Magazine

УДК 613.1: 613.6: 632.95

ПРИНЦИПИ ТА ШЛЯХИ ОЦІНКИ НЕБЕЗПЕКИ КОМПЛЕКСНОГО І КОМБІНОВАНОГО ДІЇ пестицидів НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ

Н.Г. Проданчук, д. М. Н. проф., Є.І. Спину, д. М. Н. проф.

Інститут екогігієни і токсикології ім. Л.І. Медведя

У світовій науці і практиці методологічні принципи розробки гігієнічних регламентів все ще базуються на дослідженні ізольованого дії пестицидів. Встановлені закономірності їх поведінки в організмі і навколишньому середовищу покладені в основу законодавчо затверджених нормативів багатьох тисяч речовин в харчових продуктах, воді, повітрі, ґрунті та ін. (ДСанПіН "Допустимі рівні вмісту пестицидів у сільськогосподарській сировині, харчових продуктах, повітрі робочої зони, атмосферному повітрі , воді водойм, грунту ", 1995).

Тим часом, специфіка застосування пестицидів (диспергування на полях, садах, городах, лісах і ін.), А також інших хімічних речовин, що забруднюють одночасно багато середовищ, диктує необхідність інтегрованого підходу до оцінки небезпеки багатокомпонентної дії пестицидів для людини.

на малюнку відображені основні джерела можливого комплексного надходження ксенобіотиків в організм людини з урахуванням галузі використання хімічних речовин.

Кожне із зазначених напрямків має свої специфічні особливості. Так, при використанні пестицидів відбувається розпорошення препаратів на полях, в садах, городах, лісах, що визначає наявність залишкових їх кількостей в продуктах рослинного і тваринного походження, в повітрі, воді водойм, грунту. До специфіки застосування відносяться також прийняті в сільському господарстві системи застосування пестицидів, що включають повторюваність обробок протягом одного сезону і багатьох років однією і тією ж культури, а також різних видів рослин препаратами різних хімічних груп.

Залишки цих пестицидів різними шляхами надходять в організм людини паралельно, послідовно або одночасно протягом невеликого відрізка часу (тижні, місяці), а коли мова йде про препарати, віднесених до стійких органічних забруднювачів (СОЗ) - на протязі багатьох років і навіть всього життя людини . Серед дозволених до застосування пестицидів ряд речовин віднесено до II і III груп небезпеки (згідно ДСанПіН 8.8.1.002-98). Як правило, пестициди I групи небезпеки заборонені до застосування.

Порівняно новим видом забруднювачів є полімерні і синтетичні матеріали, які посіли провідне місце в оформленні житла людини, будівництві будівель, виробництві меблів, одягу, взуття, у побутовій хімії, використанні в харчовій промисловості (плівки для упаковки хлібобулочних, м'ясних, рибних виробів, затаривании молока, сиру, ковбас і ін.)

Синтетичні засоби використовуються у водопостачанні та меліорації в системах транспортування питної води, опріснювальних установках, фільтрах для води, виготовленні шприців, сосок, системах переливання крові. Все це є ще одним, часто вагомим джерелом хімічного забруднення середовища проживання людини. З полімерних матеріалів можуть виділятися мономери, компоненти епоксидних смол, солі важких металів, формальдегід, фенол, стирол, бензол, етилбензол, метанол, ацетон, диметиламин, толуол, дибутилфталат і ін. Серед цих речовин є препарати II і III класів небезпеки. Ряд пестицидів одночасно присутня в будівельних матеріалах, синтетичному одязі, взутті, в харчових продуктах і ін. Так, в картоплі виявлено 5 пестицидів, в молоці і в яйці 7-10 [1].

Пестициди можуть надходити в організм інгаляційно, перкутанная і перорально, як в процесі обробки плантацій, контакту з різними виробами, так і вдруге, як результат міграції в контактують середовища.

У літературі опубліковані тисячі випадків (гострих, підгострих і хронічних) інтоксикацій, описані різні віддалені і побічні наслідки (канцерогенна, мутагенну, ембріотоксичну, репродуктивне, аллергенное) як результат впливу пестицидів.

