Kemikali za kilimo kwa kawaida hufafanuliwa kama dawa, mbolea na bidhaa za afya. Shirika la Ulinzi la Mazingira la Marekani (EPA) linafafanua madawa ya kuulia wadudu kama nyenzo yoyote inayotengenezwa au iliyoundwa kuua wadudu. Hii ina maana kwamba dawa za kuulia wadudu, fungi, dawa za kuua wadudu na dawa ni dawa. Mbolea ni kemikali za virutubishi vinavyoongeza ukuaji wa mmea. Mambo muhimu katika mbolea ni nitrojeni, fosforasi na potasiamu. Nitrojeni ni kawaida katika mfumo wa amonia, nitrati ya ammoniamu, sulphate ya ammoniamu, fosforasi ya amonia au ufumbuzi wa nyenzo hizi. Kemikali zingine zilizo na nitrojeni hutumiwa kwa mahitaji maalum ya virutubishi. Amonia phosphate ni chanzo cha kawaida cha fosforasi. Potashi (oksidi ya potasiamu) ni kirutubisho cha potasiamu. Bidhaa za afya ya wanyama ni kemikali zozote zinazotumika kukuza afya au ukuaji wa mnyama. Hii ni pamoja na bidhaa zinazotumiwa kwa mada kwa kumwagilia au kumwagiwa, kwa mdomo kama kompyuta kibao au jeli, na sindano.
Pesticides
Maendeleo muhimu zaidi katika tasnia ya utengenezaji wa viuatilifu imekuwa kuanzishwa kwa viuatilifu rafiki kwa mazingira. Familia ya imidazolinone ya dawa za kuulia magugu imekuwa na manufaa kwa soya na mazao mengine ya shambani, kwani dawa za kuulia magugu zina uwezo mkubwa zaidi wa pauni; haina sumu kwa wanadamu, wanyama na samaki; kuwa na kuendelea kidogo katika udongo; na hutengenezwa kwa kutumia maji badala ya vimumunyisho vinavyoweza kuwaka, ikilinganishwa na nitroaromatics ya kizazi cha zamani. Sambamba na ubunifu huu ni ukuzaji wa mbegu zinazostahimili imidazolinone ambazo zinaweza kulindwa kutokana na ukuaji wa magugu. Nafaka iko mbele katika eneo hili na imekuzwa kwa mafanikio, inalindwa na imidazolinone. Hii pia hufanya kubeba mwaka hadi mwaka wa dawa kuwa tatizo dogo, kwani katika maeneo mengi soya na mahindi huzungushwa.
Maendeleo mapya zaidi ni utengenezaji wa pyrethroids ya syntetisk, ambayo ni dawa za wadudu wa anuwai. Bidhaa hizi ni dawa bora na hazina sumu kidogo kwa wanyama na wanadamu kuliko organophosphates ya zamani na carbamates. Huwashwa na mfumo wa kibiolojia wa wadudu na hivyo si hatari kwa wanyama wenye uti wa mgongo. Pia hazidumu sana katika mazingira, kwani zinaweza kuoza.
Pia kumekuwa na maendeleo katika matumizi ya viuatilifu vya kizazi cha zamani na viua magugu. Michanganyiko ya dawa za magugu imetengenezwa ambayo hutumia teknolojia ya mtawanyiko wa maji ambayo huondoa matumizi ya viyeyusho tete. Hii sio tu inapunguza kiwango cha kemikali tete za kikaboni ambazo huenda kwenye angahewa, lakini pia hufanya utunzaji, uhifadhi, uundaji na usafirishaji kuwa salama zaidi. Katika eneo la dawa za kuulia wadudu, njia bora zaidi ya kushughulikia dawa za sumu imetengenezwa ambayo hutumia uhamishaji wa chombo kilichofungwa cha nyenzo kutoka kwa kifurushi hadi kwa kisambazaji, kinachoitwa "Lock-N-Load". Hii inapunguza uwezekano wa kufichuliwa na nyenzo hizi zenye sumu. Organofosfati bado inatumika kwa mafanikio kusaidia kutokomeza matatizo ya kiafya kama vile malaria na upofu wa mtoni. Baadhi ya organofosfati zenye sumu kidogo zinafaa katika matibabu ya wanyama dhidi ya wadudu, minyoo na utitiri kwa kuweka moja kwa moja kwenye ngozi kwa kutumia michanganyiko ya kumwaga au erosoli.
