Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Гигиеническое обоснование регламентов безопасного применения гербицидов нового поколения на основе метсульфурон-метила

На правах рукописи

Лохин Константин Борисович

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕГЛАМЕНТОВ БЕЗОПАСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МЕТСУЛЬФУРОН-МЕТИЛА

14 00 07- Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

□ОЗ17753(

Москва - 2007

003177537

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 медицинских наук,

академик РАМН, профессор Ракитский Валерий Николаевич

Доктор медицинских наук Синицкая Татьяна Алексеевна

Официальные оппоненты Доктор медицинских наук,

член-корреспондент РАМН, профессор Новиков Юрий Владимирович Доктор медицинских наук Сергеюк Надежда Павловна

Ведущая организация:

Государственное учреждение НИИ питания РАМН

Защита состоится « 27 » декабря 2007 г. в 12 00 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д208 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» Роспотребнадзора

Автореферат разослан « Д & » ноября 2007г

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских дессертаций

доктор медицинских наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

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, задача безопасного применения пестицидных препаратов занимает одно из ведущих мест в числе государственных задач по охране окружающей среды и общественного здоровья (А И Потапов, 1998, 2001, ВН Ракитский , 1998, 2000, Г Г Онищенко, 2000, 2005, Р С Гильденскиольд, 2001, 2003)

Одним из крупных достижений в разработке новых химических средств защиты растений является создание пестицидов на основе сульфонилмочевины, которые обладают высокой гербицидной активностью, эффективны при низких нормах расхода (г/га) и одновременно являются малоопасными веществами для теплокровных как по токсичности, так и по выраженности специфических и отдаленных эффектов

Так как в структуре химических загрязнителей окружающей среды пестициды занимают особое место, учитывая их специфические особенности (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 веществами широких масс населения), определяется необходимость в более глубоком изучении потенциальной и реальной опасности не только действующих веществ препаратов, но и их формуляций для предотвращения возможного неблагоприятного влияния на состояние здоровья населения и объекты окружающей среды (А И Потапов, В Н Ракитский, 1994, 1998)

Актуальность работы обусловлена тем, что в современной литературе отсутствуют сведения по токсиколого-гигиенической характеристике данного препарата на основе метсульфурон-метила (не установлены параметры острой токсичности, не изучено местно-раздражающее, сенсибилизирующее действие соединения, кумулятивные свойства, отсутствуют данные по изучению характера биологического действия на организм теплокровных при многократном пероральном введении с водой и пищей) В отечественной практике отсутствовали гигиенические нормативы

содержания метсульфурон-метила в продуктах питания и объектах окружающей среды (вода, атмосферный воздух, воздух рабочей зоны, почва) Кроме того, отсутствуют данные по оценке реальной опасности препарата для работающих и населения Не разработаны сроки безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади для проведения механизированных работ

Все вышеизложенное явилось основанием для проведения данного исследования, выполненного в рамках отраслевых программ «Системная разработка мероприятий по гигиенической безопасности России» (2001-2005 гг) и «Гигиеническая безопасность России проблемы и пути обеспечения» (2006-2010 гг)

Цель исследования: комплексное гигиеническое изучение опасности новых сульфонилмочевинных гербицидов на основе метсульфурон-метила и научное обоснование гигиенических регламентов их безопасного применения

Достижение поставленной цели осуществлялось путем решения следующих задач:

1 Установить токсикопараметры нового сульфонилмочевинного гербицида при однократном воздействии

2 Изучить кумулятивные свойства и особенности биологического действия метсульфурон-метила и нового гербицида на его основе при пероральном введении лабораторным животным с водой и пищей в условиях субхронического эксперимента

3 Исследовать особенности токсикокинетики и токсикодинамики метсульфурон-метила при пероральном введении с водой и кормом в условиях хронического эксперимента.

4. Провести санитарно-химические исследования по изучению влияния д в метсульфурон-метила и препаративной формы на органолептические свойства воды и санитарный режим водоемов

5 Провести гигиеническую оценку условий применения гербицидных препаратов на основе метсульфурон-метила при различных технологиях и оценить риск для работающих.

6 Научно обосновать допустимую суточную дозу (ДСД) метсульфурон-метила для человека, гигиенические нормативы его содержания в продуктах питания (зерно хлебных злаков, проса), объектах окружающей среды (вода, почва, атмосферный воздух), воздухе рабочей зоны и сроки безопасного выхода на обработанные пестицидом площади для механизированных работ

Научная новизна полученных результатов состоит в том, что впервые:

установлены основные параметры токсичности при поступлении в организм нового сульфонилмочевинного гербицида, оценены кумулятивные свойства и особенности его биологического действия,

- установлено, что метсульфурон-метил, независимо от способа введения его в организм теплокровных, оказывает политропное действие, выявлены различия в токсикокинетике, токсикодинамике и токсичности метсульфурон-метила в зависимости от способа введения в организм в условиях субхронического и хронического экспериментов,

