CC BY
31
HYGIENIC ASSESSMENT OF THE RISK OF GROUNDWATER CONTAMINATION WITH FUNGICIDES BASED ON DIMOXYSTROBIN
Korshun M.M., Ruda T.V., Korshun O.M., Dema O.V.
Г1ПЕИ1ННА ОЦ1НКА НЕБЕЗПЕЧНОСТ1 ЗАБРУДНЕННЯ П1ДЗЕМНИХ ВОД ФУНПЦИДАМИ НА ОСНОВ! Д1МОКСИСТРОБ1НУ
КОРШУН М.М., РУДА Т.В., КОРШУН О.М., ДЕМАО.В.
Нацюнальний медичний ушверситет iM. О.О. Богомольця, м. КиТв
УДК 614.7 : 628.1.036 : 632.952 K^40Bi слова: фунгщиди, дiмоксистробiн, забруднення пiдземних вод,порогова концентрацiя, оцiнка небезпечностк
учасна сiльськогосподарська практика невiд'eмно пов'язана з використанням хiмiчних засобiв захисту рослин [1]. Водночас хiмiзацiя стьського господарства е однieю з причин забруднення об'еклв довкiлля, зокрема поверхневих i пiдземних водойм. Вiдомо, що забруднення джерел водопостачання пестицидами можливе не лише за рахунок ïx надходження при застосуваннi, але й у результат змивання з поверхн Грунту або вертикально)' мiграцiï за його профтем з подальшим потраплянням у пщ-земнi води [2]. Проблема забруднення фунтових вод е актуальною на сьогодн i для урбашзова-них територм, i для сiльськоï мю-цевосл, адже 80% сiльського населення Укра'ни використо-вують фунтову воду як джерело децентралiзованого (мiсцевого)
водопостачання [3]. Зважаючи на це залишаеться актуальним питання науково' регламентаци безпечних рiвнiв пестицидiв у водi водойм та фунтк Особливо1 уваги з боку ппенюлв потре-бують стiйкi речовини, як здатнi тривалий час збер^атися у довкiллi. До таких високостмких пестицидiв належить дiмокси-стробiн - дюча речовина (д.р.) комбiнованого фунпциду Пiктор, концентрат суспензiï (КС).
Препарат ^ктор, КС (д.р. -дiмоксистробiн, 200 г/л i боска-лщ, 200 г/л) виробництва ф. БАСФ, Нiмеччина застосовують для боротьби з хворобами соняшника та рiпака у макси-мальнiй нормi витрат 0,5 л/га одноразово за вегетацмний сезон. Дiмоксистробiн належить до класу стробiлуринiв - квазюи-стемних фунгiцидiв з трансламн
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ФУНГИЦИДАМИ НА ОСНОВЕ ДИМОКСИСТРОБИНА Коршун М.М., Рудая Т.В., Коршун О.М., Дема Е.В.
Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев
Целью исследования была оценка опасности загрязнения димоксистробином грунтовых вод на основании математического моделирования и экпериментального изучения закономерностей его вертикальной миграции в системе «почва -грунтовые воды» и научное обоснование пороговой концентрации в почве по водно-миграционному показателю вредности для дальнейшей разработки предельно допустимой концентрации (ПдК) в почве. Материалы и методы. Прогноз опасности загрязнения подземных вод димоксистробином осуществлен на основании определения интегрального вектора опасности, исходя из индекса потенциального вымывания, периода полуразрушения вещества вследствие гидролиза и зоны биологического действия. При математическом моделировании процесса миграции димокси-стробина из почвы в грунтовые воды использованы уравнения регрессии, описывающие зависимость гигиенического норматива в почве от ПДК в воде водоемов. Экспериментальное изучение вертикальной миграции димоксистробина проведено на 6 фильтрационных колонах конструкции акад. Е.И. Гончарука с использованием модельного почвенного эталона № 1 и чернозема выщелоченного. Исходные концентрации димоксистробина в верхнем (0,2 м) слое почвы составляли 0,05; 0,1; 0,5 и 1,0 мг/кг. Отбор проб фильтрата на протяже-
нии первых 30 суток проводили ежедневно, далее - каждые 5 суток. Димоксистробин в фильтрате определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с пределом количественного определения 0,001 мг/дм3. Результаты. Димоксистробин отличается низкой или средней мобильностью по величине коэффициента сорбции органическим углеродом, но высокой способностью к миграции из почвы в подземные воды по индексу потенциального вымывания (ОиБ). Рассчитанная по уравнениям регрессии ориентировочно допустимая концентрация (ОДК) димоксистробина в почве составила 0,04 мг/кг и была в 2 раза ниже утвержденной в Украине ОДК. Интегральный вектор опасности для здоровья населения вследствие загрязнения подземных вод димоксистробином (138,6 баллов) соответствует высокому уровню. Экспериментально установлено, что димоксистробин является чрезвычайно подвижным в системе "почва - грунтовые воды". Уровни миграции димоксистробина из почвы в фильтрат зависят от типа поверхностного пахотного слоя и исходных концентраций вещества. Пороговая концентрация димоксистробина в почве по водно-миграционному показателю вредности установлена на уровне 0,05 мг/кг, что соответствует 1,5 максимальным нормам расхода. Поэтому использование препаратов на основе димоксистробина в максимальной рекомендованной норме расхода не приведет к загрязнению грунтовых вод в реальных почвен-но-климатических условиях Украины.
Ключевые слова: фунгициды, димоксистробин, загрязнение подземных вод, пороговая концентрация, оценка опасности.
© Коршун М.М., Руда Т.В., Коршун О.М., Дема О.В.
СТАТТЯ, 2016.
№ 2 2016 Environment & Health 24
нарною д1ею, механ1зм впливу яких на ф!топатогени полягае в шпбуванн! м1тохондр1ального дихання за рахунок блокування переносу електроыв м1ж цито-хромом Ь ! цитохромом с у мюц окислення уб1х1нолу, внаслщок чого спостер1гаеться припинен-ня вироблення енергп I загибель грибкових патоген1в. Тобто механ1зм д!Т строб1луринових фунпцид1в спрямований на кон-кретну м1шень, що в1дпов1дае новому стандарту у контрол1 над хворобами рослин [4].
