Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы 12
1.1. Современное состояние проблемы по оценке степени потенциальной и реальной опасности пестицидов 12
1.2. Гигиенические аспекты загрязнения окружающей среды пестицидами и тяжелыми металлами 21
Глава 2. Объекты и методы исследования 54
Глава 3. Эколого-гигиеническая характеристика загрязнения окружающей среды пестицидами и тяжелыми металлами 65
3.1. Сравнительная оценка территориальной нагрузки и ассортимента применяемых препаратов 65
3.2. Уровни загрязнения пестицидами и тяжелыми металлами объектов окружающей среды и продуктов питания 89
3.3. Ранжирование территорий по интенсивности воздействия пестицидов и тяжелых металлов 93
Глава 4. Состояние здоровья населения в зонах наблюдения, ранжированных по интенсивности показателя ассортиментного индекса территориальной нагрузки пестицидов и загрязнения почв тяжелыми металлами 132
4.1. Первичная заболеваемость взрослого населения 132
4.2. Первичная заболеваемость детского населения 157
4.3. Содержание тяжелых металлов в индикаторных биосредах (моче, волосах) обследуемого населения 174
Глава 5. Изучение комбинированного действия пестицидов и тяжелых металлов на организм теплокровных 206
Выводы 289
Список литературы 292
Приложения 338
- Гигиенические аспекты загрязнения окружающей среды пестицидами и тяжелыми металлами
- Уровни загрязнения пестицидами и тяжелыми металлами объектов окружающей среды и продуктов питания
- Содержание тяжелых металлов в индикаторных биосредах (моче, волосах) обследуемого населения
- Изучение комбинированного действия пестицидов и тяжелых металлов на организм теплокровных
Введение к работе
В настоящее время в России сложилось чрезвычайно напряженное положение с обеспечением санитарно-эпидемиологического благополучия и здоровья населения (А.И.Потапов, 1995; Г.Г.Онищенко, 1997; В.А. Тутельян, 2000; А.И. Потапов, В.Н. Ракитский, 2001; СИ. Савельев и соавт., 2002).
Анализ причинно-следственных связей свидетельствует о значимом негативном влиянии факторов окружающей среды, в первую очередь вредных химических веществ, на динамику медико-демографических показателей, характеризующих здоровье нации. Длительное воздействие ксенобиотиков даже в небольших количествах приводит к увеличению риска возникновения экологически обусловленных заболеваний, поэтому химический фактор является одним из основных при проведении социально-гигиенического мониторинга (А.И. Потапов, Г.Г. Ястребов, 1999; Г.Г. Онищенко, 2003).
В структуре химических загрязнителей окружающей среды, способных оказывать существенное влияние на состояние здоровья населения, включая детские контингента, особое место занимают пестициды и тяжелые металлы (В.Н.Ракитский, Г.П.Золотникова, 2000; А.М.Спиридонов, 2000; Г.Г.Онищенко, 2001; И.М.Трахтенберг, 2003; Б.А.Курляндский, 2003). Это связано с их стойкостью в объектах среды (почва, вода, растения), выраженной биологической активностью и способностью мигрировать, а в ряде случаев и циркулировать в природных биоценозах (В.Н.Ракитский, 2003; Р.А.Рязанова, 2000; И.М.Трахтенберг, 2003; А.И.Потапов, В.Н.Ракитский, 1998).
Основным источником распространения пестицидов являются обрабатываемые сельскохозяйственные угодья. В процессе применения пестицидов значительная часть их (до 70%) попадает на поверхность почвы, что создает предпосылки к их миграции по почво-водно-воздушным и пищевым цепям, так как почва является средой основного накопления и начальным звеном перемещения пестицидов (В.П.Васильев,
П.А.Дмитренко и др., 1989).
Насыщение среды металлами, находящимися в высокоактивном состоянии рассеяния, нарушает природное равновесие и приводит к ряду нежелательных последствий. Пути распространения и источники рассеяния металлов разнообразны. В одних случаях ими могут быть ТЭЦ, автотранспортные средства и промышленные предприятия, в других случаях причиной загрязнения среды металлами является внесение в почву различных отходов или использование ядохимикатов, содержащих их в своем составе. Поступление тяжелых металлов в окружающую среду достигло больших размеров. По имеющимся расчетам, в 1992 г для свинца оно составило 5 млн.т, ртути - 123 тыс.т (И.М.Трахтенберг, В.С.Колесников, В.П.Луковенко, 1994). Опасные уровни загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами отмечаются во многих промышленно развитых территориях ( Б.А.Ревич, 1991; Г.И.Сидоренко, 1994; Б.И.Никонов, 1996; С.И.Савельев и др., 1998; Е.Ю.Петров, А.Д.Зорин, 1999).
