УДК 613.26:632.95.024:615

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ ПРОИЗВОДНЫХ 2,4-Д КИСЛОТЫ

И.В. Лепёшкин, кандидат медицинских наук, А.П. Кравчук, кандидат медицинских наук, Л.В. Ермолова, С.В. Мурашко, кандидат химических наук, О.Г. Зубрикова-Чугайнова

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

SUMMARY. Herbicides containing 2,4-D acid are widely used in world and in Ukraine as foliar applied herbicides for the post emergence control of broad-leaved weeds. The main aim of our research was to assess the risk rising from use of 2,4-D herbicides in agro-climatic zones of Ukraine. For assessing real quantity of residues in agricultural commodities we studied dissipation of 2,4-D in agro-climatic conditions of Ukraine during 1998—2003 years. Field trials were conducted in Ukraine with 2,4-D acid, 2,4-D DMA salts and 2EHE. Herbicide residues in grain and straw were not detectable at harvest time. Based on conducted researches we considered that a dietary intake of 2,4-D residues is unlikely to present public health concern.

Гербициды на основе 2,4-Д кислоты широко применяются в мире для борьбы с сорняками на протяжении последних 60 лет. Вопросам, касающимся различных аспектов применения этих препаратов, посвящено более 40 000 научных публикаций и технических докладов [1—5].

Целью работы являлась оценка риска применения 2,4-Д-содержащих гербицидов для здоровья потребителей сельскохозяйственной продукции в связи с частым их использованием для контроля широколистных сорняков на зерновых культурах в Украине, ежегодным увеличением на мировом рынке количества новых препаративных форм на основе 2,4-Д, ряд неблагоприятных токсических эффектов этих соединений.

Для этого проведен анализ результатов полевых испытаний в Украине и за рубежом, дана обобщенная токсикологическая оценка различных форм действующего вещества гербицида 2,4-Д наряду с гигиенической оценкой динамики содержания остаточных количеств (ОК) дихлорфеноксиуксусной кислоты в агроклиматических условиях Украины.

2,4-Д-содержащие гербициды представляют собой производные дихлорфеноксиуксусной кислоты, применяемые в виде солей (диэтаноламинной, диметиламинной, триизопропаноламинной, изопропиламинной) или эфиров (2-бутоксиэтилового, изопропилового, 2-этилгексилового) и являются селективными гербицидами.

2,4-Д-кислота быстро адсорбируется, распределяется и выводится из организма мышей, крыс и коз. Адсорбированная 2,4-Д распределяется во всех тканях, но не аккумулируется в организме, так как быстро высвобождается из плазмы крови и через 48 часов после поступления в организм 85—94% вещества выводится с мочой, преимущественно в неизмененном виде [6].

По параметрам острой пероральной, дермальной, ингаляционной токсичности, раздражающему действию на кожу и сенсибилизирующим свойствам производные 2,4-Д кислоты можно отнести к умеренно- и малоопасным соединениям, в соответствии с "Гигиенической классификацией пестицидов по степени опасности" [7]. Соли, эфиры и сама 2,4-Д кислота обладают выраженным раздражающим действием на слизистые оболочки глаз кроликов. При длительном поступлении в организм лабораторных животных они оказывают токсическое действие на печень, почки и щитовидную железу. Производные дихлорфеноксиуксусной кислоты обладают эмбриотоксическими свойствами.

Параметры токсичности производных 2,4-Д-кислоты в экспериментах на лабораторних животных изложены на основании материалов Объединенного комитета по остаткам пестицидов ФАО/ВОЗ [3] и приведены в таблице 1.

Как свидетельствуют данные, представленные в таблице 1, токсичность 2,4-Д-кислоты, её солей и эфиров изучена в длительных экспериментах на различных видах животных и при различных путях поступления в организм. Исследования проводились в соответствии с требованиями "Хорошей лабораторной практики" (GLP). При введении высоких доз в некоторых экспериментах отмечались нефротоксические и гепатотоксические эффекты, общетоксическое действие. Канцерогенные эффекты у мышей и крыс отсутствовали. Величина NOAEL в 1-годичном эксперименте на собаках и 2-годичном эксперименте на крысах составляет 1 мг/кг м.т. в день.

Имеются предположения, основывающиеся на данных эпидемиологических исследований, что воздействие 2,4-Д-содержащих гербицидов приводит к развитию у работающих с ними саркомы мягких тканей и неходжкинской лимфомы [1]. Объединенной комиссией ФАО/ВОЗ рекомендовано установить величину допустимой суточной дозы (ДСД) на уровне 0,01 мг/кг исходя из NOAEL 1 мг/кг в 1-годичном эксперименте на собаках и 2-годичном эксперименте на крысах и коэффициента безопасности 100. Утвержденная в Украине ДСД 2,4-Д-кислоты для человека составляет 0,0001 мг/кг [8].

