Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Гигиенические особенности формирования сальмонеллезной инфекции в аграрно-индустриальном регионе Центрального Черноземья России

На правах рукописи

Денисеико Владимир Ильич

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ БЕЗОПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ РОДЕНТИЦИДНЫХ СРЕДСТВ -АНТИКОАГУЛЯНТОВ НА ОСНОВЕ БРОМАДИОЛОНА И БРОДИФАКУМА

14.00.07- Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2008

Работа выполнена в ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Научные руководители:

Доктор биологических наук, профессор

Доктор медицинских наук

Юдина Татьяна Васильевна Синицкая Татьяна Алексеевна

Офгщиальные оппоненты:

Доктор биологических наук, профессор

Доктор медицинских наук

Аксенова Людмила Петровна Денисов Леонид Анатольевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Российский государственный медицинский университет».

Защита состоится « 17 » июня 2008 г. в 12.00 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д.208.107.01 при ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по адресу: 141000, Московская область, г.Мытищи, ул.Семашко, д.2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана».

Автореферат разослан «_» мая 2008г.

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций доктор медицинских паук, профессор

Шушкова Т.С.

¡Л* с* ^ •<

^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Обострение санитарно-эпидемиологической обстановки во многих регионах России происходит на фойе возрастающей антропогенной трансформации лаидшафтпо-очаговых территорий и роста контакта населения с биоценозами природных очагов зоонозных инфекций, носителями которых являются животные отряда грызунов.

В условиях ограниченного применения в профилактических целях многих традиционных препаратов, резкого повсеместного снижения объемов работ дератизациоппого профиля становится особенно актуальным внедрение в практику новых препаратов и методов полевой дератизации, повышение роли санитарно-гигиенических и технических мероприятий, обеспечивающих улучшение социально-бытовых условий жизни населения, снижающих риск распространения инфекций, а также потери урожая сельскохозяйственных культур.

Решению этих задач способствуют проведение профилактических мероприятий, включающих применение химических методов борьбы с грызунами с использованием пестицидных препаратов.

В большой группе пестицидов особое место занимают роденгициды, подразделяющиеся в основном на яды острого и кумулятивного типа действия. Среди последних в настоящее время наибольшее распространение получили родентициды классов 1,3-ипдандионов и 4-гидроксикумаринов, обладающие антикоагулянтным механизмом действия и избирательностью в отношении целевых видов животных.

Применение родентицидов является наиболее эффективным химическим способом борьбы с грызунами, представляющими реальную опасность для здоровья человека во всем мире и приносящими серьезный экономический ущерб сельскому хозяйству.

Вопросы безопасного производства и применения пестицидных препаратов занимают одно из ведущих мест в числе государственных задач по охране окружающей среды и общественного здоровья (Г.Г. Онищенко, 2000, 2005; А.И. Потапов, 2001, 2007; В.Н. Ракитский, 1998, 2003; М.Г. Шандала, 2001,2003).

Последовательное развитие технологических направлений химического синтеза родентицидов привело к созданию действующих веществ 2-го поколения антикоагулянтов, к которым относятся бродифакум и бромадиолон, как наиболее перспективные для химического метода борьбы с грызунами.

С токсиколого-гигиенических позиций родентициды антикоагулянтного механизма действия характеризуются четкой тропностыо воздействия на организм, избирательной токсичностью в отношении грызунов, пролонгированным смертельным эффектом, наличием антидота.

Поскольку на разных этапах приготовления и применения родентицидных средств возможен контакт работающих и населения с действующими веществами и готовыми препаративными формами на их основе, необходим более глубокий токсиколого-гигиеническяй и аналитический поиск, направленный на оценку степени опасности препаратов, разработку и обеспечение безопасных регламентов их производства и применения в условиях сельского хозяйства.

Особого внимания заслуживает изучение токсиколого-гигиенических свойств концентратов родентицидов, используемых для приготовления приманок, как более опасной для человека формы выпуска. Проведение сравнительной оценки опасности и эффективности концентратов родентицидов, приманок на их основе, а также приманочных средств постоянного состава позволит разработать и предложить для практики препараты, обеспечивающие сочетание высокой целевой результативности химического метода борьбы с грызунами, безопасности для работающих и населения, нецелевых видов животных, объектов окружающей среды.

Актуальность работы обусловлена тем, что современная литература не располагает сведениями по токсиколого-гигиенической характеристике родентицидных препаратов на основе бромадиолона и бродифакума (не установлены параметры острой токсичности, не изучено местно-раздражающее, сенсибилизирующее действие соединений, кумулятивные свойства). В отечественной практике отсутствовали гигиенические нормативы содержания бромадиолона и бродифакума в объектах окружающей среды (вода, атмосферный воздух), методы контроля их остаточных количеств. Кроме того, не проведена оценка реальной опасности препаратов для работающих и населения.

Вышеизложенное явилось основанием для проведения настоящего токсиколого-гигиенического и аналитического исследования, определило его цели и задачи.

Работа выполнена в ФГУН «Федеральный научный Центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» в соответствии с отраслевыми научно-исследовательскими программами «Системная разработка мероприятий по гигиенической безопасности России (2001-2005 гг.)», «Гигиеническая безопасность России: проблемы и пути обеспечения (на 2006-2010 гг.)».

Цель работы - гигиеническая и токсикологическая оценка препаратов на основе бромадиолона и бродифакума для научного обоснования их безопасного производства и применения в условиях сельского хозяйства.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Установить токсикопараметры новых родентицидных концентратов Бром-БД, К (2.5 г/л), Ратикум, К (2.5 г/л) и 21 приманки постоянного состава на основе бромадиолона и бродифакума при однократном воздействии.