выявлено, что метсульфурон-метил способен ухудшать процессы биологического самоочищения водоемов, вызывая угнетение биохимического потребления кислорода (БПК),

оценен риск для работающих при применении сульфонилмочевинных препаратов на основе метсульфурон-метила 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 и регламенты безопасного применения гербицидов на основе метсульфурон-метила

Практическая значимость работы:

В результате проведенных комплексных гигиенических исследований для метсульфурон-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 зерне хлебных злаков, проса, 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 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 № 5 к ГН 1.2 1323-03,

необходимые для проведения предупредительного и текущего санитарного надзора гербицидов нового поколения из класса сульфонилмочевин

Материалы токсиколого-гигиенических исследований использованы при разработке технических условий ТУ 2445-01318015953-2002 (с Извещениями № 1 и № 2 об изменении ТУ)

Материалы, включающие оценку риска для работающих с пестицидами, инструкции по безопасному применению препаратов, обоснование сроков безопасного выхода людей на обработанные пестицидами площади вошли в Экспертные заключения по токсиколого - гигиенической оценке сульфонолмочевинных препаратов, на основании которых решен вопрос о регистрации пестицидов в России

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Новый сульфонилмочевинный гербицид на основе д в метсульфурон-метила при различных путях поступления в организм теплокровных является мало и умеренно опасным веществом (3-4 класс опасности) Метсульфурон-метил, независимо от способа перорального введения его в организм (с водой и пищей) теплокровных характеризуется политропностью, что выражается в нарушении центральной нервной системы, системы крови и функционального состояния печени Различия в токсикокинетике, токсикодинамике и токсичности метсульфурон-метила в зависимости от способа введения в организм теплокровных в условиях субхронического и хронического экспериментов, заключаются в снижении токсичности и всасывания препарата из желудочно-кишечного тракта при введении его с кормом, что связано с проявлением сорбционных свойств вещества и пищи

2 Оценка риска для работающих при применении сульфонилмочевинных гербицидов на основе метсульфурон-метила с помощью различных технологий показала, что условия труда при использовании данных препаратов отвечают гигиеническим требованиям Изученные технологии по мере снижения степени риска для работающих располагаются в следующем порядке обработка железнодорожных путей —> тракторное штанговое опрыскивание —* авиаобработка

3 Научное обоснование гигиенических нормативов метсульфурон-метила (ДСД, ПДК в воде водоемов, МДУ в зерне хлебных злаков, проса, ОБУВ в атмосферном воздухе, ОБУВ в воздухе рабочей зоны, ОДК в почве) и сроков безопасного выхода людей на обработанные пестицидами площади для проведения механизированных работ для проведения предупредительного и текущего санитарного надзора

Апробация диссертации проведена на межотдельческой конференции ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им Ф Ф Эрисмана» Роспотребнадзора 2 ноября 2007 г

Результаты исследований доложены и обсуждены на научно-практических конференциях

«Экология, образование, наука, промышленность и здоровье» (Белгород, 2004), «Гигиеническая наука и санитарная практика в творчестве молодых» (Москва, 2005), III Всероссийский форум «Здоровье нации - основа процветания России» (раздел «Здоровье нации и здравоохранение») (Москва, 2007), «Факторы риска производственной и окружающей среды для здоровья населения» (Москва, 2007)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ в центральной печати и сборниках научных трудов

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на \ЬР страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания объектов, объемов и методов исследования, 2 глав собственных исследований, обсуждения результатов и выводов Иллюстрации и фактический материал представлены в таблицах и рисунках Список литературы содержит ^источников, из них-?^-отечественных и иностранных авторов

ОБЪЕКТЫ, ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В соответствии с целью и задачами настоящей работы была разработана и реализована программа комплексных гигиенических исследований по оценке потенциальной и реальной опасности сульфонилмочевинных пестицидов, включающая в себя санитарно-токсикологическое изучение гербицидов на основе метсульфурон-метила, оценку риска для работающих и населения, разработку гигиенических нормативов и регламентов применения пестицидов

Объектами исследования были, лабораторные животные (крысы, морские свинки, кролики), биосреды (кровь, сыворотка крови, внутренние органы), 2 сульфонилмочевинных пестицида, 5 пищевых продуктов (зерно пшеницы, ржи, ячменя, овса, просо), окружающая среда (вода, воздух рабочей зоны, атмосферный воздух, почва), работающие (трактористы, заправщики, пилот, сигнальщик, рабочие), применяющие препарат с помощью различных технологий (опрыскивание железнодорожного полотна, тракторное опрыскивание, авиаобработка), смывы с кожных покровов, уровни загрязнения воздушной среды

Токсикологические исследования выполнены на 700 белых беспородных крысах, 20 кроликах, 60 морских свинках в соответствии с «Методическими рекомендациями по гигиенической оценке новых пестицидов № 4263-87» (1988)

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

Кумулятивные свойства сульфонилмочевинного пестицида и его действующего вещества метсульфурон-метила изучались методом ЮС Кагана и В.В. Станкевича (1984) В качестве количественной оценки кумулятивного эффекта вычислялся коэффициент кумуляции

Изучение токсичности метсульфурон-метила проведено путем его поступления в организм лабораторных животных (крысы-самцы) перорально в хроническом опыте в течение 12-ти месяцев Препарат вводили в организм крыс в одном случае при помощи зонда в дозах 0,3, 3, 30 и 500 мг/кг массы тела, а в другом - путем его скармливания с кашей в дозах 0,3, 1, 10 и 100 мг/кг массы тела.