Опасность неблагоприятного воздействия на здоровье людей 2,4-Д-содержащих гербицидов может быть связана как с влиянием на профессиональный контингент, занятый защитой сельскохозяйственных культур, так и с воздействием на широкие слои населения при поступлении ОК гербицида с пищевыми продуктами.

Ранее применялись препараты на основе 2,4-Д-кислоты, содержащие полихлорированные дибензодиоксины и дибензофураны, которые, в основном, и проявляли токсические эффекты. В настоящее время применяются препаративные формы на основе очищенной от диоксинов 2,4-Д-кислоты и ее производных, что значительно улучшило их токсикологические характеристики. Содержание диоксинов не должно быть выше 0,001 I-TEQ/кг вещества (I-TEQ — эквивалент токсичности). Эта информация представляется фирмами-производителями и анализируется токсикологами и гигиенистами на этапе регистрации препаратов в Украине.

За рубежом препараты на основе 2,4-Д кислоты зарегистрированы для использования на зерновых, семечковых, косточковых, цитрусовых и ряде других культур с нормой расхода 0,28—2,3 кг действующего вещества (д.в.)/га. Срок ожидания до сбора урожая зерновых культур — 14 дней [5].

В Украине препараты на основе 2,4-Д зарегистрированы, в основном, для обработки зерновых культур: пшеницы, ячменя и кукурузы с нормой расхода 0,24—1,2 кг д.в./га. Обработку пшеницы и ячменя проводят от фазы кущения до фазы выхода в трубку, кукурузу обрабатывают в фазе 3—5 листьев. Обработка проводится однократно [9].

При попадании на растения гербициды быстро адсорбируются листьями и корнями и так же быстро распределяются по всему растению, приводя к нарушению нормального роста и развития чувствительных к 2,4-Д сорняков [6]. В растениях различные соли и эфиры 2,4-Д-кислоты быстро распадаются до 2,4-Д (дихлорфеноксиуксусной) кислоты [10]. Исследования ОК и их гигиеническое нормирование проводят по 2,4-Д-кислоте.

Как свидетельствуют данные многочисленных полевых испытаний в зарубежных странах [5], ОК 2,4-Д кислоты в зерне хлебных злаков составляют на 14 сутки после обработки 0,11—1,4 мг/кг. В зерне кукурузы ОК 2,4-Д на 7—14 сутки после обработки составляют <0,01—0,04 мг/кг. Существенные ОК гербицидов, обнаруживаемые в зерне хлебных злаков и кукурузы, связаны, прежде всего, с минимальными сроками ожидания до сбора урожая.

В Украине обработка проводится на ранних стадиях развития растений, что существенно меняет картину поведения ОК гербицида в растениях и уровни ОК в период сбора урожая.

В Институте экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя в период с 1998 по 2002 г.г. в ходе государственных испытаний 2,4-Д-содержащих препаратов в условиях Украины проводилось исследование уровней содержания ОК 2,4-Д кислоты на зерновых культурах (яровая и озимая пшеница, яровой ячмень и кукуруза), в соответствии с "Методическими указаниями по гигиенической оценке новых пестицидов" [10]. Испытания осуществлялись в агроклиматических зонах Лесостепь, Степь, Полесье и Прикарпатье. Нормы расхода при однократном применении различных препаративных форм колебались от 0,24 до 1,20 кг д.в./га. Пробы исследуемых объектов были отобраны и доставлены в лабораторию в соответствии с общепринятыми правилами отбора проб [12]. Динамика ОК 2,4-Д после обработки указанных культур изучена в соответствии с методическими указаниями [12—13]. Предел определения 2,4-Д-кислоты методом ГЖХ в зеленых растениях и зерне составлял 0,02 мг/кг.

Кодировки препаративных форм и нормы расхода исследуемых 2,4-Д-содержащих гербицидов приведены ниже.

Применялись следующие препаративные формы с нормой расхода (кг д.в./га):
- для обработки пшеницы и ячменя Д-1 — 0,24; Д-2, Д-3 — 0,27; Д-4 — 0,36; Д-5 — 0,42; Д-6 — 0,6; Д-7 — 0,67; Д-8, Д-9 — 0,86; Д-10 — 0,96; Д-11 — 1,2;
- для обработки кукурузы: Д-1 — 0,51; Д-2 — 0,515; Д-3, Д-4 — 0,86; Д-5, Д-6 — 0,96.

Полученные результаты исследования содержания остаточных количеств 2,4-Д-кислоты (мг/кг) приведены на рисунках 1 и 2.

Как свидетельствуют представленные данные, начальные уровни 2,4-Д кислоты существенно варьируют в зеленых растениях, что связано, в первую очередь, с нормой расхода препарата. На начальные уровни ОК могут также оказывать влияние климатогеографические факторы и биологические особенности вегетации исследуемых культур.

