Курсовая работа по токсикологии «Токсикология Пиретроидов»

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ТОКСИКОЛОГИИ НА ТЕМУ: «Токсикология Пиретроидов»

 

Синтетические пиретоиды

Применение пиретроидов в виде размолотых в порошок цветков персидской, далматской и кавказкой ромашки рода Pyrethrum известно еще до нашей эры, но химическая структура установлена только в 50-е годы прошедшего столетия. Действующими инсектицидными веществами в порошке являются производные циклопропанкарбоновой кислоты – цинерин 1 и 2, пиретрин 1 и 2 и в небольших количествах дегидропроизводные соединения – жасмолин 1 и 2. Эти вещества представляют собой жидкости со слабым запахом, быстро инактивируются вследствие окисления и гидролиза. В связи с тем, что синтез цинеринов и пиретринов сложен, для практического применения получают их аналоги – синтетические пиретроиды.

Синтезированные и изученные пиретроиды являются производными циклопропанкарбоновых кислот, в частности хризантемовой и монокарбоновой. Большинство препаратов, используемых в практике, получено на основе перметрина, циперметрина, дельтаметрина, фенвалерата и других синтетических пиретроидов.

Почти четверть всех инсектицидов и акарицидов (40 из 185), включенных в список пестицидов, разрешенных к применению в 2000 г., - синтетические пиретроиды. Главное преимущество веществ этой группы – их высокая инсектицидная и акарицидная активность при выраженной селективности действия, во много раз превышающая избирательность ФОС. Поэтому пиретроиды применяют в весьма малых количествах – сотни граммов на гектар. Соединения эти малостойки, однако, при использовании в сельском хозяйстве и ветеринарии могут попадать в объекты окружающей среды и вызвать отравление людей и животных.

Токсичность пиретоидов для теплокровных животных различна. Среди них есть высоко -, средне-, и малотоксичные препараты. Для теплокровных более токсичны пестициды, содержащие циан-группу (децис, сумицидин и др.).

Кумулятивные свойства у большинства пиретроидов выражены не резко, поэтому вероятность хронической интоксикации невелика.

Ровикурт. Светлая масленичная жидкость со слабым запахом, слабо растворяется в воде (10 мг\л), хорошо – в большинстве органических растворителей. Содержит действующие вещество перметрин. Применяют в сельском хозяйстве. В ветеринарии используют Перметрин (амбуш, корсар). Выпускают в форме концентрата эмульсии с содержанием до 25% действующего вещества. Препаративные формы – стомазин (венгерский препарат), креопир, анометрин и пирвол.

Растения защищают от насекомых и клещей 0,01-0,02%-ными водными эмульсиями из расчета 0.1-0,2кг\га (по действующему веществу). Применяют для опрыскивания в период вегетации технических, зерновых, овощных культур, а также для обработки фруктовых кустарников, винограда, лекарственных растений, лиственных и хвойных деревьев. Животных обрабатывают путем опрыскивания или купания в проплывных ваннах с 0,05-0,1%-ной водной эмульсией препарата. Не разрешается обрабатывать лактирующих животных.

Данные по токсичности перметрина разноречивы. ЛД50 для белых мышей и крыс варьирует от 455 до 4000 мг\кг, что, по-видимому, связано с различным содержанием изомеров в техническом продукте.

Пестицид очень токсичен для пчел и рыб.

У овец, обработанных путем купания в 0,05%-ной водной эмульсии пирвола, через 3 дня в мышечной ткани находят 0,051 мг\кг, в печени – 0,045, в почках – 0,043 мг\кг перметрина. Через 10 суток остатки пестецида обнаруживают лишь в мышечной ткани в следовых количествах (Э. К. Рахматуллин, 1997).

Арриво', инта-вир, цимбуш, циперкил, циракс, щерпа, циткор, ципершанс. Содержат действующее вещество циперметрин. Большинство препаратов – бесцветные жидкости со слабым запахом, слабо растворяется в воде (10 мг\л), хорошо – в большинстве органических растворителей.