О токсическом действии судили по изменению интегральных показателей (динамика массы тела, внешние 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 (СВ. Сперанский, 1965, СМ Павленко, 1975) и поведенческим реакциям («Методические указания по использованию поведенческих реакций животных в токсикологических исследованиях для целей гигиенического

нормирования», 1980) Статическую работоспособность оценивали по О Н Елизаровой (1971)

Гематологические показатели регистрировались в цельной крови животных с помощью полуавтоматического анализатора «EXCELL/HC-5710» фирмы "Drew Scientific" (Великобритания-США)

Биохимические исследования выполнялись на автоматическом биохимическом анализаторе «ASCA AGII» фирмы "LSI Instruments" (США) с использованием диагностических наборов реактивов (Вюсоп Diagnostik Cmb Н (Германия)

Изучались следующие показатели аланин аминотрансфераза (АЛТ), аспартат аминотрансфераза (ACT), альбумины, общий белок, мочевая кислота, глюкоза, мочевина, щелочная фосфатаза (ЩФ), триглицериды, холестерин, лактатдегидрогеназа (ЛДГ), лактат, креатинин, неорганический фосфор, кальций, хлориды, магний, пировиноградная кислота, сульфгидрильные группы (SH-группы)

По окончании хронических экспериментов определялись коэффициенты массы внутренних органов

Для гистологических исследований были взяты следующие органы1 легкие, сердце, печень, почки, желудок, надпочечники, тонкая кишка, толстая кишка, селезенка, семенники, щитовидная железа, поджелудочная железа, мозг

Изучение сенсибилизирующего действия проводилось в соответствии с «Методическими указаниями к постановке экспериментальных исследований по обоснованию предельно допустимых концентраций промышленных химических аллергенов в воздушной среде» (1992) Тестирование включало постановку кожного теста, тестов «m vitro», подсчет лейкоцитарной формулы

Изучение местно-раздражающего и кожно-резорбтивного действия проводилось в соответствии с «Методическими указаниями по гигиенической оценке новых пестицидов» №4263-87, от 13 03 87г.

Количественная оценка потенциальной опасности проведена в соответствии с «Гигиенической классификацией пестицидов по степени опасности (методические рекомендации)» № 2001/26 (от 16 04 2001)

Объем и методы исследования представлены таблице 1.

Таблица 1

Объекты, объем и методы исследований_

Вид эксперимент исследований Объект исследования Объем исследований

Кол-во животн Количество исследований

физиол биохим и химич гематол морфол химич

1 Острый эксперимент - пероральное - дермальное Сульфонилмочевинный препарат, крысы 60 12 60 12

2 Сенсибилизирующее действие 3 Местно-раздражающ действие Сульфонилмочевинный препарат, морские свинки, кролики, крысы 60 32 120 120

4 Подострый эксперимент Сульфонилмочевинный препарат, метсульфурон-метил, крысы 120 720 240 240 120

5 Хроническ эксперимент Метсульфурон-метил, крысы 500 5500 500 500 500

6 Гигиена труда Сульфонилмочевинный препарат, д в Работающие (трактористы, заправщики, пилот, сигнальщик, рабочие) - Воздух рабочей зоны и атмосферный воздух - Смывы с кожи 50 120

7 Изучение гоксикокинетики Моча,кал 24

8 Органолептические Санитарно- химические Вода водоемов 90 130

9 Разработка МДУ остаточных количеств пестицида в продуктах питания Пшеница, рожь, ячмень, овес, просо 32

всего 787 6292 740 860 740 446

Обоснование гигиенических нормативов метсульфурон-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-допустимых концентраций (ПДК) метсульфурон-метила в воде проведено в объеме, предусмотренном методическими указаниями «Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов» №4263-87, от

13 03.87г, «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 санитарно-микробиологическому анализу вод поверхностных водоемов» (МУ №2285-81)

Органолептические свойства воды в присутствии препарата на основе метсульфурон-метила и его действующего вещества оценивали по их влиянию на запах, окраску, прозрачность и пенообразование. Влияние изучаемых веществ на санитарный режим водоемов оценивалось по изменению ВПК, 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 температуре 22°С

Рассчет ОБУВ метсульфурон-метила проведен в соответствии с рекомендациями «Методических указаний по гигиенической оценке новых пестицидов» №4263-87, от 13 03 87г и «Методических указаний по установлению ориентировочных безопасных уровней воздействия вредных веществ в воздухе рабочей зоны» №4000-85 от 04.11 85г

