ДЕРЖАВНА УСТАНОВА „ІНСТИТУТ ГІГІЄНИ ТА МЕДИЧНОЇ ЕКОЛОГІЇ ім. О.М. МАРЗЄЄВА АМН УКРАЇНИ”
КОРШУН Ольга Михайлівна
УДК 614.7:632.95:634.11
ЕКОЛОГО-ГІГІЄНІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ РЕГЛАМЕНТІВ БЕЗПЕЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ СУЧАСНИХ ХІМІЧНИХ ЗАСОБІВ ЗАХИСТУ ЯБЛУНЕВИХ САДІВ
14.02.01 – гігієната професійна патологія
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Київ – 2008
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Національному медичному університеті
імені О.О. Богомольця МОЗ України
Науковий керівник
доктор медичних наук, професор
Омельчук Сергій Тихонович,
Національний медичний університет
імені О.О. Богомольця МОЗ України,
професор кафедри гігієни та екології
Офіційні опоненти:
доктор біологічних наук, професор Томашевська Людмила Анатоліївна, Державна установа „Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзєєва АМН України”, завідувачка лабораторії токсикологічних досліджень
доктор медичних наук, професор Маненко Алек Костянтинович, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, професор кафедри гігієни і профілактичної токсикології з курсом гігієни факультету післядипломної освіти
Захист відбудеться „ 20 „ _червня_ 2008 р. о _1000 _ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.604.01 при Державній установі „Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзєєва АМН України”за адресою: 02094, м. Київ, вул. Попудренка, 50.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Державної установи „Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзєєва АМН України”за адресою: м. Київ, вул. Попудренка, 50.
Автореферат розісланий „ 19 „ _травня_ 2008 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
Б.Ю. Селезньов
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. За сучасного інтенсивного типу ведення садівництва невід’ємною складовою технології вирощування плодових культур є застосування пестицидів, які дотепер залишаються найбільш дієвими засобами захисту врожаю від шкідників та хвороб (Бродський В.А. та ін., 1998; Рябчинська Т.А., Марченко Г.Л., 2002; Колесова Д.А., Чмир П.Г., 2005). І хоча у світовій практиці щороку розширюється використання біологічних препаратів і безпестицидних технологій, в найближче десятиріччя людство не відмовиться від застосування хімічних засобів захисту рослин (ХЗЗР). Тенденції розширення асортименту дозволених до використання пестицидів зберігаються і в Україні (Проданчук М.Г. та ін., 2001), де на сьогодні лише для застосування в садах зареєстровано 106 пестицидів зарубіжного та вітчизняного виробництва, серед яких 62 – інсектициди та акарициди, 32 – фунгіциди та 12 – гербіциди (Перелік пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні, 2006).
Одночасно з високою економічною ефективністю застосування хімічних засобів захисту плодових насаджень існує потенційна небезпека забруднення ними об’єктів навколишнього середовища, що створює загрозу як для здоров’я населення, так і для біоти в цілому (Гончарук Є.Г., 1995, 2003; Сердюк А.М., 1998, 2004; Трахтенберг І.М., 1998; Кундієв Ю.І. та ін., 2002; Чибураєв В.І. та ін., 2003; Черних А.М., 2003; Іванов А.В., Васильєв В.В., 2005). Тому вельми актуальною залишається проблема мінімізації можливих негативних наслідків застосування пестицидів, що потребує всебічного вивчення їх токсичності та поведінки в об’єктах довкілля, оцінки ризику їх шкідливої дії на організм людини та біоценози, розробки гігієнічних нормативів та регламентів їх безпечного використання, удосконалення аналітичних методів контролю (Проданчук М.Г., Спину Є.І., 2000, 2001; Ракитський В.М., 1999; Чміль В.Д., 2002; Онищенко Г.Г., 2003).
Одним з провідних стратегічних напрямків у вирішенні еколого-гігієнічних проблем, породжених застосуванням ХЗЗР, є пошук та впровадження в практику нових діючих речовин (д.р.) та препаратів на їх основі, які вигідно відрізняються від своїх попередників широким спектром і високою вибірковістю дії, високою ефективністю при низьких нормах витрат та кратності обробок, що поєднується з меншою токсичністю для хребетних тварин і людини, меншою стабільністю в навколишньому середовищі та щадною дією на корисну ентомофауну (Мельников М.М., 1993; Новожилов К.В., Сухорученко Г.І., 1995, 1997; Кондратенко П.В., Лошицький В.П., 2000; Онищенко Г.Г., 2003; Долженко В.І., 2004).
