Токсиколого-гігієнічна оцінка сучасної технології хімічного захисту посівів рису

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Токсиколого-гігієнічна оцінка сучасної технології хімічного захисту посівів рису

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Рисівництво - унікальна галузь зрошуваного землеробства України. Вона знайшла впровадження в АР Крим, Херсонській та Одеській областях країни. Умови вирощування рису сприяють поширенню та накопиченню специфічних видів шкідливих організмів, які здатні завдавати значної шкоди врожаю. Щорічно сільськогосподарське виробництво втрачає від шкідників 12-23%, хвороб - 17-19%, бур'янів - 9-39% рису. Саме тому захист посівів рису від шкідників, хвороб та бур'янів займає одне з провідних місць серед технологічних прийомів вирощування культури (Таргоній П.М., 1998; Прокопюк Н.П., 2004; Вожегова Р.А., 2006). Сучасна система захисту посівів рису грунтується на застосуванні агротехнічного та хімічного захисту рослин і передбачає використання пестицидів. Технологія застосування пестицидів у галузі рисівництва передбачає конкретні схеми обробок, які включають хімічні речовини різних класів і призначення. Для пригнічення розвитку шкідників, хвороб та бур'янів у даний час широко застосовують комплексні та інтегровані системи захисту посівів рису, важливою складовою яких є раціональне, тобто регламентоване використання пестицидів різного призначення, спрямоване на зменшення чисельності шкідливих видів до господарсько невідчутних кількостей при збереженні діяльності природних корисних організмів (Попович М.О., 1996; Антонович Е.А., 1997; Трахтенберг І.М. 1998; Чміль В.Д., 2002; Орлюк А.П. та ін., 2004; Ванцовський А.А., 2004).

Оскільки пестициди відносяться до біологічно активних сполук, вони є потенційно небезпечними не тільки для здоров'я людини, а й для живої природи в цілому, що створює значну еколого-гігієнічну проблему. Виникає реальна небезпека для стану здоров'я населення при постійному та безконтрольному внесенні будь-яких екзогенних хімічних речовин у рослинницькій галузі сільського господарства. Тому в сучасних умовах вельми актуально постає питання раціонального використання хімічних засобів захисту рослин (ХЗЗР) з метою зниження пестицидного навантаження на довкілля (Найштейн С.Я., 1992; Гончарук Є.Г., 1999; Проданчук М.Г., Спину Є.І., 2000; Черных А.М., 2003).

Цього можна досягти впровадженням в практику захисту рослин високоефективних селективних пестицидів з низькими нормами витрат, застосуванням новітніх технологій внесення пестицидів і нових форм їх використання, що може значно скоротити обсяги хімічного навантаження на довкілля (Кундієв Ю.І., Кірсенко В.В., 2001).

Отже, з огляду на те, що рис є переважно продуктом дієтичного та дитячого харчування, хімічні препарати, що застосовують для його захисту мають бути малотоксичними, з нетривалим терміном персистентності та очікування після обробки посівів до збирання урожаю, також - екологічно безпечними.

В Україні сьогодні запропонована система хімічного захисту посівів рису, яка передбачає внесення препаратів на різних стадіях розвитку культури. Для хімічного захисту посівів рису запропоновані наступні препарати: фунгіцид широкого спектру дії препарат Тілт 250 ЕС, к.е., на основі діючої речовини (д.р.) пропіконазол (клас азолів), призначений для боротьби з борошнистою росою, іржею, плямистістю листя зернових і кормових культур, та препарат Максим 025 FS, т.к.с., д.р. флудіоксоніл (клас похідних цианопіролів), використовується для передпосівного протруєння зерен рису. Іншими ефективними препаратами є селективний гербіцид системної дії Ураган Форте 500 SL, в.р.к., на основі д.р. гліфосат (група фосфорорганічних сполук), для знищення однорічних і багаторічних бур'янів, а також піретроїдний інсектицид Карате Зеон 050 CS, мк. с., д.р. лямбда-цигалотрин (група синтетичних піретроїдів), використовується проти найбільш небезпечних шкідників посівів рису, таких як рисовий комарик, ячмінний мінер, щитень, естерія та ін. Десикантом, а також неселективним контактним гербіцидом є препарат Реглон Супер 150 SL, в.р.к., д.р. дикват дибромид (клас похідні 2,2'дипиридила). Для діючих речовин даних пестицидів в Україні розроблені та затверджені допустима добова доза (ДДД) і гігієнічні нормативи в об'єктах довкілля.

Новим післясходовим селективним гербіцидом системної дії, призначеним для боротьби з одно - та багаторічними злаковими двочастковими бур'янами на посівах рису, є препарат Номіні 400, к.с., д.р. біспірибак-натрій. Він належить до нового покоління гербіцидів - піримідинових сполук. Препарати на основі біспірибак-натрію раніше на території України не застосовувались. Отже, впровадження у практику в системі хімічного захисту посівів рису пестициду з новим механізмом дії зумовлює необхідність його токсиколого-гігієнічного вивчення, розробки та впровадження науково обґрунтованих гігієнічних нормативів і регламентів безпечного для людини та навколишнього середовища застосування у рисівництві України.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є фрагментом науково-дослідної роботи «Наукове обгрунтування нових підходів до розрахункового гігієнічного нормування пестицидів у грунті» (№ держреєстрації 0107U007116); госпдоговірних тем: №523 «Наукові дослідження препаратів Ураган Форте, Максим XL, Карате Зеон, Тілт і Реглон Супер» (№ держреєстрації 0105U005243), №745 «Розробка гігієнічних нормативів і регламентів препарату Номіні 400, к.с.» (№ держреєстрації 0104U009705). Робота виконана відповідно до Закону України «Про пестициди і агрохімікати» від 2 березня 1995 року №86/95 - ВР та Закону України «Про санітарне та епідемічне благополуччя населення» від 24 лютого 1994 року №4004 - XII.

