Загрязнение пестицидами

5.2.1. Понятие пестицидов, классификация

Пестициды - вещества химического и биологического происхождения, применяемые для уничтожения сорняков (гербициды), насекомых (инсектициды), грызунов (зооциды), возбудителей болезней растений, в качестве дефолиантов (для уничтожения листьев), десикантов (для обезвоживания растений) и регуляторов роста растений и т.д. В настоящее время предусмотрено использование около 600 препаратов на основе 300 действующих веществ, относящихся к различным группам химических соединений. Пестициды подразделяются на хлор-, ртуть-, и фосфорорганические соединения, синтетические пиретроиды, медьсодержащие фунгициды и т. д.

С гигиенической позиции принята следующая классификация пестицидов:

1. По токсичности при однократном поступлении в организм через желудочно-кишечный тракт пестициды делятся:

· на сильнодействующие ядовитые вещества - ЛД₅₀ до 50 мг/кг, (ЛД₅₀ наименьшая доза, вызывающая смерть 50 % подопотных животных),

· высокотоксичные - ЛД₅₀ 50-200 мг/кг,

· среднетоксичные - ЛД₅₀ 200-1000 мг/кг,

· малотоксичные - ЛД₅₀ более 1000 мг/кг.

2. По кумулятивным свойствам - на вещества, обладающие:

· сверхкумуляцией - коэффициент кумуляции меньше 1,

· выраженной кумуляцией - 1-3,

· умеренной кумуляцией - 3-5,

· слабовыраженной кумуляцией - более 5, где коэффициент кумуляции - отношение суммарной дозы препарата при многократном введении к дозе, вызывающей гибель животных при однократном введении.

3. По стойкости:

· очень стойкие - время разложения на нетоксичные компоненты свыше 2 лет,

· стойкие - 0,5-1 год,

· умеренно стойкие - 1-6 мес,

· малостойкие - 1 мес.

Нарушение гигиенических норм хранения, транспортировки и применения пестицидов, низкая культура работы с ними приводят к накоплению их в кормах, продовольственном сырье и пищевых продуктах. Попадая в организм человека, пестициды оказывают разностороннее токсическое действие, в зависимости от особенностей химической структуры и дозы поступления.

Применение химических средств защиты растений ставит три основные проблемы:

1. Первая из них связана с тем, что определенные пестициды, например ДДТ (хлорированные углеводороды) и ртутьорганические соединения, имеют

тенденцию накапливаться в живых организмах. Это явление называют эффектом биологического усиления.

2. Вторая проблема связана с продолжительностью сохранения пестицидов в почве или на культурных растениях после обработки. Хлорированные углеводороды, такие, как ДДТ, и пестициды, содержащие мышьяк, свинец или ртуть, относятся к группе устойчивых, они не разрушаются за время одного вегетационного сезона под действием солнца, экзоферментов или микроорганизмов.

Период полужизни у ДДТ, например, может продолжаться до 20 лет. За этот период только половина первоначально использованного ДДТ разложится до простых соединений.

Длительная устойчивость пестицидов является основным фактором в процессе вторичного загрязнения, когда продукты питания никогда не подвергавшиеся обработке пестицидами, тем не менее их содержат.

Циркуляция пестицидов может происходить по следующим схемам:

воздух - растения - почва - растения - травоядные животные - человек;

почва - вода - зоофитопланктон - рыба - человек.

Какое же место занимают пестициды среди других веществ, представляющих опасность для жизни человека? По данным ООН, из общего числа отравлений химическими средствами со смертельным исходом в мире на долю пестицидов приходится лишь 2,6 %.

Таким образом, пестициды, казалось бы, нельзя отнести к химическим средствам, представляющим ощутимую реальную опасность в повседневной жизни человека. В то же время существует опасность косвенного (через трофические, пищевые цепи) влияния пестицидов на здоровье человека и его наследственный аппарат.

Попавшее в организм постороннее вещество становится физиологически активным в том случае, когда оно предварительно соединяется с рецептором. В качестве рецептора могут служить белки клеточных мембран, ферменты и другие белки, способные встраиваться в биологические процессы. Основные данные относятся к накоплению препаратов в жировых клетках и материнском молоке.

3. Третья проблема - это способность вредителей становиться устойчивыми к пестицидам: пестициды перестают их убивать. Устойчивость организма к пестициду, или резистентность, - это биологическое свойство организма сопротивляться отравляющему действию пестицида, способность выживать и размножаться в присутствии химического вещества, которое раньше подавляло это развитие.

Это приводит к необходимости увеличения кратности химобработок, повышению концентрации применяемых пестицидов, что, в свою очередь, приводит к увеличению остаточных их количеств в продуктах питания.

Кроме того, развитие устойчивости у насекомых поставило под угрозу успешное использование пестицидов для борьбы с насекомыми - переносчиками заболеваний. Например, комары стали невосприимчивы сначала к ДДТ, а потом к пропоксуру, который заменил ДДТ. Сейчас снова наблюдается рост числа заболеваний малярией.

4. С четвертой проблемой столкнулись сравнительно недавно. Было установлено, что почвенные микроорганизмы адаптируются к пестицидам и начинают разрушать или использовать их, или угнетаются и погибают.

5.2.2. Токсиколого-гигиеническая характеристика пестицидов

Рассмотрим некоторые основные группы пестицидов.

