Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Комплексная токсиколого-гигиеническая регламентация применения нового гербицидана основе хлоримурон-этила и имазетапира

На правах рукописи

и«-»*-' '

Белоедова Наталья Сергеевна

КОМПЛЕКСНАЯ ТОКСИКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ РЕГЛАМЕНТАЦИЯ ПРИМЕНЕНИЯ НОВОГО ГЕРБИЦИДА НА ОСНОВЕ ХЛОРИМУРОН-ЭТИЛА И ИМАЗЕТАПИРА

14.00.07- Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2009

3 СЕН

003476056

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

Доктор медицинских наук

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук, профессор

Доктор медицинских наук

Ракитский Валерий Николаевич Синицкая Татьяна Алексеевна

Аксенова Людмила Петровна Сергеюк Надежда Павловна

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова»

Защита состоится « 24 » сентября 2009г. 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» Роспотребнадзора.

Автореферат разослан « » августа 2009г.

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

Шушкова Т.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Высокая экономическая эффективность пестицидов обусловливает их широкое применение в разных областях хозяйственной деятельности человека (борьба с вредителями, болезнями растений, уничтожение сорной растительности, регулирование численности кровососущих насекомых в местах обитания человека и домашних животных и пр.).

В связи с этим, вопросы безопасного применения пестицидных препаратов занимают одно из ведущих мест в числе государственных задач по охране окружающей среды и общественного здоровья (А.И. Потапов, 1998, 2001; В.Н. Ракитский, 1998,2000; Г.Г. Онищенко, 2000, 2005).

В структуре химических загрязнителей окружающей среды, способных оказывать существенное влияние на состояние здоровья населения, пестициды занимают особое место (Г.Г. Онищенко, 2001; В.Н. Ракитский, Т.А. Синицкая, 2005). Это связано с преднамеренностью их внесения в окружающую среду, со стойкостью в объектах среды (почва, вода, растения), способностью мигрировать, а в ряде случаев и циркулировать в природных биоценозах (А.И. Потапов, В.Н. Ракитский, 1998; В.Н. Ракитский, 2003).

В настоящее время наиболее эффективными средствами борьбы с сорной растительностью остаются гербициды, составляющие более 60% зарегистрированных пестицидных препаратов.

В ассортименте современных гербицидов более 25% действующих веществ представлены соединениями, относящимися к классу производных сульфонилмочевины и имидазолина. Применение смесевых форм на их основе позволяет снизить дозы внесения каждого компонента и существенно расширить спектр биологической активности препарата.

Высокая гербицидная эффективность Соединений этих классов, низкие нормы расхода, способствующие снижению пестицидной нагрузки на окружающую среду, в сочетании с низкой токсичностью для теплокровных свидетельствуют об их перспективности.

Для предотвращения возможного неблагоприятного влияния новых пестицидов на состояние здоровья населения и объекты окружающей среды необходимо более глубокое изучение

потенциальной и реальной опасности не только действующих веществ препаратов, но и их формуляций.

Актуальность работы обусловлена тем, что в современной литературе отсутствуют сведения по токсиколого-гигиенической характеристике нового гербицида на основе имазетапира и хлоримурон-этила (не установлены параметры острой токсичности, не изучено местно-раздражающее, сенсибилизирующее действие, кумулятивные свойства; отсутствуют данные по изучению характера биологического действия действующих веществ препарата на организм теплокровных при многократном пероральном введении и отдаленных эффектов действия хлоримурон-этила: эмбриотоксического, тератогенного и репродуктивной токсичности). В отечественной практике отсутствовали гигиенические нормативы содержания имазетапира в воде водоемов и хлоримурон-этила в продуктах питания, объектах окружающей среды (вода, атмосферный воздух, почва) и в воздухе рабочей зоны. 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» (2001-2005гг.) и «Гигиеническая безопасность России: проблемы и пути обеспечения» (2006-2010 гг.).

Цель исследования: комплексная токсиколого-гигиеническая оценка нового гербицида на основе имазетапира и хлоримурон-этила для научного обоснования его безопасного применения в условиях сельского хозяйства.

Достижение поставленной цели осуществлялось путем решения следующих задач:

1. Установить токсикопараметры нового гербицида при однократном воздействии.

2. Изучить кумулятивные, сенсибилизирующие свойства и особенности биологического 'действия препарата в условиях субхронического эксперимента.

3. Изучить характер биологического действия хлоримурон-этила и имазетапира при пероральном их поступлении в

организм лабораторных животных в условиях хронического эксперимента.

4. Изучить эмбриотоксическое и тератогенное действие хлоримурон-этила на организм теплокровных.

5. Изучить репродуктивную токсичность хлоримурон-этила в эксперименте на двух поколениях животных.

6. Провести санитарно-химические исследования по изучению влияния д.в. хлоримурон-этила, имазетапира и препаративной формы на органолептические свойства воды и санитарный режим водоемов.

7. Провести гигиеническую оценку условий применения нового гербицида при наземном опрыскивании, оценить риск для работающих и населения; изучить содержание действующих веществ в воздухе в пределах санитарного разрыва и в сносах воздуха (седиментационные пробы); обосновать сроки безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади для проведения механизированных работ.

8. Научно обосновать допустимые суточные дозы (ДСД) имазетапира и (ВДСД) хлоримурон-этила для человека; гигиенические нормативы содержания хлоримурон-этила в продуктах питания (соя), объектах окружающей среды (вода, почва, атмосферный воздух), воздухе рабочей зоны; имазетапира - в воде водоемов.

Научная новизна полученных результатов состоит в том, что впервые:

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

- установлено, что хлоримурон-этил и имазетапир в условиях хронического воздействия оказывают политропное действие на организм теплокровных животных;

- выявлено, что хлоримурон-этил оказывает влияние на репродуктивную функцию белых крыс, показатели эмбриотоксичности и тератогенности, вызывая дозозависимое увеличение гибели плодов при рождении и в период лактации в двух поколениях, увеличение постимплантационной гибели и снижение

выживаемости эмбрионов, увеличение числа случаев эмбрионов с наружной мозговой грыжей и гидроцефалией мозга;

- выявлено, что действующие вещества и препаративная форма на их основе способны ухудшать процессы биологического самоочищения водоемов: хлоримурон-этил и препарат вызывают угнетение процессов биохимического потребления кислорода (БПК); имазетапир - стимулирование процессов БПК;

- 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; действующие вещества не обнаружены в воздухе в пределах санитарного разрыва и в седиментационных пробах;

- научно обоснованы величины гигиенических нормативов и регламенты безопасного применения гербицида.

