Токсиколого-гигиеническая характеристика пестицидов

В условиях постоянного повышения роли химических воздействий в окружающей и производственной среде проблема оценки степени потенциальной опасности пестицидов является одной из ключевых.

Ко всем пестицидам предъявляются весьма жесткие требования по последствиям от их систематического применения.

По сравнению с химическими веществами другого назначения пестициды имеют ряд особенностей, определяющих их потенциальную опасность для человека и живой природы. Это преднамеренность их внесения в окружающую среду, непредотвратимость циркуляции в ней, возможность контакта с ними больших масс населения, высокая биологическая активность, направленная на уничтожение вредных живых объектов.

Критериями токсичности пестицидов являются величины токсических и смертельных доз при разных путях поступления в организм — через кожу, легкие или желудочно-кишечный тракт. Помимо острой токсичности пестицидов особенно большие требования предъявляются к возможным отдаленным последствиям для человека, животных и прочей биоты, так как при обработке растений 99—99,9% вносимых пестицидов попадают в почву, водоемы, атмосферу и, в конечном результате в сельскохозяйственное сырье.

Многие вещества, будучи малотоксичными, опасны в связи с возможностью мутагенного, тератогенного и канцерогенного действия при влиянии на организм в небольших количествах, близких к реально встречающимся. Они могут оказывать токсическое действие на плод, не принося вреда организму матери и, выделяясь с молоком, затем отрицательно влиять на рост и развитие младенца. Опасность пестицидов для человека определяют рядом критериев, характеризующих возможность поступления в организм и способность оказывать неблагоприятное действие.

К критериям опасности относят их устойчивость в окружающей среде, стойкость к химическим, физическим и прочим факторам при технологической и кулинарной обработке пищевого сельскохозяйственного сырья и продуктов питания.

Степень опасности при работе с пестицидами определяется величинами среднесмертельной (ЛД50) и пороговой (вызывающей минимальные нарушения) доз и концентраций при разных путях поступленил в организм; зоной токсического действия (отношением ЛД50 к пороговой дозе; чем эта зона уже, тем больше опасность острого отравления), способностью проникать через неповрежденные кожные покровы и оказывать токсическое действие, наличием и выраженностью кумулятивных свойств.

В соответствии со стандартом все вредные вещества делят на 4 класса опасности:

I — чрезвычайно опасные, ПДК <0,1 мг/м3;

II — высокоопасные, ПДК 0,1 — 1,0 мг/м3;

III — умеренно опасные, ПДК 1,1 — 10,0 мг/м3;

IV — малоопасные, ПДК > 10,0 мг/м3.

Для оценки опасности пестицидов разработана их классификация по накоплению (кумуляции) их в организме (табл. 4.14). В основе классификации использован коэффициент кумуляции К, представляющий собой отношение суммарной дозы, вызывающей гибель животных при повторном воздействии, к ЛД50 при однократном введении; чем меньше коэффициент К, тем опаснее вещество.

Для оценки токсичности пестицидов в продуктах питания используют так называемую «допустимую суточную дозу» ДСД, которая выражается в мг/кг и обозначает то количество препарата, которое можно принимать ежедневно внутрь в течение всей жизни, не испытывая при этом никаких болезненных симптомов. Эти нормы устанавливаются после опытов над двумя видами животных в течение всей их жизни, а также над двумя поколениями их потомства.

Наибольшая доза, которая в этих экспериментах не вызывала ни каких заболеваний, называется «концентрацией нулевого воздействия» — КНВ (по effect level). Для того, чтобы эти нормы распространить на человека, значение КНВ делят на 100, получая таким образом «допустимую суточную дозу» — ДСД для человека:

Для установления максимально допустимых концентраций пестицидов в различных продуктах питания необходимо знать, какие количества продуктов питания употребляются в пищу ежедневно. Далее необходимо знать для расчета дозы массу тела потребителя. Для пестицидов суточная допустимая доза потребления может быть определена следующим образом:

Таким образом, гигиена и токсикология пестицидов требует глубоких фундаментальных гигиенических, токсикологических и химических исследований, гарантирующих охрану здоровья человека.

Гигиеническая классификация опасных и умеренно опасных пестицидов приведена в табл. 4.15, 4.16.

