Понятие о ядах и отравлениях токсичность пестицидов

Токсичность пестицида – это его свойство в определенных количествах нарушать нормальные процессы жизнедеятельности вредного организма, вызывать его отравление и возможную последующую гибель. [2] [3]

Токсичность веществ из группы пестицидов зависит от их химического состава, количества, воздействующего на организм, пути поступления, механизмов и продолжительности действия, условий внешней среды, чувствительности, исходного состояния организма и ряда других факторов. [1]

Виды токсичности

Разделяют острую и хроническую токсичность веществ, определяя, таким образом, их действие на организм и опасность для человека. В защите растений в основном используются пестициды, обладающие острой токсичностью, которая обеспечивает быстрый эффект в отношении вредных организмов. В специальных случаях, когда применение больших количеств пестицидов представляет опасность для полезных организмов и человека, используют их хроническую токсичность, вводя в состав приманок малые доли отравляющих веществ и обновляя эти приманки каждый день в течение недели (например, применение антикоагулянтов крови – родентицидов). [3]

Факторы, влияющие на токсичность

Для различных организмов мерой токсичности пестицидов является доза – количество отравляющего вещества на единицу измерения объекта, вызывающее определенный эффект. Ее выражают в единицах массы пестицида по отношению к единице массы обрабатываемого объекта (мкг/г, мг/кг), объема (концентрация в мкг/мл, мг/л) или на объект (мкг/особь). При оценке токсичности того или иного вещества всегда учитывается общий биологический закон развития живых существ: жизнеспособность вида определяется степенью гетерогенности его популяции. Исходя из этого, оценка проводится с использованием определенного числа организмов и по некому усредненному показателю. Наиболее часто применяется доза, вызывающая 50%-ный эффект (угнетение какого-то жизненно важного процесса) или 50%-ную гибель подопытных организмов. В первом случае такую дозу обозначают, как эффективная доза ЕД₅₀, во втором это называется смертельной, или летальной дозой СД₅₀ или ЛД₅₀. Данные показатели также используются для определения степени устойчивости популяции к пестициду и избирательности действия пестицида на определенные виды организмов. [3]

Также токсичность вещества для живого организма зависит от дозы токсиканта и продолжительности экспозиции. В определенном диапазоне с увеличением дозы и экспозиции пропорционально возрастает эффект. [3]

В целом, токсичность пестицида зависит от нескольких факторов, без оглядки на которые невозможно правильное использование препаратов. Все эти факторы можно распределить по трем группам:

Экспозиция (продолжительность контакта токсического вещества с вредным организмом) – это одно из основных условий проявления токсичности. Известно, что с ростом экспозиции токсическое действие яда возрастает, поскольку в организм поступает его большее количество. При обработке почвы и растений экспозиция зависит от продолжительности сохранности пестицида в почве и на растениях. Большое значение при этом имеют условия внешней среды и физико-химические свойства пестицида. [3]

Длительность экспозиции в наибольшей степени зависит от химической, термической стойкости и фотостабильности, а также от летучести вещества. Химически стойкие и малолетучие вещества долго сохраняются на растениях и в почве. Эффективность и продолжительность действия синтетических пиретроидов во многом определяется их фотостабильностью. [3]

Из условий внешней среды наибольшее влияние на токсичность пестицидов оказывает температура. Под ее воздействием возможно изменение активности как самого вещества, так и реакции организма. С увеличением температуры повышаются потери пестицида с обработанной поверхности, но токсичность его может одновременно возрастать, например, при образовании более токсичных веществ (переход тионовых изомеров в тиоловые). При этом, в условиях оптимальной температуры организм становится более чувствительным к токсическому веществу из-за усиления процессов обмена веществ. [3]

Все почвенные факторы, которые влияют на сохранность пестицидов в почве, будут иметь влияние на токсичность препаратов. С увеличением содержания органического вещества и илистых частиц в почве резко возрастает сорбция пестицидов почвенным комплексом. В результате уменьшается количество вещества в почвенном растворе, снижается его эффективность и, как следствие, норму расхода пестицидов приходится увеличивать. [3]

На токсичность пестицида заметное влияние оказывают также процессы, которые протекают внутри организма. Поступление яда в организм вызывает ответные защитные реакции, ограничивающие его токсическое действие. К таким реакциям относятся: выведение вещества во внешнюю среду в неизменном виде, отложение (депонирование) его в тканях и разрушение яда до более простых веществ с включением их в общие процессы метаболизма или последующей экскрецией. [3]

Токсичность яда также зависит от скорости активной или пассивной диффузии веществ через различные ткани. Чем выше скорость проникновения, тем больше ядовитость соединения, поскольку уменьшаются возможности для его детоксикации и депонирования. Во многих организмах также есть внутренние структурные барьеры, препятствующие проникновению токсических веществ к жизненно важным центрам. [3]

Токсичность яда, проникшего к месту действия, зависит от степени сходства молекулы токсина с молекулой рецептора. Необходимость подобного сходства молекул подтверждается тем, что токсичность многих веществ зависит от структуры молекулы и пространственного расположения атомов. Инсектицидная активность синтетических пиретроидов зависит от количества активных стереоизомеров в препарате. Такая зависимость отмечена у фунгицидов из группы триазолов (металаксил), у гербицидов – производных арилоксифеноксипропионовой кислоты и др. [3]

Показатели токсичности

Как уже говорилось, универсальной мерой токсичности пестицидов для вредных организмов является доза отравляющего вещества – количество препарата, вызывающего определенный эффект. Она обычно выражается в единицах массы пестицида в отношении к единице массы вредоносного организма (в миллиграммах на килограмм).