Пестициды и тяжелые металлы при изолированном воздействии на организм теплокровных достаточно полно изучены. Их токсичность и опасность определяются, главным образом, химической структурой и физико-химическими свойствами, а также экспозиционными уровнями, длительностью воздействия и путями поступления в организм. Указанные ксенобиотики способны нарушать компенсаторные свойства организма и вызывать выраженные изменения функций различных органов и систем: нервной, иммунной, эндокринной, кроветворной, выделительной, сердечнососудистой, пищеварительной и др. (А.И.Потапов, Г.Г.Ястребов, 1996; В.Н.Ракитский, 2003; Н.П.Бочков, Т.Н.Субботина, 1994; И.В.Мудрый, 1995).
Вместе с тем, анализ данных литературы как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствует о том, что до настоящего времени вопрос об изучении характера комбинированного действия
7 пестицидов и тяжелых металлов на организм человека и теплокровных остается практически не изученным, хотя распространение тех и других в окружающей среде, включая пищевые продукты, а также выявляемые нарушения в состоянии здоровья взрослого и детского населения в условиях изолированного воздействия пестицидов и тяжелых металлов определяют необходимость подобных исследований (ДМ.Звянецковский, 1999; М.И.Чубирко, 2000; Н.П.Мамчик,2000; Т.В.Юдина, 2003). С гигиенических позиций особого внимания заслуживает возможность усиления (потенцирования) вредных эффектов при комбинированном воздействии указанных факторов.
Вышесказанное послужило основанием для проведения комплексного натурно-экспериментального исследования, определило его цели и задачи.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Разработка научных основ обеспечения гигиенической безопасности населения при комбинированном воздействии пестицидов и тяжелых металлов в целях обоснования комплекса профилактических мероприятий.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Изучить закономерности формирования экспозиционных уровней загрязнения пестицидами и тяжелыми металлами объектов окружающей среды.
Провести ранжирование территорий по степени опасности воздействия на организм человека пестицидов и тяжелых металлов.
Изучить особенности изменений показателей здоровья взрослого и детского населения, проживающего на ранжированных территориях.
Установить характер комбинированного действия приоритетных пестицидов и тяжелых металлов на организм теплокровных.
5. Изучить патогенетический механизм потенцирования при комбинированном действии на организм приоритетных пестицидов и тяжелых металлов.
6. Разработать комплекс профилактических мероприятий по предупреждению и снижению вредного воздействия пестицидов и тяжелых металлов на здоровье населения.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ заключается в том, что впервые: - разработан новый метод расчета ассортиментного индекса территориальных нагрузок пестицидов, послуживший основой для ранжирования зон наблюдения; - установлены закономерности формирования экспозиционных уровней загрязнения пестицидами и тяжелыми металлами объектов окружающей среды и разработаны соответствующие модели прогноза; - на примере 15 сельских населенных пунктов проведено ранжирование территорий по степени опасности воздействия на организм человека приоритетных пестицидов, тяжелых металлов и их комбинаций; - выявлены особенности формирования нарушений здоровья (по общей заболеваемости, классам болезней и нозологиям) взрослого и детского населения в условиях комбинированного воздействия пестицидов и тяжелых металлов; установлен характер комбинированного действия приоритетных пестицидов и тяжелых металлов на организм теплокровных с количественной оценкой вклада изучаемых компонентов; установлен патогенетический механизм потенцирования комбинированного действия 2,4-Д и метилртути на организм теплокровных; - научно обоснован комплекс профилактических мероприятий, направленных на предупреждение вредного влияния на организм населения комбинированного воздействия пестицидов и тяжелых металлов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ Результаты исследований использованы при подготовке следующих документов: - Гигиеническая классификация пестицидов по степени опасности (методические рекомендации). № 2001/26 от 16.04.2001 г.;
