МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ГИГИЕНЫ И ТОКСИКОЛОГИИ ПЕСТИЦИДОВ,
ПОЛИМЕРОВ И ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС
ГИГИЕНА ПРИМЕНЕНИЯ,
ТОКСИКОЛОГИЯ ПЕСТИЦИДОВ
И ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Сборник научных трудов
ВЫПУСК 13
Под общей редакцией профессора А. В. Павлова
Киев 1983
АННОТАЦИЯ
Рассматриваются актуальные теоретические
и прикладные вопросы гигиены применения, ток
сикологии пестицидов и полимерных материалов:
прогноз опасности пестицидов для окружающей
среды и человека; гигиеническая оценка химиче
ских систем защиты растений; исследование ме
ханизма действия отдельных препаратов и их
комбинаций на организм лабораторных живот
ных; изыскание и изучение средств антидотной
терапии интоксикаций химической этиологии и
др-
Для гигиенистов, токсикологов, химиков-ана
литиков, работников органов госсаннадзора.
РЕДКОЛЛЕГИЯ
А. В. Павлов (председатель), Е. А. Антоно
вич, В. С. Бурый, В. П. Безуглый, В. С. Гуменный, Ю. С. Каган (зам. председателя), М. А. Клисенко, М. В. Крыжановская, Н. М. Кузьменко,
Е. А. Мельникова, Л. М. Сасиновнч (отв. секре
тарь), В. В. Станкевич.
@ ВНИИ гигиены и токсикологии
пестицидов, полимеров и пластических
масс. Киев, 1983.
Памяти академика АМН СССР
Льва Ивановича МЕДВЕДЯ
посвящается
I
I
ПРЕДИСЛОВИЕ
Предыдущие выпуски сборника выходили под общей ре
дакцией академика АМН СССР, заслуженного деятеля науки
УССР, профессора Л. И. Медведя, Этот выпуск — первый,
вышедший в свет после его кончины.
Академик Л. И. Медведь — организатор и первый дирек
тор ВНИИГИНТОКСа, основоположник нового направления
профилактической медицины — гигиены применения, токсико
логии пестицидов и полимерных материалов. В течение мно
гих лет он возглавлял одноименную союзную проблемную
комиссию, объединив в ней усилия ученых свыше 50 научноисследовательских учреждений. Основные результаты иссле
дований по проблеме систематически публикуются в сбор
никах ВНИИГИНТОКСа.
В знак уважения к памяти академика Л. И. Медведя
сборник открывается статьей, посвященной роли выдаю
щегося ученого в развитии сельскохозяйственной токсиколо
гии.
В отличие от предыдущих, 13-й выпуск сборника содер
жит статьи, в которых рассматриваются вопросы гигиены
применения и токсикологии как пестицидов, так и полимер
ных материалов. Основу сборника составили работы учеников
и сотрудников Л. И. Медведя, в последние годы защитивших
или подготовивших докторские диссертации. Ограниченный
объем издания позволил изложить в сжатом виде только не
которые, наиболее важные результаты этих исследований.
Помещено также несколько статей ведущих ученых ин
ститута. Небольшая часть работ, подготовленных молодыми
научными работниками, публикуется в форме кратких сооб
щений.
2—1555
5
1
РОЛЬ АКАДЕМИКА Л. И. МЕДВЕДЯ
В РАЗВИТИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТОКСИКОЛОГИИ
Проф. А, В. Павлов, проф. Ю. С, Каган
Продовольственная программа СССР предусматривает
дальнейший рост применения в сельском хозяйстве пестици
дов и минеральных удобрений. Это ставит ряд новых задач
перед сельскохозяйственной токсикологией, одним из осново
положников которой был Лев Иванович Медведь.
Сельскохозяйственная токсикология прошла сложный путь
развития. Ее возникновение было продиктовано потребностя
ми сельскохозяйственной практики, а именно — использова
нием в сельском хозяйстве ряда химических вешеств, в пер
вую очередь инсектофунгицидов и удобрений.