Выпускают в форме таблеток. Используют для опрыскивания в период вегетации зерновых, технических, овощных и бахчевых культур, винограда, лиственных и хвойных деревьев, городских зеленых насаждений, территории зернохранилищ и в других случаях для борьбы с насекомыми и клещами.

Для защиты животных от насекомых и клещей применяют водные эмульсии креохина и ципека в 0.005-0.01%-ной концентрации. Препараты, содержащие циперметрин, - умеренно опасные пестициды с ЛД50 для белых крыс 250-300 мг\кг. Высокотоксичны для пчел, СК50 для рыб 0,0012 мг\л.

При обработке овец путем купания в водных эмульсиях, содержащих циперметрин в 0,005%-ной концентрации, остатки в жире, печени, почках и сердце через 5 дней составляет 100, 89, 72 и 62 мкг\кг соответственно. Через 10 суток следы препарата обнаруживают только в жире. Не установлено выделение пестицида с молоком овец.

После обработки телят водной эмульсией препарата инта-вир, содержащего циперметрин в 0,05%-ной концентрации (по действующему веществу), остатки пестицида в наибольших количествах обнаруживают в жире: через 5 дней – 0,033 мг\кг, через 10 – лишь следы. Через 15 дней остатки пестецида в органах и тканях отсутствуют (А. Н. Митасов, 1994).

Децис, биорин, дельтацид, К-отек, К-обиоль, Фас. Содержат действующие вещество дельтаметрин. Комбинированные препараты Бифетрин (дельтаметрин + фентион) и децис-квик (дельтаметрин + хептенофос), как и вышеперечисленные пестициды, применяют в основном для опрыскивания растений в период вегетации, иногда в фазе начала цветения на тех же культурах, что и другие перитроиды, а также для обработки пастбищ (для уничтожения личинок саранчовых), кормовых и лекарственных растений, фруктовых, многих лиственных и хвойных деревьев.

По препаративной форме это могут быть концентраты эмульсии, брикеты и смачивающиеся порошки. Эти препараты эффективны в случаях. Когда вредители устойчивы к ФОС, ХОС и карбонатам. Практически нерастворимы в воде, хорошо растворимы в органических растворителях. Для защиты растений используются в виде водных эмульсий из расчета 0,01-0,05 кг\га.

Животных обрабатывают путем опрыскивания или купания в ваннах, содержащих водную эмульсию препаратов в 0.005%-ной концентрации. ЛД50 для крыс при приеме внутрь 128-139 мг\кг, при накожном нанесении водных эмульсий ЛД50 2500 мг\кг. Высокотоксичны для пчел, полезных насекомых и рыб; СК50 для рыб 0.1 мг\л. Малоустойчивы в окружающей среде. В почве остаточные количества не обнаруживаются, не определяются и в растительных продуктах питания. По данным Э. К. Рахматуллина (1997), более продолжительное время задерживаются в тканях животных по сравнению с перметрином и циперметрином.

В пробах мышечной ткани. Печени и почек овец, обработанных путем купания в водной эмульсии Бутокса, Содержащего 0.005% декаметрина (по действующему веществу), количество остатков через 7 дней после обработки составляло 0,3, 0,044 и 0.042 мг\кг, а через 10 дней – 0.014, 0,019 и 0.02 мг\кг соответственно. Через 35 суток после обработки остатки пестицида не обнаружены.

Другие синтетические пиретроиды – Данитол (фенпропатрин), Зета и Фьюри (зета-циперметрин), Каратэ (лямбда-цигалотрин), Кинмикс (бета-циперметрин), Маврик (тау-флювалинат), Суми-альфа (эсфенвалерат), Сумицидин, Фенаксин, и Фенакс (фенвалерат), Талстар (бифентрин), Фастак (альфа-циперметрин) и другие применяют в полеводстве, садоводстве и лесоводстве.

Недостаток пиретроидов в том, что насекомые и клещи к ним привыкают. Многократное увеличение концентрации растворов и кратности обработок малоэффективно. В таких случаях требуется смена препарата или замена его пестицидами из других химических групп. Все препараты этой группы обладают высокой избирательной токсичностью по отношению к насекомым и клещам.

Токсикодинамика.