В УкраУн для д1моксистроб1ну було затверджено допустиму добову дозу (ДДД) 0,005 мг/кг, ппен1чн1 нормативи в об'ектах довктля, зокрема й ор1ентовно допустима концент-рац1я (ОДК) у Грунт - 0,08 мг/кг, та анал1тичн1 методи, як1 дозво-ляють контролювати Ух дотри-мання (постанови державного сан1тарного лкаря № 9 в1д 29.02.2008, № 8 вщ 27.02.2010, № 23 вщ 05.12.2011).
Зг1дно з даними польових доотджень, як1 були проведен! у кра'Унах бвропи, д1моксистроб1н виявляли у Грунт протягом б!ль-ше року [5], тому 1снуе ймов1р-н1сть збереження та накопичен-ня його у поверхневих родючих шарах з подальшим надходжен-ням до стьськогосподарських рослин та у Грунтов! води. Отже, зг1дно з юнуючими в УкраУн пщ-ходами для м1н1м1зацп вторин-ного забруднення об'ект1в довк1лля внасл1док м1грац1У 1з фунту у сум1жн1 середовища та здмснення г1г1ен1чного контролю над використанням препа-рат1в на основ! д1моксистроб1ну необх1дно експериментально обГрунтувати його гранично допустиму концентрацю (ГДК) у Грунт!.
Враховуючи вищезазначене, метою роботи була оц1нка небезпечност1 забруднення д1моксистроб1ном Грунтових вод на п1дстав1 математичного моделювання та експеримен-тального вивчення законом1рно-стей його вертикально)' м1грацп у систем! «фунт - фунтов! води» та наукове обфунтування поро-говоУ концентрацп у фунт! за водно-м!грацмним показником шюдливост для подальшо'У роз-робки ГДК у Грунт!.
Матерiали та методи. Об'ектом дослщження був д!моксистроб!н - (Е)-2-(меток-си!м!н)-^метил-2-а-(2,5-ксили-локси)-о-тол!л] ацетамiд. Його хiмiчна формула - C1gH22N2Oз, молекулярна маса - 326,4 атом-них одиниць маси.
ФАКТОРИ ДОВК1ЛЛЯ I ЗДОРОВ'Я =
е
Структурна Речовина формула нелеткою, осюль-^отеистро&ну ки тиск насиченоУ СН3 пари та констан-о та Генр станов-
N лять вщповщно
С
^ С-N
Н
Н3С
lнтегральнiй вектор небезпеч-ностi (R) розраховано за формулою:
(2)
6410-6 мПа при 25°С та 1,87410-сн2 б сн3 10 при 20°С. о Погано розчи-
снч няеться у вод -4,3 мг/л при 20°С. Десятинний логарифм коефМ-ента розподiлу у системi октанол -вода (lg Ko/w) становить 3,59 при 20°С [6].
Для досягнення поставленоУ мети проведено оцiнку небез-печностi забруднення Грунтових вод згщно з [7-9], математичне моделювання та лабораторний експеримент з вивчення верти-кальноУ мiграцiУ дiмоксистробiну у системi «Грунт - фунтовi води» вiдповiдноi до [10-12].
Прогноз ризику забруднення пщземних вод дiмоксистробiном здмснено згiдно з методикою Сергеева С.Г. зi спiвавт. [9], яка передбачае визначення штег-рального вектора небезпечност (R), виходячи з трьох критерпв: iндексу потенцiйного вимивання (Groundwater Ubiquity Score -GUS), що характеризуе можли-вiсть мiграцiУ речовин iз Грунту у пiдземнi води; перюду натвруй-нацiУ (т50) речовини внаслщок гiдролiзу, що вiдображае трива-лють забруднення води; зони бiологiчноУ дм (Zbiol ef.), що свщ-чить про токсичнють i кумулятив-нiсть речовини.
Значення GUS i т50 у водi наведено з даних лтератури [5, 6]. Розрахунок зони бюлопчноУ д1У (Zbiol.ef.) здiйснено за формулою:
Zbiol.ef. = LD50/ Limch> (1)
де LD50 - середньосмертельна доза при одноразовому вве-денн у шлунок щурам, Limch -пор^ хронiчноУ дiУ при перо-рал ьному надходжены, якi для дiмоксистробiну становлять >5000 мг/кг та 4 мг/кг вщповщ-но згiдно з [5].
де х, у, ъ - бальна оцЫка Ыдексу потенцмного вимивання, перю-ду натвруйнацп внаслщок гщро-л!зу у вод! та зони бюлопчноУ дм в!дпов!дно до [9].
При математичному моделю-ванн! процесу м!грацп д!мокси-строб!ну !з Грунту у Грунтов! води використано р!вняння регресп, як! запропоновано у [13, 14] для розрахунку ОДК пестициду у Грунт!, виходячи з ГДК у вод! водойм (ГДКВ в):
Y = 0,24 + 2,49ТДКВВ., (3)
Y = 1,02 + 0,31Чд ГДКвв , (4)
Y = 2,28^ ГДКв в., (5)
Y=0,568+0,084•!n ГДКвв., (6)
де Y - ОДК у Грунт!, мг/кг.
Експериментальне вивчення вертикально) м!грацп д!мокси-строб!ну виконано на 6 фтьтра-ц!йних колонах конструкцп акад. 6.Г. Гончарука з висотою 1,05 м ! площею поперечного перер!зу 0,4х0,4 м кожна [10]. Нижню частину кожноУ колони завтовш-ки 0,8 м завантажували модель-ним Грунтовим еталоном № 1 (МГЕ № 1), який е сумшшю середньо- та др!бнозернистого р!чкового пюку з м!н!мальною сорбц!йною ! поглинальною та максимальною ф!льтрац!йною здатнютю. Для створення екс-тремальних умов м!грацп верхн! 0,2 м у двох колонах завантажу-вали МГЕ № 1. В !нших 4-х колонах верхнм орний шар моделю-вали чорноземом вилуженим, оск!льки чорноземи е найб!льш поширеними Грунтами в УкраУни ! займають 27,8 млн. га, або 46% УУ територ!У.