Мета і завдання дослідження. Мета: здійснити токсиколого-гігієнічну оцінку та науково обгрунтувати регламенти безпечного застосування сучасних пестицидів в системі хімічного захисту посівів рису для мінімізації потенційного ризику їх шкідливого впливу для здоров'я працюючих та населення.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:

1. Провести порівняльну токсиколого-гігієнічну оцінку сучасних хімічних засобів захисту посівів рису.

2. Провести порівняльну оцінку особливостей токсичної дії біспірибак-натрію при різних шляхах і тривалості надходження до організму лабораторних тварин та науково обґрунтувати величину допустимої добової дози для людини.

3. Дослідити закономірності поведінки біспірибак-натрію, гліфосату, лямбда-цигалотрину, пропіконазолу, дикват дибромиду і флудіоксонілу в об'єктах навколишнього середовища (грунті, повітрі, воді, рослинах), міграцію біспірибак-натрію в системі «грунт-грунтові води» та обґрунтувати максимально допустимий рівень (МДР) у зерні рису.

4. Здійснити гігієнічну оцінку особливостей впливу біспірибак-натрію на органолептичні властивості води, загальносанітарний режим водойм, обґрунтувати гранично-допустиму концентрацію (ГДК) у воді водойм господарсько-питного призначення та гігієнічні нормативи біспірібак-натрію у ґрунті, орієнтовний безпечний рівень впливу (ОБРВ) в повітрі робочої зони, орієнтовний безпечний рівень впливу (ОБРВ) в атмосферному повітрі, орієнтовно допустиму концентрацію (ОДК) в грунті та екотоксикологічну небезпечність пестицидної комбінації в грунтово-кліматичних умовах степової зони України.

5. Вивчити умови праці при застосуванні досліджуваних пестицидів в умовах степової зони України та оцінити ризик їх комплексного й комбінованого впливу, науково обґрунтувати гігієнічні регламенти та розробити інструкції з безпечного застосування досліджуваних препаратів в системі хімічного захисту посівів рису.

6. Розробити і впровадити в практику установ та закладів санітарно-епідеміологічної служби України хроматографічні методи визначення залишкових кількостей біспірибак-натрію в повітрі робочої зони, атмосферному повітрі, грунті, воді та зерні рису.

Об'єкт дослідження: закономірності поведінки в об'єктах навколишнього середовища діючих речовин пестицидів, що входять до системи хімічного захисту посівів рису, та ризик їх впливу на організм працюючих та населення.

Предмет дослідження: діючі речовини (гліфосат, дикват дибромид, лямбда-цигалотрин, пропіконазол, флудіоксоніл, біспірибак-натрій) та препарати на їх основі Ураган Форте 500 SL, в.р.к., Реглон Супер 150 SL, в.р.к., Карате Зеон 050 CS, мк. с., Тілт 250 ЕС, к.е., Максим 025 FS, т.к.с., Номіні 400, к.с.; вміст залишкових кількостей діючих речовин у повітрі робочої зони, атмосферному повітрі, грунті, воді, зерні рису; міграція біспірибак-натрію в системі «грунт-грунтові води», самоочищення води водойм; нашивках на спецодязі, змивах з відкритих ділянок шкіри працюючих.

Методи дослідження: методи лабораторного експерименту на модельних установках та натурного гігієнічного експерименту, при проведенні яких були використані органолептичні, санітарно - хімічні, санітарно - мікробіологічні, хіміко - аналітичні, а також фізико - хімічні методи (газорідинної хроматографії та високоефективної рідинної хроматографії), методи математичного моделювання, варіаційної статистики, кореляційного та регресійного аналізу.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в грунтово-кліматичних умовах степової зони України встановлено закономірності міграції діючих речовин гліфосату, дикват дибромиду, лямбда-цигалотрину, пропіконазолу, флудіоксонілу, біспірибак-натрію в рослини, воду, грунт при застосуванні препаратів на їх основі Ураган Форте 500 SL, в.р.к., Реглон Супер 150 SL, в.р.к., Карате Зеон 050 CS, мк. с., Тілт 250 ЕС, к.е., Максим 025 FS, т.к.с., Номіні 400, к.с. в системі хімічного захисту посівів рису. Доведено, що за показниками стабільності у грунті, воді та рослинах лямбда-цигалотрин, гліфосат, дикват дибромид, флудіоксоніл та пропіконазол належать до III класу небезпечності, біспірибак-натрій у грунті та рослинах - до IV класу небезпечності, а у воді - до II класу небезпечності.

Вперше дана гігієнічна оцінка потенційного ризику несприятливого впливу досліджуваних пестицидів на здоров'я працюючих при їх застосуванні в системі хімічного захисту посівів рису, та доведено, що потенційний ризик комплексного й комбінованого впливу цих сполук не перевищує допустимий.

