МУ 1218-75 Методические указания по определению ртутьорганических пестицидов в овощах, продуктах животноводства, кормах и патматериале хроматографическими методами
|
|
Утверждаю Заместитель Главного государственного санитарного врача СССР А.И. Зайченко 23.01.1975 № 1218-75 |
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РТУТЬОРГАНИЧЕСКИХ ПЕСТИЦИДОВ
В ОВОЩАХ, ПРОДУКТАХ ЖИВОТНОВОДСТВА, КОРМАХ И
ПАТМАТЕРИАЛЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ*
_______________
* Методические указания разработаны В.В. Ермаковым (ВНИИВС).
Краткая характеристика препаратов. Соли алкил-, метоксиэтил- и фенилртути представляют собой белые кристаллические вещества со специфическим запахом. Свойства метил- и этилмеркурхлорида приведены раньше. По сравнению с алкилртутью метоксиэтил- и фенилмеркурацетат — менее летучие соединения. Т. пл. их соответственно 65 и 148 °С. Они растворимы в метаноле, ацетоне, бензоле. Фенилмеркурацетат хорошо растворим в воде и этаноле.
Методика определения. Основные положения. Принцип метода. Идентификация ртутьорганических пестицидов основана на реакции их йодистых солей с дитизоном с образованием окрашенных в оранжевый цвет дитизонатов, алкил- и арилртути, которые определяют в тонком слое окиси алюминия. Для извлечения соединений ртути из биологических материалов применяют два способа. Первый — это экстрактивная перегонка алкилртути из солянокислой среды с последующей экстракцией веществ толуолом. В другом варианте применяют жидкость: жидкостное распределение и ртутьорганические пестициды извлекают смесью 1 н. соляной кислоты и этанола, а из вытяжки вещества экстрагируют бензолом.
Метрологическая характеристика метода. Степень определения фенилртути равна 55 — 60 %, а метил-, этил- и метоксиэтилртути — 80 — 90 %. Воспроизводимость метода 90 %, относительная ошибка определения при полукличественной оценке 30 — 40 %. Нижний предел определения 0,5 мкг органической ртути в навеске, т.е. 10 мкг/кг при величине пробы 50 г.
Реактивы и растворы. Тиосульфат натрия, 0,05 М раствор. Готовят из фиксанала и хранят в склянках из темного стекла. Рабочий 0,0025 М раствор тиосульфата натрия готовят перед употреблением, смешивая 5 мл 0,05 М раствора, 45 мл дистиллированной воды, 50 мл этилового спирта. Дитизон, 0,2 %-ный раствор (основной) в хлороформе: в делительной воронке на 100 мл хлороформа добавляют 50 мг дитизона, 200 мл дистиллированной воды и 5 — 10 мл концентрированного аммиака. Смесь энергично встряхивают 2 мин. После разделения слоев хлороформный слой отбрасывают, водный раствор дитизона промывают 20 мл хлороформа. Трубку делительной воронки высушивают фильтровальной бумагой, прибавляя в воронку 200 мл хлороформа и разбавленную (1:1) соляную кислоту до отчетливо кислой реакции. Смесь встряхивают до тех пор, пока дитизон не перейдет в хлороформ (слой хлороформа при этом окрашивается в темно-зеленый цвет, водная фаза обесцвечивается). Хлороформный слой отделяют в другую делительную воронку и промывают водой трижды по 50 мл. Полученный раствор дитизона в хлороформе сливают в темную склянку. Хранят ее в темноте на холоде. Раствор устойчив в течение 1 месяца. Дитизон, 0,002 %-ный раствор готовят перед употреблением, разбавляя основной раствор хлороформом в 100 раз.
Калий йодистый, 3 М раствор свежеприготовленный (растворяют 10 г соли в 20 мл воды и добавляют 2 капли 1 н. гидроокиси натрия). Соляная кислота, 1 н. раствор (смешивают 50 мл концентрированной соляной кислоты удельной массой 1,9 с 550 мл дистиллированной воды). Смесь 1 н. соляной кислоты и этанола (7:3) по объему. Хлорная медь, 0,5 М раствор в 2,5 н. соляной кислоте. Можно использовать хлористую медь, растворяя 5 г соли в 20 мл концентрированной соляной кислоты и добавляя 80 мл дистиллированной воды.
Стандартные растворы ртутьорганических пестицидов: растворяют по 10 мг метилмеркурйодида, этилмеркурхлорида, метоксиэтилмеркурацетата или фенилмеркурацетата в 10 мл бензола. Можно использовать препаративные формы пестицидов. В этом случае взвешивают количество препарата, эквивалентное 10 мг активно действующего вещества, и вносят в 10 мл бензола. Растворы хранят на холоде. Они устойчивы в течение 3 месяцев. Рабочие растворы ртутьорганических соединений в концентрации 2 мкг/мл: 0,1 мл основного раствора пестицида вносят в колбу на 50 мл и доводят объем до метки ацетоном. Растворы устойчивы 2 недели. Бензол, толуол, хлороформ х.ч. или ч.д.а.
Приборы и посуда. Гомогенизатор. Механический встряхиватель. Хроматографическая камера объемом 1 — 2 л. Воронки для фильтрования диаметром 5 и 10 см. Делительные воронки на 500, 250 и 50 мл. Мерные цилиндры на 25, 50 и 100 мл. Пипетки на 1, 2, 5 и 10 мл. Микропипетки на 0,1 — 0,2 мл. Пробирки с притертой пробкой, градуированные на 10 мл. Чашки фарфоровые для выпаривания. Колбы на 250 и 500 мл.
Подготовка к определению. Синтез метилртути. В круглодонную колбу на 50 мл вносят 5 мл йодистого метила и 7 г металлической ртути. Колбу присоединяют к обратному холодильнику и смесь облучают в течение 6 — 10 ч ультрафиолетовой лампой низкого давления до тех пор, пока смесь не затвердеет в желтую массу. Метилмиркурйодид экстрагируют ацетоном, фильтруют, концентрируют и перекристаллизовывают из метанола или ацетона. Т. пл. вещества 140,5 °С.
Получение этилмеркурхлорида из гранозана. 100 г розового гранозана переносят в сухую колбу на 1 л, куда добавляют 250 мл горячего 1 н. раствора соляной кислоты. Содержимое взбалтывают в течение 1 ч на механическом встряхивателе. Суспензию фильтруют через бумажный фильтр в колбу на 750 мл, а осадок промывают 150 мл горячей 1 н. соляной кислоты. К фильтрату добавляют 100 мл бензола и вновь колбу помещают во встряхиватель на 1 ч. Затем содержимое переливают в делительную воронку на 500 мл. Нижнюю солянокислую фазу сливают в колбу на 1 л, а бензольный экстракт пропускают через фильтровальную воронку со стекловатой и хлористым натрием (слой 1 см) в фарфоровую чашку для выпаривания. Фильтр промывают 10 мл бензола и присоединяют к экстракту. Растворитель отгоняют в струе воздуха (тяга). Для удаления воды чашку оставляют на ночь. На следующий день остаток снимают со стенок чашки, растирают и используют в качестве стандарта. Выход продукта 50 % с содержанием основного вещества 97,4 %.
Приготовление хроматографических пластинок. Окись алюминия (II степени активности для хроматографии, просеянная через сито 10 меш) 50 г смешивают в фарфоровой ступке с 3,5 г просеянного и прокаленного гипса, а затем высыпают в колбу емкостью 500 мл. Добавляют 60 мл воды и смесь встряхивают 2 мин. Свободную от пузырьков воздуха массу распределяют на пластинках размером 9×12 см (по 2 чанные ложки) и высушивают на воздухе. Перед употреблением пластинки со слоем адсорбента прокаливают в сушильном шкафу при 105 °С в течение 2 ч и хранят в эксикаторе над безводным хлористым кальцием.
Ход анализа. Экстракция метил- и этилмеркурхлорида из пробы и очистка экстракта. Пробу 10 г гомогенизированного или растертого образца (зерно, корм, рыба, мясо, патматериал) помещают в круглодонную колбу на 250 мл, куда добавляют 60 мл 1 н. раствора соляной кислоты, 2 мл 0,5 М раствора хлорной меди, несколько кусочков пемзы или стеклянных капилляров. Сухие образцы увлажняют 10 мл воды. Колбу присоединяют к холодильнику с помощью шлифа и нагревают на электроплитке с прокладкой асбеста. При появлении пены верхнюю часть колбы охлаждают холодной водой. После прекращения вспенивания нагревание усиливают.
Отгон (дистиллят) собирают в делительную воронку, куда предварительно наливают 6 мл толуола. Собирают 60 мл дистиллята. Колбу охлаждают, вносят в нее 20 мл толуола, присоединяют к холодильнику и вновь производят дистилляцию в ту же воронку. Холодильник промывают 5 мл смеси 1 н. соляной кислоты и этанола (7:3) и раствор сливают в приемник. Полученный отгон энергично встряхивают 5 мин. После расслаивания нижнюю фазу отбрасывают, а толуольный экстракт промывают 25 мл воды, встряхивая воронку 3 — 4 раза. Затем экстракт фильтруют через стекловату или обычную вату, промытую толуолом, в делительную воронку на 50 мл. Фильтр промывают 5 мл растворителя. К экстракту добавляют 5 мл 0,0025 М раствора тиосульфата натрия в разбавленном этаноле и смесь энергично встряхивают 2 мин. После разделения фаз нижнюю сливают в третью делительную воронку, а толуольный экстракт еще раз обрабатывают 5 мл раствора тиосульфата натрия.
К объединенным этанольным растворам тиосульфата натрия добавляют 2,5 мл 3 М раствора йодистого калия, 5 мл бензола и содержимое энергично встряхивают 2 мни. Верхний бензольный экстракт сливают в фарфоровую чашку. Если в конечном экстракте присутствует вода, то бензол осторожно переносят в другую сухую чашку, оставляя водную фазу. Экстракт концентрируют до 0,1 — 0,2 мл, предварительно добавив к нему 3 — 4 капли 0,02 %-ного раствора дитизона. При этом раствор приобретает зеленоватый оттенок. Если экстракт желтеет, то следует еще раз добавить раствор дитизона до устойчивой зеленоватой окраски.
Экстракция метил-, этил-, метоксиэтил- и фенилртути экспресс-методом и очистка экстракта. Пробу 25 г растертого или гомогенизированного образца (органы, ткани животных, рыба, мясо, патматериал, яйцо или 50 г овощей, целого зерна, почвы, зеленых кормов) перенести в колбу на 250 мл. Внести 100 мл горячей (80 °С) 1 н. соляной кислоты и этанола (7:3) и 2 мл раствора хлорной меди. При анализе молока в колбу объемом 250 мл влить 50 мл молока, добавить 50 мл спирта, 2 мл раствора хлорной меди, 10 мл концентрированной соляной кислоты и содержимое быстро перемешать. Затем внести 50 мл кипящей воды и вновь перемешать. Комбикорм (25 г) смочить 20 мл воды. Встряхивать колбы в течение 1 ч. После этого внести 10 мл 40 %-ного раствора фосфорно-вольфрамовой кислоты, перемешать и через 10 мин содержимое отфильтровать через складчатый бумажный фильтр.
Осадок промыть 50 мл смеси соляной кислоты и этанола (7:3). К фильтрату добавить 50 мл бензола и колбы встряхивать 1,5 ч. Содержимое перенести в делительную воронку на 250 мл, используя 10 мл бензола. Отбросить нижнюю водную фазу, а экстракт промыть 50 мл воды, слегка перемешивая содержимое (3 — 4 раза). Нижнюю фазу отбросить, а бензольный экстракт перенести в следующую делительную воронку на 250 мл, профильтровав его через вату, промытую бензолом. Реэкстрагировать соединения ртути 0,0025 М раствором тиосульфата натрия (2 раза по 10 мл) в течение 2 мин.
К реэкстракту добавить 5 мл 3 М раствора йодистого калия и ртутьорганические пестициды извлечь 5 мл бензола в течение 2 мни. Бензольный экстракт концентрируют, как и в первом случае, добавив к нему 3 — 4 капли раствора дитизона, или используют для газохроматографического анализа. В последнем случае 1 мл экстракта встряхивают с 1 мл 1 %-ного раствора йодистого калия в 0,1 н. NaOH в течение 1 мин перед анализом.
Приготовление свидетелей. Пробы 0,5 — 1 мл стандартных разбавленных растворов этилмеркурхлорида или других соединений (1 — 4 мкг) вносят в делительную воронку на 50 мл, содержащую 10 мл 0,0025 М тиосульфата натрия. Содержимое перемешивают, добавляют 2,5 мл 3 М раствора йодистого калия, 5 мл бензола и экстрагируют соединения ртути 2 мин. Полученные экстракты упаривают, обработав 0,02 %-ным раствором дитизона.
Xроматографирование. Пробы или свидетели наносят на пластинку микропипеткой или пипеткой Пастера в следующей последовательности: свидетель (1 мкг), образец (1-я повторность), образец (2-я повторность), свидетель (2 мкг). Остаток в чашке смывают 0,002 %-ным раствором дитизона в хлороформе и наносят его на пластинку. Размер пятен не должен превышать 5 мм. Места нанесения проб располагают на расстоянии 1,5 - 2 см от края пластинки, и они не должны погружаться в растворитель. В камеру для хроматографирования (эксикатор) наливают 50 мл смеси гексана и ацетона (4:1), помещают ленту фильтровальной бумаги шириной 5 см так, чтобы края ее достигали верхнего уровня сосуда. Смачивают ленту смесью растворителей и через 20 — 30 мин помещают пластинку в вертикальном положении. Камеру герметично закрывают, смазывая крышку Апьезоном L или высоковакуумной смазкой, и после того как растворитель поднимется на высоту 9 — 10 см, пластинку вынимают, отмечают фронт растворителя и высушивают при комнатной температуре.
Органические соединения ртути выявляются в виде желто-оранжевых пятен со следующим значением Rf: фенилртуть 0,35 ± 0,02, метоксиэтилртуть — 0,42 ± 0,02, метилртуть — 0,48 ± 0,02. Значение Rf ртутьорганических соединений может колебаться в зависимости от условий хроматографирования, поэтому идентификацию органической ртути в пробах следует проводить с учетом Rf свидетелей. Количество органической ртути в пробе определяют сравнением интенсивности окраски и площади пятна свидетелей и образцов не более чем через 1 ч после высушивания хроматограммы, так как в процессе хранения пластинки пятна обесцвечиваются.
Для количественного определения веществ зоны, соответствующие пятнам органической ртути, соскабливают с пластинки. Адсорбент помещают на бумажный фильтр, промытый хлороформом, и элюируют дитизонаты 2 мл того же растворителя. Измеряют оптическую плотность экстракта с синим светофильтром на фотоэлектроколориметре при длине волны 485 нм. Параллельно измеряют оптическую плотность свидетелей (1 — 5 мкг). Для сравнения используют хлороформ.
Обработка результатов анализа. Содержание метил-, этил-, метоксиэтил- или фенилртути в исследуемом образце (Х, мг/кг) вычисляют по формуле:
где А — содержание органической ртути в навеске, мкг;
Р — масса пробы, г.