Д!моксистроб!н вносили ! р!в-ном!рно розпод!ляли у верх-ньому (0,2 м) шар! Грунту у юль-костях, що вщповщали 1,5; 3; 15 ! 30 максимальним нормам вит-рат (0,1 кг д.р./га), тим самим створювали концентрацп 0,05; 0,1; 0,5 ! 1,0 мг/кг вщповщно.
-
Tpивaлicть eкcпepимeнтy cra-нoвилa 70 дiб. Ha гажну кoлoнy щoдeннo пoдaвaли вoдy y кть-кocтi 5 л зi швидкicтю 3,5 мл/хв, щo poзpaxoвyвaли вiдпoвiднo дo [10], виxoдячи з мaкcимaльнoï для Укpaïни cepeдньopiчнoï нopми oпaдiв 1000 мл. Bíq6ip пpoб фiльтpaтy пpoтягoм пep-ших 30 дiб пpoвoдили щoдeннo, нaдaлi - кoжнi 5 дiб. Подготовку пpoб фiльтpaтy i кiлькicнe визнa-чeння дiмoкcиcтpoбiнy вигану-вaли згiднo з [15]. Мeжa кшькю-нoгo визнaчeння дiмoкcиcтpoбi-ну y вoдi мeтoдoм виcoкoeфeк-тивнoï piдиннoï xpoмaтoгpaфiï -0,001 мг/дм3.
Рeзyльтaти тa ïx oбгoвopeння. Вiдoмo, щo пpoцec мiгpaцiï пecтицидiв y фунт^ пepeмiщeн-ня ïx y cиcтeмi «фунт - пiдзeмнi вoди» e peзyльтaтoм cклaднoï взaeмoдiï низки фaктopiв: ф!зи-кo-xiмiчниx влacтивocтeй peчo-вини, xapaктepиcтик фунту, клн мaтичниx yмoв тa peглaмeнтiв зacтocyвaння xiмiчниx зacoбiв зaxиcтy pocлин [9, 10, 16]. Ймoвipнicть пoтpaпляння пecти-цидiв y фунтов! вoди зpocтae пpи збiльшeннi ïxньoï cтiйкocтi y фунт тa вoдi тa змeншeннi copбцiï кoмпoнeнтaми фунту. Зoкpeмa, y фyнтax з низьким вмютом гyмycy oчiкyeтьcя пщви-щeний pизик зaбpyднeння фун-тoвиx вoд [16].
3a дaними лiтepaтypи, y лaбo-paтopниx eкcпepимeнтax т50 дiмoкcиcтpoбiнy y фунт зaлeж-нo вщ фyнтoвo-lкniмaтичниx yмoв cтaнoвить 88-262 дoби (y cepeдньoмy 210) [6]. В aepoбниx yмoвax y фyнтax 6 типт пpи 20°C тa вoлoгocтi нa piвнi 40% вщ пoвнoï вoлoгoeмнocтi т50 дiмoк-cиcтpoбiнy cтaнoвить 88-401 дoби. Оcнoвнi йoгo мeтaбoлiти, як! yтвopюютьcя y фунт, мeнш cтaбiльнi [5]. 3a нижчoï тeмпepa-тypи y cтepильнoмy фунт, oco6-ливo в aнaepoбниx yмoвax, py^ нaцiя дiмoкcиcтpoбiнy yпoвiль-нюeтьcя. Ta^ в aepoбниx yмoвax пpи 5°C т50cтaнoвить 1203 дoби, y cтepильнoмy фунт пpи 20°C -733 дoби, в aнaepoбниx yмoвax пpи 20°C чepeз 120 д!6 збepiгa-лocя 93,2% виxiднoï кiлькocтi peчoвини [5]. Зaзнaчeнe дoзвo-ляе вiднecти дiмoкcиcтpoбiн зa cтaбiльнicтю y фунт дo ви^го-cтiйкиx cпoлyк (I i^ac нeбeзпeч-
нocтi) згiднo з [7].
У пoльoвиx yмoвax y фyнтax eвpoпeйcькиx кpaïн т50 дiмoкcи-cтpoбiнy cтaнoвить 2-39 д!6 (y cepeдньoмy 22,9) [6]. 3oкpeмa y дocлiджeнняx, пpoвeдeниx y Hiмeччинi, Icпaнiï тa Швeцií, T50
cклaв 16-39, 2-3 тa 34 дoби вщ-пoвiднo [5]. 3a 1 pk y фyнтax пepшиx двox кpaïн зaлишилocя 14,3-16,5% виxiднoï кiлькocтi peчoвини, y Швeцiï - 44%. Пoкaзaнo, щo зникнeння peчo-вини ¡з фунту cпoчaткy вiдбyвa-eтьcя дoвoл¡ швидго з т50 8-120 д!6, згoдoм yпoвiльнюeтьcя, i пepioд pyйнaц¡ï 90% виxiднoï кiлькocтi peчoвини (тд0) мoжe пepeвищити 500 д!6 [5]. Тэбто дiмoкcиcтpoбiн y пoльoвиx yмo-вax зникae ¡з фунту дeщo швид-шe, шж y лaбopaтopниx i мoжe бути вiднeceним зaлeжнo вщ фyнтoвo-lкniмaтичниx yмoв нe лишe дo виcoкocтiйкиx (I mac) чи c™^x (II mac), a й дo пoмip-нo (III mac) aбo нaвiть мaлocтiй-киx (IV mac) cпoлyк.
Дiмoкcиcтpoбiн гiдpoлiтичнo тa фoтoлiтичнo cтaбiльний: т50 внacлiдoк г¡дpoл¡зy пpи pH 4-9 тa 20°C i фoтoлiзy пpи pH 7 пoнaд
30 д!6 [6]. У cтepильниx бyфep-ниx poзчинax з pH 5, 7 i 9 пpи 25°C д^^и^^бт нe pyйнy-eтьcя пpoтягoм 30 д!6 [5]. Фoтoлiз пoмipнo cпpияe дeгpa-дaцiï дiмoкcиcтpoбiнy y вoд¡: т50 зa бeзпepepвнoгo oпpoмiнeння y
лaбopaтopниx yмoвax cтaнoвить 64,8 д!6 (y cтepильнoмy бyфep-нoмy poзчин¡ з pH 7) тa 14,1 дoби (y вoдi ¡з вoдoйми) [5]. У 2-x cиcтeмax «вoдa - ocaд» пpи ¡нку-бaц¡ï y тeмpявi пpи 20°C т50 дiмoкcиcтpoбiнy в yciй cиcтeмi cтaнoвить 302 тa 520 д!6. Зникнeння ¡з вoднoï фaзи в!д6у-вaeтьcя швидшe внacлiдoк нaкo-пичeння peчoвини в ocaдi: т50 y вoдi - 15 i 27 д!6, т90 - 136 i >200 д!6 [5]. В aнaлoгiчнoмy дocлiдi пpocтo нeбa т50 y вoднiй фaз¡ cтaнoвить 15,3 дoби, в ycrn cиcтeмi т50 - 26,9 дoби, т90 - 89,4 дoби [5]. Зaзнaчeнe cвiдчить, щo зa кpитep¡eм «cтaбiльнicть y вoдi» дiмoкcиcтpoбiн нaлeжить дo виcoкocтiйкиx cпoлyк (I ^ac нeбeзпeчнocтi).