Показатели токсичности обозначают буквенными символами с указанием величины эффекта:

• СД (смертельная доза) = ЛД (летальная доза),
• СК (смертельная концентрация) = ЛК (летальная концентрация),
• ЕД (эффективная доза)

Например, ЛД₅₀ – это доза пестицида, вызывающая смерть 50% организмов, на которые она воздействует.

Эффект токсических веществ для вредных организмов определяют по проценту их гибели или по характерным признакам отравления ядом (уменьшение массы, задержка роста, изменение активности отдельных систем организма, его реакции и т.п.).

Количественные показатели токсичности определяют эмпирически, действуя на группы опытных объектов разными (логарифмически возрастающими) дозами препаратов. [1]

Вопрос 1. Понятие о ядах, отравлениях, токсичности пестицидов

Токсикология - (toxicon - яд, logos - учение) наука о ядах и их действии на организм.

Агрономическая токсикология - раздел токсикологии, изучающий свойства пестицидов, применяемых в агрономии, действие их на теплокровных животных, насекомых, бактерии, грибы, растения, биоценозы.

Задача агрономической токсикологии - научиться синтезировать химические вещества и применять их при исключении отрицательного влияния на теплокровных и полезных насекомых.

Яд - это вещество, которое в сравнительно небольших количествах вызывает отравление организма или его смерть.

Отравление - нарушение функций организма, вызванное ядом. Различают экзогенные и эндогенные яды. Первые поступают в организм извне, вторые образуются в нем.

Токсичность - свойство пестицида в малых количествах нарушать нормальную жизнедеятельность организма и вызывать его гибель.

Показателями токсичности являются смертельная летальная доза, смертельная концентрация и эффективная доза. Если эффект действия пестицида учитывают по количеству погибших объектов, то используют показатели СД, ЛД и СК.

СД₉₀ - доза пестицида, вызывающая гибель 90% особей, СК₂₀ - концентрация пестицида, вызывающая 20% особей.

Степень опасности вещества для подопытного объекта характеризуется пороговой, сублетальной и летальной дозой.

Пороговая доза - наименьшее количество вещества, вызывающее изменение в организме, определяемые наиболее чувствительными биохимическими и физиологическими тестами при отсутствии внешних признаков отравления.

Сублетальная доза - доза пестицида, вызывающая нарушения жизнедеятельности организма и не приводящая к его гибели.

Летальная доза - доза пестицида, вызывающая гибель подопытного объекта.

Вопрос 2. Факторы, определяющие токсичность пестицидов

На токсичность пестицидов влияют самые различные факторы:

а) химическая структура вещества

Токсичность химических соединений резко увеличивается с введением в их структуру токсофорных групп - химических радикалов или атомов, увеличивающих токсичность. Например, бромистый метил - очень эффективный фумигант и относится к СДЯВ, тогда как ядовитые свойства метана недостаточно выражены. При введении в молекулу фенола нитрогруппы инсектицидная активность резко увеличивается. Если СК₅₀ фенола для гороховой тли 0,3%, то СК₅₀ 4-нитрофенола - 0,007%.

б) следовой фактор - экспозиция (продолжительность контакта яда с организмом). С увеличением экспозиции токсичное действие ядохимиката возрастает, т.к. в организм поступает большее количество яда. Для увеличения сохранности высоколетучих веществ в состав препаратов вводят специальные вещества - антииспарители. Важна здесь также прилипаемость ядохимикатов и их смачивающая способность. Для улучшения этих свойств к препаратам добавляют вспомогательные вещества - прилипатели и смачиватели.

в) температура. Под ее воздействием может меняться как активность пестицида, так и реакция организма. С увеличением t увеличивается потеря пестицида с обрабатываемой поверхности, но одновременно его токсичность может возрасти из-за образования более токсичных веществ (переход тионовых изомеров тоифосфатов в тиоловые). Может быть обратная картина - пестициды, токсичность которых увеличивается с увеличением t, относят к веществам с положительным температурным коэффициентом; токсичность которых снижается с увеличением t - к пестицидам с отрицательным температурным коэффициентом.

г) физические факторы: влажность воздуха, солнечная радиация, ветер, осадки. Они косвенно снижают токсичность ядохимикатов.

д) неприятный вкус и отталкивающий запах оказывают отрицательное влияние на поедаемость. Для преодоления этого эффекта к препаратам прибавляют привлекающие вещества - аттрактанты.

