ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ, СВЯЗАННЫЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОЛЛОИДНОГО СЕРЕБРА В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Ракитский В.Н.¹, Синицкая Т.А.², Федорова Н.Е.³, Егорова М.В.⁴

¹Академик РАН, доктор медицинских наук; ²доктор медицинских наук, профессор; ³доктор биологических наук, ⁴кандидат биологических наук, Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ, СВЯЗАННЫЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОЛЛОИДНОГО СЕРЕБРА В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Аннотация

В статье рассмотрены некоторые гигиенические вопросы, связанные с возможностью применения коллоидного серебра в сельском хозяйстве, необходимостью  контроля содержания серебра в растениях и объектах окружающей среды, а также  способы его количественного определения.

Ключевые слова: серебро, гигиеническое нормирование, атомно-абсорбционный анализ.

Rakitskiy V.N.¹, Sinitskay T.A.², Fedorova N.E.³, Egorova M.V.⁴

¹Academician of Russian Academy of Sciences, PhD in medicine; ²PhD in medicine, professor; ³PhD in biology, ⁴Candidate of Biological  Sciences, Federal scientific center of Hygiene named after F.F. Erisman

HYGIENIC ASPECTS OF THE USE OF COLLOIDAL SILVER IN AGRICUALTURE

Abstract

The article discusses some hygienic issues associated with the possibility of using colloidal silver in agriculture, the need to control the content of silver in plants and the environment such as the methods for its quantitative determination.

Keywords: silver, hygienic rationing, atomic absorption analysis.

Применение коллоидного серебра в сельском хозяйстве ставит ряд гигиенических вопросов, связанных, прежде всего,  наличием гигиенических нормативов серебра в растениях и объектах окружающей среды, а также адекватных методов аналитического контроля. В данной статье приведен обзор имеющихся в литературе сведений  по указанной проблеме, которые представляются полезными при рассмотрении вопроса о гигиенической значимости контроля содержания  серебра в данных средах.

На современном уровне развития научных данных серебро считается условно необходимым элементом состава растений, оказывающим положительное действие на его рост и развитие [1]. Приводятся данные о естественном содержании серебра в тканях листьев растений [2, 3]. Естественные концентрации серебра в растениях находятся обычно в пределах 0,03-0,5 мг/кг сухой массы. По отдельным данным, средний его уровень в растительных продуктах может составлять от 0,07 до  2,0 мг/кг сухой массы. При этом содержание серебра на уровне 0,5 мг/кг сухого веса рассматриваются как нормальное,  в диапазоне 5-10 мг/кг сухого веса как токсичное [2]. Среднее содержание элемента в золе растений обычно меньше 5 мг/кг. Согласно большинству источников, общепринятым считается фоновое содержание серебра в морских растениях 0,025 мг%,  в наземных – 0,0006 мг% сухого вещества  [4].

Отмечается также, что концентрации серебра существенно  разнятся для разных видов растений, а также в зависимости от времени сбора образцов [2,3].

Информация о каком-либо нормировании серебра в растениях в общедоступной литературе отсутствует. В наиболее  известных монографиях и работах, посвященных экотоксикантам и их нормированию [5], серебро не рассматривается в качестве экотоксиканта и в этой связи не поднимаются вопросы его нормирования.

В качестве основного источника поступления серебра в растения рассматривается почва.

Обычный уровень содержания серебра в почвах составляет 0,03-0,09 мг/кг, отмечены   превышения до 1 мг/кг.  В пахотной земле минеральных почв содержится около 0,7 мг/кг серебра, а в почвах, обогащенным органическим веществом, до 2-5 мг/кг. В рудных районах содержание серебра может быть значительно более высоким, при этом в растениях, произрастающих в районах серебряной минерализации, серебро  может концентрироваться и достигать токсического уровня [2,3].

Сведений о нормировании серебра в почвах также не приводится.

Относительно нормирования уровней серебра в других объектах окружающей среды следует отметить, то в соответствии с  ГН 1.2.2633-10 [6], устанавливающими допустимые концентрации наноматериалов в воздухе рабочей зоны, в воде водоемов, в питьевой воде, для  наночастиц серебра размером 5-50 нм (10-90 процентиль) установлены ОДУ (ориентировочно-допустимый уровень) в воде водоемов и питьевой  воде на уровне 0,05 мг/дм³.

