TOKSYKOLOGIA PESTYCYDÓW

Andrzej Kunt

Wykład XIII



Pestycydy (inne terminy: środki szkodnikobójcze, przeciwpasożytnicze,
środki ochrony roślin) należą do grupy związków chemicznych o dużej
sile działania toksycznego, które świadomie, chociaż pod kontrolą, są
wprowadzane do środowiska życia człowieka.



Postęp cywilizacyjno-techniczny, także w zakresie agrotechniki,
rozwiązał wiele problemów ekonomiczno-socjalnych. Niemniej jednak
prognozy światowych organizacji ds. rozwoju gospodarczego
wskazują, że w celu zapewnienia wyżywienia stale rosnącej populacji
ludzkiej stosowanie pestycydów jest nadal nieuniknioną
koniecznością.



Nazwa „pestycydy" pochodzi od słów pestis - szkodnik i cedeo -
niszczyć. W definicji Amerykańskiej Agencji ds. Ochrony Środowiska
(EPA) pestycyd jest to substancja lub mieszanina substancji
wykazująca zdolność niszczenia, odstraszania lub hamowania rozwoju
szkodników.



W rozwinięciu szczegółowym może to być czynnik fizyczny, chemiczny
lub biologiczny, który niszczy niepożądane formy roślinne, zwierzęce
oraz mikroorganizmy.



Wzrost naturalnego zagrożenia plonów przez szkodniki, przeludnienie i
niedożywienie na znacznym obszarze świata, związane z tym
zapotrzebowanie na żywność, plaga chorób przenoszonych przez
owady, gryzonie i ślimaki są najpoważniejszymi obecnie przyczynami
stosowania pestycydów.



W skali światowej przyniosło to niezaprzeczalne, wymierne liczbowo
korzyści doraźne i długofalowe wymienione dalej.

W dziedzinie ochrony zdrowia:



- likwidację lub znaczące ograniczenie występowania wielu chorób
zakaźnych, zwłaszcza w krajach rozwijających się, np. zimnicy, dżumy,
żółtej febry, filariozy, wirusowych zapaleń mózgu i innych,



- wzrost higieny życia osobistego i otoczenia najuboższej ludności, a
pośrednio np. zmniejszenie umieralności niemowląt.
W gospodarce rolnej i leśnej:



- wzrost plonów podstawowych zbóż w wyniku ochrony wschodów roślin
przed gryzoniami i ptakami,



- zmniejszenie masowych pomorów zwierząt i ptactwa, zwłaszcza w
gospodarstwach hodowlanych,



- zwiększenie przyrostu i jakości produkcji w hodowli mleka, mięsa, skóry.
W gospodarce materiałowej:



- zmniejszenie strat żywności dzięki ochronie magazynów i środków
transportu,



- ochronę i zwiększenie trwałości produktów przemysłowych i muzealnych
(drewno, papier, tekstylia itp.),



- przedłużenie czasu eksploatacji dróg, torów i lotnisk, głównie w wyniku
odchwaszczania.



Ponad czterdziestoletni okres powszechnego stosowania pestycydów -
fumigantów gleby, herbicydów, insektycydów - zrewolucjonizował
gospodarkę rolną. Przyniósł olbrzymie korzyści w produkcji weterynaryjnej
i ochronie zdrowia.



Według danych ŚOZ w latach 1982-1990 stosowano ponad 1000
aktywnych substancji używanych w ok. 60 000 preparatów jedno- i
wieloskładnikowych. Ich budowa chemiczna obejmuje proste związki
nieorganiczne, a także złożone wielopodstawnikowe połączenia
organiczne pierścieniowe i łańcuchowe. Wszystkie są truciznami.
Aktywność toksykodynamiczna jest zróżnicowana nawet wewnątrz
poszczególnych grup: od substancji o największej toksyczności do
praktycznie nieszkodliwych. Są produkowane na świecie w tysiącach ton.