е) анатомо-морфологические особенности растений и насекомых. Наличие кутикулы снижает проницаемость водных растворов. Однако соединения хорошо растворяются в липидах, хорошо проникают через внешние покровы. У щитовок с наличием воскового щитка не наблюдается гибель после обработки водной суспензией ФОСов.

Основная задача агрономической токсикологии — создание теоретической основы для целенаправленного синтеза эффективных пестицидов и разработка экологически безопасных препаративных форм и способов их применения, исключающих негативное воздействие на человека, животных и окружающую среду.

(toxikon — яд, logos — учение) — наука о ядах и механизмах их действия на живые организмы. Различают медицинскую, ветеринарную и агрономическую токсикологию.

Агрономическая токсикология изучает свойства пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве, их действие на теплокровных животных и другие живые организмы биоценоза, физикохимические основы их безопасного применения для защиты растений от вредителей, болезней, сорняков и других вредных организмов.

Основная задача агрономической токсикологии — создание теоретической основы для целенаправленного синтеза эффективных пестицидов и разработка экологически безопасных препаративных форм и способов их применения, исключающих негативное воздействие на человека, животных и окружающую среду.

К ядам относятся химические вещества, которые, будучи взяты в определенно малом количестве, в контакте с живым организмом вызывают серьезные нарушения его функций или приводят к смертельному (летальному) исходу.

Любое химическое вещество, являющееся ядом, обладает токсичностью. Токсичность — способность некоторых химических соединений и веществ биологической природы оказывать вредное действие на организм, вызывая его отравление. Различают острое и хроническое отравления. Острое отравление пестицидом происходит при разовом его действии и вызывает нарушение жизнедеятельности организма. Оно сопровождается бурным развитием отравления и часто приводит к летальному исходу. Хроническое отравление возникает в результате многократного воздействия пестицида в относительно малых количествах и выражается в медленно развивающемся нарушении нормальной жизнедеятельности организма без явных внешних признаков заболевания.

Мерой токсичности является доза. Доза (dosis — порция, прием) — количество токсичного вещества (в мг или г), достаточное для отравления организма. Дозу выражают в единицах массы яда по отношению к единице массы тела живого организма (мг/г, мг/кг или г/кг). Различают следующие дозы: летальная — любая доза, вызывающая гибель организма; минимальная летальная — наименьшая доза, вызывающая в определенных условиях гибель организма; сублетальная — доза, близкая к летальной, но не вызывающая гибель организма, а лишь нарушающая его функции, и пороговая— наименьшее количество вещества, вызывающее изменения в организме, определяемые наиболее чувствительными физиолого-биохимическими тестами при отсутствии внешних признаков отравления живого организма.

Организмы (крысы, мыши), используемые для определения токсичности, называют биотестами, а отдельные показатели изменений биохимических и физиологических процессов, применяемые с целью установления степени отравления, — тестами.

Сравнительную токсичность ядовитых веществ выражают средней смертельной дозой, обозначающейся СД₅₀ или летальной (ЛД₅₀). Это доза, вызывающая смертность 50% подопытных животных.

Показатель токсичности используют для гигиенической характеристики пестицидов. Он лежит в основе санитарно-гигиенической классификации пестицидов по степени их опасности. Для пестицидов устанавливают также концентрацию. Концентрация — содержание действующего вещества в пестициде или самого препарата в рабочих составах. Выражают ее в процентах или в весовых и объемных единицах жидкости, порошка или приманки.

Норма расхода — количество пестицида, расходуемого на единицу поверхности (га, м², м), объема (м 3 ), массы (т, кг), на объект (одно дерево, куст). В практике зашиты растений в настоящее время норму расхода препарата указывают в кг/га, л/га, кг/т, л/т, г/м² и т. д.

Токсичность пестицидов зависит от многих факторов: от химического состава и физических свойств яда, видового состава и физиолого-биологических особенностей организмов, против которых применяют яд, условий внешней среды.

Химическое строение, содержание действующего вещества, пространственная изомерия атомов, валентность, растворимость в воде, маслах и других растворителях, степень электролитической диссоциации и другие факторы изменяют степень токсичности. Например, токсическое действие хинонов и альдегидов определяется наличием двойных связей в молекуле, минеральных масел — наличием непредельных углеводородов. Хлорирование фенолов повышает их токсичность в 2—100 раз, вещества с меньшей валентностью более токсичны. С увеличением растворимости ядов в воде, маслах повышается их токсичность.

Биологическая особенность живых объектов, против которых применяют яд, определяет его токсическое действие. Например, препараты фосфорорганической группы токсичны для насекомых и нетоксичны для слизней и нематод. Препараты меди обладают токсическим действием в отношении многих видов грибов, возбудителей различных заболеваний растений, но нетоксичны для высших цветковых паразитов, бактерий. Препараты серы токсичны для мучнисто-росяных грибов. Молодые организмы (у насекомых — личинки младших возрастов, у грибов — начальные фазы развития) более подвержены токсическому действию ядовитых веществ, чем старшие.