2. Изучить кумулятивные, кожно-резорбтивные и сенсибилизирующие свойства и особенности биологического действия родентицидных концентратов Бром-БД, К (2.5 г/л), Ратикум, К (2.5 г/л) и приманок постоянного состава на основе бромадиолона и бродифакума в условиях субхронического эксперимента.

3. Провести санитарно-химические исследования по изучению влияния д.в. бромадиолона и бродифакума, препаратов Бром-БД, К (2.5 г/л) и Ратикум, К (2.5 г/л) на органолептические свойства воды и санитарный режим водоемов.

4. Разработать методы определения остаточных количеств бромадиолона и бродифакума в воде и воздушной среде с применением высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

5. Провести гигиеническую оценку условий применения родентицидных концентратов на основе бромадиолона и бродифакума при различных технологиях и оценить риск для работающих.

6. Научно обосновать гигиенические нормативы бромадиолона и бродифакума в объектах окружающей среды (вода, атмосферный воздух) для различных технологий производства родентицидных приманок, разработать комплекс профилактических мероприятий по их безопасному производству и применению.

б

7. Выполнить экономическое обоснование эффективности применения приманок.

Научная новизна полученных результатов состоит в том, что впервые:

- установлены основные параметры токсичности при поступлении в организм новых родентицидных концентратов и 21 приманки постоянного состава на основе бромадиолона и бродифакума, оценены кумулятивные свойства и особенности их биологического действия;

- с учетом особенностей биологического действия новых препаративпых форм показана идентичность их действия на свертывающую систему крови в условиях субхронического эксперимента;

- выявлено, что действующее вещество бродифакум, препараты Бром-БД, К (2.5 г/л) и Ратикум, К (2.5 г/л) способны ухудшать процессы биологического самоочищения водоемов, вызывая стимулирование процессов биохимического потребления кислорода (БПК);

- оценен риск для работающих при применении родентицидных концентратов на основе бромадиолона и бродифакума различными технологиями, что позволило охарактеризовать условия их применения как соответствующие гигиеническим требованиям при строгом соблюдении рекомендованных регламентов и мер безопасности;

- научно обоснованы величины гигиенических нормативов действующих веществ и регламенты безопасного применения родентицидных концентратов и приманок постоянного состава на основе бромадиолона и бродифакума;

- разработаны методы контроля уровней бромадиолона и бродифакума в водной и воздушной средах.

Практическая значимость работы.

В результате проведенных гигиенических и аналитических исследований для бромадиолона и бродифакума научно обоснованы и утверждены в установленном порядке гигиенические нормативы в объектах окружающей среды: ПДК в воде водоемов; ОБУВ в атмосферном воздухе, а также методы контроля, обеспечивающие проведение предупредительного и текущего санитарного надзора, которые составили основу нормативно-методических документов:

- Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды. ГН 1.2.1323-03. Введены в действие постановлением

Главного государственного врача Российской Федерации от 6.05.2003 № 92 с 25 июня 2003 года;

- Дополнение № б к ГН 2.2.1323-03;

- Методические указания: «Определение остаточных количеств бродифакума в воде методом высокоэффективной жидкостной хроматографии», МУК 4.1.1995-05; «Измерение концентраций бродифакума в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе населенных методом высокоэффективной жидкостной хроматографии», МУК 4.1.1994-05; «Определение остаточных количеств бромадиолона в воде водоемов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии», МУК 4.1. 2140-06; «Измерение концентраций бромадиолона в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе населенных мест методом высокоэффективной жидкостной хроматографии», МУК 4.1.2074-06.

Материалы токсиколого-гигиенических исследований использованы при разработке 23 технических условий на производство и применение концентратов и приманок на основе бромадиолона и бродифакума.

Данные по оценке риска для работающих с родентицидами, инструкции по безопасному применению препаратов вошли в экспертные заключения по токсиколого-гигиенической оценке родентицидных препаратов, на основании которых решен вопрос о регистрации их в России.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Новые родентицидные концентраты на основе действующих веществ бромадиолона и бродифакума при различных путях поступления в организм теплокровных с учетом их сильно выраженного кумулятивного действия и кожно-резорбтивной токсичности являются чрезвычайно опасными веществами (1 класс опасности); 21 родентицидная приманка постоянного состава на основе этих соединений также обладает кумулятивным действием и относится к опасным соединениям (2 класс опасности). Концентраты и приманки характеризуются антикоагулянтяыми свойствами за счет нарушений синтеза протромбина в печени, свертываемости крови, вызывают повышение проницаемости капилляров, наружные и внутренние кровоизлияния.

- Оценка риска для работающих при применении родентицидных препаратов на основе бромадиолона и бродифакума (различные технологии)

показала, что условия труда при использовании данных препаратов соответствуют гигиеническим требованиям.

- Научное обоснование гигиенических нормативов бромадиолона и бродифакума (ПДК в воде водоемов, ОБУВ в атмосферном воздухе) для проведения предупредительного и текущего санитарного надзора.

Разработанные методические подходы с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии по определению остаточных количеств бромадиолона и бродифакума в водной и воздушной средах, обеспечивающие контроль гигиенических нормативов.

Апробация диссертации проведена на межотдельческой конференции ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им.Ф.Ф.Эрисмана» Роспотребнадзора 22 апреля 2008 г.

Результаты исследований доложены и обсуждены на:

- III Всероссийском форуме «Здоровье нации - основа процветания России» (Москва, апрель 2007);

- Научно-практической конференции «Пчела и человек» (Москва, февраль 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ в центральной печати и материалах форума.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на _

страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания направления, объектов, объемов и методов исследования, 4 главы собственных исследований, обсуждения результатов и выводов. Фактический

материал представлен в _ таблицах и _рисунках. Список литературы

содержит _ источников, из них _ - отечественных и _ -

иностранных авторов.

