Определение острой токсичности (LD50) новых пестицидов "Хлоцитрин" и "Квизалон" для птиц

  • Авторы: И.М. Варенюк, А.С. Пустовалов, М.Э. Дзержинский
Скачать вложения:

І.М. Варенюк, кандидат біол. наук, А.С. Пустовалов, кандидат біол. наук, М.Е. Дзержинський, доктор біол. наук

Київський національний університет імені Тараса Шевченка, м. Київ


РЕЗЮМЕ. На японских перепелах (Cotumix cotumix japonica) было показано, что при пероральном однократном введении полулетальная доза (ЛД50) для нового пестицида "Хлоцитрин" (действующие вещества: хлорперифос — 500 г/л и циперметрин — 50 г/л) составляет 57±6 мг/кг массы тела; а для пестицида "Квизалон" (действующее вещество: хизалофоп II этил — 125 г/л) — 4338±142 мг/кг массы тела. Основными симптомами отравления после введения "Хлоцитрина "является гипоактивность, затруднённое дыхание, трепетание крыльев, конвульсии; а после введения "Квизалона" — гипоактивность, реакция "опущенные перья", утруднённое дыхание, птицы могут лежать. Подавляющее большинство птиц гибнет в первые 3 часа после введения "Хлоцитрина", а симптомы отравления длятся до 2–3 суток. Смертность после введения "Квизалона" наблюдается на протяжении первых 4 суток, с пиком через 12–24 часа, а симптомы отравления длятся до 5–7 суток.
Ключевые слова: пестициды, хлорперифос, циперметрин, хизалофоп II этил, острая токсичность, ЛД50, птицы.

Вступ. У наш час пестициди все ширше застосовуються у сільському господарстві, а тому особливого значення набуває перевірка їхнього токсичного впливу на тваринний та людський організми [3–6, 8]. Одним із важливих етапів токсиколого-гігієнічної перевірки нових пестицидів є визначення їхньої гострої токсичності. Метою даної роботи було визначити напівлетальну дозу (LD50) нових пестицидів "Хлоцитрин" (діючі речовини: хлорперифос — 500 г/л та циперметрин — 50 г/л) та "Квізалон" (діюча речовина: хізалофоп II етил — 125 г/л) при пероральному введенні для представника класу птахів — японського перепела (Cotumix cotumix japonica).

Матеріали та методи досліджень. Дослідження було проведено на 117 самцях й 84 самицях японського перепела (Cotumix cotumix japonica) 10–14 тижневого віку. Птахів утримували в умовах стаціонарного віварію, кожна експериментальна група знаходилася в окремій клітці, призначеній саме для вирощування птахів. Світловий режим: 14 годин — світло, 10 годин — темрява. Температура повітря у віварії підтримувалася на рівні +(22 °С–24 °С). Вода подавалася без обмежень у спеціальних пташиних поїлках. Воду замінювали 1 раз на добу. Годівлю проводили без обмежень комбікормом для перепелів марки ПК 1-22П виробництва AT "Київ-Атлантик Україна".

Основні етапи досліджень були проведені у відповідності з методичними вказівками з гігієнічної оцінки нових пестицидів [7], правилами Американської агенції з охорони навколишнього середовища для пестицидів та токсичних субстанцій [1] та іншими рекомендаціями з токсикологічних досліджень [2].

Для приблизного визначення токсичної дози пестицидів "Хлоцитрин" та "Квізалон" спочатку були проведені попередні дослідження. Для цих досліджень було взято 33 самці японських перепелів. З них було сформовано такі експериментальні групи птахів (по 3 самці у кожній групі):
1) "Хлоцитрин" у дозі 10 мг/кг маси тіла — 1 мл "Хлоцитрину" + 999 мл дистильованої води — розчин ввели по 1 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.
2) "Хлоцитрин" у дозі 50 мг/кг маси тіла — 1 мл "Хлоцитрину" + 199 мл дистильованої води — розчин ввели по 1 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.
3) "Хлоцитрин" у дозі 100 мг/кг маси тіла — 1 мл "Хлоцитрину" + 99 мл дистильованої води — розчин ввели по 1 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.
4) "Хлоцитрин" у дозі 150 мг/кг маси тіла — 1,5 мл "Хлоцитрину" + 98,5 мл дистильованої води — розчин ввели по 1 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.
5) "Хлоцитрин" у дозі 500 мг/кг маси тіла — 1 мл "Хлоцитрину" + 19 мл дистильованої води — розчин ввели по 1 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.
6) "Хлоцитрин" у дозі 1000 мг/кг маси тіла — 1 мл "Хлоцитрину" + 9 мл дистильованої води — розчин ввели по 1 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.
7) "Квізалон" у дозі 100 мг/кг маси тіла — 1 мл "Квізалону" + 99 мл дистильованої води — розчин ввели по 1 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.
8) "Квізалон" у дозі 1000 мг/кг маси тіла — 1 мл "Квізалону" + 9 мл дистильованої води — розчин ввели по 1 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.
9) "Квізалон" у дозі 2000 мг/кг маси тіла — нерозведений розчин ввели по 0,2 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.
10) "Квізалон" у дозі 6000 мг/кг маси тіла — нерозведений розчин ввели по 0,6 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.
11) "Квізалон" у дозі 10000 мг/кг маси тіла —нерозведений розчин ввели по 1 мл на кожні 100 г маси тіла птаха;

Після введення препарату за піддослідними птахами перші 2–3 години вели неперервні спостереження, а потім — періодичні через кожні 2–3 години (для перших 12 годин після введення препарату) і через кожні 12 годин протягом наступних 3-х діб. Спостерігали за наявністю чи відсутністю симптомів отруєння, часом їх появи та зникнення, а також реєстрували час загибелі (якщо смерть мала місце) кожного піддослідного птаха. Ці результати були використані для планування основних досліджень.

З метою остаточного визначення напівлегальної дози пестицидів "Хлоцитрин" та "Квізалон" були проведені основні дослідження. Для основних досліджень було використано 84 самці та 84 самиці японських перепелів. Птахи були акліматизовані до умов віварію. Щоб врахувати можливі статеві відмінності щодо чутливості до препарату "Хлоцитрин" у кожну експериментальну групу брали порівну самців та самиць.

З цих перепелів було сформовано наступні експериментальні групи (по 7 самців і 7 самиць у кожній групі):
1) контрольна група — отримували дистильовану воду;
2) отримували препарат "Хлоцитрин" у дозі 25 мг/кг маси тіла;
3) отримували препарат "Хлоцитрин" у дозі 50 мг/кг маси тіла;
4) отримували препарат "Хлоцитрин" у дозі 75 мг/кг маси тіла;
5) отримували препарат "Хлоцитрин" у дозі 100 мг/кг маси тіла;
6) отримували препарат "Хлоцитрін" у дозі 125 мг/кг маси тіла.
7) отримували препарат "Квізалон" у дозі 3000 мг/кг маси тіла;
8) отримували препарат "Квізалон" у дозі 3500 мг/кг маси тіла;
9) отримували препарат "Квізалон" у дозі 4000 мг/кг маси тіла;
10) отримували препарат "Квізалон" у дозі 4500 мг/кг маси тіла;
11) отримували препарат "Квізалон" у дозі 5000 мг/кг маси тіла.

Перед введенням пестицид "Хлоцитрин" розводили відповідною кількістю дистильованої води: для дози 25 мг/кг — 1 мл пестициду "Хлоцитрин" з 399 мл дистильованої води, для дози 50 мг/кг — 1 мл пестициду "Хлоцитрин" з 199 мл дистильованої води, для дози 75 мг/кг змішували 1,5 мл пестициду "Хлоцитрин" з 198,5 мл дистильованої води, для дози 100 мг/кг — 1 мл пестициду "Хлоцитрин" з 99 мл дистильованої води, для дози 125 мг/кг — 2,5 мл пестициду "Хлоцитрин" з 197,5 мл дистильованої води. Дану суміш давали по 1 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.

Для основних досліджень використовували нерозведений пестицид "Квізалон". Для дози 3000 мг/кг пестицид "Квізалон" давали по 0,30 мл на кожні 100 г маси тіла птаха; для дози 3500 мг/кг — по 0,35 мл на кожні 100 г маси тіла птаха; для дози 4000 мг/кг — по 0,40 мл на кожні 100 г маси тіла птаха; для дози 4500 мг/кг по 0,45 мл на кожні 100 г маси тіла птаха; для дози 5000 мг/кг — по 0,50 мл на кожні 100 г маси тіла птаха.

Безпосередньо перед введенням вищевказаного препарату птахів зважували. Дозу препарату розраховували індивідуально для кожного птаха, виходячи з маси його тіла. Відповідну кількість пестициду одноразово вводили перорально за допомогою спеціального шприца для внутрішньогортанних вливань.

Після введення вищевказаних пестицидів за птахами вели неперервні спостереження перші 3 години після введення препарату, а потім — регулярні через 6, 9,12, 24, 36 та 48 годин після введення препарату, а в подальшому — 1 раз на добу. Спостерігали за наявністю чи відсутністю симптомів отруєння, часом їх появи та зникнення, а також за часом загибелі (якщо смерть мала місце) кожного піддослідного птаха. Спостережний період становив 14 діб.

Напівлегальну дозу (ЛД50) пестицидів "Хлоцитрин" і "Квізалон", стандартну похибку та 95 %-й довірчий інтервал (довірчий інтервал при Р<0,05) розраховували методом графічного пробіт-аналізу [9].

Результати досліджень та їх обговорення. Попередні дослідження. Результати попередніх досліджень представлені у табл. 1. На основі цих даних можна зробити висновок, що напівлегальна доза (ЛД50) пестициду "Хлоцитрин" для птахів знаходиться між 10 мг/кг маси тіла та 150 мг/кг маси тіла, а для пестициду "Квізалон" — між 2000 мг/кг маси тіла та 6000 мг/кг маси тіла.

Таблиця 1. Результати попередніх досліджень

Основні дослідження пестипиду "Хлоцитрин". Піддослідні птахи були до початку експерименту акліматизовані. Під час акліматизаційного періоду ніхто з перепелів не загинув і в жодної з особин не було помітно будь-яких ознак хвороб.

У перепелів контрольної групи, які перорально отримали чисту дистильовану воду, фактів смертності та будь-яких симптомів отруєння чи аномальної поведінки не зафіксовано.

Після перорального введення пестициду "Хлоцитрин" у всіх перепелів спочатку з’являється слабка гіпоактивність; потім (через 10–30 хв.) значна частина перепелів сидить (табл. 2). Пізніше (через ~15 хв. для більших доз, через 30–40 хв для менших доз) частина тварин сидить, в них утруднене дихання; ще пізніше у частини птахів до вищевказаних симптомів додається тріпотіння крил, часом — конвульсії; як правило, всі ці птахи незабаром гинуть. Основними симптомами отруєння у птахів, що вижили, є слабковиражена гіпоактивність, тварини можуть сидіти. Ці симптоми тривають до 2–3 діб, після чого повністю зникають. Близько 85 % птахів (від кількості всіх загиблих) гине в перші 3 год. після введення препарату, а повністю смертність припиняється через 2 доби.

Таблиця 2. Смертність та симптоми отруєння у японських перепелів після однократного введення різних доз пестициду "Хлоцитрин"

На основі отриманих даних методом графічного пробіт-аналізу було розраховано напівлегальну дозу (ЛД50) (рис. 1А). З цього малюнка видно, що напівлетальна доза (ЛД50) пестициду "Хлоцитрин", яка відповідає значенню X на кривій "доза–ефект" при Y=5, становить 57 мг/кг маси тіла.

Рис. 1. Крива "доза–ефект" для японських перепелів при введенні пестицидів "Хлоцитрин" та "Квізалон"

Стандартна похибка становить:

95 %-й довірчий інтервал (довірчий інтервал при Р<0,05) становить:

Таким чином, напівлетальна доза (ЛД50) пестициду "Хлоцитрин" для птахів (японських перепелів, Cotumix cotumix japonica) при nepoральному однократному введенні становить 57±6 мг/кг маси тіла, а 95 %-й довірчий інтервал (довірчий інтервал при Р<0,05) — від 46 до 68 мг/кг маси тіла.

Основні дослідження пестициду "Квізалон": Після перорального введення пестициду "Квізалон" майже в усіх перепелів з’являється гіпоактивність та реакція "опущене пір’я", деякі птахи лежать (табл. 3). Також досить частим симптомом отруєння є утруднене дихання. Зрідка мають місце деякі інші симптоми. Смертність спостерігається протягом перших 4 діб після введення препарату, з піком через 12–24 год після введення препарату. Симптоми отруєння тривають до 5–7 діб.

Таблиця 3. Смертність та симптоми отруєння у японських перепелів після однократного введення різних доз пестицида "Квізалон"

На основі отриманих даних методом графічного пробіт-аналізу було розраховано напівлетальну дозу (ЛД50) (рис. 1Б). З цього малюнка видно, що напівлетальна доза (ЛД50) пестицида "Квізалон", яка відповідає значенню X на кривій "доза–ефекг" при Y=5, становить 4338 мг/кг маси тіла.

Стандартна похибка, визначена за формулою (1), становить:

95 %-й довірчий інтервал (довірчий інтервал при Р<0,05), підрахований за формулою (2), становить:

Таким чином, напівлетальна доза (ЛД50) пестициду "Квізалон" для птахів (японських перепелів, Cotumix cotumix japonica) при пероральному однократному введенні становить 4338±142 мг/кг маси тіла, а 95 %-й довірчий інтервал (довірчий інтервал при Р<0,05) — від 4061 до 4615 мг/кг маси тіла.

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Guidelines United States Environmental Protection Agency: Pesticides and Toxic Substances: Avian acute oral toxicity test. — Washington, 1996.

2. Токсикологическая химия. Метаболизм и анализ токсикантов / [Е.Ю. Афанасьева, Е.Я. Борисова, O.JI. Верстакова и др.] / — Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2008, — 1016 с.

3. Экологическая токсикология / [Безель B.C., Вельский Е.А., Веселкин Д.В. и др.] / — Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2001. — 135 с.

4. Ісаєнко В.М. Основи екологічної токсикології. / В.М. Ісаєнко. — Київ: НАУ, 2007. — 67 с.

5. Основы токсикологии / [Кукин П.П., Пономарев Н.Л., Таранцева К.Р. и др.] — Москва: Высшая школа, 2008, — 279 с.

6. Пестициды: Справочник / [Мартыненко В.И., Промоненков В.К., Кукаленко С.С. и др.] — Москва: Агропром-издат, 1992, — 368 с.

7. Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов, — Киев, 1988, — 212 с.

8. Основи токсикології / [Рощин Г.Г., Строкань А.П., Тимченко А.С. и др.] — Київ: КНУТД, 2007, — 138 с.

9. Ступников А.А. Токсичность гербицидов и арборицидов и профилактика отравлений животных / А.А. Ступников. Ленинград: Колос, 1975. — 240 с.

 

REFERENCES

1. Guidelines United States Environmental Protection Agency: Pesticides and Toxic Substances: Avian acute oral toxicity test. — Washington, 1996.

2. Toksikologicheskaya khimiya. Metabolizm i analiz toksikantov / [E.Yu. Afanas'eva, E.Ya. Borisova, O.JI. Verstakova i dr.] / — Moskva: GEOTAR-Media, 2008, — 1016 s.

3. Ekologicheskaya toksikologiya / [Bezel' B.C., Vel'skij E.A., Veselkin D.V. i dr.] / — Ekaterinburg: Izd-vo Ural'skogo un-ta, 2001. — 135 s.

4. Isayenko V.M. Osnovy ekolohichnoi toksykolohii. / V.M. Isayenko. — Kyiv: NAU, 2007. — 67 s.

5. Osnovy toksikologii / [Kukin P.P., Ponomarev N.L., Taranceva K.R. i dr.] — Moskva: Vysshaya shkola, 2008, — 279 s.

6. Pesticidy: Spravochnik / [Martynenko V.I., Promonenkov V.K., Kukalenko S.S. i dr.] — Moskva: Agroprom-izdat, 1992, — 368 s.

7. Metodicheskie ukazaniya po gigienicheskoj ocenke novykh pesticidov, — Kiev, 1988, — 212 s.

8. Osnovy toksykolohii / [Roschin G.G., Strokan' A.P., Timchenko A.S. i dr.] — Kyiv: KNUTD, 2007, — 138 s.

9. Stupnikov A.A. Toksichnost' gerbicidov i arboricidov i profilaktika otravlenij zhivotnykh / A.A. Stupnikov. Leningrad: Kolos, 1975. — 240 s.

Надійшла до редакції 2.12.2014p.