Вперше встановлено кількісні закономірності міграції біспірибак-натрію в системі «грунт-грунтові води» та в об'єктах навколишнього середовища (грунті, повітрі, воді, рослинах) та обґрунтовано гігієнічні нормативи (МДР у зерні рису, ОБРВ в атмосферному повітрі та повітрі робочої зони, ОДК у грунті) біспірибак-натрію та МДР лямбда-цигалотрину, пропіконазолу, флудіоксонілу, дикват дибромиду, гліфосату у зерні рису. Встановлено закономірності впливу біспірибак-натрію на процеси самоочищення водойм та органолептичні властивості води. Обґрунтовано найоптимальніший спосіб підготовки проб грунту, води, повітря та зерен рису і умови якісної ідентифікації та кількісного визначення біспірибак-натрію методом високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ).

Практичне значення одержаних результатів. Результати токсиколого-гігієнічної оцінки препаратів Ураган Форте 500 SL, Реглон Супер 150 SL, Карате Зеон 050 CS, Тілт 250 ЕС, Максим 025 FS та Номіні 400 дали змогу розробити та затвердити комплекс гігієнічних нормативів і регламентів їх безпечного застосування за умов використання пестицидної комбінації в системі хімічного захисту посівів рису. Здійснено наукове обгрунтування ДДД біспірибак-натрію для людини; його гігієнічних нормативів у об'єктах навколишнього та виробничого середовища, МДР біспірибак-натрію, лямбда-цигалотрину, пропіконазолу, флудіоксонілу, дикват дибромиду, гліфосату у зерні рису; термінів виходу працюючих на поля, оброблені досліджуваною групою пестицидів, та строків очікування до збору врожаю.

У ході дослідження були розроблені, погоджені Міністерством охорони здоров'я України та затверджені Міністерством охорони навколишнього природного середовища 3 методичні вказівки: «Методичні вказівки з визначення флудіоксонілу в зерні рису методом високоефективної рідинної хроматографії» (№701-2006), «Методичні вказівки з визначення пропіконазолу у зерні рису методом газорідинної хроматографії» (№700-2006), «Методичні вказівки з визначення лямбда-цигалотрину у зерні рису методом газорідинної хроматографії» (№699-2006). Методичні вказівки видані у формі офіційних друкованих видань і направлені до установ санепідслужби для здійснення контролю за вмістом зазначених пестицидів в усіх вищезазначених об'єктах довкілля.

Отримані 4 патенти на корисну модель «Спосіб визначення залишкових кількостей лямбда-цигалотрину у зерні», «Спосіб визначення залишкових кількостей пропіконазолу у зерні», «Спосіб визначення залишкових кількостей флудіоксонілу у зерні рису», «Спосіб визначення небезпечності для працюючих та населення».

Вищезазначені нормативи та методичні вказівки були використані при вирішенні питань щодо реєстрації та застосування пестицидів Ураган Форте 500 SL, Карате Зеон 050 CS, Реглон Супер 150 SL, Тілт 250 ЕС, Максим 025 FS і Номіні 400 в Україні, що відображено в «Переліку пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні» (2006, 2007, 2008).

Матеріали досліджень використовуються в роботі фахівцями Міністерства охорони здоров'я України, Міністерства охорони навколишнього природного середовища України, Міністерства аграрної політики України; підприємств і організацій, які застосовують пестициди; науково-дослідних інститутів гігієнічного профілю при здійсненні контролю за безпечним для здоров'я населення та об'єктів довкілля використанням хімічних засобів захисту рослин.

Особистий внесок здобувача полягає в проведенні патентно-інформаційного пошуку, формулюванні мети і завдань дослідження, визначенні методології та програми їх реалізації. Автором самостійно проаналізована динаміка обсягів і асортименту застосування пестицидів на посівах рису. Проведена порівняльна токсикологічна оцінка діючих речовин досліджуваних препаратів за літературними даними на основі відомостей про їх токсичність і віддалені ефекти впливу. Здійснена гігієнічна класифікація досліджуваних сполук та препаратів на їх основі за ступенем небезпечності, обґрунтовані ДДД біспірибак-натрію для людини та його гігієнічні нормативи: ОБРВ у повітрі робочої зони та атмосферному повітрі, ОДК у грунті, МДР біспірибак-натрію, лямбда-цигалотрину, пропіконазолу, флудіоксонілу, дикват дибромиду, гліфосату у зерні рису. Розрахований ступінь ризику несприятливого впливу досліджуваних пестицидів на осіб, що працюють з препаратами Ураган Форте 500 SL, Реглон Супер 150 SL, Карате Зеон 050 CS, Тілт 250 ЕС, Максим 025 FS та Номіні 400. Автором самостійно проведений лабораторний експеримент з вивчення міграції біспірибак-натрію в системі «грунт-грунтові води», розраховано ризик комплексного та комбінованого шкідливого впливу біспірибак-натрію на працюючих. Розроблені гігієнічні регламенти та інструкції з безпечного застосування препаратів, що входять до системи хімічного захисту посівів рису.