НАПРАВЛЕНИЯ, ОБЪЕКТЫ, ОБЪЕМ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа обобщает результаты многолетних исследований (2000 - 2008 гг.). Комплексная программа токсиколого-гигиенических, аналитических и натурных исследований включала оценку потенциальной и реальной опасности разработанных дератизационных средств-антикоагулянтов 2-го поколения.

Решение вышеизложенных задач выполнено в следующих направлениях: гигиеническом, экспериментально-токсикологическом, химико-аналитическом и организационно-технологическом (табл. 1).

Таблица 1.

Направления, объекты, объем и методы исследований

Виды и методы исследований Методы, объекты исследований Объем

Токсиколого-гигненические Препаративные формы на основе 23

исследования бромадиолона и бродифакума

1. Изучение параметров Токсикологические, 700

токсичности препаративных биохимические, морфологические, крысы

форм физиологические методы (острый 600

и субхронический эксперимент) мыши

Лабораторные животные 150

2. Гигиеническое нормирование Пероральная токсичность, кролики

действующих веществ раздражающее, 210

бродифакума и бромадиолона в сенсибилизирующее действие, мор-

воде водоемов, воздушной кумулятивные свойства ские

среде Органолептические, свинки

3. Изучение формирования Санитарно-химические методы

экспозиционных уровней при Вода водоемов - ПДК 440

применении 2-х препаратов Атмосферный воздух - ОБУВ проб

4. Гигиеническая Воздух рабочей зоны,

регламентация условий Расчет степени реальной опасности 158

применения приманок (риска) для работающих проб

Аналитические исследования ВЭЖХ

5. Разработка методов атмосферный воздух, воздух 252

высокоэффективной рабочей зоны, пробы

1 жидкостной хроматографии вода 146 j

6. Анализ экспонированных воздух рабочей зоны, смывы с пробы 1

натурных гигиенических кожных покровов работающих 158

образцов пробы

Организационио- Гибель грызунов при

технологические и альтернативном кормлении (%)

экономические обоснования Крысы, мыши 80

7. Оценка целевой Экономические расчеты живот-

биологической и возможных ущербов, приносимых ных

экономической эффективности грызунами

применения разработанных Оценка санитарно-гигиенических млн.

формуляций антикоагулянтов режимов производства различных руб.

2-го поколения видов родентицидных приманок

8. Гигиеническое обоснование Технологические регламенты 23

технологии производства производства, паспорта регла-

приманок, разработка безопасности (гигиенический блок) метна

предложений по комплексу

мероприятий

Объектами исследования избраны: лабораторные животные (крысы, мыши, морские свинки, кролики); биосреды (кровь, внутренние органы); 2 родентицидных препарата и 21 приманка постоянного состава на основе бромадиолона и бродифакума; окружающая среда (вода, воздух рабочей зоны, атмосферный воздух); работающие, применяющие препарат при различных технологиях; смывы с их кожных покровов; уровни загрязнения воздушной среды, технологии производства.

Токсиколого-гигиенические исследования родентицидных препаратов (Бром-БД, концентрат (2.5. г/л) и Ратикум, концентрат (2.5 г/л) и 21 приманки постоянного состава на их основе проведены на 700 белых беспородных крысах, 600 мышах, 150 кроликах и 210 морских свинках б соответствии с «Методическими рекомендациями по гигиенической оценке новых пестицидов № 4263-87» (1988). В опыт включены крысы-самцы весом 150-250 г, морские свинки - 300-400г, кролики-2.5-3.0 кг, мыши 18-21 г.

Токсичность родентицидов изучали в остром и субхроническом экспериментах при поступлении в организм теплокровных животных через желудочно-кишечный тракт, кожные покровы, выявляли возможное кожно-резорбтивное и местно-раздражающее действие препаратов, которые вводили в желудок при помощи зонда и наносили на кожу в нативном виде.

Параметры острой токсичности (ЛД50) устанавливали на крысах методом пробит-анализа по Прозоровскому В.Б. (1962).

Кумулятивные свойства концентратов и 21 приманки на основе бромадиолона и бродифакума изучены по методу Lim К.S. et al (1961). Количественная оценка кумулятивного эффекта вычислена по коэффициенту кумуляции.

Изучение токсичности препаративных форм родентицидов проведено при их поступления в организм лабораторных животных (крысы-самцы) перорапьно в субхроническом опыте в течение 45 дней и 2-х месяцев.

Препараты вводили в дозах 1/500 - 1/25000 от ЛДда (158 мг/кг массы тела (бромадиолон) и 89.5 мг/кг массы тела (бродифакум). О токсическом действии в субхроническом опыте судили по изменению интегральных и специфических показателей, внешних признаков интоксикации.

Исследованы показатели свертывающей системы крови: время свертывания крови, время кровотечения, протромбиновое время по Квику-

и

Кудряшову, а также проницаемости сосудистой стенки (наличие эритроцитов в моче, стойкость капилляров кожи).

В основе метода определения протромбинового времени лежит установление времени свертывания рекальцифицированной цитратной плазмы при добавлении к ней тканевого тромбопластина стандартизованной активности (Козловская JI.B., Николаев А.Ю., 1984). По коагулограмме, полученной на коагулографе Н-334, оценивали скорость и время свертывания, а также время ретракции кровяного сгустка (Панкратова Г.П., Копылова JI.C., 1983).