Особенности зимующих стадий вредных организмов, питания, половое различие особей и многие другие факторы определяют токсическое действие ядов.

Условия внешней среды (температура, влажность, солнечная радиация) также определяют степень токсичности ядовитых веществ. Обычно с повышением температуры чувствительность организмов к ядам возрастает. У насекомых с повышением температуры окружающей среды растет активность физиологических процессов (дыхание, активность ферментов, питание), в результате чего усиливается отравление. Действие препаратов серы на грибные организмы усиливается с повышением температуры. Понижение температуры ослабляет у насекомых проникновение ядов в гемолимфу и уменьшает их токсическое действие. Влажность воздуха и почвы оказывает влияние на развитие вредных организмов и на химические свойства ядов.

Применяемые в сельском хозяйстве пестициды должны обладать определенными свойствами и быть не только эффективными, но и безопасными для окружающей среды.

Все пестициды по своим качествам должны отвечать требованиям ГОСТов, т. е. должны быть стандартными. Стандарты предусматривают: точное название препарата, состав, технические условия (ТУ) на его изготовление, содержание действующего вещества, наполнителей, влажность, тонину помола дустов, порошков, смачивающихся порошков, способы отбора проб для анализа и методы анализа действующего вещества, указание упаковки препарата и условий хранения.

Пестициды должны обладать:

• низкой острой и хронической токсичностью для человека и животных;
• умеренной персистентностью и способностью разлагаться в течение одного вегетационного периода во внешней среде;
• высокой биологической и экономической эффективностью;
• удобством применения, хранения и транспортировки;
• безвредностью для полезных организмов (пчел, опылителей, энтомофагов, почвенных микроорганизмов-антагонистов);
• отсутствием резко выраженных кумулятивных свойств, канцерогенности, мутагенности, эмбриогенности, аллергенности;
• отсутствием способности вызывать коррозию металлов и порчу тары;
• взрывопожаробезопасностью.

В сельском хозяйстве должны применяться лишь препараты, малотоксичные для теплокровных животных и человека; нельзя использовать стойкие вещества, не разлагающиеся в природных условиях на нетоксичные компоненты в течение двух и более лет; не допускаются к применению препараты с резко выраженной кумуляцией (накоплением); недопустимо применение веществ, при предварительном изучении которых установлены их канцерогенность, мутагенность, эмбриотоксичность и аллергенность.

Ядами называют вещества, которые при поступлении в организм в небольших количествах способны вызывать нарушение его жизне­деятельности, переходящее в болезненное состояние — отравление, или привести его к гибели. Яды — это всегда химические вещества, взаимодействующие с организмом и вызывающие в нем патологические изменения. По­нятие ядовитости, или токсичности, подразумевает патологический результат взаимодействия между живым организмом и веществом.

Под отравлением понимают лю­бое, даже самое незначительное отклонение от нормальной жизнеде­ятельности организма под действием токсичного вещества. Острое отравление пестицидом возникает при разовом введении в организм относительно большого количества вещества и проявляется через короткий промежуток времени. Хроническое отравление проявляется в результате многократного введения пестицида в относительно малых количествах в течение длительного времени (иногда годы) и выражается в медленно развива­ющемся нарушении нормальной жизнедеятельности.

Действие на теплокровных и человека.

Проникнув в организм, пестициды быстро распределяются в нем, избирательно накапливаясь в отдельных органах тела, в жи­ровой ткани. В первую очередь и в больших количествах пестици­ды накапливаются в печени, почках, легких, сердце. Большинство из них в небольших количествах проникают в мозг. В местах на­копления пестициды подвергаются метаболизму, что приводит к активации или дезактивации действующего вещества.

Токсические вещества и их метаболиты могут выделяться все­ми органами, обладающими внешнесекреторной функцией. Одни из них выводятся из организма за несколько часов, другие — за несколько суток. Очень стойкие химические вещества могут цир­кулировать в организме месяцами. Большинство из них выделяет­ся через почки с мочой. Труднорастворимые в воде вещества вы­деляются в основном через печень с желчью в кишечник; летучие вещества — через легкие с выдыхаемым воздухом. Особое внима­ние следует уделять пестицидам, способным выделяться из орга­низма с грудным молоком у животных и с яйцом у птиц, посколь­ку это создает угрозу потомству.

Механизм токсического действия пестицидов и его проявления очень различны. Одни соединения конкурируют с природными субстратами за фермент, другие выступают как аналоги субстра­тов, третьи взаимодействуют с активными группами ферментов и т. д. Изучение механизма действия пестицидов на теплокровные организмы создает основу для целенаправленного поиска проти­воядий.

Профессиональные отравления отмечались среди лиц, гото­вящих рабочие составы пестицидов или обрабатывающих сады, поля, протравливающих семена. Отравления происходили при слу­чайном разбрызгивании пестицидов при ремонте аппаратуры, пи­тье воды, приеме пищи и курении во время работы с ними. Отравления лиц, не имеющих непосредственного отношения к работе с пестицидами, относят к бытовым. Значительная их часть связана с небрежным хранением препаратов.