Практическая значимость работы:

В результате проведенных комплексных гигиенических исследований для хлоримурон-этила научно обоснованы и утверждены в установленном порядке: временная допустимая суточная доза (ВДСД) для человека, гигиенические нормативы в продуктах питания и объектах окружающей среды: ВМДУ в сое (семена, масло); ОДУ в воде водоемов; ОБУВ в атмосферном воздухе; ОБУВ в воздухе рабочей зоны; ОДК в почве; для имазетапира - допустимая суточная доза (ДСД) для человека, ПДК в воде водоемов, 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;

-ГН 1.2.1988-06 (дополнение № 5 к ГН 1.2.1323-03) и дополнение № 11 к ГН 1.2.1323-03, необходимые для проведения предупредительного и текущего санитарного надзора гербицидов нового поколения из класса сульфонилмочевин и имидазолинов.

Материалы токсиколого-гигиенических исследований использованы при разработке технических условий ТУ 2445-02418015953-2005.

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 хлоримурон-этила и имазетапира, на основании которого решен вопрос о регистрации пестицида в России.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Новый смесевой гербицид на основе д.в. хлоримурон-этила и имазетапира отнесен ко 2 классу опасности (опасное соединение) в связи с репродуктивной токсичностью хлоримурон-этила. При пероральном, дермальном и ингаляционном путях поступления в организм теплокровных препарат является мало и умеренно опасным веществом (3-4 класс опасности). Гербицид при субхроническом воздействии не обладает кумулятивными свойствами по критерию гибели животных, Ккум>5. Выявленные изменения отдельных интегральных показателей (уменьшение активности АЛТ, ACT, увеличение относительной массы сердца) свидетельствуют о слабовыраженной функциональной кумуляции.

2. При многократном воздействии имазетапир и хлоримурон-этил характеризуются политропностью, что выражается в нарушении функционального состояния центральной нервной системы, системы крови и печени.

Хлоримурон-этил оказывает влияние на репродуктивную функцию белых крыс, вызывая дозозависимое увеличение гибели плодов при рождении и в период лактации в двух поколениях, влияет на некоторые показатели эмбриотоксичности: постимплантационную гибель, выживаемость эмбрионов. Обладает тератогенными свойствами в дозах, токсичных для материнского организма, вызывая увеличение числа случаев эмбрионов с наружной мозговой грыжей и гидроцефалией мозга

3. Оценка риска для работающих и населения при применении смесевого гербицида совместно с адъювантом, и без него показала, что условия труда при использовании данного препарата отвечают гигиеническим требованиям. Хлоримурон-этил и имазетапир в воздухе в пределах санитарного разрыва и в седиментационных пробах не обнаружены.

4. Научно обоснованы гигиенические нормативы хлоримурон-этила (ВДСД, ОДУ в воде водоемов, ВМДУ в сое (семена, масло), ОБУВ в атмосферном воздухе, ОБУВ в воздухе рабочей зоны, ОДК в почве), имазетапира (ДСД, ПДК в воде водоемов), а также сроки безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади для проведения механизированных работ, для осуществления предупредительного и текущего санитарного надзора.

Апробация диссертации проведена на межотдельческой конференции ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана» Роспотребнадзора 15 апреля 2009г.

Результаты исследований доложены и обсуждены на научно-практических конференциях:

«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); IV Всероссийском форуме «Здоровье нации -основа процветания России» (Москва, 2008г.); III съезде токсикологов России (Москва, 2008г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ в центральной печати и сборниках научных трудов.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на

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 ;2/?источников, из них отечественных и ЗЦ - 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 пестицида, включающая в себя санитарно-токсикологическое изучение гербицида на основе хлоримурон-этила и имазетапира,

оценку риска для работающих и населения, разработку гигиенических нормативов и регламентов применения пестицидов.

Объектами исследования были: лабораторные животные (крысы, мыши, морские свинки, кролики); биосреды (кровь, сыворотка крови, внутренние органы); смесевой пестицид; 1 пищевой продукт (соя); окружающая среда (вода, воздух рабочей зоны, атмосферный воздух, почва); работающие (трактористы, заправщики, рабочие), применяющие препарат с помощью тракторного опрыскивания; смывы с кожных покровов; уровни загрязнения воздушной среды.

Токсикологические исследования выполнены на 1500 белых беспородных крысах, 50 мышах, 10 кроликах, 25 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 пестицида изучались методом Ю.С. Кагана и В.В. Станкевича (1984). В качестве количественной оценки кумулятивного эффекта вычислялся коэффициент кумуляции.

Изучение токсичности действующих веществ препаративной формы проведено путем их поступления в организм лабораторных животных (крысы-самцы) перорально, в хроническом опыте, в течение 12-ти месяцев. Хлоримурон-этил вводили в организм крыс при помощи зонда в дозах 0,2; 1; 5 и 25 мг/кг массы тела; имазетапир - в дозах 20; 100 и 500 мг/кг массы тела.

О токсическом действии судили 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 (C.B. Сперанский, 1965; С.М. Павленко, 1975) и поведенческим реакциям («Методические указания по использованию поведенческих реакций животных в токсикологических исследованиях для целей гигиенического нормирования», 1980). Статическую работоспособность оценивали по времени подвисания на горизонтальном стержне (в секундах) с

учётом максимального времени удержания и суммы трёх попыток (О.Н. Елизарова, 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 (Biocon Diagnostik Cmb Н. (Германия).

Изучались следующие показатели: аланин аминотрансфераза (АЛТ), аспартат аминотрансфераза (ACT), альбумины, общий белок, мочевая кислота, глюкоза, амилаза, мочевина, щелочная фосфатаза (ЩФ), триглицериды, холестерин, лактатдегидрогеназа (ЛДГ), креатинин, неорганический фосфор, кальций, хлориды, магний.

По окончании хронических экспериментов определялись коэффициенты массы внутренних органов.

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

Изучение эмбриотоксической, тератогенной активности, а также репродуктивной токсичности хлоримурон-этила проводилось в соответствии с «Методическими указаниями по гигиенической оценке новых пестицидов» №4263-87, от 13.03.87г. При анализе эмбрионального материала учитывали следующие показатели: количество мест имплантации, живых, мертвых эмбрионов, желтых тел в яичниках, диаметр и вес плацент, длину и вес эмбрионов. Показатели эмбриотоксического эффекта: гибель эмбрионов до-, после имплантации плодного яйца и выживаемость эмбрионов учитывали после эвтаназии крыс на 21-ый день беременности и подсчитывали по формулам, предложенным A.M. Малашенко и И.К. Егоровым (1977г.). Проводили определение абсолютной массы и коэффициентов массы внутренних органов эмбрионов (тимус, сердце, легкие, печень, почки). При изучении тератогенного эффекта эмбрионы помещали в раствор Буена на 1-1,5 месяца для последующего изучения методом сагиттальных срезов Вильсона-Дыбана (1967).