Гигиенические требования к хранению, применению и транспортировке пестицидов и агрохимикатов. Санитарные правила и нормы. СанПиН 1.2. 1077-01. Введены в действие постановлением Главного государственного врача Российской Федерации от 8.11.2001 № 34 с 1 февраля 2002 года;
Территориальный газортутный мониторинг непроизводственных объектов (методические рекомендации).№ 2001/159 от 21.02.2000 г.;
Определение комплексных нагрузок пестицидов и агрохимикатов на окружающую среду (методические рекомендации). №2001/173 от
30.01.2003 г.;
Оценка мутагенного действия пестицидов (методические рекомендации). № 2001/184 от 30.01.2003 г.;
Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды. ГН 1.2.1323-03. Введены в действие постановлением Главного государственного врача Российской Федерации от 6.05.2003 № 92 с 25 июня 2003 года; - Охрана здоровья населения в условиях комбинированного воздействия пестицидов и тяжелых металлов (пособие для врачей). Утв. секцией «Гигиена» УС МЗ РФ (протокол № 1 от 9.03.2005 г.);
Гигиеническая оценка пестицидных загрязнений в воде и пищевых продуктах с учетом приоритетов системы СГМ (пособие для врачей). Утв. секцией «Гигиена» УС МЗ РФ (протокол № 5 от 10.11. 2004 г.).
10 - Заключений по токсиколого-гигиенической оценке новых пестицидных препаратов - 29, включающих установление классов опасности пестицидов, на основании которых решен вопрос о их регистрации в России (заключения Департамента Госсанэпиднадзора Минздрава России и Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 1997-2004 г.г.;
Обоснованы для пестицидов - 51 МДУ, 6 ВМДУ для различных сельскохозяйственных культур; 5 ПДК в воде водоемов; 7 ОДК в почве; 5 ОБУВ в атмосферном воздухе; 10 ОБУВ в воздухе рабочей зоны; 36 сроков ожидания.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
1. Закономерности формирования уровней загрязнения среды обитания человека пестицидами и тяжелыми металлами, основанные на достоверных прямых корреляционно-регрессионных зависимостях (г = 0.82 - 0.93) от норм расхода пестицидов и количества промышленных выбросов тяжелых металлов, а также их миграционной способности, подтвержденные соответствующими моделями прогноза.
2. Особенности нарушений здоровья взрослого и детского населения (по общей заболеваемости, классам болезней и нозологиям) под влиянием пестицидов (г = 0.102 - 0.829 взрослые, г = 0.072 - 0.749 дети) и тяжелых металлов (г = 0.194-0.73 взрослые, г = 0.293-0.871 дети), проявляющиеся в более выраженном эффекте их комбинированного воздействия (г =0.457- 0.985 взрослые, г = 0.362-0.984 дети) на ранжированных территориях по значениям ассортиментного индекса территориальной нагрузки пестицидов и шкалы оценки загрязнения почв тяжелыми металлами.
3. Взаимозависимый характер комбинированного действия пестицидов и тяжелых металлов на организм теплокровных, проявляющийся в аддитивном (0.6-1.0), а в случае комбинации 2,4-Д и тяжелых металлов более чем аддитивном (потенцирование) воздействии с преимущественно более выраженным вкладом тяжелых металлов.
4. Патогенетический механизм потенцирования при комбинированном воздействии 2.4-Д и метилртути (Кп= 3.2), связанный с нарастающим блокированием SH-групп сыворотки крови в результате прямого и опосредованного (нарушение функции печени) снижения активности антиоксидантных ферментов каталазы и пероксидазы.
5. Научно обоснованный комплекс профилактических мероприятий по предупреждению и снижению вредного воздействия пестицидов и тяжелых металлов на здоровье населения, предназначенный для дальнейшего совершенствования государственного санитарно-эпидемиологического надзора.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ДОЛОЖЕНЫ И ОБСУЖДЕНЫ НА: 1-м и 2-ом съезде токсикологов России (Москва, 1998, 2003); 1-м съезде токсикологов Украины (Киев, 2001); IX Интернациональном конгрессе токсикологов (Австралия, 2001); IX Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей (Москва, 2001); IX Пленуме «Охрана окружающей среды» (Москва, 2003 г.); научно-практических конференциях (Харьков, 1991; Рига, 1991; Днепропетровск, 1992; Махачкала, 1997, 2002; Ростов-на-Дону, 1998, 2002; Самара, 1999; Белгород, 2000; Москва, 2001, 2002; Липецк, 2003).