Отравления животных и накопление остаточных количеств пе­стицидов в их организме происходят в результате неправильного применения химических средств защиты скота от насекомых, при поедании животными растений, содержащих остатки пестицидов, протравленного зерна, при использовании воды из загрязненных водоемов, скармливании корма в таре из-под пестицидов и слу­чайном контакте с ними животных.

Угроза отравления птиц и рыб возникает при использовании стойких препаратов и нарушении правил их хранения, транспор­тировки и применения, когда возможен контакт с разбросанными или смытыми в водоемы пестицидами.

Систематическое применение веществ, обладающих кумуля­тивными свойствами, приводит к концентрированию их в орга­низмах, которые служат кормом для птиц и рыб.

Для предупреждения отравлений и обеспечения безопасности при применении пестицидов необходимо: • использовать только препараты, разрешенные для применения на территории РФ в текущем году; • строго соблюдать все регламенты на применение препаратов и, в первую очередь, нормы расхода, сроки обработок, сроки ожи­дания; • соблюдать сроки выхода на обработанные участки для ручных и механизированных работ, сроки выпаса скота на обработанных участках; • учитывать регламенты на использование получаемой с обрабо­танных участков продукции; • регулярно осуществлять контроль за содержанием остаточ­ных количеств пестицидов в продуктах питания, воде, возду­хе и почве; • строго соблюдать санитарные правила и нормы, включающие гигиенические требования к хранению, применению и транс­портировке пестицидов и агрохимикатов.

2. Понятия о ядах и отравлениях. Основные параметры токсикометрии. Классификация ядовитых веществ и отравлений. Стадии острых отравлений.

Яд (лат.Venenum). В роли яда может оказаться практически любое химическое соединение, попавшее в организм в количестве, способном вызвать нарушение жизненно важных функций и создать опасность для жизни.

В настоящее время существуют два определения яд:

Биологическое: Яд - это всякое химическое вещество, которое при соприкосновении с живым организмом в определенных условиях среды обитания и в определенном количестве способно оказывать повреждающее влияние на живые организмы, вплоть до их гибели.

Яды, как известно из истории, применяются давно. Люди использовали соки ядовитых растений для смазывания наконечников стрел в борьбе с хищными животными и для охоты. В настоящее время яды широко применяются в ветеринарной медицине, например: дигоксин, строфантин, атропин и другие.

Отравлениеили интоксикация- болезнь химической этиологии, которая является одной из форм токсического процесса.

Токсический процесс – формирование и развитие реакций биосистемы на действие яда или токсиканта, приводящих к ее повреждению или гибели. Кроме отравления различают и другие формы токсического процесса:

Транзиторные токсические реакции-быстро проходящие, не угрожающие здоровью состояния (раздражения слизистых оболочек). Они являются следствием только острого действия токсикантов.

Аллобиотические состояния- изменения чувствительности организма к различным факторам (инфекциям, радиации, стрессам и др.), наступающие под воздействием токсиканта. Это иммуносупрессия, аллергизация организма, фотосенсибилизация кожи, постинтоксикационные астении.

Специальные токсические процессы- это процессы имеющие скрытый период при действии токсиканта, чаще в сочетании с дополнительными факторами (канцерогенез, тератогенез). Они формируются как результат острого, подострого, но чаще хронического воздействия веществ.

Токсичность – внутренне присущая химическому веществу способность оказывать вредное действие, которое проявляется только при взаимодействии с живыми организмами. Токсичность- понятие количественное, при этом измерению подлежат биологический эффект, формирующийся в результате действия яда, и доза (концентрация), в которой он вызывает повреждения различной степени. Наиболее объективна оценка токсичности по смертельному эффекту. Токсичность зависит от пути проникновения ядов в организм, возраста, пола, вида, условий его обитания и других факторов. Токсичность вещества тем больше, чем меньше его количество вызовет расстройство жизнедеятельности организма.

Под опасностью понимают вероятность проявления химическим веществом своих токсических свойств в определенных условиях.

Степень опасности любого вещества определяет его доза, которую определяют опытным путем на лабораторных животных. Количество вещества, попавшее во внутренние среды организма и вызвавшее токсический эффект, называется токсической дозой (D).

Основными параметрами токсикометрии являются:

Доза Lim ac - это минимальная пороговая доза токсиканта, выраженная в мг/кг при однократном введении внутрь, внутрибрюшинно, подкожно или внутримышечно, вызывающая у животных нарушения жизнедеятельности организма, выходящие за пределы приспособительных физиологических реакций, или порог однократного действия. Это наименьшее количество вещества, вызывающее изменения в организме.

LD₀ - максимально переносимая доза токсиканта, выраженная в мг/кг, при однократном оральном, подкожном или внутрибрюшинном введении вызывающая токсический эффект без летального исхода в течение двух недель.