Sekta ya viuatilifu inadhibitiwa na nchi nyingi, na kuweka lebo, matumizi kwa mimea na udongo, mafunzo ya matumizi ya viua wadudu, na usafirishaji vinadhibitiwa. Dawa nyingi za wadudu zinaweza tu kuenezwa na waombaji wenye leseni. Tahadhari wakati wa uwekaji wa viuatilifu hujadiliwa mahali pengine katika hili Encyclopaedia. Magari ya usafirishaji wa wingi yanaweza kuendeshwa tu na madereva waliohitimu. Wazalishaji wa dawa za kuulia wadudu wana wajibu wa kisheria wa kutoa utunzaji salama na mbinu za matumizi. Hili kwa kawaida hutekelezwa kwa kutoa uwekaji lebo, mafunzo na karatasi za data za usalama wa nyenzo (MSDSs) (tazama sura ya Kutumia, kuhifadhi na kusafirisha kemikali).
Tatizo jingine ni utupaji wa vyombo tupu. Haifai, na katika maeneo mengi ni kinyume cha sheria, kutumia tena vyombo vya dawa. Mafanikio mengi yamefanywa ili kupunguza tatizo hili. Vyombo vya plastiki vimekusanywa na wasambazaji na kusindika tena kwenye bomba la plastiki. Vyombo vingi, vinavyoweza kujazwa tena vimetumika. Pamoja na ujio wa poda zenye unyevunyevu na mtawanyiko wa maji, kusuuza chombo mara tatu kwenye tanki la miyeyusho humpa mwombaji mbinu ya kuondoa uchafu kwenye chombo kabla ya kujaza taka au kuchakata tena. Mikuki ya mikono yenye nozzles za kunyunyizia ambazo zinaweza kutoboa chombo hutumika kuhakikisha usafishaji sahihi na uharibifu wa chombo ili kisitumike tena.
Dawa za kuua wadudu hufanywa ili kuua; kwa hivyo, utunzaji ni muhimu ili kuzishughulikia kwa usalama. Baadhi ya matatizo yamepunguzwa na maendeleo ya bidhaa. Katika hali nyingi, kiasi kikubwa cha maji ni matibabu bora zaidi ya huduma ya kwanza kwa ngozi na macho. Kwa kumeza, ni bora kuwa na makata maalum inapatikana. Ni muhimu kituo cha afya kilicho karibu kijue kinachotumika na kiwe na dawa inayofaa mkononi. Kwa mfano, organophosphates na carbamates husababisha kizuizi cha kolinesterasi. Atropine, dawa maalum ya kutibu mmenyuko huu, inapaswa kupatikana popote dawa hizi zinatumiwa.
Kwa majadiliano zaidi ya dawa za kuulia wadudu, angalia makala isiyo na jina katika sura hii.
Mbolea
Amonia ni msingi wa mbolea muhimu zaidi. Mbolea kuu ni amonia yenyewe, nitrati ya ammoniamu, urea, salfa ya ammoniamu na fosfati ya amonia. Inaonekana kuna tatizo la kimazingira linalohusishwa na matumizi ya nitrojeni, kwani maji ya ardhini katika maeneo mengi ya kilimo yamechafuliwa na nitrati, ambayo husababisha matatizo ya afya wakati maji yanatumiwa kama maji ya kunywa. Kuna shinikizo kwa wakulima kutumia mbolea kidogo na kubadilisha mazao ya kunde zinazotumia naitrojeni kama vile maharagwe ya soya na nyasi ya rai. Nitrati ya ammoniamu, kioksidishaji, hulipuka ikiwa imepashwa joto. Hatari ya nitrati ya amonia kama wakala wa ulipuaji ilionyeshwa na uharibifu wa jengo la shirikisho la Marekani huko Oklahoma City, Oklahoma, mwaka wa 1995. Kuna harakati za kuongeza viambato ajizi ili kufanya mbolea ya kiwango cha nitrati ya ammoniamu kustahimili ulipuaji. Mlipuko wa kiviwanda uliosababisha vifo vingi vilivyotokea katika kiwanda cha miyeyusho ya nitrati ya ammoniamu ambacho kilidhaniwa kuwa salama kutokana na mlipuko kwa sababu nitrati ya ammoniamu ilishughulikiwa kama suluhisho la 85% ni mfano mwingine. Matokeo ya uchunguzi yalionyesha kuwa hali ngumu ya joto na uchafuzi ulisababisha tukio hilo. Masharti haya yasingekuwepo katika sekta ya rejareja au kilimo. Amonia isiyo na maji ni gesi yenye sumu ya wastani kwenye joto la kawaida na lazima iwekwe chini ya shinikizo au friji wakati wa kuhifadhi na matumizi. Ni ngozi, jicho na inakera kupumua, inaweza kusababisha kuchoma, na kuwaka. Inatumika moja kwa moja kwenye udongo au kutumika kama suluhisho la maji. Kuna hifadhi kubwa ya amonia isiyo na maji katika maeneo mengi ya kilimo. Hali ya hatari huundwa ikiwa hifadhi haijasimamiwa kwa usahihi. Hii inapaswa kujumuisha ufuatiliaji wa uvujaji na taratibu za dharura za uvujaji.