Дiмoкcиcтpoбiн, зaлeжнo в!д типу фунту, cepeдньo- aбo мaлopyxoмий зг¡днo з [8], пpo щo cв¡дчить кoeфiцieнт copбцiï, нopмoвaний нa вмют opгaнiчнo-гo вyглeцю (Кoc), 195,8-935,3 мл/г (y cepeдньoмy 486,2) [5, 6]. Однaк iндeкc пoтeнцiйнoгo вимивaння (GUS) нa piвнi 3,05 [6] пiдтвepджye виcoкy ймoвip-нicть пoтpaпляння peчoвини y
Таблиця 1
Динамка вмюту дiмоксистробiну у фiльтратi
Tepiwrn cпocтepeжeння, дoбa Кoнцeнтpaц¡я* дiмoкcиcтpoбiнy y фiльтpaтi (мг/дм3) зaлeжнo вщ виду тa виx¡днoï кoнцeнтpaцiï peчoвини y rpyнтi (мг/кг)
МГЕ № 1 Чopнoзeм вилyжeний
0,05 0,1 0,05 0,1 0,5 1,0
1 н.в.** н.в. н.в. н.в. н.в. н.в.
5 н.в. н.в. н.в. н.в. н.в. н.в.
7 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001
8 0,0015 0,0043 <0,001 0,0017 0,0018 0,001
10 0,0025 0,0100 0,0010 0,0056 0,0056 0,0089
12 0,0030 0,0134 0,0019 0,0137 0,0106 0,0244
14 0,0025 0,0180 0,0026 0,0115 0,0163 0,0475
16 0,0017 0,0190 0,0015 0,0097 0,0132 0,0567
20 0,0010 0,0225 0,0011 0,0090 0,0178 0,0661
21 0,0010 0,0235 0,0010 0,0076 0,0228 0,0559
23 0,0010 0,0177 0,0010 0,0073 0,0151 0,0486
25 <0,001 0,0160 0,0010 0,0074 0,0171 0,0527
26 - 0,0142 <0,001 0,0068 0,0165 0,0450
29 - 0,0124 - 0,0057 0,0161 0,0455
36 - 0,0094 - 0,0037 0,0171 0,0442
39 - 0,0073 - 0,0032 0,0186 0,0257
50 - 0,0051 - 0,0016 0,0155 0,0348
60 - 0,0029 - - 0,0134 0,0248
70 - 0,0025 - - 0,0111 0,0183
Примтки: * — наведено середн значення з трьох визначень;
— н.в. — не виявлено.
№ 2 2016 Environment & Health 26
HYGIENIC ASSESSMENT OF THE RISK OF GROUNDWATER CONTAMINATION WITH FUNGICIDES BASED ON DIMOXYSTROBIN KorshunM.M., Ruda T.V., Korshun O.M., Dema O.V.
A.A. Bohomolets National Medical University, Kyiv
Objective. We assessed a risk ofgroundwater contamination with dimoxystrobin based on mathematical modeling and experimental study of its vertical migration in the "soil - groundwater" system and a scientific substantiation of the threshold concentration in soil by water-migration index of the risk for the further development of maximum allowable concentration (MAC) in soil. Materials and мethods. A forecast of the risk of groundwater contamination with dimoxystrobin was conducted on the basis of the determination of the integral risk vector, proceeding from the index of leaching potential, period of substance half-destruction due to a hydrolysis and a zone of biological action. During the mathematical modeling of dimoxystrobin migration from soil into groundwater we used the regression equations, describing a dependence of the hygienic standards in soil from the MAC in water reservoirs. Experimental study of dimoxystrobin vertical migration was performed on 6 filtration columns, designed by Acad. E.I Honcharuk, with a use of the model soil reference № 1 and leached black earth. Initial concentrations of dimoxystrobin in the upper (0.2 m) layer of soil made up 0.05; 0.1; 0.5 and 1.0 mg/kg. During the first 30 days sample selection of filtrate was performed daily, then - every
5 days. Dimoxystrobin in the filtrate was determined by the method of high-performance liquid chromatography with a limit of quantitative determination of 0.001 mg/dm3.
Results. Dimoxystrobin has a low or medium mobility by the rate of organic carbon adsorption coefficient but a high ability to migration from soil into groundwater by the index of the potential elution. The tentative allowable concentration (TAC) of dimoxystrobin in the soil, calculated by the regression equations, made up 0.04 mg / kg, it was half as many as the TAC approved in Ukraine. Integral vector of the risk for the health of the population due to the groundwater contamination with dimoxystrobin complies with a high level (138,6 points). Dimoxystrobin was established experimentally to be extremely mobile in the "soil-groundwater" system. Migration levels of dimoxystrobin from soil to filtrate depend on the type of the surface arable layer and the initial concentrations of the substance. The threshold dimoxystrobin concentration in soil by water-migration risk coefficient was determined on the level of 0.05 mg/kg, which corresponded to 1.5 maximum rates of application. Therefore, a use of the preparations, based on dimoxystrobin in a maximum recommended rate of application, will not cause a contamination of groundwater under the real soil-and-climatic conditions of Ukraine.
Keywords: fungicides, dimoxystrobin, groundwater contamination, threshold concentration, risk assessment.
пщземн! води внаслщок м1граци 1з Грунту.
