ТОКСИКОЛОГІЯ ПЕСТИЦИДІВ
УДК 613.6+616.631.8
В.М. Воронина, к.б.н., С.С. Светлый, к.м.н., А.П. Гринько, к.х.н., Е.М. Кузнецова
ТОКСИКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НОВОГО ОТЕЧЕСТВЕННОГО ГЕРБИЦИДА ОТАМАН
Институт экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя, Киев, Украина
В Украине, как и в других государствах, из года в год находят применение новые химические средства защиты растений, которые в большинстве случаев превосходят предшественников и аналогов по эффективности, технологическим характеристикам, безопасности для здоровья человека и окружающей среды. Однако, к некоторым пестицидам интерес специалистов по защите растений с годами не снижается. К таким соединениям относится фосфорорганический гербицид — глифосат. Согласно "Переліку пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні" в нашей стране для обработки вегетирующих сорняков зарегистрировано 17 гербицидов, действующим веществом которых является глифосат. В их числе: Глисол, 36% водный раствор в.р. (Россия), Глифоган 48% в.р. (Израиль), Лендмастер, 30% в.р. и Раундап 48% в.р. (США), Ураган 48% в.р. (Англия), Утал (Украина) и др. Глифосат входит в состав 3 смесевых препаратов: лендмастер, раундап сухой и чистарт. Наряду с этим разрешены для розничной продажи населению и применению в личных подсобных хозяйствах препараты: Глифоган 48% в.р. (Израиль) и Раундап 48% в.р. (США).
Новый отечественный препарат Отаман на основе соли глифосата в виде 41,0% в.р. производит ЗАО "Химагросервис". Действующее вещество гербицида — 62% изопропиламинная соль глифосата поставляется в Украину из Индии. Отечественный препарат Отаман, 41% в.р. рекомендуется использовать однократно в качестве системного неселективного гербицида для борьбы с однолетними и многолетними сорняками на полях, предназначенных для посева кукурузы, сахарной свеклы, подсолнечника, картофеля, зерновых, овощных культур при норме 2,0—5,0 л/га, а также против однолетних и многолетних злаковых и двудольных на полях, где выращиваются яровые зерновые культуры, картофель, овощные при норме расхода от 2,0 до 6,0 л/га, в личных приусадебных участках — 40—60 мл/10 л воды на 0,01 га. Препарат проявляет высокую активность против пырея ползучего, вьюнка, осоки розовой и ряда других растений, у которых корневая система глубоко развивается в почве. Положительным является то, что опрыскивание препаратом Отаман, 41% в.р. проводится однократно осенью после сбора урожая.
Цель работы — оценка потенциальной опасности для человека и окружающей среды использования гербицида Отаман, 41% в.р. в агропромышленном комплексе и в условиях личных подсобных хозяйств.
Для достижения цели необходимо было изучить токсическое действие 41% водного раствора Отамана, дать гигиеническую оценку условий труда лиц, занятых прменением Отамана, исследовать степень загрязнения этим веществом объектов окружающей среды.
Материалы и методы исследования
Гербицид Отаман, 41% в.р. — прозрачная вязкая жидкость желтовато-коричневого цвета с ароматическим запахом, плотность — 1,171. В ее состав входят: действующее вещество глифосат (в форме N-фосфонометилглицин изопропиламинной соли 62%, фирмы "Excel Іndustries limited", Индия) — 480 г; полиоксиэтиленамин (ПАВ) — 150 г и до 1 л вода.
Глифосат имеет следующую структуру:
Эмпирическая формула: С3Н8NО5P, молекулярная масса — 169,1. Глифосат — кристаллическое вещество белого цвета без запаха, растворимость в воде — 12 г/л при 25°С, не растворим в большинстве органических растворителей. Коэффициент распределения октанол/вода logKo/в = 4,1. Давление пара низкое — 7,5х10-8 мм.рт.ст. (25°С).
Токсикологические и гигиенические исследования проводили в соответствии с [1]. Пробы воздуха и почвы отбирали в соответствии с [2]. Забор воздуха осуществляли с помощью электроаспиратора "Тайфун С" на фильтры (во время опрыскивания), а также поглотительные приборы, заполненные жидкой поглотительной средой (после опрыскивания, в период возможного выделения паров). Смывы с поверхностей открытых кожных покровов работающих производили обезжиренными ватными тампонами, смоченными этиловым спиртом, после завершения технологических производственных операций. При исследовании загрязнения спецодежды в качестве поглотителей использовали
Определение в воздушной среде содержания глифосата проводили в соответствии с [3], почву анализировали в соответствии с [4].