Э. К. Рахматулин (1997) в опытах с пуроном, содержащим циперметрин, предложенный для нанесения на кожу спины животных, установил, что, инсектицид в терапевтических и в 10 раз превышающих их дозах не вызывал у животных клинических симптомов интоксикации, но значительно повышал в первые 5 дней после нанесения на кожу активность холинэстеразы в крови, особенно при использовании больших доз.

В последующие дни активность холистеразы снижалась на 30-40 % по сравнению с контролем.

S. Cosida (1973) наблюдал при действии натуральных пиретроидов угнетение активности микросомальных оксидаз.

У лабораторных животных (белых крыс) пиретроиды (децис, сумицидин, цимбуш) в токсических дозах действует на ЦНС. У животных наблюдаются угнетение, затем возбуждение, тремор, судороги, снижается активность холинэстеразы во всех исследуемых субстратах, в том числе и в мозге. Это приводит к накоплению медиатора холинэргических синапсов – ацетилхолина, поэтому и проявляется его холиномическое действие. Пиретроиды у крыс действуют гепатотоксически, что приводит к снижению ферментов переаминирования, щелочной фосфатазы, холинэстеразы печени и сыворотки крови, содержание общего белка и мочевины.

В организме теплокровных животных пиретроиды быстро метаболируются и выводятся из организма с мочой, часть препаратов выделяется с фекалиями. Скорость метаболизма пестицидов зависит от их химической структуры.

Отдаленные эффекты у пиретроидов не выявлены.

Клиника.

Случаев отравления КРС, овец, оленей, свиней и других животных при их обработке препаратами, содержащие перметрин, циперметрин, дельтаметрин и фенвалерат, отмечено не было.

Пиретроиды имеют терапевтический индекс больше 10, поэтому отравления животных маловероятны даже при 5-кратном завышении доз.

Увеличение рекомендуемой концентрации (0,005 %) в 10 раз (0,05 %) при применении препаратов на основе циперметина и дельтаметрина для обработки овец, КРС, свиней против псороптоза, саркоптоза и других заболеваний, вызываемых клещами и насекомыми, не сопровождается появлением клинических симптомов интоксикации.

При отравлении лабораторных животных дельтаметринами отмечают саливацию, жевательные движения, тремор, гиперактивность, сокращение мышц, судороги. Кожная чувствительность и нервно-рефлекторная возбудимость понижены.

У сельскохозяйственных животных симптомы неспецифичны.

При поступлении препаратов внутрь сначала отмечают возбуждение, а затем угнетение, аппетит понижен, кожная чувствительность и нервно-рефлекторная возбудимость понижены.

Патологоанатомические изменения.

Установлены они на лабораторных животных, которым вводили внутрь синтетические пиретроиды в максимально токсических и смертельных дозах. Характеризуется гемодинамическими нарушениями во внутренних органах и головном мозге, точечными кровоизлияниями под эпикардом и эндокардом, дегенеративными изменениями в печени, катаральным воспалением слизистых оболочек жкт (Э. К. Рахматуллин, 1997).

Диагностика.

Принцип.

Методы основаны на экстракции пестицидов из измельченной пробы тканей животных, содержимого ЖКТ, кормов с помощью органического растворителя, на очистке экстрактов в системе жидкость-жидкость, дополнительной очистке на колонках с адсорбентами, их концентрировании и определении пестицидов с помощью ТСХ или ГЖХ.

Ход определения:

25 г измельченной ткани (мышцы, печень, почки) или содержимого ЖКТ помещают в коническую колбу, заливают 50 мл ацетона и встряхивают в течение 1 ч на шуттель-аппарате. Фильтруем через бумажный фильтр в другую коническую колбу. Вносят в колбу 50 мл холодной дистиллированной воды и ставят на 1 ч в бытовой холодильник. Затем фильтруют через бумажный фильтр в коническую колбу, добавляют в колбу 30 мл гексана и встряхивают на шуттель-аппарате в течение 30 минут. Смесь переносят в длительную воронку. Гексановый слой отделяют и переносят в колбу вакуум-ротационного испарителя. Водно-ацетоновый слой дважды промывают 10 мл гексана, который сливают в ту же колбу. Экстракт упаривают досуха. Сухой остаток смывают 3-5 мл гексана, который переносят в мерную пробирку на 10 мл. Колбу еще раз промывают 3 мл гексана и переносят его в ту же пробирку. Сухой остаток растворяют в 200 мкл гексана при анализе посредством ТСХ и в 5 мл при использовании ГЖХ.

