Для заказа доставки данной работы воспользуйтесь поиском на сайте по ссылке: http://www.mydisser.com/search.html

НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені О.О. БОГОМОЛЬЦЯ МОЗ УКРАЇНИ

На правах рукопису

КОВАЛЬЧУК Наталія Миколаївна

УДК 613:632.954:614.76:546.79

Токсиколого-гігієнічне обгрунтування

НОРМАТИВІВ І РЕГЛАМЕНТІВ БЕЗПЕЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ ГЕРБІЦИДІВ НА ОСНОВІ 2,4-Д ТА МЕЗОТРІОНУ В УКРАЇНІ,

В ТОМУ ЧИСЛІ НА РАДІАЦІЙНО ЗАБРУДНЕНИХ ТЕРИТОРІЯХ

14.02.01 – гігієна та професійна патологія

Дисертація

на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

НАУКОВИЙ КЕРІВНИК

Омельчук Сергій Тихонович,

доктор медичних наук, професор

Київ – 2009

ЗМІСТ

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ 4

ВСТУП 6

ВИСНОВКИ 14

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 17

• ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ

2,4-Д	–	2,4-дихлорфеноксіоцтова кислота
БПК	–	біохімічна потреба в кисні
ВЕРХ	–	високоефективна рідинна хроматографія
ГДК	–	гранично допустима концентрація
ДДД	–	допустима добова доза
КВЧ	–	коефіцієнт видової чутливості
ЛД50	–	доза пестициду, що спричиняє загибель 50% тварин при одноразовому введенні
ЛК50	–	концентрація пестициду, що спричиняє загибель 50% тварин при інгаляційній дії
МДР	–	максимально допустимий рівень
МКВ	–	межа кількісного визначення
МНК	–	максимальна недіюча концентрація
ОБРВ	–	орієнтовний безпечний рівень впливу
ОДК	–	орієнтовна допустима концентрація
ТАТ	–	тирозинамінотрансфераза
ЧАЕС	–	Чорнобильська атомна електростанція
137Cs	–	радіоактивний цезій-137
90Sr	–	радіоактивний стронцій-90
HPPD	–	парагідроксифенілпіруват діоксигеназа
NOАEL	–	доза, при якій не виявляється шкідливий ефект (мінімальна діюча доза)
NOEL	–	доза, при якій не виявляється будь-який ефект (максимальна недіюча доза)
τ50	–	час, протягом якого концентрація пестициду у воді, грунті, вегетуючих сільськогосподарських культурах і сировині зменшується вдвічі порівняно з початковим рівнем

• ВСТУП

Актуальність теми. Вирощування сільськогосподарської продукції є пріоритетним в Україні впродовж багатьох років. Застосування пестицидів в агропромисловій практиці дозволяє забезпечити високу врожайність, захист від бур’янів та шкідників [Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found]. Протягом останніх років препарати з гербіцидними властивостями займають провідне місце серед усіх застосовуваних хімічних засобів захисту рослин [Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found]. Порівняно широкий спектр фітотоксичної дії проти багатьох однорічних і багаторічних бур’янів та економічна доступність обумовила особливо широке застосування як на землях сільськогосподарського призначення, так і на пасовищах, парах, чагарниках та інших землях, що не належать до агропромислового комплексу, препаратів, діючою речовиною яких є 2,4-дихлорфеноксіоцтова кислота (2,4-Д) [Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found].

Використання пестицидів для досягення високих врожаїв може мати негативні наслідки для здоров’я різних контингентів населення [Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found]. Особливе занепокоєння викликає проблема безпечного застосування агрохімікатів на екологічно неблагополучних територіях. Актуальним для України залишається дослідження впливу малих доз іонізуючого випромінювання на організм людини [Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found]. Це обумовлено тим, що внаслідок аварії на ЧАЕС значні території були забруднені радіоактивними речовинами. Враховуючи те, що на більшості з них продовжуєтсья інтенсивне ведення сільського господарства, існує реальна загроза додаткового радіаційного навантаження на населення, яке споживає продукцію, вирощену тут. Додатковим джерелом повітряного надходження малих доз радіації до організму людини в Україні є розвіювання радіонуклідів в приземний шар атмосфери внаслідок згорання сухого підпушку лісів, розташованих в 30-кілометровій зоні, що змушує широко застосовувати для боротьби з ним гербіциди [Error: Reference source not found].