До начала работ и после их завершения проводили медицинский осмотр работающих (определение частоты пульса, оценка состояния кожных покровов и слизистых оболочек). Рабочие были обеспечены средствами индивидуальной защиты. Все операции проводили при допустимых метеорологических условиях [1].
Статистическая обработка цифровых данных проведена по методу вариационной статистики [5].
Результаты и их обсуждение
В опыте с однократным введением гербицида Отаман в желудок установлено, что ЛД50 его составляет для белых мышей (самцов) 4580 мг/кг и белых крыс (самцов и самок) более 5000 мг/кг. Не выявлено колебаний видовой и половой чувствительности животных к действию пестицида. У животных, подвергавшихся воздействию гербицида на уровне токсических доз, наблюдалась заторможенность, одышка. Гибель наступала в течение 1 сут после введения.
После нанесения гербицида на кожу крыс и кроликов в дозе 3000 мг/кг признаков интоксикации и гибели животных не отмечено. Следовательно, ЛД50 превышает 3000 мг/кг. Признаков раздражения кожи животных не наблюдалось. Слизистые оболочки глаз препарат раздражает слабо и только при воздействии 41% водного раствора.
При однократном ингаляционном воздействии (экспозиция 4 ч) максимальная (технически достижимая) исследованная концентрация 5500 мг/м3 не вызывала гибели крыс и видимых признаков интоксикации. Следовательно, ЛК50 превышает 5500 мг/м3.
В опытах на морских свинках исследовали аллергенное действие путем накожной сенсибилизации с применением иммунологических тестов. Аллергенного действия гербицида Отаман не выявлено: кожных проявлений развития процесса после нанесения вещества в разрешающей дозе не отмечено, достоверных различий между результатами исследования иммунологических тестов у опытных и контрольных животных не было: РСЛЛ 7,80±0,09% в контроле и 8,5±0,04 в опыте; РДТК 3,12±0,08 в контроле и 3,7±0,23 в опыте.
Гербицид не проявлял кумулятивные свойства (метод Lim еt al в модификации К.К. Сидорова). Так, при ежедневном пероральном введении препарата белым крысам на протяжении 28 дней в количестве 500 мг/кг (0,1 максимальной дозы, каждые 4 дня эта доза увеличивалась в 1,5 раза) животные не погибали, видимых признаков интоксикации у них не наблюдалось, значимых изменений показателей функционального состояния печени, почек, центральной нервной системы и крови в проведенных исследования не отмечалось.
Таким образом, гербицид Отаман по параметрам острого токсического действия относится к Ш классу опасности (умеренно опасен) [6].
Анализируя данные литературы и досье ЗАТ "Агрохимсервис" можно отметить, что действующее вещество препарата Отаман, 41% в.р. — технический глифосат по параметрам острой токсичности тоже умеренно опасен [7, 8].
Изучение токсикодинамики глифосата в условиях хронического воздействия позволило выяснить основной механизм токсического действия препарата на организм, который проявляется в его участии в процессах окислительного фосфорилирования. Глифосат — фосфорорганический препарат, у которого антихолинэстеразное действие выражено слабо [7].
Подпороговые дозы глифосата, установленные в хроническом двухгодичном эксперименте, составляют для крыс — 32 мг/кг, мышей — 750 мг/кг. Доза глифосата, не оказывающая токсического действия (исследовали в течение 1 года), для собак — 500 мг/кг.
Технический глифосат фирмы "Excel Іndustries limited" (Индия) был изучен в Indian Institute of Toxicology на мутагенную активность в тесте Эймса, тесте на индукцию микроядер в клетках костного мозга мышей и тесте на индукцию доминантных летальных мутаций у крыс. Мутагенного действия гербицида не установлено. Канцерогенный эффект не выявлен у крыс самцов и самок линии Sprague Dawley в дозах 3000, 15000 и 25000 ppm.
Сравнительный анализ параметров токсичности глифосата технического фирмы "Excel Іndustries limited" (Индия) и глифосата, производимого другими фирмами, показал, что величины их доз, полученные в острых и хронических опытах, находятся примерно на одном уровне; тератогенное, эмбриотоксическое действие и состояние репродуктивной функции лабораторных животных не являются лимитирующими показателями в определении опасности препарата [7, 8]. В организме лабораторных животных абсорбируется 30—36% введенного количества глифосата. Из организма обезьян в течение 24 ч с мочой выводится 80% препарата, а в течение 7 сут выделяется 94-99%. В качестве главного метаболита в организме лабораторных животных определен АМРА (аминометил фосфоновая кислота), которая составляет 0,2—0,3% введенного радиоактивного соединения.