Апробация диссертации проведена на межотдельческой научной конференции Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана 9 июля 2004 года.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 40 научных работ в научных журналах, сборниках, материалах съездов, конгрессов, конференций и в виде документов внедрения.
Гигиенические аспекты загрязнения окружающей среды пестицидами и тяжелыми металлами
Преднамеренность внесения пестицидов обуславливает широкую циркуляцию их во внешней среде. Пестициды относятся к глобальным загрязнителям, т.к. вместе с воздушными и водными массами их остаточные количества могут передвигаться на значительные расстояния, накапливаться в различных объектах окружающей среды и поступать в организм человека по биологической цепочке: воздух-почва-человек; воздух-почва-вода-человек; почва-вода-водоросли-рыба-человек; почва-растения-продукты питания-человек (6, 18, 13, 29, 49, 44 и др.).
Пестициды стали постоянными загрязнителями пищевых продуктов и объектов окружающей среды, о чем свидетельствуют данные, полученные в различных регионах мира (Pesticide Res. in Food, GIF АР, 1984-1999). Актуальность этой проблемы продиктована тем, что до 80 % токсикантов (нутрицевтиков) попадает в организм человека алиментарным путем в результате чего создается реальная угроза для здоровья населения (7, 12, 77, 78, 79, 212, 227 и др.).
Под остаточными количествами пестицидов подразумевают действующее вещество пестицидного препарата, продукты его трансформации, образовавшиеся под влиянием абиотических факторов окружающей среды (инсоляция, температура, влажность), либо в результате метаболизма под влиянием биологических факторов.
По данным литературы в продуктах и объектах окружающей среды могут содержаться остаточные количества порядка 280 пестицидов (3, 7, 12, 14, 17, 49, 67 и.др). Показатели загрязненности пищевых продуктов пестицидами в различных регионах мира неодинаковы. В некоторых из них они весьма высоки. В 1988 г. Управлением по качеству пищевых продуктов и лекарств США пестициды обнаружены в 43 % проб, превышение МДУ - менее, чем в 1 % (Е.А. Антонович, Л.К. Седокур, 1990).
В нашей стране, начиная с 1988 г., действует унифицированная система санитарно-гигиенического контроля за остаточными количествами пестицидов в сельскохозяйственной продукции и продуктах питания (система «Пестотест»). Ежегодно в России только органами Госсанэпиднадзора Минздрава России проводится более 1.5 млн. исследований пищевой продукции по санитарно-химическим по казателям. По данным Федерального центра Госсанэпиднадзора Минздрава России, несмотря на то, что в 2002 году отмечался самый низкий за последние 5 лет показатель удельного веса проб продуктов питания, не отвечающих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям (3.9%), по пестицидам отмечается увеличение указанного показателя (с 0.15% в 2001 до 0.20 % в 2002 году). Например, в 1999 году в продуктах питания обнаружено присутствие 73 различных пестицидов из 409 определяемых, с превышением МДУ 18 пестицидов (А.А. Иванов, Ю.Л. Тихонова, 2001).
В современном понимании опасность пестицидов это вероят ность проявления комплекса отрицательных, неблагоприятных для человека свойств препаратов в условиях их производства, применения и контакта населения с пищевыми продуктами и объектами окружающей среды, содержащими остаточное количество пестицидов. Основными показателями, определяющими уровень накопления и длительность сохранения пестицидов в биосфере, являются стойкость, способность к миграции и биокумуляции, возможность трансформации с образованием более токсичных и стойких метаболитов, токсичность для фитоценоза и полезной биоты (3, 4, 49, 60, 82, 86, ПО, 113, 114, 218, 219 и др. ). Реальную опасность для здоровья населения представляют фактические остаточные количества пестицидов, которые поступают в организм человека вместе с продуктами питания, питьевой водой и воздухом (G. Mater-bode, 1966; А.И. Штенберг, 1973; Е.И. Спокоу и соавт., 1977; Г.В. Грачева, 1977; Е.А. Брызгалова, 1984 и др.).
