Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по медицине
На правах рукописи
Малиновская Наталья Николаевна
КОМПЛЕКСНАЯ ТОКСИКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ РЕГЛАМЕНТАЦИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СУЛЬФОНИЛМОЧЕВИННОГО ГЕРБИЦИДА И АДЪЮВАНТА
14.02.01- Гигиена
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Москва - 2012
Работа выполнена в ФБУН Федеральный научный центр гигиены им.
Ф.Ф.Эрисмана Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Научные руководители:
Академик РАМН, профессор Ракитский Валерий Николаевич Доктор медицинских наук Синицкая Татьяна Алексеевна
Официальные оппоненты:
Аксенова Людмила Петровна, доктор биологических наук, профессор ФБУН Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана / НИИ комплексных проблем гигиены, ведущий научный сотрудник отдела гигиены населенных мест;
Сергеюк Надежда Павловна, доктор медицинских наук / ФГУП Государственный НИИ биологического приборостроения ФМБА России, ведущий научный сотрудник отдела охраны окружающей среды
Ведущая организация: ГБОУ ВПО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздравсоцразвития РФ
Защита диссертации состоится л26 декабря 2012 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д.208.107.01 при ФБУН Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана по адресу: 141000, Московская область, г. Мытищи, ул. Семашко, д. 2.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФБУН Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана.
Автореферат разослан л 23 ноября 2012 г.
Учёный секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Шушкова Татьяна Сергеевна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования.
Широкое применение пестицидов, наряду с большой экономической эффективностью, представляет реальную опасность загрязнения ими объектов окружающей среды, что в конечном итоге может оказать неблагоприятное влияние на здоровье людей. В связи с этим, вопрос безопасного применения пестицидных препаратов занимает одно из ведущих мест в числе государственных задач по охране окружающей среды и общественного здоровья (Потапов А.И., 2001-2009, Ракитский В.Н., 2005-2012, Онищенко Г.Г., 20062011).
В сельском хозяйстве нашей страны наиболее эффективными средствами борьбы с сорной растительностью являются гербициды, составляющие более 60% зарегистрированных пестицидных препаратов. В настоящее время в качестве гербицидов нового поколения широко применяются препараты на основе сульфонилмочевины, которые отличаются высокой гербицидной эффективностью при низких нормах расхода, низкой токсичностью для теплокровных.
Учитывая специфические особенности применения пестицидов (высокая биологическая активность, преднамеренность внесения в окружающую среду, способность мигрировать, а в ряде случаев и циркулировать в природных биоценозах) и, как следствие, возможность контакта с ними широких масс населения, требования к их токсиколого-гигиенической оценке из года в год возрастают (Ракитский В.Н., 2009-2011).
Передовая практика сельского хозяйства при разработке и внедрении новых препаратов идет по пути усиления их эффективности. В этой связи, в рабочий раствор сульфонилмочевинных препаратов вносят адъюванты, которые не обладают гербицидными свойствами, но улучшают поглощение действующего вещества гербицидов, благодаря уменьшению поверхностного натяжения и лучшему смачиванию сорных растений, что обеспечивает снижение пестицидной нагрузки на окружающую среду при меньших нормах расхода препарата.
Необходимость токсиколого-гигиенической оценки сульфонилмочевинного гербицида, а также адъюванта, используемого совместно с сульфонилмочевинами, проведение натурных наблюдений по исследованию остаточных количеств и экспозиционных уровней в реальных условиях применения в сельском хозяйстве для гигиенического регламентирования препарата, установление факторов риска здоровью населения, явилось основанием для проведения настоящих исследований, определило их цель и задачи.
Работа выполнена в рамках отраслевых научно-исследовательских программ Гигиеническая безопасность России: проблемы и пути обеспечения (2006-2010), Гигиеническое обоснование минимизации рисков для здоровья населения России (2011-2015).
Цель работы - комплексная токсиколого-гигиеническая оценка нового сульфонилмочевинного гербицида и адъюванта для научного обоснования гигиенических регламентов их безопасного применения в условиях сельского хозяйства.
Задачи исследования:
1. Установить токсикопараметры трифлусульфурон-метила, гербицида на его основе и неионогенного поверхностно-активного вещества (НПАВ) на основе этоксилата изодецилового спирта при однократном воздействии на лабораторных животных.
2. Изучить кумулятивные свойства и особенности биологического действия препарата на основе трифлусульфурон-метила в условиях субхронического эксперимента.
3. Выявить характер биологического действия трифлусульфурон-метила и этоксилата изодецилового спирта при пероральном их поступлении в организм лабораторных животных в условиях хронического эксперимента.
4. Выполнить санитарно-химические исследования по изучению влияния трифлусульфурон-метила и препарата на его основе, а также этоксилата изодецилового спирта и его препаративной формы на органолептические свойства воды и санитарный режим водоемов.
5. Провести гигиеническую оценку условий применения нового гербицида при наземном опрыскивании с адъювантом и без него, оценить риск для работающих и населения; обосновать сроки безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади для проведения механизированных работ.