В течение 1-й недели наблюдается быстрое снижение содержания ОК в зеленых растениях. На 30—40 сутки после обработки ОК обнаруживаются на уровне либо ниже предела определения. В зеленых растениях пшеницы, ячменя и кукурузы расчетный период полураспада вещества (Т₅₀) составляет в среднем 4 дня, что позволяет отнести 2,4-Д-содержащие гербициды по критерию "Стойкость в вегетирующих сельскохозяйственных культурах и сельскохозяйственном сырье" к малостойким соединениям (4 класс опасности), в соответствии с ДСанПиН 8.8.1.002—98. На длительность сохранения остатков существенно влияют начальные исходные уровни ОК в зеленых растениях. При этом следует подчеркнуть, что в зерне хлебных злаков и кукурузы ОК 2,4-Д кислоты не обнаруживались во все сроки исследований и в период сбора урожая.

Результаты исследований влияния технологической переработки сельскохозяйственного сырья на уровень ОК 2,4-Д кислоты в пищевых продуктах показывают, что остатки гербицида существенно снижаются [5]. Даже в случае обнаружения больших количеств в сельскохозяйственном сырье (1,5—2,4 мг/кг) ОК гербицида не концентрируются в продуктах переработки кукурузного зерна, не обнаруживаются в кукурузном масле в силу своей химической природы (Log P_o/w=-0,83), уменьшаются при переработке зерна в пшеничную муку в 5 раз, могут незначительно концентрироваться в отрубях.

По данным исследований общего рациона в США при традиционном применении гербицида в этой стране с высокими (>2,0 кг д.в./га) нормами расхода при сроке ожидания до сбора урожая 14 дней, в образцах белого хлеба ОК 2,4-Д кислоты могут составлять 0,008—0,009 мг/кг [15].

Оценка опасности поступления ОК с продуктами питания, проведенная Объединенным комитетом по остаткам пестицидов ФАО/ВОЗ с учетом 5 региональных диет [16] существующих усредненных уровней остатков в полевых исследованиях (STMR) и величины общепринятой в мире ДСД=0,01 мг/кг, показала, что поступление ОК 2,4-Д-кислоты с продуктами питания может составить от 3 до 20% допустимой суточной величины. На основании этого вывода объединенный комитет ФАО/ВОЗ по остаткам пестицидов вынес резолюцию: "…маловероятно, что поступление остаточных количеств 2,4-Д-кислоты с продуктами питания может представлять опасность для потребителей" [15].

Анализируя вышеизложенное, следует сделать вывод: применение 2,4-Д-содержащих гербицидов в Украине соответственно рекомендованным гигиеническим нормативам и регламентам прогнозирует отсутствие остаточных количеств 2,4-Д кислоты как в зерне хлебных злаков и кукурузы, так и в продуктах их переработки. Опасность неблагоприятного воздействия остаточных количеств гербицида на здоровье населения при потреблении пищевых продуктов, полученных с применением гербицидов, содержащих 2,4-Д-кислоту или её производные, маловероятна.

Литература
1. I.C.Munro, G.I.Carlo, J.C.Orr. A comprenansive Integrated Review and Evaluation of the Scientific Evidence Relating to the Safety of Herbicide 2,4-D //Journal of the American College of Toxicology. —1992. —Vol.II., №5. —176 р.
2. Environmental Health Criteria 28. "2,4-Dichlorphenoxyacetic acid (2,4-D)". WHO. Geneva. 1984. —151 p.
3. Pesticide Residues in food. Rome. 1996. —156 p.
4. Pesticide Residues in food. Rome.1997. —272 p.
5. Pesticide Residues in food. Rome. 1998. —259 p.
6. Roberts T., Huston D. Metabolic Pathway of agrochemicals. Нerbicides. UK.Cornvall. 1999. P.I. —520 р.
7. Гігієнічна класифікація пестицидів за ступенем небезпечності. ДСанПіН 8.8.1.002—98./ Організація і здійснення державного санітарно-епідеміологічного нагляду за використанням пестицидів та агрохімікатів.: Зб. Основ. Законодав. та норматив. документів. К.,1999. —280 с.
8. Перелік пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні. К., 2003. —348 с.
9. Pesticide Manual, 2003. —820 р.
10. Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов. К., 1988. —209 с.
11. Унифицированные правила отбора проб сельскохозяйственной продукции, продуктов питания и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов. М.: МЗ СССР., 1980. —46 с.
12. Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде. М.: Колос., 1983. —С. 176—182.
13. Методика измерения массовой концентрации 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты в зерне и масле кукурузы методом газожидкостной хроматографии №236—2001 от 05.02.01. —6 с.
14. FDA Total Diet Study. Summary of residues found ordered by pesticide market baskets — June, 1999. —50 p.
15. Pesticide Residues in food. Rome., 2001. —277 p.
16. 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 Головного державного санітарного лікаря України №137 від 20.09.2001. К., 2001. —244 с.