Присутствие эритроцитов в моче выявляли с помощью микроскопирования ее осадка. Результат выражали числом найденных в поле зрения эритроцитов (Козловская JI.B., Николаев А.Ю., 1984).

Определение стойкости капилляров кожи базировалось на подсчете числа петехий с помощью аппарата Нестерова (1970).

В ходе подострых экспериментов регистрировали изменение функциональных показателей: морфологический состав периферической крови, лейкоцитарная формула, число тромбоцитов, ретикулоцитов и эозинофилов, время свертывания крови, гексеналового сна (Саноцкий И.В., 1970). Гематологические показатели определяли в цельной крови животных с помощью полуавтоматического анализатора «EXCELL/HC-5710» фирмы "Drew Scientific" (Великобритания-США).

В гистологических исследованиях использованы следующие органы: легкие, сердце, печень, селезенка.

Изучение сенсибилизирующего эффекта основывалось на «Методических указаниях к постановке экспериментальных исследований по обоснованию предельно допустимых концентраций промышленных химических аллергенов в воздушной среде» (1992). Тестирование включало постановку кожного теста, тестов «in vitro», подсчет лейкоцитарной формулы.

Местно-раздражающее и кожно-резорбтивное действие изучено в соответствии с «Методическими указаниями по гигиенической оценке новых пестицидов» №4263-87, от 13.03.87г.

Количественная оценка потенциальной опасности проведена на основании «Гигиенической классификации пестицидов по степени опасности (методические рекомендации)» № 2001/26 (2001 г.).

Научное обоснование предельно-допустимых концентраций (ПДК) бромадиолона и бродифакума в воде выполнено в объеме, предусмотренном «Методическими указаниями по гигиенической оценке новых пестицидов» (№4263-87); «Обоснованием 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» (№217380); «Методическими указаниями по санитарно-микробиологическому анализу вод поверхностных водоемов» (№2285-81).

Органолептические свойства воды в присутствии действующих веществ и концентратов на их основе оценивали по влиянию на запах, окраску, прозрачность и пенообразование. Воздействие на санитарный режим водоемов - по изменению БПК, содержанию аммонийного азота, нитритов, нитратов, уровню растворенного кислорода, pH. Исследование влияния веществ на сапрофитную микрофлору включало определение общего микробного числа (ОМЧ) стандартными методами при инкубации в течение 48 часов при температуре 22°С.

Расчет ОБУВ бромадиолона и бродифакума в атмосферном воздухе проведен в соответствии с рекомендациями «Методических указаний по гигиенической оценке новых пестицидов» (№4263-87) на основе параметров острой пероральной (ЛД50) и ингаляционной (СЛ50) токсичности по формулам:

lg ОБУВ = 0.93 lg ЛД50 - 4.36

lg ОБУВ = - 0.7 + 1.7 lg СЛ50 - Ü.8 lg ЛДя,

Блок химико-аналитических исследований включал разработку методов высокоэффективной жидкостной хроматографии по определению остаточных количеств действующих веществ (бродифакума и бромадиолона) в ряде объектов: воде водоемов, атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны, выполненную в соответствии с требованиями ГОСТ Р ЙСО 5725-1 -6-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений», а также комплексный натурный эксперимент по обоснованию безопасных регламентов применения.

Отбор проб воздуха рабочей зоны проведен согласно требованиям ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», атмосферного воздуха - ГОСТ 17.2.4.02-81 «ОПА. Общие

требования к методам определения загрязняющих веществ в воздухе населенных мест», воды хозяйственно-питьевого водопользования - ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб», а также «Унифицированным правилам отбора сельскохозяйственной продукции, пищевых продуктов и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов», № 2051-79. Смывы с кожных покровов, а также расчет степени реальной опасности (риска) для работающих, выполнены в соответствии с Методическими рекомендациями «Метод оценки риска воздействия пестицидов на работающих» (№ 2001/73, 2001 г.).

В исследованиях применены жидкостные хроматографы с ультрафиолетовыми детекторами фирм Waters и Perkin-Elmer (США).

Математико-статистическая обработка данных проведена общепринятыми методами вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента, корреляционно-регрессионного анализа по прикладным программам с помощью Microsoft Excel 2000.

Гигиенические, токсикологические и аналитические исследования выполнены совместно с сотрудниками научных подразделений ФНЦГ им. Ф.Ф.Эрисмана (руководители: д.м.н., проф. A.B. Тулакин, д.м.н., проф. И.В. Березняк, д.б.н., проф. Т.В.Юдина). Вклад автора в организацию и проведение исследований составляет 85%, анализ и обобщение результатов осуществлены автором в полном объеме.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В результате токсиколого-гигиенических исследований установлено, что при однократном пероральном воздействии родентицидные концентраты Бром-БД, К (2.5 г/л), д.в. бромадиолон и Ратикум, К (2.5 г/л), д.в. бродифакум относятся к опасным соединениям (2 класс опасности). Среднесмертельные дозы концентратов, изученные на крысах, составили, соответственно 158 мг/кг и 89.5 мг/кг массы тела.

При изучении параметров острой дермальной токсичности показано, что ЛД50 дермально для крыс составляет более 2000 мг/кг (Бром-БД) и 1800 мг/кг (Ратикум) массы тела (3 и 4 класс опасности соответственно).

В ходе эксперимента выявлено, что указанные концентраты оказывают слабо выраженное раздражающее действие на слизистые оболочки глаза

кроликов, не обладают раздражающим действием на кожу и аллергенной активностью, о чем свидетельствуют, прежде всего, отрицательные результаты кожных тестов, отсутствие статистически достоверных изменений (1=0.16; 0.45, р>0.5) показателей специфических иммунологических тестов (РСАЛ) и содержания эозинофилов в крови морских свинок.