6. Научно обосновать допустимую суточную дозу (ДСД) трифлусульфуронметила для человека, гигиенические нормативы его содержания в продуктах питания (сахарная свекла), объектах окружающей среды (вода, почва, атмосферный воздух), воздухе рабочей зоны, сроки ожидания.
Научная новизна:
Х Установлены основные параметры токсичности при пероральном поступлении в организм лабораторных животных нового сульфонилмочевинного гербицида на основе трифлусульфурон-метила, оценены кумулятивные свойства и особенности его биологического действия.
Х Выявлено, что трифлусульфурон-метил в условиях хронического воздействия оказывает политропное действие на организм теплокровных животных, что выражается в нарушении функционального состояния центральной нервной системы, системы крови и печени, активности антиоксидантных ферментов; этоксилат изодецилового спирта оказывает политропное действие на организм теплокровных животных, вызывая нарушения в печени, с преимущественным влиянием на показатели углеводного обмена и функционального состояния центральной нервной системы.
Х Определено, что трифлусульфурон-метил и этоксилат изодецилового спирта способны влиять на процессы биологического самоочищения водоемов, вызывая стимулирование процессов биохимического потребления кислорода (БПК).
Х Оценен риск для работающих и населения при наземном применении гербицида (совместно с адъювантом и без него), что позволило охарактеризовать условия его применения, как соответствующие гигиеническим требованиям при строгом соблюдении рекомендованных регламентов и мер безопасности; применение адъюванта совместно с сульфонилмочевинным препаратом снижает дермальное воздействие гербицида на оператора.
Х Научно обоснованы величины гигиенических нормативов и регламенты безопасного применения нового гербицида.
Практическая значимость работы.
В результате проведенных токсиколого-гигиенических исследований для трифлусульфурон-метила научно обоснованы и утверждены в установленном порядке: допустимая суточная доза (ДСД) для человека, гигиенические нормативы в продуктах питания и объектах окружающей среды: МДУ в корнеплодах сахарной свеклы, ПДК в воде водоемов, ОБУВ в атмосферном воздухе, ОБУВ в воздухе рабочей зоны, ОДК в почве, которые вошли в нормативно-методические документы:
- Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды (перечень). ГН 1.2.2701-10. Введены в действие постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 02.08.2010 № 101.
- ГН 1.2.2890-11 (дополнение 1 к ГН 1.2.2701-10), - Гигиенические требования к безопасности процессов испытаний, хранения, перевозки, реализации, применения, обезвреживания и утилизации пестицидов и агрохимикатов: Санитарные правила и нормативы (СанПин 1.2.2584-10), необходимые для проведения предупредительного и текущего санитарного надзора гербицидов нового поколения из класса сульфонилмочевин.
Материалы токсиколого-гигиенических исследований использованы при разработке технических условий ТУ 2445-024-18015953-2005.
Материалы, включающие оценку риска для работающих с пестицидом, инструкция по безопасному применению препарата, обоснование сроков безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади вошли в экспертное заключение по токсиколого - гигиенической оценке препарата на основе трифлусульфурон-метила, на основании которого решен вопрос о регистрации препарата в России.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Новый гербицид на основе трифлусульфурон-метила, адъювант - этоксилат изодецилового спирта при пероральном пути поступлении в организм теплокровных являются малоопасными соединениями (4 класс опасности).
Гербицид на основе трифлусульфурон-метила при субхроническом воздействии вызывает изменения отдельных интегральных показателей, что свидетельствует о наличии слабовыраженной функциональной кумуляции; коэффициент кумуляции >5 (по критерию гибели животных).
2. Трифлусульфурон-метил при многократном пероральном введении в организм теплокровных характеризуется политропным действием с преимущественным влиянием на печень (дозозависимое изменение активности ферментов: АСТ, АЛТ, ЛДГ, ЩФ), систему крови (снижение содержания эритроцитов, гемоглобина), функциональное состояния центральной нервной системы (ЦНС). Трифлусульфурон-метил вызывает невыраженное, но достоверное изменение активности антиоксидантных ферментов в отдельные сроки эксперимента на фоне снижения концентрации малонового диальдегида.
Этоксилат изодецилового спирта при многократном пероральном введении в организм теплокровных характеризуется политропным действием, вызывая изменение функционального состояния печени, проявляющееся в дозозависимом снижение активности аспартат аминотрансферазы, содержания общего белка, триглицеридов, мочевины, мочевой кислоты, увеличении активности щелочной фосфатазы, содержания глюкозы и ЦНС (увеличение СПП).
3. Оценка риска для работающих при применении гербицида на основе трифлусульфурон-метила совместно с адъювантом и без него показала, что условия труда при использовании данного препарата отвечают гигиеническим требованиям.
4. Научно обоснованы гигиенические нормативы трифлусульфурон-метила (ДСД для человека, ПДК в воде водоемов, МДУ в корнеплодах сахарной свеклы, ОБУВ в атмосферном воздухе, ОБУВ в воздухе рабочей зоны, ОДК в почве), сроки ожидания, а также сроки безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади для проведения механизированных работ, для осуществления предупредительного и текущего санитарного надзора.
Апробация материалов диссертации проведена на межотдельческой научной конференции ФБУН Федеральный научный центр гигиены им.