Уровни загрязнения пестицидами и тяжелыми металлами объектов окружающей среды и продуктов питания
В Саратовской области анализ ретроспективных данных по остаточному содержанию пестицидов в продуктах питания и воде по материалам Саратовской области СЭС и агрохимической лаборатории областной службы защиты растений за 3 года (1990-1992 гг.) показал, что число проб пищевых продуктов, в которых остаточные количества превышают МДУ, составляет в среднем 2.2%, что выше среднего уровня по России. В питьевой воде (Волжского бассейна) количество проб с содержанием пестицидов выше ПДК составляет 1.1-2.2%). Наиболее чаще всего обнаруживаются пестициды группы 2.4-Д; медьсодержащие препараты; грапозан.
В продуктах питания чаще всего обнаруживаются 2.4-Д: в зерне хлебных злаков (0.04-0.3 мг/кг), в кормах (0.01-0.5 мг/кг); хлорофос: в молоке (от 0.04 до 0.4 мг/л), мясе (0.2-0.4 мг/кг); гранозан - в зерне (0.04-0.16 мг/кг); медный купарос - в картофеле (12-15 мг/кг).
В последние годы отмечается тенденция к росту количества положительных проб на содержание гранозана в рыбе - 84%. Остаточные количества медьсодержащих препаратов, рогора, метафоса, децргса определялись в моркови, капусте, свекле, картофеле, томатах. Отмечается рост загрязнения пестицидами молока и молочных продуктов (0.7% - 1990 г.; 4.5% - 1991 г., 7% - 1992 г., 12.5% - 1993 г., 13.8% - 1994 г.).
В Саратовской области удельный вес числа исследуемых проб с содержанием пестицидов, составляет 4.63% из них, превышающие МДУ -1.69%.
По основным классам продуктов загрязненность пестицидами выше МДУ составляет в мясо-птице-яйцепродуктах - 2.2% от всех проб; в зерновых и зернобобовых - 2.06%; в плодах и ягодах - 1.56%; в молочно масло-сыродельной продукции — 1.43%; растительных маслах - 0.72%; в овощных и бахчевых культурах - 0.96%.
Наиболее загрязненными оказались продукты, отобранные в хозяйствах, при этом остатки пестицидов превышали МДУ в 41.4% проб; на складах - в 38.4%; на перерабатывающих предприятиях - в 28.9%; в торговой сети - в 27.6%; в лечебных и детских учреждениях - в 25% и 17%, соответственно.
Анализ данных по остаточному содержанию агрохимикатов в продуктах питания по материалам Ростовской области СЭС и агрохимической лаборатории областной службы защиты растений за 5 лет (1990-1994 гг.) показывает, что общая загрязненность пестицидами продукции сельского хозяйства составляет в разные годы от 2.6 до 5.65%, а число проб, превышающих МДУ, колеблется от 0.55 до 13%. Из контролируемых препаратов, число которых в последние годы превышает 30 наименований, чаще всего обнаруживаются хлорофос, Би-58, гранозан, медьсодержащие пестициды, 2.4-Д, Децис; реже - Метафос, Прометрин, Байлетон. Препараты фосфороорганической группы (Би-58, Метафос) обнаруживаются в плодовоовощной продукции (0.60-0.77 мг/кг); Хлорофос - в мясе (0.003-0.04 мг/кг); 2.4-Д - в зерне (0.015-0.16 мг/кг); Гранозан - в зерне и луке (0.001-0.093 мг/кг), мясе (0.0011-0.0075); Децис - в картофеле (0.01-0.08 мг/кг); ГХЦГ выявлен в мясе (0.12-.018 мг/кг), молоке (до 0.1 мг/кг), рыбе (до 0.321 мг/кг), яйцах (до 0.16 мг/кг) и в зерне (от 0.001 до 2.8 мг/кг).
В воде обнаружение пестицидов в отдельные годы составляет до 2%. Наиболее чаще встречающиеся препараты группы 2.4-Д, гранозан, хлорофос, Децис, медьсодержащие пестициды.