Исследования по изучению кожно-резорбтивных свойств концентратов показали, что они способны проникать через неповрежденную кожу крыс, о чем свидетельствует клиническая картина острой интоксикации и гибель животных.

Изучение кумулятивных свойств концентратов Бром-БД и Ратикум проводили на белых крысах-самцах, которым перорально вводили препарат в дозе 1/10 ЛД50 (соответственно, 15.8 мг/кг и 8.95 мг/кг), через каждые 4 введения дозу увеличивали в 1.5 раза. Введение суммарной дозы 0.5 и 0.3 ЛД50 вызывало 50% и 65% гибель животных на 5-7-е сутки, 100% гибель отмечалась на 10-е сутки. Клиника отравления была характерной для антикоагулянтов. Коэффициент кумуляции (Ккум) по критерию «гибель животных» для Бром-БД и Ратикума составляет, соответственно, 0.5 и 0.4, что < 1 и свидетельствует о высокой степени кумуляции препаратов.

На основании этих данных, а также согласно «Гигиенической классификации пестицидов по степени опасности» (Методические рекомендации № 2001/26, 2001 г.) концентраты Бром-БД, К (2.5 г/л) и Ратикум, К (2.5 г/л) отнесены к 1-му классу опасности (чрезвычайно опасные соединения).

При многократном субхроническом пероральном воздействии концентратов Бром-БД и Ратикум на организм белых крыс в диапазоне доз 1/500 - 1/25000 от ЛД50 к концу 2-х месячного эксперимента установлены дозозависимые изменения показателей, характеризующих состояние свертывающей системы крови: протромбиновое время (рис.1а), протромбиновый индекс (рис. 16) и показателей коагулограммы - время образования плотного сгустка и скорость ретракции сгустка (рис. 2).

1/2МС0 1/1X00 1/5000 t/IOCO 1/SOO

ШРапкум, К R.5r/n( I |iEpon-EflKflir/n|

доза, 'ЛД„

доза, 'ЛДи

а

б

Рис. 1. Дозозависимость протромбинового времени (а) и протромбинового индекса (б) при воздействии препаратов Ратикум, К (2.5 г/л) и Бром-БД, К (2.5 г/л) в 2-х месячном субхроническом эксперименте при пероральном введении.

При этом клиническая картина острого отравления была характерной для антикоагулянтов - истощение животных, множественные кровоизлияния во внутренних органах, кровотечения, что свидетельствует о нарушении синтеза протромбина в печени, свертываемости крови, повышении проницаемости капилляров. С учетом изменений исследуемых показателей обоснованы недействующие дозы (NOEL subch) для бромадиолона и бродифакума, равные соответственно 0.015 мг/кг массы тела и 0.009 мг/кг масса тела.

Рис. 2. Дозозависимость времени образования плотного сгустка при воздействии препаратов Ратикум, К (2.5 г/л) и Бром-БД, К (2.5 г/л) в 2-х месячном субхроническом эксперименте при пероральном введении.

В токсикологических исследованиях 21 родентицидной приманки постоянного состава (гранулы, мягкие и твердые брикеты) показано, что по острой пероральной и дермальной токсичности они относятся к 4 классу опасности (малоопасные соединения), не обладают местно-раздражающим действием на кожу и сенсибилизирующим эффектом (морские свинки),

1/3»« 1/IKD0 !/№» 1/1000 1/500

доза, "ЛДи

вызывают слабо-выраженное раздражающее действие на слизистые оболочки глаза кроликов.

Изучение кумулятивных свойств приманок показало, что все исследуемые формы обладают сильно-выраженным кумулятивным действием, коэффициент кумуляции по критерию «гибель животных» находится в диапазоне 0.44-0.68. Клиническая картина острой интоксикации была характерной для антикоагулянтов.

В результате токсиколого-гигиенических исследований установлено, что родентицидные приманки постоянного состава относятся ко 2-му классу опасности (опасные соединения).

Останавливаясь на оценке влияния концентратов и приманок постоянного состава на основе бромадиолона и бродифакума на объекты окружающей среды, следует констатировать, что при их применении в соответствии с рекомендациями загрязнения фунтовых вод и почвы не отмечено. Действующие вещества не способны транспонироваться в растения в период вегетации, не участвуют в протекающих метаболических процессах, в связи с этим контаминация пищевых продуктов маловероятна, и нет необходимости в проведении исследований по изучению их остаточных количеств в растительной продукции.

Полученные материалы привели к заключению, что не требуется обоснования допустимой суточной дозы (ДСД) бромадиолона и бродифакума для человека ввиду отсутствия их комплексного воздействия. Аналогична позиция и Международных организаций - ФАО/ВОЗ и ЕРА.

Однако, ввиду того, что производство концентратов и приманок на основе бромадиолона и бродифакума имеется на территории России, необходим контроль их содержания в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе, а также остаточных количеств в воде.

В результате проведенных гигиенических исследований влияния концентратов Бром-БД, К (2.5 г/л), Ратикум, К (2.5 г/л) и действующих веществ бромадиолона и бродифакума на органолептические свойства воды показано, что наиболее значимым показателем по данному признаку является способность концентрата Ратикум изменять прозрачность (мутность) водных растворов, а действующего вещества бродифакум - образовывать «посторонние включения».

При изучении влияния указанных концентратов и действующих веществ бромэдиолона и бродифакума на общесанитарный режим водоемов, установлено изменение процессов биохимического потребления кислорода (концентрации препаративных форм на уровне 0.25 мг/дм3 и более, а действующего вещества бродифакум - 0.05 мг/дм3 и более вызывали стимулирование данного показателя).