LD₅₀-среднесмертельная доза токсиканта в мг/кг, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при однократном, определенном способе введения (внутрь, под кожу и т.д. кроме ингаляции) в течение двух недель последующего наблюдения.

LD₁₀₀- абсолютно смертельная доза токсиканта в мг/кг, вызывающая гибель всех животных при однократном оральном, внутрибрюшинном или подкожном введении при наблюдении в течение двух недель.

CL₅₀ и CL₁₀₀ - это токсическая концентрация веществ в воздухе, выраженная в мг/м 3 , вызывающая гибель соответственно 50% и 100% подопытных животных при температуре +20 0 С и экспозиции 2 часа при ингаляционном воздействии. Так же для характеристики токсичности веществ, действующих в виде пара, газа или аэрозоля используют величину обозначаемую как токсодоза (W). W=C∙t, и выражается в мг∙мин/м 3 .

ПДК - предельно допустимая концентрация токсиканта в воздухе, воде, почве выраженная в мг/м 3 , мг/л, мг/кг не вызывающая токсических явлений у подопытных животных, т.е. не влияет токсически на здоровых животных и человека. Определяется экспериментально.

МДУ - максимально допустимый уровень токсикантов в продуктах питания и кормах, выраженный в мг/кг, который при поступлении в организм на протяжении жизни не вызывает токсического процесса.

Время ожидания (срок ожидания) - это время, в течение которого ксенобиотик распадается во внешней среде или в организме животного до ПДК или МДУ, то есть время между последней обработкой пестицидом и уборкой урожая или обработкой животных и убоем на мясо или употреблением молока в пищу людям.

Классификация ядовитых веществ: По происхождению:

Эндогенные- яды, которые образуются в организме, как в норме, так и при патологиях (индол, скатол, кетоновые тела) что иногда приводит к аутоинтоксикации и к токсикологии имеет лишь косвенное отношение.

Экзогенные или ксенобиотики - яды, поступающие в организм человека и животных из вне. Их подразделяют на:

1. Биологического происхождения:

а) растительные (алкалоиды, гликозиды, эфирные масла);

б) грибковые (афлотоксины, фузариотоксины);

в) микробные (ботулотоксин);

г) животные (яды змей, пауков, насекомых).

2. Небиологического происхождения:

а) неорганические (соединения тяжелых металлов, мышьяка, фтора а так же газы- поллютанты (загрязнители) атмосферного воздуха: CO, CO₂, H₂S);

б) органические соединения (нефть).

3. Синтетические: огромное количество веществ с различным строением (фосфор- и хлорорганические соединения, карбаматы).

Классификация отравлений имеет в своей основе три ведущих принципа: этиопатогенетический, клинический и нозологический.

1) По причине развития: случайные (поедание токсичного корма, собственно ядов, аварии на химических производствах) и преднамеренные (с целью вызвать смерть или беспомощное состояние).

2) По условиям или месту развития:ятрогенные (передозировка лекарственных веществ).

3) По пути поступления яда:пероральные, парентеральные и т.д.

4) По происхождению яда:биологического, небиологического и тд.

1) По особенностям клинического течения (молниеносные, острые и др.);

2) По тяжести заболевания (легкие, тяжелые);

3) По наличию осложнений (с осложнениями или без);

4) По исходу заболеваний (не смертельные и смертельные).

По названиям отдельных ядов, их групп или классов (отравление ФОП и тд.).

3. Пестициды и их классификация.

В сельском хозяйстве применяются пестициды. Это средства борьбы с вредителями растений и животных, которые должны обладать избирательным токсическим действием на вредителей, не проявляя такового на полезных насекомых, теплокровных животных, рыб и культурные растения.

1. Классификация пестицидов по производственному назначению:

1. Акарициды - для уничтожения клещей.

2. Арборициды - для ликвидации кустарников.

3. Альгициды - для уничтожения водорослей.

4. Аттрактанты - вещества привлекающие насекомых.

5. Афициды - для уничтожения тли.

6. Гербициды - для борьбы с сорной растительностью.

7. Дефолианты - уничтожают листья технических культур перед уборкой.

8. Десиканты - для подсушивания растений.

9. Зооциды (родентициды, ратициды) - для борьбы с грызунами.

10. Инсектициды - против насекомых.

11. Моллюскоциды (лимациды) - для борьбы с моллюсками и слизнями.

12. Ларвициды - для борьбы с личинками насекомых.

13. Овоциды - для уничтожения яиц насекомых.

14. Нематоциды - для уничтожения круглых червей.

15. Репелленты - для отпугивания насекомых.

16. Ретарданты - регуляторы роста растений.

17. Фунгициды - для уничтожения токсикогенных грибов.

18. Ихтиоциды - для уничтожения сорных видов рыб.

19. Хемостерилянты – для стерилизации самцов и самок вредных насекомых.

20. Синергины - усиливают действие пестицидов за счет блокады их метаболизма (пиперонилбутоксид).