В Киевской области с интенсивной химизацией сельского хозяйства анализ ретроспективных данных по остаточным количествам пестицидов в продуктах питания и воде по материалам Киевской области станции защиты растений за 6 лет (1990-1995 гг.) показал, что число проб пищевых продуктов, в которых остаточные количества превышают МДУ, составляет в среднем 3.8%, что выше среднего уровня на Украине. В питьевой воде Днепровского водохранилища количество проб с содержанием пестицидов выше ПДК составляет 1.2-1.5%; Деснянского водохранилища- 1.8-2.0%.
В продуктах питания чаще всего обнаруживаются препараты группы 2.4-Д - в зерне (0.05-0.18 мг/кг), в кормах (0.2-0.5 мг/кг); Хлорофос - в мясе (0.3-0.48 мг/кг), молоке (0.08-0.3 мг/кг), картофеле (0.2-0.38 мг/кг); Рогор -фруктах (0.18-0.20 мг/кг), винограде (0.2-0.4 мг/кг), капусте (0.15-0.25 мг/кг), кормах (2.5-5.0 мг/кг); Медный купарос - картофель (10.5-18.0 мг/кг), томаты (7.5-12.0 мг/кг), смородина (5.0-12.0 мг/кг), малина (10-15 мг/кг); Децис -картофель (0.05-0.12 мг/кг); Гранозан - в зерне хлебных злаков (0.05-0.21 мг/кг), в кормах (0.16-0.5 мг/кг), в рыбе (0.02-0.28 мг/кг).
Остаточные количества ленацина и прометрина определялись в картофеле, моркови, капусте.
В некоторых населенных пунктах области остаточные количества пестицидов (2.4-Д, Гранозан, Медный купарос) в почве, воде и продуктах питания превышают установленные гигиенические нормативы (таблица 3.2.1).
Анализ данных по остаточным количествам пестицидов в продуктах питания по материалам Оренбургской области СЭС и агрохимической лаборатории областной службы защиты растений за 5 лет (1991-1995 гг.) показывает, что остаточные количества пестицидов выше МДУ, были выявлены в 7 пробах из 194, что составляет 3.6% (2,4-Д); в 2 пробах из 81, что составляет 2.5% (Рогор); в 8 пробах из 240, что составляет 3.3% (Гранозан).
Проведенным корреляционно-регресионным анализом установлена сильная достоверная прямая корреляционная зависимость между среднегодовыми расходами пестицидов: 2.4-Д, Гранозан, Медный купорос и содержанием остаточных количеств в объектах окружающей среды (почва, вода) и пищевых продуктах (г=0.975; г=0.778; г=0.920; г=0.978; г=0.994;
Содержание тяжелых металлов в индикаторных биосредах (моче, волосах) обследуемого населения
В решении задач первичной профилактики заболеваемости чрезвычайная роль принадлежит донозологической диагностике внедрения биомаркеров экспозиции. Применение индексной системы биомониторинга в ряде обследуемых населенных пунктов позволило выявить некоторые закономерности биоконцентраций отдельных микроэлементов.
Анализировались волосы у детей в возрасте 7-10 лет. В обследуемых населенных пунктах отобрано в общей сложности 2 240 проб волоса.
В качестве «физиологических концентраций» микроэлементов в биосубстате приняты результаты обследования детских групп населения, проживающих на территориях с минимальным уровнем загрязнения воздушной среды, почвы, т.е. это были населенные пункты, в которых отсутствовали отрасли промышленности, являющиеся потенциальными источниками загрязнения среды (воздуха, воды, почвы) органическими и неорганическими химическими соединениями (Старая Украинка, 16, Ивантеевка, 1а, Халепье, 1а), а также населенные пункты, которые находились в сфере влияния ртутных предприятий и с различным по интенсивности применением пестицидов (Германовка, 4д, Красная Слободка, 4с, Тарасовка, Зд, Михайловка, Зс, Калиновка, Зс, Требухов, За, Березань, 1д, Мичуринка, 2а, Долина, 46, Гливаха, 2с, Дмитрово, 26, Леханока, 26). «Фоновые» данные (в мкг/г) для таких регионов составляют, в волосах: медь- 11.1+0.43, цинк- 135.5+2.1, свинец-4.4+0.31, ртуть- 1.0; в моче: ртуть - 0.01 мг/л; в крови: ртуть - 0.5-1.0 мкг/100 мл.