Zamierzonym celem stosowania pestycydów jest niszczenie (zabijanie)
form życia niekorzystnych lub szkodliwych dla człowieka. Założeniem
idealnym jest pełna wybiórczość działania, tj. niszczące - toksyczne dla
niepożądanych form, nieszkodliwe dla człowieka i pożytecznych zwierząt,
owadów i roślin. W praktyce okazało się to nieosiągalne.



Zagrożenie bezpośrednie dla ludzi i zwierząt ze strony pestycydów
stanowią:



1. Zatrucia ostre: awaryjne zawodowe i środowiskowe, a także
omyłkowe i świadome.



2. Zatrucia przewlekłe: w wyniku kumulacji małych dawek pestycydów
w organizmie, a także kumulacji czynnościowej.



3. Skutki odległe:



a) genotoksyczne: mutagenne, teratogenne, rakotwórcze;



b) neurotoksyczne: ośrodkowe i obwodowe,



c) immunotoksyczne,



d) embriotoksyczne, upośledzenie rozrodu i rozwoju,



e) wpływ na gospodarkę hormonalną organizmu i przebieg procesów
enzymatycznych.



Zagrożenie dla ludzi i zwierząt



Okoliczności powstawania zatruć pestycydami i ich szkodliwe
działania są liczne i wynikają z powszechnego stosowania w różnych
dziedzinach pracy i życia człowieka. Mogą one być:



a) systematyczne - związane z pracą zawodową przy produkcji,
konfekcjonowaniu, transporcie; również przy stosowaniu przez
wyspecjalizowane ekipy w rolnictwie, akcjach sanitarnych i
przeciwepidemicznych,



b) okresowe - przy użytkowaniu indywidualnym w gospodarstwach
rolnych i domowych w wyniku niewłaściwego stosowania,
przechowywania czy omyłkowego spożycia,



c) przypadkowe - w wyniku niezamierzonego zetknięcia się z
pestycydami w różnych okolicznościach, np. rozlania lub omyłkowego
spożycia,



d) rozmyślne - po spożyciu lub podaniu w celach samobójczych lub
przestępczych.



Zapobieganie szkodliwościom ze strony pestycydów obejmuje 3 kierunki działania:



a) rozwijanie i przestrzeganie zasad „dobrej praktyki rolniczej",



b) stałą aktualizację i rozszerzanie przepisów prawnych,



c) badania doświadczalne.



Koncepcja „dobrej praktyki" rolniczej łączy wszystkie współzależne czynniki i
działania, które przy utrzymaniu dużej skuteczności szkodnikobójczej do minimum
zmniejszają zagrożenie dla zdrowia i środowiska. Założeniem ogólnym jest
stosowanie pestycydów wyłącznie w przypadkach niezbędnych. Poprzedzić je
powinno szczegółowe rozeznanie terenowe, określające zakres, sposób i rodzaj
związku zalecanego do stosowania.



Odrębne działania stanowią: właściwe oznakowanie preparatów z podkreśleniem
potencjalnego zagrożenia oraz informacją o postępowaniu w przypadku zatrucia, a
także przepisy określające sposoby transportu, składowania i dystrybucji. Trudny
problem stanowi wykorzystanie niezużytych preparatów, niszczenie lub
regeneracja opakowań oraz związków czynnych i postaci użytkowych wycofanych z
obrotu. Niewłaściwe postępowanie grozi ostrymi zatruciami dzieci i dorosłych,
skażeniem wód gruntowych i powietrza.

Zapobieganie zatruciom pestycydami i leczenie
zatruć



Znanych jest przynajmniej kilka klasyfikacji pestycydów, opartych na
zróżnicowanych kryteriach podziału, wynikających z odmiennych
celów i potrzeb, dla których były i są przeprowadzane. Najczęściej
spotykanymi są: podział w zależności od kierunku zastosowania i
sposobu działania, klasyfikacja chemiczna i klasyfikacja
toksykologiczna.