Автором взято участь в експериментах з вивчення впливу біспірибак-натрію на процеси самоочищення водойм та органолептичні властивості води, в розробці аналітичних методів визначення біспірибак-натрію в сільськогосподарській сировині та об'єктах навколишнього середовища, у санітарно-гігієнічних дослідженнях умов праці при застосуванні досліджуваних пестицидів на посівах рису, у визначенні залишкових кількостей пропіконазолу, флудіоксонілу, лямбда-цигалотрину, біспірибак-натрію¹.

Статистична обробка, аналіз і узагальнення одержаних результатів, формулювання висновків роботи здійснені автором особисто.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи викладено і обговорено на: IV Міжнародній науковій конференції студентів та молодих вчених «Молодь та перспективи сучасної медичної науки» (Вінниця, 2007 р.); науково-практичній конференції «Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України» (Треті марзєєвські читання) (Київ, 2007 р.); науково-практичній конференції «Актуальні проблеми гігієни та екології» (Донецьк, 2007 р.); науково-практичній конференції з міжнародною участю «Вчені майбутнього» (Одеса, 2007 р.); міжнародній науково-практичній конференції, присвяченій 85-річчю кафедри загальної гігієни «Збереження здоров'я населення урбанізованих територій: наукові і практичні аспекти впливу чинників довкілля» (Дніпропетровськ, 2007 р.); міжнародній науково-практичній конференції, присвяченій всесвітньому дню здоров'я 2008 р., захисту здоров'я від змін клімату, 60-річчю заснування Всесвітньої організації охорони здоров'я (Київ, 2008 р.); I Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених і студентів «Підвищення ефективності використання водних, теплових та енергетичних ресурсів та охорона навколишнього середовища (Київ, 2008 р.); XII Конгресі Світової федерації українських лікарських товариств (Івано-Франківськ, 2008 р.); науково-практичній конференції «Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України» (Четверті марзеєвські читання), присвяченій 125-річчю від дня народження академіка О.М. Марзєєва (Київ, 2008 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 15 робіт, серед них 3 - у наукових фахових виданнях, затверджених ВАК України, 8 робіт - у матеріалах і тезах конференцій; матеріали дисертації відображені у 3 методичних вказівках, отримано 4 патенти.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 212 сторінках; складається з вступу, 8 розділів, які включають аналітичний огляд літератури, опис матеріалів і методів досліджень, результати власних досліджень, їх аналіз і узагальнення, висновків, списку використаних джерел та 2 додатків; містить 46 таблиць та 8 рисунків. Список використаних джерел літератури складається із 168 найменувань.

Основний зміст роботи

біспірибак натрій токсичний робочий

Програма, об'єкти та методи дослідження. З метою реалізації поставлених мети і завдань було проведено 14 серій натурних експериментів за динамікою залишкових кількостей діючих речовин досліджуваних препаратів в об'єктах навколишнього середовища та 7 серій натурних експериментів з гігієнічної оцінки умов праці при застосуванні досліджуваних препаратів в системі хімічного захисту посівів рису. Натурні дослідження проводили впродовж 2 вегетаційних сезонів на дослідницьких полях (17,9 тис. га) Інституту рису Української академії аграрних наук в с. Антонівка Скадовського району Херсонської області. В ході натурних досліджень здійснено 133 вимірювання фізичних параметрів повітря. При вивченні поведінки пестицидів у об'єктах навколишнього середовища та гігієнічній оцінці умов праці виконано 242 аналізи методом газорідинної хроматографії та 94 - методом високоефективної рідинної хроматографії. При проведенні лабораторного експерименту з встановлення закономірностей поведінки біспірибак-натрію у воді водойм проведено 3 серії, в ході яких здійснені наступні дослідження: 525 органолептичних, 482 санітарно-хімічних, 224 санітарно-мікробіологічних. Статистичній обробці методами варіаційної статистики був підданий цифровий матеріал обсягом 2973 одиниць спостереження.

Порівняльна токсиколого-гігієнічна оцінка сучасних хімічних засобів захисту посівів рису в Україні та обгрунтування допустимої добової дози біспірибак-натрію для людини. На підставі аналізу даних вітчизняної та іноземної літератури, інформації інтернет-сайтів проведена порівняльна токсиколого-гігієнічна оцінка препаратів Ураган Форте 500 SL, в.р.к., Реглон Супер 150 SL, в.р.к., Карате Зеон 050 CS, мк. с., Тілт 250 ЕС, к.е., Максим 025 FS, т.к.с., Номіні 400, к.с. На підставі результатів порівняльного аналізу даних первинної токсикологічної оцінки, результатів субхронічних та хронічних експериментів на декількох видах тварин (щурах, мишах, кролях, собаках), особливостей біологічної дії та віддалених наслідків дії діючих речовин і препаратів на їх основі встановлено, що препарати Максим 025 FS, Тілт 250 ЕС, Ураган Форте 500 SL і Номіні 400 за параметрами гострої пероральної, дермальної та інгаляційної токсичності є помірно токсичними (III клас небезпечності). В той же час біспірибак-натрій є малотоксичним (IV клас небезпечності), при інгаляційному надходженні та за здатністю подразнювати слизові оболонки очей - помірно токсичним (ІІІ клас). Найвищу токсичність серед досліджуваних речовин мають препарат Реглон Супер 150 SL, який за дермальною токсичністю та при інгаляційному надходженні є високотоксичним (II клас), та діюча речовина лямбда-цигалотрин, яка при інгаляційному надходженні є надзвичайно токсичною (I клас). При перкутанному надходженні усі досліджувані речовини є мало або помірно токсичними.