В незагрязненных водах различного происхождения концентрация серебра варьирует в диапазоне  0,2-5 мкг/дм³, для морской воды 0,3-1,0 мкг/дм³. В загрязненных водах концентрация может достигать нескольких десятков мг/дм³.

Приведенный анализ литературных источников показал, что ВОЗ приводит рекомендуемую величину содержания серебра в питьевой воде до 0,1 мг/дм³ [7]; в действующих санитарных правилах данный параметр составляет 50 мкг/дм³ [8]; согласно Директиве ЕС - 10 мкг/дм³ [9].

Наиболее оптимальным методом для контроля серебра в любой среде на сегодняшний день остается метод атомно-абсорбционной спектроскопии с электротермальной атомизацией (ААС-ЭТА).

Отмечается, что при подготовке пробы возможны потери небольших количеств серебра по различным причинам (абсорбция на стенках посуды, на фильтрах, осадках и др.). В растворы рекомендуется вводить  комплексообразующие добавки,  концентрации которых в пробах и стандартных растворах должны быть приблизительно одинаковы [10].

Среди рекомендуемых химических модификаторов предлагаются 1% раствор дигидроортофосфата аммония (ammonium dihydrogen   orthophosphate), раствор нитрата палладия как универсального модификатора в сочетании с аскорбиновой кислотой. Добавки любого из рекомендованных модификаторов позволяют повысить температуру озоления, снижая или полностью устраняя возможные матричные эффекты.

С точки зрения наличия нормативно-методической базы для количественного определения серебра  в указанных средах необходимо отметить, что многие методики, предназначенные для измерения содержаний тяжелых металлов и других элементов в интересующих средах, не включают раздел определения серебра  возможно  по причине того, что данный элемент не относится к токсикантам. В целом, однако, все подходы к подготовке проб и  проведению измерений не отличаются от анализа  других элементов и доступно могут быть применены и для определения серебра.

К настоящему времени для количественного определения серебра в различных объектах можно воспользоваться целым рядом  утвержденных методик [11-16].

Рабочие диапазоны для определения серебра (на примере МВИ-80-2008) составляют диапазон 0,5 – 1,0·10^-3 мг/кг.

Таким образом, содержание серебра нормируется в питьевой воде. В других средах, а также в растительной продукции, гигиенические нормативы отсутствуют, хотя и имеются данные о примерных уровнях, на которых содержание серебра может рассматриваться как токсичное. В   случае возможного применения коллоидального серебра в сельском хозяйстве,  имеющаяся нормативно-методическая база позволяет осуществлять  контроль данного элемента в воздушной, водной средах, а также почве.

Литература

1. Смирнов П.М., Муравин Э.А. Агрохимия - М.: Агропромиздат, 1991.-288с.
2. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях.- М.: Мир, 1989.- 370с.
3. Черняхов В.Б., Калинина О.Н., Алексеев М.И. Распределение тяжелых металлов в растительном покрове Яман-Касинского месторождения. - Оренбург: ОГУ, 2010.-8с.
4. Хаустов А.П., Редина М.М. Нормирование антропогенных воздействий и оценки природоемкости территорий.- М.: РУДН, 2008.- 282с.
5. Дабахов М.В., Дабахова Е.В., Титова В.И. Тяжелые металлы: Экотоксикология и проблемы нормирования.- Н.Новгород: Изд-во ВВАГС, 2005.- 165с.
6. ГН 1.2.2633-10. Гигиенические нормативы содержания приоритетных наноматериалов в объектах окружающей среды.
7. Руководство по контролю качества питьевой воды. Всемирная организация здравоохранения, Женева, 1994. -121с.
8. СанПин 2.1.4.10749-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды.
9. Директива 98/83/ЕС. По качеству питьевой воды, предназначенной для потребления человеком.
10. Хавезов И.,Цалев Д. Атомно-абсорбционный анализ.-  Л.: Химия,1983.- 144с.
11. Количественный химический анализ почв. Методика измерений массовых долей металлов в осадках сточных вод, донных отложениях, образцах растительного происхождения спектральными методами. ПНД Ф 16.2.2:2.3.71-2011.
12. Методика выполнения измерений массовой доли элементов в пробах почв, грунтов и донных отложениях методами атомно-эмиссионной и атомно-абсорбционной спектрометрии. М-МВИ-80-2008. - Санкт-Петербург, 2008.
13. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовых концентраций бериллия, ванадия, висмута, кадмия, кобальта, меди, молибдена, мышьяка, никеля, олова, свинца, селена, серебра, сурьмы, хрома в питьевых, природных и сточных водах методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией. ПНД Ф 14.1:2:4.140-98.
14. Измерение массовой концентрации элементов (Al, Ag, As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, Ti, V, Zn) в пробах природных и сточных вод. Методика М 01-46-2013 (ПНД Ф 14.1:2.253-09).
15. Методика измерений массовой концентрации растворенных форм элементов (Al, Ba ,Be, V, Fe, Cd, Co, Li, Mn, Cu, Mo, As, Ni, Pb, Se, Ag, Sr, Ti, Cr, Zn) в пробах природных вод методом ААС-ЭТА с использованием атомно-абсорбционного спектрометра модификаций МГА-915, МГА-915М, МГА-915МД (М 01-53-2013).
16. Методика выполнения измерений массовой концентрации металлов в атмосферном воздухе атомно-абсорбционным методом с электротермической атомизацией с использованием атомно-абсорбционного спектрометра МГА-915(М 02-09-2005).