Таким образом, действующее вещество препарата Отаман, 41% в.р. — технический глифосат (фирмы "Excel Іndustries limited", Индия) по токсическому воздействию на организм относится к Ш классу опасности, местно-раздражающего и аллергенного действия не оказывает. Отдаленные эффекты не являются лимитирующим критерием при оценке его опасности.
Положительной ососбенностью гербицида, как свидетельствуют данные литературы о поведении глифосата в объектах окружающей среды, является малая стойкость в продуктах урожая. При обработке почвы под посевы зерновых и овощей с повышенными нормами расхода препарата (9 л/га) в период сбора урожая остаточные количества в зерне пшеницы, рисе и других культурах были ниже предела аналитического метода определения. При воздействии на сорняки глифосат всасывается через листья, транслоцирует по всему растению, предотвращает образование аминокислот, что приводит к гибели растения. Остатки глифосата могут быть смыты с растений в почву. Из почвы корни растений гербицид не всасывают. Стойкость глифосата в почве коррелирует с содержанием в ней гуминовых веществ, реакцией почвенного раствора, механическим и минеральным составом. Мобильность глифосата в песчаных почвах значительно выше, чем в глинистых. Глифосат следует отнести к стойким соединениям в водной среде. Снижение уровня гербицида в водной системе происходит в результате воздействия ульрафиолетового излучения и за счет влияния микрофлоры. В полевых и лабораторных условиях не установлено способности глифосата накапливаться в рыбе, моллюсках и ракообразных.
Гигиенические исследования по оценке условий труда проводили на основании результатов определения вещества в воздухе рабочей зоны на различных рабочих местах, в смывах с открытых участков кожи и нашивок на спецодежде, анализировали в динамике содержание глифосата в грунте.
В соответствии с планом государственных испытаний химических средств защиты растений обработка гербицидом Отаман, 41% в.р. была проведена в сельхозугодьях ООО "Украина-Агро" (4 га) в осенний период, норма расхода препарата — 6 л/га, объем использованной рабочей жидкости 300 л/га. При обработке использован опрыскиватель ОП-1200 с шириной захвата штанги 17 м, технологически обеспечивал работу опрыскивателя и его передвижение трактор ЮМЗ. Управление штангой осуществлялось из кабины трактора.
Результаты проведенных исследований показали, что в данных условиях применения препарат Отаман в воздух рабочей зоны не поступает. В воздухе зоны сноса в 50 м от края поля в период обработки гербицид также не выявлен. Через 1 ч после опрыскивания и через 4 сут в пробах воздуха, отобранных в 50 м от обработанного участка, не отмечалось наличия глифосата.
Как следует из результатов проведенных исследований, на поверхности открытых кожных покровов заправщика глифосат не обнаружен. На перчатках, а также на спецодежде не установлено наличия препарата, при этом не были загрязнены ни наружный (ткань), ни средний и внутренний (марля и фильтр) слои нашивок, что указывает на отсутствие возможности проникновения глифосата через спецодежду. Степень профессионального риска для работающих не превышала допустимой. Исследуемые показатели (частота пульса, состояние кожных покровов и слизистых оболочек глаз) работающих не изменялись, жалоб на ухудшение самочувствия во время проведения работ и после их завершения оператор и тракторист не предъявляли.
Оценку условий труда в условиях личного подсобного хозяйства при обработке вегетирующих сорняков в осенний период после сбора урожая гербицидом Отаман 40% в.р проводили в селе Гоголево Броварского района Киевской области. При помощи ранцевого опрыскивателя типа ЭРА (бак емкостью 10 л с вмонтированным ручным насосом и штангой длиной 60 см с распыливающим наконечником, эффективная дальность опрыскивания около 1 м) подвергались обработке сорняки на площади 0,02 га, нормы расхода препарата составляли 40 мл/10 л воды и 60 мл/10 л воды на 0,01 га площади. Общее количество использованного рабочего раствора препарата было по 3 л на 0,01 га. В процессе приготовления раствора, заправке опрыскивателя и проведения обработки сорняков был занят оператор, который использовал средства индивидуальной защиты.
В процессе распыления гербицида с помощью ранцевого опрыскивания в пробах воздуха рабочей зоны оператора, воздуха зоны возможного сноса аэрозоля препарата, в пробах воздуха, отобранного на участках в динамике после завершения обработки, а также в воздухе на расстоянии 100 м от границы участка и на самом участке после опрыскивания глифосат не обнаружен.
Результаты определения показали, что при обработке земельного участка ранцевым опрыскивателем в смывах с открытой поверхности кожи оператора и в нашивках на спецодежде глифосат не обнаружен. Раздражающего действия препарата на кожу и слизистые оболочки работающего не отмечено. Жалобы на ухудшение самочувствия в период проведения работ с препаратом и после их завершения отсутствовали.
Следует отметить, что во всех вариантах использования гербицида (штанговый в условиях агропромышленного комплекса и ранцевый в условиях личных подсобных хозяйств) Отаман, 41% в.р. в пробах воздуха, отобранных на различном рассстоянии от обработанного участка, его действующее вещество (глифосат) не было обнаружено, что свидетельствует об отсутствии опасности загрязнения окружающей среды. Исследование отобранных проб почвы свидетельствует о том, что через 4 сут после однократной обработки препаратом Отаман определялось содержание глифосата в два раза ниже уровня его гигиенического норматива и составляло 0,16—0,27 мг/кг.
Результаты санитарно-химических исследований, гигиеническая оценка условий труда при использовании гербицида в условиях сельскохозяйственного производства и личных подсобных хозяйств позволяют сделать вывод о том, что при оценке условий безопасного применения гербицида Отаман, 41% в.р. (действующее вещество — изопропиламинная соль глифосата фирмы "Excel Іndustries limited", Индия) могут быть использованы гигиенические нормативы в воздухе рабочей зоны (ПДК) и атмосферном воздухе населенных мест (ОБУВ) его действующего вещества — глифосата. Срок выхода людей на обработанные участки при проведении механизированных работ рекомендуется через 3 сут, ручных работ — 7 сут. Материалы к обоснованию гигиенических нормативов гербицида Отаман были доложены и утверждены Комитетм по гигиенической регламентации МЗ Украины.
На основании результатов проведенной работы для предупреждения возможных неблагоприятных эффектов разработаны "Рекомендации по безопасному применению гербицида Отаман, 41% в.р. в условиях личных подсобных хозяйств" и "Инструкция по безопасному применению гербицида Отаман, 41% в.р. в условиях сельского хозяйства", которые позволят обеспечить меры профилактики отрицательного воздействия препарата на работающих и окружающую среду при хранении препарата и работе с ним.
Для обеспечения охраны труда и производственной санитарии все работы с препаратом Отаман, 41% в.р. необходимо организовывать и проводить в соответствии с Государственными санитарными правилами "Транспортування, зберігання та застосування пестицидів у народному господарстві" ДСП 8.8.1.2.001—98.
Литература
1. Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов. /Сост. Антонович Е.А., Каган Ю.С., Спыну Е.И. и др. —Киев, 1988. —212 с.
2. Унифицированные правила отбора проб сельскохозяйственной продукции, продуктов питания и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов. —Киев, 1988. Утв. МЗ СССР №2051—79.
3. Временные методические указания по хроматографическому измерению концентраций глифосата, глифосина и глицина в воздухе рабочей зоны. —Киев, 1987. Утв. МЗ СССР №4379—87. "Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде". —Сб. 18, ч. 1. —Укргосхимкомиссия. —Киев, 1995. —С. 16—22.
4. Методические указания по определению глифосата и его метаболита —аминометилфосфоновой кислоты методом тонкослойной хроматографии в воде и почве. —Киев, 1988. Утв. МЗ СССР №4363—87. "Методические указания по определению микроколичеств пестициов в продуктах питания, кормах и внешней среде". —Ч. ХШ. —Госхимкомиссия СССР. —М., 1983. —С. 46—54.
5. Иванов Ю.И., Погорелюк О.Н. Статистическая обработка результатов медико-биологических исследований на микрокалькуляторах по программам. —М.: Медицина, 1990. —224 с.
6. Гігієнічна класифікація пестицидів за ступенем небезпечності. ДСанПіН 8.87.1.002. —Київ, 1998.
7. Glyphosate. The Pesticide Manual. American chemical society, 1997. —Р. 56.
8. Glyphosate. IPCS WHO, The Pesticide Manuаl, 1994. —Р. 130.