Віддалені ефекти дії (мутагенність, канцерогенність, ембріотоксичність, тератогенність) не є лімітуючими критеріями при токсикологічній оцінці досліджуваних сполук та препаратів на їх основі.

Обґрунтовано величину ДДД біспірибак-натрію для людини на рівні 0,01 мг/кг, виходячи з максимальної недіючої дози (1,1 мг/кг), що була встановлена в хронічному досліді на щурах за загальнотоксичною дією та коефіцієнту запасу 100.

Розробка хроматографічних методів визначення біспірибак-натрію в атмосферному повітрі, повітрі робочої зони, грунті, воді та зерні рису. Встановлено, що основним методом хроматографічного визначення біспірибак-натрію, враховуючи його стабільність при різних температурах і значеннях рН середовища, фотоліз, полярність, тиск насиченої пари, леткість, реакційну властивість, розчинність у воді та в органічних розчинниках, є метод високоефективної рідинної хроматографії. Виявлено, що в умовах високоефективної рідинної хроматографії біспірибак-натрій ефективно визначається ультрафіолетовим детектором при довжині хвилі 246 нм на сталевій колонці 250Ч4,6 мм, заповненій нерухомою фазою Нуклеосил 100-5 С₁₈, при кімнатній температурі. Найкращою рухомою фазою є суміш ацетонітрил + 0,05% водний розчин оцтової кислоти (60+40 за об'ємом) при швидкості 0,7 мл/хв. За цих умов час утримування біспірибак-натрію становить 5,7 - 5,9 хвилини, мінімальна кількість речовини, що детектується, 20 нг, лінійний діапазон детектування 20-200 нг.

Визначено оптимальні умови екстракції, очищення та концентрування біспірибак-натрію з повітря, грунту, води, зерна рису з урахуванням полярності сполуки: для проб повітря оптимальні результати дає екстракція речовини з сорбційного метеріалу (паперовий фільтр «синя стрічка») сумішшю ацетонітрил-дистильована вода (60+40 за об'ємом), для води - екстракція етилацетатом, для грунту - сумішшю ацетонітрил-вода (90+10 за об'ємом), для зерна рису - сумішшю ацетонітрил-вода (40+40 за об'ємом).

Запропоновані методи аналітичного визначення біспірибак-натрію з використанням ВЕРХ є високочутливими і селективними, з межами кількісного визначення (МКВ) в повітрі робочої зони - 0,75 мг/м³, атмосферному повітрі - 0,025 мг/м³, воді - 0,02 мг/дм³, ґрунті - 0,3 мг/кг, зерні рису - 0,15 мг/кг.

Гігієнічна оцінка поведінки діючих речовин в навколишньому середовищі на посівах рису. Натурні дослідження були проведені на дослідницьких полях (17,9 тис. га) Інституту рису Української академії аграрних наук в с. Антонівка Скадовського району Херсонської області, впродовж 2 вегетаційних сезонів, у 2006-2007 роках. Визначали фактичний вміст гліфосату, дикват дибромиду, лямбда-цигалотрину, пропіконазолу, флудіоксонілу, біспірибак-натрію в грунті, воді рисових чеків, зеленій масі рослин, зерні рису та розраховували константу швидкості їх розпаду (k) і кількісні параметри стійкості: період напіврозпаду (ф₅₀) і розпаду на 95% (ф₉₅). За результатами вивчення динаміки вмісту залишкових кількостей діючих речовин у грунті, воді, рослинах рису нами було встановлено, що, незалежно від норми витрати, кратності обробок та строку застосування, вміст біспірибак-натрію (д.р. препарату Номіні 400) був вищим у воді, ніж у ґрунті та рослинах рису. Початкова концентрація препаратів Ураган Форте 500 SL, в.р.к., Реглон Супер 150 SL, в.р.к., Карате Зеон 050 CS, мк. с., Тілт 250 ЕС, к.е., Максим 025 FS, т.к.с. у грунті коливалася в межах 0,005±0,001 - 0,18±0,05 мг/кг, у воді рисових чеків - 0,05 - 1,6 мг/кг, рослинах рису - 0,005±0,001 - 0,24±0,07 мг/кг, у зерні рису (на момент збору врожаю) - залишкові кількості пестицидів не виявлялися. Встановлено, що зниження залишків досліджуваних пестицидів у грунті інтенсивно відбувається через 2 години та на 3, 14 добу після обробки посівів рису (до 50-60% від початкової концентрації). Вміст діючих речовин досліджуваних препаратів у воді вже на 3 добу не перевищує встановлені гігієнічні нормативи, залишкові концентрації діючих речовин поступово знижуються і на 14 день обробки визначаються на рівні межі кількісного визначення методами газорідинної та високоефективної рідинної хроматографії. На 30 добу залишкові кількості діючих речовин не були знайдені а ні в грунті, а ні у воді. На момент збирання врожаю (95-98 добу після останньої обробки) залишкових кількостей діючих речовин пестицидів виявлено не було.

Виявлено, що при послідовній обробці посівів рису на різних стадіях розвитку культури дія діючих речовин досліджуваних препаратів не нашаровувалась одна на одну, оскільки в момент обробки наступним препаратом залишкові кількості діючої речовини попередньо застосованого пестициду не були знайдені.

