СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ЭКОЛОГО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ЭКСПОЗИЦИИ ПЕСТИЦИДАМИ
(по материалам 9-го Международного Конгресса по химии пестицидов ИЮПАК и Международной конференции "Здоровье, окружающая и производственная среда, безопасность труда в сельском хозяйстве на рубеже двух тысячелетий")

М.А. Клисенко, д. б. н., проф., В.Ф. Демченко, к. б. н.,
Т.Л. Макарчук, к. х. н.

Институт медицины труда АМН Украины, г.Киев
Институт экогигиены и токсикологии МЗ Украины, г. Киев

Человечество вступает в третье тысячелетие с грузом нерешенных проблем. Одна из них, нерешенность которой может поставить популяцию человека на грань выживания — проблема влияния на здоровье человека загрязнения среды его обитания токсическими веществами, которые вносятся в биоценоз преднамеренно — химическими средствами защиты растений (пестицидами).

По прогнозам многих специалистов население Земного шара к первой половине CCI века удвоится, что неизбежно повлечет увеличение потребления продуктов питания. На Земле есть три основных источника пищи: океан, природная растительность и сельскохозяйственное производство. Из-за естественного ограничения ресурсов первых двух главным источником получения продуктов питания является сельскохозяйственное производство. По многочисленным данным, третья часть урожая погибает от вредителей и болезней растений, от сорняков [V. Zakharenko]. В связи с этим прменение пестицидов для защиты урожая стало неизбежным злом. Масштабы производства и применения пестицидов с позиций их влияния на здоровье человека и окружающей среды достигло критической точки. Так, например, только в Китае ежегодно производится 1,5 млн тонн технических пестицидов [C. Hong].

К разработке стратегии предупреждения опасности пестицидов привлечено внимание специалистов многих стран [A. Fait, Yu. Kundiev, F. Kaloyanova-Simeonova и др.]. Примечательно, что практически в одно время состоялось два международных форума, посвященных безопасности применения пестицидов: 9-й Международный Конгресс по химии пестицидов ("Пища, окружающая среда") Международного Союза Чистой и Прикладной Химии (Англия, Лондон, 2–7 августа 1998 г.) и Международная конференция под эгидой ВОЗ, МОТ и МАСМСГ "Здоровье, окружающая и производственная среда, безопасность труда в сельском хозяйстве на рубеже двух тысячелетий" (Украина, г. Киев, 8–11 сентября 1998 г.). В форумах приняло участие более 2000 человек из 128 стран мира.

В настоящем сообщении представлен анализ материалов указанных форумов [1-3].

На современном этапе развития представлений об охране здоровья человека и окружающей среды в связи с применением агрохимикатов приоритетным направлением является разработка методологии оценки опасности (риска) как при их производстве и применении, так и при потреблении пищи, содержащей остаточные количества пестицидов, а также проживании в экологически небезопасных районах [Ю. Кундиев, И. Трахтенберг, F. Kaloyanova-Simeonova и др.]. Возникла необходимость в научном обосновании принципиально новых критериев и методических подходов к оценке опасности химических средств защиты растений. В результате проведенного анализа действующих в 76 странах классификаций опасности пестицидов, а также классификаций ВОЗ и стран ЕС выявлены различия в методологических подходах, предлагаемых критериях и оценке их значимости [Ю. Кундиев, Е. Горбань]. Во многих странах (США, страны ЕС, Украина, Росссия) происходит обновление действующих классификаций [Ю. Каган, Ю. Кундиев, Н. Проданчук, В. Ракитский].

В Украине классификация опасности пестицидов, предложенная Л.И. Медведем, дополнена в соответствии с современными представлениями токсикологии и гигиены в Институте экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя, Институте медицины труда АМН Украины, Национальном медицинском университете им. А.А. Богомольца.