При изучении репродуктивной токсичности по методу двух

поколений регистрировали следующие показатели: количество забеременевших самок, количество живых и мертворожденных плодов, гибель потомства в период вскармливания, нарастание массы тела в динамике на 4-й, 7-й, 14-й, 21-й, 30-й дни, 2 и 3 месяца после рождения, соотношение полов (самцы/самки), количество родившихся и количество выживших потомков и общее количество потомков в F1 и F2 поколениях. У потомства учитывались такие физиологические показатели как день отлипания ушной раковины, появление волосяного покрова, прорезывание резцов, открытие глаз, переход к самостоятельному питанию.

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 «in 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.

Обоснование гигиенических нормативов имазетапира и хлоримурон-этила 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) имазетапира и ориентировочно допустимого уровня (ОДУ) хлоримурон-этила 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).

Таблица 1

Объекты, объем и методы исследований_

Вид экспериментальных исследований Объект исследования Объем исследований

Кол-во животных Количество исследований

физио-логич. биохим. и химич гемато-логич. морфология. химические

1. Острый эксперимент - пероральное - дермальное Препарат, хлоримурон-этил, имазетапир, крысы, мыши 130 40 130 40

2. Сенсибилизирующее действие 3. Местно-раздражающ. действие Препарат, морские свинки, кролики, крысы 30 30 60 20

4.Подострый эксперимент Препарат, крысы 20 120 40 40 20

5.Хронический эксперимент хлоримурон-этил, имазетапир, крысы 230 2000 9000 4000 720

б.Эмбриотоксическое, тератогенное действие, Репродуктивная токсичность хлоримурон-этил, крысы 1000 >10000 400

7.Гигиена труда Препарат, д.в. Работающие (трактористы, заправщики, рабочие) - Воздух рабочей зоны и атмосферный воздух - Смывы с кожи 160 80

8.0рганолептические Санитарно-химические Вода водоемов 180 260

3.Разработка ВМДУ остаточных количеств пестицида в продуктах питания Соя 32

всего: 1480 >12000 9040 4100 1160 712

Органолептические свойства воды в присутствии препарата и его действующих веществ имазетапира и хлоримурон-этила

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 течение 48 часов при температуре 22°С.

Расчет ОБУВ хлоримурон-этила 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 хлоримурон-этила.

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 Стьюдента (Е.Л.Ноткин, 1974; Е.В. 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 имазетапира и хлоримурон-этила относится к малотоксичным соединениям (IV класс опасности согласно "Гигиенической классификации пестицидов по степени опасности» (Методические рекомендации) № 2001/26 от 16.04.2001г.).

Среднесмертельная доза, изученная на крысах при пероральном введении составила > 10000 мг/кг м.т., при дермальном воздействии > 2000 мг/кг м.т.

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

Результаты исследований по оценке сенсибилизирующего действия показали, что препарат не обладает аллергенной активностью. Об этом свидетельствует отрицательный результат кожных тестов, отсутствие статистически достоверных изменений показателей специфических иммунологических тестов (РСАЛ) и различий в популяциях лейкоцитов в крови морских свинок.

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.

Таблица 2.

Изменения физиологических и биохимических показателей при пероральном введении крысам смесевого препарата в подостром эксперименте (1/10 ЛД50,2 мес.)

Изученные показатели Препарат

Масса тела, г 1(7,8 нед.)

АЛТ, МЕ/л 1(2 мес.)

ACT, МЕ/л 1(2 мес.)

Относительный вес, % ■[■(сердце)

В ходе проведенных исследований наблюдались изменения следующих показателей: снижение массы тела подопытных животных через 7 и 8 недель от начала исследования, снижение уровня активности аланин- и аспартат аминотрансфераз (AJIT и ACT) через 2 месяца. При вскрытии подопытных животных отмечали статистически достоверное увеличение относительной

массы сердца (табл. 2). Указанные изменения свидетельствуют о слабовыраженной функциональной кумуляции.

Изучение особенностей хронического действия действующих веществ, вводимых в организм крыс, перорально, с помощью зонда, показало, что хлоримурон-этил и имазетапир при длительном введении в организм животным оказывает политропное действие (табл.3,4),

Таблица 3

Изменения регистрируемых показателей у крыс при воздействии

хлоримурон-этила в хроническом 12-ти месячном эксперименте

Дозы, мг/кг

25 5 1 0,2

Сроки исследования (1-0,5 мес.; 2-Змес.; 3-6мес 9мес.; 5-12мес.)

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

СПП 0 0 0 + + 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Стат. раб.-ть (макс.) 0 0 - 0 0 0 - - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Стат. раб.-ть (сумм.) 0 0 - 0 0 0 - - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Двигательная активность 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Ориентировочная реакция 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

Эритроциты 0 0 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 0 0

Ср. объем эритроцита 0 0 - 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Содержание НЬ в эритроците 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Конц. НЬ в эритроците 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

Альбумины - - 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

Мочевая кислота - - 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

ЩФ - - - 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

Амилаза 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

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

+ - достоверное увеличение Дозы: 25 и 5 мг/кг близкие к токсическим

- - достоверное снижение 1 мг/кг - близкая к пороговой

О - отсутствие изменений 0,2 мг/кг - недействующая

Введение хлоримурон-этила вызывало изменение функционального состояния нервной системы, которое проявлялось нарушением безусловно-рефлекторных норм поведения (дозозависимое повышение показателя СПП, достоверное снижение двигательной активности, норкового рефлекса, ориентировочной

реакции), системы крови (увеличение содержания эритроцитов и показателя гематокрита в периферической крови, снижение среднего содержания и средней концентрации гемоглобина в эритроцитах) функции печени (изменение активности ферментов: дозозависимое снижение активности аспартат аминотрансферазы, лактат-дегидрогеназы, содержания мочевины, холестерина, триглицеридов, достоверное снижение щелочной фосфатазы, снижение содержания альбуминов, общего белка.

Введение имазетапира вызывало изменение отдельных интегральных показателей: достоверное снижение массы тела в сроки с 5-го по 12-ый месяцы, повышение показателя СПП, изменение активности ферментов: снижение активности аланин- и аспартат аминотрансферазы, лактатдегидрогеназы, повышение активности щелочной фосфатазы, глюкозы, снижение содержания мочевины, общего белка, триглицеридов, повышение холестерина, мочевой кислоты. Изменения были, разнонаправленными и, как правило, не носили дозозависимого характера.

