Хлорпирифос в зерне: как выявить и избежать экспортных рисков

Хлорпирифос – популярное действующее вещество инсектицидов, которые сегодня используются в системах защиты растений на территории нашей страны. Однако мировые тенденции в сфере правового контроля использования пестицидов ведут к полному или частичному запрету. В частности, хлорпирифос запрещен почти в 40 странах мира, среди которых ЕС, США, Канада, Великобритания, где порог максимально допустимой концентрации в пищевых продуктах снижен до минимального уровня – 0,01 мг/кг (ppm).

Какую же роль играет хлорпирифос в системах защиты растений? Какова позиция украинского законодательства по введенным ограничениям? Это действенный инсектицид с перспективой использования или опасный загрязнитель, использования которого нельзя допускать?

В этом материале подробно рассмотрим риски применения хлорпирифоса в системах защиты с/х культур и возможности быстрой диагностики зерновой продукции в собственном хозяйстве.

Экологические риски применения пестицидов

Интенсивный характер развития сельского хозяйства в Украине диктует значительную пестицидную нагрузку на экосистемы. Массовое применение этих веществ продуцирует искусственное «извлечение» отдельных популяций живых организмов из цепей питания, что приводит к дисбалансу устойчивых биоценозов.

Стоит отметить, что пестицидам свойственно проявлять как целевое, так и нецелевое действие, причем влияния последнего почти невозможно избежать – только минимизировать. Нецелевым называют негативное действие пестицидов или производных соединений на окружающую среду. Эти вещества способны активно распространяться по воздуху, почвенным и поверхностным водам, переноситься и накапливаться в живых организмах (также и в организме человека), где продолжают оказывать токсическое воздействие. Усиливающим фактором негативного влияния пестицидов является нарушение правил их применения. Пока что глобальные последствия такой модели хозяйствования спрогнозировать невозможно из-за относительно короткого срока использования пестицидов.

При нормальных условиях пестициды подвергаются процессам распада, среди которых: минерализация, фотолиз, гидролиз, биодеградация и другое. Эти процессы деактивируют их токсическое действие и способствуют образованию безопасных веществ (углекислый газ, вода, аммоний и т. п.). На скорость распада значительно влияют температурный режим, кислотность и активность почвенной биоты, но даже при оптимальных условиях для распада некоторые действующие вещества проявляют устойчивость, трансформируются и активно переходят в основную продукцию, что несет угрозу продовольственной безопасности.

Хлорпирифос

Хлорпирифос, или хлорпирифос-этил – фосфорорганический инсектицид контактного действия, широко используемый для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. Впервые об этом действующем веществе – под торговой маркой Dursban – мир узнал в 1965 году, разработчиком стала американская компания Dow Chemical Company.

Принцип действия хлорпирифоса контактно-желудочный и фумигантный. Попадая в организм вредителей, хлорпирифос блокирует синтез фермента ацетилхолинэстеразы*, который предотвращает процесс распада ацетилхолина в синаптической щели. В результате этого происходит накопление ацетилхолина, чрезмерно стимулирующего нейронные клетки, что вызывает высокую нейротоксичность и последующее летальное действие.

*ацетилхолинэстераза – фермент, разрушающий нейромедиатор ацетилхолин. Когда ацетилхолин выполнил свою функцию, ацетилхолинэстераза его расщепляет, предотвращая чрезмерную стимуляцию нервных клеток.

Сфера применения хлорпирифоса – защита зерновых, масличных, технических и плодовых культур от грызущих и сосущих насекомых. В частности, высокую эффективность он имеет на посевах рапса против озимой совки, скрытнохоботника, крестоцветной блошки, цветоеда, пильщика и т. д.

Хлорпирифос-этил или хлорпирифос-метил?

Обычно исследования пищевых продуктов на остаточное содержание хлорпирифоса проводят по двум показателям: хлорпирифос (Сhlorpyrifos) и хлорпирифос-метил (Chlorpyrifos-methyl).

Хлорпирифос-этил и хлорпирифос-метил – родственные действующие вещества группы органофосфатных инсектицидов, но принципиально разные по химическому составу, физико-химическим свойствам и области применения. Хлорпирифос-метил – структурный аналог этиловой формы хлорпирифоса. В основном под названием «хлорпирифос» подразумевают именно хлорпирифос-этил, имеющий более широкий спектр применения в растениеводстве.

Табл. 1. Сравнительная характеристика хлорпирифос-этила и хлорпирифос-метила

Опасность хлорпирифоса

Период полураспада хлорпирифоса относительно непродолжителен и в среднем составляет от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от условий и места локализации. При совокупности определенных факторов в почве действующее вещество может оставаться более года, связываясь с частицами почвы. Хлорпирифос практически не всасывается корневой системой растений и слабо промывается поверхностными водами. Он относительно стабилен в почве, растительной массе и жирах, слабо стабилен в воде и воздухе. Учитывая эти характеристики, действующее вещество не должно вызывать беспокойство, ведь его поведение типично для большинства органофосфатов, но хлорпирифосу свойственно действовать иначе.