Общая гигиеническая классификация пестицидов [19]

Показатель

Классы

Чрезвычайно опасные

Опасные

Умеренно опасные

Малоопасные

Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/кг

Менее 50

51—200

201—1000

Более 1000

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/кг

Менее 100

101—500

501—2500

Более 2500

Средняя смертельная концентрация в воздухе, кг/м3

Менее 500

501—2000

2001—20 000

Более 20 000

Коэффициент кумуляции (1/10 ЛД50, 2 мес.)

Менее 1

1—3

3,1—5

Более 5

Стойкость (почва)

Время разложения на нетоксичные компоненты — более 1 года

Время разложения на нетоксичные компоненты —

6—12 мес.

Время разложения на нетоксичные компоненты —

1—6 мес.

Время разложения на нетоксичные компоненты — в течение 1 мес.

Аллергенность

Достаточные доказательства аллергенности для человека в эпидемиологических и (или) клиникоаллергологических исследованиях, подтвержденные специфическими аллерготестами в сочетании или при отсутствии доказательств сенсибилизирующего действия на животных

Ограниченные доказательства аллергенности для человека в эпидемиологических и (или) клинико-аллергологических исследованиях (при ограниченных возможностях специфического аллерготестирования) в сочетании с достаточными доказательствами сенсибилизирующего действия на животных

Достаточные доказательства сенсибилизирующего действия на животных

Отсутствие сенсибилизирующего эффекта в рамках стандартного протокола исследований

Показатель

Классы

Чрезвычайно опасные

Опасные

Умеренно опасные

Малоопасные

Тератогенность (при наличии множественных уродств и редко встречающихся аномалий вещество может быть перенесено в более высокий класс опасности)

Доказана тератогенность для человека в эпидемиологических исследованиях или в порядке исключения, в единичных наблюдениях на людях в сочетании с установленной дозозависимой тератогенностью для животных, включая дозы, нетоксичные для материнского организма

Дозозависимый тератогенный эффект у потомства, включая дозы, нетоксичные для материнского организма или значительное превышение спонтанного уровня уродств у животных при воздействии доз, токсичных для матерей

Наличие тератогенного эффекта у потомства при воздействии доз, токсичных для материнского организма. Отсутствие дозозави- симости тератогенного эффекта

Отсутствие тератогенного эффекта в рамках стандартного протокола исследований

Эмбриотоксичность

Доказана эмбриотоксичность для человека в эпидемиологических исследованиях или в порядке исключения в единичных наблюдениях на людях в сочетании с установленной дозозависимой эмбриотоксичностью в опытах на животных, включая дозы, нетоксичные для материнского организма

Дозозависимые проявления эмбриотоксичности на животных, включая дозы, не токсичные для материнского организма или значительное превышение спонтанного уровня данного эффекта у животных при воздействии доз, токсичных для матерей

Выявление эмбрио- токсичного действия по отдельным показателям у потомства при воздействии доз, токсичных для материнского организма, при отсутствии дозозависимости проявлений данного эффекта

Отсутствие эмбрио- токсичного эффекта в рамках стандартного протокола исследований

Показатель

Классы

Чрезвычайно опасные

Опасные

Умеренно опасные

Малоопасные

Репродуктивная токсичность

Доказано влияние на репродуктивную функцию человека в эпидемиологических исследованиях или в порядке исключения, в единичных наблюдениях на людях в сочетании с дозозависимой репродуктивной токсичностью на животных, включая дозы, не токсичные для материнского и отцовского организмов

Дозозависимые изменения комплекса показателей репродуктивной функции у животных, включая дозы, нетоксичные для материнского и отцовского организмов, или значительное повышение спонтанного уровня данного эффекта у животных при воздействии доз, токсичных для материнского и отцовского организмов

Влияние на отдельные показатели репродуктивной функции у животных на уровне доз, токсичных для материнского и отцовского организмов. Отсутствие дозовой зависимости проявлений данного эффекта

Отсутствие проявлений репродуктивной токсичности в рамках стандартного протокола исследований

Мутагенность

Достаточные доказательства мутагенности для человека в эпидемиологических исследованиях (наличие мутаций в зародышевых и соматических клетках) или в порядке исключения ограниченные доказательства мутагенности для человека (наличие мутаций в соматических клетках) в сочетании с достаточными доказательствами мутагенности

Доказательства для человека по эпидемиологическим данным варьируют от почти достаточных до их полного отсутствия при наличии достаточных доказательств мутагенности для млекопитающих

Достаточные доказательства мутагенности на стандартных лабораторных генетических объектах (не млекопитающие, культуры клеток млекопитающих и человека in vitro) и (или) воспроизводимые позитивные результаты на млекопитающих в дозе, равной или выше МПД