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 87 был проведен расчет ОДК метсульфурон-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», 2001 г

Статистическая обработка полученных материалов проводилась общепринятыми методами вариационной статистики с

использованием критерия Стьюдента (Е JI Ноткин,1974; ЕВ Гублер, А А Генкин, 1973), корреляционно-регресионного анализа по прикладным программам с помощью Microsoft Excel 2000

Гигиенические и токсикологические исследования выполнялись совместно с сотрудниками научных подразделений ФНЦГ им. Ф.Ф Эрисмана (руководители, д м н , проф А В 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 выполнены лично автором в полном объеме

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В результате токсиколого-гигиенических исследований установлено, что при однократном пероральном и дермальном воздействии препаративная форма на основе метсульфурон-метила относится к малотоксичным соединениям (IV класс опасности согласно "Гигиенической классификацией пестицидов по степени опасности» (Методические рекомендации) №2001/26 от 16 04 2001г )

Среднесмертельные доза, изученная на крысах при пероральном введении составила > 10000 мг/кг, при дермальном воздействии > 2500 мг/кг м т

В ходе эксперимента установлено, что сульфонилмочевинный препарат не оказывает раздражающего действия на кожу кроликов и крыс при однократном нанесении и оказывает умеренно раздражающее действие на слизистые оболочки глаза кроликов

Результаты исследований по оценке сенсибилизирующего действия показали, что препарат практически не обладает аллергенной активностью Об этом свидетельствует, прежде всего, отрицательный результат кожных тестов, отсутствие статистически достоверных изменений показателей специфических иммунологических тестов (PCAJI) и содержания эозинофилов в крови морских свинок

Изучение кумулятивных свойств проводили в условиях 2-х месячного эксперимента с ежедневным внутрижелудочным введением животным сульфонилмочевинного препарата в дозе 1/10 ЛД50. Установлено, что препарат не обладает кумулятивными свойствами по критерию «гибель животных», Ккум >5

Таблица 2

Изменения физиологических, гематологических и биохимических показателей при пероральном введении крысам сульфонилмочевинного

препарата в подостром эксперименте (1/10 ЛД50,2 мес.)

Изученные показатели Препарат

СПП, вольт | (2 мес)

Поведенческие реакции | (2 мес) ориентировочная |(2нед) - эмоциональная

Лейкоциты, тыс /мкл*109л 1(2 нед)

Эритроциты, гыс/мкл*1012л |(2 мес)

ЭН-группы Т (1 мес)

Щелочная фосфатаза, МЕ/л 1(5 нед)

Общий белок, г/л 1(5 нед)

Альбумины, г/л 1(5 нед)

Относительный вес, % Клочки), | (тимус)

В ходе проведенных исследований наблюдались изменения следующих показателей СГТП в конце эксперимента, поведенческих реакций через 2 недели и 2 месяца исследования, нестойкое увеличение количества лейкоцитов через 2 недели воздействия, снижение активности щелочной фосфатазы, уровня общего белка и альбуминов через 5 недель опыта с последующей нормализацией к концу эксперимента У подопытных животных выявлено увеличение содержания 8Н-групп в сыворотке крови через 1 месяц воздействия и снижение содержания эритроцитов через 2 месяца При вскрытии подопытных животных отмечали статистически достоверное уменьшение относительной массы почек и увеличение таковой тимуса (табл 2). Указанные изменения свидетельствуют о слабовыраженной функциональной кумуляции

Нами было проведено изучение подострой и хронической токсичности метсульфурон-метила, д в исследуемого препарата вводимого в организм крыс с водой и пищей

□ с водой В с кормом

Рис.! Количество достоверно изменившихся показателей при разных способах перорального введения метсульфурон-метила в подостром опыте (1/10 ЛД50, 2 мес.)

При изучении кумулятивных свойств вещества в условиях подострого эксперимента установлено, что метсульфурон-метил является веществом со слабо выраженным кумулятивным эффектом i по критерию «гибель животных» не зависимо от способа введения в организм - Ккум>5.

Однако, в условиях подострого опыта, наблюдались различия в токсикодинамике вещества в зависимости от способа введения. Количество измененных показателей при введении с водой было больше, чем при введении с пищей (рис.1).

Изучение особенностей хронического действия метсульфурон-метила, вводимого в организм крыс с водой и пищей, показало, что вещество при длительном введении в организм животным оказывает политропное действие, вызывая при этом изменение функционального состояния нервной системы, которое проявлялось нарушением рефлекторных норм поведения (снижение двигательной активности, норкового рефлекса; снижение ориентировочной реакции при введении только с водой); функции печени (снижение активности АЛТ, ACT, ЛДГ при введении с водой; снижение активности ACT, щелочной фосфатазы и увеличение ЛДГ при введении с кормом), системы крови (снижение содержания лимфоцитов, сегментоядерных нейтрофилов, увеличение 1 содержания лимфоцитов, среднего объема тромбоцитов при введении с водой; увеличение содержания лейкоцитов, средней концентрации гемоглобина в эритроците при введении с кормом), j Изменения, как правило, не носили дозозависимого характера (табл.3,4).