Choć klasyfikacja toksykologiczna wydaje się najistotniejsza dla
toksykologii, znajomość dwóch pozostałych jest potrzebna dla
określenia całości potencjalnych i rzeczywistych zagrożeń ze strony
pestycydów.

Podział pestycydów



I. Zoocydy - środki do zwalczania szkodników zwierzęcych:



1. Insektycydy - środki owadobójcze.



2. Akarycydy - do zwalczania roztoczy.



3. Nematocydy - do zwalczania nicieni.



4. Aficydy - do zwalczania mszyc.



5. Moluskocydy - do zwalczania ślimaków.



6. Rodentycydy - do zwalczania gryzoni.



7. Atraktanty - środki zwabiające.



8. Repelenty - środki odstraszające.



II. Bakteriocydy - środki do zwalczania bakterii.



III. Herbicydy - środki do zwalczania chwastów:



1. Totalne — niszczące wszystkie rośliny.



2. Wybiórcze - niszczące określone gatunki roślin.



3. Regulatory wzrostu: inhibitory, stymulatory.



IV. Fungicydy - środki do zwalczania grzybów.



Grupy główne dzielą się także według innych kryteriów. Na przykład w

grupie zoocydów podstawą podziału może być odmienny sposób działania

szkodnikobójczego, wyróżniający: środki kontaktowe, żołądkowe i duszące.

Podział pestycydów w zależności od kierunku
zastosowania

Zasady klasyfikacji środków ochrony roślin pod względem toksyczności ostrej

Klasyfikacja toksykologiczna
pestycydów

Klasa

toksyczności
dla człowieka i
jej określenie

Toksyczność

ostra doustna
LD

50

(mg/kg mc.)

Toksyczność

ostra skórna
LD

50

(szczur lub

królik) (mg/kg
mc.)

Toksyczność ostra

inhalacyjna LC

50

(szczur) (mg/dm

3

/4h)

S

Z
K
O
D
L

I
W
E

Bardzo

toksyczne

T+

<25

<50

< 0,25 aerozole
< 0,50 gazy i pary

Toksyczne

T

25 < LD

50

<

200

50 < ld

50

<

400

0,25 < LC

50

< 1 aerozole

0,50 < LC

50

< 2 gazy i

pary

Szkodliwe

Xn

200 < LD

50

<

2000

400 < LD

5

0 <

2000

1 < LC

50

< 5 aerozole

2 < lc

50

< 20 gazy i pary

Klasyfikacja pestycydów wg ŚOZ

LD

50

dla szczura ( w mg/kg masy ciała )

Klasa

doustnie

naskórnie

stałe*

ciekłe

stałe*

ciekłe

la Niezwykle

toksyczne

5 lub mniej

20 lub

mniej

10 lub mniej

40 lub mniej

Ib Bardzo

toksyczne

5-50

20-200

10-100

40-400

II Średnio

toksyczne

50-500

200-

2000

100-1000

400-4000

III Mało

toksyczne

ponad 500

ponad

2000

ponad 1000

ponad 4000

* Odnosi się do stanu fizycznego substancji czynnej lub użytkowej.



W Polsce zarejestrowanych jest ok. 1500 preparatów, w tym również
środki biologiczne, np. insektycydy, których substancją czynną są
kryształy zawierające bakterie Bacillus thuringiensis var. Kurstaki.
Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi corocznie wydaje listę środków
ochrony roślin zarejestrowanych w Polsce. Jedna substancja aktywna
może występować w postaci różnych produktów (formulacji) i może być
stosowana przez różnych producentów. Przykładowo herbicyd glifosad
występuje w 48 zarejestrowanych środkach.



Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dn. 5 III 2002 r. (DzU
Nr 24, poz. 250) określa szczegółowo zasady wydawania zezwoleń na
dopuszczenie środków ochrony roślin do obrotu i stosowania.

