Физико-химические методы определения остаточных концентраций хлорорганических пестицидов в продуктах питания
Содержание
Введение
1. Общие сведения о хлорорганических соединениях
2. Хлорорганические пестициды в продуктах питания и методы их определения
Литература
Введение
Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Применение пестицидов позволяет получать стабильные урожаи и ограничивать распространение инфекций, передаваемых животными-переносчиками, например, малярии и сыпного тифа. Однако непродуманное использование пестицидов имеет и негативные последствия. Пестициды поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для самого человека.
Длительное хранение пестицидов на неприспособленных складах и в разрушенной таре приводит к сильному загрязнению окружающей среды: почвы, водных питьевых источников (даже артезианских вод), в целом агроландшафтов. Оно ведет к появлению устойчивых к ним видов организмов, особенно среди насекомых; губит хищников (естественных врагов вредителей) и других полезных животных. Последнее вызывает резкое увеличение устойчивости к пестицидам возбудителей опасных болезней растений. Например, сейчас уже 110 видов наиболее опасных фитопатогенных грибов стали высокоустойчивыми к 50 наиболее распространенным фунгицидам. А ведь грибные болезни вызывают 80% потерь урожая сельскохозяйственных культур.
Особую опасность представляют хранящиеся стойкие органические загрязнители: хлорорганические соединения, ртутьорганические протравители, а также обладающие высокой токсичностью фосфорорганические и медьсодержащие пестициды, нитросоединения.
Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Поэтому весьма актуальна проблема определения пестицидов в окружающей среде и продуктах питания.
1. Общие сведения о хлорорганических соединениях
Хлорорганические соединения. Физико-химические свойства и применение. Хлорорганические соединения (ХОС) широко применяют в качестве инсектицидов, акарицидов и фунгицидов для борьбы с вредителями зерновых, зернобобовых, технических и овощных культур, лесонасаждений, плодовых деревьев и виноградников, а также используются в медицинской и ветеринарной санитарии для уничтожения зоопаразитов и переносчиков болезней. Выпускают их в виде смачивающихся порошков, минерально-масляных эмульсий, дустов. У нас разрешены для применения следующие препараты: гексахлорциклогексан (ГХЦГ), гамма-изомер ГХЦГ (линдан), гексахлорбутадиен (ГХБД), дилор, мезокс, полихлоркамфен (ПХК), тедион, каптан, тиодан и некоторые другие. Запрещено использовать такие опасные пестициды, как альдрин, дильдрин, эндрин и галекрон, ДДТ. Однако ДДТ пока сохраняет свое значение в карантинных ситуациях. Благодаря резко выраженным кумулятивным свойствам и персистентности он пока циркулирует в объектах внешней среды.
ХОС представляют собой галоидопроизводные многоядерных циклических углеводородов (ДДТ и его аналоги), циклопарафинов (ГХЦГ и его аналоги), соединений диеного ряда (альдрин, дильдрин, гексахлорбутадиен, гептахлор, дилор), терпенов (ПХП и ПХК), бензола и других соединений.
Все ХОС плохо растворяются в воде и хорошо в органических растворителях, маслах и жирах. Причем в пресной воде растворимость их выше, чем в соленой (эффект «высаливания»). В водоемах они поглощаются частицами органических веществ и осадком, вследствие чего их свойства и локализация могут меняться в разных типах водоемов. В акваториях, загрязненных нефтью, возникает опасность концентрирования ХОС в пленке, растворимых фракциях и в донном осадке.
ХОС обладают высокой химической стойкостью к воздействию различных факторов внешней среды, относятся к группе высокостабильных и сверхвысокостабильных пестицидов. В почве ДДТ сохраняется 12 и более лет, ПХП н ПХК – до 0,5 – 2 лет, линдан и кельтан – до одного года. Коэффициент выноса ХОС из почвы с поверхностным стоком составляет для ДДТ 0,02 – 0,3%, ГХЦГ – 0,06 – 0,10%, что соответствовало концентрации в воде 0,03 – 0,3 мкг/л (Ц.И. Бобовникова и др.). Обладая этими свойствами, ХОС накапливаются в гидробионтах и передаются по пищевой цепи, увеличиваясь примерно на порядок в каждом последующем звене. Однако не все препараты обладают одинаковой персистентностью и кумулятивными свойствами. В гидросфере и организме гидробионтов они постепенно разлагаются с образованием метаболитов. По вышеназванным причинам в зонах интенсивного земледелия остатки ХОС и метаболитов в организме гидробионтов обнаруживаются постоянно, что следует учитывать при диагностике отравлений.
В пресных и морских водоемах, а также гидробионтах, помимо хлорорганических пестицидов, встречаются сходные с ними полихлорированные бифенилы (ПХБФ) и терфенилы (ПХТФ), используемые в промышленности. По своим физико-химическим свойствам и физиологическому действию на организм, а также методам анализа они весьма близки к хлорорганическим пестицидам. Поэтому необходима дифференциация этих групп хлорированных углеводородов.
Токсичность. Механизм действия ХОС на рыб во многом сходен с их влиянием на теплокровных животных. Рыбы и другие водные организмы более чувствительны к ХОС, чем наземные животные. Особенно чувствительны к ХОС водные ракообразные и насекомые, которых нередко используют для контроля загрязнения воды как индикаторные организмы.