Хлорорганические пестициды (ХОП). Применяют в сельском хозяйстве в качестве активных инсектицидов, акарицидов и фумигантов в борьбе с вредителями зерновых и технических культур. По химической природе пестициды этого класса представляют собой хлор производные ароматических углеводородов, циклопарафинов, терпенов. К ним относятся гексахлорбензол, гексахлорбутадиен, гамма-изомер ГХЦГ, ДДТ, ДД и др. Эти пестициды могут длительно (до 10 лет и более) сохраняться в почве, воздействовать на почвенную фауну и переходить в произрастающие растения, включаясь, таким образом, в пищевые цепи. ХОП чаще встречаются в листовых овощах (60 %) по сравнению с остальными овощными культурами. Наибольшие концентрации ХОП установлены у капусты, картофеля, тыквы, фасоли обыкновенной, наименьшие в баклажане, редисе. В овощах, собранных поздней осенью, содержание ХОП значительно ниже, чем собранных в сентябре. При этом растения, выращиваемые при высоком увлажнении почвы, более интенсивно и быстро усваивают пестициды, чем растущие на суше.

ХОП обладают эмбриотоксическим действием; вызывают пороки развития и мутагенные изменения. Некоторые из ХОП являются канцерогенами и аллергенами, что явилось основанием для ограничения либо запрещения их применения в отдельных регионах России.

Фосфорорганические пестициды (ФОП). ФОП - одна из наиболее распространенных и многочисленных групп пестицидов. К ним относятся афуган, актеллик, дибром, карбофос, бромофос, фталофос, хлорофос, цидиал и др. Большинство ФОП слаборастворимы в воде, по стойкости в окружающей среде ФОП значительно уступают ХОП. Однако некоторые из них сохраняют свои токсические свойства в почве и на растениях в течение нескольких месяцев и более, в результате чего, возможно их поступление в организм человека с продуктами питания, воздухом и водой. Боле устойчивы остаточные количества ФОП в плодах цитрусовых. Это объясняется их растворением в маслах кожуры плодов. Кроме того, ФОП присутствуют в течение довольно длительного времени хранящихся продуктах питания, например в зерне.

Хотя ФОП не накапливаются в организме так интенсивно, как ХОП, они все же обладают кумулятивными свойствами.

Симптомы хронических отравлений и острой интоксикации ФОП сходны между собой. Они выражаются в головной боли, ухудшении памяти, нарушении сна, дезориентации в пространстве, снижении роговичных рефлексов. Для некоторых ФОП характерны невриты и парезы.

Ртутьорганические пестициды (РОП). Они относятся к сильно действующим ядовитым веществам или высокотоксичным препаратам для теплокровных животных и человека. Их применяют ограниченно - только для обработки семян в борьбе с бактериальными и грибными заболеваниями.

В некоторых странах, например в России, Германии и Японии, применение их запрещено. Опасность этих препаратов для людей связана не только с их высокой токсичностью, но и с летучестью, вследствие которой пары ртути образуются при комнатной и более низкой температуре, что может привести к тяжелым отравлениям.

5.2.3. Технологические способы снижения остаточных количеств

пестицидов в пищевой продукции

На эффективность снижения остаточных количеств (ОК) пестицидов влияет характер распределения их в разных частях растения. Известно, что основное количество ФОП и ХОП концентрируется в кожуре плодов и овощей или на ее поверхности, практически не проникая внутрь плода. Следовательно, начальным этапом промышленной и кулинарной переработки фруктов, овощей и ягодявляется их мойка. Эффективность мойки значительно повышается при использовании салфеток, а также различных моющих средств, удаляющих жиры и воск (детергенты, каустическая сода, спирты). Соотношение между объемами продукта и моющей жидкости должно быть не менее 1: 5.

Более эффективным способом снижения ОК пестицидов в пищевых продуктах является очистка от наружных частей растения. Например, при удалении кожуры у цитрусовых, яблок, груш, бананов, персиков и т.д. достигается их максимальное освобождение ОК пестицидов - 90-100 %. Достаточно высоких степеней снижения ОК можно достичь при очистке картофеля, огурцов и томатов, при удалении наружных листьев у капусты и листовых овощей.

Освобождение продуктов питания от ОК пестицидов происходит при использовании традиционных технологий их переработки и кулинарной обработки, таких как варка, жарение, печение, консервирование, изготовление варенья, джема, мармелада и т.д.

В процессе сушки в зависимости от ее характера, вида сырья и свойств препаратов может происходить или концентрирование остатков пестицидов, или их удаление и разрушение.

При переработке зерновых культур ОК пестицидов неравномерно распределяются в различных фракциях помола. Наибольшие количества загрязнителей обнаруживаются обычно в отрубях, наименьшие - в муке тонкого помола.

Скорость деструкции ОК пестицидов в хранящихся продуктах зависит от условий. Температурные параметры, влажность среды, продолжительность хранения могут в значительной мере варьироваться в зависимости от вида продукта, его назначения и других условий.

При низких температурах (минус 18 ... минус 23 °С) снижение ОК обычно бывает незначительным даже в тех случаях, когда длительность хранения превышает 2 года. С повышением температуры и периодом хранения степень деструкции увеличивается.

Остаточное содержание пестицидов в мясных и молочных продуктах можно снизить путем их термической обработки. Наиболее эффективным в этом отношении является отваривание мяса в воде. При этом необходимо помнить о возможности перехода ОК пестицидов в бульон, а также иметь в виду, что некоторые пестициды могут в процессе варки трансформироваться с образованием более токсичных соединений.

Гигиеническое нормирование пестицидов в пищевых продуктах осуществляется в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01. В табл. 2 приведены допустимые уровни содержания пестицидов в отдельных группах пищевых продуктов.

Таблица 2

Допустимые уровни содержания пестицидов в пищевых

продуктах, мг/кг, не более

Окончание табл. 2.