Останнім часом для застосування у яблуневих садах запропоновані інсектициди Актара 25 WG(д.р. тіаметоксам) та Рімон 10 (новалурон) і фунгіциди Флінт 50 (трифлоксистробін) та Стробі (крезоксим-метил). Зазначені препарати є представниками нових перспективних хімічних класів пестицидів: неонікотиноїдів (тіаметоксам), бензоїлфенілсечовин (новалурон) та стробілуринів (трифлоксистробін, крезоксим-метил). Крім того, в сучасних інтегрованих системах захисту плодових насаджень продовжується збільшення обсягів використання синтетичних піретроїдів та впровадження їх нових препаративних форм, зокрема Циперкіл 250 ЕС (циперметрин), Альфагард 100 (альфа-циперметрин), Ф’юрі (зета-циперметрин), Карате 050 ЕС, Карате Зеон СS(лямбда-цигалотрин) та Сумі-альфа (есфенвалерат).
Впровадження зазначених препаратів у практику хімічного захисту яблуневих садів потребує всебічного вивчення їх поведінки у агроценозах плодових насаджень різних регіонів України, оцінки їх екотоксикологічної небезпечності, визначення професійного ризику та розробки гігієнічних регламентів безпечного застосування в умовах агропромислового сектору та приватних підсобних господарств. До того ж препарати на основі нової д.р. новалурону раніше в Україні взагалі не застосовувались. Саме тому використанню у сільськогосподарській практиці інсектициду Рімон 10 повинна передувати його всебічна токсиколого-гігієнічна оцінка, наукове обґрунтування гігієнічних нормативів новалурону у повітрі робочої зони, об’єктах навколишнього середовища та харчових продуктах, розробка аналітичних методів визначення для контролю за залишковими кількостями.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є фрагментом науково-дослідної роботи “Токсиколого-гігієнічні та екологічні основи захисту промислових насаджень і розсадників зерняткових культур від основних шкідників, хвороб і бур’янів” (№ держреєстрації 0106U007404); госпдоговірних тем: № 469 “Дослідження по розробці гігієнічних нормативів і регламентів використання препаратів для захисту рослин” (0199U000191), № 628 “Розробка гігієнічних нормативів і регламентів застосування препаратів фірми” (0101U003917), № 970 “Розробка гігієнічних нормативів і регламентів застосування препарату Рімон, к.е.” (0104U004323), № 1020 “Розробка гігієнічних нормативів і регламентів застосування препаратів фірми” (0105U005242), № 1167 “Наукові дослідження препаратів Суперкіл і Циперкіл” (0106U008666).
Мета і завдання дослідження. Метою дослідження є наукове обґрунтування гігієнічних нормативів та регламентів безпечного застосування сучасних хімічних засобів захисту яблуневих садів для мінімізації ризику їх шкідливого впливу на здоров’я населення та працюючих і попередження забруднення об’єктів навколишнього середовища.
Для досягнення мети необхідно розв’язати наступні завдання:
1. Провести порівняльну токсикологічну оцінку сучасних інсектицидів з класу синтетичних піретроїдів (Циперкіл 250 ЕС, к.е.; Альфагард 100, к.е.; Ф’юрі, в.е.; Карате 050 ЕС, к.е.; Карате Зеон СS, мк.с.; Сумі-альфа, к.е.), неонікотиноїдів (Актара 25 WG, в.г.), похідних бензоїлфенілсечовини (Рімон 10, к.е.) та фунгіцидів з класу стробілуринів (Флінт 50, в.г.; Стробі, в.г.).
2. Науково обґрунтувати величину допустимої добової дози (ДДД) для людини і гігієнічні нормативи в повітрі робочої зони, продукції садівництва та об’єктах довкілля нової діючої речовини новалурону.
3. Оцінити особливості поведінки досліджуваних інсектицидів та фунгіцидів в об’єктах агроценозу яблуневого саду та їх екотоксикологічну небезпечність в ґрунтово-кліматичних умовах України.
4. Вивчити умови праці при застосуванні досліджуваних пестицидів для захисту яблуневих садів та оцінити потенційний ризик їх несприятливого впливу на працюючих.
5. Науково обґрунтувати гігієнічні регламенти та розробити інструкції з безпечного застосування досліджуваних пестицидів в умовах агропромислового комплексу України та приватних підсобних господарств.
6. Розробити і впровадити в практику установ та закладів державної санітарно-епідеміологічної служби України, агрохімічної служби та природоохоронних установ аналітичні методи контролю залишкових кількостей новалурону у повітрі робочої зони, атмосферному повітрі, воді, ґрунті та продукції садівництва.