Для прогнозу небезпечност для здоров'я населення забруд-нення пщземних вод внаслщок вертикально)' м1грацп д1мокси-стробшу 1з Грунту проведене визначення штегрального вектора небезпечност1 за методикою Сергеева С.Г. з1 сп1вавт. [9]. Бальна оцшка шдексу потенцй ного вимивання (GUS = 3,05), перюду натвруйнаци внаслщок гщрол1зу у вод1 (т50>100 д1б) та зони бюлопчноУ дм (Zbiolef. = 1250) становить по 80 бал1в для кожного критерш. 1нтегральний вектор, розрахований згщно з формулою (2), становить 138,6 та свщчить про високий р1вень небезпечност для здоров'я забруднення Грунтових вод д1моксистроб1ном i необхщнють обов'язкового врахування про-цесу його мiграцiУ у системi «Грунт - Грунтовi води» при обГрунтуванн ппешчного нормативу у Грунт для попереджен-ня забруднення джерел децент-ралiзованого водопостачання. На жаль, чинна в УкраУн методика розрахункового обГрунтуван-ня ппешчного нормативу пести-цидiв у Грунт [12], згщно з якою обГрунтовано ОДК дiмоксистро-бшу на рiвнi 0,08 мг/кг, не врахо-вуе зазначений шлях мiграцiУ.
Перед проведенням експери-ментальних дослщжень нами на
пiдставi рiвнянь (3-6), як опи-сують залежнють мiж ГДК речо-вини у Грунт у разi УУ обГрунту-вання за лiмiтуючим водно-мг рацмним показником шкщливо-CTi та ГДК у водi водойм, розра-хован орiентовно допустимi кон-центраци дiмоксистробiну у Грунт: 0,25; 0,25; 0,12 та 0,08 мг/кг вщповщно. Для пщвищен-ня надмност нормативу, обГрун-тованого на пiдставi рiвнянь
(3-5), як ОДК рекомендовано обирати найменшу з розрахова-них величин, тобто 0,12 мг/кг, а також враховувати 3 коефМенти запасу [13]. Зважаючи на те, що дiмоксистробiн е високостабть-ним у Грунту К1 вважаеться рiв-ним 3. Осктьки при вивченн вилуговування дiмоксистробiну з радюактивною мггкою 94,2103,3% загальноУ радюактивно-ст визначали у верхшх 18 см
Рисунок
Вплив типу Грунту на р1вн1 м1грацГГд1моксисистроб1ну у фшьтрат за вихщно'Г концентрацГГ у Грунт 0,1 мг/кг
0,03
10 20 30 40 50 70 Термш спостереження, доба
70
80
-♦— МГЕ №1
■ 'Чорнозем вилужений
0
колони [5] i за глибиною мiграцií, згщно з [7], його можна вщнести до III класу небезпечностi, то К2 дорiвнюe 1. Оскiльки метабол™, яю утворюються у Грунт через руйнацю дiмоксистробiну, не е стабтьншими за вихiдну речо-вину i малотоксичними, то К3 дорiвнюе 1. Тодi ОДК дiмокси-стробiну у Грунт згiдно з [13] становить 0,04 мг/кг. Вщповщно до [14] для пщвищення надмно-стi нормативу, обГрунтованого на пiдставi рiвняння (6) - 0,08 мг/кг, вводиться коефМент запасу 2, тобто ОДК також становить 0,04 мг/кг Таким чином, концент-ращя дiмоксистробiну, яка утво-риться у Грунтовм водi внаслiдок його вертикальноí мiграцií iз Грунту, не перевищуватиме 0,003 мг/дм3 за його вмiсту у Грунт на рiвнi 0,04 мг/кг i нижче, що не було враховано пщ час обгрунтування затвердженоí в Укра'|'ш ОДК у Грунтi.
При експериментальному вив-ченнi процесу мiграцií дiмокси-стробiну iз Грунту у фтьтрат вста-новлено, що Ытенсивнють i три-валiсть мiграцií речовини у Грун-товий потiк залежить вщ його вихщно)' концентраци у поверхне-вому шарi Грунту (табл. 1). Максимальний вмiст пестициду у фтьтрат за вихщно)' концентраци у МГЕ № 1 0,05 мг/кг становить 0,003 мг/дм3, а за 0,1 мг/кг -0,0235 мг/дм3, що в останньому випадку у 7,8 разiв перевищуе ГДК у водi водойм (0,003 мг/дм3). Вказан максимальнi концентраци вiдзначенi на 12 i 21 добу вщ-повiдно. Вмiст дiмоксистробiну у фтьтрат за вихщно)' концентраци 0,05 мг/кг вже на 25 добу нижчий за межу ктькюного визначення (МКВ) 0,001 дм3, тодi як за 0,1 мг/кг на 70 добу у 2,5 рази перевищуе МКВ.
У чорноземi вилуженому за вихщних концентрацм дiмокси-стробiну у Грунт 0,05; 0,1; 0,5 i 1,0 мг/кг максимальний вмют речовини у фтьтрат становить 0,0026; 0,0137; 0,0228 i
0,0661 мг/дм3 вщповщно, що у трьох останшх випадках у 4,6; 7,6 i 22,0 рази вище за ГДК у водi водойм. Вказанi максимальнi концентрацií було вщзначено на 14, 12, 21 i 20 добу вiдповiдно. BMicT дiмоксистробiну у фтьт-ратi за вихщно)' концентраци 0,05 мг/кг вже на 26 добу нижчий за МКВ, тодi як за 0,5 мг/кг на 70 добу у понад 10 разiв перевищуе МКВ.
1нтенсившше i тривалше дiмоксистробiн мiгруе iз МГЕ № 1 (рис.). За вихщно)' концентраци у Грунтi 0,1 мг/кг максимальний вмют речовини у фтьтрат становить у разi мГе № 1 0,0235 мг/дм3, чорнозему вилу-женого - 0,0137 мг/дм3, що в 1,7 рази нижче (табл. 1). При цьому на 50 добу надходження у фтьтрат iз МГЕ № 1 становить 0,0051 мг/дм3, а iз чорнозему вилуже-ного - 0,0016 мг/дм3, тобто у 3,2 рази менше.