Ф.Ф.Эрисмана Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 22 октября 2012 года.
Материалы исследования доложены и обсуждены: на научнопрактической конференции молодых ученых Проблемы гигиенической безопасности и здоровье населения (Москва, 2009г.), научно-практической конференции молодых ученых Современные технологии обеспечения биологической безопасности (Оболенск, 2010г.), научно-практической конференции Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения (Рязань, 2010г.), Юбилейной научно-практической конференции, посвященной 120-летию основания ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана (Москва, 2011г.).
Публикации. По результатам исследования опубликовано 8 статей, в том числе 3 печатные работы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации.
Работа изложена на ____ страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной объектам, объемам и методам исследования, 2-х глав собственных исследований, обсуждения результатов исследования, выводов, списка литературы и приложений. Список литературы включает источников, в том числе зарубежных. Диссертация иллюстрирована таблицами и рисунками.
ОБЪЕКТЫ, ОБЪЁМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В соответствии с целью и задачами настоящей работы была разработана и реализована программа комплексных гигиенических исследований по оценке потенциальной и реальной опасности пестицида, включающая в себя санитарнотоксикологическое изучение гербицида на основе трифлусульфурон-метила, оценку риска для работающих и населения, разработку гигиенических нормативов и регламентов применения пестицида (табл. 1).
Таблица Направления, объекты, методы и объем исследований Направления и виды Методы, объекты исследований Объем исследований Экспериментально- биохимические, 90токсикологические гематологические, 40исследования: физиологические, 21 морфологические, 1 исследо- острый эксперимент лабораторные животные (крысы- ваний самцы), пероральное введение - подострый препарат (на основе 60 крыс эксперимент трифлусульфурон-метила), 20 крыс адъювант, - хронический трифлусульфурон-метил, 160 крыс эксперимент этоксилат изодецилового спирта Гигиенические исследования: сахарная свекла разработка: остаточные количества д.в. - МДУ остаточных трифлусульфурон-метила, количеств пестицида в гербицид продуктах питания органолептические, - ПДК в воде водоема санитарно-химические, 4 вода водоемов, исследо трифлусульфурон-метил, ваний этоксилат изодецилового спирта адъювант, препарат (на основе трифлусульфурон-метила), - гигиеническая работающие (трактористы, регламентация заправщики), условий применения тракторное опрыскивание препарата воздух рабочей зоны, 160 проб смывы с кожи 80 проб Математико- методы вариационной статистический статистики, >100анализ данных критерий Стъюдента, ед.
корреляционно- информарегрессионный анализ, ции прикладные компьютерные программы (MS-Office) Гигиенические и токсикологические исследования выполнены в соответствии с Методическими рекомендациями по гигиенической оценке новых пестицидов № 4263-87.
Количественная оценка потенциальной опасности проведена в соответствии с гигиенической классификацией пестицидов по степени опасности (СанПин 1.2.2584-10).
Параметры острой токсичности (ЛД50) установлены на крысах-самцах методом пробит-анализа по В.Б. Прозоровскому (1962).
Кумулятивные свойства пестицида изучены методом Ю.С. Кагана и В.В.
Станкевича (1984). В качестве количественной оценки кумулятивного эффекта вычислен коэффициент кумуляции.
Изучение токсичности трифлусульфурон-метила и этоксилата изодецилового спирта проведено путем их поступления в организм лабораторных животных (крысы-самцы) перорально, в хроническом опыте, в течение 12-ти и 6-ти месяцев. Трифлусульфурон-метил вводили в организм крыс с кормом в дозах 0.4; 4 и 40 мг/кг массы тела; этоксилат изодецилового спирта - в дозах 0.35; 3.5 и 35 мг/кг массы тела.
Токсическое действие исследуемых веществ оценивали по изменению интегральных показателей (динамика массы тела, клинические признаки интоксикации, коэффициенты массы внутренних органов) и показателей, характеризующих состояние различных систем и функций организма.
Состояние центральной нервной системы (ЦНС) животных оценивали по способности к суммации подпороговых импульсов - СПП (С.В. Сперанский, 1965; С.М. Павленко, 1975) и поведенческим реакциям (Методические указания по использованию поведенческих реакций животных в токсикологических исследованиях для целей гигиенического нормирования, 1980).
Гематологические показатели регистрировали в цельной крови животных с помощью автоматического гематологического анализатора CELL-DYN 37System (США).
Биохимические исследования, включая определение активности антиоксидантных ферментов (глутатионредуктаза, супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза) выполнены на автоматическом биохимическом анализаторе EOS Bravo Forte фирмы УHOSPITEX DIAGNOSTICS S.A.Ф (Италия) с использованием диагностических наборов реактивов производства УHospitex Diagnostics s.r.l. (Италия) и УRandox Laboratories LtdФ (Англия).
Активность каталазы определена колориметрическим методом, основанным на способности пероксида водорода образовывать с солями молибдена, стойкий окрашенный комплекс (М.А. Королюк, 1988).
Активность свободнорадикального окисления липидов оценена по накоплению в сыворотке крови крыс малонового диальдегида (МДА) (И.Д.
Стальная, Т.Г. Гаришвили, 1977).
Для гистологических исследований были взяты следующие органы: печень, почки, надпочечники, легкие, сердце, желудок, тонкая кишка, толстая кишка, поджелудочная железа, щитовидная железа, головной мозг.
Обоснование гигиенических нормативов трифлусульфурон-метила осуществлялось в соответствии с принципом комплексного гигиенического нормирования, заключающегося в том, что возможное поступление вещества в организм человека с пищевыми продуктами, водой и атмосферным воздухом не должно превышать величину допустимой суточной дозы (ДСД).
Научное обоснование предельно-допустимой концентрации (ПДК) трифлусульфурон-метила в воде проведено в объеме, предусмотренном методическими указаниями Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов № 4263-87; Обоснование гигиенических нормативов химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (МУ №2.1.5.720-98); Методическими указаниями по изучению стабильности и трансформации химических соединений (МУ № 2173-80); Методическими указаниями по санитарномикробиологическому анализу вод поверхностных водоемов (МУ № 2285-81).
Органолептические свойства воды в присутствии препарата, его действующего вещества трифлусульфурон-метила и НПАВ оценивали по их влиянию на запах, окраску, прозрачность и пенообразование. Влияние изучаемых веществ на санитарный режим водоемов оценивалось по изменению БПК, содержанию аммонийного азота, нитритов, нитратов, уровню растворенного кислорода, рН. Исследование влияния веществ на сапрофитную микрофлору включало определение общего микробного числа (ОМЧ) стандартными методами при инкубации в течении 48 часов при t= 220С.
Расчет ОБУВ трифлусульфурон-метила проведен в соответствии с рекомендациями Методических указаний по гигиенической оценке новых пестицидов № 4263-87, и Методических указаний по установлению ориентировочных безопасных уровней воздействия вредных веществ в воздухе рабочей зоны № 4000-85.
В соответствии с Временными методическими указаниями по применению расчетного метода обоснования ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) пестицида в почве № 2283-81 от 14.01.81, а также Методических указаний по гигиенической оценке новых пестицидов № 4363-87 от 13.03.был проведен расчет ОДК трифлусульфурон-метила.
Расчет степени реальной опасности (риска) для операторов проводился в соответствии с разработанными в ФНЦГ им Ф.Ф. Эрисмана Методическими рекомендациями Метод оценки риска воздействия пестицидов на работающих, 2001г.
Статистическая обработка полученных материалов проводилась общепринятыми методами вариационной статистики с использованием критерия Стъюдента, корреляционно-регресионного анализа по прикладным программам с помощью Microsoft Excel 2003.
Гигиенические и токсикологические исследования выполнены совместно со специалистами научных подразделений ФНЦГ им. Ф.Ф.Эрисмана (руководители: д.м.н., проф. А.В. Тулакин, д.м.н., проф. Г.М. Трухина, д.м.н., проф. И.В. Березняк, д.б.н., проф. Т.В.Юдина). Вклад автора в организацию и проведение исследований составляет 80%, анализ и обобщение результатов выполнены лично автором в полном объеме.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В результате токсиколого-гигиенических исследований установлено, что при однократном пероральном воздействии трифлусульфурон-метил и препаративная форма на его основе относятся к малотоксичным соединениям (класс опасности) согласно гигиенической классификации пестицидов по степени опасности (СанПин 1.2.2584-10). Среднесмертельная доза, изученная на крысахсамцах при пероральном введении составила > 10000 мг/кг м.т..
Изучение кумулятивных свойств проводили в условиях 2-х месячного эксперимента с ежедневным внутрижелудочным введением животным препарата в дозе 1/10 ЛД50. Установлено, что препарат не обладает кумулятивными свойствами по критерию гибель животных, Ккум.>5.
В ходе проведенных исследований наблюдались изменения следующих показателей: снижение массы тела подопытных животных, увеличение суммационно-порогового показателя (СПП), снижение концентрации эритроцитов, средней концентрации гемоглобина в эритроците; повышение уровня активности аспартат аминотрансферазы (АСТ), снижение содержания общего белка. При вскрытии подопытных животных отмечали статистически достоверное увеличение абсолютной и относительной массы печени и надпочечников (табл. 2). Указанные изменения свидетельствуют о слабовыраженной функциональной кумуляции.
Таблица Изменения регистрируемых показателей при пероральном введении крысам-самцам препарата в подостром эксперименте (1/10 ЛД50, 2 мес.) Изменения показателей, Показатели сроки наблюдения Масса тела, г (4 и 5 нед.) СПП, вольт (6 и 8 нед.) Эритроциты, тыс./мкл*1012л (1 мес.) Средняя концентрация HGB в (1 мес.) эритроците,г/дл Аспартатаминотрансфераза, МЕ/л (1 мес.) Общий белок, г/л (1 мес.) Абсолютная масса, г (печень, надпочечники) Весовой коэффициент, % (печень, надпочечники) - достоверное увеличение; - достоверное снижение Изучение хронической токсичности трифлусульфурон-метила показало, что вещество в высшей дозе при длительном введении в организм животным оказывает политропное действие, вызывая достоверное не дозозависимое изменение массы тела, системы крови (снижение содержания эритроцитов, гемоглобина, показателя гематокрита), снижение содержания мочевой кислоты, увеличение относительной массы печени, морфофункциональные изменения в печени; дозозависимое снижение содержания мочевины (r=-0,84), триглицеридов (r=-0,73), активности ЛДГ (r =-0,78), АСТ (r =-0,66), щелочной фосфатазы (r =-0,90; -0,99) и увеличение СПП, (r=0,97; 0,99) (табл. 3).
Таблица Изменения регистрируемых показателей у крыс при воздействии трифлусульфурон-метила в хроническом 12-ти месячном эксперименте Показатели Дозы, мг/кг 40 4 0,Сроки исследования (1-0,5 мес.; 2-1мес.; 3 3мес.; 4 -6мес.; 5-9мес.; 6 -12мес.) 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 СПП + + 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Лейкоциты + 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Эритроциты 0 - 0 - 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Гемоглобин 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Гематокрит 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Альбумин 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Мочевина 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Мочевая кислота 0 - 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Аспартатаминотрансфераза - - - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Аланинаминотрансфераза 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Щелочная фосфатаза 0 0 0 - - - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Лактатдегидрогеназа 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Амилаза 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Холестерин 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Триглицериды 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Хлориды 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Супероксиддисмутаза 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Глутатионредуктаза 0 0 0 - 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Глутатионпероксидаза 0 0 0 + + + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Каталаза 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Малоновый диальдегид 0 0 0 - 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + достоверное увеличение; - достоверное снижение; 0 - отсутствие изменений Трифлусульфурон-метил в дозах 0,4 и 4 мг/кг м.т. не оказывает влияния на антиоксидантный статус белых крыс. В дозе 40 мг/кг в отдельные сроки эксперимента выявлено незначительное, хотя и достоверное увеличение активности глутатионпероксидазы, уменьшение глутатионредуктазы, супероксиддисмутазы и каталазы на фоне снижения концентрации малонового диальдегида (рис.1), что свидетельствует об ответной реакции организма на воздействие ксенобиотика.
4,3,контроль 2,0,4 мг/кг 4 мг/кг 1,40 мг/кг 0,3 6 9 сроки исследования (в месяцах) Рис. 1. Динамика изменения концентрации МДА в крови крыс при воздействии трифлусульфурон-метила.
При микроскопическом исследовании внутренних органов подопытных животных в печени обнаружены дистрофические нарушения: гепатоциты, расположенные в центре печеночных долек - набухшие с нечеткими контурами, с выраженной зернистостью цитоплазмы, ядра в них пикнотичны или плохо воспринимают гистологические красители.
На основании изменения исследуемых показателей обоснована недействующая доза (NOEL ch) - 4 мг/кг массы тела.
Исходя из величины NOELch, установленной в хроническом опыте на лабораторных животных и коэффициента запаса 100 с учетом не выраженности специфических и отдаленных эффектов действия ДСД трифлусульфурон-метила для человека составила 0,04 мг/кг м.т.
НПАВ на основе этоксилата изодецилового спирта в соответствии с гигиенической классификацией пестицидов по степени опасности (СанПин 1.2.2584-10) по острой пероральной токсичности относится к 4 классу (малоопасное соединение). Среднесмертельная доза (ЛД50), установленная на крысах-самцах при пероральном введении составила 3500 мг/кг м.т.
Изучение хронической токсичности НПАВ в 6-ти месячном эксперименте на беспородных белых крысах-самцах показало статистически достоверное изменение интегральных показателей, вызывая достоверное повышение СПП, изменение активности ферментов: снижение аспартат аминотрансферазы (r=0,72), лактатдегидрогеназы (r=-0,61), повышение щелочной фосфатазы (r =0,82), мкмоль / л содержания креатинина, глюкозы (r=0,64) и снижение мочевины, мочевой кислоты (r=-0,75; -0,81), общего белка, триглицеридов (табл. 4).
Таблица Изменения регистрируемых показателей у крыс при воздействии этоксилата изодецилового спирта в хроническом эксперименте Показатели Дозы мг/кг 35 3,5 0,Сроки исследования в месяцах 0,5 1 3 6 0,5 1 3 6 0,5 1 3 СПП 0 + + 0 0 0 0 0 0 0 0 Общий белок - 0 - 0 - 0 - 0 0 0 0 Мочевина - 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 Мочевая кислота - - - 0 - - 0 0 0 0 0 АСТ - - 0 - - - 0 0 0 0 0 АЛТ 0 - + 0 0 0 0 0 0 0 0 ЩФ 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 ЛДГ - 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 Глюкоза 0 0 + 0 0 0 + 0 0 0 0 Триглицериды 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Креатинин 0 0 + 0 0 0 + 0 0 0 0 Хлориды - 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 + достоверное увеличение; - достоверное снижение; 0 - отсутствие изменений При микроскопическом исследовании внутренних органов подопытных животных в печени крыс в высшей дозе выявлены незначительные дистрофические нарушения, носящие обратимый характер.
На основании изменения исследуемых показателей обоснована недействующая доза (NOEL ch), равная 0.35 мг/кг массы тела.
Научное обоснование гигиенических нормативов в продуктах питания, воде и атмосферном воздухе проводилось с позиции комплексного гигиенического нормирования.
На основании токсиколого-гигиенической оценки трифлусульфурон-метила и отсутствия остаточных количеств действующего вещества в период сбора урожая в корнеплодах сахарной свеклы, выращенной при применении препарата с максимальной нормой расхода (30г/га) в 3-х почвенно-климатических зонах (Московская, Волгоградская области, Краснодарский край) за 2 сезона, с позиции гармонизации и комплексного гигиенического нормирования разработан МДУ трифлусульфурон-метила в корнеплодах сахарной свеклы на уровне 0,02 мг/кг. При таком нормативе в организм человека может поступить 0,1% трифлусульфурон-метила от ДСД (в пересчете на сахар).
Срок ожидания на сахарной свекле - 60 дней, так как к этому времени содержание остаточных количеств трифлусульфурон-метила не обнаружено.
В опытах по изучению влияния препарата на основе трифлусульфуронметила на органолептические свойства воды установлено, что наиболее значимым показателем по данному признаку вредности является его способность к пенообразованию (пороговой величиной является концентрация 0.6 мг/л при 200С); действующее вещество не оказывало влияния на органолептические свойства воды.
При изучении влияния препарата и трифлусульфурон-метила на общесанитарный режим водоемов лимитирующим показателем по данному признаку вредности является влияние на процессы биохимического потребления кислорода (БПК): препарат и трифлусульфурон-метил вызывали стимулирование данного показателя. Препарат на основе трифлусульфуронметила в концентрации 0,1 мг/л (в пересчете на д.в. - 0,05 мг/л), трифлусульфурон-метил в концентрации 0,005 мг/л не оказывал выраженного влияния на процессы БПК (табл. 5).
В качестве лимитирующей пороговой величины по данному показателю принята концентрация трифлусульфурон-метила на уровне 0,005 мг/дм3, отклонения от контроля находились в диапазоне от - 6 до +15%.
На основании полученных результатов, а также с учетом недействующей дозы трифлусульфурон-метила (4 мг/кг м.т.), установленной в хроническом эксперименте на крысах-самцах, обоснована ПДК в воде водоемов на уровне 0,005 мг/дм3; лимитирующий признак вредности - общесанитарный (влияние на процессы БПК). Данная величина составляет 0,625% от величины ДСД.
Проведены исследования по изучению влияния НПАВ и его д.в. этоксилата изодецилового спирта на качество воды и санитарный режим водоема, так как данное вещество отличается непостоянством состава, обусловленным разным числом этокси-групп (C8-C12) в соединениях.
Таблица Пороговые концентрации препарата и его д.в. трифлусульфурон-метила по влиянию на показатели качества воды и санитарное состояние водоемов Концентрации, мг/дмПоказатели препарат пересчет д.в.
(экспери- на д.в.
трифлусульфуронментально) метил - запах при 200С 200.00 100.00 отсутствие - запах при 600С 200.00 100.00 отсутствие - запах при отсутствие отсутствие отсутствие хлорировании окраска при высоте столба воды 20 см 2.7 1.35 отсутствие - при 200С 2.7 1.35 отсутствие - при 600С - прозрачность при высоте столба воды 2.7 1.35 отсутствие 10 см при 200С - прозрачность при 2.7 1.35 отсутствие высоте столба воды 20 см при 600С пенообразование: 0.6 0.3 отсутствие - при 200С 2.5 1.25 отсутствие - при 600С БПК 0.1 0.05 0.0процессы аммонификации >0.5 >0.25 >0.процессы нитрификации >0.5 >0.25 >0.процессы нитрофикации >0.5 >0.25 >0.- растворенный кислород >0.5 >0.25 >0.- перманганатная >0.5 >0.25 >0.окисляемость - водородный показатель >0.5 >0.25 >0.сапрофитная >0.5 >0.25 >0.микрофлора В результате полученных данных установлено, что лимитирующим признаком вредности для препарата является органолептический (влияние на процессы пенообразования), для этоксилата изодецилового спирта - общесанитарный (стимулирующее влияние на процессы БПК). Лимитирующей пороговой величиной для препарата является концентрация препарата - 0.0мг/дм3, для этоксилата изодецилового спирта - 0.03 мг/дм3.
С учетом санитарно-токсикологического признака вредности (NOELch этоксилат изодецилового спирта 0.35 мг/кг (7.0 мг/л)), считаем возможным при применении ПАВ в условиях сельского хозяйства России ориентироваться на имеющийся норматив - ПДК этоксилат изодецилового спирта в воде водоемов на уровне 0.1 мг/дм3.
Проведен расчет ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ) трифлусульфурон-метила в атмосферном воздухе с использованием параметров острой пероральной и ингаляционной токсичности. Полученная величина 0,мг/м3 составила 8,3% от величины ДСД, что не противоречит принципу комплексного гигиенического нормирования.
С учетом пероральной и дермальной токсичности рассчитан ОБУВ трифлусульфурон-метила в воздухе рабочей зоны на уровне 1,0 мг/м3.
Принимая во внимание малую стойкость трифлусульфурон-метила в почве (4 класс опасности), умеренную подвижность данного соединения в среде, слабовыраженную способность перехода из почвы в атмосферный воздух, и на основании проведенных расчетов с учетом максимально допустимых уровней остаточных количеств его в растительных продуктах питания (МДУ в корнеплодах сахарной свеклы - 0,02 мг/кг), была рекомендована в качестве ориентировочной допустимой концентрации (ОДК) трифлусульфурон-метила в почве - 0,06 мг/кг.
Предложенные гигиенические нормативы могут быть проконтролированы утвержденными в России методами аналитического контроля.
Проведены исследования по изучению условий применения сульфонилмочевинного препарата совместно с адъювантом и без него.
С использованием отечественной модели оценки риска пестицидов для операторов, разработанной специалистами ФНЦГ им. Ф.Ф.Эрисмана (2001 г.) была оценена степень риска сульфонилмочевинного препарата для операторов в реальных условиях его применения.
Риск воздействия гербицида на оператора при тракторном (штанговом) опрыскивании полевых культур, как с применением адъюванта, так и без него, является допустимым; опасность суммарного (ингаляционного и дермального) воздействия КБсум. при применении препарата с адъювантом составил 0,03 - для трифлусульфурон-метила и 0,35 - для этоксилата изодецилового спирта (д.в.
адъюванта); КБсум. при применении препарата без адъюванта составил для оператора 0.06 (трифлусульфурон-метил) при допустимом 1 (рис.2, 3).
Трифлусульфурон-метил 0,0КБинг.
0,0КБдерм.
Рис.2. Риск дермального и ингаляционного воздействия действующего вещества препарата (без адъюванта) на организм работающих.
Трифлусульфурон-метил Этоксилат изодецилового спирта 0,00,00,0КБдерм.
0,КБдерм.
КБинг.
КБинг.
Рис.3. Риск дермального и ингаляционного воздействия действующего вещества препарата и адъюванта на организм работающих.
Действующие вещества в воздухе на границе санитарного разрыва и в сносах воздуха (седиментационные пробы) не обнаружены. Установлено, что в смывах с кожных покровов оператора, выполненных после работы без адъюванта, трифлусульфурон-метил обнаружен на лице, шее, кистях, предплечьях и голенях в количестве 0.22 - 6.59 мкг/смыв; в смывах, выполненных после работы совместно с адъювантом - действующее вещество не обнаружено, что свидетельствует о снижении дермальной экспозиции на оператора при применении сульфонилмочевинного гербицида совместно с НПАВ.
Проведена оценка риска для работающих через три дня после применения препарата на полевых культурах. Установлено, что опасность суммарного ингаляционного и дермального воздействия (КБсум.) при применении гербицида составила 0,028 (трифлусульфурон-метил) при допустимом 1 (рис.4).
Трифлусульфурон-метил 0,00,0КБинг.
КБдерм.
Рис. 4. Риск дермального и ингаляционного воздействия действующего вещества препарата на организм работающих через 3 дня после обработки.
На основании проведенных исследований научно обоснованы сроки безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади для проведения механизированных работ - 3 дня.
Таким образом, в результате многолетних комплексных натурных и экспериментальных исследований установлена степень опасности гербицида на основе трифлусульфурон-метила, обоснованы соответствующие гигиенические нормативы для действующего вещества (ДСД, ПДК в воде водоемов, МДУ в корнеплодах сахарной свеклы, ОБУВ в атмосферном воздухе, ОБУВ в воздухе рабочей зоны, ОДК в почве), научно обоснованы гигиенические регламенты его безопасного применения, обеспечивающие предупреждение неблагоприятного воздействия на работающих и население остаточных количеств пестицидов в продуктах питания и объектах окружающей среды.
ВЫВОДЫ:
1. Трифлусульфурон-метил согласно гигиенической классификации пестицидов по степени опасности при однократном пероральном воздействии отнесён к 4 классу (малоопасное соединение). В условиях хронического (месяцев) перорального поступления трифлусульфурон-метила в организм экспериментальных животных оказывает политропное действие, вызывая достоверные не дозозависимые изменения массы тела, системы крови (снижение содержания эритроцитов, гемоглобина), снижение содержания альбумина;
дозозависимое снижение содержания мочевины (r=-0,84), триглицеридов (r=0,73), активности ЛДГ (r=-0,78), АСТ (r=-0,66), щелочной фосфатазы (r=-0,90; 0,99); изменение функционального состояния ЦНС (увеличение СПП, r=0,97), повышение относительной массы печени, морфофункциональные изменения в печени. Трифлусульфурон-метил оказывает невыраженное влияние на антиоксидантный статус белых крыс. На основании изменения исследуемых показателей обоснована недействующая доза (NOEL ch), равная 4 мг/кг массы тела.
2. Препарат на основе трифлусульфурон-метила при многократном (дней) пероральном воздействии не обладает кумулятивными свойствами по критерию гибель животных (коэффициент кумуляции > 5). О слабовыраженной функциональной кумуляции свидетельствуют изменения интегральных показателей: массы тела, концентрации эритроцитов, биохимических показателей (изменение активности аспартат аминотрансферазы, содержания общего белка), абсолютной и относительной массы печени и надпочечников.
3. Адъювант на основе этоксилата изодецилового спирта согласно гигиенической классификации пестицидов по степени опасности при однократном пероральном воздействии отнесён к 4 классу (малоопасное соединение). В условиях хронического (6 месяцев) перорального поступления в организм экспериментальных животных оказывает политропное действие, вызывая изменение функционального состояния ЦНС (дозозависимое увеличение СПП, r=0,83-0,95), печени (достоверное снижение содержания общего белка, триглицеридов, мочевины; дозозависимое снижение активности ЛДГ (r=-0,61), АСТ (r=-0,72), мочевой кислоты (r=-0,75; -0,81), увеличение активности щелочной фосфатазы (r=0,82), содержания глюкозы (r=0,64)), снижение относительной массы печени, морфофункциональные изменения в печени. На основании изменения интегральных показателей обоснована недействующая доза (NOEL ch), равная 0,35 мг/кг массы тела.
4. Риск комплексного (ингаляционного и дермального) воздействия сульфонилмочевинного гербицида на операторов при тракторном (штанговом) опрыскивании полевых культур совместно с адъювантом и без него, при строгом соблюдении гигиенических и технологических регламентов является допустимым (КБсум <1) и составил соответственно, 0.03 (трифлусульфуронметил + этоксилат изодецилового спирта), 0.35 (этоксилат изодецилового спирта) и 0.06 (трифлусульфурон-метил). Применение адъюванта совместно с сульфонилмочевинным гербицидом снижает дермальную экспозицию в 2 раза.
5. Проведена комплексная токсиколого-гигиеническая оценка опасности трифлусульфурон-метила. Научно обоснованы и утверждены в установленном порядке: допустимая суточная доза (ДСД) трифлусульфурон-метила для человека на уровне - 0,04 мг/кг м.т.; ПДК в воде водоемов - 0,005 мг/см(лимитирующий признак вредности - общесанитарный, проявляющийся в стимулировании процессов БПК); МДУ в корнеплодах сахарной свеклы - 0.мг/кг; ОБУВ в атмосферном воздухе - 0.01 мг/м3; ОБУВ в воздухе рабочей зоны - 1,0 мг/м3, ОДК в почве - 0,06 мг/кг. Сроки ожидания для сахарной свеклы - дней, сроки безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади для проведения механизированных работ - 3 дня.
6. Установлена низкая опасность для населения поступления сульфонилмочевинного гербицида с продуктами питания и атмосферным воздухом, основанная на отсутствии остаточных количеств действующего вещества в продуктах питания (сахарная свекла) и в воздухе на границе санитарного разрыва (300 м до населенного пункта).
7. Научно обоснованные гигиенические регламенты безопасного применения гербицида на основе трифлусульфурон-метила (совместно с адъювантом и без него) подтверждены 3-х летними результатами социальногигиенического мониторинга и направлены на охрану здоровья работающих и населения, а также повышение эффективности государственного санитарного надзора.
Список работ, опубликованных по теме диссертации:
1. Малиновская Н.Н. Оценка токсичности препаратов, на основе действующего вещества трифлусульфурон-метила // Материалы научно-практической школыконференции молодых ученых и специалистов научно-исследовательских организаций Роспотребнадзора Современные технологии обеспечения биологической безопасности - Оболенск, 2010.- С.63-64.
2. Малиновская Н.Н. Гигиеническая оценка условий труда при применении гербицидов на основе трифлусульфурон-метила // Сборник научных трудов Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения - Рязань, 2010. - С. 198200.
3. Малиновская Н.Н. Токсикологическая оценка адъюванта на основе неионогенного ПАВ // Токсикологический вестник. - 2011. - №3.- С. 56-57.
4. Ракитский В.Н., Синицкая Т.А., Малиновская Н.Н. Изучение антиоксидантного статуса белых крыс при воздействии производных триазинов и сульфонилмочевины // Санитарный врач. - 2011. - №5.-С.31-36.
5. Малиновская Н.Н. Санитарно-токсикологические исследования сульфонилмочевинного гербицида // Здравоохранение Российской Федерации. - 2011. - №5. - С. 65-66.
6. Малиновская Н.Н. К нормированию трифлусульфурон-метила в продуктах питания и объектах окружающей среды // Материалы XI Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей: сборник статей. Том II. - Москва, 2012. - С.171-173.
7. Малиновская Н.Н. Оценка состояния антиоксидантной защиты организма при воздействии производного сульфонилмочевины // Материалы Всероссийской научнопрактической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора Фундаментальные и прикладные аспекты анализа риска здоровью населения. Том II.
Ц Пермь, 2012. - С. 15-18.
8. Малиновская Н.Н. Гигиена применения сульфонилмочевинного препарата // Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Окружающая среда и здоровье. Молодые ученые за устойчивое развитие страны в глобальном мире. Москва, 2012. - С.209-210.