При микроскопическом исследовании внутренних органов у животных в максимальных дозах обнаружены не резко выраженные дистрофические изменения гепатоцитов печени.

Таблица 4

Изменения регистрируемых показателей у крыс при воздействии имазетапира в хроническом 12-ти месячном эксперименте_

Показатель

Дозы мг/кг

500 100 20

Сроки исследования в месяцах

0,5 3 6 9 12 0,5 3 6 9 12 0,5 3 6 9 12

Масса тела 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

Лейкоциты 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

Мочевина 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

ACT 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

ЩФ + 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

лдг . - - - . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Глюкоза 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

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

+ - достоверное увеличение - - достоверное снижение О - отсутствие изменений

Доза: 500 мг/кг близкая к токсической 100 мг/кг - близкая к пороговой 20 мг/кг - недействующая

На основании изменения интегральных показателей обоснованы недействующие дозы (NOEL ch), равные, 0,2 мг/кг массы тела для хлоримурон-этила и 20 мг/кг массы тела для имазетапира.

Изучение эмбриотоксической и тератогенной активности хлоримурон-этила проводили при ежедневном пероральном его введении в организм, в течение всего периода беременности животных (с 1-го по 20-й день).

В результате проведенных исследований установлено, что хлоримурон-этил при воздействии высшей дозы, вызывает у беременных самок снижение массы тела, индекса оплодотворяемости. У эмбрионов выявлено дозозависимое снижение выживаемости и увеличение постимплантационной гибели, увеличение абсолютной массы печени, снижение относительной массы почек (рис.1).

При изучении тератогенного эффекта на саггитальных срезах внутренних органов эмбрионов в высшей дозе регистрировали наружные мозговые грыжи, гидроцефалию мозга. На основании изменения показателей обоснованы недействующие дозы (NOEL) равные 30 мг/кг массы тела по эмбриотоксическому действию для матери и потомства, 150 мг/кг массы тела по тератогенному действию.

Постимплантационная гибель, %

200 400 600 800 доза, мг/кг м.т._

Выживаемость эмбрионов, %

♦ Выживаемость эмбрионов, %

♦ Постимплантационная

гибель, %

200 400 100 800 доза, мг/кг м.т.

Рис.1 Показатели выживаемости и постимплантационной гибели эмбрионов при изучении эмбриотоксического действия хлоримурон-этила.

Изучение репродуктивной токсичности хлоримурон-этила в эксперименте на двух поколениях животных показало, что хлоримурон-этил оказывает влияние на отдельные показатели репродуктивной функции крыс, проявляющиеся в дозозависимом увеличении гибели потомства поколений ¥\ п ¥2 при рождении и в

период лактации, снижении выживаемости потомства поколения F1 и F2, массы тела крысят в поколении Р1(рис.2). На основании изменения отдельных показателей репродуктивной функции обоснована недействующая доза (NOEL) для родителей и потомства, равная 1 мг/кг массы тела.

120

к

х 100

т

80

CÍ

2 л 60

$ 40

С

О

и 20

VU

я

0

контроль

0,2 1 Дозы,мг/кг м.т.

контроль 0,2 1 12,5 _ Дозы,мг/кг м.т._

родившихся

родившихся

F1 F2

Рис.2 Результаты рождаемости и выживаемости потомства F1 и F2 поколений при изучении репродуктивной токсичности хлоримурон-этила.

При обосновании ВДСД хлоримурон-этила и ДСД имазетапира для человека исходили из величин минимальных неэффективных доз (NOEL), установленных в хроническом опыте на крысах-самцах, продолжительностью 12 месяцев. Исходя из величин NOEL хлоримурон-этила - 0.2 мг/кг м.т., и коэффициента запаса 200 с учетом его репродуктивной токсичности ВДСД хлоримурон-этила для человека составила 0.001 мг/кг м.т., имазетапира -20 мг/кг м.т. и коэффициента запаса 100 с учетом не выраженности специфических и отдаленных эффектов действия ДСД имазетапира для человека составила 0.2 мг/кг м.т.

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

На основании токсиколого-гигиенической оценки действующих веществ и препаративной формы на их основе и отсутствия остаточных количеств имазетапира и хлоримурон-этила в период сбора урожая в семенах и масле сои, выращенной при применении препарата с максимальной нормой расхода (100г/га) в 3-х почвенно-климатических зонах (Приморский, Краснодарский край и Астраханская область) за 3 сезона, с учетом гармонизации максимально допустимого уровня для данной культуры, разработан ВМДУ хлоримурон-этила в семенах и масле сои на уровне 0,05мг/кг.

При таком нормативе в организм человека может поступить 3,3% от

вдсд.

Исследования органолептических свойств воды показали, что наиболее значимым показателем препарата по данному признаку вредности является его способность к пенообразованию.

При изучении влияния препарата и действующих веществ на общесанитарный режим водоемов, установлено влияние на процессы биохимического потребления кислорода (концентрация препаративной формы на уровне 1-10 мг/дмЗ, хлоримурон-этила на уровне 1-5 мг/дмЗ вызывали угнетение данного показателя,

имазетапира на уровне >1 мг/дмЗ - его стимулирование), рис.3. _

2,8

1 2'7 | 2,6

II "

2 \

8 ? 2,3

(БПК) при изучении влияния препарата и его действующих веществ - хлоримурон-этила и имазетапира на санитарный режим водоемов.

Смесевой препарат на основе хлоримурон-этила и имазетапира в концентрации 0.2 мг/'л, (в пересчете на действующие вещества, соответственно 0,03 и 0,09 мг/л), хлоримурон-этил в концентрации 0,5 мг/л, имазетапир - 1 мг/л не оказывали выраженного влияния на процессы биохимического потребления растворенного в воде кислорода. Отклонение от контроля (были незначительными) в

пределах от +15 до -11% позволило принять данные концентрации в качестве пороговых (табл.5).

Таблица 5

Пороговые концентрации препарата и его д.в. хлоримурон-этила и имазетапира по влиянию на показатели качества воды и санитарное состояние водоемов

Концентрации, мг/л

ПОКАЗАТЕЛИ Препарат Экспериментально

Экспери- В пересчете В пересчете Д-в. Д.в.

