CC BY
30
ПУТИ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ
СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ
Литвишко Валерий Семенович
канд. техн. наук, доцент РЭУ им. Г.В. Плеханова, РФ, г. Москва
E-mail: [email protected]
WAYS OF REDUCING TOXICITY CHEMICALS PLANT PROTECTION
PRODUCTS
Valery Litvishko
candidate of Technical Sciences, Associate Professor of REU, Russia Moscow
АННОТАЦИЯ
Образцы микрокапсулированного препарата метафоса исследовались в сравнении с его эмульсионной формой в острых опытах на лабораторных животных. Оценивалась токсичность препаратов при введении в желудок, местное раздражающее действие на кожу и слизистые оболочки глаз, кожно-резорбтивное действие. Влияние на репродуктивную функцию определялось исследованием эмбриотоксичности и тератогенности. Установлено, что микрокапсулирование позволяет отнести метафос из 1-й группы токсичности по гигиенической классификации (чрезвычайно токсичен) в 3-ю (умеренно токсичен).
ABSTRACT
The samples of microencapsulated metaphos were investigated in compareson with its emulsion form in acute experiments on laboratory animals. Toxicity of drugs administered in the stomach, local irritant effect on skin and mucous membranes of the eyes, skin-resorptive effect were evaluated. Influence on reproductive function was determined by research of embryotoxicity and teratogenicity. As result the microencapsulation can transfer metaphos from Group 1 toxicity hygienic classification (extremely toxic) to 3 (moderately toxic).
Ключевые слова: микрокапсулированная форма; эмбриотоксичность; тератогенность.
Keywords: microencapsulated form; embryotoxicity; teratogenicity.
В структуре химических средств защиты растений (ХСЗР) все большую роль играют системы контролируемого выделения, обеспечивающие высвобождение действующего вещества (пестицидов, удобрений, регуляторов роста, феромонов и т. д.) в среду действия по заданной концентрационно-временной программе. В таких системах достигается длительное (пролонгированное) введение ХСЗР в количествах ниже минимально-допустимого уровня токсического воздействия на животных и человека, но смертельных для вредителей растений.
Разновидностью систем контролируемого выделения являются микрокапсулированные формы на основе полимерных мембранных материалов [1, с. 491].
Исследования по снижению токсического воздействия проводились на примере метафоса (0,0-диметил-0-4-нитрофенилтиофосфат), являющегося эффективным средством для борьбы с вредителями хлопчатника, бобовых культур, томата, фруктовых деревьев и других сельскохозяйственных культур. Испытывались образцы пестицида в микрокапсулированной форме в сравнении с эмульсионной.
Микрокапсулированная форма представляла собой водную суспензию микрокапсул (МК) размером 5—40 мкм с поликарбомидными оболочками с содержанием активного вещества 80—90 %, эмульсионная форма — водную дисперсию пестицида. Сам метафос является широко используемым пестицидом в России и за рубежом. Его токсикологические показатели хорошо изучены. По степени воздействия на организм, в соответствии с классификацией вредных веществ, он относится к 1 -му классу опасности СДЯВ (сильнодействующие ядовитые вещества). Разрешен для применения в сельском хозяйстве в качестве инсектицида, но из-за высокой токсичности, эмбриотоксичности и других отрицательных свойств, связанных с неблагоприятным воздействием на теплокровных, человека и окружающую среду считается неперспективным препаратом.
Токсичность устанавливалась при введении в желудочно-кишечный тракт крысам самцам массой 250—300 г. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1.
П араметры острой токсичности для белых крыс
Параметры токсичности, мг/кг Форма мета( юса
Жидкая Микрокапсулированная
ДЛ16 35,0 344,0
ДЛ50 60,0 365,0
ДЛ84 88,0 399,0
Были проведены исследования токсичности на половозрелых белых мышах с массой тела 28,2±5,0 г. Клиническая картина интоксикации белых крыс и мышей, получавших метафос микрокапсулированный была однотипной и характеризовалась действием на центральную нервную систему. Большая часть гибели животных наблюдалась в первые сутки. Средняя ДЛ50 микрокапсулированного метафоса для белых мышей после статистической обработки материала составила 490,0 мг/кг по препарату или 122,3 мг/кг по действующему веществу (д.в.)
Как видно, микрокапсулирование повышает почти на порядок ДЛ50. Это позволяет отнести препарат из 1-ой группы токсичности по гигиенической квалификации (чрезвычайно токсичен) в 3-ю (умеренно токсичен).
При определении раздражающих свойств при нанесении на кожу и слизистые оболочки глаз, установлено, что микрокапсулированная форма обладает умеренно выраженным раздражающим действием. При нанесении препарата наблюдалась гиперемия при концентрациях 27,0 %, 13,5 %, 6,7 % и 3,3 % по д.в., исчезающая через 1—2 суток. Внесение в конъюктивальный мешок глаза кроликов 2-х капель вызывало катаральный конъюктивит, проходящий на 4—5 сутки. Рабочие растворы для обработки растений с концентрацией 0,08 % по д.в. не обладают указанным действием.
Изучение кожно-резорбтивного действия путем погружения хвостов мышей в суспензию МК метафоса показало, что способность проникать через
неповрежденную кожу у микрокапсулированного метафоса ниже. Установлено, что однократное воздействие микрокапсулированного метафоса в концентрации 27,0 % по д.в. вызвало заторможенность животных после опыта и слабую гиперемию кожи хвостов, проходящую через 2 часа.