Основными критериями опасности пестицидов избраны интегральные показатели, учитывающие все виды токсического действия, такие как допустимая суточная доза (ДСД), предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны или атмосферном воздухе. В новых классификациях с учетом многолетнего производственного опыта дано теоретическое обоснование и расширены возможности применения выбранных критериев [Ю. Кундиев, Ю. Каган, В. Ракитский, М. Малышева, А. Потапов]. Принципы современных классификаций являются основополагающими в новых законодательных актах и международных программах в рассматриваемой области.

В 1996 г. Конгресс США принял Акт о защите качества продуктов питания. Закон вносит существенные изменения в проведение оценки опасности пестицидов, требуемой для их регистрации. Закон предусматривает проведение оценки опасности при всех путях поступления (пероральном, ингаляционном, дермальном) как для индивидуальных химикатов (общая экспозиция), так и для групп препаратов с аналогичным механизмом действия (кумулятивная экспозиция). Оценке опасности подлежат все источники питания, включая питьевую воду. Закон предусматривает исследование ингаляционной и дермальной экспозиции при обработке газонов и приусадебных участков, при использовании в жилых помещениях; содержит специальные требования к исследованию опасности для новорожденных и детей; как дополнительный фактор риска особо отмечены эстрогенные и другие эндокринные эффекты. В последнее время ряд международных и национальных организаций разработали программы научных исследований по унификации методических подходов оценки опасности экспозиции. Программа Европейского Союза (SМТ4-СТ-96-2028) направлена на развитие новых математических моделей, новых алгоритмов, обеспечивающих достоверность данных, характеризующих опасность пестицидов. В рамках этой программы Европейская комиссия DG X11 финансировала многие из выполняемых в этой области работ. Исследования проводились в нескольких направлениях.

Изучено содержание остаточных количеств пестицидов в пищевых рационах (главным образом овощных и фруктовых) жителей нескольких стран. Для оценки содержание остатков пестицидов в рационах, а также овощах и фруктах, употребляемых в пищу в свежем виде, сопоставлялось с ДСД. Подготовлены предложения по обоснованию требований к исследованиям влияния кулинарной обработки как в домашних, так и производственных условиях [U. Banasiak].

Мониторинг рационов питания жителей Италии, проведенный в 1994 г. показал, что суточное поступление пестицидов в организм потребителя не превышал 0,01–4,5 % ДСД [J. Camoni]. Исследования продолжены в 1995–97 гг. в районе Ломбардии. Более 50 % проб овощей и фруктов не содержали остатки пестицидов, в 40 % содержание не превышало национальные регламенты и только в 1 % проб отмечено превышение максимального допустимого уровня остатков пестицидов (MRL). Наиболее часто наблюдали загрязнение плодов апельсинов, киви, картофеля [M. Bersani]. Интересные данные получены специалистами Германии - в привезенных из Испании цитрусовых, которые рекламировались как "необработанные", найдены остаточне количества 5–13 пестицидов [E. Scherbaum]. Фрукты, выращенные в Корее, содержали остатки фосфорорганических пестицидов, но их суточная нагрузка на организм потребителя не превышала 1 % от ДСД [M. Hong]. По данным Министерства здоровья и соцобеспечения Японии из 160000 проб продуктов питания, характерных для населения островов, только в 22 пробах содержание остатков пестицидов превышало национальные регламенты. Среднесуточное поступление 68 приоритетных для страны пестицидов с рационом питания не превышало ДСД [T. Nakagaki]. Результаты многолетнего мониторинга пищевых продуктов в Венгрии показывают, что остаточные количества пестицидов в 97-100 % случаев не превышают регламенты национальные и Кодекса Алиметариус. Однако, регламенты содержания пестицидов, утвержденные ЕС, более жесткие, что затрудняет принятие решения о качестве продукта. Так, например, из 1400 образцов яблок, прошедших контроль в 1997 г., остаточные количества дитиокарбаматов найдены в 33 пробах в количествах, не превышающих регламенты Кодекса (3 мг/кг), в 97 % случаев не превышающих национальные нормативы (1 мг/кг), но только 6 % образцов соответствовали регламенту ЕС (0,05 мг/кг) [L. Guorfi]. Этот пример наглядно иллюстрирует необходимость гармонизации международных и национальных гигиенических регламентов. В рамках Программы качества продуктов питания Швеции в 1994–1997 гг. проведен анализ на содержание пестицидов более 21000 образцов фруктов, овощей, детского питания, зерна и продуктов его переработки (всего 176 видов продуктов питания из 88 стран). Пробы продуктов отбирались в продуктовых магазинах. В 84,5 % проб зерна и продуктов его переработки остатки пестицидов не обнаружены, но в 1,3 % их содержание превышало регламенты. Эти результаты свидетельствуют об улучшении качества зерновых продуктов по сравнению с 1990–1993 гг. Аналогичные результаты получены в Финляндии [J. Pihlava]. В пробах овощей и фруктов остаточные количества превышали регламенты в 3,5 % проб, что выше показателя прошлых лет. Наиболее часто в зерновых продуктах обнаруживали остатки фосфорорганических (малатион, пиримифос-метил) и хлорорганических пестицидов [S. Andersson]. В Великобритании ежегодно получают 60000–80000 результатов анализов рационов и различных продуктов питания (фрукты, овощи, продукты животноводства, рыба). В 1996 г. превышение MRL отмечено менее, чем в 1 % проб. Стоимость ежегодного мониторинга оценивается приблизительно 1,7 млн. фунтов стерлингов.