В 1924 г. в СССР было налажено производство некоторых
ядохимикатов, главным образом неорганических соединений
мышьяка, фтора, меди. В конце 20-х начале 30-х годов в
литературе публикуется ряд случаев отравления этими сое
динениями на протравливании семян. Описана так называе
мая медно-протравная лихорадка. Эти случаи явились сти
мулом к постановке токсикологического изучения сельскохо
зяйственных ядохимикатов.
Началом развития сельскохозяйственной токсикологии в
СССР следует считать 1932 г., когда в Киевском институте
гигиены труда и профзаболеваний была организована токси
кологическая лаборатория
во главе с профессором
Г. Л. Шкаверой — видным фармакологом, учеником акаде
мика Н. П. Кравкова. В 30-е годы в эту лабораторию прихо
дят молодые энергичные сотрудники Г. Ф. Поллак, П. Л. Бра
гинский, Л. И. Медведь. В 1936 г. Г. Ф. Поллак публикует
обзор «ТоксиколоНя х1м1чних речовин, що застосовуються в
с1льському господарств!», а в 1940 г. П. Л. Брагинский защи6
X
I
I
щает кандидатскую диссертацию «о влиянии некоторых
медь- и мышьяксодержащих инсектофунгицидов на организм».
Л. И. Медведь начинает свои гигиенические и токсиколо
гические исследования по ртутьорганическим протравителям,
которые завершаются опубликованием в 1944 г. его моногра
фии «Токсиколог1я деяких орган1чних сполук ртут1». Одно
именная тема защищена им в качестве кандидатской диссер
тации. В этих исследованиях Лев Иванович не только вос
произвел на разных лабораторных животных интоксикацию
органическими соединениями ртути, но и провел ряд экспе
риментальных исследований по токсикодинамике этих соеди
нений — изучил их влияние на гладкую мускулатуру, сердеч
но-сосудистую систему и дыхание, провел морфологические
исследования.
Наряду с экспериментальными токсикологическими иссле
дованиями органических соединений ртути он изучил условия
труда при протравливании семян и регламентировал меры
безопасности и профилактики отравлений.
Это сочетание гигиенических и экспериментально-токсикологических исследований явилось чрезвычайно плодотворным
и прошло красной нитью через все дальнейшие исследования
Л. И. Медведя и его многочисленных сотрудников и учени
ков. Четкая постановка цели, практическая направленность
исследований на базе глубокого эксперимента характерна
для работ Льва Ивановича.
Сыграло положительную роль то обстоятельство, что Лев
Иванович, будучи гигиенистом широкого профиля, начал
свою работу в лаборатории, руководителем которой был
фармаколог-токсиколог Г. Л. Шкавера. Синтез гигиены и
токсикологии вообще характерен для советской токсикологии.
Сельскохозяйственная токсикология является отраслью
гигиенической (профилактической) токсикологии и заимствовала из нее основные методы исследований. Сложилось
так, что в первые годы после Великой Октябрьской социали
стической революции начала интенсивно развиваться индуст
рия, а вслед за ней промышленная токсикология. Ее лидера
ми были Н. В. Лазарев, Н. С. Правдин и А. И. Черкес —
выдающиеся талантливые ученые. Большое влияние на раз
витие промышленной токсикологии оказали крупные гигиени
сты А. А. Летавет, 3. Б. Смелянский, Г. X. Шахбазян и др.
2*
7
В области сельскохозяйственной токсикологии основопо
лагающие идеи были заложены Л. И. Медведем. Сельскохо
зяйственная токсикология прошла три периода развития:
1. Довоенный (1932—1941 гг.). В этот период токсиколо
гическое изучение веществ проводилось после их внедрения
в практику, сельскохозяйственная токсикология еще не но
сила профилактического характера.