Следующий фактор, который учитывали при анализе результатов наблюдений заключался в том, что биоконцентрации элементов, найденные в волосе, не отражают состояния организма во время взятия пробы, но соответствуют статусу в какой-то предшествующий период времени. Иными словами, биоконцентрация микроэлементов в волосе может выступать в качестве меры количества элемента, поступившего в организм за период, в течение которого происходил рост волоса и, следовательно, косвенно отражать содержание элементов в тех или иных объектах среды. Результаты исследований биопроб представлены в таблицах 4.3.1-4.3.2.
Анализ данных таблиц с учетом названных предпосылок показывает, что по большинству металлов средние величины1 биоконцентраций элементов в, волосе детских групп населения были значительно ниже «фоновых данных». По-видимому, это объясняется особенностями природных колебаний ландшафтно-геохимических условий. У детей, в обследуемых населенных пунктах отмечали увеличение биоконцентрации меди и свинца в волосе.
В связи с этим обратились к результатам исследования количества меди, свинца и цинка в объектах среды (почва, растения, вода и воздух) и провели сравнение содержания биоконцентраций в,волосе с обнаруженными уровнями в среде (таблица 4.3.3).
Сравнение биоконцентраций меди, свинца и цинка в волосе с концентрациями их в почве показывает, что уровни их содержания, примерно были одинаковыми (по данным эмиссионно-спектрального анализа почвы и в индивидуальных биопробах). Исключение составляли пробы в Германовке, в которых содержание меди в почве было на уровне 178 207 мкг/г. Можно полагать, что эти пробы были получены с индивидуальных земельных участков, где широко применяются медьсодержащие препараты.
Тенденция взаимосвязи между биоконцентрациями и концентрациями элементов в среде прослеживается при сравнении содержания их в почве и растениях населенного пункта Старая Украинка. Действительно, процент перехода элементов из почвы в растения в зависимости от видов почвы и культуры составляет 20-25%. На этом фоне обнаруженные уровни биоконцентраций свинца и цинка в волосе могут подтверждать гипотезу об их экзогенном происхождении, например, с пылью почвы. С другой стороны, лабораторные исследования атмосферного воздуха показали, что в обследуемых населенных пунктах концентрации аэрозолей меди, цинка и свинца не превышали их индивидуальных ПДК.
В то же время известно, что накопление элементов в волосе происходит в проксимальном участке растущего волоса в течение определенной экспозиции человека в среде, определяемой продолжительностью проживания в данной местности. Исследования уровней загрязнения атмосферного воздуха фиксирует лишь концентрации в момент забора пробы (разовой или среднесуточной) и поэтому не в полной мере отражает фактическое накопление (концентрации, дозы) за все время проживания человека в обследуемом населенном пункте. С этой точки зрения, по-видимому, можно говорить о почвенном происхождении обнаруженных биоконцентраций меди, свинца и цинка в волосах детей, проживающих в контролируемых зонах наблюдения. Кроме того, выявлена достоверная прямая корреляционная связь между содержанием тяжелых металлов в биоматериале (волосы) обследуемых когорт населения (Си, РЬ) (сильная г=0.729; г=0.757, соответственно), Zn (средняя г=0.674) и содержание этих элементов в почве.
Изучение комбинированного действия пестицидов и тяжелых металлов на организм теплокровных
Оценка токсикопараметров вещества является первым этапом токсикологических исследований. Учитывая, что пестициды: Рогор, Децис, 2,4-Д, Медный купорос в сельском хозяйстве используются давно, а также тот факт, что экспериментальное установление среднесмертельных доз (ЛД50) действующих веществ этих пестицидов проведены в разные годы и при этом в литературных источниках указываются очень различающиеся величины, представляло интерес изучение острой токсичности технических продуктов действующих веществ вышеперечисленных пестицидов, метилртути и хлорида свинца при пероральном поступлении, а также изучить клиническую картину острой интоксикации. Эти данные необходимы для оценки характера комбинированного действия. Делътаметрин вводили белым крысам-самцам однократно, перорально в диапазоне доз от 250 до 875 мг/кг м.т., растворитель - масло подсолнечное (ЛД50 дельтаметрина для крыс при однократном введении в желудок, по данным ряда авторов, составляет 14-974 мг/кг м.т. Клиническая картина острого отравления дельтаметрином свидетельствует о его нейротоксическом действии и сходна с симптомами интоксикации другими цианосодержащими пиретроидами.