Об’єкт дослідження – закономірності поведінки в об’єктах довкілля сучасних інсектицидів і фунгіцидів при їх застосуванні для захисту яблуневих садів в різних ґрунтово-кліматичних умовах України та особливості їх впливу на працюючих.
Предмет дослідження – параметри токсикометрії та вміст залишкових кількостей тіаметоксаму, новалурону, трифлоксистробіну, крезоксим-метилу, циперметрину, альфа-циперметрину, зета-циперметрину, лямбда-цигалотрину та есфенвалерату в об’єктах агроценозу: атмосферному повітрі, ґрунті, листі та плодах яблунь; вплив новалурону на загальний санітарний режим модельних водойм; рівні забруднення повітря робочої зони, нашивок на спецодязі та змивів зі шкіри працюючих.
Методи дослідження. При виконанні роботи застосовані методи натурного та лабораторного гігієнічних експериментів, при проведенні яких використані органолептичні, санітарно-хімічні, санітарно-мікробіологічні, хіміко-аналітичні (спектрофотометричні та хроматографічні), фізичні методи дослідження, методи варіаційної статистики, кореляційного та регресійного аналізів.
Наукова новизна одержаних результатів. В результаті проведеного дослідження вперше в Україні:
– дана токсиколого-гігієнічна оцінка новим інсектицидам з класу неонікотиноїдів (Актара 25 WG) і бензоїлфенілсечовин (Рімон 10), фунгіцидам з класу стробілуринів (Флінт 50, Стробі) та їх д.р. та встановлено, що вони є помірно небезпечними (3 клас) згідно з сучасною гігієнічною класифікацією пестицидів;
– встановлені закономірності поведінки тіаметоксаму, новалурону, трифлоксистробіну, крезоксим-метилу, циперметрину, альфа-циперметрину, зета-циперметрину, лямбда-цигалотрину та есфенвалерату в об’єктах агроценозу яблуневого саду при використанні препаратів Актара 25 WG, Рімон 10, Флінт 50, Стробі, Циперкіл 250 ЕС, Альфагард 100, Ф’юрі, Карате 050 ЕС, Карате Зеон СS, Сумі-альфа та показано, що динаміка їх залишкових кількостей підкоряється експоненціальній залежності, за стійкістю в ґрунті та вегетуючих сільськогосподарських культурах у ґрунтово-кліматичних умовах Поліської, Лісостепової та Степової зон України вони є помірно небезпечними (3 клас), а їх потенційний екотоксикологічний ризик є на 3–4 порядки нижчим, ніж у ДДТ;
– визначені особливості впливу новалурону на процеси самоочищення води модельних водойм, які полягають у здатності речовини у високих концентраціях інтенсифікувати процеси біохімічної потреби у кисні, посилювати амоніфікацію азотовмісних органічних речовин та пригнічувати нітрифікацію, стимулювати розвиток сапрофітної водної мікрофлори;
– проведено вивчення умов праці при застосуванні досліджуваних препаратів та встановлено, що потенційний ризик шкідливого впливу їх діючих речовин на організм працюючих при комплексному надходженні через дихальні шляхи та шкіру є допустимим;
– визначені оптимальні умови екстракції новалурону з проб повітря, води, ґрунту та рослинного матеріалу, очистки екстрактів, хроматографічного розділення, детектування та кількісного визначення новалурону методами високоефективної рідинної (ВЕРХ) та тонкошарової (ТШХ) хроматографії.
Практичне значення одержаних результатів полягає в науковому обґрунтуванні:
– величини ДДД новалурону та його гігієнічних нормативів: орієнтовного безпечного рівня впливу (ОБРВ) у повітрі робочої зони, ОБРВ в атмосферному повітрі, гранично допустимої концентрації (ГДК) у воді водойм, максимального допустимого рівня (МДР) у яблуках та яблучному соку, орієнтовної допустимої концентрації (ОДК) у ґрунті;
– величин МДР тіаметоксаму, трифлоксистробіну, крезоксим-метилу, зета-циперметрину, лямбда-цигалотрину та есфенвалерату в яблуках та яблучному соку;
– гігієнічних регламентів (строків очікування до збору урожаю, строків виходу на оброблені ділянки) застосування препаратів Актара 25 WG, Рімон 10, Флінт 50, Стробі, Циперкіл 250 ЕС, Альфагард 100, Ф’юрі, Карате 050 ЕС, Карате Зеон СSта Сумі-альфа.