В организм рыб ХОС поступают осмотически через жабры и через пищеварительный тракт с кормом. Интенсивность поглощения ХОС рыбами увеличивается при повышении температуры воды. Гидробионты способны концентрировать ХОС в гораздо больших количествах, чем в окружающей среде (воде, грунте), коэффициент накопления этих веществ составляет в грунте 100, зоопланктоне и бентосе – 100 – 300, рыбах – 300 – 3000 и более. По этому показателю они относятся к группе веществ со сверхвысокой или с выраженной кумуляцией. Суммарные концентрации ХОС в воде пресных и морских водоемов обычно ниже микрограмма на литр.
В первую очередь ХОС накапливаются в органах и тканях, богатых жирами или липоидами. У рыб их больше всего находят во внутреннем жире, головном мозге, желудочной и кишечной стенке, гонадах и печени, меньше – в жабрах, мышцах, почках и селезенке. С возрастом рыб отмечено увеличение концентрации ХОС. При метаболизме жиров во время голодания и миграции рыб, а также при стрессовых состояниях накопленные в организме ХОС могут вызвать отравления рыб.
ХОС относят к ядам политропного действия с преимущественным поражением центральной нервной системы и паренхиматозных органов, особенно печени. Кроме того, они вызывают расстройство функций эндокринной и сердечнососудистой системы, почек и других органов. ХОС также резко угнетают активность ферментов дыхательной цепи, нарушают тканевое дыхание. Некоторые препараты блокируют SH-группы тиоловых ферментов. ХОС опасны для рыб своими отдаленными последствиями: эмбриотоксическим, мутагенным я тератогенным действием. Они снижают иммунологическую реактивность и повышают восприимчивость рыб к инфекционным болезням. ХОС относятся к группе высокотоксичных для рыб соединений (см. таблицу).
| Название и синонимы препаратов | Виды рыб | Летальные концентрации CK50 по ДВ | ||
| мг/л | экспозиция | |||
| ДДТ (дихлордифенил трихлорэтан, азотокс, | 0,032 | 36 ч | ||
| дикофан, пентахлорин | Лосось | 0,08 | 36 ч | |
| и др.) | Щука | 0,05* | 48 ч | |
| Карась | 0,07 – 0,03 | 96 ч | ||
| ДДТ э. к. | Карп | 0,25 – 0,35** | 48 ч | |
| ДДТ с. п. | Карп | 5,0** | 48 ч | |
| Гамма-изомер ГХЦГ | Карп | 0,17 – 0,28 | 48 ч | |
| 90%-ный технический э. к. | Радужная форель | 0,3* | 48 ч | |
| (гексахлорциклогексан, | 0,2* | 48 ч | ||
| ГХЦГ, линдан, гамма-изомер) | Пескарь | 0,08 | 96 ч | |
| Плотва | 0,08 | 24 ч | ||
| Карась | 0,12 | 48 ч | ||
| Гексахлоран технический (8 – 12% гамма-изомера ГХЦГ) | Карп | 2,5 – 12,5** | 96 ч | |
| Гептахлор (велзикол 104, гептамюль) | Карп, радужная форель, щука | 0,4 – 0,6* | 48 ч | |
| Разные виды рыб | 0,008 – 0,019 | 96 ч | ||
| Гексахлорбензол | Те же | 0,25 – 3,6 | 96 ч | |
| Полихлоркамфен (ПХК, токсафен, килфен и др.) | Радужная форель | 0,23* | 48 ч | |
| Окунь | 0,16 | 24 ч | ||
| Плотва | 0,26 | 24 ч | ||
| Карп, толстолобик | 0,22 | 96 ч | ||
| Верховка | 0,04 | 96 ч | ||
| Вьюн | 0,18 | 96 ч | ||
| Карп | 0,022* | 25 дн. | ||
| Полидофен (40% ПХК + 20% ДДТ) | Карп | 0,17 | 96 ч | |
| Полихлорпинен (ПХП, стробан) | Карп, линь Пелядь | 1,0* 0,5* | 24 ч 24 ч | |
| Щука | 0,25* | 24 ч | ||
| Плотва, налим | 0,1* | 24 ч | ||
| Окунь | 0,05* | 24 ч | ||
| Метоксихлор (марлат) | Разные рыбы | 0,04 | 96 ч | |
| Калган (ортоцид) | Радужная форель | 0,25* | 24 ч | |
| Карп | 0,25 | 24 ч | ||
| Кельтан (дикофол, хлорэтанол) | Карп | 2,16 – 2,93 | 96 ч | |
| Молодь верховки и пескаря | 1,55 – 1,62 | 96 ч | ||
| Тиодан (эндосульфан, малике, циклодан, ти | 0,01* | 48 ч | ||
| мул) | Щука | 0,005* | 48 ч | |
| Карп | 0,011 | 48 ч | ||
| Разные виды рыб | 0,001 – 0,009 | 48 ч | ||
Хроническое отравление карпов ПХК и полидофеном наступает при концентрациях до 1/100 от CK50 (0,004 мг/л), кельтаном до 1/300 от СК50 (0,007 мг/л) и сопровождается гибелью 10 – 60% рыб в течение 60 – 80 дней воздействия. Токсические концентрации других препаратов не установлены. На основании изучения экспериментальных и природных токсикозов у погибших рыб обнаружены остатки некоторых ХОС (см. таблицу).