Саме тому наукове обгрунтування регламентів безпечного застосування гербіцидів на цих територіях є актуальним. Особливу увагу, на наш погляд, варто приділити тим пестицидам, які мають схожі з іонізуючим випромінюванням механізми дії на організм людини та ті ж самі органи-мішені.

Враховуючи вищевикладене, нами для дослідження були відібрані гербіциди на основі 2,4-Д, які вже протягом багатьох десятиріч широко застосовуються в Україні та світі, і препарати нового класу хімічних речовин – трикетони, зокрема найбільш розповсюдженої сполуки цього класу – мезотріону, який сьогодні рекомендується до застосування в Україні [Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found-Error: Reference source not found, Error: Reference source not found, Error: Reference source not found].

Необхідність наукового обгрунтування теоретичних засад щодо можливості використання даної діючої речовини в Україні та розробки гігієнічних нормативів і регламентів її безпечного застосування, в тому числі на радіаційно забруднених територіях, виникла у зв’язку з особливостями метаболізму мезотріону в організмі різних видів лабораторних тварин.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дана робота є фрагментом державної Галузевої програми «Захист рослин 2008-2015», госпдоговірних тем: № 1271 «Наукові дослідження препаратів Тілт, Форс, Каллісто і Світч» № держреєстрації 0106U007145; № 1370 «Наукові дослідження препаратів Естет та Дікопур Топ» № держреєстрації 0107U000899; № 1393 «Наукові дослідження препаратів Прімекстра TZ Голд 500 SC, Енжео 247 SC, Люмакс 537,5 SE, Світч 62,5 WG, Квадріс 250 SC, Каллісто 480 SC і Скор 250 EC» № держреєстрації 0107U004345.

Робота виконана у відповідності до законів України «Про пестициди та агрохімікати» від 2 березня 1995 року № 86/95-ВР, «Про безпечність і якість харчових продуктів та продовольчої сировини» від 23 грудня 1997 року № 771/97-ВР, «Про забезпечення санітарного та епідеміологічного благополуччя населення» від 24 лютого 1994 року № 4004-XII.

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження: токсиколого-гігієнічне обгрунтування нормативів і регламентів безпечного застосування гербіцидів на основі 2,4-Д та мезотріону, в тому числі на радіаційно забруднених територіях, з метою мінімізації потенційного ризику для здоров’я працюючих і населення та зниження пестицидного навантаження на об’єкти довкілля.

Досягнення поставленої мети зумовило необхідність розв’язання наступних завдань:

1. Дати гігієнічну оцінку екологічної ситуації, що виникла в Україні внаслідок використання пестицидів для захисту сільськогосподарських культур від бур’янів.

2. Дослідити особливості ізольованої і поєднаної дії 2,4-Д та малих доз іонізуючого випромінювання на показники гострої токсичності лабораторних тварин.

3. Дослідити особливості та встановити основні механізми токсичної дії мезотріону на різні види лабораторних тварин, визначити умови екстраполяції цих даних на організм людини, обгрунтувати його допустиму добову дозу для людини.

4. Вивчити вплив різних концентрацій мезотріону на органолептичні властивості води, загальний санітарний режим водойм та обґрунтувати ГДК даного токсиканту у воді водойм господарсько-питного та культурно-побутового призначення.

5. Встановити кількісні закономірності міграції мезотріону в об’єктах навколишнього середовища різних агрокліматичних зон України та обгрунтувати: ОБРВ в повітрі робочої зони, ОБРВ в атмосферному повітрі, МДР у зерні кукурудзи, ОДК в грунті.