Отсутствие доказательств мутагенности на стандартных генетических объектах в батарее тестов для учета генных и хромосомных мутаций

Показатель

Классы

Чрезвычайно опасные

Опасные

Умеренно опасные

Малоопасные

для млекопитающих (дозозависимая мутагенность в рамках стандартных протоколов исследований в соматических и зародышевых клетках in vivo)

Канцерогенность

Достаточные доказательства канцерогенности для человека или в порядке исключения ограниченные доказательства канцерогенности для человека в сочетании с достаточными доказательствами канцерогенности для животных и полученными на человеке данными о едином для человека и животных механизма канцерогена

Доказательства канцерогенности для человека варьируют от почти достаточных до их полного отсутствия при наличии доказательств канцерогенности для животных

Достаточные доказательства канцерогенности для животных, но с механизмом канцерогена, не действующим на человеке, или достаточные доказательства канцерогенности для животных, но лишь при дозах, превышающих МПД, или ограниченные доказательства канцерогенности для животных при отсутствии генотоксичности в наборе тестов

Отсутствие канцерогенности у двух видов животных при отсутствии генотоксичности в наборе тестов в рамках стандартных протоколов исследований

Гигиеническая классификация опасных и умеренно опасных пестицидов по аллергенности [19]

Под-

класс

Классы

Опасные

Умеренно опасные

А

Достаточные доказательства чрезвычайно сильного сенсибилизирующего действия на животных: развитие сенсибилизации при всех способах ее воспроизведения у 100% животных при высокой достоверности (р < 0,001-^0,01) различий среднегрупповых показателей специфических аллерготестов in vivo и in vitro

Умеренный аллерген: развитие сенсибилизации более, чем у 30% животных при достоверном (р < 0,05) различии среднегрупповых показателей по наиболее чувствительным специфическим аллерготестам in vivo и in vitro

В

Достаточные доказательства сильного сенсибилизирующего действия на животных: развитие сенсибилизации при всех способах ее воспроизведения более, чем у 50% животных при достоверном (р < 0,01 -=-0,05) различии среднегрупповых показателей специфических аллерготестов in vivo и in vitro

Слабый аллерген: развитие сенсибилизации у единичных (менее 30%) животных при отсутствии достоверного различия среднегрупповых показателей специфических аллерготестов in vivo и in vitro

Таблица 4.1 б

Гигиеническая классификация опасных пестицидов по мутагенности и канцерогенности [19]

Показа-

тель

Подкласс

Мутагенность

Единичные эпидемиологические наблюдения мутагенного эффекта в соматических клетках человека при наличии дозозависимой мутагенности в соматических и зародышевых клетках млекопитающих in vivo

Отсутствие доказательств мутагенности для человека и наличие дозозависимой мутагенности в соматических и зародышевых клетках млекопитающих in vivo

Отсутствие дозозависимой мутагенности на млекопитающих, но наличие воспроизводимых позитивных результатов на млекопитающих в дозе максимально переносимой (МПД) в сочетании с достаточными доказательствами мутагенности на стандартных лабораторных генетических объектах (не млекопитающие, культуры клеток млекопитающих и человека in vitro)

Показа-

тель

Подкласс

Канце-

роген-

ность

Ограниченные доказательства канцерогенное™ для человека в сочетании с достаточными доказательствами канцерогенное™ для животных или достаточные доказательства канцерогенное™ для животных в сочетании или с доказательствами единого для человека и животных механизма канцерогенеза, или с необычными проявлениями канцерогенное™

Ограниченные доказательства канцерогенное™ для человека в сочетании с ограниченными доказательствами для животных или достаточные доказательства канцерогенное™ для животных с развитием опухолей в органах с низкой частотой спонтанных новообразований, или в порядке исключения только ограниченные доказательства канцерогенное™ для человека

Достаточные доказательства канцерогенное™ для животных с развитием опухолей в органах с высоким спонтанным фоном или ограниченные доказательства канцерогенное™ для животных, сочетающиеся с ее необычными проявлениями или с геноток- сичностью в наборе тестов, или в порядке исключения только эпидемиологические данные, по степени доказательности находящиеся между ограниченными и неадекватными доказательствами

Рассмотрим некоторые основные группы пестицидов.

Хлорорганические пестициды (ХОП) применяют в сельском хозяйстве в качестве активных инсектицидов, акарицидов и фумигантов в борьбе с вредителями зерновых и технических культур.