Обобщая и анализируя данные мониторинга остатков пестицидов в суточных рационах питания и пищевых продуктах стран Европы и США, профессор Berry Sircolin приходит к заключению, что качество пищи по этому показателю улучшилось и представляет меньшую опасность, чем загрязнение микробами и природными токсинами. Улучшение качества продуктов питания достигнуто благодаря разработке законодательных мер, затрате значительных средств и труда для организации и проведения мониторинга продуктов питания. Усилия в этом направлении должны быть продолжены.

Особого внимания заслуживают работы по оценке опасности экспозиции новорожденных и младенцев при вскармливании материнским молоком. Особую тревогу вызывает наблюдаемые в Украине случаи превышения нормативов ФАО/ВОЗ суточного поступления хлорорганических пестицидов в организм новорожденных с молоком матери [В. Демченко]. В Словакии наблюдают увеличение концентрации гамма-изомера гексахлорциклогексана в молоке кормящих матерей по сравнению с 1970–1975 гг. [V. Prachar, J. Kovacicova]. Для оценки опасности экспозиции авторы рекомендуют модель сравнения наблюдаемых концентраций с недействующей дозой (NOEL).

Продолжается совершенствование подходов к оценке профессиональной экспозиции пестицидами при их применении в сельском хозяйстве, токсиколого-гигиенической оценке условий труда операторов. Обсуждаются различные методы расчета уровней воздействия и оценки риска воздействия, дан их критический обзор [В. Кирсенко].

В проектах оценки риска большое внимание уделено оценке опасности дермальной экспозиции при производственных контактах с пестицидами. Сравнение двух методических подходов к измерению этого параметра (метод нашивок и метод экспозиции всего тела) показало, что метод нашивок дает результаты несколько завышенные. Но применение второго способа в полевых условиях крайне затруднено из-за сложностей с привлечением волонтеров [C. Glass].

При производственном контакте с пестицидами операторы (трактористы, заправщики, бонификаторы и др.) наряду с дермальной подвергаются ингаляционной экспозиции. В отдельных случаях ингаляционная доза может достигать 23–81 % от общей экспозиционной дозы [Л. Александрова, В. Демченко].

Критерием риска производственной экспозиции могут служить не только данные пассивной дозиметрии, но и результаты биомониторинга, что убедительно показано в работах F. Selman, Л. Александрова, В. Демченко (работа отмечена премией на Конференции). Созданы банки данных о производственной ингаляционной экспозиции операторов (European Predictive Operator Exposure Model – EUROPOEM и North American Pesticide Handlers Exposure Database – PHDE). Одновременно с оценкой производственной экспозиции проводится исследование эффективности спецодежды [J. Vidal, A. Tuomainen] и гигиеническая оценка аппаратуры [D. Brauwer].

Тревогу всего мира вызывает загрязнение пестицидами окружающей среды. Учитывая важность проблемы на Конгрессе был объявлен конкурс на лучшую работу в этой области. Известны многочисленные работы, характеризующие уровни загрязнения объектов окружающей среды (почва, вода, атмосферный воздух, растения) в различные сроки после применения пестицидов на сельскохозяйственных угодьях. Для разработки единых методических подходов к оценке опасности загрязнения окружающей среды для здоровья во многих странах созданы рабочие группы. Так, например в рамках проекта ЕС создана рабочая группа FOCUS (Forum for the Coordination of Pesticide Fate Models and their Use), группа PWG (The Pyretroid Working Group) в США и другие. Задача групп разработать единые математические модели расчета прогнозируемых концентраций (ПК) пестицидов в объектах окружающей среды, сопоставить их с параметрами токсического эффекта (NOEL, ЛС50 и др.). Группы разработали модели расчета ПК в атмосферном воздухе [R. Guicherit], в почве [P. Adriaanse], грунтовых [J. Boesten] и поверхностных водах [M.Trevisan]. Разработанные модели и компьютерные программы позволили составить карту ПК и опасности экспозиции вод рек Европы [M. Klein]. Эта работа отмечена дипломом Конгресса.

Потоками атмосферного воздуха пестициды могут переноситься на далекие расстояния от места применения. Транспорт пестицидов с воздухом может приводить к загрязнению как ближних, так и отдаленных экосистем. Масштабная работа по изучению транспорта и судьбы пестицидов в горном районе Сиерра Невада вблизи Национального парка секвой и в бассейне реки Patuxent, 30% воды которой используют для выращивания кукурузы и сои, позволила вывести основные закономерности процессов переноса пестицидов с учетом гидробиологических, метеорологических и ландшафтных особенностей [L. McConnell]. Работа отмечена дипломом Конгресса.

В Нидерландах организована рабочая группа для разработки модели оценки риска экспозиции атмосферного воздуха. Параметром токсического эффекта избрана недействующая концентрация в хроническом эксперименте [R. Guicherit].

Опасность для здоровья человека представляет загрязнение окружающей среды в результате чрезвычайных происшествий. Наблюдение за распадом трефлана в отходах после аварии автотранспорта при транспортировке (г. Киев, 1996) показало, что через три года после происшествия содержание пестицида в отходах почвы значительно превышало ПДК и для достижения безопасных уровней необходимо еще не менее двух лет [Т. Макарчук]. Работа отмечена дипломом Конгресса.

С целью уменьшения риска загрязнения окружающей среды ведется интенсивный поиск средств защиты растений, не представляющих опасности для здоровья человека. Во многих странах, главным образом, тропических, проводится скрининг природных соединений, выделенных из растений или почвы. Однако, практические успехи достигнуты лишь в немногих случаях. Так, в 1982 г. из почвы побережья одного из Карибских островов выделены активные вещества, образуемые микроорганизмами Saccharopolyspora spinosa, которые названы спиносинами A и D. Соединения используют для борьбы с вредителями хлопка [G.D. Crouse]. Значительные успехи достигнуты в синтезе веществ природного происхождения, выделенных из Halichondria okadai, обладающих высокой биологической активностью благодаря специфическому ингибированию протеин фосфатазы РР-1 и РР-2А [S. Ley].