6. Оцінити ступінь забруднення об’єктів виробничого середовища мезотріоном при внесенні гербіциду Каллісто 480 SC, к.с., визначити потенційний професійний ризик для працюючих та обґрунтувати необхідні гігієнічні регламенти: терміни очікування до збирання врожаю, терміни виходу на оброблені ділянки для працюючих.

Об’єкт дослідження: ізольована і поєднана дія чинників довкілля фізичної та хімічної природи на організм, поведінка пестициду в організмі тварин та об’єктах навколишнього середовища, вплив діючої речовини пестициду на організм працюючих.

Предмет дослідження: комбінація 2,4-Д та малих доз іонізуючого випромінювання; функціональний стан організму лабораторних тварин; діюча речовина (мезотріон) та препарат на його основі; залишкові кількості пестициду в об’єктах довкілля; окремі показники стану здоров’я працюючих.

Методи дослідження: Для оцінки поєднаної дії 2,4-Д та малих доз іонізуючого випромінювання був використаний метод гострого токсикологічного експерименту, в ході якого застосовували морфометричні та морфологічні методи дослідження. При обґрунтуванні допустимої добової дози мезотріону для людини використовували метод санітарно-гігієнічної експертизи матеріалів щодо токсичності пестицидів для ссавців та бібліометричний метод аналізу наукової інформації. Наукове обґрунтування гігієнічних нормативів та регламентів безпечного застосування досліджуваного гербіциду проводили за результатами, отриманими в ході натурного та лабораторного гігієнічних експериментів, під час яких застосовували фізико-хімічний метод високоефективної рідинної хроматографії для визначення залишкових кількостей пестицидів в об’єктах довкілля, органолептичні, санітарно-хімічні, санітарно-мікробіологічні методи для вивчення поведінки пестицидів у воді та їх впливу на процеси самоочищення водойм, метод математичного моделювання – для дослідження поведінки хімічної сполуки в рослинах та грунті, фізичні і клініко-діагностичні – для гігієнічної оцінки умов виробничного середовища.

Отриманий при виконанні досліджень цифровий матеріал був підданий математичній обробці з використанням методів варіаційної статистики, багатофакторного кореляційного аналізу. Достовірність результатів експериментів оцінена з використанням параметричного критерію Ст’юдента, адекватність обраних моделей – критерію Фішера.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в подальшому розвитку методичних і практичних аспектів проблеми попередження негативних наслідків поєднаної дії малих доз іонізуючого випромінювання та пестицидів різних хімічних класів. При виконанні роботи вперше встановлено ефект потенціювання пошкоджуючої дії 2,4-Д на організм експериментальних щурів, які зазнали тривалого опромінення малими дозами іонізуючого випромінювання.

Проведена токсиколого-гігієнічна оцінка мезотріону дозволила вперше встановити, що механізм токсичної дії даної хімічної сполуки обумовлений вираженою тирозинемією внаслідок зворотнього інгібування ензиму пара-гідроксифенілпіруват діоксигенази (HPPD) – «ключового» ферменту в метаболізмі тирозину. Прояви токсичного впливу в результаті дії даної хімічної речовини залежать від активності тирозинамінотрансферази (ТАТ) – іншого ензиму, який також приймає участь у катаболізмі цієї замінної амінокислоти. Отримані результати дозволили вперше визначити умови екстраполяції експериментальних даних при обгрунтуванні допустимої добової дози мезотріону для людини в Україні.

Вперше в умовах лабораторного експерименту встановлені закономірності впливу різних концентрацій мезотріону на процеси самоочищення водойм від органічного забруднення.

В умовах натурного експерименту вперше досліджено кількісні закономірності поведінки мезотріону в рослинах кукурудзи та грунті при застосуванні гербіциду Каллісто 480 SC, к.с. в різних агрокліматичних зонах України.

Вперше проведено гігієнічну оцінку умов виробничого середовища, потенційного перкутанного та інгаляційного ризику впливу нової хімічної речовини для основних професійних груп, задіяних при застосуванні препаратів на основі мезотріону.