2. Гигиеническая классификация пестицидов по основным параметрам вредности (по Л.И.Медведь, Ю.С.Каган, Е.И.Спыну, 1986).

I. По степени токсичности при введении в желудок (ЛД₅₀).

1. Сильнодействующие (LD₅₀ менее 50 мг/кг).

2. Высокотоксичные (LD₅₀ от 50 до 200 мг/кг).

3. Среднетоксичные (LD₅₀ от 200 до 1000 мг/кг).

4. Малотоксичные (LD₅₀ более 1000 мг/кг).

Степень токсичности для рыб определяют по показателю CL₅₀ - концентрации, вызывающей гибель 50% особей при 72 часовом их воздействии.

1.Высокотоксичные- до 1 мг/л;

2.Сильнотоксичные- 1-10 мг/л;

3.Умеренно токсичные- 10-100 мг/л;

4.Слаботоксичные- 100-1000 мг/л;

5.Очень слаботоксичные- более 1000 мг/л.

Для пчел токсиканты делят на группы по величине LD₅₀ на пчелу, при нанесении пестицида на среднеспинку насекомого в виде ацетонового раствора:

1.Высокотоксичные- до 1 мкг/особь;

2.Среднетоксичные- 1-10 мкг/особь;

3.Малотоксичные- 10-100 мкг/особь;

4.Нетоксичные- больше 100 мкг/особь.

II. По кожно-резорбтивной токсичности.

1. Резковыраженная (LD₅₀ менее 500 мг/кг, кожно-оральный коэффициент менее 3).

2. Выраженная (LD₅₀ 500-2000 мг/кг, кожно-оральный коэффициент 3-10).

3. Слабовыраженная (LD₅₀ более 2000 мг/кг, кожно-оральный коэффициент более 10). Кожно-оральный коэффициент – отношение величины LD₅₀ при однократном наружном применении к LD₅₀ при однократном введении внутрь.

III. По степени кумуляции (с учетом коэффициента кумуляции).

Коэффициент кумуляции - это отношение суммы LD₅₀ в хроническом опыте к LD₅₀ в остром.

1. Обладающие сверхкумуляцией (К_кум менее 1).

2. Обладающие выраженной кумуляцией (К_кум от 1 до 3).

3. Обладающие умеренной кумуляцией (К_кум от 3 до 5).

4. Обладающие слабовыраженной кумуляцией (К_кум более 5).

IV. По стойкости.

1. Очень стойкие - период полураспада 1 - 2 года и более.

2. Стойкие - период полураспада от 6 месяцев до 1 года.

3. Умеренно-стойкие - период полураспада 1 - 6 месяцев.

4. Малостойкие - период полураспада до 1 месяца.

V. По способу проникновения в организм вредителей:

Контактные - проникают в насекомых через хитиновые покровы.

Системные- проникают в растения, циркулируют с соками и вызывают гибель вредителей после поедания ими растений или их соков.

Контактно-системные - проникают в организм вредителей и при контакте и при питании.

Фумигантные - проникают через органы дыхания в форме аэрозолей, паров или газов.

Кишечные- поступают в организм с пищей.

1. Желудочно-кишечные: гастроэнтеротоксическое действие- токсический гастроэнтерит (крепкие кислоты, соли тяжелых металлов, сапонины).

2. Печеночные яды: гепатотоксическое действие- токсическая дистрофия печени. Хлорированные углеводороды (дихлорэтан и т.д.), фенолы и альдегиды, ядовитые грибы (бледная поганка).

3. Почечные яды: нефротоксическое действие – токсическая нефропатия (мышьяк, эфирные масла, щавелевая кислота, этиленгликоль).

4. Сердечные яды: кардиотоксическое действие-нарушение ритма и проводимости сердца, токсическая дистрофия миокарда (сердечные гликозиды, антидепрессанты, аконит, чемерица, заманиха, тетрадотоксин, соли бария, калия).

5. Кровяные яды: гематотоксическое действие. Вызывают гемолиз эритроцитов- сапонингликозиды, токсальбумины; метгемоглобинемию- анилин и его производные, нитриты.

6. Ангиотропные - поражают сосуды (мышьяк, алкалоиды).

7. Нервные яды: нейротоксическое действие-возбуждение или угнетение, токсическая кома, гиперкинезы и параличи. Психофармакологические средства (наркотические анальгетики, транквилизаторы, снотворные средства); фосфорорганические соединения; угарный газ; производные изониазида (тубазид, фтивазид); спирты.

8. Дерматотропные: вызывают фотопериодические реакции (спорынья, гречиха, просо, зверобой, клевер).

9. Энзиматические - блокируют ферментные системы. Фосфорорганические соединения- ацетилхолинэстеразу; ртуть, мышьяк, кадмий - тиоловые ферменты. Существуют и другие классификации пестицидов:

- по химическому строению, степени летучести, бластомогенности, тератогенности, эмбриотоксичности, аллергенности.