Для оцінки шкідливого впливу необхідно ідентифікувати з'єднання і визначити шлях його руху від джерела освіти і виділення до людини. Можливо первинне вплив при обробках об'єкта, а також вторинне в результаті міграції з коротким і довгим екологічним ланцюгах (грунт-повітря, вода-їжа та ін.)

Таким чином, в реальних умовах може мати місце вплив численних хімічних речовин.

Можливість розвитку тієї чи іншої патології в першу чергу визначається дозою хімічної речовини. При цьому повинно враховуватися класичне положення токсикології, з якого випливає, що отрут як таких не існує, все залежить від умов впливу.

В результаті проведеної в світі величезної роботи з профілактики забруднення об'єктів навколишнього середовища (регламентація асортименту, норм витрати, форм застосування, встановлення очисних споруд та ін.) Різко знизився вміст пестицидів в середовищі існування людини. Чи небезпечний існуючий рівень вмісту пестицидів у різних об'єктах?

Опубліковані дані свідчать про можливість порушення здоров'я при впливі пестицидів на рівнях, що не перевищують нормативів в окремих середовищах.

Так, може бути шкідливим для здоров'я людей надходження комплексу пестицидів з продуктами харчування на рівні, що не перевищує МДР [2]. Загрозу для здоров'я населення може представляти систематичне надходження з їжею, водою і атмосферним повітрям комплексу хімічних речовин на рівні, що не перевищує допустимих гігієнічних нормативів [3].

Згідно з матеріалами [4], при вигодовуванні дітей грудним молоком навантаження хлорорганическими пестицидами (ХОП) може перевищувати допустимі добові дози [5]. Забруднення грудного молока виявлено у жителів України, які не мали виробничих контактів з ХОП. Показано, що 100% обстежених є носіями ХОП і важких металів [4, 5].

Комбінована дія суміші ліндану, перметрина і метафосу на рівні ДСД (в порівнянні з їх ізольованим дією) призвело до поразки мікроциркулярного апарату і виникнення жирової дистрофії печінки у новонароджених щурят [6].

У випадках, коли вміст у повітрі циперметрину, пропаргіта, процімідона було вище або на рівні ГДК, відзначено накопичення цих речовин в середовищі працюючих з негативним їх дією на організм [7].

Результати вищеназваних досліджень дозволяють зробити висновок, що причина неблагополучного положення криється в комплексному (Ком) і комбінований (КД) дії різних речовин на організм людини.

Проблема КД в фармакології і токсикології сягає в далеке минуле (школи Н.П. Кравкова, Н.В. Лазарева, Н.В. Правдіна і співр.). Незважаючи на сотні виконаних робіт, оцінка КД залишається найбільш складною з позиції теорії і практики.

Якщо отримано більше одного хімічних речовин в організмі відбувається їх взаємодія, результати якого важко прогнозувати, так як працюють численні фактори, що визначають результат процесу. Найважливіше значення мають визначення особливостей взаємодії хімічних речовин з біохімічними структурами організму, рецепторами, активними центрами ферментів, специфіка метаболізму в організмі, з'ясування процесів всмоктування, виділення і ін. Необхідно враховувати можливість посилення активації або гальмування дії одного речовини іншим.

До числа основних типів взаємодії токсичних речовин, як відомо, відносять підсумовування, потенцирование, антагонізм, незалежне дію. Залежно від дози речовини, часу їх впливу, різноманітності характеру механізму дії, процесів детоксикації, має місце той чи інший тип КД.

З огляду на складність і багатоплановість КД хімічних речовин, увагу дослідників приділяється головним чином вивченню бінарних, в меншій мірі четирехкомпонентних речовин, переважно при впливі смертельних і токсичних доз.

Аналіз наявної інформації [8] дозволяє вважати, що при гострих отруєннях реєструються всі три типи КД. Згідно з даними [9], при дії бінарних сумішей 24 пестицидів суммация ефектів відзначена в 5, антагонізм - 5 і потенціювання тільки в 2 випадках. При одночасному введенні суміші в співвідношеннях, які мають місце в реальних умовах, токсичної дії не виявлено. Вивчення 8 комбінацій пестицидів (24 випадки) показало, що КД за типом потенціювання не відзначено. Потенціювання виявлено за критерієм ЛД50 (миші) тільки при КД дециса з фоксімом і белофосом. Вивчення 8 комбінацій пестицидів, до складу яких входило по 3 компонента, показало, що в чотирьох випадках КД проявилося по типу сумації, ще чотирьох - по типу антагонізму.