При анализе методом ТСХ весь объем экстракта наносят на старт хроматографической пластинки, подсушивая под феном пластинку в точке нанесения экстракта. Пластинку помещают в хроматографическую камеру и проводят развитие в системе гексан-ацетон (4:1). После развития пластинку подсушивают на воздухе, а затем опрыскивают раствором серебра нитрата или фосформолибденовой кислоты. При обработке пластинки раствором серебра нитрата пиретроиды проявляются в виде серо-черных пятен, фосформолибденовой кислоты – синих пятен. Нижний предел обнаружения 3-10 мкг. Величина Rf в среднем составляет для перметрина 0,6, циперметрина 0,4, фенвалерата 0,3 и дельтаметрина 0,5. Количественную оценку содержания инсектицидов проводят путем сравнения размера и интенсивности окрашивания пятен из стандартных растворов и анализируемой пробы.

Расчет количественного содержания проводят по формуле:

X=   ,

Где х – содержание остатков пестицида в пробе, мг\кг;

А – количество пестицида, найденное в пробе, мкг;

Р – масса навески анализируемой пробы, г.

При анализе методом ГЖХ 5 мкл конечного экстракта вводят с помощью микрошприца в газовый хроматограф и проводят анализ при следующих условиях: газовый хроматограф с детектором электронного захвата (ДЭЗ) или постоянной скоростью рекомбинаций; колонка стеклянная 1500 * 4,0 мм, заполненная фазой 3 %-ным ОУ-1 или 5 %-ным SE-30 на хроматоне; газ-носитель – азот со скоростью 60 мл\мин; температура термостата колонки, испарителя и детектора соответственно 240, 260 и 2600 С. Время элюирования перметрина 2 мин 13 с, циперметрина – 2 мин 56 с, фенвалерата - 3 мин 20 с. Количественную оценку проводят путем сравнения площадей или высот пиков при хроматографировании стандартных образцов и экстрактов из пробы.

Расчет содержания пестицидов проводят по формуле:

C=,

Где С – количество препарата в пробе, мг\кг;

Сст – количество пестицида во введенном в хроматограф стандартном растворе, мкг;

V2 – объем анализируемого экстракта после упаривания, мл;

S – площадь пика исследуемого раствора, мм2;

Sст – площадь пика стандартного раствора пиретроида, введенного в хроматограф, мм2;

V1 – объем экстракта, введенного в хроматограф, мл;

Р – масса навески анализируемой пробы, г.

Клиническое значение.

Обнаружение в патологическом материале (печень, почки) синтетических пиретроидов дает основание предполагать возможную интоксикацию животных препаратами из этой группы химических веществ. Однако окончательный диагноз может быть поставлен на основании анализа данных о применении синтетических пиретроидов в качестве средств защиты растений или животных, клинических признаков интоксикации и результатов патологоанатомического исследования.

Ветсанэкспертиза.

Остатки пиретроидов определяют методом ГЖХ. Установление наличия синтетических пиретроидов в тканях пчел и рыб дает основание для диагностирования отравления.

1. При обработки кожного покрова путем опрыскивания или купания синтетические пиретроиды задерживаются в организме в среднем 10-14 дней. По данным Э. К. Рахматуллина (1997), остатки пиретроидов, содержащих дельтаметрин, при отравлении задерживается до 30 дней. Поэтому в зависимости от вида инсектоакарицида убивать обработанных животных следует через 20-35 дней. МДУ остатков в тканях животных в нашей стране не установлены. В рыбе МДУ пиретроидов 0,0015 мг\кг. При вынужденном убое продукты исследуют на наличие остатков препаратов, и при их наличии мясо и субпродукты в пищу допускать не следует. МДУ в