Таблица 3

Изменения регистрируемых показателей у крыс при воздействии метсульфурон-метила в хроническом 12-ти месячном эксперименте при _введении с водой_

Показатель Дозы (мг/кг)

500 30 3 0,3

Сроки иссдедования (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 6 1 2 3 4 5 6

Масса тела + + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

спп 0 0 0 + + 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Ст раб-ть(макс) 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Ст раб-ть(сумм) 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Двигат активность - 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Ориентир реакция - - 0 0 0 0 0 - 0 - 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Эмоц реакция 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Норковый рефлекс - 0 0 0 0 0 - - 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Проц гранулоцитов 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Ср объем тромб 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Коч-во лимфоцитов 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Кол-во гранулоцитов 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Сегм нейтр 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Эозинофилы 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + - 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Лимфоциты 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Общий белок 0 0 0 + 0 + 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 0 0 0 0 0 0 0

АЛТ - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ACT - 0 - 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

лдг 0 0 - - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ГГТ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Лактат 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ПВК 0 0 0 0 0 0 0 0 + + 0 0 - 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0

Глюкоза 0 0 0 + 0 0 0 0 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 0 0 0 0 0 0 0

Форсфор 0 0 0 0 0 0 0 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 0 0 0 0 0 0 0

Кальций 0 0 0 0 0 0 0 0 - + 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Магний 0 0 0 0 0 - + 0 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0

SH-группы 0 0 - - 0 - 0 0 - - 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Коэфф массы вн орг

- печень 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0

Остальные показатели вегетативная реакция, конц лейкоцитов, колич эритроцитов, конц гемоглобина, конц тромбоцитов, процент лимфоцитов, процент кл среднего объема, ширина распр эритроцитов, средний объем эритроцитов, гематокрит, тромбокрит, ширина распр тромбоцитов, колич кл среднего объема, среднее содержание гемоглобина в эритроците, средняя конц гемоглобина в эритроците, палочкоядерные нейтрофилы, базофилы, моноциты, альбумин, щеточная фосфатаза, триглицериды при всех дозах и во все сроки исследования не изменялись_

+ -достоверное увеличение Дозы 500 мг/кг и 30-близкие к токсическим

- - достоверное снижение 3,0 мг/кг - близкая к пороговой

О - отсутствие изменений 0,3 мг/кг - недейст вующая

Таблица 4

Изменения регистрируемых показателей у крыс при воздействии метсульфурон-метила в хроническом 12-ти месячном эксперименте при _введении с кормом_

Показатель Дозы (мг/кг)

100 10 1 0,3

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 6 1 2 3 4 5 6

СПП 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Двигат активность 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Вегет реакция 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Эмоц реакция 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Норковый рефлекс 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Концент лейкоцитов + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Ср конц гемогл в эр 0 0 0 0 0 + 0 0 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 0 0 0 0 0 0 0

Мочевая кислота 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Креатинин 0 0 - 0 0 - 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ACT 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ЩФ 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ддг 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Лактат 0 0 0 + 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ПВК 0 0 0 0 0 + 0 0 0 + 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Глюкоза 0 0 0 0 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 0 0 0 0

Холестерин 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Форсфор 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Кортизол - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Трийодтиронин - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Коэфф массы вн орг

- надпочечники 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Абс масса вн орг

-печень 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Остальные показатели масса тела, стати ч работоспособность(макс попытка), статич работоспособность(сумма 3-х попыток), количество эритроцитов, концентрация гемоглобина, ширина распределения эритроцитов, средний объем эритроцитов, гематокрит, среднее содержание гемоглобина в эритроците, общий белок, мочевина, аланинаминотрансфераза, гамма-глутамилтрансфераза, хлориды, кальций, магний, БН-группы при всех дозах и во все сроки исследования не изменялись_

+ - достоверное увеличение Дозы 100 мг/кг и 10 - бтизкие к токсическим

- - достоверное снижение 1,0 мг/кг и 0,3 — недействующие

0 - отсутствие изменений

Отмечено дозозависимое снижение сульфгидрильных групп при введении вещества с водой и СПП при введении с пищей (рис 2)

SH-группы, 3 месяца СПП, 1 месяц

доза, мг/кг м.т доза, мг/кг м.г.

Рис.2 Изменение содержания сульфгндрильных групп в сыворотке крови крыс при воздействии метсульфурон-метила в хроническом эксперименте при введении с водой и СПП при введении с кормом.