Национальный орган по стандартизации и метрологии
| ГОСТ 33704-2015 | |
| Название | Овощи, корма и продукты животноводства. Определение ртутьорганических пестицидов хроматографическими методами |
| Аннотация | Настоящий стандарт распространяется на овощи, корма и продукты животноводства и устанавливает метод определения ртутьорганических пестицидов с использованием тонкослойной хроматографии и спектрофотометрии. Метод определения ртутьорганических пестицидов основан на реакции их йодистых солей с дитизоном, образовании окрашенных в оранжевый цвет дитизонатов алкил- и арилртути, которые разделяют в тонком слое оксида алюминия и количественно определяют спектрофотометрическим методом. |
| Статус Н/Д | введен впервые |
| Принят | |
| № | |
| Дата Принятия | 0000-00-00 |
| Принят в РА | ЗАО «Национальный институт стандартов»2004 |
| № | 73-Լ |
| Дата Принятия в РА | 2017-11-28 |
| Дата Введения | 2017-12-01 |
| Разработчик Н/Д и его адрес | |
| Адрес | |
| Закреплено за | |
| Адрес | |
| Категория | ГОСТ — межгосударственный НД |
| Классификация | 65.120 СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО Корма для животных |
| Государства | Присоед.: Введен: |
| Дата Регистрации | 2017-11-28 |
| Регистрационный № | 5305-2017 |
| Кол-во Страниц | 7 |
| Источник Информации | ИУС №4-2017 |
| Дата Опубликования | |
| Язык оригинала | Русский |
| Переведен на | |
| Ключевые Слова | |
| Изменения НД | Не изменялся. |
| Цена в драмах РА (включая НДС) | 2800 |
| Внешний вид тары (консервированные продукты) | ГОСТ 8756.18 п. 6 | Все виды консервов |
| Герметичность металлической и стеклянной тары с консервированными продуктами | ГОСТ 8756.18 п. 7 | Все виды консервов |
| Состояние внутренней поверхности металлической тары | ГОСТ 8756.18 п. 8 | Все виды консервов |
| Массовая доля общей золы | ГОСТ 31727 | Все виды мяса, в т.ч. мясо птицы и мясные продукты |
| Массовая доля нитрита | ГОСТ 8558.1 п. 8 | Все виды мяса, включая мясо птицы и мясосодержащие продукты (колбасные изделия, продукты из мяса, полуфабрикаты, кулинарные изделия, консервы), мясо птицы Мясо, мясную продукцию, мясо птицы, а также используемые при их производстве нитритсодержащие компоненты (рассолы, посолочные смеси и др.) |
| Массовая доля общего фосфора | ГОСТ 32009 | Все виды мяса, включая мясо птицы и мясосодержащие продукты (колбасные изделия, продукты из мяса, полуфабрикаты, кулинарные изделия, консервы) |
| Массовая доля белка | ГОСТ 25011 п. 2 | Все виды мяса, включая мясо птицы, мясные и мясосодержащие продукты |
| Массовая доля белка (по Кьельдалю) | ГОСТ 25011 п. 6 | Все виды мяса, включая мясо птицы, мясные и мясосодержащие продукты |
| Массовая доля влаги | ГОСТ 9793 п. 9 | Все виды мяса, включая мясо птицы, мясные и мясосодержащие продукты |
| Массовая доля жира | ГОСТ 23042 п. 7 | Все виды мяса, включая мясо птицы, мясные и мясосодержащие продукты |
| Массовая доля жира | ГОСТ 23042 п. 8 | Все виды мяса, включая мясо птицы, мясные и мясосодержащие продукты |
| Массовая доля общего фосфора | ГОСТ 9794 п. 8 | Все виды мяса, включая мясо птицы, мясные и мясосодержащие продукты |
| Массовая доля хлористого натрия | ГОСТ 9957 п. 7 | Все виды мяса, включая мясо птицы, мясные и мясосодержащие продукты |
| Массовая доля хлористого натрия | ГОСТ 9957 п. 8 | Все виды мяса, включая мясо птицы, мясные и мясосодержащие продукты |
| Кислотность | ГОСТ 4288 п. 2.6 | Изделия кулинарные, полуфабрикаты из рубленного мяса |
| Масса | ГОСТ 4288 п. 2.2 | Изделия кулинарные, полуфабрикаты из рубленного мяса |
| Массовая доля влаги | ГОСТ 4288 п. 2.5 | Изделия кулинарные, полуфабрикаты из рубленного мяса |
| Массовая доля хлеба | ГОСТ 4288 п. 2.8 | Изделия кулинарные, полуфабрикаты из рубленного мяса |
| Органолептический метод оценки качества (внешний вид, качество фарша, запах, вкус) | ГОСТ 4288 п. 2.3 | Изделия кулинарные, полуфабрикаты из рубленного мяса |
| Отбор проб | ГОСТ 4288 п. 2.1 | Изделия кулинарные, полуфабрикаты из рубленного мяса |
| Олово | ГОСТ 26935 | Консервированные мясные, мясорастительные, плодоовощные, молочные, рыбные продукт и напитки фасованные в жестяные банки |
| Масса нетто | ГОСТ 33741 п. 8 | Мясные и мясосодержащие консервы |
| Массовая доля составных частей | ГОСТ 33741 п. 9 | Мясные и мясосодержащие консервы |
| Органолептические показатели | ГОСТ 33741 п. 7 | Мясные и мясосодержащие консервы |
| Отбор проб | ГОСТ 33741 п. 5 | Мясные и мясосодержащие консервы |
| Массовая доля составных частей | ГОСТ 32951 п.7.13 | Мясные и мясосодержащие полуфабрикаты |
| Температура полуфабриката | ГОСТ 32951 п. 7.12 | Мясные и мясосодержащие полуфабрикаты |
| Массовая доля крахмала | ГОСТ 10574 п. 7 | Мясные и мясосодержащие продукты |
| Массовая доля лактозы в пересчете на крахмал | ГОСТ 10574 прил. Б1 | Мясные и мясосодержащие продукты |
| — продукты первичного распада белков в бульоне | ГОСТ 23392 п. 6.2 | Мясо всех видов убойных животных и субпродуктов (кроме печени, мозгов, почек и селезенки) |
| Свежесть мяса: — количество летучих жирных кислот | ГОСТ 23392 п. 6.1 | Мясо всех видов убойных животных и субпродуктов (кроме печени, мозгов, почек и селезенки) |
| Массовая доля влаги | ГОСТ 33319 | Мясо и мясные продукты |
| Отбор проб | ГОСТ Р 51447 | Мясо и мясные продукты, включая мясо и продукты из мяса птицы |
| Массовая доля хлоридов | ГОСТ Р 51480 | Мясо и мясные продукты, включая мясо птицы |
| Органолептические показатели | ГОСТ 7269 п. 5 | Мясо и субпродукты продуктивных и промысловых животных |
| Отбор проб | ГОСТ 7269 п. 4 | Мясо и субпродукты продуктивных и промысловых животных |
| Органолептические показатели (определение свежести: внешний вид и цвет, состояние мышц на разрезе, консистенция, запах, прозрачность и аромат бульона) | ГОСТ 20235.0 п. 2 | Мясо кроликов |
| Отбор проб | ГОСТ 20235.0 п. 1 | Мясо кроликов |
| Свежесть мяса: Аммиак и соли аммония Летучие жирные кислоты Продукты первичного распада белков в бульоне | ГОСТ 20235.1 п. 1.1. | Мясо кроликов |
| Кислотное число жира | ГОСТ 31490 п. 6.3.5 | Мясо птиц (куриное и индюшиное) механической обвалки |
| Органолептические показатели (цвет мяса, запах мяса) | ГОСТ 31490 п. 6.2 | Мясо птиц (куриное и индюшиное) механической обвалки |
| Отбор проб | ГОСТ 31490 п. 6.1 | Мясо птиц (куриное и индюшиное) механической обвалки |
| Перекисное число жира | ГОСТ 31490 п. 6.3.5 | Мясо птиц (куриное и индюшиное) механической обвалки |
| Температура | ГОСТ 31490 п. 6.2.1 | Мясо птиц (куриное и индюшиное) механической обвалки |
| Масса мяса птицы | ГОСТ Р 51944 п. 6.12 | Мясо птицы (потрошёные и полупотрошёные тушки и их части: кур, уток, гусей, индеек, цесарок, перепелов, цыплят-бройлеров, цыплят, утят, гусят, индюшат, цесарят и перепелят) |
| Органолептические показатели (запах, прозрачность и аромат бульона, консистенция и состояние мышц на разрезе мяса птицы, степень обескровливания, внешний вид и цвет поверхности тушки, подкожной и внутренней жировой ткани, серозной оболочки грудобрюшной полости, форма тушки, упитанность тушки, состояние и вид кожи, степень снятия оперения, состояние костной системы тушки) | ГОСТ Р 51944 п.п. 6.1-6.10 | Мясо птицы (потрошёные и полупотрошёные тушки и их части: кур, уток, гусей, индеек, цесарок, перепелов, цыплят-бройлеров, цыплят, утят, гусят, индюшат, цесарят и перепелят) |
| Температура | ГОСТ Р 51944 п. 6.11 | Мясо птицы (потрошёные и полупотрошёные тушки и их части: кур, уток, гусей, индеек, цесарок, перепелов, цыплят-бройлеров, цыплят, утят, гусят, индюшат, цесарят и перепелят) |
| Отбор проб | ГОСТ 31467 | Мясо птицы (тушки и их части, мясо птицы механической обвалки), пищевые субпродукты и полуфабрикаты из мяса и пищевых субпродуктов птицы |
| Качественное определение свежести мяса птицы по продуктам распада белков | ГОСТ 31470 п. 6 | Мясо птицы, в т.ч. обваленное и измельченное, а также субпродукты и полуфабрикаты из мяса птицы |
| Качественный тест на добавленные компоненты, содержащие углеводы | ГОСТ 31470 п. 11 | Мясо птицы, в т.ч. обваленное и измельченное, а также субпродукты и полуфабрикаты из мяса птицы |
| Кислотное число жира | ГОСТ 31470 п. 8 | Мясо птицы, в т.ч. обваленное и измельченное, а также субпродукты и полуфабрикаты из мяса птицы |
| Летучие жирные кислоты | ГОСТ 31470 п. 7 | Мясо птицы, в т.ч. обваленное и измельченное, а также субпродукты и полуфабрикаты из мяса птицы |
| Массовая доля углеводов, крахмала и хлеба | ГОСТ 31470 п. 12 | Мясо птицы, в т.ч. обваленное и измельченное, а также субпродукты и полуфабрикаты из мяса птицы |
| Общая кислотность | ГОСТ 31470 п. 5 | Мясо птицы, в т.ч. обваленное и измельченное, а также субпродукты и полуфабрикаты из мяса птицы |
| Органолептические показатели (внешний вид и цвет, консистенция, запах) | ГОСТ 31470 п. 4 | Мясо птицы, в т.ч. обваленное и измельченное, а также субпродукты и полуфабрикаты из мяса птицы |
| Перекисное число жира | ГОСТ 31470 п. 9 | Мясо птицы, в т.ч. обваленное и измельченное, а также субпродукты и полуфабрикаты из мяса птицы |
| Массовая доля азота | ГОСТ 32008 | Мясо, мясные и мясосодержащие продукты |
| Органолептические показатели | ГОСТ 9959 | Мясо, мясные и мясосодержащие продукты |
| Органолептические показатели (внешний вид, цвет, запах) | ГОСТ 31936 п. 7.3 (5.2.1) | Полуфабрикаты из мяса и пищевых субпродуктов сельскохозяйственной птицы |
| Массовая доля кальция | ГОСТ 31466 п. 8 | Продукты переработки мясо птицы (мясо птицы механической обвалки, фарша и паштеты, бескостные и рубленые полуфабрикаты, кулинарные колбасные изделия, фаршевые консервы) |
| Массовая доля костных включений, размер которых превышает заданное (нормируемое) значение Размер костных включений | ГОСТ 31466 п. 6 | Продукты переработки мясо птицы (мясо птицы механической обвалки, фарша и паштеты, бескостные и рубленые полуфабрикаты, кулинарные колбасные изделия, фаршевые консервы) |
| Массовая доля костных включений, размер которых превышает заданное (нормируемое) значение | ГОСТ 31466 п. 7 | Продукты переработки мясо птицы (мясо птицы механической обвалки, фарша и паштеты, бескостные и рубленые полуфабрикаты, кулинарные колбасные изделия, фаршевые консервы) |
| Определение температуры | ГОСТ 31657 п. 6.3 | Субпродукты птицы |
| Органолептические показатели (внешний вид, цвет, запах) | ГОСТ 31657 п. 6.4 | Субпродукты птицы |
| Отбор проб | ГОСТ 9792 | Фаршированные, варено-копченые, полукопченые, вареные, сырокопченые, сырые, ливерные и кровяные колбасы, мясные хлеба, сосиски, сардельки, продукты из свинины, баранины, говядины и мяса других видов убойных животных и птиц (варенные, варено-копченные, копчено-запеченные, запеченные, жареные и сырокопченые), бекон соленый в полутушах, а также зельцы, студни, холодец и паштеты |
| Токсичные элементы: Свинец Кадмий Железо Медь Цинк | ГОСТ 30178 | Пищевое сырье и продукты |
| Свинец | ГОСТ 26932 п. 6 | Сырье и продукты пищевые |
| Кадмий | ГОСТ 26933 п. 6 | Сырье и продукты пищевые |
| Мышьяк | ГОСТ 26930 | Пищевое сырье и продукты |
| Мышьяк | ГОСТ Р 51766 | Сырье и продукты пищевые |
| Ртуть | ГОСТ 26927 | Сырье и продукты пищевые |
| Ртуть | ГОСТ Р 53183 | Продукты пищевые |
| Токсичные элементы: Железо | ГОСТ 26928 | Продукты пищевые |
| Массовая концентрация ПХБ (суммарно) ПХБ-28 ПХБ-48 ПХБ-52 ПХБ-101 ПХБ-118 ПХБ-128 ПХБ-138 ПХБ-153 ПХБ-155 ПХБ-180 | МУК 4.1.1023-01 | Продукты пищевые |
| Хром | МУ 01-19/47 | Пищевые продукты |
| Никель | МУ 01-19/47 | Пищевые продукты |
| Пестициды хлорорганические: — ГХЦГ (сумма изомеров) — 4,4-ДДТ — 4,4-ДДД — 4,4-ДДЭ -Гексахлорбензол | МЗ СССР МУ 2142 | Пищевые продукты |
| Остаточная активность кислой фосфатазы | ГОСТ 23231 | Вареные колбасные изделия и вареные мясные и мясосодержащие продукты из всех видов мясо, включая мясо птицы |
| Пестициды ртутьорганические | МЗ СССР МУ 1218 | Пищевые продукты |
| Общая ртуть (пестициды ртутьорганические) | МЗ СССР МУ 2098 | В мясе и мясопродуктах |
| Пестициды хлорорганические: — ГХЦГ (сумма изомеров) — 4,4-ДДТ — 4,4-ДДД — 4,4-ДДЭ -Гексахлорбензол | МЗ СССР МУ 2142 | Пищевые продукты |
| Нитрозамины летучие: сумма НДМА и НДЭА | МУК 4.4.1.011 | Продовольственное сырье и пищевые продукты |
| Удельная активность цезия Cs-137 | ГОСТ 32161 | Пищевые продукты |
| Удельная активность cтронция Sr-90 | ГОСТ 32163 | Пищевые продукты |
| Цезий-137 | МУК 2.6.1.1194 | Пищевые продукты |
| Стронций -90 | МУК 2.6.1.1194 | Пищевые продукты |
| Афлатоксин В1 | ГОСТ 30711 п. 4 | Пищевые продукты |
| Афлатоксин М1 | ГОСТ 30711 п. 4 | Пищевые продукты |
| Т-2 токсин | МЗ СССР МУ 3184 | Продовольственное сырье и пищевые продукты |
| Охратоксин А | МУК 4.1.2204 | Продовольственное сырье и пищевые продукты |
| Бенз(а)пирен | ГОСТ Р 51650 п. 5 | Продукты пищевые продовольственное сырье, пищевые продукты, пищевые и вкусовые добавки |
| Массовая доля жира | ГОСТ 26183 | Продукты переработки плодов и овощей, мясные и мясорастительные консервы |
| Массовая доля хлоридов | ГОСТ 26186 п. 2, п. 3 | Продукты переработки плодов и овощей, мясные и мясорастительные консервы |
| Водородный показатель (рН) | ГОСТ 26188 | Продукты переработки фруктов и овощей, в т.ч. соковая продукция, мясные и мясорастительные консервы |
| Общие правила отбора образцов | ГОСТ 31814 | Пищевые продукты |
| Масса нетто | ГОСТ 8.579 | Фасованные товары в упаковках любого вида независимо (способа их упаковывания |
| Отбор проб для микробиологических испытаний | ГОСТ 31904 | Пищевые продукты |
| Олово | ГОСТ 26935 | Консервированные мясные, мясорастительные, плодоовощные, молочные, рыбные продукт и напитки фасованные в жестяные банки |
Пестициды
Компания СТАЙЛАБ предлагает тест-системы для определения пестицидов.
Подробнее о пестицидах
| Тест-системы для определения пестицидов: | ||
| Стрипованный планшет, ИФА | Пробирки с магнитными частичками, ИФА | |
| Atrazine Plate kit (атразин), 96 опр. | Atrazine HS Tube kit (атразин),100 опр. | |
| Atrazine Metabolite Plate kit (DACT) (диаминохлоротриазин), 96 опр. | Atrazine Tube kit (атразин),100 опр. | |
| Alachlor Plate kit (алахлор), 96 опр. | Acetochlor Tube kit (ацетохлор), 100 опр. | |
| Сyclodienes Plate kit (циклодиены), 96 опр. | Alachlor Tube kit (алахлор), 100 опр. | |
| Carbendazim Plate kit (карбендазим), 96 опр. | Glyphosate Tube kit (глифосат), 120 опр. | |
| DDE/DDT Plate kit (ДДЕ/ДДТ), 96 опр. | Metolachlor Tube kit (метолахлор), 100 опр. | |
| Diuron Plate kit (диурон), 96 опр. | Pyrethroids Tube kit (пиретроиды), 100 опр. | |
| 2,4-D Plate kit (2,4-Д), 96 определений | Penoxulam Tube kit (пеноксулам), 100 опр. | |
| Glyphosate Plate kit (глифосат), 96 опр. | ||
| Imidacloprid Plate kit (имидаклоприд), 96 опр. | ||
| Trifluralin Plate kit (трифлуралин), 96 опр. | ||
| Azoxystrobin Plate kit (азоксистробин), 96 опр. | ||
| Pyraclostrobin Plate kit (пираклостробин), 96 опр. | ||
| Пробирки, ИФА | Пробирки, ферментативный анализ | |
| 2,4-D Tube kit (2,4-Д), 40 опр. | Organo Phosphate/Carbamate Tube kit (OP/C) (органофосфаты/карбаматы), 20 опр. | |
| Spinosyn Tube kit (спинозин), 40 опр. | ||
| Тест-полоски, ИФА | Стрипованный планшет, ферментативный анализ | |
| Atrazine Strip test (атразин), 20 опр. | Organo Phosphate/Carbamate Plate kit (OP/C) (органофосфаты/карбаматы), 96 опр. | |
| Наборы SPEX для экстракции пестицидов и очистки проб методами QuEChERS: | ||
| Пробирки с цитратным буфером для экстракции пестицидов | ||
| Пробирки с PSA для очистки проб путем дисперсионной твердофазной экстракции | ||
| Пробирки с ацетатным буфером для экстракции | ||
| Стандарты пестицидов: | ||
| Стандарты пестицидов SPEX | ||
| Стандарты антгельминтиков для анализа в соответствии с ГОСТ 32834-2014 | ||
Пестициды – это химические вещества, которые используют, в основном, в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и возбудителями болезней растений и сорняками. Помимо сельскохозяйственных ядохимикатов к пестицидам относят дефолианты и десиканты, которые вызывают полегание стеблей, что облегчает уборку урожая, а также регуляторы роста растений.
Кроме того, пестициды используют для защиты тканей, продовольствия, древесины. Их добавляют в краску, защищающую суда от обрастания. Эти яды используют для борьбы с эктопаразитами, например, блохами и клещами и с вредными насекомыми – короедами, малярийными комарами, в качестве репеллентов (веществ, отпугивающих насекомых). Многие из пестицидов являются экотоксикантами.
Разнообразие пестицидов очень велико, они различаются по строению и происхождению. Их делят на классы в зависимости от того, для борьбы с какими вредными организмами предназначены: инсектициды – вещества для уничтожения насекомых, фунгициды – грибов, зооциды – теплокровных животных, гербициды – растений, альгициды – водорослей.
Также пестициды, как и другие вещества, разделяют на 4 класса опасности – по токсичности для человека и теплокровных животных. I класс опасности имеют чрезвычайно опасные соединения, вызывающие необратимые изменения окружающей среды. К нему относятся диоксины, которые в настоящее время не используются в сельском хозяйстве. II класс – высокоопасные вещества, III – умеренно опасные, IV – малоопасные вещества.
Помимо этого, пестициды различаются по химическому составу. Фосфорорганические пестициды очень опасны, и даже в малых дозах способны вызывать отравления, приводящие к серьезным осложнениям. Например, дихлофос и хлорофос, которые ранее применяли для уничтожения тараканов, приводят к нарушениям работы сердца и других внутренних органов, мышц и нервной системы, причем снижение способности к точным действиям может длиться до года.
Хлорорганические пестициды также очень токсичны, могут накапливаться в среде и организмах и являются предшественниками диоксинов. К ним относится такой инсектицид, как ДДТ.
Некоторые другие инсектициды содержат мышьяк, а фунгициды – медь. Фунгициды гранозан и меркуран, которыми протравливают семена, чтобы уничтожить споры паразитических грибов, являются ртутьорганическими соединениями.
К новым пестицидам предъявляют серьезные требования относительно их безопасности, стараясь добиться минимальной токсичности для человека и теплокровных животных. Но разнообразие пестицидов очень велико. Механизм действия многих из этих веществ недостаточно изучен. Не всегда известно, может ли конкретное вещество накапливаться в организме и к каким долгосрочным последствиям приводит его использование. Кроме того, использование пестицидов негативно сказывается на состоянии окружающей среды. Но полностью отказаться от их использования невозможно. Поэтому разработка альтернативных, например, биологических, методов борьбы с вредителями, сорняками и переносчиками болезней остается важной задачей современной науки.
Пестициды могут поступать в организмы человека и животных при вдыхании вещества или при контакте с кожей, а также при употреблении в пищу обработанных растений, плодов или семян. Некоторые пестициды быстро разрушаются в окружающей среде и малотоксичны для животных, но накапливаются в растениях. Более устойчивые вещества, например, хлорорганические пестициды, медленно разлагаются в почве и воде, накапливаются в живых организмах и обладают большими периодами полувыведения и полураспада. Стабильность позволяет им мигрировать как в пространстве – например, попадая в грунтовые воды или реки, стекать в моря, так и по пищевой цепи, отравляя все организмы, состоящие в ней. Это означает, что пестициды могут попасть в организмы человека и теплокровных животных не только из растений, но и из рыбы, мясных и молочных продуктов.
Анализ пестицидов обычно выполняют с помощью дорогостоящих и трудоемких инструментальных методов. Метод иммуноферментного анализа (ИФА) не требует больших затрат времени, высококвалифицированного персонала и сложной аппаратуры.
Более подробную информацию о пестицидах вы можете найти в книге «Химия пищи».
Когда токсичные химические вещества отказываются умирать — Исследование длительного использования ртутных пестицидов в Австралии | Elementa: Наука антропоцена
Известно, что ртуть, даже в низких концентрациях, вызывает серьезные неблагоприятные последствия для здоровья человека. В начале 1900-х годов ртуть стала популярным фунгицидным ингредиентом, что привело к многочисленным инцидентам с отравлениями, которые вынудили большую часть мира принять меры по прекращению использования ртути в сельском хозяйстве. Эти инциденты стимулировали развитие науки о ртути и внедрение международной политики и правил по контролю за загрязнением ртутью во всем мире.Несмотря на эти международные разработки, Австралия продолжала использовать метоксиэтилхлорид ртути в качестве фунгицида для обработки сахарного тростника против грибка Ceratocystis paradoxa (ананасовая болезнь). По запросу производителя и после давления со стороны австралийских исследователей и Минаматской конвенции по ртути, австралийские власти объявили о запрете ртутьсодержащих пестицидов в мае 2020 года. Уникальное нежелание Австралии принимать меры по контролю этого опасного загрязнителя делает его интересным примером для исследования. бездействие политики, которое противоречит глобальным политическим тенденциям и принятию решений, основанных на фактах.Таким образом, он может дать представление о проблемах достижения многостороннего соглашения по сложным экологическим вопросам, таким как глобальное потепление. В этом обзоре я обсуждаю научные разработки и политические решения, связанные с судьбой ртути и воздействием ртути, используемой в пестицидах, на дикую природу и людей в Австралии. Историческое использование ртутных пестицидов и случаи отравления во всем мире описаны, чтобы контекстуализировать отсроченные действия Австралии по запрещению и контролю этого химического продукта по сравнению с другими странами.Правила использования ртути в Австралии, которая не ратифицировала Минаматскую конвенцию по ртути, сравнивают с правилами основных стран-производителей сахарного тростника и пестицидов (Бразилия, Китай, Япония, Индия, Таиланд и США), которые ратифицировали Конвенцию и заменили ее. ртутные пестициды с альтернативными продуктами. Я обсуждаю, каким образом нормативные акты по ртути могут защитить окружающую среду, снизить воздействие ртути на человека и обеспечить соблюдение запрета на ртутные продукты. Ратификация Минаматской конвенции предоставит Австралии равные возможности со своими международными партнерами в глобальных усилиях по борьбе с глобальным загрязнением ртутью.