Bidhaa za Afya ya Wanyama
Maendeleo na uuzaji wa somatotropini ya bovine (BST) imesababisha utata. BST, bidhaa ya kuchachusha, huongeza uzalishaji wa ng'ombe wa maziwa kwa 10 hadi 20%. Watu wengi wanapinga bidhaa hiyo kwa sababu inaleta kemikali katika uzalishaji wa maziwa. Hata hivyo, maziwa ya BST hayawezi kutofautishwa na maziwa ya kawaida kwa vile BST huzalishwa kiasili na ng'ombe wa maziwa. Tatizo linaonekana kuwa ongezeko la maambukizi kwenye kiwele cha ng'ombe. Antibiotics kwa maambukizi haya yanapatikana, lakini matumizi ya antibiotics haya pia yana utata. Faida muhimu za BST ni kuongezeka kwa uzalishaji wa maziwa na kupunguza matumizi ya chakula na upunguzaji sawa wa samadi ya ng'ombe, nyenzo ambayo ni shida ya taka ngumu katika maeneo mengi. Bidhaa sawa, porcine somatotropin (PST), bado iko katika hatua ya kupima. Inazalisha nguruwe kubwa kwa haraka, kwa kutumia chakula kidogo, na husababisha nyama ya nguruwe iliyo na mafuta kidogo.
Matumizi ya viuavijasumu katika tasnia ya ufugaji wa ng'ombe pia yanasababisha utata. Kuna hofu kwamba matumizi ya kiasi kikubwa cha nyama ya ng'ombe itasababisha matatizo ya homoni kwa wanadamu. Kumekuwa na kidogo katika njia ya matatizo yaliyothibitishwa, lakini wasiwasi unaendelea. Bidhaa za afya ya wanyama zimetengenezwa ambazo hudhibiti minyoo katika wanyama. Kizazi kilichopita kilikuwa bidhaa ya kemikali ya syntetisk, lakini bidhaa za kizazi kipya ni matokeo ya teknolojia ya kibiolojia ya fermentation. Bidhaa hizi zinafaa kwa aina nyingi za wanyama katika viwango vya chini sana vya matumizi, na hujumuisha wanyama vipenzi wa nyumbani katika uwanja wao wa ulinzi. Bidhaa hizi ni sumu sana kwa viumbe vya majini, ingawa, kwa hivyo uangalifu mkubwa lazima uchukuliwe ili kuzuia uchafuzi wa vijito na vijito. Nyenzo hizi hufanya biodegrade, hivyo inaonekana hakuna matatizo ya muda mrefu au mabaki ya majini.
Utengenezaji wa Kemikali za Kilimo
Utengenezaji wa kemikali za kilimo unahusisha michakato mingi na malighafi. Kemikali zingine za kilimo ni mchanganyiko wa kemikali ambao unahusisha athari za halijoto ambapo udhibiti wa halijoto na ukubwa wa misaada ya dharura ni suala. Tathmini za hatari ni muhimu ili kuhakikisha kuwa hatari zote zinagunduliwa na kushughulikiwa. Masomo ya hatari na uendeshaji (HAZOP) yanapendekezwa kwa kufanya ukaguzi. Upimaji wa usaidizi lazima ufanywe kwa kutumia teknolojia ya Taasisi ya Usanifu ya Mifumo ya Misaada ya Dharura (DIERS) na data kutoka kwa vifaa vya kalori. Kwa kawaida, kwa sababu ya utata wa molekuli, uzalishaji wa kemikali za kilimo unahusisha hatua nyingi. Wakati mwingine kuna taka nyingi za maji na za kikaboni. Baadhi ya viumbe hai vinaweza kutumika tena, lakini taka nyingi za maji lazima zitibiwe kibayolojia au kuteketezwa. Njia zote mbili ni ngumu kwa sababu ya uwepo wa chumvi za kikaboni na zisizo za kawaida. Madawa ya kuulia wadudu ya kizazi kilichopita, kwa sababu yalihusisha nitrati, yalitolewa kwa kutumia viyeyusho vinavyoendelea ili kupunguza wingi wa nyenzo za nitrati kwenye joto la mmenyuko. Matendo makali ya kukimbia, na kusababisha uharibifu wa mali na majeraha, yametokea wakati viyeyusho vya bechi vya viumbe hai vilivyo na nitrati vimekumbwa na msafara wa halijoto au uchafuzi.