При микроскопическом исследовании внутренних органов у животных в максимальных дозах обнаружены изменения в печени (увеличение зернистости цитоплазмы одних гепатоцитов и содержания липидов в других, единичные мононуклеарные инфильтраты) и легких (гиперплазия перибронхиальной лимфоидной ткани крупных бронхов, умеренно выраженный катаральный бронхит и зональная эмфизема), а при введении с кормом в почках (локальные изменения эпителиальных клеток дистального отдела канальцев в виде мутного набухания их цитоплазмы и гиперхромии ядер).

На основании изменения интегральных показателей в хроническом 12 месячном эксперименте обоснованы недействующие (NOEL ch.) дозы равные, соответственно, 0,3 мг/кг массы тела (при введении с водой) и 1 мг/кг (при введении с кормом)(рис.З). При введении метсульфурон-метила с водой, дозу 3,0 мг/кг м.т. можно рассматривать как близкую к пороговой.

хроническая токсичность

' "

¡ai? '-г,

—

-—-

__ • '- ":V- 1—__

с водой с кормом

Рис.3 Сравнительная хроническая токсичность метсульфурон-метила при разных способах введения

В ходе эксперимента также были изучены особенности выведения вещества из организма при определении методом

высокоэффективной жидкостной хроматографии сравнительного содержания метсульфурон-метила в моче и кале лабораторных животных при внутрижелудочном введении препарата с водой и с кормом.

В результате проведенных исследований при введении препарата с кормом было установлено увеличение содержания его в кале и снижение в моче по сравнению с группой, получавшей метсульфурон-метил внутрижелудочно с водой (рис.4).

Содержание в биологических 20 средах (мкг)

моча

Рис.4 Различия в токсикокинетике метсульфурон-метила при различных способах введения (1/10 ЛД50, бмес)

Выявлены различия в токсикокинетике и его токсичности в зависимости от способа введения в организм, заключающегося в снижении токсичности и всасывания вещества из желудочно-кишечного тракта при введении его с кормом, что связано с проявлением сорбционных свойств вещества и пищи.

При обосновании ДСД метсульфурон-метила для человека исходили из величины минимальной неэффективной дозы (NOEL), установленной в хроническом опыте на лабораторных животных. В данном случае в проведенном нами токсикологическом эксперименте с метсульфурон-метилом минимальная величина NOEL составляет 0.3 мг/кг м.т., установленная в хроническом эксперименте на крысах-самцах, продолжительностью 12 месяцев при введении вещества с водой.

Исходя из величины NOEL - 0 3 мг/кг м т и коэффициента запаса 100 с учетом не выраженности специфических и отдаленных эффектов действия (сенсибилизирующее, тератогенное, эмбриотоксическое, репродуктивное, мутагенное, канцерогенное), ДСД метсульфурон-метила для человека составила 0 003 мг/кг м т

Научное обоснование гигиенических нормативов в продуктах питания, воде и атмосферном воздухе проводилось с позиции комплексного гигиенического нормирования

На основании токсикологи-гигиенической оценки действующего вещества и препарата на его основе и анализа материалов по изучению остаточных количеств метсульфурон-метила в зерне и соломе зерновых колособых культур и просо при применении сульфонилмочевинного препарата с максимальной нормой расхода( Юг/га), выращенных при применении препарата в 3-х почвенно климатических зонах (Ленинградская, Ростовская, Воронежская) за 2 сезона, остаточных количеств в зерне исследуемых культур в период сбора урожая не обнаружено

С учетом гармонизации максимально допустимых уровней для данных культур разработан МДУ в зерне хлебных злаков и просо на уровне 0,05 При таком нормативе в организм человека может поступить 1,05% от ДСД ( в пересчете на муку).

Исследования органолептических свойств воды показали, что наиболее значимым показателем по данному признаку вредности является способность препарата изменять прозрачность (мутность) водных растворов

При изучении влияния препарата и метсульфурорн-метила на общесанитарный режим водоемов, установлено влияние на процессы биохимического потребления кислорода (концентрация препаративной формы и действующего вещества на уровне 2,5-0,1 вызывали угнетение данного показателя).

Препарат в концентрации 0 05 мг/л (в пересчете на действующее вещество 0,03 мг/л), а метсульфурон-метил в концентрации 0,01 мг/дмЗ не оказывал выраженного влияния на процессы биохимического потребления растворенного в воде кислорода Отклонение от контроля в пределах от +17 до -14% позволило принять данную концентрацию в качестве пороговой (табл 5)

Таблица 5

Пороговые концентрации сульфонилмочевинного препарата и его действующего вещества по влиянию на качество воды и санитарное _состояние водоемов _

Концентрации, мг/л

ПОКАЗАТЕЛИ Препарат Д в метсульфурон-метил

Эксперимент ально В пересчете на д в метсульфурон-метил 60% (Экспериментально)

- запах при 20"С (порог восприятия) - запах при 60°С 86 5 308 9 51 9 185 3 45 8 44 5

