УДК 613.2/.3: 632.951

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РАСТИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ, ВЫРАЩЕННОЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ НОВЫХ НЕОНИКОТИНОИДНЫХ ИНСЕКТИЦИДОВ

Л.В. Ермолова

Институт экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя, г. Киев

SUMMARY. Use of new neonicotinoid insecticides Confidor, Confidor Maksi, Gaucho, Calypso, Mospilan, mixtures Prestige, Chinook on the fruit trees, vegetables and field crops does not worsen quality of agricultural commodities. In the harvest residues active ingredients of neonicotinoid insecticides as a acetamiprid, imidacloprid, thiacloprid were not found or below the Maximum Residues Levels (MRL) in agricultural commodities. On the basis of data on residues elimination in fruits, vegetables and field crops acetamiprid, imidacloprid, thiacloprid could be considering as a substances of 2—4 class of hazard-stability, moderate stability or low stability, in the correspondence with a Ukrainian Hygienic classification pesticides on a degree of hazard (ДСанПіН 8.8.1.002—98) on a criterion "Stability in vegetation agricultural cultures and agricultural raw material". Results of this studies enable to use for a food monitoring recommended by us and officially authorized in Ukraine MRL in agricultural commodities (ДСанПіН 8.8.1.2.3.4—000—2001 and Additions №2, 4, 7, 14 to it).

По данным Всемирной организации здравоохранения: для надежной защиты организма человека от преждевременного старения и развития многих заболеваний необходимо, чтобы в ежедневном рационе содержание фруктов и овощей составляло не менее 700—800 г. Употребление плодов и овощей, богатых антиоксидантами, способствует дезактивации свободных радикалов, канцерогенов, может влиять на процессы, сдерживающие развитие опухолевых клеток [1], значительно уменьшать риск смерти от болезней сердца у пожилых людей [2], способствует уменьшению заболеваемости коронарной болезнью сердца и ишемическим инсультом [3, 4]. Установлена обратная связь между потреблением пищевых волокон и инфарктом миокарда [5].

Овощи и фрукты содержат витамины С и группы В, Р, РР, бета-каротин, органические кислоты, углеводы, пищевые волокона, флавоноиды, пектины, макро- и микроэлементы [6,7]. Согласно рекомендациям по рациональному использованию пищевых продуктов, в Украине утверждена оптимальная норма потребления плодов и ягод на человека в год, которая составляет 79 кг (т.е. 216 г в сутки), из них яблок — 50 кг (137 г в сутки). В последние годы производство плодов в Украине в среднем на одного человека составляет 30 кг. Поэтому необходимо более полное удовлетворение потребностей населения в плодах и ягодах. Урожайность яблонь зависит от многих факторов, в том числе от своевременной и умелой защиты растений от поражения вредителями и болезнями [7], в том числе — с помощью пестицидов.

Однако интенсивное использование пестицидов в сельском хозяйстве создает условия для накопления их остаточных количеств в продовольствии. Использование хлорорганических пестицидов в 60—70 годы 20 столетия приводило к накоплению значительных остаточных количеств — десятков миллиграмм в килограмме сельскохозяйственной продукции. Применение препаратов нового химического класса пестицидов — неоникотиноидных соединений минимизирует остатки в сельскохозяйственной продукции из-за низких норм расхода: 25—100 г действующего вещества/га при применении на вегетирующих растениях или 50—175 г действующего вещества/100 кг семян при протравливании. Эти инсектициды по структуре и механизму действия сходны с никотиноидами (никотин, картап) и являются новым поколением пестицидов, поэтому и получили название "неоникотиноиды". Механизм действия неоникотиноидных инсектицидов связан с их воздействием на постсинаптические ацетилхолиновые рецепторы центральной нервной системы [8], ведущим к развитию у насекомых конвульсий и параличей с последующей их гибелью.