Современные исследования фиксируют присутствие хлорпирифоса и его метаболитов в окружающей среде (воздухе, почве, поверхностных, грунтовых водах) и пищевых продуктах. Доказано, что после внесения хлорпирифос проявляет высокую экотоксичность к нецелевым организмам даже в незначительных концентрациях и активно образует более токсичные метаболиты.

Итак, даже при выполнении рекомендаций к применению, соблюдении периода экспозиции, оптимальных условий для распада существует высокая вероятность выявления невысоких концентраций хлорпирифоса и его метаболитов, сохраняющих значительную токсичность.

Под токсическое действие хлорпирифоса попадают представители почвенной микро- и макрофауны, полезные насекомые (в том числе пчелы), млекопитающие, а также люди. Хлорпирифос очень токсичен для домашних воробьев с LD50 10 мг/кг, домашней птицы с LD50 от 32 до 102 мг/кг, водных беспозвоночных и рыб.

В организм человека хлорпирифос может попадать несколькими путями: через дыхательные пути, кожу и пищу. Исследования по негативному влиянию пестицида на организм указывают на нарушение работы нервной и эндокринной систем. Кратковременное влияние вызывает острое отравление, проявляющееся головной болью, расстройствами пищеварения, слезотечениями, тремором и т. д. Длительное влияние может вызвать эндокринную дисфункцию и когнитивные нарушения. Наиболее уязвимые слои населения – беременные женщины (нарушается развитие плода), дети, больные хроническими заболеваниями и пожилые люди.

Хлорпирифос-оксон

Хлорпирифос несет скрытую опасность в виде метаболитов, которые в разы более токсичнее и стабильнее. Метаболическая трансформация случается в ответ на защитную реакцию организма и проходит посредством окисления и гидролиза. Первичный окислительный процесс характеризуется образованием основного метаболита – хлорпирифос-оксона. Оксон проявляет повышенную стойкость и ингибирующее ферментное действие по сравнению с материнским соединением. Среди метаболитов хлорпирифоса именно оксон имеет высшую степень токсичности.

Экспортные рынки против

Полный запрет хлорпирифоса и хлорпирифос-метила на территории Европейского Союза от 2020 года и установление максимально допустимого уровня в пищевых продуктах (Maximum Residue Level for Foodstuffs, сокращенно MRL) не более 0,01 мг/кг обусловили усиленный контроль импортируемых продуктов, в том числе тех, которые поставляются из Украины.

С начала полномасштабной войны в 2022 году и блокады украинской портовой инфраструктуры государство вынуждено было искать новые экспортные пути. В результате главный поток экспорта зерна пришелся на страны ЕС. Тогда в украинском зерне фиксировались превышение MRL хлорпирифоса и хлорпирифос-метила в несколько раз, что стало причиной нарушения условий контрактов и отказов на ввоз партий. Ситуация получила значительную огласку, в частности через систему быстрого оповещения о пищевых продуктах и кормах – RASFF.

Поэтому, несмотря на отсутствие запрета на использование хлорпирифоса в Украине, игнорирование требований Европейского Союза украинской стороной невозможно из-за путей реализации зерна.

Хлорпирифос в Украине

На пути к гармонизации нормативной системы с ЕС начиная с 2022 года внесены изменения относительно максимально допустимых уровней (МДР) хлорпирифоса и хлорпирифос-метила в пищевых продуктах. Таким образом, Приказ МОЗ Украины № 960 от 18.05.2021 «Про затвердження максимально допустимих рівнів (МДР) вмісту хлорпірифосу та хлорпірифос-метилу у сільськогосподарській продукції та харчових продуктах та Змін до Гігієнічних нормативів і регламентів безпечного застосування пестицидів і агрохімікатів» утвердил максимально допустимый уровень (МДУ) содержания хлорпирифоса и хлорпирифос-метила в сельскохозяйственной продукции на уровне 0,01 мг/кг.

Пестициды на основе действующего вещества хлорпирифоса и хлорпирифос-метила остаются разрешенными к использованию на территории Украины в соответствии с Государственным реестром пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к использованию в Украине. Популярными инсектицидами с действующим веществом хлорпирифосы являются «Нурелл Д», «Твикс», «Пиринекс Супер», «Резонанс», «Рифос», «Киллер» и другие.

Полоски SmarKIT CHL от Nankai Biotech

Компания Nankai Biotech предлагает решение для оперативного скрининга зерна на наличие остатков хлорпирифоса, а именно набор тест-полосок и ридер (качественный или количественный результат).

Чувствительность – 10 ppb (0,01 мг/кг).

Время анализа – около 8 минут.

Принцип теста

Метод иммунохроматографического выявления с коллоидным золотом – это реакция, сочетающая технологию мечения золотом с иммунной реакцией антиген – антитело. Коллоидное золото служит маркером-трассером и соединяется с белковыми молекулами (антителами), образуя меченые золотом антитела. Антиген конкурирует с исследуемым веществом за связывание с мечеными золотом антителами, в результате чего происходит цветная реакция, на основе которой можно проводить качественный или количественный анализ.

Смотрите видео «Аналіз зерна на пестициди за 10 хвилин»

Евгений Иваницкий,

эксперт отраслевой группы «Агро»