Ртуть — химический элемент, известный на протяжении тысячелетий благодаря тому, что на протяжении всей истории он использовался неоднократно. Археологи показали, что киноварь, обычная руда ртути, добывалась для производства ртути более 8000 лет назад в Турции (Brooks, 2012). На протяжении всей истории ртуть широко использовалась в медицинских и промышленных целях. В древнем Китае, например, считалось, что ртуть продлевает жизнь, лечит переломы и поддерживает хорошее здоровье.Китайцы использовали сульфид ртути (II) около 3000 лет назад для получения красного пигмента (Langford and Ferner, 1999). В Древней Греции ртуть использовалась в мазях и в косметических целях (Pawłowski, 2011). Популярность ртути как предпочтительного средства для лечения сифилиса и проказы в протестантской Европе росла в период с 17 по 19 века (Rasmussen et al., 2008; Wong, 2016), хотя ее токсичность стала хорошо известна благодаря этим применениям ( Лэнгфорд и Фернер, 1999).
Недавнее применение ртути заключалось в ее эффективности в контроле роста микроорганизмов, что привело к тому, что ртуть стала популярным фунгицидом в 1900-х годах (Booer, 1951; Kimura and Miller, 1964; Saha and McKinlay, 1973). Его популярность привела к нескольким непредвиденным случаям отравления, которые поставили под сомнение его жизнеспособность для дальнейшего использования. В настоящее время хорошо известно, что ртуть является высокотоксичным металлом, биологическая функция которого у позвоночных неизвестна (Crane et al., 2010). Регулирующие органы признали и сократили выбросы во всем мире, и была принята международная Минаматская конвенция по ртути для управления выбросами ртути и ограничения загрязнения во всем мире. В отличие от прогресса в знаниях о токсичности ртути и с некоторыми странами, которые заменили большинство ртутных продуктов альтернативами, метоксиэтилхлорид ртути (MEMC) по-прежнему используется в качестве фунгицида на плантациях сахарного тростника в Австралии. Регистрация продукта была добровольно отменена в мае 2020 года во время обзора этой статьи, что означает, что продукт больше не может производиться в Австралии, но существующие запасы могут быть проданы и использованы фермерам сахарного тростника в течение следующего года, пока он не будет полностью запрещен. (Австралийское управление по пестицидам и ветеринарным лекарствам [APVMA], 2020a; Schneider et al., 2020).
Предметом настоящего обзора является (1) изучение исторического использования соединений ртути в качестве пестицидов в сельском хозяйстве во всем мире, (2) оценка инцидентов, связанных с окружающей средой и здоровьем, которые привели к достижениям в науке и реформе регулирования, (3) обзор текущие знания и пробелы в загрязнении ртутью в результате использования пестицидов на плантациях сахарного тростника в Австралии, и (4) дать представление о том, почему этот токсичный элемент все еще недавно был зарегистрирован в Австралии для использования в качестве фунгицида при выращивании сахарного тростника.Обсуждается предшествующее использование ртутных пестицидов в основных сельскохозяйственных странах (Бразилия, Китай, Индия, Таиланд и США), чтобы обеспечить соответствующий контекст для принятого Австралией решения о сохранении использования ртутных пестицидов до 2020 года. Этот обзор завершается подготовкой обсуждение важной роли Минаматской конвенции в прекращении использования ртутных пестицидов во всем мире и последующей важности ратификации этой Конвенции Австралией. В качестве примера бездействия глобальной политики перед лицом сильного научного и политического давления, продолжающееся использование ртути в Австралии является примером политического бездействия других правительств, столкнувшихся с серьезными экологическими проблемами, такими как глобальное потепление.
Ртуть успешно используется в сельском хозяйстве для защиты семян и растений от грибковых заболеваний благодаря ее эффективности в уничтожении спор, уменьшении роста и биомассы грибов, а также в предотвращении развития покоящегося мицелия, вегетативной части гриба (Gadd, 1993; Papagianni , 2004; Crane et al., 2010). Ртутьорганические соединения, по сравнению с другими формами ртути, обладают выраженной фунгицидной активностью и обычно использовались для протравливания семян из-за их широкого спектра действия и очень низких доз внесения (Booer, 1951; Saha and McKinlay, 1973; Kramer, 1983).
Свойство ртути как фунгицида было замечательным открытием и проложило путь к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур для поддержки растущего населения мира (Booer, 1951; Smart, 1968). Соединения ртути были впервые широко использованы в качестве фунгицида в 1914 году и применялись в качестве протравы для семян для борьбы с болезнями, передаваемыми через семена, зерновых в Германии (Smart, 1968). Успулун, хлорфенолртутное соединение, производимое в виде жидкой повязки, стало коммерчески доступным в 1915 году компанией Bayer AG (немецкая транснациональная фармацевтическая и медико-биологическая компания; Smart, 1968).Поскольку использование Успулуна оказалось очень эффективным против патогенов растений, его использование быстро стало популярным (Теппер, 2010).
Использование и популярность пестицидов ртути во всем мире достигла пика в 1960-х годах (Fimreite, 1970; Huisingh, 1974; Murphy and Aucott, 1999; Horowitz et al., 2014). В Канаде использование ртути для обработки семян достигло пика в 1964 году, когда для этой цели было израсходовано примерно 16 000 кг ртути, что соответствует примерно 20% от той, что используется в хлорщелочной промышленности (Fimreite, 1970).В 1967 году почти 70% всех семян зерновых в Канаде было обработано соединениями ртути, что эквивалентно 13 миллионам засеянных акров (Fimreite, 1970), и наиболее часто используемые ртутные средства для протравливания семян в Канаде содержали алкилртуть (например, метилртуть). дициандиамид [MMD]; Fimreite, 1970). В Соединенных Штатах пик использования ртути в сельскохозяйственных целях пришелся на 1956 год (рис. 1), что соответствует 9,2% от общего объема ртути, потребляемой коммерчески в Соединенных Штатах за этот год (Murphy and Aucott, 1999).
Рисунок 1.
Рисунок 1.
Сельское хозяйство не было основным потребителем ртути по сравнению с другими коммерческими применениями, такими как хлорщелочная промышленность (Murphy and Aucott, 1999). Важно учитывать, что его применение в качестве пестицида, обычно в его органической форме, высвобождает это химическое вещество непосредственно в окружающую среду при нанесении его на сельскохозяйственные культуры или почву (Murphy and Aucott, 1999).Органическая форма ртути более токсична, чем неорганическая, поскольку ее абсорбция в организме более эффективна (Bernhoft, 2012). Даже относительно небольшие количества ртутных пестицидов могут нанести более значительный ущерб окружающей среде, чем другие основные виды коммерческого использования ртути (Horowitz et al., 2014).
Наряду с успехом в увеличении сельскохозяйственного производства широкое использование ртути в сельском хозяйстве дорого обошлось экосистемам и здоровью человека.Эти системные воздействия на здоровье из-за их серьезности стимулировали глобальные научные усилия по продвижению практических знаний о токсичности ртути для людей, диких животных и пищевых сетей (Bakir et al., 1973; Derban, 1974; Dieterich et al., 1980). Несколько случаев отравления ртутью явились результатом ее использования в фунгицидах (Elhassani, 1982). Первые крупные вспышки были зарегистрированы в Ираке между 1956 и 1960 годами, при этом инцидент 1956 года привел к примерно 200 отравлениям и 70 смертельным исходам; инцидент 1960 года привел к 1000 отравлений и 200 смертельным исходам (Джалили и Аббаси, 1961).В обоих случаях были задействованы пестициды, содержащие соединения этилртути. В 1961 году в Пакистане произошла дополнительная вспышка отравления ртутью из-за потребления человеком зерна пшеницы, обработанного фенил ацетатом ртути и хлоридом этилртути. Сообщается, что около 100 человек пострадали и по меньшей мере четыре человека погибли (Haq, 1963). Считается, что из-за дефицита пшеницы в то время семена пшеницы, обработанные ртутью, покупались для потребления человеком, а не для использования по назначению.
Несмотря на эти более ранние инциденты с отравлением ртутью, фунгицид ртути продолжал оставаться стандартом для обработки семян, что приводило к последующим эпизодам отравления ртутью.В 1965 году в результате обработки семян пшеницы фунгицидом MMD в Гватемале было отравлено 45 человек, из которых 20 умерли (Министерство здравоохранения, образования и социального обеспечения США, 1966). В 1967 году в Гане было зарегистрировано 144 случая отравления человека ртутью, в том числе 20 смертельных случаев. По незнанию пациенты ели кукурузу, заправленную хлористым этилртути, предназначенную для посева (Дербан, 1974).
Самый крупный и самый катастрофический из когда-либо зарегистрированных случаев отравления ртутью в результате сельскохозяйственного использования произошел в Ираке в 1972 году, когда зерно, обработанное фунгицидом на основе алкилртути, было импортировано в Ирак из Мексики и США (Bakir et al., 1973). Зерно предназначалось для использования в качестве посевного материала, а не для употребления в пищу. Однако из-за проблем, связанных с маркировкой на иностранном языке и поздним распространением в рамках цикла выращивания (т. Е. Оно прибыло после посевной), ядовитые зерна вместо этого употреблялись в пищу жителями Ирака в сельских районах (Al-Damluji, 1976; Аль-Тикрити и Аль-Муфти, 1976). Более 500 человек умерли и более 6000 были госпитализированы из-за проглатывания хлеба, приготовленного из семенного зерна, обработанного фунгицидом, содержащим алкилртуть (Broussard et al., 2002).
Связь между ртутью и потреблением человека не была изолирована только от потребления испорченных семян в сельском хозяйстве. Возможная опасная природа остатков ртути в пищевых продуктах была подчеркнута крупным инцидентом с отравлением ртутью в городе Минамата, Япония (Harada, 1995). В 1956 году ртутьорганическое соединение было выброшено как часть промышленных сточных вод в заливе Минамата и море Ширануи, что привело к биоаккумуляции и биомагнификации ртути в водных организмах и, в конечном итоге, в людях, потребляющих их (Harada, 1995).Этот инцидент является крупнейшей катастрофой в области отравления ртутью в истории, в результате которой погибло 2265 человек (из которых 1784 человека погибли; Министерство окружающей среды Японии, 2020 г.). Симптомы, связанные с отравлением ртутью, стали известны как болезнь Минамата. К ним относятся атаксия, онемение рук и ног, общая мышечная слабость, сужение поля зрения и нарушение слуха и речи (Harada, 1995). В крайних случаях безумие, паралич, кома и смерть наступают в течение нескольких недель после появления симптомов.Врожденная форма заболевания также может поражать плод (Harada, 1995).
Исследования, проведенные после вышеупомянутых трагедий, улучшили наше понимание неблагоприятного воздействия ртути на здоровье человека. Клинические проявления и симптомы отравления ртутью стали более ясными и легче диагностировать у людей (Tsubaki and Irukayama, 1977; Clarkson and Magos, 2006; Eto et al., 2010). В 1985 году США установили острую референтную дозу (ОРД) для органической ртути.S. Агентство по охране окружающей среды (USEPA). ARfD определяется как оценка вещества в пище или питьевой воде, выраженная на основе массы тела, которая может быть проглочена в течение короткого периода времени, обычно во время одного приема пищи или одного дня, без заметного риска для здоровья потребителя на основе всех факторов. известные факты на момент оценки (Solecki et al., 2005). Первоначальная ARfD 0,3 мкг / кг / день, определенная в 1985 году, была основана на инциденте с отравлением ртутью в Ираке и болезни Минамата (Национальный исследовательский совет, 2000).В 1995 году исходная ARfD была снижена до 0,1 мкг / кг / день и сохранена после детальной переоценки в 2002 году (USEPA, 2002).
Инцидент в Ираке 1972 года также стимулировал создание Рекомендуемой классификации пестицидов по степени опасности, установленной Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ, 2010), впервые опубликованной в 1975 году. Пестициды, содержащие ртуть, были классифицированы как «особо опасные пестициды» как ВОЗ, так и Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО).И ФАО (2020 г.), и ВОЗ (2020 г.) относятся к угрозам ртути для здоровья и окружающей среды и рекомендуют, чтобы поэтапный отказ от ртутных пестицидов стал международным приоритетом.
Ртутьсодержащие фунгициды были запрещены в большинстве стран в 1970-х и 1980-х годах (Broussard et al., 2002) в результате случаев отравления ртутью, описанных выше. Большинство стран больше не разрешают производство или продажу этих пестицидов для защиты растений из-за их токсичности (UTZ, 2015; ВОЗ, 2019).Страны, которые официально не запретили его использование, либо отменили регистрацию, либо прекратили их использование, а Австралия — только недавно, в 2020 году (APVMA, 2020b).
Поэтапный отказ от ртутных пестицидов происходил одновременно как в богатых, так и в странах с низким уровнем доходов (Таблица 1). В Швеции запрет на дальнейшее использование ртутьорганических соединений был введен в 1965 году после того, как популяции питающихся семенами и хищных птиц начали резко сокращаться из-за поглощения ртути через потребление семян, обработанных ртутью (Huisingh, 1974).В 1966 году Япония заменила ртутные пестициды не содержащими ртуть вариантами в соответствии с инструкцией Министерства сельского и лесного хозяйства. К 1973 году все коммерческие регистрации ртутиорганической продукции истекли (Ota, 2013). В Соединенных Штатах с 1960-х годов регистрация нескольких соединений ртути была отменена. Последний ртутный пестицид был отменен в ноябре 1993 года, когда производитель добровольно отменил регистрацию своего продукта, который использовался для борьбы с розовой и серой снежной плесенью (Таблица 1; Bingham, 1992).
Таблица 1.Список основных стран-производителей сельскохозяйственной продукции и / или пестицидов и меры, принятые для поэтапного отказа от использования ртутных пестицидов. Присоединение, принятие или ратификация имеют такую же юридическую силу, если стороны соблюдают юридические обязательства по международному праву. Подпись не несет юридических обязательств и не обязательно предрешает ратификацию. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.t1
| Страна . | Использование пестицидов ртути . | Минаматская конвенция . |
|---|---|---|
| Япония | Запрещено в 1973 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Бразилия | Запрещено в 1985 г. | Ратифицировано в 2017 г. |
| США | Запрещено в 1993 г. | Принято в 2013 г. a |
| Таиланд | Запрещено в 2005 г. | Присоединение в 2017 г. a |
| Китай | Запрещено в 2010 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Индия | Запрещено в 2018 г. | Ратифицировано в 2018 г. |
| Австралия | Запрещено в 2020 году b | Подписано, но не ратифицировано |
| Страна . | Использование пестицидов ртути . | Минаматская конвенция . |
|---|---|---|
| Япония | Запрещено в 1973 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Бразилия | Запрещено в 1985 г. | Ратифицировано в 2017 г. |
| США | Запрещено в 1993 г. | Принято в 2013 г. a |
| Таиланд | Запрещено в 2005 г. | Присоединение в 2017 г. a |
| Китай | Запрещено в 2010 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Индия | Запрещено в 2018 г. | Ратифицировано в 2018 г. |
| Австралия | Запрещено в 2020 г. b | Подписано, но не ратифицировано |
Бразилия запретила все пестициды, содержащие соединения алкилртути в 1975 году (Таблица 1; Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento [MAPA], 2020).Неорганические соединения ртути были запрещены для использования в пестицидах в начале 1980-х годов (MAPA, 2020). В Таиланде Министерство промышленности выпустило список уведомлений, запрещающий использование опасных веществ в 2005 году, включая ртуть (Таблица 1; Министерство промышленности Таиланда, 2013). Китай ввел запрет на использование ртутных пестицидов в 2010 году (Министерство сельского хозяйства и сельских дел Китайской Народной Республики, 2020). Индия запретила ртутные пестициды значительно позже, чем большинство стран, в 2018 году (таблица 1; Министерство сельского хозяйства и благосостояния фермеров, 2019), что, скорее всего, было стимулировано ратификацией ими Минаматской конвенции.
Хотя инциденты с отравлением ртутью во всем мире вызвали чрезвычайную опасность для окружающей среды и здоровья человека, Австралия в одиночку поддержала использование ртутных пестицидов для борьбы с грибковыми заболеваниями на плантациях сахарного тростника до 2020 года (Evers et al., 2017; APVMA, 2020b) . Хотя Австралия перешла к поэтапному отказу от большинства ртутьсодержащих соединений, решение предоставить исключение для одного продукта, SHITCHAN Liquid Fungicide ® , означает, что ртуть по-прежнему используется в австралийской промышленности сахарного тростника.В июле 1992 года Австралийский совет по сельскохозяйственным и ветеринарным химическим веществам рекомендовал отменить разрешения на использование ртутных фунгицидов из-за экологических проблем (APVMA, 2014). Основная проблема заключается в долговременной стойкости ртути, что может привести к ее накоплению до неприемлемых концентраций в почвах, особенно там, где производятся интенсивные и многократные применения (APVMA, 2014). После этого обзора в 1995 году APVMA (2014; ранее Национальное агентство по регистрации сельскохозяйственных и ветеринарных химикатов) отменило регистрацию и соответствующие утверждения этикеток для сельскохозяйственных продуктов, содержащих ртуть, за исключением жидкого фунгицида Ширтан ® .
Это исключение поставило позицию Австралии в отношении ртути в отличие от позиции многих стран, включая ее традиционных международных партнеров (например, Японию, США, Канаду и Новую Зеландию). Несмотря на наличие более серьезных экономических ограничений, страны с низким и средним уровнем дохода, не являющиеся партнерами (например, Бразилия, Китай, Индия и Таиланд), оказались гораздо более эффективными в регулировании и запрещении ртутных продуктов (Таблица 1).Страны с низким и средним уровнем доходов часто менее способны, чем богатые страны, перейти на новые технологии из-за ряда ограничений, таких как бюджетные ограничения, нехватка персонала, экономика агрохимической промышленности, сложные законы и нормативные требования правительства (Garcia et al. , 2005; Pelaez et al., 2013; Snyder, Ni, 2017; Donley, 2019). В этих странах риски, связанные с ртутью для здоровья человека и окружающей среды, считались настолько значительными, что удалось преодолеть социально-экономические барьеры. Поэтому в Австралии социально-экономические факторы в национальном масштабе не могут объяснить сохранение использования ртутных пестицидов, оставляя другие факторы в качестве возможных объяснений.
На основании существенных доказательств глобального негативного воздействия ртути и ее соединений в 2013 г. была принята Минаматская конвенция о ртути, международный договор по контролю за загрязнением ртутью (Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде [ЮНЕП], 2020 г.). Названная в честь инцидента с отравлением ртутью в заливе Минамата в Японии (Harada, 1995; Tsuda et al., 2009), эта конвенция установила дальнейшие международные действия по снижению рисков для здоровья человека и окружающей среды от выброса ртути и ее соединений в организм человека. окружающая среда (ЮНЕП, 2020).Конвенция требует, чтобы ее стороны (рис. 2) приняли цели по сокращению выбросов и выбросов ртути.
Рисунок 2.
Рисунок 2.
Минаматская конвенция играет ключевую роль в прекращении использования ртутных продуктов, включая пестициды, поскольку она налагает полный запрет на этот продукт для всех сторон в равной степени, независимо от их экономического статуса.Пестициды подпадают под действие статьи 4 Конвенции, которая требует, чтобы производство, импорт или экспорт пестицидов были прекращены к 2020 году (ЮНЕП, 2020). Это побудило страны запретить использование ртутных пестицидов, например Индию, которая ввела запреты в 2018 году, когда страна ратифицировала Конвенцию (MGFW, 2019). Кроме того, в соответствии со статьей 21 стороны должны сообщить о мерах, принятых для поэтапного отказа от ртутных пестицидов, в двухгодичном отчете четвертой Конференции Сторон в 2021 году.
Минаматская конвенция также помогает избежать отступления от запретов или обязательств по поэтапному отказу от ртутных продуктов. Его эффективность очевидна на примере нынешней президентской администрации в Бразилии (во главе с Жаиром Болсонару, избранным в 2019 г.), которая отменила меры безопасности в отношении пестицидов, установленные при предыдущих администрациях (Abessa et al., 2019). Тем не менее, ртутные пестициды не могут быть законно повторно введены в Бразилии, поскольку правительство связано положениями Минаматской конвенции.Хотя страны также могут выйти из Конвенции, установленные глобальные нормы затрудняют для стран возможность отмены нормативных требований или даже внесения изменений в законодательство.
Минаматская конвенция имеет третичный эффект, ограничивающий возможность государства, не являющегося Стороной, производить ртутные продукты. Страны, которые полагаются на международную торговлю ртутью для удовлетворения внутренних потребностей, смогут импортировать ртуть только из нескольких стран, не ратифицировавших Конвенцию (ЮНЕП, 2020).Даже если страна не ратифицировала конвенцию и продолжит производство ртутных продуктов, запрещенных Минаматской конвенцией, их производство и распространение будут ограничены.