Відповідно до чинного законодавства України вищезазначені гігієнічні нормативи і регламенти були затверджені Головним Державним санітарним лікарем України (Постанови № 85 від 02.03.1999, № 107 від 16.05.2000, № 115 від 03.07.2000, № 123 від 14.03.2001, № 134 від 03.07.2001, № 144 від 17.12.2001, № 7 від 28.02.2002, № 8 від 11.02.2003, № 14 від 18.05.2004, № 38 від 12.12.2004, № 7 від 09.02.2006) та надіслані в державну санепідслужбу для впровадження і практичного використання.
Розроблено аналітичні методи визначення залишкових кількостей новалурону у повітрі робочої зони, атмосферному повітрі, ґрунті, воді та продуктах харчування (Методичні вказівки № 301-2001, № 302-2001), які були погоджені Головним Державним санітарним лікарем України, затверджені Міністерством охорони навколишнього природного середовища України, видані у формі офіційних друкованих видань і направлені в органи санепідслужби для здійснення контролю за вмістом новалурону в усіх зазначених вище об’єктах довкілля.
Перелічені вище нормативи та методичні вказівки були використані при вирішенні питання щодо реєстрації та застосування в Україні досліджених інсектицидів та фунгіцидів, що знайшло відображення в „Переліку пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні” (2001, 2003, 2006) та „Доповненні до переліку пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні” (2007), які були погоджені МОЗ України та затверджені Міністерством охорони навколишнього природного середовища.
Матеріали досліджень використовуються в роботі фахівців міністерств, відомств і установ державної санітарно-епідеміологічної служби при здійсненні контролю за безпечним для здоров’я населення та об’єктів довкілля використанням ХЗЗР, підприємств та організацій, які застосовують пестициди, науково-дослідних інститутів гігієнічного профілю.
Особистий внесок здобувача полягає в проведенні патентно-інформа-ційного пошуку, складанні аналітичного огляду вітчизняної та іноземної літератури, формулюванні мети та завдань дослідження. Автором самостійно здійснено порівняльну токсикологічну оцінку та класифікацію досліджуваних інсектицидів та фунгіцидів, обґрунтовано ДДД та гігієнічні нормативи новалурону, проведено визначення вмісту новалурону в пробах ґрунту, листя, плодах яблунь, яблучному соку, повітрі, нашивках на спецодязі та змивах з відкритих ділянок шкіри методом ВЕРХ, встановлено закономірності поведінки досліджуваних пестицидів в об’єктах агроценозу, визначено їх екотоксикологічний ризик та розраховано потенційний ризик шкідливого впливу на працюючих.
Автор брала участь в експериментальному вивченні впливу новалурону на процеси самоочищення води модельних водойм, в розробці аналітичних методів визначення новалурону в сільськогосподарській сировині та об’єктах довкілля, в проведенні натурних досліджень з вивчення умов праці при застосуванні досліджуваних препаратів, у визначенні залишкових кількостей синтетичних піретроїдів, тіаметоксаму та стробілуринів [1] .
Статистична обробка, узагальнення та аналіз результатів дослідження, оформлення методичних вказівок з аналітичного визначення новалурону, розробка регламентів та інструкцій з безпечного застосування досліджуваних препаратів та формулювання висновків роботи здійснено автором особисто.
Апробація результатів дисертації. Результати роботи викладено і обговорено на міжнародному, державному та регіональному рівнях: 56 і 61 наукових конференціях студентів та молодих вчених Національного медичного університету імені О.О. Богомольця з міжнародною участю (Київ, 2001, 2007); Другій Міжнародній конференції з екологічної хімії (Кишинів, 2002); Першому Міжнародному симпозіумі „Методи хімічного аналізу” (Севастополь, 2002); VII з’їзді Всеукраїнського лікарського товариства (Тернопіль, 2003); VВсеросійській конференції з аналізу об’єктів навколишнього середовища „Экоаналитика – 2003” з міжнародною участю (Санкт-Петербург, 2003); Всеросійському симпозіумі „Хроматография и хроматографические приборы” (Москва, 2004); XIV з’їзді гігієністів України „Гігієнічна наука та практика на рубежі століть” (Дніпропетровськ, 2004); Міжнародній науково-практичній конференції „Інтегрований захист рослин на початку ХХІ століття” (Київ, 2004); IVМіжнародній конференції „Воздух 2004. Научно-технические, социальные и экономические проблемы воздушной среды” (Санкт-Петербург, 2004); ХІ конгресі Світової федерації українських лікарських товариств (Полтава, 2006); науково-практичній конференції „Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України” (Київ, 2007); Міжнародній науково-практичній конференції „Збереження здоров’я населення урбанізованих територій: наукові і практичні аспекти впливу чинників довкілля” (Дніпропетровськ, 2007).