Показано [10], що при ізольованому дії дилдрин і ендосульфан не викликають посилення b-галактозидазної активності дріжджів. У тому випадку, коли ці 2 пестициду вносили в середу інкубації разом, відмічено підвищення b-галактозидазної активності на кілька порядків.

Значно складніше в порівнянні з гострим отруєнням оцінити КД при хронічному надходженні препаратів в організм, так як критерії оцінки дії пестициду многочисл і різноманітні. Це пов'язано з відмінностями в перебігу інтоксикації, включаючи специфічні і неспецифічні захисно-пристосувальні механізми, особливостями токсікокінетікі, фазовим характером перебігу процесів, і ін. Особливі труднощі представляє поява і протягом віддалених ефектів, як результат взаємодії багатьох пестицидів.

Більшість дослідників вважають, що на рівнях впливу ГДК, ДСД має місце ефект сумації [11]. Це послужило підставою для оцінки характеру КД в гігієні атмосферного повітря методом сумації [12, 13]. В області гігієни праці використовують формули суммационной токсичності для оцінки сумішей речовин односпрямованої дії [14].

Принцип сумації покладено в основу пропонованих нами моделей для розрахунку комплексного та комбінованого дії пестицидів. Класичне поняття доза - ефект відображає наступне рівняння:

де Rфоп - інтегральний критерій, що відображає фактичну небезпеку пестициду; Дф - величина, що характеризує сумарну дозове навантаження при надходженні речовин з харчовими продуктами, водою і повітрям ;

ДСД - допустима добова доза для людини. Цей показник інтегрально відображає вплив пестициду протягом усього життя людини. Критерій "допустима добова доза" законодавчо затверджений для багатьох сотень пестицидів (ДСанПіН "Допустимі рівні вмісту пестицидів у сільськогосподарській сировині, харчових продуктах, повітрі робочої зони, атмосферному повітрі, воді водойм, грунту", 1995).

Показник Rфоп розрахований нами для пестицидів різних хімічних груп. Зіставлені величини показника з матеріалами про стан здоров'я осіб, що контактують з фосфорорганічними пестицидами. Ці дані дозволили ранжувати показник ризику і виділити класи небезпеки [15].

Якщо показник Rфоп перевищує 1, слід вважати, що населення піддається впливу пестицидів на рівні, що перевищує безпечний. В цьому випадку аналізуються причинно-наслідкові зв'язки, що зумовили небезпека. Виявляються причини, що призвели до забруднення того чи іншого об'єкта (їжа, вода, повітря) і визначається питома вага даного забруднювача в сумарною фактичному навантаженню різними пестицидами. На основі аналізу розробляють заходи профілактики.

Для оцінки небезпеки комплекной дії пестицидів пропонується наступна модель:

де Rком - небезпека комплексної дії пестициду;
Дп, Дв, Двозд - дози, що надійшли відповідно з їжею, водою і повітрям;
ДСД - допустима добова доза для людини заданого пестициду.

Для оцінки небезпеки комбінованої дії пестицидів (Rкд), пропонується наступне рівняння:

де Rком j - Rком для j-ого пестициду;
Дп j, Двода j, Двозд j - дози, що надійшли з їжею, водою і повітрям для j-ого пестициду;
ДСДj - ДСД для j-ого пестициду.

Проведені розрахунки фактичної небезпеки пестицидів показують, що при комплексній дії ряду мало і помірно стійких і токсичних сучасних пестицидів (Опус-топ 33,4% к.с .; Пантера 40 ЄС; Моспилан 20% с.п .; Гроділ ультра, в. г .; Арамо 5% к.е. та ін.) в разі дотримання рекомендованих регламентів (терміни очікування, виходу на оброблені площі, кратності їх використання та ін) R кому не перевищує 1.