2. Послевоенный (1946—1964 гг.). Характеризуется широ
ким внедрением новых типов пестицидов: фосфор-, хлорорга
нических, карбаматов и др. Лев Иванович ставит вопрос и
впервые в СССР реализует принцип опережения — предупре
дительного санитарного надзора за внедрением новых пести
цидов в сельскохозяйственную практику. Ни один препарат
не внедряется в практику без предварительной токсиколого
гигиенической оценки.
В 1955 г. создается Комитет по изучению и регламентации
ядохимикатов Минздрава СССР. Расширение объема иссле
дований делает необходимым привлечение к ним новых
институтов. Их уже было более тридцати. По инициативе
Льва Ивановича в 1957 г. создаются первые методические
указания по гигиенической и токсикологической оценке пес
тицидов. Унификация методических подходов не должна
сдерживать творческой инициативы исследователей. Эти ука
зания сыграли важную роль в привлечении к исследованиям
новых сил. В дальнейшем они были распространены и на
другие отрасли токсикологии. Этот период характеризуется
углублением исследований по токсикологии, изучением меха
низма действия пестицидов. Лев Иванович в 1955 г. делает
доклад на Всесоюзном съезде фармакологов по токсикологии
ртуть- и фосфорорганических соединений (в соавт. с Ю. С. Ка
ганом и Е. И. Спыну). Изучается условнорефлекторная дея
тельность лабораторных животных под влиянием ртуть-,
хлор- и фосфорорганических соединений по оригинальной
двигательной
Л-------------- пищевой методике на кошках, которая явилась
одним из чувствительных показателей действия веществ на
организм, используемых для установления пороговых доз и
гигиенических нормативов. Изучается рефлекторный механизм действия химических веществ на организм, в частности,
путем перфузии
_ '_
каротидного
синуса и других
сосудистых
областей, сохраняющих с организмом нервные связи. Изуча
ются биохимические механизмы действия пестицидов. На этой
основе разрабатываются специфические средства профилак8
(
I
i
тики и терапии отравлений пестицидами. Лев Иванович
экспериментально обосновывает эффективность применения
уннтиола для лечения отравлений ртутьорганическими соеди
нениями.
В июне 1957 г. по инициативе Льва Ивановича в Киеве
проводится I Всесоюзная научная конференция по гигиене и
токсикологии инсектофунгицидов, издаются тезисы докладов,
а затем и сборник. В дальнейшем эти конференции проводят
ся регулярно через каждые 4—5 лет. В конференции прини
мали участие крупные ученые — гигиенисты, токсикологи,
химики и энтомологи. Среди них Н. В. Лазарев, П. В. Сазонов,
Д. М. Пайкин, Е. И. Люблина, С. Г. Серебряная, С. И. Ашбель, Н. И. Луганский. Активное участие принимали и моло
дые в то время ученые Ю. И. Кундиев, Е. И. Спыну,
И. М. Трахтенберг, Е. П. Краснюк и др.
Л. И. Медведь сделал на конференции программный до
клад, в котором обобщил исследования по гигиене и токси
кологии инсектофунгицидов и сформулировал задачи даль
нейших исследований. В частности, он подчеркнул важность
изучения остатков пестицидов в продуктах питания и их ги
гиенической и токсикологической оценки. Он также сформу
лировал гигиенические требования к новым пестицидам, а
именно: необходимость изыскания эффективных и в то же
время малотоксичных препаратов.
Он писал:
— Предпочтение должно отдаваться препаратам избира
тельного действия на вредных насекомых и возбудителей
растений и малотоксичным для человека и теплокровных животных, как, например, карбофос, метоксихлор, эфирсульфонат и т. п.
Внедряться должны малотоксичные для человека и тепло
кровных животных препараты с широкой зоной токсического
действия. Летальные дозы новых препаратов не должны быть
ниже величин, выражающихся в сотнях миллиграммов на
1 кг массы .животного.
Новые препараты не должны обладать кумулятивными
свойствами или обладать ими в слабо выраженной степени.