Препараты Бром-БД и Ратикум в концентрации 0.2 мг/дм3 (в пересчете на действующие вещества 0.0005 мг/дм3), а бродифакум в концентрации 0.01 мг/дм3 не оказывали выраженного влияния на процессы биохимического потребления кислорода. Отклонение от контроля в пределах от -6.4 до + 18.7% позволило принять данные концентрации в качестве пороговых (таблица 2).

На основании полученных результатов, а также с учетом уровней недействующих доз бромадиолона и бродифакума, установленных в хронических экспериментах на крысах (данные литературных источников), как лимитирующая пороговая величина обоснована концентрация препаратов Бром-БД и Ратикум в воде водоемов - 0.2 мг/дм3 (в пересчете на действующие вещества - 0.0005 мг/дм3), лимитирующий признак вредности -общесанитарный (влияние на процессы БПК). Величина 0.0005 мг/дм3 положена в основу установленного нами гигиенического норматива (ПДК) бромадиолона и бродифакума в воде водоемов.

Следующим этапом гигиенического нормирования являлось установление ОБУВ бромадиолона и бродифакума в атмосферном воздухе. На основе параметров острой пероральной и ингаляционной токсичности он установлен на уровнях 0.0002 мг/м3 и 0.00016 мг/м3, соответственно.

Проблема устранения или минимизации риска вредного воздействия родентицидов на здоровье работающих и населения связана с научным обоснованием гигиенических регламентов безопасного применения этих химических средств и созданием методов аналитического контроля.

Для решения данной задачи внимание было сосредоточено на разработке современных методов хроматографического определения остаточных количеств действующих веществ в объектах окружающей среды, обеспечивающих надежный гигиенический контроль производства и применения приманочных средств. В основу разработок входил поиск эффективных приемов пробоподготовки (извлечения, очистки, концентрирования), установление особенностей хроматографического поведения детектируемых соединений, а также устранение побочных эффектов матрицы.

Таблица 2

Пороговые концентрации родентицидных концентратов и их действующих веществ по влиянию на качество воды и _______санитарное состояние водоемов _

Концентрация, мг/дм3

Концентрат Бром-БД (2.5 г/л) д.в. Концентрат Ратикум (2.5 г/л) д.в.

Показатели Эксперимен- В пересчете бромадиолон Эксперимен- В пересчете на д.в. бродифакум !

тально па д.в. бромадиолон 0.25% экспериментально тально бродифакум 0.25% экспериментально

- запах при 20иС >1000 - >10.0 >10000 >25 -

(порог восприятия) - запах при 60°С >10.0 >10000 >25 _

- запах при хлорировании - - - - -

- окраска при высоте столба воды 10 см, 20°С 217.7 5.4 - 77.76 0.194 -

- окраска при высоте столба вода 20 см,20°С 217.7 5.4 - 38.9 0.097 -

- прозрачность при высоте столба воды 10 см, 20°С - - - 8.935 0.022 -

- прозрачпость при высоте столба воды 20 см, 20°С - - - 4.462 0.011 -

- пенообразование при: 20иС 60°С 200.0 200.0 5.0 5.0 ; 30.24 15.12 0.0756 0.0378 -

-ВПК 0.2 0.0005' >10.0 0.2 0.0005 0.01

- процессы аммонификации - процессы нитрификации - процессы нитрофикации >0.5 >0.5 >0.5 >0.5 >0.5 >0.5 >0.5 >0.5 >0.5 >0.05 >0.05 >0.05

- растворенный кислород >0.5 >0.5 >0.5 >0.05

-перманганатная окисляемость >0.5 >0.5 >0.5 >0.05

- водородный показатель >0.5 >0.5 >0.5 >0.05

- сапрофитная микрофлора >0.5 >0.5 >0.5 >0.05

В ходе исследований разработаны условия пробоподготовки и количественной идентификации с применением высокоэффективной жидкостной хроматографии, которые можно охарактеризовать как оптимальный методический подход. Примененный способ «твердофазной экстракции» обеспечивает селективное определение веществ в одном аналитическом образце воды, поскольку выбранные системы растворителей последовательно элюируют аналиты с концентрирующих патронов (на основе обращенной фазы С18). Достигнутые метрологические параметры и хроматограммы образцов представлены на рис. 3 и в таблице 3.

tea

Рис. 3, Хроматограммы образцов бромадиолона (а); бродифакума (б).

Руководствуясь отечественной моделью оценки риска пестицидов для операторов, разработанной специалистами ФНЦГ им. Ф.Ф.Эрисмана, на основе установленных экспозиционных уровней была показана степень риска родентицидных концентратов для работающих в реальных условиях их использования при различных технологиях - изготовлении и применении

готовых приманок.

При производстве приманок и их применении в сельском хозяйстве в воздухе рабочей зоны, зоне сносов и на коже работающих остаточные количества бромадиолона и бродифакуми не идентифицированы.

На основании данных по острой кожной токсичности и класса опасности действующих веществ определен ориентировочно-допустимый уровень загрязнения кожных покровов, кроме того, исходя из его величины,

установлен коэффициент дермальной безопасности для бромадиолона - 0.05, и бродифакума - 0.003.