Из-за высокой устойчивости в окружающей среде и способности к биоконцентрации в пищевых цепях ХОП превратились в глобальные загрязнители. Им присущи сверх- или выраженная кумуляция. Большинство ХОП плохо растворимы в воде, но хорошо — в органических растворителях, в том числе жирах.

Метаболизм хлорированных ароматических углеводородов — гексахлорбензола, ДДТ и его аналогов, метоксихлора и др. во внешней среде и различных биологических средах протекает по механизмам восстановления и дегидрохлорирования. Общепризнан ряд возможных путей метаболизма ДДТ в живых организмах: окисление до ДДА (дих- лодифенилуксусная кислота); дигидрохлорирование до ДДЭ (2,4-дихло- рэтилен); восстановительное дехлорирование до ДДД (4,4-дихлордифе- нилдихлорметилметан).

ДДД — это активный контактный инсектицид, лишь несколько уступающий ДДТ по токсичности. Для теплокровных особенно опасна его высокая хроническая токсичность.

Реакция дегидрохлорирования свойственна также и другой группе хлорорганических соединений, например, продуктам хлорирования циклопарафинов, к которым относится гексахлорциклогексан (ГХЦГ). Под влиянием микроорганизмов ГХЦГ превращается в пен- тахлорциклогексан, переходящий затем в трихлорбензол, которые, в свою очередь, взаимодействуют с сульфгидрильными группами аминокислот.

ХОП обладают эмбриотоксическим действием (гексахлорбутадиен, линдан, ДДТ, каптан, кельтан, мильбекс); вызывают пороки развития (ДДТ, эупарен) и мутагенные изменения (ДДТ, линдан, кельтан, каптан). Некоторые из ХОП являются канцерогенами (ГХЦГ, гептахлор, каптан, линдан, фталан) и аллергенами (каптан, линдан), что явилось основанием для ограничения либо запрещения их применения в отдельных регионах России.

ВОЗ утверждены значения гигиенических нормативов для хлорорга- нических пестицидов (табл. 4.17).

Значения гигиенических нормативов для хлорорганических пестицидов

Таблица 4.17

Норматив

ГХЦГ

Линдан

Альдрин

Гептахлор

ДДТ

Корма для сельскохозяйственных животных

ОДК, мг/кг

0,05

0,05

0"

0

0,05

Пищевые продуктСы ОДК, г/кг

Зерновые, овощи

0,5

0,5

0

0

од

Сливочное масло, жир

0,2

0,2

0

0

1,25**

Рыба

0,2

0,2

0

0

0,2

Молоко, мясо, яйца

0,005

0,005

0

0

0,005

Летальная доза, мг/кг

300—500

125

10—65

350

250—400

присутствие пестицида не допускается

** в пересчете на жир

Фосфорорганические пестициды (ФОП). ФОП — одна из наиболее распространенных и многочисленных групп пестицидов.

Ш Широкое исследование этих веществ началось в 1930-х гг. в лаборатории Герхарда Шрадера в Германии. Токсичность ФОП зависит от строения алкильных радикалов при атоме фосфора. Для млекопитающих и человека производные фосфорной кислоты значительно токсичнее, чем тиофосфор- ной. Для насекомых имеет место обратная зависимость. Первым широко используемым пестицидом из этой группы был тетраэтилпирофосфат (ТЭПФ). Из-за высокой токсичности для млекопитающих он был позже заменен на другие соединения. Среди наиболее известных ФОП: паратион, диазинон, хлорофос, карбофос, дисульфотион, малатион. Среди ФОП обнаружены не только эффективные пестициды, но и вещества, чрезвычайно токсичные для человека. Под руководством того же Шрадера на основе ФОС в 1940-х гг. были получены первые фосфорорганические боевые отравляющие вещества (ФОБ), в частности, табун.

По стойкости в окружающей среде ФОП значительно уступают ХОП. Однако некоторые из них сохраняют свои токсические свойства в почве и на растениях в течение нескольких месяцев и более, в результате чего возможно их поступление в организм человека с продуктами питания, воздухом и водой. Установлено, что в течение 11 недель 30% нема- кура, внесенного в почву, поглощается растениями. Более устойчивы остаточные количества ФОП в плодах цитрусовых: период полураспада диоксатиона 75—100 дней, фосфамида — 13—45 дней. Это объясняется их растворением в маслах кожуры плодов. Кроме того, ФОП присутствуют в течение довольно длительного времени в хранящихся продуктах питания, например в зерне.

