Спосіб визначення екологічної небезпеки пестицидів

Спосіб визначення екологічної небезпеки пестицидів, що включає оцінку екотоксичності, який відрізняється тим, що проводять обробку насінь сільськогосподарських культур різними концентраціями пестицидів, їхню експозицію, пророщують у термостаті, фіксують після трьох діб пророщення, підраховують кількість аберантних клітин у тканині корінців, визначають коефіцієнт мінливості хромосомних аберацій, по отриманих даних підбирають концентрацію пестициду, при якій частота хромосомних аберацій збільшується в 2 рази, визначають довідкові показники по нормі витрати пестициду на гектар, персистентності (період напіврозпаду), ЛД50 (летальна доза пестициду, що викликає загибель 50 % піддослідних тварин, мг/кг), ДОК (допустима орієнтувальна концентрація пестициду у ґрунті), СК50 (смертельна концентрація пестициду, що викликає загибель 50 % піддослідних тварин, мг/кг), вибудовують у таблицю зазначені для досліджуваних пестицидів довідкові показники і дані, отримані експериментальним шляхом, визначають у стовпці конкретного показника мінімальну і максимальну величину цього U 2 (19) 1 3 18584 4 това М.А., Сагатова Т.А., Азимова Ш.С. Внутрикслідних тварин, мг/кг), ДОК (допустима орієнтувалеточное распределение Дроппа в органах крыс // льна концентрація пестициду у грунті), CK50 (смерУзб. биол. журн. - 1992 - №5-6. - С.9-11], а в остательна концентрація пестициду, що викликає загиточному підсумку становлять небезпеку і для сабель 50% піддослідних водних тварин, мг/л), але і мої людини [Новиков Ю.В. Экология, окружающая цитогенетичні показники генотоксичності ксенобіосреда и человек. М,: Агентство «ФАИР», 1988. тиків, визначені експериментальним шляхом з ви411с]. користанням цитогенетичних тестів. Установлено, що дуже чуттєвим до дії пестиСпосіб визначення екологічної небезпеки песцидів є рослинний покрив, причому не тільки в тицидів, включає оцінку екотоксичності і відрізнязонах застосування різних ксенобіотиків, але й у ється тим, що проводять обробку насінь сільськомісцях, досить вилучених від даних зон через пегосподарських культур різними концентраціями ренос забруднюючих речовин вітром або поверхпестицидів при 6-ти годинний експозиції, пророневим стоком води. Ця частина пестицидів, що не щують у термостаті протягом трьох доби, фіксують досягли рослин, підхоплюється вітром і осаджуматеріал, підраховують кількість аберантних кліток ється в районах суші або океану, дуже віддалених у тканині корінців, визначають коефіцієнт мінливовід зон застосування речовини. Вони в остаточності хромосомних аберацій, по отриманим даним му підсумку попадають у різні екосистеми, вклюпідбирають концентрацію пестициду, при якій часчаючи океан, прісноводні водойми, наземні біоми тота хромосомних аберацій збільшується в 2 рази, й ін., у значних кількостях накопичуються в ґрунтах визначають довідкові показники по нормі витрати і збільшують свої концентрації при русі по трофічпестициду, персистентності, ЛД50, ДОК, CK50, виних ланцюгах, тобто відбувається їхнє біологічне будовують у таблицю зазначені для досліджуванагромадження [Коробкин В.И., Передельский Л.В. них пестицидів довідкові показники і дані отримані Экология. - Р.