Таблица 3

Метрологические параметры определения бродифакума и бромадиолона в водной и воздушной средах

Анализируемый объект Метрологические параметры, п = 20, Р = 0.95

Предел обнаружения, мг/дм' (м3) Диапазон определяемых концентраций мг/дм (м3) Среднее значение определения, % Стандартное отклонение Доверительный интервал среднего результата, %

бродифакум

Вода 0.0005 0.0005 -0.01 92.8 3.9 ±2.2

Атмосферный воздух 0.00016 0.000160.0032 92.0 3.7 ±2.0

Воздух рабочей зоны 0.0005 0.00050.01 92.0 3.7 ±2.0

бромадиолон

Вода 0.0005 0.0005-0.01 83.1 3.8 ±2.1

Атмосферный воздух 0.00016 0.000160.0032 89.7 4.2 ±2.4

Воздух рабочей зоны 0.0005 0.00050.01 89.7 4.2 ±2.4

Опасность комплексного (ингаляционного и дермального) воздействия этих действующих веществ при применении концентратов для приготовлен™ приманок составила, соответственно 0.3 и 0.25 (КБсум), при допустимом < 1. Это позволило сделать вывод о соответствии условий труда гигиеническим требованиям при изученных технологиях и регламентах применения препаратов Бром-БД и Ратикум.

Для оценки биологической активности родентицидных приманочных средств 2-го поколения проведен их сопоставительный анализ с препаратами 1-го поколения на основе этилфенацина по ряду показателей (таблица 4).

Таблица 4

Основные сравнительные характеристики приманок - антикоагулянтов 1 -го и 2-го поколения

Показатели Бродифакум (Варат, гранулы) Этилфенацин (зерновая приманка)

Возникновение приманкобоязни Отсутствует Отсутствует

Получение летальной дозы действующего вещества Однократное поедание Поедание в течение 7-8 дней

Репеллент для защиты людей и нецелевых животных Введен (битрекс) Отсутствует

Опасность для операторов в процессе применения Низкая Средняя

Привлекательность для грызунов Хорошая Удовлетворит.

Среднее количество обработок за сезон (сентябрь-март) 1-2 2-7 (наблюдается резистентность)

Расход приманки для обработки 1 га площади, кг 0.5-2.0 4-6

Стоимость приманки для однократной обработки 1 га площади, руб. 125 250 1

Биологическая эффективность, % 90-96 60-80

Выполненный сравнительный анализ выявил ряд несомненных преимуществ препаратов 2-го поколения, в том числе, по привлекательности для грызунов, получению летальной дозы при однократном потреблении приманки вместо 7-8 дней для этилфенацина, введении репеллента (денатоний бензоат - битрекс, 0.001 г/л) с целью повышения безопасности для работающих и населения.

Показано, что в целом уровень их биологической эффективности составляет 90-96%, против 60-80% у приманочных средств 1-го поколения.

Изучение эффективности практического использования приманок 2-го поколения выполнено в 2-х направлениях:

- оценка специфической биологической активности;

- оценка экономического эффекта при применении.

Экспериментальное изучение специфической биологической активности выполнено в стандартных условиях вивария на крысах и мышах (группы по 10 животных). Концентрации действующих веществ бромадиолона и бродифакума в испытуемых дератизационных средствах составляли 0.005%.

В качестве основных показателей использованы: поедаемость приманки (г) при альтернативном кормлении, гибель qjbByHOB (сутки).

Показано, что 100%-ная гибель крыс наступает на 6-8 сутки, мышей па 4-6 сутки.

Биологическая эффективность оценена также и в натурных условиях. В 2003 г. на 9-ти опытных площадках хозяйств Краснодарского края размером 75*75 м (5625 м2) была проведена однократная обработка с расходом приманки 5 г на норку (средство «Варат», д.в. бромадиолон).

До начала дератизации на данной площадке имелось 250 жилых норок полевок (445 мышей на 1 га полей).

Наблюдение в течение 21 дня после раскладки препарата показало, что практически все норки стали нежилыми, т.е. биологическая эффективность достигает 96%.

Расчеты экономической эффективности применения приманок в ряде хозяйств Краснодарского края, т. е. регионе промышленного выращивания больших объемов зерновых - ОАО «Дружба», ЗАО Фирма «Агрокомгшекс», ООО «Кавказ», позволили сделать заключение об ее общих величинах на уровне 10-26.5 млн. руб. в год при эффективности дератизации 85-96% в зависимости от площадей. При этом количество сохраненного зерна достигает 15 тыс. тонн.

Следует отметить, что разработки в области химического способа борьбы с грызунами перспективны, потребность в производстве и применении приманок-антикоагулянтов возрастает, это безусловно связано с их высокой целевой действенностью, созданием современных технологий, безопасных условий обращения этой группы продукции на потребительском рынке (соблюдение гигиенических регламентов производства и применения, введение атграктантов в ингредиентный состав приманок, вынесение на этикетку препаратов информации о токсичности и мерах предосторожности), что способствует сохранению здоровья населения.

23

ВЫВОДЫ

1. Родентицидные препараты 2-го поколения на основе бромадиолона и бродифакума (концентраты) согласно гигиенической классификации пестицидов по степени опасности при однократном пероральном воздействии относятся ко 2-му классу опасности (опасные соединения), при дермальном -к 3-4-му классу, оказывают слабо выраженное раздражающее действие на слизистые оболочки глаза, не обладают раздражающим действием на кожу, не оказывает сенсибилизирующего действия. С учетом сильно выраженного кумулятивного действия и кожно-резорбтивной токсичности относятся к 1-му классу опасности (чрезвычайно опасные соединения).

2. Родентицидные приманки постоянного состава (21 препарат) на основе бромадиолона и бродифакума при однократном пероральном и дермальном воздействии относятся к 4-му классу опасности (малоопасные соединения), оказывают слабовыраженное раздражающее действие на слизистые оболочки глаза, не обладают раздражающим действием на кожу, не оказывает сенсибилизирующего действия. С учетом сильно выраженного кумулятивного действия - ко 2-му классу опасности (опасные соединения).

