АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ОЦЕНКЕ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ КОЖНЫХ ПОКРОВОВ РАБОТАЮЩИХ С ПЕСТИЦИДАМИ

Ракитский В.Н.¹, Юдина Т.В.², Федорова Н.Е.³

¹Академик РАН, доктор медицинских наук; ²доктор биологических наук, профессор; ³доктор биологических наук,

Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана

АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ОЦЕНКЕ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ КОЖНЫХ ПОКРОВОВ РАБОТАЮЩИХ С ПЕСТИЦИДАМИ

Аннотация

В статье представлена биологическая модель для оценки полноты смыва пестицидов при изучении загрязнения кожи работающих с целью сохранения их здоровья.

Ключевые слова: пестициды, безопасность применения, кожная экспозиция, аналитический контроль.

Rakitskiy V.N. ¹, Yudina, T.V. ², Fedorova N.E. ³

¹Academician of Russian Academy of Sciences, PhD in medicine; ²PhD in biology, professor; ³PhD in biology

Federal scientific center of Hygiene named after F.F. Erisman

ANALYTICAL SOLUTIONS TO ASSESS THE LEVELS OF CONTAMINATION  OF THE SKIN WORKING WITH PESTICIDES

Abstract

The article presents the biological model for assessing the completeness of the flush for the study of pesticide skin contamination working to maintain their health.

Keywords: safe use of pesticides, skin exposure, analytical control.

Среди приоритетных химических загрязнителей окружающей среды особо выделяются пестициды – наиболее эффективные средства защиты растений и животных от болезней и вредителей. Преднамеренность внесения пестицидов в окружающую среду, высокая биологическая активность и способность мигрировать в природных объектах создают определенную угрозу для здоровья человека.

В условиях современного сельскохозяйственного производства работающие подвергаются постоянному воздействию вредных веществ [1, 2]; в отечественном сельском хозяйстве разрешено применение около 800 пестицидов.

Основой безопасного применения пестицидных препаратов является минимизация непосредственного контакта с ними и предотвращение их поступления в организм ингаляционным и дермальным путями. Гигиеническая регламентация содержания вредных веществ на коже требует создания стандартизованных подходов к проведению контроля возможного дермального загрязнения.

В этой связи унификацию методических приемов проведения смывов с кожных покровов, обоснование подходов к определению экспозиционных уровней химических веществ на коже и интерпретацию количественных результатов для корректной оценки значимости дермального пути поступления ксенобиотиков в организм работающих можно отнести к числу наиболее значимых.

Характеристика кожи, анатомическое место экспозиции, окклюзия примененной дозы, а также сопутствующие экспозиции и пост-экспозиционные растворы, спирт или растворы растворителей - все влияют на кожную сорбцию пестицидов [8]. В отсутствии экспериментальных данных по экспозиции, полученных с использованием процедуры мытья рук, модели, основанные на имеющихся физико-химических константах пестицидов, могут быть применены, чтобы предсказать приблизительную эффективность смыва. Несмотря на существующие пробелы в научных знаниях и эмпирической информации по удалению вещества при мытье рук, остается ясным, что интерпретация величины оценки кожной экспозиции на основе смывов должна рассматриваться с учетом неполноты удаления пестицидов при процедуре смыва.

Техника смыва, используемая при определении кожной экспозиции пестицидов, включающая и средства смыва, отработана при гигиенических исследованиях по регламентации применения в сельском хозяйстве более 400 пестицидных препаратов в период регистрационных испытаний.

Точность установления уровней кожной экспозиции в реальных условиях применения пестицидных препаратов, как известно, зависит от правильно выбранных условий отбора пробы, которые во многом определяются физико-химическими свойствами исследуемых веществ – растворимостью в воде и органических растворителях, летучестью, коэффициентом распределения в системе н-октанол-вода, характеризующим позиционирование между жировой и водной фазой, а также стабильностью в растворах.

Как отмечено выше, при планировании использования процедуры смывов с кожи для установления дермальной экспозиции на рабочем месте в полевых условиях, необходимо проведение предварительных лабораторных исследований по установлению эффективности смыва [5–7].

Достоверные результаты получают при анализе дозированных количеств вредных веществ, нанесенных на кожу испытателей [3]. В случае невозможности проведения указанного эксперимента, в качестве образцов рекомендуется применять изолированную кожу человека или свиную кожу, промышленно обработанную, полученную с заводов кожсырья в виде сухих и твердых образцов. Выполненный сопоставительный анализ смывов с кожи испытателя или изолированной человеческой и свиной кожи на примере уксуснокислого раствора нитроамина, солянокислых растворов солей меди, никеля, олова и палладия, а также гексахлорбензола показал практическую идентичность результатов [3].

Однако нанесение веществ на кожу волонтеров существенно затруднено, использование изолированной кожи человека – недопустимо, применение промышленных образцов свиной кожи в отсутствии стандартизованных способов подготовки сырья не приводит к получению сопоставимых результатов методом «внесено-найдено» [3].