Представителями неоникотиноидных инсектицидов являются действующие вещества: имидаклоприд (входит в состав препаратов Конфидор, 20% в.р.к. и Конфидор Макси, 70% в.г., Гаучо, 70% с.п., смесевых препаратов Престиж, 29% т.к.с., Чинук, 20% т.к.с.), тиаклоприд (препарат Калипсо, 48% к.с.) производства фирмы "Байер КропСаенс", Германия; ацетамиприд (препарат Моспилан, 20% с.п.) производства фирмы "Ниппон Сода", Япония. Эти препаративные формы рекомендованы для применения в Украине на садовых (яблоня, слива) культурах, виноградниках, полевых культурах (кукуруза, картофель, томаты, огурцы, хмель, сахарная свекла, зерновые злаковые культуры, рапс, подсолнечник) для обработок вегетирующих культур и в качестве протравителей семян. Препараты могут применяться в условиях открытого и защищенного грунта.

По параметрам острой токсичности для животных препаративные формы относятся, в основном, к умеренно опасным и малоопасным веществам. При субхроническом и хроническом воздействии действующих веществ на лабораторных животных характерным является общетоксическое действие с преимущественно гепатотоксическим эффектом [9, 10, 11].

Целью данного сообщения является гигиеническая оценка влияния неоникотиноидных инсектицидов на качество сельскохозяйственной продукции: органолептические показатели и пищевую ценность, а также их стабильности в сельскохозяйственной продукции.

Органолептические исследования сельскохозяйственной продукции проводились дегустационной комиссией с использованием метода "закрытого треугольника" [12]. При изучении пищевой ценности яблок, обработанных неоникотиноидными инсектицидами, проводилась переработка яблок в свежеприготовленное яблочное пюре без термической обработки, в связи с возможным концентрированием действующих веществ.

Изучение пищевой ценности проводилось в соответствии с общепринятыми методами [13, 14, 15] по основным показателям в яблоках:
— содержанию моносахаридов — глюкозы и фруктозы в виде редуцирующих сахаров, дисахаридов — сахарозы;
— углеводов в виде инвертного сахара;
— кислотности (массовой части титруемых кислот, в расчете на яблочную кислоту);
— аскорбиновой кислоты.

Предел относительной случайной составляющей ошибки измерения: ±5% (при изучении содержания моносахаридов, дисахаридов, углеводов), ±2% (при изучении кислотности, содержания аскорбиновой кислоты).

Яблоки, обработанные инсектицидом Конфидор, 20% в.р.к., обозначили как образец №1, инсектицидом Калипсо, 48% в.р. — образец №2, инсектицидом Моспилан, 20% с.п. — образец №3, контроль — без применения пестицидов.

Исследования пищевой ценности яблок проводились на яблоках зимнего сорта Кальвиль снежный в связи с тем, что пестициды в поздних сортах яблок метаболизируются медленнее по сравнению с ранними сортами. Это может привести к более значительным изменениям показателей пищевой ценности. Кроме того, на ранних сортах невозможно провести испытания препаратов с рекомендуемой кратностью (1—4) и оценить возможные изменения показателей пищевой ценности при рекомендуемых регламентах. Величины показателей пищевой ценности сравнивали с рекомендуемыми величинами [6, 16].

Содержание остаточных количеств имидаклоприда, тиаклоприда и ацетамиприда в сельскохозяйственной продукции нами изучалось на протяжении вегетационного периода и при сборе урожая после применения препаратов Конфидор, 20% в.р.к., Конфидор Макси, 70% в.г., Гаучо, 70% с.п., Престиж, 29% к.с., Чинук, 20% т.к.с., Калипсо, 48% к.с., Моспилан, 20% с.п. Отбирались также и соответствующие контрольные пробы, полученные без применения пестицидов [12, 20]. Исследования проводились в 4 агроклиматических зонах Украины: Лесостепь, Степь, Полесье и Прикарпатье, Закарпатье. Нормы расхода препаратов составляли до 0,6 л (или кг)/га, 1—4 кратно при применении на вегетирующих растениях и до 6,0 л (кг)/100 кг семян при протравливании.

Исследование содержания остаточных количеств имидаклоприда, тиаклоприда и ацетамиприда в сельскохозяйственной продукции и контрольных образцах проведено методами тонкослойной хроматографии (ТСХ) и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в соответствии с методическими указаниями [17, 18, 19]. Пределы определения имидаклоприда, тиаклоприда и ацетамиприда составляли 0,01—0,2 мг/кг (ВЭЖХ, ТСХ).