менталь- на д.в.хло- на д.в.има- хлориму- имазе-

но римурон-этил зетапир рон-этил талир

запах при 20иС (порог восприятия) запах прибО С 28,12 17,74 4,218 2,67 12,65 7,98 >1400 538

запах при - - - - -

хлорировании

окраска при высоте столба 16,95 2.54 7,63

воды 20 см при 20°С

окраска при высоте столба воды 20 см при 60°С 16,95 2,54 7,63

прозрачность при высоте столба воды 16,95 2,54 7,63 270

10 см при 20°С прозрачность при высоте столба воды 20 см при 60°С 16,95 2,54 7,63 - 135

ценообразование: при 20 С при 60°С 12,0 1,8 5,4 - 189

12,0 1,8 5,4 - 189

БПК 0,2 0,03 0,09 0,5 1,0

процессы аммонизации 1,0 1,0 0,15 0,15 0,45 0,45 1,0 1,0 >3,0 >3,0

процессы нитрификации 1,0 0,15 0,45 1,0 >3,0

процессы нитрофикации

растворенный кисл. 1,0 0,15 0,45 1,0 >3,0

перманганатная окисляемосгь 1,0 0,15 0,45 1,0 >3,0

водородный пок. 1,0 0,15 0,45 1,0 >3,0

сапрофитная микрофлора 1,0 0,15 0,45 1,0 1,0

На основании проведенных исследований, а также с учетом недействующих доз имазетапира и хлоримурон-этила, установленных в хроническом эксперименте на крысах лимитирующей пороговой величиной является концентрация

хлоримурон-этила в воде водоемов на уровне 0,03 мг/дм3, имазетапира - 0,09мг/дм3, лимитирующим признаком вредности для обоих д.в. - общесанитарный (влияние на процессы БПК). Учитывая результаты токсикологической характеристики хлоримурон-этила рекомендована величина ОДУ в воде водоемов на уровне 0,01 мг/дм3, что составляет 50% от величины ВДСД; для имазетапира величина ПДК составила 0,09мг/дм3 (22,5% от величины ДСД).

Проведен расчет ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ) хлоримурон-этила в атмосферном воздухе с использованием параметров острой пероральной и ингаляционной токсичности. Полученная величина 0.001 мг/м3 составляет 33% от величины ВДСД, что не противоречит принципу комплексного гигиенического нормирования.

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

Принимая во внимание умеренную стойкость хлоримурон-этила 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 (ВМДУ в семенах и масле сои - 0,05 мг/кг), была рекомендована в качестве ориентировочной допустимой концентрации (ОДК) хлоримурон-этила в почве - 0,1 мг/кг.

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

С использованием отечественной модели оценка риска пестицидов для операторов, разработанной специалистами ФНЦГ им. Ф.Ф.Эрисмана (2001 г.) была оценена степень риска изучаемого смесевого препарата для операторов в реальных условиях его применения. Изучаемый препарат применялся совместно с адъювантом и без него (рис.4,5).

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 смесевого препарата с адъювантом составил 0.016 для имазетапира, 0.01 для хлоримурон-этила и 0,244 для этоксилат изодецилового спирта (д.в. адъюванта); КБсум. при применении смесевого препарата без адъюванта составил для оператора, 0.012 (имазетапир) и 0.028 (хлоримурон-этил) при допустимом < 1. Дермальная составляющая суммарного риска (более чем в 3-9 раз) превосходит ингаляционную.

Хлоримурон-этил Имазетапир 0,009

^НННиНОиву В КБинг. Vi^^^^HI^^^IB В КБдерм. ■ Кбинг. ШнНИ^^^В ■ Кбдерм.

0,025 0,003

Рис.4 Риск дермального и ингаляционного воздействия действующих веществ смесевого препарата на

Хлори мурон-этил

^^^ННВННш ВКБннг.

Q^^HHBSHpl и КБдерм.

0,007

Этоксилат изодецилового спирта

0,025

■ КБинг. Я КБдерм.

0,219

Рис.5 Риск дермального и ингаляционного воздействия действующих веществ смесевого препарата и адъюванта на организм работающих.

Действующие вещества в воздухе на границе санитарного разрыва и в сносах воздуха (седиментационные пробы) не обнаружены.

Кроме того проведена оценка риска для работающих через три дня после применения препарата на полевых культурах. Установлено, что опасность суммарного ингаляционного и

организм работающих.

Имазетапир

0,0025

3 КБинг. | I КБдерм.

0,013

дермального воздействия при применении гербицида с адъювантом составила для работающих: 0,015 (имазетапир), 0,008 (хлоримурон-этил) и 0,32 (этоксилат изодецилового спирта (д.в. адъюванта)); КБсум. при применении смесевого препарата без адъюванта составил для оператора, 0.008 (имазетапир) и 0.005 (хлоримурон-этил) при допустимом < 1.

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 комплексных натурных и экспериментальных исследований установлена степень опасности гербицида нового поколения на основе хлоримурон-этила и имазетапира, разработаны соответствующие гигиенические нормативы для действующих веществ: хлоримурон-этила (ВДСД, ОДУ в воде водоемов, ВМДУ в сое (семена, масло), ОБУВ в атмосферном воздухе, ОБУВ в воздухе рабочей зоны, ОДК в почве), имазетапира (ДСД, ПДК в воде водоемов), 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. Гербицид на основе имазетапира и хлоримурон-этила согласно гигиенической классификации пестицидов по степени опасности отнесен ко 2 классу (опасное соединение) в связи с репродуктивной токсичностью хлоримурон-этила. При однократном пероральном и дермальном воздействии относится к 4 классу опасности (малоопасное соединение), обладает слабо выраженным раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаза, не оказывает сенсибилизирующего действия.

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: массы тела, биохимических показателей (изменение активности аланин - и аспартат аминотрансфераз), коэффициента массы сердца.

3. Хлоримурон-этил и имазетапир в условиях хронического перорального поступления в организм экспериментальных

животных оказывают политропное действие. Хлоримурон-этил вызывает достоверные, как правило, не дозозависимые изменения функционального состояния ЦНС (снижение норкового рефлекса, ориентировочной реакции), функции печени (изменение активности ферментов, снижение содержания альбуминов, общего белка), системы крови (увеличение содержания эритроцитов, показателя гематокрита, снижение среднего объема эритроцитов, среднего содержания гемоглобина в эритроците, средней концентрации гемоглобина в эритроците, ширины распределения эритроцитов по объему), дозозависимое снижение содержания мочевины (R=-0,99 и R=-0,83), холестерина (R=-0,67 и R=-0,75), триглицеридов (R=-0,79), активности ЛДГ (R=-0,79), ACT (R=-0,82 и R=-0,81) и увеличение показателя СПП (R=0,79).