Schemat hamowania aktywności acetylocholinoesterazy przez
insektycyd fosforoorganiczny – diizopropylofluorofosforan (DFP)



Objawy rozwijają się w 3 kierunkach:



a) objawów muskarynowych, wynikających z nadpobudzenia

receptorów muskarynowych pozazwojowych nerwów cholinergicznych w

układzie oddechowym, przewodzie pokarmowym, sercu, nerkach,

gruczołach ślinowych, źrenicy i mięśniach,



b) objawów nikotynowych, spowodowanych nagromadzeniem

acetylocholiny w synapsach zwojów autonomicznych oraz płytkach

motorycznych mięśni szkieletowych,



c) objawów ośrodkowych, wynikających z bezpośredniego wpływu

nagromadzonej acetylocholiny na receptory cholinergiczne komórek

nerwowych.



W postaci średnio ciężkiej zatrucia obserwuje się nasilanie objawów

muskarynowych i wystąpienie objawów nikotynowych. Charakteryzuje je

uogólnione osłabienie, narastające zaburzenia widzenia, wydzielania

śliny, wymioty. Występuje biegunka. Pojawia się rzadkoskurcz,

hipertonia, drżenia mięśni twarzy, rąk i głowy. Narasta ogólne

pobudzenie. Występują trudności koordynacji ruchów. Pojawia się

uczucie lęku. W drugim etapie występuje oczopląs, ból w klatce

piersiowej i trudności w oddychaniu, sinica błon śluzowych, rzężenie przy

oddychaniu. Obserwowane zahamowanie aktywności esterazy wynosi

60-90%. Okres powrotu do zdrowia trwa 1-2 tygodnie.



Postać ciężką zatrucia charakteryzują objawy ze strony o.u.n.:
drgawki napadowe, przechodzące w uogólnione, zaburzenia
psychiczne, sinica, obrzęk płuc, śpiączka. Zahamowanie aktywności
acetylocholinoesterazy wynosi 90-100%. Stany takie najczęściej
kończą się zgonem. Bezpośrednią przyczyną zgonu jest porażenie
ośrodka oddechowego i uduszenie.



Diagnostyka zatruć oraz ocena narażenia zawodowego na działanie
insektycydów fosforoorganicznych opiera się na oznaczaniu
aktywności cholinoesteraz we krwi.



Zalecenia ŚOZ uwzględniają podane dalej kryteria oceny wyników testu

esterazowego i związane z tym postępowanie u osób stale pracujących

w kontakcie z insektycydami fosforoorganicznymi:



1. Każde indywidualnie stwierdzone zmniejszenie aktywności esterazy o

25% powinno być zweryfikowane.



2. Zmniejszenie aktywności o 12,5% u jednego pracownika zespołu jest

uznawane za rozrzut osobniczy. Stwierdzone u większości pracowników

wskazuje na „słabe narażenie" i wymaga ponowienia szkolenia BHP.



3. Zmniejszenie aktywności o 25% indywidualnie świadczy o

lekceważeniu przepisów BHP. Wykazane u większości pracowników lub

kilku zespołów wymaga kontroli warunków pracy i poprawności

instrukcji. Określone jest jako narażenie lekko średnie.



4. Zmniejszenie aktywności o 37,5% jest określone mianem średniego.

Stanowi ono zagrożenie zdrowia. Niezbędne jest poszukiwanie i

określenie przyczyn zwiększonego narażenia i ich likwidacja.



5. Zmniejszenie aktywności o 50% jest określone jako duże, groźne dla

zdrowia i życia, wynikające z wyraźnego błędu w organizacji pracy.

Pracownicy powinni być w tych przypadkach odsunięci od pracy z
insektycydami do czasu pełnego odtworzenia aktywności enzymu, tj.
na ok. 2 tygodnie. Należy ustalić przyczynę zwiększonego narażenia.
LECZENIE



atropina – objawy muskarynowe



oksymy (reaktywatory cholinoesteraz)



Serum-Cholinesterase – koncentrat liofilizowanej cholinoesterazy
surowicy krwi ludzkiej.

Dziękuję za uwagę