Роттердамская конвенция ЮНЕП о процедуре предварительного обоснованного согласия в отношении некоторых опасных химических веществ и пестицидов в международной торговле, вступившая в силу в 2004 году, также может играть роль в ограничении торговли ртутью и ее соединениями, если законы данной страны-импортера ограничить торговлю ртутью.Хотя этот договор не предусматривает запрета на ртуть, он предоставляет странам-экспортерам информацию о том, что страна-импортер не будет принимать ртуть через торговлю (ЮНЕП, 2020). Многие опасные химические вещества, перечисленные в Роттердамской конвенции, включая ртуть, уже запрещены в странах-участницах договора из-за проблем со здоровьем человека и окружающей среды.
Отсутствие стран, поставляющих ртуть в Австралию, не ограничивает производство ртути внутри страны, поскольку в Австралии в настоящее время имеется четыре предприятия по переработке ртути, которые удовлетворяют внутренние потребности в поставках ртути (Marsden Jacob Associates, 2015; Zaunmayr, 2018).Это вызвало устойчивость самообеспечения ртутью и экономическую инерцию. Ратификация Минаматской конвенции станет важным шагом на пути к сокращению производства ртутных продуктов в Австралии. Несмотря на подписание Минаматской конвенции в 2013 году, по состоянию на 2020 год Австралия не ратифицировала ее, и ожидаемая дата еще не указана. Подписание не предопределяет ратификации и не несет юридических обязательств, а означает готовность рассмотреть возможность принятия обязательств по договору в более поздний срок.
В Австралии MEMC был зарегистрирован APVMA (2020b) до мая 2020 года для борьбы с ананасовой гнилью сахарного тростника, также известной как ананасовая болезнь. Заболевание вызывается грибком Ceratocyctis paradoxa , который размножается при низкой температуре, избыточной или низкой влажности почвы и глубоких посевах (Wismer and Bailey, 1989).
Этот фунгицид ртути был произведен и введен в продажу в Австралии под наименованием «Жидкий фунгицид Shirtan ® », разрешенный для использования в Квинсленде (QLD), Новом Южном Уэльсе (NSW), Западной Австралии и на Северной территории (APVMA, 2020).Он содержит 120 г / л ртути в виде MEMC и используется только на плантациях сахарного тростника. Эта форма ртути относится к классу фунгицидов, которые представляют наиболее серьезную опасность для здоровья (Derban, 1974; Lehotzky et al., 1988). Как ртутьорганическое соединение, он эффективно всасывается через кожу, легко накапливается в организме водными организмами и может проникать через гематоэнцефалический барьер (Bigham et al., 2005).
Фермеры, использующие Shirtan ® , наносят химикат на закладку сахарного тростника перед посадкой.Годовое потребление ртути, используемой в сельском хозяйстве, публично недоступно в APVMA. В открытом доступе имеется только два отчета об оценке и данных по выбросам ртути из Shhhton ® : работа Джонсона и Эберта (2000), в которой оценивается внесение 500 и 1000 кг ртути в год в период с 1960 по 2000 год на плантациях сахарного тростника Австралии, и в отчете, подготовленном для Министерства сельского хозяйства, водных ресурсов и окружающей среды (Marsden Jacob Associates, 2015), указывается, что в период с 2011 по 2014 год использовалось 44 000 л сорта Shirtan ® в год, что составляет около 77 000 га (77%) трость.Это соответствует выбросу 5280 кг ртути в почвы и водосборы рек, которые потенциально могут попасть в крупнейшую в мире систему коралловых рифов: Большой Барьерный риф (GBR; рис. 3).
Рисунок 3.
Плантации сахарного тростника (зеленые) в Квинсленде, Австралия, и участки, упомянутые в тексте. Темно-синим цветом показаны основные реки, которые потенциально могут стечь ртуть в Большой Барьерный риф (оранжевый).Слои карты из Министерства окружающей среды и науки Квинсленда (Pringle et al., 2018; Crossman and Li, 2020). Общедоступной карты посевов сахарного тростника в Новом Южном Уэльсе найдено не было. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f3
Рис. 3.
Плантации сахарного тростника (зеленые) в Квинсленде, Австралия, и участки, упомянутые в тексте. Темно-синим цветом показаны основные реки, которые потенциально могут стечь ртуть в Большой Барьерный риф (оранжевый). Слои карты от Департамента окружающей среды и науки Квинсленда (Pringle et al., 2018; Кроссман и Ли, 2020). Общедоступной карты посевов сахарного тростника в Новом Южном Уэльсе найдено не было. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f3
Большинство исследований по ртути, изучающих концентрацию ртути в почвах сахарного тростника в Австралии, были предприняты в 1990-х годах (Rayment et al., 1997; Rayment et al., 1998; Rayment et al., 2002) в штатах QLD и NSW ( Таблица 2).Поскольку MEMC использовался в качестве пестицида на полях сахарного тростника с 1953 года (Johnson and Ebert, 2000), исходные концентрации ртути не были доступны для упомянутых выше исследований (Rayment et al., 1997; Rayment et al., 1998; Rayment et al. , 2002). Это делает невозможным измерение низких естественных уровней ртути в почвах Австралии до развития атомно-абсорбционной спектрометрии холодного пара (Hatch and Ott, 1968). Чтобы преодолеть эту проблему, фоновая концентрация была оценена с использованием «парных» участков с похожими типами почв с минимальным количеством плантаций сахарного тростника или без него (Rayment et al., 1997; Раймент и др., 1998; Раймент и др., 2002). Разница в концентрациях ртути между почвами «парных» участков (с концентрацией ртути от 10 до 50 нг / г) и почвами полей сахарного тростника была почти в 3 раза (Таблица 2).
Концентрации ртути в почвах сахарного тростника были выше в почве Нового Южного Уэльса, чем в почвах QLD. Средняя концентрация ртути в Новом Южном Уэльсе составила 160 ± 90 нг / г ртути для глубины почвы 0–250 мм (Rayment et al., 1998), тогда как в QLD средняя концентрация ртути по данным нескольких исследований составляла примерно 76 нг / г (таблица 2). Более высокие концентрации в Новом Южном Уэльсе можно объяснить количеством MEMC, применяемого в регионе. Гамильтон и Хейдон (1996) сообщили, что в Новом Южном Уэльсе ежегодно применяется в общей сложности 400 кг MEMC, что при равном распределении равняется 15 г ртути на гектар штата Новый Южный Уэльс. В QLD это соответствует 3 г ртути на гектар (Hamilton and Haydon, 1996).
Более недавнее исследование предлагает подробную оценку содержания ртути в почве и воде в бассейне реки Талли (Turull et al., 2018), где в пойме выращивается около 200 км 2 сельскохозяйственных культур сахарного тростника. В этом исследовании измерялась концентрация ртути в почве на четырех плантациях сахарного тростника. Концентрации достигли 264 нг / г (µ = 77 ± 10 нг / г на глубине 100–200 мм; таблица 2). В совокупности эти исследования почвы указывают на среднее 3-кратное увеличение концентрации ртути по сравнению с парными необработанными участками (Рисунок 4).
Рисунок 4.
Судьбы ртути и процессы, в которых фунгицид на основе метоксиэтилхлорида ртути (MEMC) используется для обработки завязей сахарного тростника в Австралии. Коричневый текст на белом поле представляет текущие знания о судьбе MEMC в австралийской среде. Серый текст обозначает пробелы в знаниях MEMC в Австралии. На диаграмме представлена типичная ирригационная система с рециркуляционной ямой, но она не является репрезентативной для всех систем полей сахарного тростника в Австралии. Обратите внимание, что Большой Барьерный риф расположен по крайней мере в 45 км от берега.DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f4
Рис. 4.
Судьбы ртути и процессы, в которых фунгицид метоксиэтилхлорид ртути (MEMC) используется для обработки зарослей сахарного тростника в Австралии. Коричневый текст на белом поле представляет текущие знания о судьбе MEMC в австралийской среде. Серый текст обозначает пробелы в знаниях MEMC в Австралии. На диаграмме представлена типичная ирригационная система с рециркуляционной ямой, но она не является репрезентативной для всех систем полей сахарного тростника в Австралии.Обратите внимание, что Большой Барьерный риф расположен по крайней мере в 45 км от берега. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f4
Разложение органической ртути в почве — медленный процесс (Kimura and Miller, 1964; Turull et al., 2018). 35-дневный лабораторный эксперимент с применением хлорида метилртути (MMC) показал, что 86% –94% исходной MMC осталось в почве после 35-дневного периода эксперимента. Незначительное количество неорганической ртути, обнаруженное в почве, и отсутствие паров ртути указывает на то, что соединения метилртути достаточно устойчивы к разложению в почве (Kimura and Miller, 1964; Chalker, 2017).
Приведенные выше результаты не согласуются с выводами, сделанными Nufarm, производителем Shirtan ® . Хотя Нуфарм соблюдает правила, наложенные на Ширтан ® , включая ограничения на продажу и мониторинг ртути в почвах (Nufarm Australia Limited, 2017), Нуфарм утверждает, что результаты их мониторинга ртути в почве не показывают доказательств того, что использование Ширтан ® в сахарном тростнике приводит к накоплению ртути в почве (Marsden Jacob Associates, 2015).Это резко контрастирует с утроением концентраций ртути, обнаруженным независимыми исследователями (Раймент и др., 1998; Раймент и др., 2002; Турулл и др., 2018).
Вышеупомянутые исследования в Австралии ясно показывают, что ртуть может накапливаться в обработанных почвах. Удивительно, но APVMA не проанализировал эти недавние исследования или не обновил свой химический обзорный документ — последний химический обзор был проведен в 1995 году, и с тех пор отчет был утерян.
Одной из самых серьезных проблем при использовании MEMC на плантациях сахарного тростника является перенос органической ртути из почвы в водные потоки через орошение и осадки. Эта органическая форма ртути легко усваивается водными организмами, что может привести к токсичности (Lavoie et al., 2013). Выщелачивание MEMC из почвы в водные потоки было продемонстрировано в ходе полевого исследования, в котором оценивалась судьба MEMC в почвах плантаций сахарного тростника в Австралии, где происходит значительное перемещение MEMC из почвы в реки (Chalker, 2017).После внесения MEMC располагался преимущественно в верхнем слое почвы до 22 см ниже поверхности, а ниже 22 см имелся только следы ртути. Однако большая часть MEMC была мобилизована из почвы с помощью орошения. Уровень ртути на всех глубинах упал на один порядок за первые 5 недель и, вероятно, был смыт в нижнюю часть воды, в первую очередь во время первых поливов (Chalker, 2017).
Кроме того, исследование водосборного бассейна реки Талли, который получает входы с полей сахарного тростника (Рисунок 3), продемонстрировало, что ртуть стекает с почв сахарного тростника в водные пути, и этот процесс усиливается сильными дождями и наводнениями (Turull et al., 2018). Все измерения содержания ртути в воде ниже по течению от плантаций сахарного тростника превысили предельное значение 0,06 мкг / л по умолчанию, рекомендованное австралийскими директивами по качеству воды для обеспечения 99% уровня защиты видов для систем с незначительным и умеренным нарушением (Руководящие принципы Австралии и Новой Зеландии, 2018). Этот результат свидетельствует о том, что утверждение организации Queensland Cane Growers Organisation о том, что «использование жидкого фунгицида Ширтан в тростнике представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды», является преуменьшением (Canegrowers, 2017).Отсутствуют исследования концентраций ртути в отложениях и водных организмах каких-либо водосборных бассейнов, содержащих поля сахарного тростника. Это пробел в знаниях, требующий немедленного внимания (рис. 4).
Потенциал биоаккумуляции и биомагнификации ртути в наземных и водных пищевых цепях, окружающих поля сахарного тростника, в Австралии недостаточно изучен. Никакие опубликованные исследования не изучали скорость биоусиления ртути в местных пищевых цепях.Это вызывает особую озабоченность, если учесть, что органическая ртуть является формой ртути в пестицидах, используемых в Австралии, которая легко накапливается в биоте, особенно в рыбе (Roberts et al., 2001). О проблемах биоаккумуляции и токсичности ртути, вызванных ртутными пестицидами, используемыми в сельском хозяйстве, сообщалось и в других странах (Boudou and Ribeyre, 1997). В Швеции ртуть, используемая в пестицидах, эффективно усваивается организмами пищевой сети (Lindqvist et al., 1991), и несколько видов птиц находились под угрозой исчезновения из-за высоких концентраций ртути, обнаруженных в дикой фауне, особенно среди хищников (Lindqvist et al. al., 1991).
Неспособность государственных органов и промышленности оценить потенциальные пути воздействия органических соединений ртути на дикую природу и человека за последние 60 лет поставила окружающую среду и население Австралии под угрозу заражения ртутью. Ожидается, что из-за своей токсичности, устойчивости в биогеохимических циклах, широкого распространения и тенденции к биоаккумуляции (Gnamuš et al., 2000) значительная часть из 5280 кг ртути, высвобождаемой в почвах сахарного тростника в год, будет биоаккумулироваться и биомагнифицироваться в продуктах питания. цепи.Это относится к пищевым цепочкам на основе насекомых на полях сахарного тростника: насекомых поедают птицы, рыбы и другие дикие животные, которые в конечном итоге потребляются людьми. Из-за множества путей, связывающих наземные пищевые сети с водными потоками (например, распространение насекомых и земноводных с водными личинками; Gnamuš et al., 2000), влияние биоаккумуляции ртути из пестицидов сахарного тростника может распространяться далеко за пределы полей сахарного тростника и необходимы исследования, чтобы определить его степень.
Поскольку Большой Барьерный риф (GBR) расположен по крайней мере в 45 км к востоку от стока рек, истощающих поля сахарного тростника (Cinner et al., 2016), количество ртути, высвобожденной с плантаций сахарного тростника, которая достигает ВБР, в настоящее время неизвестно. Отсутствие информации вызывает беспокойство, если учесть, что GBR является крупнейшим коралловым рифом в мире с более чем 3 000 отдельных систем рифов и коралловых рифов (Randall et al., 1997; Рисунок 4).
В настоящее время несколько исследований ртути, проведенных в QLD, ограничиваются эстуариями и прибрежными районами, а не конкретно в пределах GBR.В прибрежных районах QLD содержание ртути было измерено в кернах отложений Боулинг-Грин-Бей и Апстарт-Бей. Первый расположен к югу от устья реки Бурдекин, недалеко от плантации сахарного тростника (рис. 3). Концентрации ртути в донных отложениях Апстарт-Бей в 1990-е годы достигали 100 нг / г, что на порядок выше среднего фонового значения 50 нг / г (Walker and Brunskill, 1997).
Помимо загрязнения ртутью от пестицидов, исторические кустарные золотые рудники в Новом Южном Уэльсе и QLD также следует рассматривать как источник ртути в реках, эстуариях и в Великобритании.Исследование концентраций ртути в кернах донных отложений, собранных в Боулинг-Грин-Бей (рис. 3), показало резкое увеличение в период между 1870 и 1890 годами, связанное с переносом ртути, использованной в процессе амальгамирования при добыче золота в районе Чартерс-Тауэрс / Рейвенсвуд. (Уокер и Бранскилл, 1997). Различие между этими двумя источниками было примерно проведено путем привязки концентраций ртути к временному контексту. Кустарная добыча золота в QLD происходила со второй половины XIX века до 1920-х годов (Mate, 2014), но использование ртути для добычи золота начало постепенно сокращаться в 1970-х годах, когда цианид стал широко применяться (Mudd, 2007).Использование MEMC на плантациях сахарного тростника началось в 1950-х годах, и более поздние пики концентраций металлов в кернах отложений совпадают с временными рамками для принятия фунгицидов ртути. Для подтверждения этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования. Современные изотопные анализы ртути могут с большей точностью подтвердить различие между золотодобычей и пестицидами как источниками ртути в отложениях на побережье Нового Южного Уэльса и QLD. Большинство исследований, опубликованных по ртути в регионе, были опубликованы до 2000-х годов, и из-за ограниченных аналитических методов, доступных в то время, определение состава ртути и изотопный анализ отсутствуют.С тех пор методы датирования (Andersen, 2017) и изотопный анализ ртути (Hintelmann and Ogrinc, 2002) значительно улучшились, открыв возможность более точного определения источников ртути в ВБР.
Учитывая количество ртути, выбрасываемой в окружающую среду в год в результате использования пестицидов, а также экологическое, всемирное наследие и туристическое значение ВБР, исследования ртути в этой области срочно необходимы для обеспечения полного понимания источников и судьбы ртути. ртуть в этой чувствительной среде и ее биоаккумуляция и биомагнификация в пищевых цепочках (рис. 4).
Токсичность ртути вызывает особую озабоченность у кораллов, поскольку она может денатурировать белки и инактивировать ряд ферментов, которые имеют решающее значение для метаморфоза у книдарий (Leitz, 1997). В Австралии исследования показали, что MEMC чрезвычайно токсичен для кораллов в низких концентрациях, влияя на оплодотворение и метаморфоз кораллов, вызывая обесцвечивание кораллов и гибель тканей хозяина (Markey et al., 2007). Несколько пестицидов, используемых на плантациях сахарного тростника в Австралии, были испытаны на кораллах, и MEMC оказал наиболее вредное воздействие на здоровье (Markey et al., 2007). MEMC затронул все стадии жизни Acropora millepora , обычного каменистого коралла. И оплодотворение, и метаморфоз были подавлены, полипы исчезли, а эффективность фотосинтеза несколько снизилась при 1,0 мкг / л ртути. Концентрации MEMC 3 мкг / л обычно было достаточно, чтобы личинки Acropora millepora оставались неподвижными.При обработке MEMC 10 мкг / л ветви обесцвечивались, а часть тканей хозяина погибала. При более высокой концентрации 30 мкг / л MEMC вызывал разрыв и гибель всех личинок (Markey et al., 2007).
Концентрация MEMC в воде, вызывающая подавление оплодотворения у 50% популяции кораллов в течение 144 часов (EC 50 ), составляла 1,68 ± 0,04 мкг / л (Markey et al., 2007). Это, в сочетании с низким уровнем MEMC, равным 1,0 мкг / л, влияет на все стадии развития Acropora millepora , которые являются критическими точками в истории жизни кораллов в целом (Markey et al., 2007). В результате сбой любого отдельного события на стадии жизни может снизить способность популяции пополниться. Это вызывает особую озабоченность в контексте участившихся случаев обесцвечивания кораллов в ВБР, а также увеличения масштабов наводнений и лесных пожаров в регионе (Ainsworth et al., 2016).
Информация по другим водным организмам отсутствует (Рисунок 4). Это ключевая информация для понимания того, как ртуть накапливается и усиливается в местных пищевых цепочках.Учитывая, что ртуть является стойким загрязнителем, передающимся от добычи к хищнику (Schneider et al., 2020), измерения у организмов, населяющих плантации сахарного тростника, особенно у высших хищников (змеи, хищники), важны для понимания того, как ртуть с полей сахарного тростника представляет опасность для здоровья. дикая природа.
Некоторые соединения ртути использовались в сельском хозяйстве, и их токсичность зависит от химической природы соединения ртути (Saha and McKinlay, 1973).Металлическая ртуть, принимаемая перорально, имеет относительно низкую токсичность из-за низкой биодоступности, но хроническое воздействие ее паров может быть опасным (Bidstrup, 1964). Растворимые неорганические соли ртути давно известны своей токсичностью; однако ртутьорганические соединения даже более токсичны для человека, чем неорганические соли (Saha and McKinlay, 1973).
К счастью, случаи массового отравления ртутью, подобные тем катастрофическим событиям, которые наблюдались в Ираке, Пакистане и Гватемале, маловероятны в Австралии.В этих примерах отравление ртутью было связано с прямым проглатыванием органической ртути через потребление семян, обработанных фунгицидом ртути (Al-Damluji, 1976; Al-Tikriti and Al-Mufti, 1976), в то время как в Австралии он используется на установках сахарного тростника, когда посадка сельскохозяйственных культур (Kealley, 2015). Режим воздействия в этих случаях различен, и необходимо лучше оценить и понять воздействие, характерное для австралийских сельскохозяйственных рабочих и окружающей среды.
При использовании MEMC на плантациях сахарного тростника случаи отравления ртутью могут произойти, если работник фермы вступит в контакт с Shirtan ® через рот или через кожу, через кожу или перорально.Это вызывает беспокойство, поскольку пользователи химических веществ нередко неправильно применяют или утилизируют опасные химические вещества (Calliera et al., 2013; Huici et al., 2017; Bagheri et al., 2021). Хотя современная информация и правила, налагаемые на обращение с ртутными пестицидами в Австралии, являются исчерпывающими, они требуют от рабочих строгого соблюдения процедур. Это может быть проблематично, если рабочие, использующие Shirtan ® , не обучены обращению с такими токсичными материалами и плохо контролируются. Это возможно в Австралии, если учесть широко распространенную практику найма странствующих сельскохозяйственных рабочих, особенно тех, для кого английский не является родным языком.Этим рабочим придется полагаться на свой часто ограниченный английский, чтобы надлежащим образом соблюдать процедуры технической безопасности при разбавлении концентрата MEMC.