Исследованиями установлено, что изменений органолептических свойств: внешнего вида, цвета, запаха и вкуса яблок, яблочного пюре и яблочного сока, слив и сливового сока, винограда и виноградного сока, томатов и томатного сока, огурцов, зерна кукурузы и кукурузного масла, картофеля, хмеля, сахарной свеклы, зерна хлебных злаков, семян рапса и рапсового масла, семян подсолнечника и подсолнечного масла, полученных с применением препаратов Конфидор, Конфидор Макси, Гаучо, Престиж и Чинук, Калипсо и Моспилан не было выявлено. Сравнение проводилось с соответствующими контрольными образцами продукции, не подвергавшейся обработкам пестицидами.

Исследованиями установлено, что содержание моносахаридов (глюкозы и фруктозы), дисахаридов (сахарозы) и углеводов в яблочном пюре, полученном с применением инсектицидов Конфидор, Калипсо и Моспилан, определяли на уровне средних и контрольных величин.

Во всех трех образцах, обработанных неоникотиноидными инсектицидами, кислотность была незначительно ниже уровня средних и контрольных величин, что возможно связано с особенностями сорта Кальвиль снежный.

Содержание аскорбиновой кислоты в трех исследуемых образцах было на уровне значения контроля и среднего содержания.

При этом в яблоках максимальные остаточные количества имидаклоприда в день обработки и на 7 сутки составляли <0,07—0,1 мг/кг, на 20—30 сутки <0,025—0,047 мг/кг, в последующие сроки и в период сбора урожая в яблоках, яблочном соке и яблочном пюре — не обнаруживались после применения препарата Конфидор, 20% в.р.к. Максимальные остаточные количества тиаклоприда в яблоках в день обработки и на 7 сутки составляли <0,06—0,12 мг/кг, на 20—50 сутки <0,06 мг/кг, в период сбора урожая — в яблоках, яблочном соке и яблочном пюре вещество не обнаруживалось либо было ниже 0,06 мг/кг после применения препарата Калипсо, 48% к.с. Содержание ацетамиприда в яблоках составляло 0,035—0,05 мг/кг на 30 сутки, 0,024 мг/кг на 44 сутки, в последующие сроки и в период сбора урожая в яблоках, яблочном соке и яблочном пюре действующее вещество препарата Моспилан, 20% с.п. не обнаруживалось либо было <0,025 мг/кг.

Изучение содержания остаточных количеств неоникотиноидных инсектицидов в сельскохозяйственных культурах, проведенное в различных агроклиматических зонах Украины, показало, что содержание имидаклоприда снижалось на протяжении периода вегетации, в урожае остаточные количества не обнаруживались или были ниже предела определения вещества. В томатах защищенного грунта его остатки обнаруживались до 5 суток, в огурцах защищенного грунта — до 4 суток, в яблоках — до 30 суток, в сливах — до 8 суток, в шишках хмеля — до 7 суток, в корнеплодах картофеля — не обнаруживались во все исследуемые сроки при обработке вегетирующих культур препаратами Конфидор и Конфидор Макси. При применении вещества в составе протравителей Престиж, Чинук, Гаучо, его остаточные количества не обнаруживались в корнеплодах картофеля начиная с 53 суток, сахарной свеклы — с 58 суток, зерне кукурузы и подсолнечника — с 83 суток, семенах рапса и рапсовом масле — на 133 сутки после протравливания и высадки либо высева.

Содержание тиаклоприда и ацетамиприда в исследуемые сроки снижалось на протяжении 3—5 дней, затем наблюдалось некоторое увеличение содержания остаточных количеств, в последующие сроки — снижение как в листьях или ботве, так и в плодах обработанных растений. В период сбора урожая остаточные количества тиаклоприда и ацетамиприда также не обнаруживались или были ниже предела определения.

Так, остаточные количества тиаклоприда в яблоках сохранялись до 50 суток, в клубнях картофеля — до 20 суток после последней обработки препаратом Калипсо. Ацетамиприд обнаруживался в огурцах и томатах защищенного грунта до 7 суток, в яблоках — до 61 суток, в корнеплодах сахарной свеклы — до 3 суток, в семенах подсолнечника и клубнях картофеля — не обнаруживался во все исследуемые сроки после последней обработки препаратом Моспилан. При обработке зерновых злаковых культур (ячменя и пшеницы) остаточные количества ацетамиприда обнаруживались в колосьях пшеницы только в день обработки, в последующие сроки и в период сбора урожая — не обнаруживались в зерне пшеницы и ячменя.