Публікації. За результатами досліджень опубліковано 23 наукові праці, серед яких 8 статей у наукових журналах, що входять до переліку фахових видань ВАК України, 1 патент та 13 тез доповідей на конференціях і з’їздах. Матеріали дисертації відображені у 3 Інформаційних бюлетенях „Нові пестициди: токсиколого-гігієнічні характеристики, нормативи і регламенти, заходи безпеки” (Київ, 2001, 2002, 2003) та 2 методичних вказівках з аналітичного визначення пестицидів.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу; 8 розділів, які включають аналітичний огляд літератури, опис матеріалів і методів досліджень, результати власних досліджень, їх аналіз і узагальнення; висновків; 4 додатків та списку використаних джерел (бібліографічний покажчик вміщує 250 джерел літератури, з яких 47 – іноземних). Робота ілюстрована 62 таблицями та 22 рисунками. Повний обсяг дисертації – 233 сторінки; ілюстрації, таблиці, додатки та список використаних джерел займають 4, 16, 26 та 28 сторінок відповідно.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Програма, об’єкти та методи дослідження. З метою реалізації поставлених завдань було проведено 22 серії натурних спостережень за динамікою залишкових кількостей досліджуваних пестицидів у об’єктах агроценозу яблуневого саду та 12 серій натурних експериментів з гігієнічної оцінки умов праці при застосуванні досліджуваних препаратів. Дослідження здійснювали впродовж 7 вегетаційних сезонів у промислових яблуневих садах (вентиляторне обприскування) та в умовах приватних підсобних господарств (ранцеве обприскування) у різних агро-кліматичних зонах України: Поліссі, Лісостепу та Степу. При обґрунтуванні ГДК новалурону у воді водойм господарсько-питного та культурно-побутового призначення проведено 3 серії лабораторних дослідів, у ході яких здійснено 252 фізико-органолептичних, 540 санітарно-хімічних та 84 санітарно-мікробіологічних дослідження. На етапі розробки методів визначення новалурону в об’єктах навколишнього середовища проведено 280 аналізів методом ТШХ та 276 – методом ВЕРХ. В ході натурних досліджень здійснено 144 вимірювання фізичних параметрів повітря. При вивченні поведінки пестицидів у об’єктах агроценозу та гігієнічній оцінці умов праці виконано 1639 аналізів методом газорідинної хроматографії та 229 – методом ВЕРХ. Статистичній обробці методами варіаційної статистики був підданий цифровий матеріал обсягом 3300 одиниць спостереження. Кореляційний та регресійний аналіз здійснено на 67 масивах загальним об’ємом 401 одиниця спостереження.
Порівняльна токсиколого-гігієнічна оцінка сучасних хімічних засобів захисту яблуневих садів. На підставі аналізу даних літературних джерел, інформації Інтернет-сайтів і матеріалів досьє фірм-виробників встановлено, що препарати Актара 25 WG, Рімон 10, Флінт 50 і Стробі та їх д.р. є малотоксичними (4 клас) при пероральному та помірно токсичними (3 клас) при інгаляційному надходженні в організм лабораторних тварин. В той же час більшість з досліджуваних синтетичних піретроїдів та їх д.р. при пероральному надходженні є помірно токсичними (3 клас), а при інгаляційному – високотоксичними (2 клас). При перкутанному надходженні усі досліджувані речовини є мало або помірно токсичними.
Віддалені ефекти дії (канцерогенна, мутагенна, тератогенна активність та вплив на репродуктивну функцію) не є лімітуючими при токсикологічній оцінці усіх досліджуваних д.р. та препаратів на їх основі.
Враховуючи, що найменша максимальна недіюча доза новалурону (1,1 мг/кг) встановлена в хронічному досліді на щурах-самцях за загальнотоксичною дією, обґрунтовано ДДД новалурону для людини на рівні 0,01 мг/кг (коефіцієнт запасу 100).
Розробка хроматографічних методів визначення залишкових кількостей новалурону. Розроблені оптимальні умови екстракції, очищення та концентрування новалурону з об’єктів навколишнього середовища. Встановлено, що найоптимальнішим методом хроматографічного визначення новалурону, враховуючи його леткість, полярність та розчинність, є ВЕРХ. Виявлено, що в умовах ВЕРХ новалурон ефективно визначається ультрафіолетовим детектором при довжині хвилі 252нм на сталевій колонці 250´4,6 мм, заповненій нерухомою фазою Нуклеосил 100-5С18
,при кімнатній температурі. Найкращою
9-09-2015, 00:43