Однак, Rкд при застосуванні персистентних високо і середньо токсичних пестицидів картина змінюється. Так, вклад ДДТ в 6 і більше разів може перевищувати 1. Розрахунки показали, що для препарату Космос 50 ТС, з'єднань дієнового синтезу Rкд перевищує 1.

Пропонується оцінити Rкд як для пестицидів, так і інших з'єднань, зокрема полімерних матеріалів, важких металів. На прикладі полімерних матеріалів, використовуваних в будівництві [16], небезпека кількісно вираженої фактичного навантаження ряду пестицидів (формальдегід, бензол, фенол, дихлоретан, стирол та ін.) Слід оцінювати за аерогенної навантаженні цих речовин і віднести її до їх нормативу.

Для визначення долі в системі "пестицид - навколишнє середовище - здоров'я людини" особливого значення набуває параметр "час", тобто мова йде про закономірності "доза - час - ефект". З цією метою нами проведено аналіз характеру та ступеня зниження сумарної дозового навантаження в часі. Цей параметр розглянуто нами з урахуванням деструкції сполук в навколишньому середовищі. Механізм деструкції в тому чи іншому об'єкті визначається безліччю факторів. Основні групи чинників: фізико-хімічні властивості речовини, кліматичні параметри, біохімічні та структурні особливості об'єкта і умови обробки. Математичні опис кривих динаміки поведінки пестицидів показує, що згідно хімічної кінетики, мають місце реакції 1-го, 2-го, а, можливо, і більш високих порядків. Однак, неповна інформація про поведінку пестицидів в природних об'єктах не дозволяє створити відповідні складні математичні моделі.

Показана можливість використовувати з прийнятною точністю спрощену модель - рівняння хімічної реакції 1-го порядку [17]. Ця модель застосована нами [18] при аналізі залежності "доза - час - ефект" для визначення тривалості життя пестицидів в тих чи інших об'єктах. Йдеться про убування первісного змісту препаратів на 50%, 95% в заданому об'єкті [19].

Розпізнавання процесу зменшення дозового навантаження в реальних умовах дозволяє оцінити небезпеку заданого пестициду як в даний момент, так і в шукане час, включаючи віддалені відрізки часу в конкретній ситуації. Саме персистентність і здатність до міграції в коротких і довгих екоцепях визначають віднесення пестицидів до СОЗ. З цією метою пропонується ввести параметр "час" (t) для оцінки Rком і Rкд.

Тоді моделі набувають такий вигляд:

де Rком (t) - небезпека комплексної дії з'єднання в заданий час; Д0п, Д0возд, Д0вод - вміст речовини на день t0 в їжі, воді, повітрі, відповідно;
Кп, Квод, Квозд - коефіцієнти розпаду речовини в їжі, воді, повітрі;
ДСД - допустима добова доза заданого пестициду для людини.

Небезпека Rкд відображає наступна модель:

де Rкд (t) - небезпека комбінованої дії сполук в заданий час;
Rкомj (t) - небезпека комплексної дії окремого з'єднання.

Використання моделей (4, 5) дозволяє розрахувати залишкові кількості пестицидів в заданий час. Вже на стадії токсиколого-гігієнічної оцінки нових речовин можна розпізнати поведінку у віддалені терміни і попередити глобальне забруднення природного середовища.

Таким чином, вивчення закономірностей доза-ефект і доза-час-ефект дозволило запропонувати принципи оцінки ризику комплексного та комбінованого дії пестицидів і відповідні математичні моделі. Це необхідно для визначення причин інтоксикацій при одночасному і послідовному вступі до організм людини різних пестицидів, аналізу групових отруєнь. Встановлення причинно-наслідкових зв'язків дозволяє визначити необхідні заходи для мінімізації негативного впливу на здоров'я людини.

висновки

1. В реальних умовах навколишнього середовища вплив пестицидів на рівнях, що не перевищують гігієнічні нормативи, може становити небезпеку для здоров'я. Причина негативного впливу криється в комплексному і комбінованому впливі різних речовин, що надходять в організм людини різними шляхами.

2. Основним типом КД на рівні малих доз (ГДК, ДСД, МДУ та ін.) Є ефект сумації.