Досліджувані діючі речовини та препарати на їх основі Ураган Форте 500 SL, в.р.к., Реглон Супер 150 SL, в.р.к., Карате Зеон 050 CS, мк. с., Тілт 250 ЕС, к.е., Максим 025 FS, т.к.с., Номіні 400, к.с. мають низькі міграційні властивості, руйнуються протягом одного вегетаційного сезону і не накопичуються в об'єктах навколишнього середовища.

За стійкістю в ґрунті, воді та рослинах в агрокліматичних умовах півдня України досліджувані пестициди є помірно небезпечними і згідно з чинною гігієнічною класифікацією пестицидів можуть бути віднесені до III класу небезпечності. Найстійкішим у воді рисових чеків виявився біспірибак-натрій (діюча речовина препарату Номіні 400), який за цим показником може бути віднесений до II класу небезпечності, тоді як за стійкістю у грунті та рослинах - до IV класу небезпечності.

Встановлено, що динаміка залишкових кількостей біспірибак-натрію, лямбда-цигалотрину, гліфосату, дикват дибромиду, флудіоксонілу та пропіконазолу в об'єктах навколишнього середовища при застосуванні досліджуваних препаратів в максимальних нормах витрат і кратності обробок підкоряється експоненціальній залежності. Тому розрахунок проводили за експоненційною моделлю, попередньо визначивши константу швидкості руйнації для кожної діючої речовини досліджуваних пестицидів (табл. 1).

Таблиця 1. Швидкість руйнації діючих речовин досліджуваних пестицидів при обробці посівів рису (n=3)

Результати проведених досліджень дозволили нам обґрунтувати максимально допустимі рівні у зерні рису біспірибак-натрію, лямбда-цигалотрину, гліфосату, флудіоксонілу, дикват дибромиду, пропіконазолу - на рівні «не допускається» при межах кількісного визначення методами газорідинної хроматографії (ГРХ) та високоефективної рідинної хроматографії 0,15; 0,04; 0,03; 0,05 та 0,05 мг/кг відповідно. Враховуючи технологію застосування досліджуваних пестицидів, термін вегетації до збору врожаю та високу швидкість руйнації у рослинах рису, терміни очікування до збирання врожаю після останньої обробки посівів рису досліджуваними препаратами встановлювати не доцільно.

При вивченні міграції біспірибак-натрію в системі «грунт-грунтові води» встановлено, що препарат Номіні 400, к.с. має низькі міграційні властивості. Біспірибак-натрій є мало рухомим і не мігрує за профілем грунту у грунтовий потік та не виявляється в шарі ґрунту нижче 15 см.

Обґрунтування гігієнічних нормативів біспірибак-натрію в об'єктах довкілля. За допомогою рівнянь, що описують залежність значення гігієнічного нормативу від параметрів токсикометрії, розраховані та науково обґрунтовані величини орієнтовно безпечних рівнів впливу біспірибак-натрію у повітрі робочої зони - 1,5 мг/м³ та атмосферному повітрі - 0,03 мг/м³.

Результати проведених досліджень по визначенню впливу біспірибак-натрію на органолептичні показники якості води дозволили рекомендувати концентрацію біспірибак-натрію на рівні 234,72 мг/дм³ (лімітуючий критерій - запах), як порогову за органолептичною ознакою шкідливості. Біспірибак-натрій у концентраціях (2,0 - 20,0 мг/дм³) впливає на перебіг процесів самоочищення водоймища від присутнього органічного забруднення, інтенсифікує процеси БПК₂₀, стимулює розвиток сапрофітної водної мікрофлори, що за певних умов може призвести до виникнення у воді анаеробіозу та зниження інтенсивності процесів самоочищення водойми, не спричиняє фазові зміни процесів нітрифікації азотовмісних органічних речовин.

Як порогова за загальносанітарною ознакою шкідливості у воді рекомендована концентрація біспірибак-натрію 0,2 мг/дм³ (за впливом на БПК₂₀ та чисельність водної сапрофітної мікрофлори).

Враховуючи методичні підходи до комплексного гігієнічного нормування пестицидів у об'єктах навколишнього середовища, була визначена максимальна недіюча концентрація біспірибак-натрію у воді за санітарно-токсикологічною ознакою шкідливості - 0,02 мг/дм³. Це дозволило науково обґрунтувати ГДК біспірибак-натрію у воді водойм господарсько-питного призначення за лімітуючою санітарно-токсикологічною ознакою шкідливості на рівні 0,02 мг/дм³. При вмісті біспірибак-натрію у воді на рівні обґрунтованої ГДК (0,02 мг/дм³) та середньодобовому споживанні води 3 дм³ добове надходження сполуки з водою до організму людини (0,06 мг) не перевищуватиме 10% від його допустимого добового надходження (0,6 мг), розрахованого виходячи з величини ДДД.

На підставі оцінки впливу на органолептичні властивості та визначення залишкових кількостей біспірибак-натрію в зерні рису з урахуванням даних про його токсичність науково обґрунтовано МДР у зерні рису на рівні - «не допускається».

На основі регресійних моделей нами було розраховано орієнтовно допустиму концентрацію біспірибак-натрію в грунті на рівні 0,3 мг/кг.

