برد.
البته DDT در سال ۱۹۷۸ توسط يك دانشمند آلماني منتشر شده بود ولي وي از خواص حشره كشي آن بي خبر بود. اين تركيب، نخستين آفت كش با ساختار كربني يا آلي بود.

اين تركيب در زمان جنگ جهاني دوم براي از بين بردن حشرات ناقل استفاده مي‎شود و از سال ۱۹۴۳ در سطحي خيلي وسيع مصرف مي شد.
تركيبات كلره نظير كامگسان، كلردان، آلدرين نيز سپس مصرف شدند كه در ايران نيز مورد استعمال بودند ولي به علت دوام طولاني و مسموميت هاي حاد و مزمن تركيبات فسفره جايگزين آنها شدند كه اولين گام در راه ساخت اين تركيبات را يك دانشمندان آلماني به نام Gerh shrader برداشته بود ولي چندان كاربردي نداشت ولي به تدريج كاربرد آنها افزايش يافت به طوريكه امروزه مهمترين و پر كاربردترين سموم جهان خصوصا حشره كش ها را شامل مي‎شوند. پاراتيون و مالاتيون در سالهاي ۱۹۵۰ و ۱۹۵۱ مهمترين اين تركيبات بودند كه در ايران نيز كاربرد وسيع داشتند.

امتياز زياد تركيبات ارگانوفسفره، تجزيه و تحليل سريع آنها به مواد غير سمي پس از مصرف بوده و همچنين اينكه اين سموم برخلاف بسياري سموم از جمله سموم كلره، در بدن تجمع پيدا نمي كنند.

سپس سموم كار بامات در سال ۱۹۴۷ توسط كمپاني سوئيسي (Geigy) ساخته شدند كه مهمترين آنها كار با ريل در سال ۱۹۴۹ نيز پيروتروئيدها ساخته شدند كه اولين و مهمترين آنها «آلترين» بود كه تركيب تقريبا مصنوعي يك تركيب طبيعي واقع در گلها به نام پيروتروم بود كه در قديم به عنوان آفت كش به كار مي رفت.
تنظيم كننده هاي رشد نيز جديدترين سموم به كار رفته هستند كه در بين سالهاي ۱۹۶۷- ۱۹۴۰ شناخته شده و ژيبرليك اسيد معروفترين تركيب اين خانواده بوده است. در انتها سموم را از نظر تاريخچه به چهار دسته تقسيم مي كنند كه در زير آمده است:

۱- تا قبل از كشف DDT : فقط تركيبات معدني داشته مانند تركيبات ارسنيك، فلوئور، روغنهاي گياهي و حيواني، تركيبات گياهي و به ندرت تركيباتي با گروه هاي آلي محدود مثل تيوسيانات ولي هيچيك سنتز نبودند.

۲- از سال ۱۹۳۹ تا ۱۹۶۷: DDT مهمترين آفت كش در اين دوره بوده و همچنين تركيبات اورگانوكلر، اورگانو فسفر و كارباماتها
۳- از سال ۱۹۶۷ تا كنون: شامل شبه هورمونها بيشتر بوده خصوصا جلب كننده ها، دور كننده ها، عقيم كننده ها، حشره كش هاي ميكروبي، ميكروارگانيزمهاي بيماري از نظير قارچها، باكتري ها، پروتوزوئرها، ويروس ها، ريكسياها و نماتدها

۴- دوره بسيار جديد و آفت كش هاي مدرن كه از چند سال پيش تا كنون به كار رفته كه شامل آفت كش هايي كه از درهم آميختن سم شناسي و بيوتكنولوژي ايجاد مي گردد. در حقيقت نوعي ايجاد مقاومت در گياهان ايجاد مي كنند. مثال مناسب وارد كردن ژن توليد توكيسن از باكتري “Bacillus thuringensis” به گياه مي‎باشد. اين اقدام فعلا در برخي از محصولات مثل پنبه ذرت و برنج انجام مي‎شود البته در كشورهاي مدرن و صنعتي
طبقه بندي سموم:

به طور كلي روشهاي مختلفي براي تقسيم بندي سموم وجود داشته كه سه تا از معروفترين آنها تقسيم بندي براساس ۱٫ منبع سم ۲٫ كاربرد سم ۳٫ ساختمان شيميايي سم مي‎باشد.