References

1. Smirnov P. M., Muravin, E. A. Agricultural Chemistry - M.: Agropromizdat, 1991.-288p.
2. Cobat-Pendias A., Pendias H. trace elements in soils and plants.- M.: Mir, 1989.- 370p.
3. Chernyahov B. V., Kalinina N. O., Alekseev M. I. Distribution of heavy metals in vegetation cover Yaman-Kazanskogo field. - Orenburg: OSU, 2010.-8p.
4. Khaustov, A. P., Redina M. M. Regulation of anthropogenic impacts and assess the environmental capacity of the territories.- M.: RUDN, 2008.- 282p.
5. Dabagov M. V., Tabakova E. V., Titov V. I. Heavy metals: Ecotoxicology and problems of rationing.- N. Novgorod: Publishing house of VVAGS, 2005.- 165p.
6. GN 1.2.2633-10. Hygienic standards of the content of the priority of nanomaterials in the environment.
7. The guidance for drinking-water quality. The world health organization, Geneva, 1994. -121p.
8. SanPiN 2.1.4.10749-01. Drinking water. Hygienic requirements to water quality.
9. Directive 98/83/EC. The quality of drinking water intended for human consumption.
10. Havesov I.,Tsalev D. Atomic absorption analysis.- L.: Chemistry,1983.- 144p.
11. Quantitative chemical analysis of soil. The method of measuring the mass fraction of metals in sewage sludge, sediments, samples of plant origin by spectral methods. PND F 16.2.2:2.3.71-2011.
12. The method of measurement of concentration of elements in soil samples, soils and sediments by atomic emission and atomic absorption spectrometry. M-MVI-80-2008.- Saint-Petersburg., 2008.
13. Quantitative chemical analysis of water. The methodology for measuring mass concentrations of beryllium, vanadium, bismuth, cadmium, cobalt, copper, molybdenum, arsenic, Nickel, tin, lead, selenium, silver, antimony, chromium in drinking, natural and waste waters by atomic absorption spectrometry with electrothermal atomization. PND F 14.1:2:4.140-98.
14. Measurement of mass concentration of elements (Al, Ag, As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, Ti, V, Zn) in samples of natural water and sewage. Method M 01-46-2013 (PND f 14.1:2.253-09).
15. The method of measurement of mass concentration of dissolved forms of elements (Al, Ba ,Be, V, Fe, Cd, Co, Li, Mn, Cu, Mo, As, Ni, Pb, Se, Ag, Sr, Ti, Cr, Zn) in natural water samples by AAS method-THIS using atomic absorption spectrometer modifications MGA-915, MGA-M, MGA-MD (M 01-53-2013).
16.  The methodology for measuring the mass concentration of metals in ambient air by atomic absorption method with electrothermal atomization using atomic absorption spectrometer MGA-915(M 02-09-2005).