На основании изучения динамик остаточных количеств действующих веществ в культурах при применении вышеназванных препаратов нами были рассчитаны коэффициенты элиминации — К_el и периоды полураспада веществ — Т₅₀: величины, которые позволяют количественно оценить стабильность веществ.

В соответствии с Украинской "Гігієнічною класифікацією пестицидів за ступенем небезпечності (ДСанПіН8.8.1.002—98)" имидаклоприд в яблоках можно отнести к 3—4 классам опасности, в хмеле — 3, винограде — 4, сливе — 3—4, картофеле — 4, сахарной свекле, зерне кукурузы, семенах подсолнечника, семенах рапса, выращенных из протравленных семян, — 4, томатах открытого и защищенного грунта и огурцах защищенного грунта — 4 классу опасности; тиаклоприд — в яблоках ко 2—3, картофеле — 3—4 классам опасности, ацетамиприд — в яблоках ко 2—3, огурцах защищенного грунта — 4, томатах защищенного грунта — 3—4, картофеле — 4, семенах подсолнечника — 4, сахарной свекле — 4, зерне пшеницы и ячменя — 4 классу опасности.

То есть по стабильности в вегетирующих сельскохозяйственных культурах имидаклоприд, тиаклоприд и ацетамиприд могут быть малостойкими, умеренно стойкими и стойкими. Продолжительность сохранения остаточных количеств действующих веществ зависела от морфологических и физиолого-биохимических особенностей растений. Величины остатков неоникотиноидных инсектицидов к моменту сбора урожая были выше при увеличении нормы расхода и кратности применения препаратов. Уровни остаточных количеств и продолжительность их сохранения в растениях значительно не отличались в различных агроклиматических зонах Украины, что возможно объясняется системными свойствами действующих веществ, а также устойчивостью к фотодеградации.

Учитывая полученные данные и токсиколого-гигиенические характеристики препаратов, нами обоснованы и официально утверждены Постановлениями Главного государственного санитарного врача Украины величины максимально допустимых уровней имидаклоприда, тиаклоприда и ацетамиприда в сельскохозяйственной продукции.

Таким образом, на основании полученных результатов исследований можно констатировать следующее:

После применения новых неоникотиноидных инсектицидов Конфидор, 20% в.р.к., Конфидор Макси, 70% в.г., Гаучо, 70% с.п., Калипсо, 48% к.с., Моспилан, 20% с.п., смесевых препаратов Престиж, 29% т.к.с., Чинук, 20% т.к.с. на садовых, полевых культурах в условиях открытого и защищенного грунта, на виноградниках или для протравливания семян остаточные количества их действующих веществ в сельскохозяйственной продукции в период сбора урожая не обнаруживались, либо были ниже установленных величин максимально допустимых уровней.

Органолептические свойства продукции — внешний вид, цвет, запах, вкус не ухудшились. После обработки яблонь препаратами Конфидор, Калипсо и Моспилан основные показатели пищевой ценности яблок: содержание моносахаридов — глюкозы и фруктозы, дисахаридов — сахарозы, углеводов, кислотность, аскорбиновой кислоты также не ухудшились.

В соответствии с Украинской "Гігієнічною класифікацією пестицидів за ступенем небезпечності (ДСанПіН8.8.1.002—98)", по критерию "Стабильность в вегетирующих сельскохозяйственных культурах и сельскохозяйственном сырье", имидаклоприд, тиаклоприд и ацетамиприд могут быть стойкими, умеренно стойкими или малостойкими.

Отсутствие превышения установленных гигиенических нормативов имидаклоприда, тиаклоприда и ацетамиприда в сельскохозяйственной продукции, а также ее удовлетворительное качество позволяют использовать в сельском хозяйстве Украины неоникотиноидные инсектициды Конфидор, 20% в.р.к., Конфидор Макси, 70% в.г., Гаучо, 70% с.п., Калипсо, 48% к.с., Моспилан, 20% с.п., смесевые препараты Престиж, 29% т.к.с., Чинук, 20% т.к.с.