Наведен дан свщчать про над-звичайну рухливють д1моксистро-бiну у системi «Грунт - Грунтовi води». Бтьшу мобiльнiсть д1мок-систробiн демонструе у МГЕ № 1 (табл. 2). Так, за однаково'1 почат-ково'| концентраци д1моксистро61-ну у Грунт 0,1 мг/кг у результат мiграцií iз МГЕ № 1 сумарна кть-кiсть речовини, виявлена у фтьтрат, становить 2,338 мг, або 46,8% вщ внесено)' у колону кть-костi, а у випадку чорнозему вилу-женого - 1,058 мг, або 21,2%. Загалом у дiапазонi вихщних кон-центрацм 0,05-0,1 мг/кг iз МГЕ № 1 до фтьтрату переходить 6,2-46,8%, iз чорнозему вилуже-ного за концентрацм 0,05-1,0 мг/кг - 4,9-21,2% вихщно)' ктько-стi речовини вщповщно. Отже, дiмоксистробiн е надзвичайно рухомим у системi «Грунт - Грун-товi води» i у разi МГЕ № 1 з низь-кою сорбцiйною здатнiстю, i у разi чорнозему вилуженого.
Таким чином, ттьки за вихщ-ноí концентраци д1моксистро6|-ну у поверхневому шарi Грунту 0,05 мг/кг, яка вщповщае 1,5
Баланс дiмоксистробiну у ^CTeMi
Таблиця 2 'Грунт - rpyHTOBi води"
Показник
К1льк1сть д1моксистроб1ну, яку внесено у колону, мг
Ктькють д1моксистробшу, якузнайденоуф1льтрат1, мг
% до внесеного у колону
Тип Грунту i вих1дний вм1ст д1моксистроб|ну у поверхневому (20 см) шарi Грунту (мг/кг)
МГЕ № 1 Чорнозем вилужений
0,05 0,1 0,05 0,1 0,5 1,0
2,5 5 2,5 5 25 50
0,154 2,338 0,122 1,058 2,611 7,252
6,2 46,8 4,9 21,2 10,4 14,5
максимальним нормам витрат (0,1 кг д.р./га), вмют речовини у фтьтрат не перевищив величину ГДК у водi водойм 0,003 мг/дм3.
Отриман нами результати добре кореспондуються з дани-ми л^ератури. Так, Агенщя з охо-рони навколишнього середови-ща США (EPA US) для оцшки потенцмного ризику для здо-ров'я при споживанн води, яка забруднена пестицидами внасш-док мiграцií iз Грунту, широко застосовуе модель SCI-GROW (скринiнг концентрацií у Грунто-вих водах) [17, 18]. SCI-GROW оцЫка враховуе швидкiсть дегра-даци речовини у Грунт, коефМ-ент сорбцп Кос, норму витрат, кратнiсть застосування пестициду протягом вегетацмного сезону та показуе максимально мож-ливу концентрацiю сполуки у Грунтових водах (мкг/дм3) за норми витрат 1 кг(л)/га. Згiдно з [6] зазначений показник для дiмоксистробiну становить 3,59410-01 мкг/дм3. Крiм того, математичне моделювання, про-ведене з урахуванням т50 дiмок-систробiну 82,5 дiб, показало, що концентрацiя вихщно'| речовини у Грунтовiй водi не перевищить 0,1 мкг/дм3 - граничний рiвень для питно'| води в бврот [5]. Зазначене було пщгверджено результатами лiзиметричних до-слiджень, проведених у Hi-
меччинi [5].
Висновки
1. Дiмоксистробiн - дiюча речовина препарату ^ктор, КС е високостйким у водi та Грунтi (1 клас небезпечностi згiдно з ДСан^Н 8.8.1.002-98), вiдрiз-няеться низькою або середньою мобiльнiстю за величиною кое-фiцiента сорбцií органiчним вуг-лецем (Кос), але високою здатнн стю до мiграцií iз Грунту у пщ-земнi води за Ыдексом потенцй ного вимивання (GUS). Високий рiвень небезпечностi для здо-ров'я населення Грунтових вод, як забрудненi дiмоксистробiном внаслiдок його мiграцií iз Грунту, пiдтверджуе iнтегральний вектор небезпечност - 138,6.
2. Дiмоксистробiн за результатами експериментального вив-чення процесу вертикально)' м^-рацií е надзвичайно рухливим у системi «Грунт - Грунтовi води». Рiвнi його мiграцií iз Грунту у фiльтрат залежать вщ типу поверхневого орного шару та вихiдних концентрацiй речовини. За однакових шших умов iз МГЕ № 1 дiмоксистробiн мiгруе бiльшою мiрою, нiж iз чорнозему вилуженого.
№ 2 2016 Environment & Health 28
3. noporoBa кoнцeнтpaцm
fliMOKCMCTpoôÎHy y fpyHTi 3a BOflHo-Mirpa^MHMM noKa3HMKoM WKignMBocri, aKa 6yna BM3HaHeHa b eKcTpeManbHMx fpyHToBo-Kni-MaTMHHMX yMOBaX, cTaHoBMTb
0,05 Mr/Kr i rapaHTye goTpMMaHHa 3aTBepgxeHoro ririeHÎHHoro Hop-MaTMBy fliMOKCMCTpoôiHy y Bogi
BOflOMM (0,003 Mr/gM3).
4. BMKopMCTaHHa npenapaTy
niKTop, KC Ha ocHoBi aîmokcm-cTpoôiHy y peKoMeHgoBaHiM MaK-cMMa^bHiw HopMi BMTpaT 0,5 n/ra He npM3Bege go 3a6pygHeHHa ^pyHToBMX Bog y fpyHToBo-KniMa-tmhhmx yMoBax YKpaïHM. .niTEPATYPA
1. MoHapx B.B. O^HKa eKonoriH-hmx pM3MKiB 3a6pygHeHHa nec™^-gaMM KoMnoHeHTiB arpoeKocwcre-mm / B.B. MoHapx // 36anaHcoBaHe npMpofloKopMCTyBaHHH. - 2014. -№ 1. - C. 206-212.
2. flMHaMiKa 3anMWKoBMx Kinb-KocTeM necTM^giB y Bogax cinb-cbKorocnogapcbKoro npM3Ha-neHHH b yMoBax nonTaB^MHM /
B.B. KoBa.b, B.O. HaTanoHKa,
C.K. TKaneHKo, O.B. MiHeHKo // BicHMK no.TaBCbKoï gepxaBHoï arpapHoï aKageMiï. - 2011. -№ 1. - C. 22-26.