В растениеводстве применяются минеральные удобрения, которые зачастую являются причиной отравлений животных, это:

азотные (селитры натриевая, калиевая, аммиачная) - источник накопления нитратов и нитритов, нитрозаминов; фосфорные (суперфосфаты) - содержат фтор; калийные удобрения (калия хлорид).

4. Понятие о биоценозах, биогеоценозах, миграции ядовитых веществ.

Биоценоз- это саморегулирующаяся экологическая система функционального единства существования живой и неживой природы с характерным биологическим круговоротом веществ. Биогеоценоз- это совокупность однородных природных явлений на известном протяжении земной поверхности: атмосфера, гидрологические условия, растения и животные, микроорганизмы и почва. Биологический круговорот- это миграция веществ по цепям питания. Животные, паразиты, грибы, микроорганизмы разлагают органические вещества до углекислого газа, воды и минеральных солей. Растения усваивают их и синтезируют белки, жиры, углеводы, которые впоследствии усваиваются животными. Вместе с круговоротом по пищевым цепям происходит и круговорот ядовитых веществ, что приводит к отравлению животных, птиц, рыб, человека. Например, для борьбы с вредителями используют хлорорганические соединения, которые попадают в землю, накапливаются в дождевых червях, которые к ним малочувствительны, а птицы, поедая червей, заболевают и погибают.

К наиболее опасным загрязнителям биосферы относят:

-металлы, металлоиды и их соединения: ртуть, кадмий, свинец, хром, молибден, цинк, сурьма, мышьяк, селен;

-радиоизотопы: цезий 137 , стронций 90 , иод 131 ;

-нитраты, нитриты, нитрозосоединения и фосфаты (удобрения);

-пестициды и их метаболиты (ХОС, ДДТ и др.);

-угарный газ (основные загрязнители - автомобили);

-углекислый газ (энергетика, промышленность); нефть (аварии);

-полихлорированные и полибромированные бифенилы (пластификаторы в производстве резины, пластмасс). По строению близки к ДДТ и его метаболитам; полимерные и пластические материалы;

-окись азота, соединения фтора и серы, микотоксины, диоксины.

В зависимости от границ воздействия загрязнителей на окружающую средуих подразделяют:

1. Локальные (непосредственные) - действующие в месте их применения.

2. Ландшафтно-региональные. Сохранение и накопление ядовитых веществ, зависят от климата, рельефа, почвы.

3. Регионально-бассейновые. Стойкие вещества, способные мигрировать в бассейнах рек, морей. Вызывают отдаленные последствия.

4. Глобального действия. Переносятся яды воздушным и водным путем, миграцией птиц и животных. Вызывают весьма отдаленные последствия. Они могут охватывать планету в целом или отдельные ее компоненты. Последствия проявляются постепенно, иногда через несколько поколений (десятилетия, столетия).

Последствия воздействия пестицидов на окружающую среду подразделяют на группы:

1. Появление устойчивых к пестицидам вредных организмов в результате смены их популяций.

2. Неблагоприятное влияние на растения, животных и среду их обитания может привести к гибели или изменению последних и появлению второстепенных вредителей.

3. Накопление и передача вредных веществ по пищевым цепям.

Остатки загрязнителей в окружающей среде поглощаются растениями, животными, птицами и т.д., которые поедаются другими животными, причем по цепи концентрация пестицида возрастает. Миграция пестицидов происходит примерно по следующим схемам:

В связи с этим очень важно охранять биогеоценозы, особенно водные. Наиболее ценные: источники пресной воды, которые покрывают на планете 3% суши. Водные биогеоценозы могут быть загрязнены пестицидами, минеральными удобрениями, сточными водами сельскохозяйственных и промышленных предприятий. Все источники загрязнения водоемов оказывают соответствующее воздействие на биогеоценоз. Популяции рыб очень чувствительны к различным примесям. Хлор токсичен для них в минимальных концентрациях (0,005 - 0,2 мг/л), аммиак опасен в дозе 0,2 мг/л, сернистый газ оказывает токсическое действие в концентрации 0,5 мг/л. Нарушается жизнедеятельность гидробионтов при поступлении в водоемы минеральных удобрений, особенно азотных и фосфорных. Это приводит к резкому росту и развитию сине-зеленых водорослей. Затрудняется проникновение солнечных лучей в воду, уменьшается фотосинтез, возникает недостаток кислорода, нарушается процесс дыхания у рыб. Основными источниками отравления рыб в промышленных водоемах являются стоки предприятий и животноводческих комплексов; минеральные удобрения, нефтепродукты, химические средства защиты растений. Большая нагрузка приходится на полевые биоценозы, особенно при внедрении интенсивных технологий, что приводит к изменению структуры почвы, заселению ее микроорганизмами, насекомыми, животными, изменяется разнообразная растительность, которая становится беднее, чем в естественных условиях. Азотные удобрения способствуют накоплению нитратов и приводят к изменению питательной ценности кормов.

В каждом хозяйстве необходимо владеть ситуацией в полевых, пастбищных, лесных, водных, прифермских биоценозах и умело вносить необходимые соответствующие коррективы.