При этом санитарно-эпидемиологический контроль необходимо проводить по рекомендованным нами и официально утвержденным в Украине величинам максимально допустимых уровней — МДУ имидаклоприда, тиаклоприда и ацетамиприда [21, 22, 23, 24, 25], представленным в таблице.

Литература
1. Гудковский В.А. Антиокислительные (целебные) свойства плодов и ягод и прогрессивные методы их хранения //Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. —№4. —С. 13—19.
2. Antioxidative Flavonoide in der Nahrung und Mortalitat an koronarer Herzkrankheit//DMW. —1994. —Bd119, №10. —Р. 365.
3. Knekt P., Reunananen A., Jarvinen R. Et al. Antioxidant vitamin intake and coronary mortality in a longitudinal population study //Am. J. Epidemiol. —1994. —Vol. 139, №12. —Р. 1180—1189.
4. Keli S., Hertog M., Feskens E. et al. Dietary flavonoids, antioxidant vitamins, and incidence of stroke// Arch.Intern.Med. —1996. —Vol. 156. №6. —Р. 637—642.
5. Rimm E. Ascherio A. Giovanannpcsi E. et al. Vegetable, fruit, and cereal fiber intake and risk of coronary heart disease among men// JAMA. —1996. —Vol. 275, №6. —Р. 447—451.
6. Ципріян В.І. Гігієна харчування з основами нутриціології. —К.: Здоров'я. 1999. —С. 267—270.
7. Омельченко І.К./ Культура яблуні в Україні. —К.: Урожай. 1993. —263 с.
8. Roberts T., Huston D. Metabolic Pathway of agrochemicals. P. II, Insecticides and Fungicides. 1999, Cornvall, UK. —P. 107—120.
9. Insecticide Factsheet. Imidacloprid. //Journal of Pesticide reform. Spring 2001. Vol. 21. No. 1. —Р. 15.
10. Pesticide Factsheet of EPA. Acetamiprid. March 15. 2002. —Р. 35.
11. Pflanzenschutz Nachrichten Bayer. Calipso. Levercuzen. 2001—2. V. 54, —P. 281—291.
12. Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов. —К., 1988. —209 с.
13. ГОСТ 8756.13—87 "Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сахаров".
14. ГОСТ 25555.082 "Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения титруемой кислотности".
15. ГОСТ 24556—89 [СТ СЭВ 6245—88] "Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения витамина С".
16. Химический состав пищевых продуктов: Справочные таблицы/Под ред. Нестерина М.Ф., Скурихина И.М. —М., 1979. —228 с.
17. Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде. Укргосхимкомиссия. —К., 1995. —Сб. №22, ч. 1. —221 с.
18. Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде. Укргосхимкомиссия. —К., 2000. —Ч. 26. —219 с.
19. Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде. Министерство экологии и природных ресурсов Украины. —К., 2001. —Ч. 30. —98 с.
20. Унифицированные правила отбора проб сельскохозяйственной продукции, продуктов питания и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов. М., МЗ СССР. 1980. —46 с.
21. Перелік санітарно-гігієнічних норм "Допустимі рівні вмісту пестицидів у сільськогосподарській сировині, харчових продуктах, повітрі робочої зони, атмосферному повітрі, воді водоймищ, грунті" ДСанПіН 8.8.1.2.3.4—000—2001. Постанова Голов. держ. сан. лікаря України №137 від 20.09.2001. К., 2001. —244 с.
22. Доповнення №2 до ДСанПіН 8.8.1.2.3.4—000—2001. Постанова Голов. держ. сан. лікаря України №144 від 17.12.2001. —5 с.
23. Доповнення №4 до ДСанПіН 8.8.1.2.3.4—000—2001. Постанова Голов. держ. сан. лікаря України №7 від 28.02.2002. —5 с.
24.Доповнення №7 до ДСанПіН 8.8.1.2.3.4—000—2001. Постанова Голов. держ. сан. лікаря України №40 від 13.12.2002. —6 с.
25. Доповнення №14 до ДСанПіН 8.8.1.2.3.4—000—2001. Постанова Голов. держ. сан. лікаря України №33 від 03.12.2003. —5 с.