3. Родентицидные концентраты и 21 приманка постоянного состава на основе бромадиолона и бродифакума при многократном (60 дней) пероральном воздействии обладают сильно выраженными кумулятивными свойствами по критерию «гибель животных» (коэффициент кумуляции 0.4 -0.68). Особенностью биологического действия исследуемых родентицидных концентратов является антикоагулянтный механизм, проявляющийся в дозозависимом изменении показателей свертывающей системы крови: протромбиновое время (RH3.87-0.92), протромбиновый индекс (R~0.79-0.82), тромбодитопения (R~0.66-0.85), показатели коагулограммы - времени образования плотного сгустка ^=0.89-0.96), а также скорости ретракции сгустка (Я=0.63-0.73); при многократном воздействии на неповрежденную кожу родентицидные концентраты оказывают сильно выраженное кожно-резорбтивное действие, проявляющееся в 100%-ной гибели животных отряда мышиных в период до 10 суток.

4. При строгом соблюдении гигиенических и технологических регламентов риск воздействия родентицидов на основе бромадиолона и бродифакума на работающих при приготовлении и применении приманок

является допустимым; опасность суммарного (ингаляционного и дермального) воздействия при изученных технологиях, КБсум составил для работающего, соответственно, 0.3, 0.25, при допустимом < 1. При применении изученных препаратов в сельскохозяйственном производстве (приготовление и ручная раскладка приманок), соблюдении регламентированных технологий, не происходит загрязнения кожных покровов работающих (уровни содержания бромадиолона и бродифакума в смывах ниже предела их количественной идентификации - 0,05 мкг/смыв), одновременно указанные вещества не обнаружены в воздухе рабочей зоны и сносах.

5. Разработаны оптимальные условия селективной количественной идентификации действующих веществ - бромадиолона и бродифакума в одной аналитической пробе методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Достигнутые метрологические показатели: предел обнаружения веществ в атмосферном воздухе - 0.00016 мг/м3, воздухе рабочей зоны - 0.0005 мг/м3, суммарная погрешность измерения 21.3% и 22.9% для бромадиолона и бродифакума, соответственно.

6. Обоснованы методические приемы пробоподготовки, включающие применение твердофазной экстракции, обеспечивающие количественное определение действующих веществ родентицидов в водной среде методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Достигнутые метрологические параметры: предел обнаружения - 0.0005 мг/дм3, средняя полнота извлечения бромадиолона - 83%, бродифакума - 92.8%.

7. Токсиколого-гигиеническая оценка опасности бромадиолона, бродифакума и родентицидных препаратов Бром-БД, К (2.5 г/л), Ратикум, К (2.5 г/л) на их основе позволила обосновать и утвердить в установленном порядке ПДК этих действующих веществ в воде водоемов — 0.0005 мг/дм3 (лимитирующий признак вредности общесанитарный, проявляющийся в дозозависимом стимулировании процессов биохимического потребления кислорода (БПК), R=0.89-0.98 (бродифакум), R=0.98-0.99 (Бром БД) и R=0.94-0.98 (Ратикум); ОБУВ в воздухе рабочей зоны - 0.001 мг/м3; ОБУВ в атмосферном воздухе - 0.0002 мг/м3 (бродифакум) и 0.00016 мг/м3 (бромадиолон).

8. Предотвращенный ущерб при применении химического метода борьбы с вредными грызунами (приманки на основе антикоагулянтов 2-го поколения, составляющие 76% всех применяемых дератизационных средств) заключается

в значительном снижении риска развития ряда опасных заболеваний человека, переносчиком которых они являются; выполненные экономические обоснования в ряде сельскохозяйственных объектов показывают, что экономический эффект составляет до 26.5 млн. руб. в год, количество сохраненного зерна - до 15 тыс. тонн.

Список трудов, опубликованных по теме диссертации

1. Денисенко В.И., Хлян Л.А., Родионова Р.П., Мальцева М.М. Раттидион -влажная родентицядная приманка// Дезинфекционное дело,- 2000.- № 2,- С, 69-70.

2. Юдина Т.В., Федорова Н.Е., Волкова В.Н., Денисенко В,И. Аналитический контроль в решении проблемы сохранения здоровья населения// Материалы III Всероссийского форума «Здоровье нации - основа процветания России» (раздел «Здоровье нации и здравоохранение»).- М., 2007.- С,54-55.

3. Денисенко В.И, Биологические, гигиенические и методические аспекты профилактики и борьбы с грызунами отряда мышиных// Здоровье населения и среда обитания. Информационный бюллетень.- 2008,- № 2 (179).- С. 40-42.

4. Денисенко В.И. Оценка токсичности и опасности родентицидных средств// Медицинская паразитология и паразитарные болезни.- 2008,- № 3,- С. 21-22.

5. Денисенко В.И. Гигиеническое регламентирование е химических средств борьбы с грызунами - основа предотвращения неблагоприятного воздействия на здоровье населения// Здоровье населения и среда обитания. Информационный бюллетень,- 2008.- № 3 (180).-С. 31-32.

6. Денисенко В.И. Лабораторное изучение родентицидов 2-го поколения (на примере бродифакума)// Медицинская паразитология и паразитарные болезни,- 2008,- № З.-С. 47-48.

Отпечатано в полном соответствии с качеством представленного оригинал-макета Подписано в печать 12.05 2008. Формат 60x90 1/16 Бумага 80 г/м2 Ризография. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 257.

Издательство Московского государственного университета леса 141005, Мытищи-5, Московская обл., 1-ая Институтская, 1, МГУЛ E-mail: izdat@ingul.ac.ru

»- 5 5 8 3

LA **

2007502409