Хотя ФОП не накапливаются в организме так интенсивно, как ХОП, они все же обладают кумулятивными свойствами в результате суммирования токсических эффектов — функциональной кумуляцией.

Симптомы хронических отравлений и острой интоксикации ФОП сходны между собой. Они выражаются в головной боли, ухудшении памяти, нарушении сна, дезориентации в пространстве, понижении роговичных рефлексов. Для некоторых ФОП характерны невриты и парезы.

Достоверно установлены генетические нарушения (повышение эмбриональной смертности и врожденных аномалий у потомства) у лиц, перенесших острые отравление ФОП, и у рабочих промышленных предприятий, подвергающихся хроническому воздействию низких концентраций этих веществ. Все ФОП — нейротоксиканты, нарушающие проведение нервных импульсов в центральных и периферических холинэргических синапсах.

Ртутьорганические пестициды (РОП). Они относятся к сильно- действующим ядовитым веществам или высокотоксичным препаратам для теплокровных животных и человека. Их применяют ограничено — только для обработки семян в борьбе с бактериальными и грибными заболеваниями.

В некоторых странах, например России, Германии и Японии, применение их запрещено. Опасность этих препаратов для людей связано не только с их высокой токсичностью, но и с летучестью, вследствие которой пары ртути образуются при комнатной и более низкой температуре, что может привести к тяжелым отравлениям.

В окружающей среде РОП трансформируются: одним из конечных продуктов этих превращений является метилртуть. При хроническом отравлении ею наблюдается потеря веса, слабость, утомляемость, психические расстройства, зрительные и слуховые галлюцинации, стоматит.

Арилоксиалкилкарбоновые кислоты и их производные (ААКК)

широко используют в качестве гербицидов, альгицидов и регуляторов роста растений. Большое распространение получили такие препараты, как 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д) и ее производные, 2,4-дихлорфеноксипропионовая кислота (2,4-ДП) и ее производные и др.

Многие промышленные гербициды представляют собой не свободные ААКК, а их соли (с металлами или аминами) или эфиры. Последние являются более сильными гербицидами, чем соответствующие им соли. Из большого числа эфиров 2,4-Д практическое применение нашли низколетучие этиловый, бутиловый, амиловый, гептиловый, октиловый и др.

Превращениям ААКК в почве, их подвижности в различных ее слоях в зависимости от времени года, климатических условий и других факторов посвящено большое число работ. Обнаружено, что 99—96% неразложившихся гербицидов — 2,4-Д и 2,4,5-Т.

Большинство гербицидов группы ААКК среднетоксичны, их ДД50 для крыс находится в пределах 375—100 мг/кг. Действие этих пестицидов на качество воды проявляется главным образом в ухудшении ее вкуса и запаха, связанных с присутствием фенолов. ПДК ААКК составляют до 1 мг/дм3.

Присутствие 2,4-Д кислоты, ее солей и эфиров в рыбе и рыбопродуктах, зерне и зернопродуктах не допускается.

Неорганические и органические металлосодержащие пестициды. Из них наиболее широкое применение получили неорганические и органические соединения меди (МП). Из МП в настоящее время применяют медный купорос, бордоскую жидкость, хлорокись меди и др.

Опасность МП для человека подтверждается случаями отравлений ими.

Несмотря на то, что медь — микроэлемент, широко распространен в природе, ее препараты ядовиты для человека и теплокровных животных. Они сильно раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта и верхних дыхательных путей.

е?Э Смертельная доза для взрослого человека составляет 10 г, а тяжелые отравления наблюдаются при дозах менее 2 г.

Острое отравление МП сопровождается рвотными массами, окрашенными в зеленоватый или голубой цвет. Кроме того, медьсодержащие пестициды могут оказывать местное раздражающее действие на кожу (сыпь с зудом, экзема, дерматиты).

Из органических металлосодержащих пестицидов в некоторых странах применяют оловоорганические пестициды (ООП) в качестве ака- рицидов, фунгицидов и бактерицидов, а также как антисептики; кроме того, эти соединения обладают альгидными и моллюскоцидным действием.

Органосоединения олова высокотоксичны для теплокровных животных. Симптомы отравлений ООП этого типа аналогичны симптомам при отравлениях оловом (разд. 4.3.5).

Для снижения остаточных количеств пестицидов в пищевом сырье и продуктах необходима тщательная кулинарная и технологическая переработка сельскохозяйственной продукции.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >