Влияние отдаленных биологических последствий интенсивности применения пестицидов и минеральных удобрений в сельской местности Республики Дагестан на заболеваемость эрозией шейки матки взрослого женского населения

Отдаленные последствия воздействия экологических факторов химической природы подразумеваются в периоды жизни поколения, подвергшиеся воздействию. Еще важнее проявление последствий при жизни следующих поколений, не подвергшихся воздействию (Золотов П.А., Боканева С.А., Хван П.А., 1990). Отдаленные сроки могут быть годами, десятилетиями. Отдаленные последствия воздействия химических загрязнений среды обитания человека - прежде всего проблема гигиеническая (Саноцкий И.В., Фоменко В.Н., 1979).

Важно отметить, что пестициды, как правило, синтетические химические соединения, практически все относящиеся к ксенобиотикам, обладающие комплексом свойств, представляющих существенную опасность для здоровья сельского населения. Свойства этих химических соединений: токсичность, стойкость, летучесть, кумулятивность, могут вызывать бластомогенный, аллергенный, мутагенный, тератогенный, эмбриотоксичный, иммунодепрессантный, гонадотропный биологические эффекты, проявляющиеся как непосредственно после воздействия, так и в отдаленные сроки, что связано с вышеперечисленными характеристиками. При этом только около 1% вносимых в среду ядов имеет непосредственный контакт с теми видами организмов, против которых они применяются, остальная их масса попадает в различные звенья среды и не без различна для их обитателей (Воронков В.А., 1999).

Л.Ю. Гончарова с соавт. (1990) в Краснодарском крае выявили сильную корреляционную связь (коэффициентом корреляции 0,9) между ТН пестицидов в пределах 4,8-60 кг/га и осложнениями беременности и родов. Авторы установили слабость родовой деятельности и повышенную частоту кровотечений у женщин, проживавших на территории с высокой интенсивностью применения пестицидов. Т.П. Грязнова с соавт. (1990) в рисосеющих районах Краснодарского края с высоким уровнем применения пестицидов, как опытной территории, выявили повышенную заболеваемость гастроэнтеритами, болезнями нервной системы, ВПР, заболеваниями эндокринной системы, психическими заболеваниями, заболеваниями ЦНС, системы кроветворения, болезнями чувств, неинфекционными колитами, гастродуоденитами.

В патогенезе развития неблагоприятных биологических эффектов пестицидов две теории: интенсификация свободно-радикальных процессов и энзимопатическое действие. Следует допустить, что механизмы формирования неблагоприятных биологических эффектов недостаточно изучены. Такой вывод подтверждают и данные литературы. В публикациях зарубежных и отечественных авторов рассматривались клинические последствия антихолестеразного действия пестицидов на уровне организма, описаны патологические изменения в сердечнососудистой, репродуктивной, мочевыделительной, нервной системах, в органах дыхания, пищеварения и др. Особо следует подчеркнуть общепризнанный иммунодефицитный эффект пестицидов. В СССР научными исследованиями влияния применения пестицидов в сельскохозяйственном производстве занимался ВНИИГИНТОКС (г. Киев), осуществляющий клинико-экспериментальные исследования. Исполнителем исследований в РД являлся Дагестанский медицинский институт (научный руководитель – д.м.н., профессор Дж.Г. Хачиров). В настоящее время эти исследования с применением современных методов проводятся в РД в рамках научного направления « Отдаленные биологические последствия раздельного, сочетанного и суммарного воздействия экологических факторов малой интенсивности» (автор проф. Дж.Г. Хачиров, 1993).

Интенсивность применения пестицидов и минеральных удобрений характеризуется критическим уровнем нагрузки (КУН) пестицидов. Интенсивность применения агрохимикатов оценивалась по величине территориальной нагрузки (ТН) – количество действующего вещества в кг на 1 га сельхозугодий и ассортиментному индексу (АИ) ТН пестицидов. АИ ТН – безразмерная единица, аккумулирующая ТН, токсичность, кумулятивные свойства, стойкость и летучесть пестицидов в баллах.

В связи с вышеизложенным целесообразно дать краткую характеристику основным группам пестицидов, применяемых в РД и представленным в настоящей работе по результатам дисперсионного анализа (таблица 1).

Наиболее интенсивное применение пестицидов и минеральных удобрений в с/м РД отмечено в конце 80-х годов. Применялись пестициды 72 наименований 17 химических классов. Наряду с пестицидами применялись 3 вида минеральных удобрений - азотные, фосфорные и калийные. В конце 90-х годов ХХ столетия и начале текущего столетия на территории РД суммарная ТН высокотоксичных и среднетоксичных пестицидов возросла до 76,9% относительно 58,2% в конце 80-х и середине 90-х годов (Магомедов М.Г., 1997, Магомедов М.Г. с соавт., 2007).

Таблица 1

Краткая характеристика пестицидов по токсичности и кумулятивным свойствам

На территории всей с/м суммарная ТН пестицидов составила 17,13 кг/га, превысив КУН (4,4 раза). АИ по всей сельской местности РД составил 31,9. Колебания АИ ТН пестицидов составили на равнине 52,4, в предгорье и горах соответственно 35,2 и 8,1. При этом удельный вес пестицидов с оценочным баллом больше 2 в горной ЭЗ был выше по сравнению с РЭЗ и составил 43,5% против 37,1%. Суммарная ТН пестицидов на территории севера РЭЗ составила 9,8 кг/га, а на юге той же территории – 60,2 кг/га. АИ на севере равнины составил 18,4, а на юге – 90,7. Такое соотношение АИ между севером и югом РЭЗ позволяет предположить, что отдалённые биологические последствия применения пестицидов на юге республике могут быть более отягощёнными, чем на севере.

Колебания суммарных ТН минеральных удобрений по ЭЗ менее выражены, чем у пестицидов. Суммарный показатель ТН минеральных удобрений (1983-1993 гг.) по всей сельской местности равнялся 101,4 кг/га, на территории южной ЭЗ составила 92,9 кг/га, что не существенно отличалось от ТН минеральных удобрений по всей равнине (118,1 кг/га), в горах ТН составила 81,1 кг/га. Таким образом, наименьшие ТН и АИ ТН пестицидов и ТН минеральных удобрений отмечены на территории горной зоны, составив в 7 раз меньшие значения, чем по равнине. Следует отметить, что в горной ЭЗ применением ядохимикатов было охвачено 38,0% районов, тогда как на РЭЗ и в ПЭЗ – территориях интенсивной аграрной направленности – охват составил 100,0%.

Во всех районах аграрного сектора применялось сочетание минеральных удобрений и пестицидов, однако в ряде территорий сочетания ядохимикатов были в количествах, значительно превышающих КУН. Так, сочетанное воздействие ТН МУ (выше 114,2) и АИ ХОС (выше 6,29) отмечено в Бабаюртовском, Казбековском, Карабудахкентском, Магарамкентском, Новолакском районах; ТН фосфорных удобрений (выше 72,5) и ТН ядохимикатов класса углеводородов, альдегидов и кетонов (выше 6,0) – в Бабаюртовском, Каякентском, Кизлярском, Хасавюртовском, Унцукульском районах; ТН МУ (выше 114,2) и ТН медьсодержащих пестицидов (выше 19,9) – в 15-ти районах, в том числе в Бабаюртовском, Каякентском, Магарамкентском районах РЭЗ; ТН азотных удобрений (выше 70,4) и АИ ФОС (7,1) – в 9-ти районах, в том числе Бабаюртовском, Дербентском, Карабудахкентском, Тарумовском районах РЭЗ, в Сулейман-Стальском районе ПЭЗ, в Ахтынском, Курахском, Чародинском районах ГЭЗ; ТН калийных удобрений (7,0 и выше) и ТН фторсодержащих пестицидов (выше 4,0)– в Бабаюртовском, Дербентском, Карабудахкентском, Кизлярском районах РЭЗ, в Сулейман-Стальском районе ПЭЗ; ТН МУ (выше 129,2) и ТН гетероциклических соединений (выше 3,4) – в Карабудахкентском, Тарумовском районах РЭЗ, Кайтагском, Сергокалинском районах ПЭЗ, Левашинском районе ГЭЗ; ТН азотных удобрений (выше 70,4) и ТН неорганических металлсодержащих соединений (выше 0,3) – в 6-ти районах, в том числе Магарамкентском районе РЭЗ, Ахтынском, Рутульском районах ГЭЗ.

Представленные данные свидетельствуют о большей биологической нагрузке пестицидов на РЭЗ, а также позволяют предположить о более отягощенных отдаленных последствиях их применения на РЭЗ с/м РД.

Содержание пестицидов в продуктах питания является одним из критериев оценки опасности уровня химизации сельского хозяйства, так как пища является главным источником их поступления в организм для больших групп населения, не имеющих непосредственного контакта с этими веществами (Нефедов П.В., 1995).

По данным Дагестанской республиканской станции защиты растений было исследовано на остаточное количество пестицидов (ОКП) 83,6 тыс. тонн растениеводческой продукции с площади 33,2 тыс. га (8,9% от обработанной). В таблице 2 представлены результаты контроля проектно-испытательной лаборатории химизации Министерства сельского хозяйства РД и Центра Госсанэпиднадзора в РД.

Таблица 2

Содержание остаточного количества пестицидов (ОКП) в продуктах питания, отобранных в экологических зонах

№	Экологические зоны	Всего анализов	Выявл. ОКП, %	Превыш. ПДК, %
1.	Север РЭЗ	3663	25,6 (10,1-76,0)*	2,4 (1,5-308)*
2.	Юг РЭЗ	2422	15,1 (11,6-19,3)*	6,3 (4,0-9,9)*
3.	Север ПЭЗ	2930	12,0 (0,6-20,1)*	3,6 (0,6-4,3)*
4.	Юг ПЭЗ	1089	13,0 (3,0-18,6)*	15,0 (12,0-19,0)*
5.	Север ГЭЗ	1200	4,9 (0,0-18,5)*	2,4 (0,0-8,6)*
6.	Юг ГЭЗ	575	5,9 (1,1-17,9)*	6,4 (1,1-10,0)*
	Итого	11879	Север -14,2, Юг -11,3	Север - 2,8, Юг – 9,2

*- колебания частоты выявления ОКП пестицидов и превышения ПДК по районам ЭЗ

Из приведенных данных анализов продуктов питания на ОКП, видно, что удельный вес проб продуктов питания, в которых обнаружены ОКП, существенно колеблется по ЭЗ от 4,9% на севере гор до 25,6% на севере равнины. Особое гигиеническое значение имеют данные о частоте выявления остаточного количества пестицидов в количествах, превышающих гигиенические нормативы. Удельный вес анализов с ОКП, превышающих гигиенические нормативы, также существенно колеблется по ЭЗ. Так, на севере равнины с максимальным количеством анализов, в которых обнаружено ОКП, отмечен минимальный удельный вес превышения гигиенических нормативов (2,4%), а на юге предгорья, где ОКП обнаружено почти в 2 раза реже по сравнению с югом равнины, максимальный удельный вес (15,0%). Удельный вес анализов проб с повышенным ОКП больше на юге предгорья и гор.

Величина АИ ТН аккумулирует такие свойства пестицидов, как токсичность, кумуляция, стойкость, летучесть. Измеряются эти свойства в оценочных баллах. Чем больше фактическое количество оценочных баллов превышает «1», тем больше экопатогенности пестицидов.

Рассчитали удельный вес пестицидов с оценочным баллом «2» и больше по ЭЗ сельской местности РД (таблица 3).

Таблица 3

Суммарная ТН пестицидов и удельный вес с оценочным баллом больше «2» по ЭЗ

Из данных этой таблицы следует:

- линейная зависимость удельного веса пестицидов с оценочным баллом больше «2» и общей ТН пестицидов не выявлена;

- пестициды с наибольшей экопатогенностью при минимальной ТН пестицидов отмечены в горах;

- максимальная величина ТН на равнине в 5,9 раза превышает критический уровень нагрузки (КУН).

По Н.Ф. Мотузинскому, А.Б. Качинскому (1993) и В.И. Польченко с соавт. (1995) КУН составляет 4,0 кг/га. Даже в горах сельской местности РД фактическая суммарная ТН пестицидов превышает КУН на 17,0%. По мнению авторов, если ТН пестицидов превышает КУН, то опасность для здоровья населения, следует признать реальной. В отношении интенсивности применения минеральных удобрений такой оценки нет. В то же время данные об их важном гигиеническом значении есть в работах Н.Г. Проданчука, И.В. Мудрого (2007,2008). В частности применение азотсодержащих минеральных удобрений - это обнаружение в продуктах питания нитратов, представляющих значимую опасность для здоровья населения. По результатам определения нитратов в продуктах питания в концентрациях, превышающих ПДК, установлено, что, если на равнине они составили 16,2% всех анализов, то в горах 34,9%.

В РД применяются пестициды и минеральные удобрения при всех видах сельскохозяйственного производства, однако интенсивность применения широко колеблется по экологическим зонам и административным районам. Ниже приведены среднегодовые показатели АИ ТН медьсодержащих пестицидов в административных районах равнины, предгорья и гор сельской местности РД (рис.1.1, 1.2, 1.3)

Рис.1.1 Административные районы РЭЗ, ранжированные по АИ ТН медьсодержащих пестицидов

Рис.1.2 Административные районы ПЭЗ, ранжированные по АИ ТН медьсодержащих пестицидов

Рис.1.3 Административные районы ГЭЗ, ранжированные по АИ ТН медьсодержащих пестицидов

Из этих данных видно, что интенсивность применения медьсодержащих пестицидов колеблется по сельским районам ЭЗ сельской местности РД. Так, максимальный АИ ТН по Каякентскому району РЭЗ в 6,9 раз превышает минимальный АИ ТН по Хасавюртовскому району той же РЭЗ. В предгорье и горах размах колебаний АИ ТН медьсодержащих пестицидов составил соответственно 1,4 и 12,8 раза. Если на территории равнины медьсодержащие пестициды применяются преимущественно в виноградарстве, то в предгорье и горах – в садоводстве. По всем сельским районам размах АИ ТН медьсодержащих пестицидов колебался от 1,9 в Чародинском районе ГЭЗ до 42,3 в Каякентском районе РЭЗ, разница составила 22,3 раза.

АИ ТН фосфорорганических пестицидов (ФОС) на уровне районов ЭЗ также характеризуется существенными колебаниями (рис.2.1, 2.2, 2.3)

Рис.2.1 Административные районы РЭЗ, ранжированные по АИ ТН ФОС

Рис.2.2 Административные районы ПЭЗ, ранжированные по АИ ТН ФОС

Рис.2.3 Административные районы ГЭЗ, ранжированные по АИ ТН ФОС

Из данных, приведенных в рисунках видно, что на равнине максимальный АИ ТН ФОС по Магарамкентскому району в 6,8 раза превышает аналогичный показатель по Кизилюртовскому району. В предгорье и горах размах колебаний АИ ТН ФОС составил соответственно 3,1 и 6,4. Такой размах колебаний АИ ТН ФОС по административным сельским районам подтверждает особенности применения медьсодержащих пестицидов и позволяет допустить такую интенсивность применения пестицидов, которая требует оценки на уровне отдельных сельских районов. Такой вывод подтверждается и при гигиенической оценке интенсивности применения хлорорганических пестицидов (ХОС) (рис.3.1,3.2,3)

Рис.3.1 Административные районы РЭЗ, ранжированные по АИ ТН ХОС

Рис.3.2 Административные районы ПЭЗ, ранжированные по АИ ТН ХОС

Рис.3.3 Административные районы ГЭЗ, ранжированные по АИ ТН ХОС

Из приведенных данных следует, что АИ ТН ХОС не только подтверждают данные по медьсодержащим и фосфорорганическим пестицидам, но размах колебаний АИ для ХОС по сельским районам ещё более значимый. По районам РЭЗ максимальный АИ ТН ХОС в Дербентском районе в 26,7 раза превышает минимальный по Хасавюртовскому району; в ПЭЗ и ГЭЗ размах среднегодовых АИ ТН ХОС составил соответственно 3,1 и 6,8, кратное превышение максимальных величин по сравнению с минимальными на территории одной и той же ЭЗ. По всей с/м максимальный АИ ТН ХОС (14,2) отмечен по предгорному Казбековскому району, а минимальный (0,36) по равнинному Хасавюртовскому району. Размах колебаний 39,4 кратный.

В настоящем исследовании оценивали влияние отдаленных биологических последствий интенсивности применения пестицидов и минеральных удобрений на заболеваемость эрозией шейки матки взрослого женского населения в сельской местности республики Дагестан.

На территориях ЭЗ с/м РД интенсивность применения пестицидов, как известно, зависит от приоритетных видов хозяйственной деятельности. Для РЭЗ характерно наиболее интенсивное применение агрохимикатов в зерноводстве, садоводстве, а на севере РЭЗ в рисоводстве. На юге равнины развито виноградарство и садоводство с интенсивным применением медьсодержащих пестицидов. В ПЭЗ развиты овощеводство и садоводство. В горах население занято животноводством, садоводством и овощеводством, поэтому интенсивность применения пестицидов в горах меньше, чем на равнине республики. Разница между ТН пестицидов на равнине в сравнении с горами составила в 5,05 раз. В связи с этим, при изучении влиянии пестицидов на заболеваемость эрозией шейки матки взрослого женского населения в сельской местности республики Дагестан население РЭЗ считали экспонированным по воздействию пестицидов, а население ГЭЗ условно неэкспонированным.

Исследовалось влияние раздельного, сочетанного, суммарного действия минеральных удобрений и пестицидов на заболеваемость эрозией шейки матки взрослого женского населения с оценкой доли влияния и корреляционного отношения. Сочетанное действие факторов состоит в том, что при разных градациях одного фактора влияние другого проявляется по-разному. Суммарное влияние – влияние отдельных факторов и их сочетанного действия.

В таблице 4 приведены наиболее типичные примеры результатов 2-х факторного дисперсионного анализа влияния различных сочетаний минеральных удобрений и пестицидов из более чем 600 проведенных, на заболеваемость эрозией шейки матки взрослого женского населения в сельской местности республики Дагестан.

Пример I. Данные, представленные, в первом примере свидетельствуют о влиянии на показатели заболеваемости эрозией шейки матки взрослого женского населения сельских районов РД суммарной ТН минеральных удобрений, как при раздельном, так и при суммарном, сочетанном воздействии с ТН хлорорганических соединений на уровне соответственно средней, средней и сильной корреляционной связи (статистически значимая). При раздельном действии ТН ХОС влияние фактора не установлено.

Пример II. Влияние раздельного воздействия АИ ТН карбоновых кислот на показатели заболеваемости эрозией шейки матки взрослого женского населения сельских районов РД не выявлено, а суммарная и сочетанная ТН минеральных удобрений оказывает статистически значимое влияние: доля влияния 41,31% и 21,52%; корреляционное отношение 0,64 и 0,46 соответственно.

Пример III. Выявлена статистически значимая корреляционная зависимость между заболеваемостью эрозией шейки матки взрослого женского населения сельских районов РД и калийными удобрениями при их раздельном действии со связью средней силы, статистически значимой. Раздельное воздействие фторсодержащих пестицидов не выявлено. При сочетанном воздействии между интенсивностью применения фторсодержащих пестицидов, калийных удобрений и среднемноголетними ИП заболеваемости эрозией шейки матки взрослого женского населения сельской местности средней силы, статистически не значима. Вместе с тем, определено статистически значимое влияние со связью средней силы при суммарном действии калийных удобрений с фторсодержащими пестицидами, с долей влияния 40,48% и корреляционным отношением 0,63.

Таблица 4

Результаты 2-х факторного дисперсионного влияния агрохимикатов на заболеваемость эрозией шейки матки взрослого женского населения

Результаты проведенного двухфакторного дисперсионного анализа влияния отдаленных биологических последствий интенсивности применения пестицидов и минеральных удобрений в сельской местности РД на заболеваемость эрозией шейки матки взрослого женского населения сельской местности РД позволяют заключить:

- выявлено статистически значимое влияние пестицидов и минеральных удобрений на заболеваемость эрозией шейки матки взрослого женского населения сельской местности РД;

- от слабой до сильной связи выявлено корреляционное отношение заболеваемости эрозией шейки матки и интенсивности применения агрохимикатов при различных их сочетаниях;

- неблагоприятные отдаленные биологические последствия воздействия агрохимикатов на заболеваемость эрозией шейки матки зависят от интенсивности и номенклатуры, раздельного, комбинированного или суммарного воздействия, соблюдения технологии безопасного применения;

- интенсивность применения агрохимикатов в сельскохозяйственном производстве реальный фактор риска заболеваемости эрозией шейки матки взрослого женского населения сельской местности РД;

- учитывая данные литературы о проблемах влияния пестицидов на здоровье населения, заключение о влиянии на заболеваемость, надо полагать, не только эрозии шейки матки, может быть экстраполировано на население сельской местности и других субъектов РФ с интенсивным применением агрохимикатов в сельскохозяйственном производстве.