- запах при хлорировании отсутствие отсутствие

- окраска при высоте сто тба воды 20 см при 20°С >1 0 >0 6 >300

- окраска при высоте столба воды 20 см при 60°С >1 0 >0 6 >300

- прозрачность при высоте столба воды 20 см при 20°С 1 0 06 >300

- прозрачность при высоте столба воды 20 см при 60°С 10 06 >300

- ценообразование при 20иС при 60°С 1 0 10 06 06 150 75

-БПК 0 05 0 03 0 01

- процессы аммонификации - процессы нитрификации - процессы нитрофикации >5 0 >5 0 >5 0 - >2 5 >2 5 >2 5

- растворенный кислород >5 0 - >2 5

- перманганатная окисляемость >5 0 _ >2 5

- водородный показатель >5 0 - >2 5

-сапрофитная микрофлора >5 0 - >2 5

На основании проведенных исследований, а также с учетом недействующей дозы, установленной в хроническом эксперименте на крысах лимитирующей пороговой величиной является концентрация метсульфурон-метила в воде водоемов на уровне 0,01 мг/дм3, а лимитирующим признаком вредности - общесанитарный (влияние на процессы БПК) Данная величина легла в основу установленного нами гигиенического норматива ПДК метсульфурон-метила в воде водоемов

Проведен расчет ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ) метсульфурон-метила в атмосферном воздухе с использованием параметров острой пероральной и ингаляционной токсичности Полученная величина 0,005 мг/м3 составляет 38% от

величины ДСД и не противоречит принципу комплексного гигиенического нормирования

С учетом пероральной и дермальной токсичности рассчитан ОБУВ метсульфурон-метила в воздухе рабочей зоны на уровне 1,0 мг/м3

Принимая во внимание умеренную стойкость метсульфурон-метила в почве (3 класс опасности), определенную 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 зерне хлебных злаков - 0,05 мг/кг), была рекомендована в качестве ориентировочной допустимой концентрации (ОДК) метсульфурон-метила в почве - 0,1 мг/кг

Предложенные гигиенические нормативы могут быть проконтролированы утвержденными в России методами аналитического контроля

С использованием отечественной модели оценки риска пестицидов для операторов, разработанной специалистами ФНЦГ им Ф Ф Эрисмана(2001 г), была оценена степень риска изучаемого сульфонилмочевинного препарата для операторов в реальных условиях их применения при различных технологиях.

Риск воздействия пестицидов №1 и №2 на операторов при тракторном (штанговом) опрыскивании полевых культур, наземном опрыскивании железнодорожного полотна с платформы, авиационной обработке полевых культур является допустимым, опасность суммарного (ингаляционного и дермального) воздействия при изученных технологиях, КБсум составил для оператора, соответственно, 0,07; 0,104, 0,562-0,862, 0,017-0,035, при допустимом < 1 Дермальная составляющая суммарного риска значительно (более чем в 10 раз) превосходит ингаляционную (рис 5)

Кроме того проведена оценка риска для работающих через три дня после применения препарата на полевых культурах Установлено, что опасность суммарного ингаляционного и дермального воздействия при изученных технологиях составила для работающих 0,009, при допустимом < 1

препарат 2, тракторное опрыскивание

□ Кбинг. О Кбдерм.

препарат 1,тракторное опрыскивание

И КБинг. ШКБдерм.

препарат 2, авиаобработка, препатат 2, авиаобработка,

заправщик пилот

Р КБинг. ■ КБдерм

В КБинг. 0 КБдерм.

препарат 2, авиаобработка, сигнальщик

препарат 2, обработка ж/д полотна, 1-й рабочий

В КБинг. В КБдерм.

□ КБинг. Щ КБдерм.

препатат 2, обработка ж/д полотна, 2-й рабочий

Рис.5 Риск дермального и ингаляционного воздействия метсульфурон-метила на организм работающих

На основании проведенных исследований научно обоснованы сроки безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади для проведения ручных работ - 3 дня.

Таким образом, в результате многолетних натурных и экспериментальных исследований установлена степень опасности

гербицида нового поколения на основе метсульфурон-метила, разработаны соответствующие гигиенические нормативы для действующего вещества (ДСД, ПДК в воде, 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 Сульфонилмочевинный гербицид согласно гигиенической классификации пестицидов по степени опасности при однократном пероральном и дермальном воздействии относится к 4 классу опасности (малоопасное соединение), обладает умеренно выраженным раздражающим действием на слизистые оболочки глаза, не оказывает сенсибилизирующего и местно-раздражающего действия на кожу

2 Изученный препарат при многократном (60 дней) пероральном воздействии обладает слабо выраженными кумулятивными свойствами по критерию «гибель животных» (коэффициент кумуляции > 5) О слабовыраженной функциональной кумуляции свидетельствуют изменения интегральных показателей (СПИ, поведенческих реакций), гематологических показателей (снижение уровня эритроцитов, лейкоцитоз), коэффициентов массы почек и тимуса