Гігієнічна оцінка умов праці при застосуванні досліджуваних препаратів в системі хімічного захисту посівів рису. В результаті проведених натурних досліджень з вивчення умов праці при використанні пестицидів Ураган Форте 500 SL, в.р.к., Реглон Супер 150 SL, в.р.к., Карате Зеон 050 CS, мк. с., Тілт 250 ЕС, к.е., Максим 025 FS, т.к.с., Номіні 400, к.с. встановлено, що при застосуванні усіх досліджуваних препаратів для обробки посівів рису в максимальній нормі витрат концентрації діючих речовин у повітрі над обробленою ділянкою через 1 годину після обприскування були нижчими за гігієнічні нормативи у повітрі робочої зони: гліфосату - у 4,9 рази, лямбда-цигалотрину - у 16,7, флудіоксонілу - у 7,0, пропіконазолу - у 2,6, дикват дибромиду - у 33,4, біспірибак-натрію - у 27,2 рази. У повітрі зони можливого зносу на відстані 50 і 100 м з підвітряного боку від межі обробленої ділянки під час та через 3 і 7 діб після обприскування діючих речовин пестицидів не було виявлено методами ГРХ або ВЕРХ.

Сумарний потенційний ризик шкідливого впливу на організм працюючих діючих речовин досліджуваних пестицидів розраховували за «російською» моделлю, розробленою фахівцями Федерального наукового центру гігієни імені Ф.Ф. Ерісмана. Встановлено, що ризик комплексного надходження через дихальні шляхи та шкіру кожної речовини не перевищує 1, тобто є допустимим (табл. 2). Враховуючи те, що система хімічного захисту посівів рису передбачає послідовну обробку культури досліджуваними препаратами протягом усього вегетаційного періоду, нами був проведений розрахунок комбінованого ризику, який для трактористів становить - 0,5; для заправників - 0,43, тобто не перевищує допустимий (не більше 1).

Таблиця 2. Оцінка ризику шкідливої дії досліджуваних препаратів в системі хімічного захисту посівів рису

На підставі результатів, отриманих при проведенні санітарно-гігієнічних досліджень умов праці працюючих при обробці посівів рису, нами науково обґрунтовані строки безпечного виходу робітників на оброблені препаратами Ураган Форте 500 SL, Реглон Супер 150 SL, Карате Зеон 050 CS, Номіні 400, Тілт 250 ЕС, Максим 025 FS посіви рису для проведення механізованих робіт, які становлять 3 доби. Встановлювати строк безпечного виходу для проведення ручних робіт не потрібно, оскільки технологія вирощування рису є виключно механізованою. Розроблені інструкції з безпечного застосування досліджуваних пестицидів в системі хімічного захисту посівів рису.

Висновки

В роботі вирішене актуальне наукове завдання - здійснено токсиколого-гігієнічну оцінку препаратів Ураган Форте 500 SL, Реглон Супер 150 SL, Карате Зеон 050 CS, Тілт 250 ЕС, Максим 025 FS, Номіні 400 та обґрунтовано гігієнічні нормативи нової діючої речовини біспірибак-натрію і регламенти безпечного застосування досліджуваних препаратів в системі хімічного захисту посівів рису, що сприятиме зменшенню хімічного навантаження на об'єкти довкілля та збереженню здоров'я працюючих і населення.

1. Доведено, що використання препаратів Ураган Форте 500 SL, в.р.к., Реглон Супер 150 SL, в.р.к., Карате Зеон 050 CS, мк. с., Тілт 250 ЕС, к.е., Максим 025 FS, т.к.с., Номіні 400, к.с. в системі хімічного захисту посівів рису в реальних умовах сільськогосподарського виробництва степової зони України при дотриманні встановлених агротехнічних і гігієнічних нормативів та регламентів є безпечним для працюючих, населення та об'єктів навколишнього середовища.

2. Проведено гігієнічну класифікацію досліджуваних препаратів за їх токсикологічними властивостями. Встановлено, що діючі речовини флудіоксоніл, пропіконазол, гліфосат, біспірибак-натрій та препарати на їх основі Максим 025 FS, т.к.с., Тілт 250 ЕС, к.е., Ураган Форте 500 SL, в.р.к., Номіні 400, к.с. у відповідності до гігієнічної класифікації є помірно небезпечними (III клас), препарат Реглон Супер 150 SL, в.р.к. та його діюча речовина дикват дибромиду, а також Карате Зеон 050 CS, мк. с. - небезпечними (II клас), а лямбда-цигалотрин - надзвичайно небезпечним (I клас). Лімітуючим показником при встановленні класу небезпечності для усіх досліджуваних речовин є інгаляційна токсичність.

3. Науково обґрунтовано та затверджено величину допустимої добової дози біспірибак-натрію для людини на рівні 0,01 мг/кг, виходячи з найменшої підпорогової дози 1,1 мг/кг, що встановлена в хронічному досліді на щурах-самцях за загальнотоксичною дією, з урахуванням коефіцієнту запасу 100.

4. Встановлено строки руйнування досліджуваних препаратів в об'єктах навколишнього середовища та класи їх небезпечності. Показано, що діючі речовини досліджуваних препаратів, руйнуються у грунті впродовж одного вегетаційного сезону і не накопичуються в об'єктах навколишнього середовища. За стійкістю у грунті, воді та рослинах лямбда-цигалотрин, гліфосат, дикват дибромид, флудіоксоніл та пропіконазол відносяться до III класу небезпечності, біспірибак-натрій у грунті та рослинах - до IV класу небезпечності, а у воді - до II класу небезпечності.