3. CeMHyK fâ.C. reocTaTMHHMM
aHa.i3 3a6pygHeHHa fpyHToBMx Bog 3a gaHMMM cnocTepexeHb akoct Konoga3Hoï BogM perioHy / ra.C. CeMHyK, A.P. E^o.T // BicHMK BiHH^bKoro no.iTexHiH-Horo iHcTMTyTy. - 2013. - № 3. -C. 17-21.
4. Understanding the strobilurin fungicides / D.W. Bartett,
G.M. Clough, C.R.A. Godfrey et al. // Pesticide Outlook. - 2001. -№ 12. — P. 143-148.
5. Conclusion regarding the peer review of the pesticide risk assessment of the active substance dimoxystrobin: EFSA Scientific Report. - 2005. —
№ 46. - P. 1-82.
6. ^mmokcmctpoômh: ocHoBHaa MH^opMa^a o necTM^ge ^.eKTpoHHbiM pecypc]: PPDB: Pesticide Properties Data Base. -PexMM gocTyna: http://rupest.ru /ppdb/dimoxystrobin.html.
7. necTM^flM. KnacM^iKa^a 3a
cTyneHeM He6e3neHHocTi : ACaHniH 8.8.1.002-98 // 36. BaxnMBMx o^Mmhmx MaTepianiB 3 caHiTapHMx i npoTMenigeMiHHMx nMTaHb. - kmïb, 2000. - T. 9, h. 1. - C.249-266.
8. MeTogb o^hkm экonoгмнe-ckom onacHocTM necTM^goB npM mx perncTpa^M (PyKoBogcTBo no Knaccw^MKa^HM экonoгмнecкoM onacHocTM necTM^goB) / peg. B.C. Hop6aToB. - Bonbmwe Ba3eMb, 2010. - 17 c.
9. Индикаторные критерии и прогноз опасности загрязнения подземных вод гербицидами на основе эфиров кислот /
С.Г. Сергеев, А.П. Гринько, И.В. Лепешкин и др. // Современные проблемы токсикологии. - 2010. - № 2-3. - С. 76-79.
10. Гончарук Е.И. Гигиеническое нормирование химических веществ в почве: Руководство / Е.И. Гончарук, Г.И. Сидоренко. - М. : Медицина, 1986. - 320 с.
11. Методические рекомендации по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почве : МР № 2609-82. - М., 1982. - 57 с.
12. Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов: МУ № 4263-87. - К. : М-во здравоохранения УССР, 1988. - 210 с.
13. Методика розрахункового ппеычного нормування пестицидiв у фунтг - Ки'|'в, 2005. - 2 с. (1нф. лист про нововведення у системi охорони здоров'я / Укрмедпатент-Ыформ, № 131-2005).
14. Перспективы развития гигиенического нормирования химических антропогенных соединений в почве / Е.Г. Моло-жанова, Л.П. Петрашенко, ТВ. Юрченко, Н.В. Колонтаева // Гиг. насел. мест. - Киев, 2001. -Вып. 38, т. 1. — С. 247-249.
15. Методичн вказiвки з визначення дiмоксистробiну у водi методом високоефектив-но'| рщинно'| хроматографи: МУ № 839-2008 // Методичш вка-зiвки з визначення мiкрокiлько-стей пестицидiв у харчових продуктах, кормах та навко-лишньому середовищг - Кшв, 2011. - № 74. - С. 84-97.
16. Наземцева Я.О. Моде-лювання мiграцiï пестицидiв у фунтах вщ джерел постмного забруднення / Я.О. Наземцева, Д.О. Лазненко // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - 2013. - № 4/10 (64). - С. 12-15.
17. Cohen S. Recent examples of pesticide assessment
and regulation under FQPA / S. Cohen // Agricultural chemical news. - 2000. - Vol. 20 (1). — P. 41-43.
18. Cohen S. Successful evaluation of EPA's new screening model /
S. Cohen // Agricultural chemical news. - 1998. - Vol. 18 (4). — P 55-57.
REFERENCES
1. Monarkh V. V. Zbalansovane pryrodokorystuvannia. 2014 ; 1 : 206-212 (in Ukrainian).
2. Koval V.V., Natalochka V.O., Tkachenko S.K., Minenko O.V.
Visnyk Poltavskoi derzhavnoi ahrarnoi akademii. 2011; 1 : 22-
26 (in Ukrainian).
3. Semchuk Yu.S., Yashcholt A.R. Visnyk Vinnytskoho politekhnich-noho instytutu. 2013 ; 3 : 17-21 (in Ukrainian).
4. Bartett D.W., Clough G.M., Godfrey C.R.A., Godwin J.R., Hall A.A., Heaney S.P., Maund S.J. Pesticide Outlook. 2001 ; 12 : 143-148.
5. Conclusion Regarding the Peer Review of the Pesticide Risk Assessment of the Active Substance Dimoxystrobin: EFSA Scientific Report. 2005 ; 46 : 1-82.
6. Dimoksistrobin: osnovnaia informatsiia o pestitside [Dimo-xystrobin: Main Information on Pesticide] : PPDB: Pesticide Properties Data Base. Available at : http://rupest.ru/ppdb/dimoxys-trobin.html (in Russian).
7. Pestytsydy. Klasyfikatsiia za stupenem nebezpechnosti : DSanPiN 8.8.1.002-98 [Pesticides. Classification by the Degree of Danger : National Sanitary Rules and Norms 8.8.1.002-98]. In : Zbirnyk vazh-lyvykh oficiinykh materialiv z sani-tarnykh i protyepidemichnykh pytan [Collection of the Important Official Materials on Sanitary and Anti-Epidemic Issues]. Kyiv ; 2000 ; 9 (1) : 249-266 (in Ukrainian).
8. Gorbatov V.S. (ed.) Metody otsenki ekologicheskoi opasnosti pestitsidov pri ikh registratsii (Rukovodstvo po klassifikatsiiam ekologicheskoi opasnosti pestitsidov) [Methods for the Assessment of the Ecological Danger of the Pesticides at their Registration (Guides on the Classification of the Ecological Danger of Pesticides]. Bolshie Viazemy (Russia) ; 2010 : 17 p. (in Russian).
