Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
В условиях постоянного увеличения количества новых химических веществ, внедряемых в народное хозяйство, актуальной проблемой является их углубленное токсиколого-гигиеническое изучение в целях разработки профилактических мероприятий, предусматривающих неблагоприятное воздействие на организм человека и качество окружающей среды (Потапов А.И., Ястребов Г.Г., 1998; Измеров Н.Ф., 1997 г.).
Среди множества ксенобиотиков, способных оказывать вредное влияние на организм человека и окружающую среду, особо значимое место занимают пестициды. Это связано с тем, что они являются высоко биологически активными веществами, преднамеренно вносятся в окружающую среду, способны циркулировать и накапливаться в ней, тем самым, создавая условия для возможности контакта с ними широких масс населения и представителей флоры и фауны (Потапов А.И., Ракитский В.Н., 1996-1999 г.).
В этой связи, учитывая длительность, трудоемкость и высокую стоимость токсикологических исследований на теплокровных, во всем мире актуальной проблемой является поиск и разработка альтернативных методов определения параметров токсичности и опасности ксенобиотиков (Белицкий Г.А., Худолей В.В., 1996; Гвозденко СИ., Кесельман М.Л., 1998; Березовская И.В., Иванова В.М., 1998; Богдан А.С., 1998; Зобов И.В., БузукинаИ.В., 1998 г.).
В последние годы за рубежом широкое распространение получила концепция трех R (reduction, refinement, replacement - снижение, уточнение, замена), подразумевающая внедрение в токсикологию альтернативных методов in vitro с целью снижения числа экспериментальных животных, обновления и совершенствования методов токсикологических исследований (Дядищев Н.Р., Рыбалкин СП. и др., 1998 г.).
В качестве альтернативных методов определения токсикопараметров предложено использовать культуры клеток, беспозвоночные организмы гидробионты, растения, микроорганизмы, эмбриональный и личиночный материал (Зобов И.В.,1998; Дядищев Н.Р., 1998; Резник СВ., 1998; Марченко А.И. и др., 1998 г.).
Особенно сложной задачей является поиск альтернативных методов прогноза специфических и отдаленных эффектов действия химических веществ (аллергенность, эмбриотоксичность, репродуктивная токсичность и канцерогенность). Необходимо отметить, что в последние годы внимание ученых стали все больше привлекать в качестве альтернативного объекта гидробионты. Так известны работы Потапова А.И., Новикова Ю.В., Гвозденко СИ. (1998 г.), Кесельмана М.Л. (1997 г.) по использованию дафний и рыб в качестве альтернативных методов прогноза токсичности и тератогенности пестицидов. Худолеем В.В. (1988-1992 г.г.) предложено использовать рыб в качестве тест - объекта для прогноза канцерогенного эффекта химических веществ для человека.
Однако, до настоящего времени в литературе отсутствовали работы по сравнительному анализу чувствительности к пестицидам других гидробионтов в целях использования их в качестве альтернативных тест -объектов. Как правило, большинство исследователей (Зобов И.В., Бузукина И.В. и др., 1998 г.) использовали дафний для прогноза параметров острой токсичности для теплокровных. Практически отсутствуют работы по прогнозу пороговых и недействующих уровней для теплокровных при хроническом воздействии (LimCh, NOELch), хотя эти исследования на теплокровных являются наиболее длительными, трудоемкими и дорогими. Практически не используются в качестве альтернативных объектов моллюски и икра осетра. Единичные работы посвящены изучению возможности переноса данных с гидробионтов на теплокровных по
репродуктивной токсичности, тератогенности и мутагенности (Ракитскии В.Н. и др., 1998 г.).
Выше изложенное явилось основанием для выполнения настоящих исследований, проведенных в рамках отраслевых программ "Эколого-гигиеническая безопасность населения России и пути их решения", а также по плану научно-исследовательских работ Комитета по рыболовству "Научно-техническое обеспечение развития рыбного хозяйства России в 1993-1995 гг. и на период до 2000 года" по теме "Разработать научные основы экологического мониторинга и охраны водных экосистем рыбохозяйственных водоемов".
Все вышесказанное обосновывает актуальность поиска альтернативных методов изучения пестицидной интоксикации.
ЦЕЛЬЮ исследований явилось научное обоснование альтернативных методов прогнозирования токсичности и опасности пестицидов для теплокровных на основании краткосрочных опытов на гидробионтах для эколого-гигиенической регламентации пестицидов.
Исходя из поставленной цели были определены следующие ЗАДАЧИ:
Установить токсикометрические параметры воздействия пестицидов на различные звенья трофической цепи (дафнии, моллюски, личинки и икра осетра).
Определить наиболее чувствительные виды гидробионтов при пестицидной интоксикации.