Имазетапир вызывает достоверное не дозозависимое снижение массы тела, содержания лейкоцитов, активности ферментов АЛТ, ACT, ЛДГ, содержания триглицеридов, увеличение уровня холестерина, мочевой кислоты, активности щелочной фосфатазы, дозозависимое снижение общего белка (R=-0,68), увеличение содержания глюкозы (R=0,71), мочевины (R=0,97) и СПП (R=0,99).

На основании изменения интегральных показателей обоснованы недействующие дозы (NOEL ch), равные, соответственно, 0,2 мг/кг массы тела (хлоримурон-этил) и 20 мг/кг массы тела (имазетапир).

4. Хлоримурон-этил при воздействии доз, токсичных для материнского организма, вызывает у беременных самок снижение массы тела. У эмбрионов выявлено дозозависимое снижение выживаемости (R=-0,99) и увеличение постимплантационной гибели (R=0,99), увеличение абсолютной массы печени, снижение относительной массы почек. На саггитальных срезах внутренних органов эмбрионов регистрировали наружные мозговые грыжи, гидроцефалию мозга, гематомы различной локализации. На основании изменения отдельных показателей обоснованы недействующие дозы (NOEL) равные 30 мг/кг массы тела по эмбриотоксическому действию для матери и потомства, 150 мг/кг массы тела по тератогенному действию.

5. Хлоримурон-этил оказывает влияние на показатели репродуктивной функции крыс, проявляющиеся в дозозависимом увеличении гибели потомства поколений F1 и F2 при рождении (R=0,97; R=0,99, соответственно) и в период лактации (R= 0,99;

R=0,98), снижении выживаемости потомства поколения F1 (R=-0,97) и F2 (R=-0,99), массы тела крысят в поколении F1. На основании изменения показателей репродуктивной функции обоснована недействующая доза (NOEL) для родителей и потомства, равная 1 мг/кг массы тела.

6. При строгом соблюдении гигиенических и технологических регламентов риск воздействия гербицида на основе хлоримурон-этила и имазетапира на операторов при тракторном (штанговом) опрыскивании полевых культур совместно с адъювантом и без него, является допустимым; опасность суммарного (ингаляционного и дермального) воздействия при изученной технологии, КБ сум составил, соответственно, 0.016 (имазетапир), 0.01 (хлоримурон-этил), 0,244 (этоксилат изодецилового спирта) и 0.012 (имазетапир), 0.028 (хлоримурон-этил) при допустимом < 1. Дермальная составляющая суммарного риска значительно (более чем в 3-9 раз) превосходит ингаляционную.

7. Отсутствие остаточных количеств изучаемых действующих веществ в продуктах питания (соя), выращенных при применении препарата с максимальной нормой расхода в 3-х почвенно-климатических зонах Российской Федерации за 3 сезона, а также в воздухе на границе санитарного разрыва (300м до населенного пункта), свидетельствует о низкой опасности для населения поступления данного пестицида с продуктами питания и атмосферным воздухом.

8. На основании комплексной токсиколого-гигиенической оценки опасности хлоримурон-этила, имазетапира и препарата на их основе обоснованы и утверждены в установленном порядке временная допустимая суточная доза (ВДСД) хлоримурон-этила для человека на уровне - 0,001 мг/кг массы тела; ОДУ в воде водоемов -0,01 мг/см3 (лимитирующий признак вредности общесанитарный, проявляющийся в дозозависимом торможении процессов биохимического потребления кислорода (БПК), R=-0,99 (смесевой гербицид), R=-0,93 (хлоримурон-этил)); ВМДУ в семенах и масле сои - 0.05 мг/кг; ОБУВ в атмосферном воздухе - 0.001 мг/м3; ОБУВ в воздухе рабочей зоны - 1,0 мг/м3; ОДК в почве - 0,1 мг/кг; ДСД имазетапира для человека на уровне - 0,2 мг/кг массы тела; ПДК имазетапира в воде водоемов -0,09 мг/см3 (лимитирующий признак вредности общесанитарный, проявляющийся в дозозависимом стимулировании процессов БПК, R=0,97);cpoK безопасного выхода

людей на обработанные пестнцвдом площади для проведения механизированных работ - 3 дня.

9. Научно обоснованные гигиенические регламенты безопасного применения нового гербицида, 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. Белоедова Н.С. Эмбриотоксическое и тератогенное действие хлоримурон-этила // Факторы риска производственной и окружающей среды для здоровья населения: Материалы научно-практической конференции молодых ученых.- М., 2007.- С.12-15.

2. Белоедова Н.С., Ильницкая A.B., Федорова Н.Е., Тарасова JI.C., Волкова В.Н. Санитарно-токсикологическая оценка комбинированного гербицида, относящегося к классу сульфонилмочевин // Материалы III Всероссийского форума «Здоровье нации - основа процветания России» (раздел «Здоровье нации и здравоохранение»).- М., 2007.- С.108-109.

3. Белоедова Н.С. Хроническое воздействие хлоримурон-этила // Материалы 3-его съезда токсикологов России. Тезисы докладов /Министерство здравоохранения и социального развития РФ-М.,2008.-С.58-59.

4. Белоедова Н.С., Ракитский В.Н., Епишина Т.М. Оценка кумулятивных свойств пестицидов на основе сульфонилмочевины// Материалы IV Всероссийского форума «Здоровье нации - основа процветания России» (раздел «Санитарно-эпидемиологическое благополучие Российской Федерации»).- М., 2008.- С.91-92.

5. Белоедова Н.С., Чхвиркия Е.Г. Гигиеническая оценка условий труда при применении гербицидов на основе хлоримурон-этила// Материалы Всероссийской конференции, посвященной 85-летию ГУ НИИ МТ РАМН-«Медицина труда:Реализация Глобального плана действий по здоровью работающих на 20082017гг.» -М.,2008.-С.47-49.

6. Белоедова Н.С., Ракитский В.Н. Токсичность и опасность гербицидов-производных сульфонилмочевины// Токсикологический вестник - 2009. - №.4.-С.25-29.

Отпечатано в полном соответствии с качеством представленного оригинал-макета

Подписано в печать 15.07 2009. Формат 60x90 1/16 Бумага 80 г/м2 Ризография. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 327.

Издательство Московского государственного университета леса 141005, Мытшци-5, Московская обл., 1-ая Институтская, 1, МГУЛ E-mail: izdat@mgn1.ac.ni

Высокая экономическая эффективность пестицидов обусловливает их широкое применение в разных областях хозяйственной деятельности человека (борьба с вредителями, болезнями растений, уничтожение сорной растительности, регулирование численности кровососущих насекомых в местах обитания человека и домашних животных и пр.).