Конец ХХ столетия ознаменовался развитием в области производства качественной сельскохозяйственной продукции принципиально новой технологии защиты растений - биотехнологии. Получены растения, у которых генетический код изменен таким образом, что они обладают устойчивостью к вредителям и болезням - трансгенные продукты. Многие исследователи [А. Созинов, И. Саноцкий] считают, что выращивание трансгенных продуктов открывает путь к безопасному для здоровья человека и окружающей среды резкому увеличению объемов производства и качества продуктов питания. Трансгенные растения высеваются в США, Канаде на миллионах гектар. Опытно-производственные исследования с трансгенными образцами картофеля проводятся в Украине. Вместе с тем немало специалистов, как в Украине, так и за рубежом считают недопустимым изменение законов, данных Природой, и прогнозируют возможные непредсказуемые отрицательные результаты внедрения этой технологии [В. Кордюм]. Пока нет окончательного ответа на вопросы, связанные с безопасностью для человека трансгенных продуктов. Серьезность проблемы усугубляется тем, что законодательство, регламентирующее безопасность производства и потребления биотехнологической продукции, в том числе на основе генетически модифицированных организмов, в Украине отсутствует, а в мире только формируется. Следует отметить, что в Великобритании Исполнительный Комитет по Здоровью и Безопасности строго контролирует производство трансгенной продукции и штрафует фирмы, не соблюдающие национальные регламенты.

Оценка опасности экспозиции может быть достоверной лишь при условии использования правильных методов определения остаточных количеств пестицидов в различных средах.

Расширение и углубление мониторинга пестицидов, производство и применение препаратов новых поколений, значительное уменьшение норм расхода новых препаратов (до 50 г/га), внедрение новых технологий применения требуют постоянного совершенствования приемов определения микроколичеств пестицидов.

Исследования проводятся в нескольких направлениях. Значительное внимание уделено совершенствованию известных и разработке новых методик, обладающих высокой чувствительностью и точностью.

Разработаны методики, которые дают возможность определить более 100 пестицидов в одной пробе, что позволяет значительно сократить продолжительность и стоимость анализа [A. Ambrus].

Уменьшение норм расхода препаратов потребовало значительного уменьшения количественных пределов определения до нг/кг продукта. Таким требованиям отвечают методы жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ЖХ/МС, ЖХ/МС/МС) [V. Bornemann]. Трехлетний опыт применения жидкостных хроматографов с тандемной масс-спектрометрией (ЖХ/МС/МС) для мониторинга пестицидов в различных средах в Германии [U. Zimmermann, H. Allmendinger] показал эффективность использования такого типа аппаратуры не только для научных исследований, но и для рутинных анализов. Для повышения селективности определения разработаны иммуноферментные методы идентификации пестицидов различного химического строения [T. Miyamoto, R. Baumann].

В рамках проекта ЕС 96/46 разработана газохроматографическая с масс-спектрометрическим детектированием методика определения 16 приоритетных пестицидов (фосфорорганические, некоторые хлорорганические и пиретроидные препараты) в цельной крови. Подолжительность анализа 20 мин, объем крови 1мл. Чувствительность определения 0,03–0,2 мкг/мл. Методика используется для целей экобиомониторинга [T. Frenzel].

Анализ материалов международных форумов позволяет не только обобщить накопленный опыт, но и определить основные пути решения проблемы безопасного для здоровья человека применения агрохимикатов в Украине.

ЛИТЕРАТУРА
1. Abstracts. International Conference "Environmental and Occupational Health and Safety in Agriculture on the Boundary of Two Millennia". Kyiv, Ukraine, September 8–11, 1998. Under the aegis of WHO, ILO, and IAAMRH. –Kyiv: Institute for Occupational Health of the Academy of Medical Sciences of Ukraine, 1998. –140 p.
2. Book of Abstracts 9th International Congress "Pesticide Chemistry. The Food-Environment Challenge". Queen Elizabeth II Conference Centre, Westminster, London, UK 2–7 August 1998. –London:The Royal Society of Chemistry, 1998. –V.1, V.2.
3. Pesticide Chemistry and Bioscience (Ed. by G.T.Brooks, T.R.Roberts).–UK: The Royal Siciety of Chemistry, 1999. –439 p.


| Содержание |