Риск воздействия ртути возрастает, когда механические сеялки выходят из строя, и сельскохозяйственные рабочие вынуждены сажать сеялки вручную. Кроме того, механический посев иногда требует ручного вмешательства для завершения посадки, когда сельскохозяйственных рабочих отправляют для посадки растений вручную (Kealley, 2015).Сообщается, что в северных регионах Австралии, где климат обычно жаркий и влажный, рабочие время от времени снимают защитную одежду из-за чрезмерного потоотделения. Прямое воздействие может происходить, если вы вытираете рот или лицо рукой (Kealley, 2015).
Еще одно возможное воздействие небезопасных уровней происходит при несоблюдении инструкций по разбавлению продукта. Фермеры, как известно, «добавляют немного больше на всякий случай» при разбавлении Shirtan ® , в результате чего разбавленные лечебные растворы содержат более высокую концентрацию ртутьорганического вещества, чем указано в инструкции (Kealley, 2015).
Понятно, что перечисленные риски нельзя обобщать. Большинство фермеров осведомлены о токсичности ртути и заботятся о здоровье своих рабочих. Однако, поскольку ртуть в низких концентрациях токсична, любые ошибки могут нанести вред здоровью фермеров. Правительству следует внимательно следить за отраслевой практикой и симптомами длительного воздействия ртути. В Департамент здравоохранения штата в QLD, SafeWork NSW и WorkCover QLD обратились с просьбой предоставить информацию об измерениях ртути у фермеров, но эти три агентства не знают о каких-либо текущих измерениях.Это, пожалуй, самая срочная информация, необходимая в отношении рисков для безопасности и здоровья, связанных с использованием MEMC в Австралии. Чтобы рассмотреть этот риск в перспективе, концентрация MEMC в Shirtan ® составляет 120 г / л, в то время как RfD в США для хронического перорального воздействия метилртути составляет 0,1 мкг ртути на кг веса тела в день. Любая ошибка, допущенная при использовании Shirtan ® , может означать значительное воздействие ртутьорганических соединений.
Ошибочные диагнозы отравления ртутью широко освещались в литературе.В Гватемале случаи отравления ртутью в период вегетации пшеницы 1963, 1964 и 1965 годов первоначально считались вирусным энцефалитом (Bakir et al., 1980). Отравление ртутью было диагностировано только после того, как 20 человек умерли от употребления семян, обработанных органической ртутью (Bakir et al., 1973).
В случае MEMC в Австралии отравление ртутью вряд ли будет очень токсичным. Вероятные симптомы связаны с легким отравлением ртутью, например, утомляемость и медлительность умственного развития, и вряд ли побудят сельскохозяйственных рабочих обратиться к врачу.При обращении за медицинской помощью практикующий врач, скорее всего, укажет на более частые причины, если только не упоминалась возможность отравления ртутью.
Еще более вероятно, что трудность диагностики возникнет у странствующих фермеров, которые часто переходят между сезонными сельскохозяйственными работами или на другую работу до конца года (Kealley, 2015). В большинстве случаев у этих работников нет постоянного или постоянного практикующего врача, а также может отсутствовать история болезни.Эти работники, особенно с ограниченным образованием и языковыми барьерами, могут даже не осознавать, что они подверглись воздействию ртути на рабочем месте (или не осознают риски, связанные с воздействием ртути), и вряд ли дадут медицинскому работнику какие-либо подсказки о возможном воздействии ртути. отравление ртутью.
Помимо трудности диагностики, существует скрытый период в несколько недель или месяцев между воздействием ртутьорганического вещества и развитием симптомов отравления.Сообщалось, что этот латентный период был изучен и доказал, что он усугубил проблему воздействия на здоровье ртути (Bakir et al., 1973; Al-Damluji, 1976; Al-Tikriti and Al-Mufti, 1976). Во время инцидентов с отравлением в Ираке пациенты признались, что их предостерегали от употребления пшеницы в пищу, потому что она была обработана вредным веществом (Джалили и Аббаси, 1961). Некоторые из них промыли его, чтобы избавиться от яда, и когда они заметили, что с цыплятами, потреблявшими его в течение нескольких дней, ничего не случилось, они начали есть его, иногда смешанный с большим количеством необработанной пшеницы или кукурузы (Al-Damluji, 1976 ).Некоторые люди, которые ели обработанную пшеницу, оставались здоровыми в течение нескольких дней или недель, подавая плохой пример другим, которые, не колеблясь, потребляли хлеб, приготовленный из обработанной ртутью пшеницы.
В Австралии этот латентный период между приемом дозы и появлением симптомов может дать фермерам ложное чувство безопасности. Это особенно характерно для районов, где фермеры нанимают странствующих рабочих в месяцы посадки и сбора урожая тростника.К моменту появления симптомов работник не обязательно будет помнить, что когда он работал с MEMC, он подвергался воздействию ртути (особенно с учетом потенциальных проблем с памятью и когнитивной функцией, если они являются симптоматическими).
Учитывая токсичность MEMC и тесный контакт с фермерами, наиболее разумным решением было бы для правительства инициировать программу мониторинга здоровья фермеров, использующих MEMC.В Австралии, хотя фермеры получают существенную практическую информацию и инструменты управления от правительственных и неправительственных агентств, предназначенные для помощи производителям в сельскохозяйственных отраслях (Rural Industries Research and Development Corporation, 2007), ртуть до сих пор официально не считалась опасностью для здоровья фермеров в Австралии. (Fragar et al., 2001), и не существует программы биомониторинга для измерения концентраций ртути в волосах сельскохозяйственных рабочих в то время, когда они используют MEMC.Это приводит к проблеме бесконечного цикла: если использование MEMC не считается риском для здоровья фермеров, ни один работник фермы не будет подвергаться биомониторингу, а если работник фермы не подвергается биомониторингу, использование MEMC никогда не будет считаться риском для здоровья фермы. рабочие.
Как показано выше, экологическая судьба MEMC недостаточно хорошо задокументирована в литературе, а экологические последствия и воздействие MEMC на человека в Австралии практически неизвестны.Несмотря на высокую токсичность ртутных пестицидов, о которых уже широко сообщалось в научной литературе (Bakir et al., 1980; Clarkson, 2002; Bigham et al., 2005; Clarkson and Magos, 2006; Bernhoft, 2012), в Австралии все еще отсутствует полное понимание судьбы ртути, высвобождающейся в результате использования MEMC в сахарном тростнике, включая риски, которые она может представлять для водных организмов, людей, потребляющих их, и сельскохозяйственных рабочих, применяющих пестициды.
Хотя можно было бы ожидать, что химический обзор жидкого фунгицида Shirtan ® предоставит информацию об экологическом и человеческом воздействии этого продукта, APVMA не может найти этот отчет.Кроме того, информация о количестве MEMC, используемого в сельском хозяйстве в год, недоступна для общественности. Попытка получить доступ к этой информации через Закон о свободе информации 1982 года была отклонена APVMA на том основании, что они «освобождены от ответственности в соответствии с разделом 45 [документы, содержащие материалы, полученные конфиденциально] Закона о свободе информации» и «отказано в доступе к документам в соответствии с разделом 24A (1) (b) (ii) [Документ утерян или не существует] Закона о свободе информации ».
Несмотря на то, что доступны сопоставимые альтернативные продукты (обсуждаются ниже), ртутьсодержащий пестицид имеет существенное проникновение на рынок: обрабатывается примерно 80% новых насаждений, что составляет в среднем 44000 литров продукта в год (Департамент окружающей среды и энергетики , 2016).Этот выброс ртути в результате применения MEMC на плантациях сахарного тростника на основе прогнозируемых оценок вреда для здоровья человека на килограмм ртути, по оценкам, обходится Австралии примерно в 25,8 млн долларов США в год (Marsden Jacob Associates, 2015).
На рисунке 4 представлен цикл MEMC на плантациях сахарного тростника в Австралии. Коричневым цветом выделена известная в настоящее время информация (обсуждаемая выше), а серым — пробелы в знаниях, которые требуют немедленной оценки для понимания воздействия на окружающую среду и здоровье 5280 кг ртути, ежегодно выбрасываемых на плантациях сахарного тростника в Австралии.
Наиболее изученным элементом окружающей среды является почва, в то время как биоаккумуляция и биомагнификация плохо изучены и являются ключевым пробелом, который необходимо устранить, чтобы понять воздействие ртути на дикую природу и людей. Также существует острая необходимость в исследованиях судьбы различных форм ртути, которые циркулируют в окружающей среде. Не менее важно прояснить вклад ртути в результате кустарной добычи золота, которая может вносить ртуть в речные системы помимо пестицидов сахарного тростника.На вопрос о том, как 60 лет использования MEMC в Австралии повлияло на окружающую среду и здоровье человека, невозможно ответить из-за отсутствия знаний и оценки рисков для этого продукта. Тем не менее, его можно использовать в качестве примера неудачного управленческого решения, которое подвергло Австралию значительному долгосрочному риску, последствия которого еще предстоит понять.
Есть две причины, которые могут объяснить, почему MEMC продолжает использоваться в Австралии, несмотря на то, что он был запрещен множеством других регулирующих органов.Во-первых, это популярность MEMC как фунгицида, основанная на убеждении, что он стимулирует быстрое прорастание стеблей тростника в дополнение к борьбе с ананасовой болезнью (Kealley, 2015; Marsden Jacob Associates, 2015). Во-вторых, это ненаучное утверждение, что использование MEMC в сахарном тростнике в Австралии представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды (Kealley, 2015; Canegrowers, 2017). Возможная причина — финансовое бремя, которое поэтапный отказ от MEMC ляжет на несколько, но влиятельных австралийских отраслей и компаний.Страны, гораздо менее богатые, чем Австралия, преодолели гораздо более серьезные экономические препятствия на пути отказа от ртутных пестицидов.
Первое предположение о том, что MEMC стимулирует более быстрое прорастание ростков тростника, не было научно подтверждено. Теория, вероятно, является традиционным мнением поколений пользователей MEMC и институциональным побочным продуктом культуры, а не фактом (Marsden Jacob Associates, 2015). Болезнь ананаса, вредитель, который MEMC контролирует в Австралии, представляет собой болезнь, угрожающую сахарному тростнику во всем мире.Альтернативы, не содержащие ртути, уже были протестированы за границей и в Австралии, что свидетельствует о том, что эти альтернативные продукты столь же эффективны или лучше, чем MEMC (Bhuiyan et al., 2014; Apet et al., 2015). Исследователи из других стран, таких как Бразилия и Индия, в течение многих лет справлялись с этой болезнью без использования ртути (Apet et al., 2015).
Уже существуют альтернативы MEMC, зарегистрированные в Австралии APVMA для лечения ананасовой болезни, некоторые из которых дешевле (Marsden Jacob Associates, 2015).Однако некоторые фермеры заявляют, что эти более дешевые варианты могут поставить под угрозу прорастание сеток, требующих больших затрат на пересадку (Marsden Jacob Associates, 2015). Нуфарм утверждает, что, если ртутный пестицид не будет использоваться, риск для сельскохозяйственных культур может увеличиться на 30% (Marsden Jacob Associates, 2015), что составляет 3150 гектаров в год. Если посевы повреждены, наиболее вероятным ответом будет повторная посадка урожая по цене от 1000 до 1500 австралийских долларов за гектар. Если предположить, что эта оценка верна, потенциальные убытки от неиспользования MEMC могут составить 3 937 500 австралийских долларов в год (Marsden Jacob Associates, 2015).
Возможные негативные последствия для прорастания, вызванные использованием фунгицидов, не содержащих ртути, не ограничиваются Австралией. Исследования показали ограничение всхожести из-за использования определенных фунгицидов, особенно для культур сои (Mertz et al., 2009; Zhang et al., 2010). В Бразилии фермеры преодолевают эту проблему, смешивая химические группы фунгицидов для борьбы с ананасовой болезнью с более низкой дозой фунгицидов группы G1 (Russell, 2009).Бразильские фермеры также смешивают биостимуляторы, содержащие регуляторы роста растений, с фунгицидами, чтобы обеспечить прорастание растений сахарного тростника (W. L. Gavassoni, личное сообщение).
В Австралии коммерчески доступны альтернативные фунгициды, которые считаются эффективными против ананасовой болезни, включая пропиконазол, триадименол и флутриафол (Marsden Jacob Associates, 2015; APVMA, 2020b). Предыдущий анализ показал, что фунгициды на основе пропиконазола стоят примерно вдвое дешевле, чем ртутьсодержащие пестициды, и эти относительные затраты были подтверждены в ходе обсуждений с представителями отрасли (Marsden Jacob Associates, 2015).
Настоящая проблема, которую можно принять во внимание, заключается в том, что у грибов может развиться толерантность к продукту, а альтернативные пестициды со временем могут стать менее эффективными. Эта проблема была решена путем реализации планов управления устойчивостью к пестицидам, гарантирующих, что продукты используются надлежащим образом для управления устойчивостью без ущерба для борьбы с болезнями (Anderson et al., 2019). С этой целью уроки, извлеченные другими странами, которые являются важными производителями сахарного тростника и в которых много лет назад были запрещены ртутные пестициды, могут помочь фермерам в Австралии перейти на варианты, не содержащие ртуть.
Аргумент, что «MEMC представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды» (Canegrowers, 2017), не основан на каких-либо доказательствах и противоречит имеющимся в настоящее время данным (Al-Damluji, 1976; Lindqvist et al., 1991; Turull et al. ., 2018). MEMC является токсичным фунгицидом, и недостаточно исследований его воздействия на окружающую среду Австралии (обсуждаемых выше), чтобы предоставить доказательства защиты окружающей среды.
Важный момент в истории использования ртути в качестве пестицида в Австралии остается неясным в этом обзоре. В 1995 году APVMA отменило регистрацию и соответствующие утверждения этикеток для сельскохозяйственных продуктов, содержащих ртуть, за одним исключением — жидким фунгицидом Shirtan ® и только в том случае, если концентрация ртути в почве не превышает фоновые уровни (Turull et al., 2018 ). Вопросы, которые должны были быть рассмотрены, но остались без ответа: (1) Почему только Ширтан остался зарегистрированным в Австралии? и (2) почему с 1990-х годов была собрана научная информация, демонстрирующая 3-кратное увеличение содержания ртути в почвах сахарного тростника (Rayment et al., 1997; Раймент и др., 1998; Раймент и др., 2002; Turull et al., 2018), недостаточно для того, чтобы APVMA поэтапно отказалась от использования Shirtan ® ?
Есть несколько других неизвестных факторов, которые австралийское правительство не приняло мер для поэтапного отказа от MEMC. Они могут включать в себя ряд факторов, таких как существующие запасы Shirtan ® , затраты, культурные и межпоколенческие убеждения, среди прочего. Хотя точное объяснение неясно, мы надеемся, что риск, на который пошло правительство Австралии, продолжая использовать MEMC, будет заменен осведомленностью об окружающей среде и здоровье.
Исторически сложилось так, что фунгицид ртути был прорывным открытием, способствовавшим повышению продуктивности сельского хозяйства во многих странах мира. Этот ранний успех, возможно, способствовал тенденции игнорировать его токсичность. Несколько случаев отравления ртутью было зарегистрировано в середине 20-го века, но мало что изменилось до 1970-х годов, когда в Ираке произошел крупный инцидент с отравлением ртутью.После этих инцидентов диагностика и лечение отравлений ртутью заметно улучшились, и во всем мире были приняты меры и правила для контроля за загрязнением ртутью. С тех пор ртутные пестициды были классифицированы как особо опасных пестицидов как ВОЗ, так и ФАО Организации Объединенных Наций, а Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде наблюдает за международным соглашением, Минаматской конвенцией по ртути, по контролю за загрязнением ртутью и ее воздействием на человека.
Исследования судьбы MEMC, применяемого в сахарном тростнике в Австралии, отсутствуют, но немногочисленные доступные исследования показали трехкратное увеличение концентрации ртути в почве и концентрации ртути в пресной воде, превышающей нормы.Эти результаты противоречат предыдущим утверждениям о том, что MEMC представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды. Обширные исследования показали неопровержимые доказательства того, что ртуть, даже в небольших количествах, токсична. Есть все основания полагать, что использование MEMC в Австралии поставило здоровье австралийских диких животных и людей под угрозу долгосрочного вреда. Ратификация Минаматской конвенции о ртути станет значительным шагом вперед в деле запрещения ртутных пестицидов и контроля за загрязнением ртутью как внутри страны, так и за рубежом.
Когда токсичные химические вещества отказываются умирать — Исследование длительного использования ртутных пестицидов в Австралии | Elementa: Наука антропоцена
Известно, что ртуть, даже в низких концентрациях, вызывает серьезные неблагоприятные последствия для здоровья человека. В начале 1900-х годов ртуть стала популярным фунгицидным ингредиентом, что привело к многочисленным инцидентам с отравлениями, которые вынудили большую часть мира принять меры по прекращению использования ртути в сельском хозяйстве.Эти инциденты стимулировали развитие науки о ртути и внедрение международной политики и правил по контролю за загрязнением ртутью во всем мире. Несмотря на эти международные разработки, Австралия продолжала использовать метоксиэтилхлорид ртути в качестве фунгицида для обработки сахарного тростника против грибка Ceratocystis paradoxa (ананасовая болезнь). По запросу производителя и под давлением австралийских исследователей и Минаматской конвенции о ртути власти Австралии объявили о запрете ртутьсодержащих пестицидов в мае 2020 года.Уникальное нежелание Австралии действовать по контролю за этим опасным загрязнителем делает ее интересным примером бездействия политики, противоречащего глобальным политическим тенденциям и принятию решений, основанных на фактах. Таким образом, он может дать представление о проблемах достижения многостороннего соглашения по сложным экологическим вопросам, таким как глобальное потепление. В этом обзоре я обсуждаю научные разработки и политические решения, связанные с судьбой ртути и воздействием ртути, используемой в пестицидах, на дикую природу и людей в Австралии.Историческое использование ртутных пестицидов и случаи отравления во всем мире описаны, чтобы контекстуализировать отсроченные действия Австралии по запрещению и контролю этого химического продукта по сравнению с другими странами. Правила использования ртути в Австралии, которая не ратифицировала Минаматскую конвенцию по ртути, сравнивают с правилами основных стран-производителей сахарного тростника и пестицидов (Бразилия, Китай, Япония, Индия, Таиланд и США), которые ратифицировали Конвенцию и заменили ее. ртутные пестициды с альтернативными продуктами.Я обсуждаю, каким образом нормативные акты по ртути могут защитить окружающую среду, снизить воздействие ртути на человека и обеспечить соблюдение запрета на ртутные продукты. Ратификация Минаматской конвенции предоставит Австралии равные возможности со своими международными партнерами в глобальных усилиях по борьбе с глобальным загрязнением ртутью.
Ртуть — химический элемент, известный на протяжении тысячелетий благодаря тому, что на протяжении всей истории он использовался неоднократно. Археологи показали, что киноварь, обычная руда ртути, добывалась для производства ртути более 8000 лет назад в Турции (Brooks, 2012).На протяжении всей истории ртуть широко использовалась в медицинских и промышленных целях. В древнем Китае, например, считалось, что ртуть продлевает жизнь, лечит переломы и поддерживает хорошее здоровье. Китайцы использовали сульфид ртути (II) около 3000 лет назад для получения красного пигмента (Langford and Ferner, 1999). В Древней Греции ртуть использовалась в мазях и в косметических целях (Pawłowski, 2011). Популярность ртути как предпочтительного средства для лечения сифилиса и проказы в протестантской Европе возросла между 17 и 19 веками (Rasmussen et al., 2008; Wong, 2016), хотя его токсичность стала хорошо известна благодаря этим видам использования (Langford and Ferner, 1999).
Недавнее применение ртути заключалось в ее эффективности в контроле роста микроорганизмов, что привело к тому, что ртуть стала популярным фунгицидом в 1900-х годах (Booer, 1951; Kimura and Miller, 1964; Saha and McKinlay, 1973). Его популярность привела к нескольким непредвиденным случаям отравления, которые поставили под сомнение его жизнеспособность для дальнейшего использования.В настоящее время хорошо известно, что ртуть является высокотоксичным металлом, биологическая функция которого у позвоночных неизвестна (Crane et al., 2010). Регулирующие органы признали и сократили выбросы во всем мире, и была принята международная Минаматская конвенция по ртути для управления выбросами ртути и ограничения загрязнения во всем мире. В отличие от прогресса в знаниях о токсичности ртути и с некоторыми странами, которые заменили большинство ртутных продуктов альтернативами, метоксиэтилхлорид ртути (MEMC) по-прежнему используется в качестве фунгицида на плантациях сахарного тростника в Австралии.Регистрация продукта была добровольно отменена в мае 2020 года во время обзора этой статьи, что означает, что продукт больше не может производиться в Австралии, но существующие запасы могут быть проданы и использованы фермерам сахарного тростника в течение следующего года, пока он не будет полностью запрещен. (Австралийское управление по пестицидам и ветеринарным лекарствам [APVMA], 2020a; Schneider et al., 2020).
Предметом настоящего обзора является (1) изучение исторического использования соединений ртути в качестве пестицидов в сельском хозяйстве во всем мире, (2) оценка инцидентов, связанных с окружающей средой и здоровьем, которые привели к достижениям в науке и реформе регулирования, (3) обзор текущие знания и пробелы в загрязнении ртутью в результате использования пестицидов на плантациях сахарного тростника в Австралии, и (4) дать представление о том, почему этот токсичный элемент все еще недавно был зарегистрирован в Австралии для использования в качестве фунгицида при выращивании сахарного тростника.Обсуждается предшествующее использование ртутных пестицидов в основных сельскохозяйственных странах (Бразилия, Китай, Индия, Таиланд и США), чтобы обеспечить соответствующий контекст для принятого Австралией решения о сохранении использования ртутных пестицидов до 2020 года. Этот обзор завершается подготовкой обсуждение важной роли Минаматской конвенции в прекращении использования ртутных пестицидов во всем мире и последующей важности ратификации этой Конвенции Австралией. В качестве примера бездействия глобальной политики перед лицом сильного научного и политического давления, продолжающееся использование ртути в Австралии является примером политического бездействия других правительств, столкнувшихся с серьезными экологическими проблемами, такими как глобальное потепление.
Ртуть успешно используется в сельском хозяйстве для защиты семян и растений от грибковых заболеваний благодаря ее эффективности в уничтожении спор, уменьшении роста и биомассы грибов, а также в предотвращении развития покоящегося мицелия, вегетативной части гриба (Gadd, 1993; Papagianni , 2004; Crane et al., 2010). Ртутьорганические соединения, по сравнению с другими формами ртути, обладают выраженной фунгицидной активностью и обычно использовались для протравливания семян из-за их широкого спектра действия и очень низких доз внесения (Booer, 1951; Saha and McKinlay, 1973; Kramer, 1983).
Свойство ртути как фунгицида было замечательным открытием и проложило путь к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур для поддержки растущего населения мира (Booer, 1951; Smart, 1968). Соединения ртути были впервые широко использованы в качестве фунгицида в 1914 году и применялись в качестве протравы для семян для борьбы с болезнями, передаваемыми через семена, зерновых в Германии (Smart, 1968). Успулун, хлорфенолртутное соединение, производимое в виде жидкой повязки, стало коммерчески доступным в 1915 году компанией Bayer AG (немецкая транснациональная фармацевтическая и медико-биологическая компания; Smart, 1968).Поскольку использование Успулуна оказалось очень эффективным против патогенов растений, его использование быстро стало популярным (Теппер, 2010).
Использование и популярность пестицидов ртути во всем мире достигла пика в 1960-х годах (Fimreite, 1970; Huisingh, 1974; Murphy and Aucott, 1999; Horowitz et al., 2014). В Канаде использование ртути для обработки семян достигло пика в 1964 году, когда для этой цели было израсходовано примерно 16 000 кг ртути, что соответствует примерно 20% от той, что используется в хлорщелочной промышленности (Fimreite, 1970).В 1967 году почти 70% всех семян зерновых в Канаде было обработано соединениями ртути, что эквивалентно 13 миллионам засеянных акров (Fimreite, 1970), и наиболее часто используемые ртутные средства для протравливания семян в Канаде содержали алкилртуть (например, метилртуть). дициандиамид [MMD]; Fimreite, 1970). В Соединенных Штатах пик использования ртути в сельскохозяйственных целях пришелся на 1956 год (рис. 1), что соответствует 9,2% от общего объема ртути, потребляемой коммерчески в Соединенных Штатах за этот год (Murphy and Aucott, 1999).
Рисунок 1.
Рисунок 1.
Сельское хозяйство не было основным потребителем ртути по сравнению с другими коммерческими применениями, такими как хлорщелочная промышленность (Murphy and Aucott, 1999). Важно учитывать, что его применение в качестве пестицида, обычно в его органической форме, высвобождает это химическое вещество непосредственно в окружающую среду при нанесении его на сельскохозяйственные культуры или почву (Murphy and Aucott, 1999).Органическая форма ртути более токсична, чем неорганическая, поскольку ее абсорбция в организме более эффективна (Bernhoft, 2012). Даже относительно небольшие количества ртутных пестицидов могут нанести более значительный ущерб окружающей среде, чем другие основные виды коммерческого использования ртути (Horowitz et al., 2014).
Наряду с успехом в увеличении сельскохозяйственного производства широкое использование ртути в сельском хозяйстве дорого обошлось экосистемам и здоровью человека.Эти системные воздействия на здоровье из-за их серьезности стимулировали глобальные научные усилия по продвижению практических знаний о токсичности ртути для людей, диких животных и пищевых сетей (Bakir et al., 1973; Derban, 1974; Dieterich et al., 1980). Несколько случаев отравления ртутью явились результатом ее использования в фунгицидах (Elhassani, 1982). Первые крупные вспышки были зарегистрированы в Ираке между 1956 и 1960 годами, при этом инцидент 1956 года привел к примерно 200 отравлениям и 70 смертельным исходам; инцидент 1960 года привел к 1000 отравлений и 200 смертельным исходам (Джалили и Аббаси, 1961).В обоих случаях были задействованы пестициды, содержащие соединения этилртути. В 1961 году в Пакистане произошла дополнительная вспышка отравления ртутью из-за потребления человеком зерна пшеницы, обработанного фенил ацетатом ртути и хлоридом этилртути. Сообщается, что около 100 человек пострадали и по меньшей мере четыре человека погибли (Haq, 1963). Считается, что из-за дефицита пшеницы в то время семена пшеницы, обработанные ртутью, покупались для потребления человеком, а не для использования по назначению.
Несмотря на эти более ранние инциденты с отравлением ртутью, фунгицид ртути продолжал оставаться стандартом для обработки семян, что приводило к последующим эпизодам отравления ртутью.В 1965 году в результате обработки семян пшеницы фунгицидом MMD в Гватемале было отравлено 45 человек, из которых 20 умерли (Министерство здравоохранения, образования и социального обеспечения США, 1966). В 1967 году в Гане было зарегистрировано 144 случая отравления человека ртутью, в том числе 20 смертельных случаев. По незнанию пациенты ели кукурузу, заправленную хлористым этилртути, предназначенную для посева (Дербан, 1974).
Самый крупный и самый катастрофический из когда-либо зарегистрированных случаев отравления ртутью в результате сельскохозяйственного использования произошел в Ираке в 1972 году, когда зерно, обработанное фунгицидом на основе алкилртути, было импортировано в Ирак из Мексики и США (Bakir et al., 1973). Зерно предназначалось для использования в качестве посевного материала, а не для употребления в пищу. Однако из-за проблем, связанных с маркировкой на иностранном языке и поздним распространением в рамках цикла выращивания (т. Е. Оно прибыло после посевной), ядовитые зерна вместо этого употреблялись в пищу жителями Ирака в сельских районах (Al-Damluji, 1976; Аль-Тикрити и Аль-Муфти, 1976). Более 500 человек умерли и более 6000 были госпитализированы из-за проглатывания хлеба, приготовленного из семенного зерна, обработанного фунгицидом, содержащим алкилртуть (Broussard et al., 2002).
Связь между ртутью и потреблением человека не была изолирована только от потребления испорченных семян в сельском хозяйстве. Возможная опасная природа остатков ртути в пищевых продуктах была подчеркнута крупным инцидентом с отравлением ртутью в городе Минамата, Япония (Harada, 1995). В 1956 году ртутьорганическое соединение было выброшено как часть промышленных сточных вод в заливе Минамата и море Ширануи, что привело к биоаккумуляции и биомагнификации ртути в водных организмах и, в конечном итоге, в людях, потребляющих их (Harada, 1995).Этот инцидент является крупнейшей катастрофой в области отравления ртутью в истории, в результате которой погибло 2265 человек (из которых 1784 человека погибли; Министерство окружающей среды Японии, 2020 г.). Симптомы, связанные с отравлением ртутью, стали известны как болезнь Минамата. К ним относятся атаксия, онемение рук и ног, общая мышечная слабость, сужение поля зрения и нарушение слуха и речи (Harada, 1995). В крайних случаях безумие, паралич, кома и смерть наступают в течение нескольких недель после появления симптомов.Врожденная форма заболевания также может поражать плод (Harada, 1995).
Исследования, проведенные после вышеупомянутых трагедий, улучшили наше понимание неблагоприятного воздействия ртути на здоровье человека. Клинические проявления и симптомы отравления ртутью стали более ясными и легче диагностировать у людей (Tsubaki and Irukayama, 1977; Clarkson and Magos, 2006; Eto et al., 2010). В 1985 году США установили острую референтную дозу (ОРД) для органической ртути.S. Агентство по охране окружающей среды (USEPA). ARfD определяется как оценка вещества в пище или питьевой воде, выраженная на основе массы тела, которая может быть проглочена в течение короткого периода времени, обычно во время одного приема пищи или одного дня, без заметного риска для здоровья потребителя на основе всех факторов. известные факты на момент оценки (Solecki et al., 2005). Первоначальная ARfD 0,3 мкг / кг / день, определенная в 1985 году, была основана на инциденте с отравлением ртутью в Ираке и болезни Минамата (Национальный исследовательский совет, 2000).В 1995 году исходная ARfD была снижена до 0,1 мкг / кг / день и сохранена после детальной переоценки в 2002 году (USEPA, 2002).
Инцидент в Ираке 1972 года также стимулировал создание Рекомендуемой классификации пестицидов по степени опасности, установленной Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ, 2010), впервые опубликованной в 1975 году. Пестициды, содержащие ртуть, были классифицированы как «особо опасные пестициды» как ВОЗ, так и Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО).И ФАО (2020 г.), и ВОЗ (2020 г.) относятся к угрозам ртути для здоровья и окружающей среды и рекомендуют, чтобы поэтапный отказ от ртутных пестицидов стал международным приоритетом.
Ртутьсодержащие фунгициды были запрещены в большинстве стран в 1970-х и 1980-х годах (Broussard et al., 2002) в результате случаев отравления ртутью, описанных выше. Большинство стран больше не разрешают производство или продажу этих пестицидов для защиты растений из-за их токсичности (UTZ, 2015; ВОЗ, 2019).Страны, которые официально не запретили его использование, либо отменили регистрацию, либо прекратили их использование, а Австралия — только недавно, в 2020 году (APVMA, 2020b).
Поэтапный отказ от ртутных пестицидов происходил одновременно как в богатых, так и в странах с низким уровнем доходов (Таблица 1). В Швеции запрет на дальнейшее использование ртутьорганических соединений был введен в 1965 году после того, как популяции питающихся семенами и хищных птиц начали резко сокращаться из-за поглощения ртути через потребление семян, обработанных ртутью (Huisingh, 1974).В 1966 году Япония заменила ртутные пестициды не содержащими ртуть вариантами в соответствии с инструкцией Министерства сельского и лесного хозяйства. К 1973 году все коммерческие регистрации ртутиорганической продукции истекли (Ota, 2013). В Соединенных Штатах с 1960-х годов регистрация нескольких соединений ртути была отменена. Последний ртутный пестицид был отменен в ноябре 1993 года, когда производитель добровольно отменил регистрацию своего продукта, который использовался для борьбы с розовой и серой снежной плесенью (Таблица 1; Bingham, 1992).
Таблица 1.Список основных стран-производителей сельскохозяйственной продукции и / или пестицидов и меры, принятые для поэтапного отказа от использования ртутных пестицидов. Присоединение, принятие или ратификация имеют такую же юридическую силу, если стороны соблюдают юридические обязательства по международному праву. Подпись не несет юридических обязательств и не обязательно предрешает ратификацию. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.t1
| Страна . | Использование пестицидов ртути . | Минаматская конвенция . |
|---|---|---|
| Япония | Запрещено в 1973 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Бразилия | Запрещено в 1985 г. | Ратифицировано в 2017 г. |
| США | Запрещено в 1993 г. | Принято в 2013 г. a |
| Таиланд | Запрещено в 2005 г. | Присоединение в 2017 г. a |
| Китай | Запрещено в 2010 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Индия | Запрещено в 2018 г. | Ратифицировано в 2018 г. |
| Австралия | Запрещено в 2020 году b | Подписано, но не ратифицировано |
| Страна . | Использование пестицидов ртути . | Минаматская конвенция . |
|---|---|---|
| Япония | Запрещено в 1973 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Бразилия | Запрещено в 1985 г. | Ратифицировано в 2017 г. |
| США | Запрещено в 1993 г. | Принято в 2013 г. a |
| Таиланд | Запрещено в 2005 г. | Присоединение в 2017 г. a |
| Китай | Запрещено в 2010 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Индия | Запрещено в 2018 г. | Ратифицировано в 2018 г. |
| Австралия | Запрещено в 2020 г. b | Подписано, но не ратифицировано |
Бразилия запретила все пестициды, содержащие соединения алкилртути в 1975 году (Таблица 1; Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento [MAPA], 2020).Неорганические соединения ртути были запрещены для использования в пестицидах в начале 1980-х годов (MAPA, 2020). В Таиланде Министерство промышленности выпустило список уведомлений, запрещающий использование опасных веществ в 2005 году, включая ртуть (Таблица 1; Министерство промышленности Таиланда, 2013). Китай ввел запрет на использование ртутных пестицидов в 2010 году (Министерство сельского хозяйства и сельских дел Китайской Народной Республики, 2020). Индия запретила ртутные пестициды значительно позже, чем большинство стран, в 2018 году (таблица 1; Министерство сельского хозяйства и благосостояния фермеров, 2019), что, скорее всего, было стимулировано ратификацией ими Минаматской конвенции.
Хотя инциденты с отравлением ртутью во всем мире вызвали чрезвычайную опасность для окружающей среды и здоровья человека, Австралия в одиночку поддержала использование ртутных пестицидов для борьбы с грибковыми заболеваниями на плантациях сахарного тростника до 2020 года (Evers et al., 2017; APVMA, 2020b) . Хотя Австралия перешла к поэтапному отказу от большинства ртутьсодержащих соединений, решение предоставить исключение для одного продукта, SHITCHAN Liquid Fungicide ® , означает, что ртуть по-прежнему используется в австралийской промышленности сахарного тростника.В июле 1992 года Австралийский совет по сельскохозяйственным и ветеринарным химическим веществам рекомендовал отменить разрешения на использование ртутных фунгицидов из-за экологических проблем (APVMA, 2014). Основная проблема заключается в долговременной стойкости ртути, что может привести к ее накоплению до неприемлемых концентраций в почвах, особенно там, где производятся интенсивные и многократные применения (APVMA, 2014). После этого обзора в 1995 году APVMA (2014; ранее Национальное агентство по регистрации сельскохозяйственных и ветеринарных химикатов) отменило регистрацию и соответствующие утверждения этикеток для сельскохозяйственных продуктов, содержащих ртуть, за исключением жидкого фунгицида Ширтан ® .
Это исключение поставило позицию Австралии в отношении ртути в отличие от позиции многих стран, включая ее традиционных международных партнеров (например, Японию, США, Канаду и Новую Зеландию). Несмотря на наличие более серьезных экономических ограничений, страны с низким и средним уровнем дохода, не являющиеся партнерами (например, Бразилия, Китай, Индия и Таиланд), оказались гораздо более эффективными в регулировании и запрещении ртутных продуктов (Таблица 1).Страны с низким и средним уровнем доходов часто менее способны, чем богатые страны, перейти на новые технологии из-за ряда ограничений, таких как бюджетные ограничения, нехватка персонала, экономика агрохимической промышленности, сложные законы и нормативные требования правительства (Garcia et al. , 2005; Pelaez et al., 2013; Snyder, Ni, 2017; Donley, 2019). В этих странах риски, связанные с ртутью для здоровья человека и окружающей среды, считались настолько значительными, что удалось преодолеть социально-экономические барьеры. Поэтому в Австралии социально-экономические факторы в национальном масштабе не могут объяснить сохранение использования ртутных пестицидов, оставляя другие факторы в качестве возможных объяснений.
На основании существенных доказательств глобального негативного воздействия ртути и ее соединений в 2013 г. была принята Минаматская конвенция о ртути, международный договор по контролю за загрязнением ртутью (Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде [ЮНЕП], 2020 г.). Названная в честь инцидента с отравлением ртутью в заливе Минамата в Японии (Harada, 1995; Tsuda et al., 2009), эта конвенция установила дальнейшие международные действия по снижению рисков для здоровья человека и окружающей среды от выброса ртути и ее соединений в организм человека. окружающая среда (ЮНЕП, 2020).Конвенция требует, чтобы ее стороны (рис. 2) приняли цели по сокращению выбросов и выбросов ртути.
Рисунок 2.
Рисунок 2.
Минаматская конвенция играет ключевую роль в прекращении использования ртутных продуктов, включая пестициды, поскольку она налагает полный запрет на этот продукт для всех сторон в равной степени, независимо от их экономического статуса.Пестициды подпадают под действие статьи 4 Конвенции, которая требует, чтобы производство, импорт или экспорт пестицидов были прекращены к 2020 году (ЮНЕП, 2020). Это побудило страны запретить использование ртутных пестицидов, например Индию, которая ввела запреты в 2018 году, когда страна ратифицировала Конвенцию (MGFW, 2019). Кроме того, в соответствии со статьей 21 стороны должны сообщить о мерах, принятых для поэтапного отказа от ртутных пестицидов, в двухгодичном отчете четвертой Конференции Сторон в 2021 году.
Минаматская конвенция также помогает избежать отступления от запретов или обязательств по поэтапному отказу от ртутных продуктов. Его эффективность очевидна на примере нынешней президентской администрации в Бразилии (во главе с Жаиром Болсонару, избранным в 2019 г.), которая отменила меры безопасности в отношении пестицидов, установленные при предыдущих администрациях (Abessa et al., 2019). Тем не менее, ртутные пестициды не могут быть законно повторно введены в Бразилии, поскольку правительство связано положениями Минаматской конвенции.Хотя страны также могут выйти из Конвенции, установленные глобальные нормы затрудняют для стран возможность отмены нормативных требований или даже внесения изменений в законодательство.
Минаматская конвенция имеет третичный эффект, ограничивающий возможность государства, не являющегося Стороной, производить ртутные продукты. Страны, которые полагаются на международную торговлю ртутью для удовлетворения внутренних потребностей, смогут импортировать ртуть только из нескольких стран, не ратифицировавших Конвенцию (ЮНЕП, 2020).Даже если страна не ратифицировала конвенцию и продолжит производство ртутных продуктов, запрещенных Минаматской конвенцией, их производство и распространение будут ограничены.
Роттердамская конвенция ЮНЕП о процедуре предварительного обоснованного согласия в отношении некоторых опасных химических веществ и пестицидов в международной торговле, вступившая в силу в 2004 году, также может играть роль в ограничении торговли ртутью и ее соединениями, если законы данной страны-импортера ограничить торговлю ртутью.Хотя этот договор не предусматривает запрета на ртуть, он предоставляет странам-экспортерам информацию о том, что страна-импортер не будет принимать ртуть через торговлю (ЮНЕП, 2020). Многие опасные химические вещества, перечисленные в Роттердамской конвенции, включая ртуть, уже запрещены в странах-участницах договора из-за проблем со здоровьем человека и окружающей среды.
Отсутствие стран, поставляющих ртуть в Австралию, не ограничивает производство ртути внутри страны, поскольку в Австралии в настоящее время имеется четыре предприятия по переработке ртути, которые удовлетворяют внутренние потребности в поставках ртути (Marsden Jacob Associates, 2015; Zaunmayr, 2018).Это вызвало устойчивость самообеспечения ртутью и экономическую инерцию. Ратификация Минаматской конвенции станет важным шагом на пути к сокращению производства ртутных продуктов в Австралии. Несмотря на подписание Минаматской конвенции в 2013 году, по состоянию на 2020 год Австралия не ратифицировала ее, и ожидаемая дата еще не указана. Подписание не предопределяет ратификации и не несет юридических обязательств, а означает готовность рассмотреть возможность принятия обязательств по договору в более поздний срок.