-на-Дону: И Феникс, 2001. - 129с]. експериментальним шляхом, визначають у стовпці Короткий огляд літературних даних свідчить конкретного показника (персистентність, норма про необхідність проведення агроекологічного витрати на гектар, ЛД50, ДОК88, СК50, генотоксичмоніторингу з метою виявлення серед застосовуність пестициду) мінімальну і максимальну веливаних у сільськогосподарському виробництві песчину цього показника серед зазначених пестицидів тицидів потенційних мутагенів і поділ їх по ступені і по формулі: екологічної небезпеки для об'єктів навколишнього ' aij Bi , aij середовища. i i Останнім часом, поряд з численними лаборааij - показник і-того пестициду; торними дослідженнями, широке поширення одеаij' - перетворений показник; ржали методи математичного аналізу для розраВi - мінімальна величина в і-том стовпці (Bi = хунку динаміки і небезпеки пестицидів у min aij); навколишнім середовищі. ДО таких можна віднесАi - максимальна величина в і-том стовпці (Ai = ти формулу розрахунку показника величини екотоmax aij); ксичності пестицидів [Мельников Н.Н., Белан С.Р. обчислюють перетворений показник, після чоОрганические соединения хлора в окружающей го заміняють у таблиці кожен показник на його песреде // Агрохимия. - 1998, - №10. - С.83-93.; Меретворений показник, обчислюють перетворені льников Н.Н., Белан С.Р. Об экотоксичности нековеличини аij" як доповнення кожного показника до торых современных инсектицидов и фунгицидов // 1 по формулі: Защита и карантин растений. - 1998. - №9. - С.10], аij"= 1- аij', рівняння довгострокового прогнозування динаміки і замість усіх значень аij' підставляють перетзалишкових кількостей пестицидів у грунті [Захаворені величини аij", роблять обчислення для кожренко А.В. Эколого-токсикологическая оценка ного j-того пестициду узагальненого показника (Tj) применения гербицидов при минимализации обпо формулі: работки почвы // Защита и карантин растений. 2000. - №6, - С.35], сумарний коефіцієнт техноген1 n bij, ного забруднення [Титова В.Й., Дабахов М.В , Даj n i 1 бахова Е.В. Некоторые подходы к экологической Тj - показник величини небезпеки пестициду; оценке загрязнения земельных угодий // Почвовеbij, - значення показників у перетвореній табдение. - 2004. - №10. - С.1264-1267]. Однак жодне лиці; з цих рішень не враховує показника генотоксичноn - число показників. сті досліджуваних екотоксикантів. і по визначеній максимальній величині еколоВиходячи з вищевикладеного, задачею даної гічної небезпеки (Tj) визначають максимально екокорисної моделі з'явилася розробка способу оцінки логічно небезпечний пестицид. ступеня екологічної небезпеки і визначення пріоДля розрахунку екологічної небезпеки викориритетності пестицидів у забрудненні навколишньостовували такі показники, як персистентність, норго середовища, що був би ефективним, простим у ма витрати на гектар, ЛД50, ДОК, CK50 і генотоксизастосуванні, доступним за ціною, що дає чіткі чність пестицидів, визначену по частоті результати. хромосомних аберацій. Сутність корисної моделі полягає в тім, що для Персистентность, норма витрати на гектар, визначення екологічної небезпеки використовуЛД50, ДОК, СК50 - довідкові показники [Мельников ються не тільки довідкові дані, такі як персистентН.Н., Новожилов К.В. Химические средства защиність, норма витрати на гектар, ЛД50 (летальна доза пестициду, що викликає загибель 50% піддо 5 18584 6 ты растений (пестициды). Справочник. - М.: Хихромосоми за формою і величиною в метафазі мия. 1980. - 288 с]. важко, тому частіше застосовується анафазний Генотоксичність пестициду, як правило, не метод [Паушева 3.П. Практикум по цитологии расвказується в характеристиці препарату, що рекотений. - М.: Колос 1980. - 304 с]. мендується до виробництва. Використання показПриклад конкретного виконання. ника генотоксичності пестицидів для визначення Як об'єкт дослідження звичайно викорисекологічної небезпеки, безсумнівно, представляє товують пророслі корінці різних культур, що фіксувеликий науковий і практичний інтерес, тому що ють оцтовим алкоголем на холоді і зберігають у незважаючи на те що, хромосоми кожного каріоти70% спирті. Для цитогенетичного аналізу корінці пу мають сталість числа, форми і внутрішньої досліджуваних тест-культур офарблюють у 2% структури, вони здатні змінюватися або спонтанно, розчині ацетокармина з кип'ятінням на водяній або під впливом різних агентів і хімічних речовин, лазні протягом 10 хвилин, а потім матеріал перещо і служить одним з показників дії цих агентів. носять у 45% оцтову кислоту на 5 хвилин. КоріПеребудови або аберації хромосом - це зміни нець роздавлюють у краплі хлоралгідрату і готуструктури хромосом, викликані перекомбінацією ють давлені препарати, на яких шляхом різних ділянок однієї чи різних хромосом під вплианафазного методу дослідження визначають відвом мутагенів. Дані мутації торкаються значних соток змінених анафаз (відношення числа змінерайонів хромосом, що приводить до зміни їхньої них анафаз з мостами і фрагментами до загальної морфології, що вдається знайти під мікроскопом. кількості анафаз). Клітка може містити не один, а Хромосомні зміни вивчають двома методами: кілька типів порушень, що враховується при аналіанафазним і метафазним. У першому випадку зі. аналіз перебудов проводять в анафазі мітозу, а в Слід зазначити, що обрані для аналізу показдругому - у метафазі. Другий метод вважається ники (персистентність, норма витрати на гектар, більш точним, але зручний для вивчення в тих ЛД50, ДОК, СК50, генотоксичність пестициду), прооб'єктів, що мають хромосоми які чітко відрізнятилежні по спрямованості деяких значень і не маються друг від друга по морфології. Однак, у багають відповідну домірність для математичних розтьох сільськогосподарських культур розпізнавати рахунків (табл.1). Таблиця 1 Вихідні показники, використовувані в розрахунку узагальненої величини небезпеки пестицидів, застосовуваних у сільському господарстві Чим більше, тим гірше (1 група) № Найменування пестициду 1 БІ-58 . 2 Далапон . 3 Дропп . 4 Карате . 5 Которан . 6 Нітран . 7 Хлорат магнію . ПерсисКоефіцієнт мінливості Норма витентність хромосомних аберацій трати (кг/га) (днів) Чим менше, тим гірше (2 група) Концернтрація пестициду, яка ЛД50, ДОК, CK50, збільшує мг/кг мг/кг мг/л в два рази частоту хромосомних аберацій 3,27 0,30 30 180 1,00 3,00 0,022 2,18 37,5 360 4700 1,0 200 0,45 0,97 0,375 30 4000 7000 0,08 2,35 0,015 112 711 0,1 0,002 0,017 1,26 2,05 225 1515 0,1 200 0,008 4,21 1,75 160 4250 0,05 0,041 0,01 2,47 8,4 15 5050 1,0 600 0,5 У зв'язку з цим, для визначення ступеня екологічної небезпеки кожного з досліджуваних пестицидів і їхньої пріоритетності в забрудненні навколишнього середовища по сукупності показників, була проведена наступна математична обробка даних. На першому етапі здійснювалося нормування зазначених показників по наступній формулі: ' aij Bi , aij i i де: аij - показник і-того пестициду; 7 18584 8 аij' - нормована величина, підставлена в табмінімальна концентрація пестициду, що збільшує лицю 1 замість аij; частоту хромосомних аберацій у два рази. Ві - мінімальна величина в і-том стовпці (Ві = Усі показники в стовпцях другої групи були пеmin аij); ретворені по наступній формулі: Аі - максимальна величина в і-том стовпці [Аі = аij"= 1- аij', max аij). і замість усіх значень аij' підставляємо перетПри цьому нормуванні всі показники привоворені величини аij". дяться до єдиної шкали вимірів в інтервалі [0,1] зі На третьому етапі - вироблялося обчислення збереженням пропорційності розподілу величин на для кожного j-того пестициду узагальненого показвихідних шкалах. Максимальні величини в стовпника (Tj) по формулі: цях приймають значення, рівні одиниці, мінімальні 1 n - приймають значення, рівні нулю. bij, j n На другому етапі всі показники були розділені i 1 на дві групи. У першу групу ввійшли показники, що Tj - показник величини небезпеки пестициду; характеризуються вираженням "чим більше, тим bij - значення