5. Науково обґрунтовано гігієнічні нормативи біспірибак-натрію: орієнтовно безпечний рівень впливу в повітрі робочої зони на рівні - 1,5 мг/м³, орієнтовно безпечний рівень впливу в атмосферному повітрі - 0,03 мг/м³, максимально допустимий рівень у зерні рису - на рівні «не допускається» при межі кількісного визначення методом високоефективної рідинної хроматографії 0,15 мг/кг, орієнтовно допустима концентрація у грунті - 0,3 мг/кг.

6. Науково обґрунтовано величини максимально допустимого рівня у зерні рису лямбда-цигалотрину, гліфосату, флудіоксонілу, дикват дибромиду, пропіконазолу - на рівні «не допускається» при межах кількісного визначення методами газорідинної хроматографії та високоефективної рідинної хроматографії 0,04; 0,03; 0,05 та 0,05 мг/кг відповідно. Розрахункове добове надходження в організм людини при вживанні рису з вмістом речовин на рівні рекомендованих нормативів становитиме від 1,25% (лямбда-цигалотрин) до 2,7% (дикват дибромид, флудіоксоніл) від допустимого добового надходження речовини, що гарантує надійність встановлених максимально допустимих рівнів та безпечність продукції для здоров'я споживачів.

7. Встановлено порогові концентрації біспірибак-натрію за органолептичною, загальносанітарною і санітарно-токсикологічною ознаками шкідливості та обґрунтовано його гранично допустиму концентрацію у воді водойм. Визначено, що біспірибак-натрій у концентрації 0,2 мг/дм³ не порушує процеси самоочищення водойми; у концентраціях (2,0 - 20,0 мг/дм³) інтенсифікує процеси біохімічної потреби у кисні та розвиток сапрофітної водної мікрофлори. Порогова концентрація біспірибак-натрію у воді за органолептичною ознакою шкідливості складає 234,72 мг/дм³ (лімітуючий критерій - запах), за санітарно-токсикологічною ознакою шкідливості - 0,02 мг/дм³. Як порогова за загальносанітарною ознакою шкідливості у воді рекомендована концентрація біспірибак-натрію 0,2 мг/дм³ (за впливом на БПК₂₀ та чисельність водної сапрофітної мікрофлори). Гранично допустима концентрація біспірибак-натрію у воді водойм за лімітуючою санітарно-токсикологічною ознакою шкідливості обґрунтована на рівні 0,02 мг/дм³.

8. Доведено, що умови праці при застосуванні досліджуваних препаратів в системі хімічного захисту посівів рису відповідають гігієнічним вимогам до роботи з пестицидами. Потенційний ризик шкідливого впливу лямбда-цигалотрину, гліфосату, дикват дибромиду, флудіоксонілу, біспірибак-натрію та пропіконазолу при комплексному надходженні через дихальні шляхи та шкіру (0,031-0,085), а також ризик їх комбінованої дії на організм заправників (0,43) та трактористів (0,5) є допустимим.

9. Розроблені методи кількісного та якісного визначення біспірибак-натрію в об'єктах навколишнього середовища, що ґрунтуються на екстракції речовини з проби, очищенні екстрактів з проб грунту, води та зерна рису та ідентифікації за допомогою обернено-фазової високоефективної рідинної хроматографії з використанням ультрафіолетового детектора. Запропоновані методи з межами кількісного визначення в повітрі робочої зони - 0,75 мг/м³, атмосферному повітрі - 0,025 мг/м³, воді - 0,02 мг/дм³, ґрунті - 0,3 мг/кг, у зерні рису -0,15 мг/кг дозволяють контролювати дотримання гігієнічних нормативів біспірибак-натрію в об'єктах навколишнього середовища.

Список наукових робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Кучеренко О.С. Гігієнічна оцінка умов застосування пестициду УРАГАН ФОРТЕ 500 SL, в.р.к. в системі хімічного захисту посівів рису / О.С. Кучеренко, С.І. Гаркавий // Вісник гігієни та епідеміології. - Донецьк, 2007. - Т.11, №1. - С. 17-20 (* участь у проведенні експериментальних досліджень, вивченні умов праці при застосуванні пестициду Ураган Форте на посівах рису, здійснено статистичну обробку одержаних результатів, їх узагальнення і оформлено статтю).

2. Гаркавий С.І. Гігієнічна оцінка небезпечності пестицидів для працюючих в системі захисту посівів рису та населення / С.І. Гаркавий, О.С. Кучеренко // Науковий вісник Національного медичного університету імені О.О. Богомольця. - 2008. - №1 (16). - С. 103-105 (* вивчено умови праці при застосуванні пестицидів на посівах рису, розраховано професійний ризик, узагальнені результати та оформлено статтю).

3. Кучеренко О.С. Гігієнічна оцінка поведінки сучасних пестицидів, що застосовують при вирощуванні рису в Україні / О.С. Кучеренко // Гігієна населених місць. - Київ, 2008. - Випуск 51. - С. 132 - 140.

Размещено на Allbest.ru