3. Пропонуються математичні моделі, що характеризують небезпеку пестицидів, що описують залежність "доза - ефект" і "доза - час - ефект" при комплексному і комбінованому їх дії.

4. Використання системного підходу для оцінки комплексного та комбінованого дії пестицидів дозволяє виявити їх небезпека для здоров'я людини, визначити причинно-наслідкові зв'язки в системі "пестициди - навколишнє середовище - людина" і мінімізувати негативний ефект.

література
1. Кучак Ю.А., Волощенко З.Л., Іванова Л.М., болотні А.В. Моніторинг вмісту пестицидів у продуктах харчування в СРСР // Питання харчування. -1991. -№6. -З. 27.
2. Антонович Є.А., болотні А.В., Бурий В.С. Безпечне використання пестицидів в умовах інтенсифікації сільськогосподарського виробництва. Київ: Урожай, 1988. -С. 169.
3. Roch G. Combined effect of drugs and toxic agents. -Wien. New York. -Springer verlag, 1993. -167 p.
4. Кундієв Ю.І. Персистентні хлорорганічні пестициди: стан проблеми в Україні та інших країнах // Матеріали субрегіонального наради з виявлення й оцінки викидів СОЗ. -Санкт-Петербург. - 1-4 червня 1997 р -С. 147.
5. Демченко В.Ф. Проблема носійства стійких хлорорганічних пестицидів в Україні // Актуальні проблеми токсикології: Тез. доп., Київ. -1999. -З. 94.
6. Гончарук Є.І., Сидоренко Г.І., М.В. Голубчиков, Прокопович А.С. Система мати-плід-новонароджений для вивчення комплексної дії хімічних речовин // Гиг. і санітар. -1990. -№6. -З. 4-7.
7. Кустов В.В., Тиунов Л.А., Васильєв Г.А. Комбінована дія промислових отрут. -М .: Медицина. -1975. -228 с.
8. Каган Ю.С., Штабскій Б.М. Проблема вивчення і оцінки комбінованої дії ксенобіотиків // Токсикологічний вісник. -1996. №3. -З. 2-8.
9. Авраменко В.Г. Токсікологічне дослідження Комбінованої и послідовної Дії пестицидів, что застосовуються в інтегрованій системе захисту рослин. -Кіїв. -1996. -175 с.
10. Lutkenhoff SD Applicability of US Risk Assessment Guidelines for chemical mixtures // Trace substances environ. Health. -1988. -P. 163-193.
11. Кацнельсон Б.А. Проблема комбінованої дії токсичних речовин при їх нормуванні у повітрі робочої зони // токсиколого. вісник. -1993. -№2. -З. 14-20.
12. Сватков В.І., Мудрий І.В. Адитивність як основний показник при оцінці комбінованої дії хімічних речовин // Гиг. і санітар. -1988. -№5 -С. 71.
13. Пінігін М.А. Теорія і практика оцінки комбінованої дії хімічного забруднення атмосферного повітря // Там же. -2001. -№1. -З. 9-13.
14. Федоренко В.І. Токсікометрічній аналіз Комбінованої Дії ксенобіотиків // Актуальні проблеми екогігієні и токсікології. -Кіїв, 1998. -Ч. 2. -С. 282.
15. Спину Є.І. Принципи та шляхи оцінки професійного ризику комплексної дії пестицидів // Мед. праці та промисло. екол. -1999. -№8. -C. 16-20.
16. Дишеневіч Н.Є., Сова Р.Е. Полімерні матеріали та синдром "хворого будинку" // Довкілля та здоров'я. -Київ, Наукова Думка. -1988. -З. 236-241.
17. Івахненко А.Г. Системи евристичної самоорганіаціі в технічній кібернетиці. -Київ: Техніка, 1969. -С. 5.
18. Спину Є.І. Іванова Л.М. Математичне прогнозування та профілактика забруднення навколишнього середовища пестицидами. -М .: Медицина. 1977. -168 с.
19. Галіулін Р.В. Оцінка поведінки гербіциду 2,4 Д, пропаміда і їх метаболітів в рідкій фазі грунтів і донних відкладень // Агрохімія. -1999. -№7. -З. 23-26.

| Зміст |