Для зашиты пищевых продуктов, почвы и воды от загряз
нения токсическими химическими веществами предпочтение
должно отдаваться препаратам, сравнительно быстро, в срок
от двух недель до 1 месяца, разрушающимся в природных
(естественных) условиях и теряющим свою токсичность. Име-
I
9
ется в виду, что токсичность утрачивается после произведен
ного инсектицидного или другого эффекта.
Высокотоксичные препараты, летальные дозы которых
составляют единицы или десятки миллиграммов на I кг мас
сы животного, как правило, не должны внедряться в сельское
хозяйство.
Такие препараты, как гранозан, меркаптофос, октаметил
и т. п., подлежат замене столь же эффективными, но менее
токсичными препаратами.
сформулированные
требования,
По
существу,
эти
Л. И. Медведем 25 лет тому назад, легли в основу всей
дальнейшей работы по изысканию новых пестицидов, не при
чиняющих ущерба здоровью людей.
Через пять лет после I Всесоюзной конференции по гигие
не и токсикологии пестицидов под руководством Льва Ивано
вича в Киеве проводилась II Всесоюзная конференция
(1962 г.). В это время вопросами гигиены и токсикологии
пестицидов занимается уже более 30 научно-исследователь
ских учреждений. В этой конференции принимали участие
Н. Н. Мельников, Н. В. Лазарев, Е. И. Люблина, академик
М. И. Кабачник, М. Я. Михельсон и другие кр)щнейшие
ученые.
Л. И. Медведь в своем обобщенном докладе ставит ряд
новых задач, таких, как изучение комбинированного действия
различных веществ, сочетанного действия пестицидов и факторов производственной среды, зависимости действия от хи
мического строения. Широко поставлена проблема изучения
носительства ДДТ и проблема гигиены питания, связанная
с ним. Наряду с изучением фосфор- и хлорорганических
соединений ставится задача всестороннего изучения герби
цидов.
При наличии крупных успехов в области токсикологии и
гигиены пестицидов к этому времени выявился ряд недостат
ков. Исследования часто носили узкий характер и служили
интересам только отдельных отраслей гигиены. Это приводи
ло к дублированию токсикологических исследований, прово
димых в институтах гигиены труда, питания и коммунальной
гигиены. Не проводились исследования отдаленных эффектов
влияния пестицидов на здоровье населения. Устранение этих
недостатков было бы возможны.м только путем создания
специализированного института по гигиене и токсикологии
пестицидов, в котором все исследования проводились бы
10
комплексно, в сжатые сроки, с общегигненических позиций.
создания
Так
у Льва
Ивановича
возникла
идея
ВНИИГИНТОКСа, которая была реализована в ноябре
1964 г.
3. Третий период (с 1964 г. по настоящее время). Этот
период характеризуется общегигиеническим подходом к про
ведению токсикологических исследований, углублением этих
исследований с целью прогнозирования и предупреждения
всех видов патологии, которая может быть вызвана пестици
дами. Создается всесоюзная проблемная комиссия «Научные
основы гигиены и токсикологии пестицидов, полимеров и
пластических масс», председателем которой стал академик
Л. И. Медведь и которая координирует исследования бо
лее 50 научно-исследовательских учреждений. При Киевском
институте усоверщенствовання врачей создается кафедра
гигиены и токсикологии пестицидов, которую возглавил
Л. И. Медведь.