В Австралии MEMC был зарегистрирован APVMA (2020b) до мая 2020 года для борьбы с ананасовой гнилью сахарного тростника, также известной как ананасовая болезнь. Заболевание вызывается грибком Ceratocyctis paradoxa , который размножается при низкой температуре, избыточной или низкой влажности почвы и глубоких посевах (Wismer and Bailey, 1989).
Этот фунгицид ртути был произведен и введен в продажу в Австралии под наименованием «Жидкий фунгицид Shirtan ® », разрешенный для использования в Квинсленде (QLD), Новом Южном Уэльсе (NSW), Западной Австралии и на Северной территории (APVMA, 2020).Он содержит 120 г / л ртути в виде MEMC и используется только на плантациях сахарного тростника. Эта форма ртути относится к классу фунгицидов, которые представляют наиболее серьезную опасность для здоровья (Derban, 1974; Lehotzky et al., 1988). Как ртутьорганическое соединение, он эффективно всасывается через кожу, легко накапливается в организме водными организмами и может проникать через гематоэнцефалический барьер (Bigham et al., 2005).
Фермеры, использующие Shirtan ® , наносят химикат на закладку сахарного тростника перед посадкой.Годовое потребление ртути, используемой в сельском хозяйстве, публично недоступно в APVMA. В открытом доступе имеется только два отчета об оценке и данных по выбросам ртути из Shhhton ® : работа Джонсона и Эберта (2000), в которой оценивается внесение 500 и 1000 кг ртути в год в период с 1960 по 2000 год на плантациях сахарного тростника Австралии, и в отчете, подготовленном для Министерства сельского хозяйства, водных ресурсов и окружающей среды (Marsden Jacob Associates, 2015), указывается, что в период с 2011 по 2014 год использовалось 44 000 л сорта Shirtan ® в год, что составляет около 77 000 га (77%) трость.Это соответствует выбросу 5280 кг ртути в почвы и водосборы рек, которые потенциально могут попасть в крупнейшую в мире систему коралловых рифов: Большой Барьерный риф (GBR; рис. 3).
Рисунок 3.
Плантации сахарного тростника (зеленые) в Квинсленде, Австралия, и участки, упомянутые в тексте. Темно-синим цветом показаны основные реки, которые потенциально могут стечь ртуть в Большой Барьерный риф (оранжевый).Слои карты из Министерства окружающей среды и науки Квинсленда (Pringle et al., 2018; Crossman and Li, 2020). Общедоступной карты посевов сахарного тростника в Новом Южном Уэльсе найдено не было. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f3
Рис. 3.
Плантации сахарного тростника (зеленые) в Квинсленде, Австралия, и участки, упомянутые в тексте. Темно-синим цветом показаны основные реки, которые потенциально могут стечь ртуть в Большой Барьерный риф (оранжевый). Слои карты от Департамента окружающей среды и науки Квинсленда (Pringle et al., 2018; Кроссман и Ли, 2020). Общедоступной карты посевов сахарного тростника в Новом Южном Уэльсе найдено не было. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f3
Большинство исследований по ртути, изучающих концентрацию ртути в почвах сахарного тростника в Австралии, были предприняты в 1990-х годах (Rayment et al., 1997; Rayment et al., 1998; Rayment et al., 2002) в штатах QLD и NSW ( Таблица 2).Поскольку MEMC использовался в качестве пестицида на полях сахарного тростника с 1953 года (Johnson and Ebert, 2000), исходные концентрации ртути не были доступны для упомянутых выше исследований (Rayment et al., 1997; Rayment et al., 1998; Rayment et al. , 2002). Это делает невозможным измерение низких естественных уровней ртути в почвах Австралии до развития атомно-абсорбционной спектрометрии холодного пара (Hatch and Ott, 1968). Чтобы преодолеть эту проблему, фоновая концентрация была оценена с использованием «парных» участков с похожими типами почв с минимальным количеством плантаций сахарного тростника или без него (Rayment et al., 1997; Раймент и др., 1998; Раймент и др., 2002). Разница в концентрациях ртути между почвами «парных» участков (с концентрацией ртути от 10 до 50 нг / г) и почвами полей сахарного тростника была почти в 3 раза (Таблица 2).
Концентрации ртути в почвах сахарного тростника были выше в почве Нового Южного Уэльса, чем в почвах QLD. Средняя концентрация ртути в Новом Южном Уэльсе составила 160 ± 90 нг / г ртути для глубины почвы 0–250 мм (Rayment et al., 1998), тогда как в QLD средняя концентрация ртути по данным нескольких исследований составляла примерно 76 нг / г (таблица 2). Более высокие концентрации в Новом Южном Уэльсе можно объяснить количеством MEMC, применяемого в регионе. Гамильтон и Хейдон (1996) сообщили, что в Новом Южном Уэльсе ежегодно применяется в общей сложности 400 кг MEMC, что при равном распределении равняется 15 г ртути на гектар штата Новый Южный Уэльс. В QLD это соответствует 3 г ртути на гектар (Hamilton and Haydon, 1996).
Более недавнее исследование предлагает подробную оценку содержания ртути в почве и воде в бассейне реки Талли (Turull et al., 2018), где в пойме выращивается около 200 км 2 сельскохозяйственных культур сахарного тростника. В этом исследовании измерялась концентрация ртути в почве на четырех плантациях сахарного тростника. Концентрации достигли 264 нг / г (µ = 77 ± 10 нг / г на глубине 100–200 мм; таблица 2). В совокупности эти исследования почвы указывают на среднее 3-кратное увеличение концентрации ртути по сравнению с парными необработанными участками (Рисунок 4).
Рисунок 4.
Судьбы ртути и процессы, в которых фунгицид на основе метоксиэтилхлорида ртути (MEMC) используется для обработки завязей сахарного тростника в Австралии. Коричневый текст на белом поле представляет текущие знания о судьбе MEMC в австралийской среде. Серый текст обозначает пробелы в знаниях MEMC в Австралии. На диаграмме представлена типичная ирригационная система с рециркуляционной ямой, но она не является репрезентативной для всех систем полей сахарного тростника в Австралии. Обратите внимание, что Большой Барьерный риф расположен по крайней мере в 45 км от берега.DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f4
Рис. 4.
Судьбы ртути и процессы, в которых фунгицид метоксиэтилхлорид ртути (MEMC) используется для обработки зарослей сахарного тростника в Австралии. Коричневый текст на белом поле представляет текущие знания о судьбе MEMC в австралийской среде. Серый текст обозначает пробелы в знаниях MEMC в Австралии. На диаграмме представлена типичная ирригационная система с рециркуляционной ямой, но она не является репрезентативной для всех систем полей сахарного тростника в Австралии.Обратите внимание, что Большой Барьерный риф расположен по крайней мере в 45 км от берега. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f4
Разложение органической ртути в почве — медленный процесс (Kimura and Miller, 1964; Turull et al., 2018). 35-дневный лабораторный эксперимент с применением хлорида метилртути (MMC) показал, что 86% –94% исходной MMC осталось в почве после 35-дневного периода эксперимента. Незначительное количество неорганической ртути, обнаруженное в почве, и отсутствие паров ртути указывает на то, что соединения метилртути достаточно устойчивы к разложению в почве (Kimura and Miller, 1964; Chalker, 2017).
Приведенные выше результаты не согласуются с выводами, сделанными Nufarm, производителем Shirtan ® . Хотя Нуфарм соблюдает правила, наложенные на Ширтан ® , включая ограничения на продажу и мониторинг ртути в почвах (Nufarm Australia Limited, 2017), Нуфарм утверждает, что результаты их мониторинга ртути в почве не показывают доказательств того, что использование Ширтан ® в сахарном тростнике приводит к накоплению ртути в почве (Marsden Jacob Associates, 2015).Это резко контрастирует с утроением концентраций ртути, обнаруженным независимыми исследователями (Раймент и др., 1998; Раймент и др., 2002; Турулл и др., 2018).
Вышеупомянутые исследования в Австралии ясно показывают, что ртуть может накапливаться в обработанных почвах. Удивительно, но APVMA не проанализировал эти недавние исследования или не обновил свой химический обзорный документ — последний химический обзор был проведен в 1995 году, и с тех пор отчет был утерян.
Одной из самых серьезных проблем при использовании MEMC на плантациях сахарного тростника является перенос органической ртути из почвы в водные потоки через орошение и осадки. Эта органическая форма ртути легко усваивается водными организмами, что может привести к токсичности (Lavoie et al., 2013). Выщелачивание MEMC из почвы в водные потоки было продемонстрировано в ходе полевого исследования, в котором оценивалась судьба MEMC в почвах плантаций сахарного тростника в Австралии, где происходит значительное перемещение MEMC из почвы в реки (Chalker, 2017).После внесения MEMC располагался преимущественно в верхнем слое почвы до 22 см ниже поверхности, а ниже 22 см имелся только следы ртути. Однако большая часть MEMC была мобилизована из почвы с помощью орошения. Уровень ртути на всех глубинах упал на один порядок за первые 5 недель и, вероятно, был смыт в нижнюю часть воды, в первую очередь во время первых поливов (Chalker, 2017).
Кроме того, исследование водосборного бассейна реки Талли, который получает входы с полей сахарного тростника (Рисунок 3), продемонстрировало, что ртуть стекает с почв сахарного тростника в водные пути, и этот процесс усиливается сильными дождями и наводнениями (Turull et al., 2018). Все измерения содержания ртути в воде ниже по течению от плантаций сахарного тростника превысили предельное значение 0,06 мкг / л по умолчанию, рекомендованное австралийскими директивами по качеству воды для обеспечения 99% уровня защиты видов для систем с незначительным и умеренным нарушением (Руководящие принципы Австралии и Новой Зеландии, 2018). Этот результат свидетельствует о том, что утверждение организации Queensland Cane Growers Organisation о том, что «использование жидкого фунгицида Ширтан в тростнике представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды», является преуменьшением (Canegrowers, 2017).Отсутствуют исследования концентраций ртути в отложениях и водных организмах каких-либо водосборных бассейнов, содержащих поля сахарного тростника. Это пробел в знаниях, требующий немедленного внимания (рис. 4).
Потенциал биоаккумуляции и биомагнификации ртути в наземных и водных пищевых цепях, окружающих поля сахарного тростника, в Австралии недостаточно изучен. Никакие опубликованные исследования не изучали скорость биоусиления ртути в местных пищевых цепях.Это вызывает особую озабоченность, если учесть, что органическая ртуть является формой ртути в пестицидах, используемых в Австралии, которая легко накапливается в биоте, особенно в рыбе (Roberts et al., 2001). О проблемах биоаккумуляции и токсичности ртути, вызванных ртутными пестицидами, используемыми в сельском хозяйстве, сообщалось и в других странах (Boudou and Ribeyre, 1997). В Швеции ртуть, используемая в пестицидах, эффективно усваивается организмами пищевой сети (Lindqvist et al., 1991), и несколько видов птиц находились под угрозой исчезновения из-за высоких концентраций ртути, обнаруженных в дикой фауне, особенно среди хищников (Lindqvist et al. al., 1991).
Неспособность государственных органов и промышленности оценить потенциальные пути воздействия органических соединений ртути на дикую природу и человека за последние 60 лет поставила окружающую среду и население Австралии под угрозу заражения ртутью. Ожидается, что из-за своей токсичности, устойчивости в биогеохимических циклах, широкого распространения и тенденции к биоаккумуляции (Gnamuš et al., 2000) значительная часть из 5280 кг ртути, высвобождаемой в почвах сахарного тростника в год, будет биоаккумулироваться и биомагнифицироваться в продуктах питания. цепи.Это относится к пищевым цепочкам на основе насекомых на полях сахарного тростника: насекомых поедают птицы, рыбы и другие дикие животные, которые в конечном итоге потребляются людьми. Из-за множества путей, связывающих наземные пищевые сети с водными потоками (например, распространение насекомых и земноводных с водными личинками; Gnamuš et al., 2000), влияние биоаккумуляции ртути из пестицидов сахарного тростника может распространяться далеко за пределы полей сахарного тростника и необходимы исследования, чтобы определить его степень.
Поскольку Большой Барьерный риф (GBR) расположен по крайней мере в 45 км к востоку от стока рек, истощающих поля сахарного тростника (Cinner et al., 2016), количество ртути, высвобожденной с плантаций сахарного тростника, которая достигает ВБР, в настоящее время неизвестно. Отсутствие информации вызывает беспокойство, если учесть, что GBR является крупнейшим коралловым рифом в мире с более чем 3 000 отдельных систем рифов и коралловых рифов (Randall et al., 1997; Рисунок 4).
В настоящее время несколько исследований ртути, проведенных в QLD, ограничиваются эстуариями и прибрежными районами, а не конкретно в пределах GBR.В прибрежных районах QLD содержание ртути было измерено в кернах отложений Боулинг-Грин-Бей и Апстарт-Бей. Первый расположен к югу от устья реки Бурдекин, недалеко от плантации сахарного тростника (рис. 3). Концентрации ртути в донных отложениях Апстарт-Бей в 1990-е годы достигали 100 нг / г, что на порядок выше среднего фонового значения 50 нг / г (Walker and Brunskill, 1997).
Помимо загрязнения ртутью от пестицидов, исторические кустарные золотые рудники в Новом Южном Уэльсе и QLD также следует рассматривать как источник ртути в реках, эстуариях и в Великобритании.Исследование концентраций ртути в кернах донных отложений, собранных в Боулинг-Грин-Бей (рис. 3), показало резкое увеличение в период между 1870 и 1890 годами, связанное с переносом ртути, использованной в процессе амальгамирования при добыче золота в районе Чартерс-Тауэрс / Рейвенсвуд. (Уокер и Бранскилл, 1997). Различие между этими двумя источниками было примерно проведено путем привязки концентраций ртути к временному контексту. Кустарная добыча золота в QLD происходила со второй половины XIX века до 1920-х годов (Mate, 2014), но использование ртути для добычи золота начало постепенно сокращаться в 1970-х годах, когда цианид стал широко применяться (Mudd, 2007).Использование MEMC на плантациях сахарного тростника началось в 1950-х годах, и более поздние пики концентраций металлов в кернах отложений совпадают с временными рамками для принятия фунгицидов ртути. Для подтверждения этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования. Современные изотопные анализы ртути могут с большей точностью подтвердить различие между золотодобычей и пестицидами как источниками ртути в отложениях на побережье Нового Южного Уэльса и QLD. Большинство исследований, опубликованных по ртути в регионе, были опубликованы до 2000-х годов, и из-за ограниченных аналитических методов, доступных в то время, определение состава ртути и изотопный анализ отсутствуют.С тех пор методы датирования (Andersen, 2017) и изотопный анализ ртути (Hintelmann and Ogrinc, 2002) значительно улучшились, открыв возможность более точного определения источников ртути в ВБР.
Учитывая количество ртути, выбрасываемой в окружающую среду в год в результате использования пестицидов, а также экологическое, всемирное наследие и туристическое значение ВБР, исследования ртути в этой области срочно необходимы для обеспечения полного понимания источников и судьбы ртути. ртуть в этой чувствительной среде и ее биоаккумуляция и биомагнификация в пищевых цепочках (рис. 4).
Токсичность ртути вызывает особую озабоченность у кораллов, поскольку она может денатурировать белки и инактивировать ряд ферментов, которые имеют решающее значение для метаморфоза у книдарий (Leitz, 1997). В Австралии исследования показали, что MEMC чрезвычайно токсичен для кораллов в низких концентрациях, влияя на оплодотворение и метаморфоз кораллов, вызывая обесцвечивание кораллов и гибель тканей хозяина (Markey et al., 2007). Несколько пестицидов, используемых на плантациях сахарного тростника в Австралии, были испытаны на кораллах, и MEMC оказал наиболее вредное воздействие на здоровье (Markey et al., 2007). MEMC затронул все стадии жизни Acropora millepora , обычного каменистого коралла. И оплодотворение, и метаморфоз были подавлены, полипы исчезли, а эффективность фотосинтеза несколько снизилась при 1,0 мкг / л ртути. Концентрации MEMC 3 мкг / л обычно было достаточно, чтобы личинки Acropora millepora оставались неподвижными.При обработке MEMC 10 мкг / л ветви обесцвечивались, а часть тканей хозяина погибала. При более высокой концентрации 30 мкг / л MEMC вызывал разрыв и гибель всех личинок (Markey et al., 2007).
Концентрация MEMC в воде, вызывающая подавление оплодотворения у 50% популяции кораллов в течение 144 часов (EC 50 ), составляла 1,68 ± 0,04 мкг / л (Markey et al., 2007). Это, в сочетании с низким уровнем MEMC, равным 1,0 мкг / л, влияет на все стадии развития Acropora millepora , которые являются критическими точками в истории жизни кораллов в целом (Markey et al., 2007). В результате сбой любого отдельного события на стадии жизни может снизить способность популяции пополниться. Это вызывает особую озабоченность в контексте участившихся случаев обесцвечивания кораллов в ВБР, а также увеличения масштабов наводнений и лесных пожаров в регионе (Ainsworth et al., 2016).
Информация по другим водным организмам отсутствует (Рисунок 4). Это ключевая информация для понимания того, как ртуть накапливается и усиливается в местных пищевых цепочках.Учитывая, что ртуть является стойким загрязнителем, передающимся от добычи к хищнику (Schneider et al., 2020), измерения у организмов, населяющих плантации сахарного тростника, особенно у высших хищников (змеи, хищники), важны для понимания того, как ртуть с полей сахарного тростника представляет опасность для здоровья. дикая природа.
Некоторые соединения ртути использовались в сельском хозяйстве, и их токсичность зависит от химической природы соединения ртути (Saha and McKinlay, 1973).Металлическая ртуть, принимаемая перорально, имеет относительно низкую токсичность из-за низкой биодоступности, но хроническое воздействие ее паров может быть опасным (Bidstrup, 1964). Растворимые неорганические соли ртути давно известны своей токсичностью; однако ртутьорганические соединения даже более токсичны для человека, чем неорганические соли (Saha and McKinlay, 1973).
К счастью, случаи массового отравления ртутью, подобные тем катастрофическим событиям, которые наблюдались в Ираке, Пакистане и Гватемале, маловероятны в Австралии.В этих примерах отравление ртутью было связано с прямым проглатыванием органической ртути через потребление семян, обработанных фунгицидом ртути (Al-Damluji, 1976; Al-Tikriti and Al-Mufti, 1976), в то время как в Австралии он используется на установках сахарного тростника, когда посадка сельскохозяйственных культур (Kealley, 2015). Режим воздействия в этих случаях различен, и необходимо лучше оценить и понять воздействие, характерное для австралийских сельскохозяйственных рабочих и окружающей среды.
При использовании MEMC на плантациях сахарного тростника случаи отравления ртутью могут произойти, если работник фермы вступит в контакт с Shirtan ® через рот или через кожу, через кожу или перорально.Это вызывает беспокойство, поскольку пользователи химических веществ нередко неправильно применяют или утилизируют опасные химические вещества (Calliera et al., 2013; Huici et al., 2017; Bagheri et al., 2021). Хотя современная информация и правила, налагаемые на обращение с ртутными пестицидами в Австралии, являются исчерпывающими, они требуют от рабочих строгого соблюдения процедур. Это может быть проблематично, если рабочие, использующие Shirtan ® , не обучены обращению с такими токсичными материалами и плохо контролируются. Это возможно в Австралии, если учесть широко распространенную практику найма странствующих сельскохозяйственных рабочих, особенно тех, для кого английский не является родным языком.Этим рабочим придется полагаться на свой часто ограниченный английский, чтобы надлежащим образом соблюдать процедуры технической безопасности при разбавлении концентрата MEMC.
Риск воздействия ртути возрастает, когда механические сеялки выходят из строя, и сельскохозяйственные рабочие вынуждены сажать сеялки вручную. Кроме того, механический посев иногда требует ручного вмешательства для завершения посадки, когда сельскохозяйственных рабочих отправляют для посадки растений вручную (Kealley, 2015).Сообщается, что в северных регионах Австралии, где климат обычно жаркий и влажный, рабочие время от времени снимают защитную одежду из-за чрезмерного потоотделения. Прямое воздействие может происходить, если вы вытираете рот или лицо рукой (Kealley, 2015).
Еще одно возможное воздействие небезопасных уровней происходит при несоблюдении инструкций по разбавлению продукта. Фермеры, как известно, «добавляют немного больше на всякий случай» при разбавлении Shirtan ® , в результате чего разбавленные лечебные растворы содержат более высокую концентрацию ртутьорганического вещества, чем указано в инструкции (Kealley, 2015).