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 (А.И. Потапов, 1998, 2001; В.Н. Ракитский , 1998, 2000; Г.Г. Онищенко, 2000, 2005; P.C. Гильденскиольд, 2001, 2003).

В настоящее время наиболее эффективными средствами борьбы с сорной растительностью остаются гербициды, составляющие более 60% зарегистрированных пестицидных препаратов.

В ассортименте современных гербицидов более 25% действующих веществ представлены соединениями, относящимися к классу производных сульфонилмочевины и имидазолина, которые отличаются высокой гербицидной эффективностью при низких нормах расхода, низкой токсичностью для теплокровных (Ларина, 2006).

Однако, препараты этих классов весьма чувствительны к особенностям почв, погодным условиям, ботаническим характеристикам культурных и сорных растений, многие из них обладают высокой стойкостью к деградации в почве и других объектах окружающей среды.

Так, одной из негативных сторон применения сульфонилмочевинных гербицидов является большая чувствительность к ним многих сельскохозяйственных культур - ряда зерновых, зернобобовых, крупяных, что проявляется в снижении урожайности на 30% и более.

В решении этой проблемы перспективно применение комплексных смесевых гербицидных препаратов, где сульфонилмочевины представлены в виде добавок к основному гербициду (Спиридонов, 1994). Это позволяет снизить дозы внесения каждого компонента и существенно расширить спектр биологической активности препарата.

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 веществами широких масс населения) требования к их токсиколого-гигиенической оценке из года в год возрастают.

Принимая во внимание возможность контакта с пестицидами широких масс населения и попадание их в организм с продуктами питания, водой и воздухом важно оценить степень токсичности и опасности пестицидов при различных способах поступления препаратов для предотвращения возможного неблагоприятного действия их на человека. В рамках токсиколого-гигиенических испытаний и в соответствии с Федеральным законом «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами» обязательным является получение полной комплексной характеристики новых гербицидных препаратов.

Актуальность работы обусловлена тем, что в современной литературе отсутствуют сведения по токсиколого-гигиенической характеристике нового гербицида на основе хлоримурон-этила и имазетапира (не установлены параметры острой токсичности, не изучено местно-раздражающее, сенсибилизирующее действие, кумулятивные свойства; отсутствуют данные по изучению характера биологического действия действующих веществ препарата на организм теплокровных при многократном пероральном введении и отдаленных эффектов действия хлоримурон-этила: эмбриотоксического, тератогенного и репродуктивной токсичности). В отечественной практике отсутствовали гигиенические нормативы содержания имазетапира в воде водоемов и хлоримурон-этила в продуктах питания, объектах окружающей среды (вода, атмосферный воздух, почва) и в воздухе рабочей зоны. 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 токсиколого-гигиенического исследования, определило его цели и задачи.

Работа выполнена в ФГУН Федеральном научном Центре гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана (Институт гигиены, токсикологии пестицидов и химической безопасности) в соответствии с отраслевыми научно-исследовательскими программами «Системная разработка мероприятий по гигиенической безопасности России» (2001-2005 гг.), «Гигиеническая безопасность России: проблемы и пути обеспечения» (2006-2010 гг.).

Цель работы - комплексная токсиколого-гигиеническая оценка нового гербицида на основе имазетапира и хлоримурон-этила для научного обоснования его безопасного применения в условиях сельского хозяйства.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи работы:

1. Установить токсикопараметры хлоримурон-этила, имазетапира и нового гербицида на их основе при однократном воздействии.

2. Изучить кумулятивные и сенсибилизирующие свойства и особенности биологического действия препарата в условиях субхронического эксперимента.

3. Изучить характер биологического действия хлоримурон-этила и имазетапира при пероральном их поступлении в организм лабораторных животных в условиях хронического эксперимента.

4. Изучить эмбриотоксическое и тератогенное действие хлоримурон-этила на организм теплокровных.

5. Изучить репродуктивную токсичность хлоримурон-этила в эксперименте на двух поколениях животных.

6. Провести санитарно-химические исследования по изучению влияния д.в. хлоримурон-этила, имазетапира и препаративной формы на органолептические свойства воды и санитарный режим водоемов.

7. Провести гигиеническую оценку условий применения нового гербицида при наземном опрыскивании, оценить риск для работающих и населения; изучить содержание действующих веществ в воздухе в пределах санитарного разрыва и в сносах воздуха (седиментационные пробы); обосновать сроки безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади для проведения механизированных работ.

8. Научно обосновать допустимые суточные дозы (ДСД) имазетапира и (ВДСД) хлоримурон-этила для человека; гигиенические нормативы содержания хлоримурон-этила в продуктах питания (соя), объектах окружающей среды (вода, почва, атмосферный воздух), воздухе рабочей зоны; имазетапира в воде водоемов.

Научная новизна полученных результатов состоит в том, что впервые:

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

- установлено, что хлоримурон-этил и имазетапир в условиях хронического воздействия оказывают политропное действие на организм теплокровных животных;

- выявлено, что хлоримурон-этил оказывает влияние на репродуктивную функцию белых крыс, показатели эмбриотоксичности и тератогенности;

- определены особенности воздействия хлоримурон-этила, имазетапира и препаративной формы на их основе на процессы биологического самоочищения водоемов;

- оценен риск для работающих и населения при наземном применении смесевого гербицида на основе имазетапира и хлоримурон-этила, совместно с адъювантом и без него; научно обоснованы величины гигиенических нормативов и регламенты безопасного применения гербицида

Практическая значимость работы.

В результате проведенных комплексных гигиенических исследований для хлоримурон-этила научно обоснованы и утверждены в установленном порядке: временная допустимая суточная доза (ВДСД) для человека, гигиенические нормативы в продуктах питания и объектах окружающей среды: ВМДУ в сое (семена, масло); ОДУ в воде водоемов; ОБУВ в атмосферном воздухе; ОБУВ в воздухе рабочей зоны; ОДК в почве; для имазетапира - допустимая суточная доза (ДСД) для человека, ПДК в воде водоемов, 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;

ГН 1.2.1988-06 (дополнение № 5 к ГН 1.2.1323-03) и дополнение № 11 к ГН 1.2.1323-03, необходимые для проведения предупредительного и текущего санитарного надзора гербицидов нового поколения из класса сульфонилмочевин и имидазолинов.

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 хлоримурон-этила и имазетапира, на основании которого решен вопрос о регистрации препарата в России.

Результаты работы доложены и обсуждены на:

- научно-практической конференции молодых ученых «Гигиеническая наука и санитарная практика в творчестве молодых (Москва, 2005)».

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

- научно-практической конференции молодых ученых «Факторы риска производственной и окружающей среды для здоровья населения» (Москва, 2007).