В 1965 г. проводится III Всесоюзная конференция по ги
гиене и токсикологии пестицидов, в которой принимали уча
стие П. П. Лярский, Н. Н. Мельников, В. П. Васильев,
Н. В. Лазарев, И. В. Саноцкий и др. Л. И. Медведь в своем
докладе акцентирует внимание на теоретических проблемах
гигиены и токсикологии пестицидов, в частности, на изучении
носительства ДДТ и других стабильных пестицидов, на изу
чении токсикодинамики и избирательной токсичности пести
цидов, исследовании канцерогенных, мутагенных и других
отрицательных свойств. В 1967 г. издается очередной, 4-й
сборник по гигиене и токсикологии пестицидов. В нем
Л. И. Медведь публикует основы классификации пестицидов
по степени токсичности, которая в дальнейшем была усовер
шенствована и опубликована им вместе с Ю. С. Каганом и
Е. И. Спыну в «Журнале Всесоюзного химического общества
им. Д. И. Менделеева» в 1968 г. В основу классификации по
ложен ряд гигиенических и токсикологических критериев
вредности, причем оценку пестицидов было предложено да
вать на основе лимитирующих критериев, определяющих
основную вредность. Эта классификация была обсуждена в
1971 г. на выездном заседании Европейского регионального
бюро ВОЗ в Киеве и была положена в основу классификации
пестицидов по степени опасности, принятой ВОЗ.
В 1967 г. в Кишиневе проводится выездная сессия АМН
СССР, посвященная вопросам гигиены и токсикологии нести11
цидов. Труды сессии издаются под редакцией академика
Г. В. Выгодчикова и Л. И. Медведя. Ее отличительной осо
бенностью было широкое обсуждение теоретических проблем
гигиены и токсикологии пестицидов. Этому вопросу посвя
щен доклад Л. И. Медведя. В нем обсуждены теоретические
основы критериев гигиенического изучения пестицидов и ве
роятность перехода потенциальной опасности в реальную,
прогнозирование их опасности для окружающей среды и здо
ровья населения, совершенствование их классификации.
В 1968 г. в Киеве проводится IV Всесоюзная конференция
по гигиене, токсикологии пестицидов и клинике отравлений.
Л. И. Медведь ставит очередные задачи исследований, в
частности, указывает на необходимость расширить изучение
отдаленных эффектов пестицидов. Важно отметить, что к
работе этой конференции были привлечены такие видные
специалисты, как академики Л. М. Шабад, А. Д. Адо, проф.
А. Н. Дыбан, проф. А. В. Павлов и др.
В 1969 г. под руководством Л. И. Медведя выходит в свет
второе, переработанное и дополненное издание «Методиче
ских указаний по гигиенической оценке новых пестицидов»,
которое стало настольной книгой всех работающих в этой
области и способствовало привлечению к исследованиям но
вых сил.
В этих указаниях дается развернутая программа токси
кологических исследований, в том числе изучения эмбриотоксических, тератогенных, гонадотоксических, аллергенных и
канцерогенных свойств пестицидов.
Сборники по гигиене и токсикологии пестицидов под ре
дакцией Л. И. Медведя издаются систематически. Последний
при жизни Льва Ивановича 12-й выпуск издан в 1981 г.
В этом же году издаются труды VI Всесоюзной конференции
по гигиене и токсикологии пестицидов. В докладе «50 лет
учения о гигиене применения пестицидов» Лев Иванович под
водит итоги созданного им направления.
Резюмируя деятельность Л. И. Медведя в области сель
скохозяйственной токсикологии, необходимо отметить следу
ющие характерные особенности его творчества:
1. Лев Иванович первый оцепил, прогнозировал значение
проблемы гигиены и токсикологии пестицидов и организовал
широкие исследования в этой области, получившие признание
мировых авторитетов.
12
2. Он понимал необходимость проведения глубоких тео
ретических экспериментальных исследований для решения
гигиенических проблем и всячески способствовал расширению
работ в области общей токсикологии и токсикологии пести
цидов.
3. Лев Иванович один из первых вместе с Н. В. Лазаре
вым поставил вопрос о глобальном значении химических ве
ществ и пестицидов, в частности для здоровья населения,
теоретически обосновал общегигиенический характер пробле
мы, организовал и направил исследования этой области в
учреждениях нашей страны.
4. Им была обоснована необходимость унификации мето
дических подходов к гигиенической и токсикологической оцен
ке пестицидов и разработана их гигиеническая классификация
по степени опасности.
5. Его усилиями установлены тесные творческие связи
медиков, химиков и работников сельского хозяйства, позво
ляющие проводить исследования на качественно новом уров
не и внедрять их в практику.