۱٫ از لحاظ منبع سم، سموم يا طبيعي بوده يعني در طبيعت وجود داشته و وظيفه توليد كننده سم، استخراج اين سم از تركيبات طبيعي موجود در گل ها و گياهان است. مثل نيكوتين كه از توتون استخراج مي‎شود.

در حالت دوم ، سم مصنوعي بوده توسط سنتز شيميايي ساخته مي‎شود. ماده سنتز شده از نظر فيزيكي، شيميايي، پايداري، چسبندگي، بو، فرم اختلاط با حلالها، آتش زايي و غيره بايد مورد آزمايشات دقيق قرار گيرد. امروزه تركيبات مصنوعي به مراتب از نظر تعداد بيشتر از سموم طبيعي هستند، برخلاف سالهاي پيشين و گذشته دور

۲٫ از لحاظ كاربرد سم، سموم مي‎توانند حشره كش، علف كش، قارچ كش، كنه كش، موش كش، نماتدكش، باكتري كش، حلزون كش، تنظيم كننده رشد (هورموني)، و حشره كش هاي ميكروبي باشند كه ترتيب بيان شده در بالا، نمايانگر كاهش تعداد اين تركيبات در جهان به ترتيب از حشره كش ها (كه فراوانترين سموم از نظر تعداد هستند) تا حشره كش هاي ميكروبي (نادرترين سموم از نظر كميت) مي‎باشد.
۳٫ از نظر ساختار شيميايي كه مي‎توانند ارگانوكلره، ارگانوفسفره، كاربامات، پايروتروئيد، فنيل اوره آزولن ها، بنزوئيك اسيدها، بنزوايميدازول ها، و ساير گروههاي آلي متفرقه باشد كه راجع به خواص هر يك مختصرا توضيح داده خواهد شد.

نامهاي سموم:
الف) نام شيميايي : اين نام براساس قوانين اتحاديه بين المللي شيمي محض و كاربردي انتخاب مي‎شود. در حقيقت اين نام بيان كننده اجزاء تشكيل دهنده ساختار شيميايي تركيب و نحوه قرار گرفتن آنها نسبت به هم است.

ب) نام عمومي: اين نام توسط موسسه يا كمپاني سازنده پيشنهاد شده و ابتدا در كشور سازنده و سپس به صورت يك نام بين المللي به استانداردهاي جهاني (ISO) پيشنهاد مي گردد. مثال بارز نام كارباريل از كارباماتها و بارايترين از گروه فسفره مي‎باشد. معمولاً حرف اول نام عمومي كوچك نوشته شود.
ج) نام تجاري يا نام فرمولاسيون: اسامي زيادي براي نام تجاري نوشته مي‎شود. چون در كارخانه به سليقه خود اسمي را روي محصول خود مي گذارد. معمولاً اول كلمه با حروف درشت نوشته مي‎شود. مثال كارباريل بوده كه نام سوين ناميده مي‎شود، حالت پودري از اين سم است و حالت خميري آن sevimol مي‎باشد.
* فرمول بسته شيميايي و فرمول ساختاري سموم، مفاهيم اسده اي بوده و نياز به توضيح اضافي نيست.

خصوصيات يك آفت كش (سم) خوب:
۱٫ روي آفت هدف مؤثر باشد
۲٫ اثرات سوء جانبي وري دشمنان طبيعي و آفت كم باشد.
۳٫ گياه سوزي نداشته باشد

۴٫ زود تر تجزيه شده و وارد چرخه و زنجيره غذايي نشوند.
۵٫ دوام تاثير ‌آفت كشي خوبي داشته باشد
۶٫ بوسيله باران شسته نشوند.
۷٫ در محيط اسيدي و قليايي تجزيه نشوند.