Практичне значення одержаних результатів. Результати експериментальних досліджень поєднаної дії різних концентрацій 2,4-Д та малих доз іонізуючого випромінювання дозволили обгрунтувати умови безпечного використання цього токсиканту на радіаційно забруднених територіях шляхом застосування диференційованих коефіцієнтів корекції раніше обгрунтованої величини ДДД 2,4-Д для людини в бік її зменшення.

За результатами токсикологічних, лабораторних, натурних гігієнічних експериментів було розроблено та затверджено комплекс гігієнічних нормативів і регламентів безпечного застосування в Україні мезотріону: допустима добова доза (ДДД) для людини, гранично допустима концентрація (ГДК) у воді, орієнтовні безпечні рівні впливу (ОБРВ) у повітрі робочої зони та атмосферному повітрі, максимально допустимий рівень (МДР) вмісту у зерні кукурудзи, орієнтовна допустима концентрація (ОДК) в грунті, терміни очікування до збирання врожаю та терміни виходу операторів на оброблені досліджуваним гербіцидом ділянки. Усі нормативи та регламенти затверджені Постановами Головного державного санітарного лікаря України № 20 від 15 грудня 2005 року, № 42 від 19 грудня 2006 року, № 37 від 17 грудня 2007 року, № 9 від 20 лютого 2008 року [Error: Reference source not found-Error: Reference source not found].

В ході роботи були апробовані і затверджені, відповідно до чинного законодавства, 4 методичні вказівки з визначення мезотріону в об’єктах навколишнього середовища та продуктах харчування (№ 703-2006, №704-2006, № 791-2007, № 792-2007) [Error: Reference source not found-Error: Reference source not found].

Встановлені нормативи і розроблені методики були використані при вирішенні питання щодо можливості реєстрації та застосування пестицидів на основі мезотріону в Україні, що знайшло відображення в «Переліку пестицидів та агрохімікатів, дозволених до використання в Україні» [Error: Reference source not found].

Матеріали досліджень використовуються в роботі фахівцями Міністерства охорони здоров’я України, Міністерства охорони навколишнього природного середовища, Міністерства аграрної політики України, підприємств та 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. Автором особисто проведений патентно-інформаційний пошук, визначені мета та завдання дослідження, розроблений план роботи. Автором самостійно проаналізована динаміка обсягів використання та асортименту гербіцидів на посівах сільськогосподарських культур.

За участю автора було виконано серію гострих радіотоксикологічних експериментів по вивченню ізольованої та поєднаної дії різних концентрацій 2,4-Д і малих доз іонізуючого випромінювання.

Проведена токсиколого-гігієнічна оцінка мезотріону, визначені особливості токсикодинаміки в організмі різних видів лабораторних тварин та визначений новий підхід при екстраполяції цих результатів на людину, що було враховано при обґрунтуванні ДДД даної хімічної речовини в Україні.

Автор брала участь у експериментальній частині вивчення впливу різних концентрацій мезотріону на органолептичні властивості води та загальний санітарний режим водойм, у санітарно-гігієнічних дослідженнях по вивченню умов виробничого середовища при застосуванні препаратів на його основі та розрахунку ступеня потенційного ризику для основних професіних груп.

Статистична обробка експериментальних даних, їх аналіз та узагальнення отриманих результатів проведені автором самостійно. Автором особисто написані всі розділи дисертації, висновки та частина публікацій за темою дисертації¹.

Апробація результатів дисертації та її основних положень були здійснені на різних рівнях, в тому числі:

• міжнародному: науково-практичній конференції, присвяченій 60-річчю ВООЗ, Всесвітньому дню здоров’я 2008 р. та захисту здоров’я від змін клімату (Київ, 2008), 45 конгресі Європейських товариств токсикологів «Eurotox-2008» (Родос, Греція 2008); І (62) Міжнародному конгресі студентів та молодих вчених «Актуальні проблеми сучасної медицини» (Київ, 2008);

• державному та регіональному: науково-практичній конференції «Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України» (Київ, 2008).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 9 друкованих робіт, з яких 5 – у наукових фахових виданнях, затверджених ВАК України, 4 – у матеріалах та тезах конференцій, в тому числі 4 праці без співавторів.