Нанесение микрокапсулированного метафоса на выстриженную кожу спины кролика вызвало его гибель в течение 1-х суток при дозе 163 мг/кг по сравнению со 100 мг/кг для некапсулированной формы.
Влияние на репродуктивную функцию микрокапсулированной формы метафоса оценивалось его эмбриотоксичностью и тератогенностью. Исследования проводили на половозрелых белых крысах линии «Вистер». Масса крыс составляла 170—200 граммов. Животные были сформированы в 3 группы. Животным первой группы задавалась жидкая форма метафоса ( в дозе 1/8 ДЛ50 — 5,5 мг/кг), второй группе — микрокапсулированная (в дозе 1/8 ДЛ50 — 45,6 мг/кг). Третья группа была контрольной. Правильность эстрального цикла определяли по цитологической картине вагинального содержимого. Самок с циклом на стадии проэструс и эструс подсаживали к самцам в соотношении 2:1. Первым днем беременности считался день появления сперматозоидов во влагалищном содержимом (наличие сперматозоидов в вагинальных мазках). На 18—20 день беременности производили кесарево сечение крыс. При этом соблюдали правило поочередного вскрытия животных из разных групп. На вскрытии рассматривали рога матки и плаценты. Учитывалось количество желтых тел, мест имплантации и предимплантационная гибель, число живых и мертвых
плодов, число резорбций, общая эмбриональная смертность, вес плодов и их кранио-каудальный размер.
Для определения патологии внутренних органов плоды подвергали микроскопическому исследованию, разрезая на 9 сегментов. Самки каждой из обследуемых групп доводились до родов, чтобы проследить развитие потомства. При наблюдении за потомством учитывались: смертность, коэффициенты выживаемости и лактации, прирост массы в динамике, пол.
Наблюдения за беременностью самок-крыс показали, что в первой группе из 12 животных 4 крысы пали на 2—5 день беременности после затравки метафоса. В этой же группе из 12 крыс доводившихся до родов также наблюдался падеж после введения препарата (пало 4 головы на 3—7 день беременности). Во второй и контрольной группах падежа крысоматок не наблюдали. Была проведена оценка эмбрионального материала после убоя и вскрытия беременных крыс опытных и контрольной группах. Среднее количество эмбрионов на самку по группам было установлено следующее: в первой 6,8±0,6; во второй 7,9±0,4; и в контрольной 9,5±0,4. Масса эмбрионов составляла в среднем соответственно: 3,33±1,80 г; во второй 4,30±1,30 г; в третьей 3,70±0,50 г. Средний вес плаценты — соответственно: 0,67±0,01 г; 0,72±0,20 г; 0,69±0,10 г. Кранио-каудальный размер (мм) в первой группе отмечался 3,56±0,5; во второй 3,78±0,10 и в контрольной 3,28±0,20.
Микроскопическими исследованиями сигментальных срезов эмбрионов не было обнаружено каких либо аномалий во внутренних органах. В первой группе имело место замедленное развитие эмбриона и появление мозговой грыжи. Во второй и контрольной группах внешних аномалий развития не наблюдали. Плоды имели розовую окраску кожи и обнаруживали нормальные признаки жизни. Абортов не отмечали.
Исследования тератогенного действия различных форм метафоса показало
следующие нарушения зародышевого развития. В первой группе одна крыса разродилась двумя, другая восемью мертвыми крысятами. У остальных крыс всех групп роды происходили без осложнений. Наличие внешних уродств у крысят не обнаружено. Не установлено каких-либо отклонений в развитии лицевой части черепа, конечностей и брюшной стенки (пуповины). От животных первой группы было получено 38 крысят, среднее число в помете 6,8±0,6 с колебаниями от 3 до 9; различия массы от 6,3 до 7,3 г, кранио-каудальный размер от 3,6 до 4,0 мм. От животных второй группы было получено 97 крысят, среднее число в помете 7,9±0,4 с колебаниями от 6 до 11, масса варьировалась от 4,4 до 8,3 г, кранио-каудальный размер от 3,4 до 4,3 мм.
В контрольной группе было получено 114 крысят, среднее число в помете 9,5±0,4; с колебаниями от 3 до 12; масса варьировалась от 5,2 до 7,7 г кранио-каудальный размер от 3,3 до 3,9 мм. Жизнеспособность полученного потомства по группам находится на одном уровне. Количественное отношение самцов и самок в первой группе: самцов 3,8±0,5; самок 3,0±0,7; во второй соответственно 4,9±0,5 и 3,0±0,3 и в контрольной 5,7±0,4 и 3,8±0,4.
Как следует из полученных данных, в отличие от некапсулированной микрокапсулированная форма при введении в желудок крысам не вызывает тератогенного и эмбриотропного действия как в процессе онтогенеза, так и в постнатальный период их роста и развития.
В целом проведенные токсикологические испытания свидетельствуют о том, что микрокапсулирование в значительной степени уменьшает опасность интоксикации и является перспективным путем снижения токсического действия ХСЗР.
Список литературы:
1. Литвишко В.С., Рахмедов Б.Ч. Биологические аспекты применения микрокапсулированных пестицидов. Биология- наука ХХ! века: Материалы Международной конференции, М.: Макс Пресс, 2012. — с. 491—493.