Нами предпринято и осуществлено исследование, в котором в качестве биологической модели для создания экспонированного смыва предложено использование подготовленной изолированной свиной кожи, близкой по анатомико-физиологическим свойствам коже человека, на фиксированные участки которой наносят дозированные количества определяемого вещества, выполняют смывы, затем на основе аналитических данных устанавливают среднюю величину полноты смыва от нанесенного количества, которую включают в формулу расчета средней дермальной экспозиции, что обеспечивает точность ее оценки и риска в целом при применении пестицидного препарата для обоснования эффективных мер профилактики.

Предложенный способ включает 3 этапа:

– дозированное внесение на поверхность подготовленных образцов свиной кожи фиксированной площади (100 - 200 см²) растворов исследуемого вещества (не менее 10 повторностей), проведение смыва, количественную идентификацию вещества в смывах с использованием современных инструментальных методов – главным образом высокоэффективной жидкостной и газожидкостной хроматографии, установление средней величины полноты смыва по способу «внесено-найдено», которая включена в формулу расчета средней дермальной экспозиции;

– проведение натурных гигиенических исследований при применении пестицида для определения экспозиционных уровней вещества в смывах с различных участков кожных покровов работающих фиксированной площади.

Значения отрицательных проб (не обнаружено) при расчете средней дермальной экспозиции трактуются как ½ предела аналитического обнаружения.

Для обоснования заключений о правомерности установления дермальной экспозиции веществ проведен сопоставительный анализ результатов, установленных в модельных опытах, максимально приближенных к натурным условиям, и собственно по экспонированным кожным покровам операторов.

Корреляционный анализ по методу наименьших квадратов (стандартная программа Microsoft Exсel), позволил сделать заключение об отсутствии достоверных различий в уровнях обнаруженных веществ в обеих сериях смывов (модельный опыт, натурный смыв), что свидетельствовало о правомерности предложенного способа установления полноты смыва с кожных покровов в лабораторных испытаниях и включении показателя средней величины полноты смыва в расчет дермальной экспозиции.

С использованием биологической модели экспонированного смыва – подготовленной свиной кожи получены данные о величине полноты смыва с кожных покровов для более чем 80 действующих веществ пестицидов различных классов (гербициды, регуляторы роста растений, инсектициды, акарициды, фунгициды, вспомогательные вещества – антидоты, адъюванты).

Разработанный способ защищен Патентом РФ на изобретение (решение о выдаче патента от 30.10.2013) [4].

Данная функциональная модель позволяет оценить не только разные технологии применения пестицидов, но и отдельные операции каждого из технологических циклов, эффективность защиты кожных покровов, решать вопрос статуса регистрации пестицидов в России на стадии регистрационных испытаний. По сути, речь идет о возможности управлять риском применения пестицидов не только для работающих, но и пользователей личных подсобных хозяйств, не имеющих профессионального контакта с пестицидами.

Литература

1. Потапов А.И., Ракитский В.Н. Проблемы и перспективы современной гигиены// Здравоохранение Российской Федерации. – 2008. – № 1. – С.5–6.
2. Ракитский В.Н., Ильницкая А.В., Юдина Т.В., Федорова С.Г., Березняк И.В., Липкина Л.И. Определение фактических экспозиционных уровней для оценки риска воздействия пестицидов на здоровье работающих// Гигиена и санитария. – 2002. № 6.– С. 76–78.
3. Разработка методов определения вредных веществ на коже. Методические рекомендации: утв. зам. Глав. гос. санитарного врача СССР 26.07.1984 г. № 3056–84.– М, 1985.–23 с.
4. Cпособ оценки дермальной экспозиции пестицидов у работающих: пат. (решение о выдаче патента от 30.10.2013) Рос. Федерация. № 203112737/14; заявл. 22.03.2013.
5. Fenske R.A., Lu C. Determination of handwash removal efficiency: Incomplete removal of the pesticide chlorpyrifos from skin by standard handwash techniques// Am. Ind. Hyg. Assoc. J. – 1994. – Vol 55. – No 5. – P. 425–432.
6. Fenske R.A., Schulter C., Lu C., Allen E.H. Incomplete Removal of Pesticide Captan from Skin by Standard Handwash Exposure assessment procedures// Bull. Environ. Contam. Toxicol. – 1998. – Vol 61. – P. 194–201.
7. Howard P.H. Handbook of environmental fate and exposure data for organic chemicals. – 1991. – Vol. 3: Pesticides. Lewis Publication, Chelsea, MI. – 687 p.
8. Wester R.C., Maibach H.I. In vivo percutaneous absorption and decontamination of pesticides in humans// J. Toxicol. Environ. Hlth.– 1985.– Vol. 16. – p. 25–37.