- Всероссийской конференции, посвященной 85-летию ГУ НИИ МТ РАМН-«Медицина труда: Реализация Глобального плана действий по здоровью работающих на 2008-2017гг.»

- IV Всероссийском форуме «Здоровье нации - основа процветания России» (Москва, 2008г).

- III съезде токсикологов России (Москва, 2008г).

Апробация диссертации проведена на межотдельческой конференции ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана» Роспотребнадзора 15 апреля 2009 года.

Публикации: по результатам исследований опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем диссертации: работа изложена на 172 страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания объектов, объемов и методов исследования, 2 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературы -120 источников, из них 86 отечественных и 34 зарубежных.

ВЫВОДЫ

1. Гербицид на основе имазетапира и хлоримурон-этила согласно гигиенической классификации пестицидов по степени опасности отнесен ко 2 классу (опасное соединение) в связи с репродуктивной токсичностью хлоримурон-этила. При однократном пероральном и дермальном воздействии относится к 4 классу опасности (малоопасное соединение), обладает слабо выраженным раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаза, не оказывает сенсибилизирующего действия.

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: массы тела, биохимических показателей (изменение активности аланин - и аспартат аминотрансфераз), коэффициента массы сердца.

3. Хлоримурон-этил и имазетапир в условиях хронического перорального поступления в организм экспериментальных животных оказывают политропное действие. Хлоримурон-этил вызывает достоверные, как правило, не дозозависимые изменения функционального состояния ЦНС (снижение норкового рефлекса, ориентировочной реакции), функции печени (изменение активности ферментов, снижение содержания альбуминов, общего белка), системы крови (увеличение содержания эритроцитов, показателя гематокрита, снижение среднего объема эритроцитов, среднего содержания гемоглобина в эритроците, средней концентрации гемоглобина в эритроците, ширины распределения эритроцитов по объему), дозозависимое снижение содержания мочевины (R=-0,99 и R=-0,83), холестерина (R=-0,67 и R=-0,75), триглицеридов (R=-0,79), активности ЛДГ (R=-0,79), ACT (R=-0,82 и R=-0,81) и увеличение показателя СПП (R=0,79).

Имазетапир вызывает достоверное не дозозависимое снижение массы тела, содержания лейкоцитов, активности ферментов AJIT, ACT, ЛДГ, содержания триглицеридов, увеличение уровня холестерина, мочевой кислоты, активности щелочной фосфатазы, дозозависимое снижение общего белка (R=-0,68), увеличение содержания глюкозы (R=0,71), мочевины (R=0,97) и СПП (R=0,99).

На основании изменения интегральных показателей обоснованы недействующие дозы (NOEL ch), равные, соответственно, 0,2 мг/кг массы тела (хлоримурон-этил) и 20 мг/кг массы тела (имазетапир).

4. Хлоримурон-этил при воздействии доз, токсичных для материнского организма, вызывает у беременных самок снижение массы тела. У эмбрионов выявлено дозозависимое снижение выживаемости (R=-0,99) и увеличение постимллантационной гибели (R=0,99), увеличение абсолютной массы печени, снижение относительной массы почек. На саггитальных срезах внутренних органов эмбрионов регистрировали наружные мозговые грыжи, гидроцефалию мозга, гематомы различной локализации. На основании изменения отдельных показателей обоснованы недействующие дозы (NOEL) равные 30 мг/кг массы тела по эмбриотоксическому действию для матери и потомства, 150 мг/кг массы тела по тератогенному действию.

5. Хлоримурон-этил оказывает влияние на показатели репродуктивной функции крыс, проявляющиеся в дозозависимом увеличении гибели потомства поколений F1 и F2 при рождении (R=0,97; R=0,99, соответственно) и в период лактации (R= 0,99; R=0,98), снижении выживаемости потомства поколения F1 (R=-0,97) и F2 (R=-0,99), массы тела крысят в поколении F1. На основании изменения показателей репродуктивной функции обоснована недействующая доза (NOEL) для родителей и потомства, равная 1 мг/кг массы тела.

6. При строгом соблюдении гигиенических и технологических регламентов риск воздействия гербицида на основе хлоримурон-этила и имазетапира на операторов при тракторном (штанговом) опрыскивании полевых культур совместно с адъювантом и без него, является допустимым; опасность суммарного (ингаляционного и дермального) воздействия при изученной технологии, КБ сум составил, соответственно, 0.016 (имазетапир), 0.01 (хлоримурон-этил), 0,244 (этоксилат изодецилового спирта) и 0.012 (имазетапир), 0.028 (хлоримурон-этил) при допустимом < 1. Дермальная составляющая суммарного риска значительно (более чем в 3-9 раз) превосходит ингаляционную.

7. Отсутствие остаточных количеств изучаемых действующих веществ в продуктах питания (соя), выращенных при применении препарата с максимальной нормой расхода в 3-х почвенно-климатических зонах Российской Федерации за 3 сезона, а также в воздухе на границе санитарного разрыва (300м до населенного пункта), свидетельствует о низкой опасности для населения поступления данного пестицида с продуктами питания и атмосферным воздухом.

8. На основании комплексной токсиколого-гигиенической? оценки опасности хлоримурон-этила, имазетапира и препарата на их основе обоснованы и утверждены в установленном порядке временная допустимая суточная доза (ВДСД) хлоримурон-этила для человека на уровне - 0,001 мг/кг массы тела; ОДУ в воде водоемов - 0,01 мг/см (лимитирующий признак вредности общесанитарный, проявляющийся в дозозависимом торможении процессов биохимического потребления кислорода (БПК), R=-0,99 (смесевой гербицид), R=-0,93 (хлоримурон-этил)); ВМДУ в семенах и з масле сои - 0.05 мг/кг; ОБУВ в атмосферном воздухе - 0.001 мг/м ; ОБУВ в о воздухе рабочей зоны —

1,0 мг/м"; ОДК в почве - 0,1 мг/кг; ДСД имазетапира для человека на уровне - 0,2 мг/кг массы тела; ПДК имазетапира в воде водоемов -0,09 мг/см3 (лимитирующий признак вредности общесанитарный, проявляющийся в дозозависимом стимулировании процессов БПК, R=0,97);cpoK безопасного выхода людей на обработанные пестицидом площади для проведения механизированных работ — 3 дня.

9. Научно обоснованные гигиенические регламенты безопасного применения нового гербицида, направленные на охрану здоровья работающих и населения, а также повышение эффективности государственного санитарного надзора, подтверждены 3-х летними результатами социально-гигиенического мониторинга.