۸٫ قابل اختلاط با ساير سموم باشند.
۹٫ مقرون به صرفه باشد
۱۰٫ براي محيط زيست حداقل خطر را داشته باشد.
۱۱٫ مقاومت آفات و بيماريها در مقابل آن ديرتر ايجاد شود.
غلظت هاي به كار رفته در (toxicology) :

مهمترين غلظت كاربردي در toxicology ، ppm بوده كه در محلولهاي آبي معادل /// است. و در غير حلولهاي آبي معادل /// است. مطابق تعريف داريم:
هر درصد وزني معادل ppm 10+4 است.
همچنين درصد وزني، /// ، /// و واحدهايي از اين دست نيز كاربرد داشته ولي از واحدهايي مانند مولاريته، مولاليته، كسر مولي و … كه از «مول» استفاده ميشود در اين عمل استفاده نمي‎شود

آزمايشهاي اوليه “Toxicoloty”
در اينجا منظور روند كار است و گر نه راجع به جزئيات بيشتر و مفاهيم اساسي توضيح داده خواهد شد.
نخستين مرحله آزمايش روي آبزيان بوده كه شامل ماهي ها، خرچنگها ، كرمها وحلزونها و حتي جلبكها مي‎باشد. در مرحله دوم روي جانوران خشك زي آزمايش شده، در موش ها، خوكچه هاي هندي، پرندگان در مقادير مصرف مختلف بررسي شده، همچنين دوام باقيمانده سموم در خاك ، آب ، گياه (ريشه، ساقه، برگ و ميوه) و نفوذ در طبقات مختلف خاك انجام مي‎گيرد.

بررسي اثرات سوء سموم بر روي دشمنان طبيعي آفات، زنبور عسل، كرم ابريشم، اجباري مي‎باشد.
در تجزيه شيميايي باقيمانده سموم در بافت هاي گياهي و حيواني با كمك از مواد راديواكتيو انجام مي پذيرد در صورت تاييد تمام آزمايشات مبني بر صلاحيت معرفي سپس آزمايشات آفت كشي آن در مناطق و اقليم مختلف بر روي آفات آيا آفات هدف و ساير آفات انجام و اندازه گيري مي‎شوند. معمولاً از ۱۰۰۰ تركيب در دست آزمايش احتمال تاييد يك يا دو فرمول تاييد مي‎شود. پس از اتمام آزمايشات، سم مورد نظر اجازه ثبت گرفته و توليد آن در انحصار شركت توليد كننده قرار مي‎گيرد.

فرمولاسيون سموم:
كمپاني هاي سازنده سموم معمولاً سموم خود را به صورت غليظ به نام ماده تكنيكال عرضه مي كنند كه درجه خلوص ماده تكنيكال معمولاً حدود ۹۵% مي‎باشد. اما قسمت عمده اثربخشي يك سم مربوط به فرمولاسيون آن است كه كشورها و شركت هاي مختلف روشهاي مختلفي براي آن در نظر مي گيرند.
منظور از فرمولاسيون ، همانطور كه در مورد رنگ يا مواد آرايشي هم داريم، افزودن تركيبات مناسب جهت اثر بخشي بهتر و بيشتر سم و از آن مهمتر قابل استفاده و قابل استعمال كردن سم جهت مصرف در مزارع، باغات و… مي‎باشد.

مثلا از امولسيون كننده استفاده شده جهت حل كردن اجزاء آلي و غيرقطبي در آب و يا ساير تركيبات كه به تفضيل بيان مي‎شود.
در تهيه فرمولاسيون، نوع تهيه سم براي مصرف نگهداري، انبارداري، صرفه اقتصادي و غيره را در نظر مي گيرند.
در قبل از انقلاب مقدار كمي از سموم داخل كشور فرموله مي شدند ولي امروزه بيش از ۸۰% سم در داخل كشور فرموله مي‎شوند.
اگر چه متاسفانه سنتز ماده تكنيكال (ماده موثره واصلي سم) در داخل كشور انجام نشده ( به جز بعضي تركيبات بومي و معمولي مثل مخلوط بوردو، روغن هاي طبيعي و مصنوعي، لايم سوفلورو … ) و خريد ماده تكنيكال از طرف دولت صورت ميگيرد و تحويل كارخانجات فرمولاسيون شده و پس از فرموله شدن از طريق شركت خدمات حمايتي و سازمان حفظ نباتات توزيع آنها در كشور انجام مي‎شود.