6. Его широкий кругозор и личное обаяние привлекли к
нему молодежь. Он создал крупнейшую в Советском Союзе
школу учены.х по гигиене и токсикологии пестицидов, в кото
рой выросли десятки докторов и более 100 кандидатов наук.
Острое чувство потребностей науки и практики, исключитель
ная природная интуиция, блестящий талант организатора
позволили Льву Ивановичу добиться крупнейших успехов и
вписали его имя в число основоположников нового направле
ния в гигиенической и токсикологической науке.
13
1
ВОПРОСЫ ГИГИЕНЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ
И ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
I
ПРЕДСКАЗАНИЕ ОПАСНОСТИ В СИСТЕМЕ
ПЕСТИЦИД — ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА — ЧЕЛОВЕК
E. И. Спыну
Пестициды с помощью наземной и авиационной техники
преднамеренно распыляют в биосфере, в силу чего невоз
можно использовать общепринятый путь профилактики загрязнения окружающей среды (фильтры, очистные установ
ки и т. п.). Имеются некоторые специфические особенности
санитарного надзора за использованием пестицидов. Сущест
вующая в мире практика оценки фактического загрязнения
растений, почвы, воды осуществляется после применения
пестицидов на стадии текущего контроля, то есть действую
щую систему следует оценить как запаздывающую. Кроме
того, сложивщийся опыт оценки и регламентации применения
пестицидов базируется на экспериментальном изучении пове
дения каждого вещества в окружающей среде при различных
сочетаниях факторов, определяющих этот процесс; разные
виды объектов, климатические параметры, типы почв, усло
вия обработки (нормы расхода, кратность обработок, формы
препарата и т. д.). Несмотря на то, что получение этих дан
ных связано с огромными затратами сил, средств, времени,
рекомендуемые регламенты (в частности, сроки ожидания)
не являются оптимальными, так как не
пе учитывают всего
необходимого разнообразия условий. Это приводит в случае
укороченного регламента к загрязнению пестицидами обра
ботанной продукции, при удлинении регламента — к эконо
мическому ущербу.
14
В свете изложенного основная цель работы — изыскание
принципиально нового пути профилактики, позволяющего
еще до внедрения пестицидов прогнозировать и управлять
их поведением на базе математических методов, средств вы
числительной техники и кибернетики.
В процессе трех последовательных этапов моделирование—
прогнозирование—управление создана оптимальная система
гигиенической регламентации с быстро срабатывающей об
ратной связью. Для синтеза математической модели процесса
динамики загрязнения пестицидами объектов окружающей
среды разработана гипотеза, отражающая систему пестицид—
окружающая среда—человек с учетом динамических, много
параметрических связей между отдельными элементами и
блоками. Однако сложнейщие механизмы взаимодействия,
доля и последовательность участия в процессе, причины и
следствия их взаимоотнощений в мировой литературе иссле
дованы крайне недостаточно. При столь неполной информа
ции малоприемлемы классические методы математического
анализа. Задачу рещили с помощью специально разработан
ных [4], либо модифицированных алгоритмов метода груп
пового учета аргументов (МГУА), адекватных характеру
моделируемых процессов с известной долей неопределен
ности.
В основу алгоритмов МГУА положен принцип самоорга
низации с обобщением признаков по группам. Особенности
построения математической модели на базе МГУА состоят:
а) в замене полного описания рядом частных описаний
при многорядной процедуре их отбора по различным крите
риям (точности, несмещенности и др.);
б) в обеспечении устойчивости рещения некоторыми при
емами регуляризации, а именно:
— при переборке комбинаций признаков отбрасываются
. те, которые дают плохо обусловленные матрицы;
— вся последовательность наблюдений делится на две
части (обучающую и проверочную), то есть выбирается оп
тимальное описание из всего множества возможных.
При проведении данного цикла работ синтезирован целый
ряд математических моделей с использованием различных
модификаций МГУА [