Bidhaa nyingi za kisasa za dawa ni poda kavu. Ikiwa ukolezi, saizi ya chembe, ukolezi wa oksijeni na chanzo cha kuwaka vipo kwa wakati mmoja, mlipuko wa vumbi unaweza kutokea. Matumizi ya kupenyeza, kutengwa kwa oksijeni, na matumizi ya nitrojeni au kaboni dioksidi hupunguza chanzo cha oksijeni na inaweza kufanya michakato kuwa salama zaidi. Vumbi hizi pia zinaweza kuwa suala la usafi wa viwanda. Uingizaji hewa, wa jumla na wa ndani, ni suluhisho la shida hizi.
Mbolea kuu hutengenezwa kwa mfululizo badala ya mchakato wa kundi. Amonia hutengenezwa kwa kurekebisha methane kwa joto la juu kwa kutumia kichocheo maalum. Dioksidi kaboni na hidrojeni pia huundwa na lazima zitenganishwe na amonia. Nitrati ya amonia hutengenezwa kutoka kwa amonia na asidi ya nitriki katika reactor inayoendelea. Asidi ya nitriki huundwa na oxidation inayoendelea ya amonia kwenye uso wa kichocheo. Phosphate ya Amonia ni mmenyuko wa amonia na asidi ya fosforasi. Asidi ya fosforasi hutengenezwa kwa kuitikia asidi ya sulfuriki na ores yenye phosphate. Asidi ya sulfuri huundwa kwa kuchoma sulfuri kuwa dioksidi ya sulfuri, na kubadilisha dioksidi ya sulfuri kwa kuendelea kuwa trioksidi ya sulfuri, na kisha kuongeza maji kuunda asidi ya sulfuriki. Urea ni mmenyuko unaoendelea wa shinikizo la juu la dioksidi kaboni na amonia, dioksidi kaboni kwa kawaida hutoka kwa mmenyuko wa kuendelea wa amonia.
Nyingi za malighafi hizi ni sumu na tete. Kutolewa kwa malighafi au bidhaa zilizokamilishwa, kupitia hitilafu ya kifaa au kosa la waendeshaji, kunaweza kuwafichua wafanyikazi na wengine katika jamii. Mpango wa kina wa majibu ya dharura ni zana muhimu ili kupunguza athari za kutolewa. Mpango huu unapaswa kutengenezwa kwa kubainisha tukio la hali mbaya zaidi la kuaminika kupitia tathmini za hatari na kisha kutabiri matokeo kwa kutumia modeli ya mtawanyiko. Mpango huu unapaswa kujumuisha njia ya kuwaarifu wafanyikazi na jamii, mpango wa uokoaji, huduma za dharura na mpango wa kurejesha.
Usafirishaji wa kemikali za kilimo unapaswa kuchunguzwa kikamilifu ili kuchagua njia salama zaidi—ambayo inapunguza udhihirisho ikiwa tukio litatokea. Mpango wa kukabiliana na dharura ya usafiri unapaswa kutekelezwa ili kushughulikia matukio ya usafiri. Mpango huu unapaswa kujumuisha nambari ya simu ya jibu la dharura iliyochapishwa, wafanyikazi wa kampuni ili kujibu simu na, wakati mwingine, timu ya kukabiliana na dharura ya tovuti ya ajali.
Uchachushaji ni njia ya kuzalisha baadhi ya bidhaa za afya ya wanyama. Uchachishaji kwa kawaida si mchakato hatari, kwani unahusisha kukuza utamaduni kwa kutumia njia ya lishe kama vile mafuta ya nguruwe, glukosi, au wanga. Wakati mwingine amonia isiyo na maji hutumiwa kudhibiti pH (asidi) au kama kirutubisho, kwa hivyo mchakato unaweza kuhusisha hatari. Viyeyusho vinaweza kutumika kutoa seli zinazotumika, lakini idadi na mbinu ni kwamba inaweza kufanywa kwa usalama. Urejelezaji wa vimumunyisho hivi mara nyingi ni sehemu ya mchakato.