Изучить действие пестицидов на репродуктивную функцию гидробионтов
Исследовать тератогенность пестицидов на икре и личинке осетровых рыб
- Изучить мутагенную активность пестицидов для различных тест-
объектов.
- Выявить корреляционно-регрессивные зависимости показателей
токсичности и опасности пестицидов для гидробнонтов и теплокровных.
- Разработать альтернативные математические модели прогноза
показателей токсичности и опасности пестицидов для теплокровных.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ результатов проведенных исследований заключается в том, что впервые:
На основании результатов исследований определены токсикопараметры воздействия изученных пестицидов на различные звенья трофической цепи (дафнии, моллюски, икра и предличинки осетра).
Установлены наиболее чувствительные виды гидробнонтов при пестицидной интоксикации.
- Применена методика определения генотоксичности пестицидов с
использованием биолюминесцентного метода SOS-ответа клеток E.Coli.
Выявлены количественные корреляционно-регрессионные зависимости между показателями токсичности и опасности пестицидов для теплокровных и гидробнонтов.
Установлен единый механизм формирования избирательной репродуктивной токсичности для теплокровных и гидробнонтов, который Е 40-60 % случаях имел одно направленный характер. Это явилось научно? основой для использования единого принципа оценки степени опасності пестицидов для гидробнонтов и теплокровных.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ состоит в том, чтс результаты работы позволили разработать ряд нормативно-методически? документов, необходимых для осуществления предупредительного і текущего экологического и санитарного надзора при проведенні регистрационных испытаний и применении пестицидов:
- «Перечень предельно допустимых концентраций и ориентировочні
безопасных уровней воздействия вредных веществ для воді
рыбохозяйственных водоемов», утвержденный НТС Главрыброда (1995) (20 ПДКиїбОБУВ).
Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды (перечень) Г.Н. 1.1.546-96 (З ПДК)
Санитарные правила «Хранение, транспортирование и применение пестицидов в народном хозяйстве», Москва 1999 г. утвержденные МЗ РФ 08.1999 г.
Дополнения к методическим указаниям по выявлению мутагенных свойств пестицидов биолюминесцентным методом SOS-ответа клеток E.Coli (находятся на утверждении).
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на межотдельческой конференции Московского ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института гигиены им.Ф.Ф.Эрисмана 20 сентября 1999 г.), а также на следующих конференциях:
-
Международном симпозиуме по осетровым, (Кострома, Россия, 6-11 сентября, 1993 г.).
-
Конференциях молодых ученых. Биоресурсы морских и пресноводных экосистем, (Владивосток, 17-18 мая 1995 г.; 27-29 мая 1997 г.).
-
Международной научной конференции «Проблемы рационального использования биоресурсов водохранилищ», (Киев, 6-8 сентября, 1995 г.).
-
Втором Международном конгрессе «Вода-Экология и технология», (Москва, 17-21 сентября 1996 г.).
5. Международном Экологическом Конгрессе « Экологическая
инициатива», (Воронеж, 22-28 сентября 1996 г.),
6. Международном симпозиуме « Ресурсосберегающие технологии в
аквакультуре», (Адлер, 21-24 октября 1996 г.).
7.Международном совещании « Проблемы гидробиологии континентальных вод и их малакофауна», (Санкт-Петербург, 18-21 ноября 1996 г.)
8. Научно-практической конференции по токсикологии пестицидов во
Франции, (Ницца 6-16 сентября 1997 г.).
-
Первом всероссийском конгрессе ихтиологов, (Астрахань,сент.1997 г.).
-
Первом Российско - Американском симпозиуме « Аквакультура и здоровье рыб», (п. Рыбное, 12-19 июля 1998 г.).
ПУБЛИКАЦИИ: по теме диссертации опубликовано 19 печатных работ. СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ.
Диссертационная работа состоит из введения, главы посвященной обзору литературы, объектов и методов исследований, 2 глав собственных исследований; обсуждения результатов; выводов и списка литературы.
Текст изложен на /о страницах машинописи; иллюстрирован /3 таблицами, isQ графиками; указатель литературы содержит 157 источников, из них 97 отечественных и 60 иностранных авторов.
Личный вклад в работу заключается в сборе, систематизации и анализе литературных и экспериментальных данных. Опыты на гидробионтах проводились совместно с к.б.н. Маловицкой Л.М., к.б.н. Рейх Е.М., З.Н.Копыловой, Жердевым Н.А. Особая сердечная благодарность и признательность
Молчановой Наталье Валентиновне
1. Альтернативные методы прогнозирования показателей
токсичности и опасности пестицидов, основанные на установлении
достоверных корреляционно-регрессионных зависимостей между
токсикопараметрами для гидробионтов и теплокровных.
2. Механизм формирования и принцип оценки степени
репродуктивной токсичности пестицидов для теплокровных и
гидробионтов, основанный на избирательности эффекта для родительского организма и потомства.