Первыми проявлениями интоксикации дельтаметрином было беспокойное поведение животных: они встряхивали головами, «умывались». Эти симптомы наблюдались через 20-30 минут после введения вещества. Затем появлялись подергивания мышц конечностей, тремор, неустойчивая шаткая походка. Через 1-2 часа развивались судороги, которые наблюдались длительное время - до 1.5-2 суток, усиленная саливация, диарея, боковое положение. Гибель животных начиналась через 4-6 часов после введения яда, но наиболее интенсивно происходила в течение 12-24 часов, иногда наблюдалась на 2-3 сутки. У выживших животных после прекращения судорог видимых проявлений интоксикации в дальнейшем не отмечалось, их поведение и внешний вид были сходными с таковыми у интактных животных. Токсичность дельтаметрина существенно зависит от применяемого растворителя. Результаты экспериментальных исследований представлены в таблице 5.1.1. Границы доверительного интервала для исследуемых веществ рассчитывались по методу Миллера и Тейтнера: ЛД50 ± (Sx t), где Sx - стандартная ошибка (среднеквадратическое отклонение) t - критерий Стыодента. По параметрам острой пероральной токсичности дельтаметрин относится к веществам 3 класса опасности ЛД50 составляет 615+ 116.96 мг/кг, доверительный интервал (498.04 -г- 731.96) мг/кг. Следующим этапом является нахождение величины S - функции угла наклона прямой летальности, выражающей зависимость эффекта от концентрации, т.к. чем меньше размах между переносимыми и смертельными дозами (широта токсического интервала), тем меньше величина S. Данная величина рассчитывается по формуле: Для дельтаметрина значение величины S составляет 1.4. 2,4-Д (диметиламинная соль) вводилась белым крысам однократно, перорально, в диапазоне доз от 420 до 1500 мг/кг м.т., растворитель - 1% водный раствор крахмала (ЛД50 по литературным данным для крыс 405 мг/кг м.т. Клиническая картина острого отравления характеризуется снижением двигательной активности, урежением частоты дыхания и сердечных сокращений, понижением температуры тела и миотонической реакцией на раздражение.
При очень больших дозах развивается угнетение дыхания, наступает коматозное состояние и гибель животных. Результаты проведенных исследований представлены в таблице 5.1. По параметрам острой пероральной токсичности 2,4-Д (диметиламинная соль) относится к веществам 3 класса опасности, ЛД50 составляет 940+ 177.37 мг/кг м.т., доверительный интервал (762.63 ч-1117.37) мг/кг. Значение функции угла наклона прямой доза-эффект S составляет 1.4. Дгшетоат вводился белым крысам однократно, перорально, в диапазоне доз от 350 до 750 мг/кг м.т., растворитель - масло подсолнечное (ЛД50 диметоата для крыс при однократном введении в желудок, по данным ряда авторов, составляет 65-142 мг/кг м.т. Клиническая картина острого отравления диметоатом при введении его в желудок сходна с клиникой отравления другими ФОС и свидетельствует о его нейро-паралитическом действии. Выраженность симптомов клинической картины отравления зависела от вводимой дозы. При введении смертельных доз первые признаки интоксикации обычно появлялись через 15-20 минут. Животные становились пугливыми, менее подвижными или беспокойными. Шерсть была взъерошена. Постепенно через 40-60 минут усиливалась саливация. Появлялись учащенное дыхание, тремор при попытке к передвижению. В этом периоде отмечалось нарушение координации движений. У погибающих животных при введении препарата в смертельных дозах наступала полная обездвиженность, чередующаяся с приступами клонико-тонических судорог. По мере нарастания интоксикации к вышеперечисленным симптомам у крыс присоединялся экзофтальм и образовывались темно-красные ободки вокруг глаз. В состоянии адинамии, арефлексии, полной прострации, при явлениях затрудненного дыхания с большими паузами в боковом положении, в неопрятном состоянии животные погибали через 1-5 часов, реже через 24 часа. При меньших дозах не наблюдается лишь коматозного состояния и экзофтальма. На следующие сутки животные были слегка заторможены.