9. Sergeev S.G., Grinko A.P., Lepeshkin I.V., Kolontaeva N.V. Sovremennye problemy tok-sikologii. 2010 ; 2-3 : 76-79 (in Russian).
10. Goncharuk E.I., Sidoren-
ko G.I. Gigienicheskoe normirova-nie khimicheskikh veshchestv v
pochve: rukovodstvo [Hygienic Standardization of the Chemical Substances in Soil : Manual]. Moscow : Meditsina ; 1986 : 320 p. (in Russian).
11. Metodicheskie rekomendat-sii po gigienicheskomu obosno-vaniiu PDK khimicheskikh veshch-estv v pochve [Methodical Recommendations on the Hygienic Substantiation of the MAC of Chemical Substances in Soil] : MR № 2609-82. Moscow ; 1982 : 57 p. (in Russian).
12. Metodicheskie ukazaniia po gigienicheskoi otsenke novykh pestitsidov [Methodical Instructions on the Hygienic Assessment of the New Pesticides] : MU
№ 4263-87. Kiev ; 1988 : 210 p. (in Russian).
13. Metodyka rozrakhunkovoho hihiienichnoho normuvannia pestytsydiv u hrunti [Methodology for the Calculation Hygienic Standardization of the Pesticides in Soil]. Kyiv ; 2005 ; 2 p. [Information Letter № 131-2005 on the Innovations in the System of Public Health / Ukrmedpatentinform].
14. Molozhanova E.G., Petra-shenko L.P., Yurchenko T.V., Kolontaeva N.V. Perspektivy razviti-ia gigienicheskogo normirovaniia khimicheskikh antropogennykh soedinenii v pochve [Prospects in the Development of the Hygienic Standardization of the Chemical Anthropogenic Compounds in Soil]. In : Gigiena naselennykh mest [Hygiene of Settlements]. Kiev ; 2001 ; 38(P1) : 247-249 (in Russian).
15. Metodychni vkazivky z vyznachennia dimoksystrobinu u vodi metodom vysokoefektyvnoi ridynnoi khromatohrafii : MU
№ 839-2008 [Methodical Instructions for the Determination of Dimoxystrobin in Water by the Method of High-Efficient Liquid Chromatography : MU № 8392008]. In : Metodychni vkazivky z vyznachennia mikrokilkostei pestytsydiv v kharchovykh produk-takh, kormakh ta navkolyshnomu seredovyshchi [Methodical Instructions for the Determination of Microquantities of the Pesticides in Food Products, Forage and Environment]. Kyiv ; 2011; 74 : 84-97 (in Ukrainian).
16. Nazemtseva Ya.O., Laznen-ko D.O. Vostochno-evropeiskii zhurnal peredovykh tekhnologii. 2013 ; 4/10 (64): 12-15
(in Russian).
17. Cohen S. Agricultural Chemical News. 2000 ; 20 (1) : 41-43.
18. Cohen S. Agricultural Chemical News. 1998 ; 18 (4) : 55-57.
Hagrnwna go pegaK^Ï 01.02.2016.
PROGNOSTICATION OF AIR POLLUTION EFFECT ON THE MORBIDITY OF THE POPULATION IN THE INDUSTRIAL CITY
Hrebniak M.P., Fedorchenko R.A.
ПРОГНОЗУВАННЯ ВПЛИВУ АТМОСФЕРНОГО ЗАБРУДНЕННЯ НА ЗАХВОРЮВАН1СТЬ НАСЕЛЕННЯ 1НДУСТР1АЛЬНОГО М1СТА
KicTb довкшля, передуем атмосферного пов^ря, зу-мовлюе стан здоров'я насе-лення iндустрiальних мют. Провщним принципом бвро-пейського законодавства про якють пов^ря е оцшка рiвнiв його забруднення з викори-станням емтричного моде-лювання [1-3]. У зв'язку з цим до актуальних проблем нале-жить об'ективiзацiя оцшки якост пов^ря та впливу на здоров' я населення специ-фiчних забруднювачiв [4, 5].
Актуальшсть проблеми. Забруднення атмосферного пов^ря суттево впливае на здоров'я людей, адже дихан-ня — це основа життедiяльно-ст будь-якого оргашзму. Внаслщок постмних та повто-рюваних впливiв на людину через пов^ря вони здатш зми нити якють життя та стан здоров'я населення нав^ь до
ГРЕБНЯК М.П., ФЕДОРЧЕНКО Р.А.
3anopi3b^ державний медичний ушверситет
УДК: 613.15 : 614.71/ . 72 : 616-02-037 : 614.78 (1-31)
K^40Bi слова: атмосферы забруднення, захворюванють, хвороби оргашв дихання, покроково-регресмш модель
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ ИНДУСТРИАЛЬНОГО ГОРОДА Гребняк Н.П., Федорченко Р.А.
Запорожский государственный медицинский университет
Цель работы: обосновать модели прогнозирования влияния промышленных выбросов на заболеваемость населения. Материалы и методы исследования. Валовые выбросы в атмосферный воздух мегаполиса, показатели заболеваемости населения, коррелляционно-регрессионный анализ. Результаты и их обсуждение. Установлен характер зависимости промышленных выбросов от уровня использования мощностей производства. Обоснованы пошагово-регрессионные модели прогнозирования заболеваемости органов дыхания с учетом характера атмосферных загрязнений. Для заболеваемости и распространенности болезней органов дыхания приоритетными являются объемы выбросов в атмосферный воздух аммиака, стирола, фенола, серной и азотной кислот, сероводорода, толуола; из концентраций прогностически значимыми являются фенол, диоксид азота, хлориды и фториды водорода. Практическая апробация разработанных моделей для взрослых и детей свидетельствует о наличии очень высокой взаимосвязи с выбросами и указывает на высокую достоверность прогнозирования заболеваемости (87,7-91,6%, р<0,05).
Ключевые слова: атмосферные загрязнения, заболеваемость, болезни органов дыхания, пошагово-регрессионные модели.
© Гоебняк М.П., Федорченко Р.А. СТАТТЯ, 2016
№ 2 2016 Environment & Health 30