показників у перетвореній таблигірше", до яких відносяться коефіцієнт мінливості ці; хромосомних аберацій, норма витрати пестициду n - число показників. на гектар, персистентність. До другої групи були Проведені математичні операції дозволили віднесені показники протилежні показникам першої визначити величину екологічної небезпеки (Tj) для групи - "чим менше, тим гірше" – ЛД50, ДОК, СК50 і кожного із семи розглянутих пестицидів, застосовуваних у сільському господарстві (табл. 2). Таблиця 2 Перетворені показники екологічної небезпеки пестицидів Чим більше, тим гірше (1 група) № 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Найменування пестициду БІ-58 Далапон Дропп Карате Которан Нітран Хлорат магнію Коефіцієнт Норма мінливості витрати хромосомних (кг/га) аберацій Чим менше, тим гірше (2 група) Персистентність (днів) ЛД50, мг/кг ДОК, мг/кг СК50, мг/л Концентрація пестициду, яка збільшує в два рази частоту хромосомних аберацій Величина небезпеки (Tj) 0,710 0,373 0,000 0,426 0,090 1,000 0,008 1,000 0,010 0,000 0,054 0,046 0,043 1,000 0,043 0,281 0,609 0,420 1,000 0.072 0,216 0,891 0,726 0,164 0,000 0,000 0,947 0,947 1,000 0,005 0,971 0,000 1,000 0,971 1,000 0,032 0,102 0,854 0,982 1,000 0,996 0,400 0,503 0,187 0,647 0,628 0,661 0,463 0,224 0,000 0,000 0,000 0,914 0,000 0,229 Вивчені пестициди по фактору екологічної небезпеки розташувалися в наступний ряд: Нітран > Карате > Которан > Далапон > БІ-58 > Хлорат магнію > Дропп. У результаті проведеного ранжирування найбільше високо небезпечні в забрудненні навколишнього середовища виявляються пестициди з Tj>0,6: Нітран (Tj=0,661), Карате (Tj=0,647), Которан (Tj=0,628), що, очевидно, варто виключити зі сфери чи виробництва замінити їх менш генотоксичними препаратами. Пестициди, що укладаються в межі від 0,3 до 0,6 можна віднести до групи средньо небезпечних пестицидів, такі як Далапон (Tj=0,503) і БІ-58 (Tj=0,400). Пестициди, що попадають у межі нижче Т=0,3, очевидно, не викликають особливого побоювання і їх можна віднести до групи мало небезпечних: дефоліанти Хлорат магнію (Tj=0,229) і Дропп (Tj=0,187). Виходячи з вище сказаного, можна прийти до висновку, що інтегральна оцінка екологічної небезпеки пестицидів показала ефективність даного способу для визначення ступеня екологічної небезпеки вивчених препаратів. Визначено величину екологічної небезпеки для семи пестицидів, широко застосовуваних у сільськогосподарському виробництві. Проведено ранжирування досліджуваних препаратів по 3бальній шкалі (високо небезпечні, середньо небе 9 18584 10 зпечні і мало небезпечні), що дозволила виявити пропонований метод може бути з успіхом застосопріоритетні в забрудненні навколишнього середований у рослинництві, сільськогосподарському вища препарати (Карате, Которан, Нітран). виробництві, агроекологічних і гігієноОтже, запропонований спосіб оцінки екологічтоксикологічних дослідженнях.ної дії пестицидів, може бути використаний для Запропонований спосіб визначення екологічрозрахунку величини небезпеки пестицидів у заної небезпеки пестицидів з використанням комбібрудненні навколишнього середовища в сільськонованих методів математичного і цитогенетичного господарських районах. Даний показник дозволяє аналізів може бути використаний в екологічному проводити ранжирування досліджуваних препарамоніторингу об'єктів навколишнього середовища, тів по ступень їхньої екологічної небезпеки на вищо зазнають антропогенне навантаження, тому що рощувані культури по запропонованій шкалі з меє економічно вигідним, досить швидким у виконантою виявлення найбільше екологічно небезпечних ні, що дає чіткі результати. препаратів. Отримані дані свідчать про те, що за Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601