3 Метсульфурон-метил в условиях субхронического и хронического перорального поступления в организм экспериментальных животных с водой и пищей оказывает политропное действие, вызывая достоверные, как правило не дозозависимые изменения функционального состояния ЦНС (снижение двигательной активности, норкового рефлекса, ориентировочной реакции), функции печени (изменение активности ферментов), системы крови (снижение содержания гемоглобина и эритроцитов), дозозависимое снижение БН-групп (11=-0,91) и СПП (Я=-0,92), морфофункциональные изменения в печени и легких Выявлены различия в токсикокинетике, токсикодинамике и токсичности в зависимости от способа введения в организм, заключающиеся в снижении токсичности и всасывания вещества из желудочно-кишечного тракта при введении его с кормом, что

связано с проявлением сорбционных свойств вещества и пищи На основании изменения интегральных показателей обоснованы недействующие дозы (NOEL ch ) равные, соответственно, 0,3 мг/кг массы тела (при введении с водой) и 1 мг/кг (при введении с кормом).

4 При строгом соблюдении гигиенических и технологических регламентов риск воздействия пестицидов на основе метсульфурон-метила на операторов при тракторном (штанговом) опрыскивании полевых культур, наземном опрыскивании железнодорожного полотна с платформы, авиационной обработке полевых культур является допустимым, опасность суммарного (ингаляционного и дермального) воздействия при изученных технологиях, КБсум составил для оператора, соответственно, 0,07, 0,104, 0,562-0,862, 0,017-0,035, при допустимом < 1 Изученные технологии по мере снижения степени риска для работающих располагаются в следующем порядке обработка железнодорожных путей —» тракторное штанговое опрыскивание —► авиаобработка Дермальная составляющая суммарного риска значительно (более чем в 10 раз) превосходит ингаляционную.

5 Комплексная токсиколого-гигиеническая оценка опасности метсульфурон-метила и препаратов на его основе позволила обосновать и утвердить в установленном порядке допустимую суточную дозу (ДСД) метсульфурон-метила для человека на уровне - 0,003 мг/кг массы тела, ПДК в воде водоемов - 0,01 мг/дм3 (лимитирующий признак вредности общесанитарный, проявляющийся в дозозависимом торможении процессов биохимического потребления кислорода (БПК), R=0,82-0,87); МДУ в зерне хлебных злаков - 0,05 мг/кг, просо - 0,05 мг/кг, ОБУВ в атмосферном воздухе - 0,005 мг/м3; ОБУВ в воздухе рабочей зоны -1,0 мг/м ; ОДК в почве - 0,1 мг/кг; срок безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади для проведения механизированных работ - 3 дня

6 Научно обоснованные гигиенические регламенты безопасного применения гербицидов на основе метсульфурон-метила, направленные на охрану здоровья работающих и населения, а также повышение эффективности государственного санитарного надзора подтверждены 3-х летними результатами социально-гигиенического мониторинга

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Лохии КБ. Сравнительная токсичность метсульфурон-метила при введении с пищей и с водой // Региональные гигиенические проблемы и стратегия охраны здоровья населения Научные труды Федерального научного центра гигиены им Ф Ф Эрисмана - вып 10 - М, 2004.- С 466-469

2 Попова Е Б , Лохин К Б Токсичность пестицидов на основе метсульфурон-метила // Материалы II Международной научно-практической конференции «Экология образование, наука, промышленность и здоровье» - Белгород, 2004, №8 - Часть III.-С 115-116

3. Лохин К Б О влиянии производных сульфонилмочевины на функциональное состояние центральной нервной системы животных в эксперименте // Факторы риска и здоровье населения в регионах России: Научные труды ФНЦГ им Ф Ф Эрисмана- выпуск 13-Липецк, 2004 - С 151-152

4 Лохин КБ., Ларькина МВ Различия в токсикокинетике и токсичности метсульфурон-метила в зависимости от способа поступления // Гигиеническая наука и санитарная практика в творчестве молодых Материалы научно-практической конференции - М МодернАрт, 2005 - С 85-87

5 Лохин К Б. Изучение кумулятивных свойств гербицидов на основе производных сульфонилмочевины // Факторы риска производственной и окружающей среды для здоровья населения. Материалы научно-практической конференции молодых ученых -М, 2007 - С 86-88

6 Лохин К.Б , Ракитский В Н , Федорова Н Е , Волкова В Н Оценка риска для работающих с гербицидами на основе метсульфурон-метила // Материалы III Всероссийского форума «Здоровье нации - основа процветания Россиио» (раздел «Здоровье нации и здравоохранение») - М , 2007 - С 116-117.

7 Лохин К Б Метсульфурон-метил // Токсикологический вестник - ноябрь-декабрь - 2007. - № 6 С 39-40

Отпечатано в полном соответствии с качеством представленного оригинал-макета Подписано в печать 20 11 2007 Формат 60x90 1/16 Бумага 80 г/м2 Ризография Уел печ л 1,5 Тираж 100 экз Заказ №666

Издательство Московского государственного университета леса 141005, Мытищи-5, Московская обл, 1-ая Институтская, 1, МГУЛ E-mail izda-@mgul ас ru