Понятно, что перечисленные риски нельзя обобщать. Большинство фермеров осведомлены о токсичности ртути и заботятся о здоровье своих рабочих. Однако, поскольку ртуть в низких концентрациях токсична, любые ошибки могут нанести вред здоровью фермеров. Правительству следует внимательно следить за отраслевой практикой и симптомами длительного воздействия ртути. В Департамент здравоохранения штата в QLD, SafeWork NSW и WorkCover QLD обратились с просьбой предоставить информацию об измерениях ртути у фермеров, но эти три агентства не знают о каких-либо текущих измерениях.Это, пожалуй, самая срочная информация, необходимая в отношении рисков для безопасности и здоровья, связанных с использованием MEMC в Австралии. Чтобы рассмотреть этот риск в перспективе, концентрация MEMC в Shirtan ® составляет 120 г / л, в то время как RfD в США для хронического перорального воздействия метилртути составляет 0,1 мкг ртути на кг веса тела в день. Любая ошибка, допущенная при использовании Shirtan ® , может означать значительное воздействие ртутьорганических соединений.
Ошибочные диагнозы отравления ртутью широко освещались в литературе.В Гватемале случаи отравления ртутью в период вегетации пшеницы 1963, 1964 и 1965 годов первоначально считались вирусным энцефалитом (Bakir et al., 1980). Отравление ртутью было диагностировано только после того, как 20 человек умерли от употребления семян, обработанных органической ртутью (Bakir et al., 1973).
В случае MEMC в Австралии отравление ртутью вряд ли будет очень токсичным. Вероятные симптомы связаны с легким отравлением ртутью, например, утомляемость и медлительность умственного развития, и вряд ли побудят сельскохозяйственных рабочих обратиться к врачу.При обращении за медицинской помощью практикующий врач, скорее всего, укажет на более частые причины, если только не упоминалась возможность отравления ртутью.
Еще более вероятно, что трудность диагностики возникнет у странствующих фермеров, которые часто переходят между сезонными сельскохозяйственными работами или на другую работу до конца года (Kealley, 2015). В большинстве случаев у этих работников нет постоянного или постоянного практикующего врача, а также может отсутствовать история болезни.Эти работники, особенно с ограниченным образованием и языковыми барьерами, могут даже не осознавать, что они подверглись воздействию ртути на рабочем месте (или не осознают риски, связанные с воздействием ртути), и вряд ли дадут медицинскому работнику какие-либо подсказки о возможном воздействии ртути. отравление ртутью.
Помимо трудности диагностики, существует скрытый период в несколько недель или месяцев между воздействием ртутьорганического вещества и развитием симптомов отравления.Сообщалось, что этот латентный период был изучен и доказал, что он усугубил проблему воздействия на здоровье ртути (Bakir et al., 1973; Al-Damluji, 1976; Al-Tikriti and Al-Mufti, 1976). Во время инцидентов с отравлением в Ираке пациенты признались, что их предостерегали от употребления пшеницы в пищу, потому что она была обработана вредным веществом (Джалили и Аббаси, 1961). Некоторые из них промыли его, чтобы избавиться от яда, и когда они заметили, что с цыплятами, потреблявшими его в течение нескольких дней, ничего не случилось, они начали есть его, иногда смешанный с большим количеством необработанной пшеницы или кукурузы (Al-Damluji, 1976 ).Некоторые люди, которые ели обработанную пшеницу, оставались здоровыми в течение нескольких дней или недель, подавая плохой пример другим, которые, не колеблясь, потребляли хлеб, приготовленный из обработанной ртутью пшеницы.
В Австралии этот латентный период между приемом дозы и появлением симптомов может дать фермерам ложное чувство безопасности. Это особенно характерно для районов, где фермеры нанимают странствующих рабочих в месяцы посадки и сбора урожая тростника.К моменту появления симптомов работник не обязательно будет помнить, что когда он работал с MEMC, он подвергался воздействию ртути (особенно с учетом потенциальных проблем с памятью и когнитивной функцией, если они являются симптоматическими).
Учитывая токсичность MEMC и тесный контакт с фермерами, наиболее разумным решением было бы для правительства инициировать программу мониторинга здоровья фермеров, использующих MEMC.В Австралии, хотя фермеры получают существенную практическую информацию и инструменты управления от правительственных и неправительственных агентств, предназначенные для помощи производителям в сельскохозяйственных отраслях (Rural Industries Research and Development Corporation, 2007), ртуть до сих пор официально не считалась опасностью для здоровья фермеров в Австралии. (Fragar et al., 2001), и не существует программы биомониторинга для измерения концентраций ртути в волосах сельскохозяйственных рабочих в то время, когда они используют MEMC.Это приводит к проблеме бесконечного цикла: если использование MEMC не считается риском для здоровья фермеров, ни один работник фермы не будет подвергаться биомониторингу, а если работник фермы не подвергается биомониторингу, использование MEMC никогда не будет считаться риском для здоровья фермы. рабочие.
Как показано выше, экологическая судьба MEMC недостаточно хорошо задокументирована в литературе, а экологические последствия и воздействие MEMC на человека в Австралии практически неизвестны.Несмотря на высокую токсичность ртутных пестицидов, о которых уже широко сообщалось в научной литературе (Bakir et al., 1980; Clarkson, 2002; Bigham et al., 2005; Clarkson and Magos, 2006; Bernhoft, 2012), в Австралии все еще отсутствует полное понимание судьбы ртути, высвобождающейся в результате использования MEMC в сахарном тростнике, включая риски, которые она может представлять для водных организмов, людей, потребляющих их, и сельскохозяйственных рабочих, применяющих пестициды.
Хотя можно было бы ожидать, что химический обзор жидкого фунгицида Shirtan ® предоставит информацию об экологическом и человеческом воздействии этого продукта, APVMA не может найти этот отчет.Кроме того, информация о количестве MEMC, используемого в сельском хозяйстве в год, недоступна для общественности. Попытка получить доступ к этой информации через Закон о свободе информации 1982 года была отклонена APVMA на том основании, что они «освобождены от ответственности в соответствии с разделом 45 [документы, содержащие материалы, полученные конфиденциально] Закона о свободе информации» и «отказано в доступе к документам в соответствии с разделом 24A (1) (b) (ii) [Документ утерян или не существует] Закона о свободе информации ».
Несмотря на то, что доступны сопоставимые альтернативные продукты (обсуждаются ниже), ртутьсодержащий пестицид имеет существенное проникновение на рынок: обрабатывается примерно 80% новых насаждений, что составляет в среднем 44000 литров продукта в год (Департамент окружающей среды и энергетики , 2016).Этот выброс ртути в результате применения MEMC на плантациях сахарного тростника на основе прогнозируемых оценок вреда для здоровья человека на килограмм ртути, по оценкам, обходится Австралии примерно в 25,8 млн долларов США в год (Marsden Jacob Associates, 2015).
На рисунке 4 представлен цикл MEMC на плантациях сахарного тростника в Австралии. Коричневым цветом выделена известная в настоящее время информация (обсуждаемая выше), а серым — пробелы в знаниях, которые требуют немедленной оценки для понимания воздействия на окружающую среду и здоровье 5280 кг ртути, ежегодно выбрасываемых на плантациях сахарного тростника в Австралии.
Наиболее изученным элементом окружающей среды является почва, в то время как биоаккумуляция и биомагнификация плохо изучены и являются ключевым пробелом, который необходимо устранить, чтобы понять воздействие ртути на дикую природу и людей. Также существует острая необходимость в исследованиях судьбы различных форм ртути, которые циркулируют в окружающей среде. Не менее важно прояснить вклад ртути в результате кустарной добычи золота, которая может вносить ртуть в речные системы помимо пестицидов сахарного тростника.На вопрос о том, как 60 лет использования MEMC в Австралии повлияло на окружающую среду и здоровье человека, невозможно ответить из-за отсутствия знаний и оценки рисков для этого продукта. Тем не менее, его можно использовать в качестве примера неудачного управленческого решения, которое подвергло Австралию значительному долгосрочному риску, последствия которого еще предстоит понять.
Есть две причины, которые могут объяснить, почему MEMC продолжает использоваться в Австралии, несмотря на то, что он был запрещен множеством других регулирующих органов.Во-первых, это популярность MEMC как фунгицида, основанная на убеждении, что он стимулирует быстрое прорастание стеблей тростника в дополнение к борьбе с ананасовой болезнью (Kealley, 2015; Marsden Jacob Associates, 2015). Во-вторых, это ненаучное утверждение, что использование MEMC в сахарном тростнике в Австралии представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды (Kealley, 2015; Canegrowers, 2017). Возможная причина — финансовое бремя, которое поэтапный отказ от MEMC ляжет на несколько, но влиятельных австралийских отраслей и компаний.Страны, гораздо менее богатые, чем Австралия, преодолели гораздо более серьезные экономические препятствия на пути отказа от ртутных пестицидов.
Первое предположение о том, что MEMC стимулирует более быстрое прорастание ростков тростника, не было научно подтверждено. Теория, вероятно, является традиционным мнением поколений пользователей MEMC и институциональным побочным продуктом культуры, а не фактом (Marsden Jacob Associates, 2015). Болезнь ананаса, вредитель, который MEMC контролирует в Австралии, представляет собой болезнь, угрожающую сахарному тростнику во всем мире.Альтернативы, не содержащие ртути, уже были протестированы за границей и в Австралии, что свидетельствует о том, что эти альтернативные продукты столь же эффективны или лучше, чем MEMC (Bhuiyan et al., 2014; Apet et al., 2015). Исследователи из других стран, таких как Бразилия и Индия, в течение многих лет справлялись с этой болезнью без использования ртути (Apet et al., 2015).
Уже существуют альтернативы MEMC, зарегистрированные в Австралии APVMA для лечения ананасовой болезни, некоторые из которых дешевле (Marsden Jacob Associates, 2015).Однако некоторые фермеры заявляют, что эти более дешевые варианты могут поставить под угрозу прорастание сеток, требующих больших затрат на пересадку (Marsden Jacob Associates, 2015). Нуфарм утверждает, что, если ртутный пестицид не будет использоваться, риск для сельскохозяйственных культур может увеличиться на 30% (Marsden Jacob Associates, 2015), что составляет 3150 гектаров в год. Если посевы повреждены, наиболее вероятным ответом будет повторная посадка урожая по цене от 1000 до 1500 австралийских долларов за гектар. Если предположить, что эта оценка верна, потенциальные убытки от неиспользования MEMC могут составить 3 937 500 австралийских долларов в год (Marsden Jacob Associates, 2015).
Возможные негативные последствия для прорастания, вызванные использованием фунгицидов, не содержащих ртути, не ограничиваются Австралией. Исследования показали ограничение всхожести из-за использования определенных фунгицидов, особенно для культур сои (Mertz et al., 2009; Zhang et al., 2010). В Бразилии фермеры преодолевают эту проблему, смешивая химические группы фунгицидов для борьбы с ананасовой болезнью с более низкой дозой фунгицидов группы G1 (Russell, 2009).Бразильские фермеры также смешивают биостимуляторы, содержащие регуляторы роста растений, с фунгицидами, чтобы обеспечить прорастание растений сахарного тростника (W. L. Gavassoni, личное сообщение).
В Австралии коммерчески доступны альтернативные фунгициды, которые считаются эффективными против ананасовой болезни, включая пропиконазол, триадименол и флутриафол (Marsden Jacob Associates, 2015; APVMA, 2020b). Предыдущий анализ показал, что фунгициды на основе пропиконазола стоят примерно вдвое дешевле, чем ртутьсодержащие пестициды, и эти относительные затраты были подтверждены в ходе обсуждений с представителями отрасли (Marsden Jacob Associates, 2015).
Настоящая проблема, которую можно принять во внимание, заключается в том, что у грибов может развиться толерантность к продукту, а альтернативные пестициды со временем могут стать менее эффективными. Эта проблема была решена путем реализации планов управления устойчивостью к пестицидам, гарантирующих, что продукты используются надлежащим образом для управления устойчивостью без ущерба для борьбы с болезнями (Anderson et al., 2019). С этой целью уроки, извлеченные другими странами, которые являются важными производителями сахарного тростника и в которых много лет назад были запрещены ртутные пестициды, могут помочь фермерам в Австралии перейти на варианты, не содержащие ртуть.
Аргумент, что «MEMC представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды» (Canegrowers, 2017), не основан на каких-либо доказательствах и противоречит имеющимся в настоящее время данным (Al-Damluji, 1976; Lindqvist et al., 1991; Turull et al. ., 2018). MEMC является токсичным фунгицидом, и недостаточно исследований его воздействия на окружающую среду Австралии (обсуждаемых выше), чтобы предоставить доказательства защиты окружающей среды.
Важный момент в истории использования ртути в качестве пестицида в Австралии остается неясным в этом обзоре. В 1995 году APVMA отменило регистрацию и соответствующие утверждения этикеток для сельскохозяйственных продуктов, содержащих ртуть, за одним исключением — жидким фунгицидом Shirtan ® и только в том случае, если концентрация ртути в почве не превышает фоновые уровни (Turull et al., 2018 ). Вопросы, которые должны были быть рассмотрены, но остались без ответа: (1) Почему только Ширтан остался зарегистрированным в Австралии? и (2) почему с 1990-х годов была собрана научная информация, демонстрирующая 3-кратное увеличение содержания ртути в почвах сахарного тростника (Rayment et al., 1997; Раймент и др., 1998; Раймент и др., 2002; Turull et al., 2018), недостаточно для того, чтобы APVMA поэтапно отказалась от использования Shirtan ® ?
Есть несколько других неизвестных факторов, которые австралийское правительство не приняло мер для поэтапного отказа от MEMC. Они могут включать в себя ряд факторов, таких как существующие запасы Shirtan ® , затраты, культурные и межпоколенческие убеждения, среди прочего. Хотя точное объяснение неясно, мы надеемся, что риск, на который пошло правительство Австралии, продолжая использовать MEMC, будет заменен осведомленностью об окружающей среде и здоровье.
Исторически сложилось так, что фунгицид ртути был прорывным открытием, способствовавшим повышению продуктивности сельского хозяйства во многих странах мира. Этот ранний успех, возможно, способствовал тенденции игнорировать его токсичность. Несколько случаев отравления ртутью было зарегистрировано в середине 20-го века, но мало что изменилось до 1970-х годов, когда в Ираке произошел крупный инцидент с отравлением ртутью.После этих инцидентов диагностика и лечение отравлений ртутью заметно улучшились, и во всем мире были приняты меры и правила для контроля за загрязнением ртутью. С тех пор ртутные пестициды были классифицированы как особо опасных пестицидов как ВОЗ, так и ФАО Организации Объединенных Наций, а Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде наблюдает за международным соглашением, Минаматской конвенцией по ртути, по контролю за загрязнением ртутью и ее воздействием на человека.
Исследования судьбы MEMC, применяемого в сахарном тростнике в Австралии, отсутствуют, но немногочисленные доступные исследования показали трехкратное увеличение концентрации ртути в почве и концентрации ртути в пресной воде, превышающей нормы.Эти результаты противоречат предыдущим утверждениям о том, что MEMC представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды. Обширные исследования показали неопровержимые доказательства того, что ртуть, даже в небольших количествах, токсична. Есть все основания полагать, что использование MEMC в Австралии поставило здоровье австралийских диких животных и людей под угрозу долгосрочного вреда. Ратификация Минаматской конвенции о ртути станет значительным шагом вперед в деле запрещения ртутных пестицидов и контроля за загрязнением ртутью как внутри страны, так и за рубежом.
Когда токсичные химические вещества отказываются умирать — Исследование длительного использования ртутных пестицидов в Австралии | Elementa: Наука антропоцена
Известно, что ртуть, даже в низких концентрациях, вызывает серьезные неблагоприятные последствия для здоровья человека. В начале 1900-х годов ртуть стала популярным фунгицидным ингредиентом, что привело к многочисленным инцидентам с отравлениями, которые вынудили большую часть мира принять меры по прекращению использования ртути в сельском хозяйстве.Эти инциденты стимулировали развитие науки о ртути и внедрение международной политики и правил по контролю за загрязнением ртутью во всем мире. Несмотря на эти международные разработки, Австралия продолжала использовать метоксиэтилхлорид ртути в качестве фунгицида для обработки сахарного тростника против грибка Ceratocystis paradoxa (ананасовая болезнь). По запросу производителя и под давлением австралийских исследователей и Минаматской конвенции о ртути власти Австралии объявили о запрете ртутьсодержащих пестицидов в мае 2020 года.Уникальное нежелание Австралии действовать по контролю за этим опасным загрязнителем делает ее интересным примером бездействия политики, противоречащего глобальным политическим тенденциям и принятию решений, основанных на фактах. Таким образом, он может дать представление о проблемах достижения многостороннего соглашения по сложным экологическим вопросам, таким как глобальное потепление. В этом обзоре я обсуждаю научные разработки и политические решения, связанные с судьбой ртути и воздействием ртути, используемой в пестицидах, на дикую природу и людей в Австралии.Историческое использование ртутных пестицидов и случаи отравления во всем мире описаны, чтобы контекстуализировать отсроченные действия Австралии по запрещению и контролю этого химического продукта по сравнению с другими странами. Правила использования ртути в Австралии, которая не ратифицировала Минаматскую конвенцию по ртути, сравнивают с правилами основных стран-производителей сахарного тростника и пестицидов (Бразилия, Китай, Япония, Индия, Таиланд и США), которые ратифицировали Конвенцию и заменили ее. ртутные пестициды с альтернативными продуктами.Я обсуждаю, каким образом нормативные акты по ртути могут защитить окружающую среду, снизить воздействие ртути на человека и обеспечить соблюдение запрета на ртутные продукты. Ратификация Минаматской конвенции предоставит Австралии равные возможности со своими международными партнерами в глобальных усилиях по борьбе с глобальным загрязнением ртутью.
Ртуть — химический элемент, известный на протяжении тысячелетий благодаря тому, что на протяжении всей истории он использовался неоднократно. Археологи показали, что киноварь, обычная руда ртути, добывалась для производства ртути более 8000 лет назад в Турции (Brooks, 2012).На протяжении всей истории ртуть широко использовалась в медицинских и промышленных целях. В древнем Китае, например, считалось, что ртуть продлевает жизнь, лечит переломы и поддерживает хорошее здоровье. Китайцы использовали сульфид ртути (II) около 3000 лет назад для получения красного пигмента (Langford and Ferner, 1999). В Древней Греции ртуть использовалась в мазях и в косметических целях (Pawłowski, 2011). Популярность ртути как предпочтительного средства для лечения сифилиса и проказы в протестантской Европе возросла между 17 и 19 веками (Rasmussen et al., 2008; Wong, 2016), хотя его токсичность стала хорошо известна благодаря этим видам использования (Langford and Ferner, 1999).
Недавнее применение ртути заключалось в ее эффективности в контроле роста микроорганизмов, что привело к тому, что ртуть стала популярным фунгицидом в 1900-х годах (Booer, 1951; Kimura and Miller, 1964; Saha and McKinlay, 1973). Его популярность привела к нескольким непредвиденным случаям отравления, которые поставили под сомнение его жизнеспособность для дальнейшего использования.В настоящее время хорошо известно, что ртуть является высокотоксичным металлом, биологическая функция которого у позвоночных неизвестна (Crane et al., 2010). Регулирующие органы признали и сократили выбросы во всем мире, и была принята международная Минаматская конвенция по ртути для управления выбросами ртути и ограничения загрязнения во всем мире. В отличие от прогресса в знаниях о токсичности ртути и с некоторыми странами, которые заменили большинство ртутных продуктов альтернативами, метоксиэтилхлорид ртути (MEMC) по-прежнему используется в качестве фунгицида на плантациях сахарного тростника в Австралии.Регистрация продукта была добровольно отменена в мае 2020 года во время обзора этой статьи, что означает, что продукт больше не может производиться в Австралии, но существующие запасы могут быть проданы и использованы фермерам сахарного тростника в течение следующего года, пока он не будет полностью запрещен. (Австралийское управление по пестицидам и ветеринарным лекарствам [APVMA], 2020a; Schneider et al., 2020).
Предметом настоящего обзора является (1) изучение исторического использования соединений ртути в качестве пестицидов в сельском хозяйстве во всем мире, (2) оценка инцидентов, связанных с окружающей средой и здоровьем, которые привели к достижениям в науке и реформе регулирования, (3) обзор текущие знания и пробелы в загрязнении ртутью в результате использования пестицидов на плантациях сахарного тростника в Австралии, и (4) дать представление о том, почему этот токсичный элемент все еще недавно был зарегистрирован в Австралии для использования в качестве фунгицида при выращивании сахарного тростника.Обсуждается предшествующее использование ртутных пестицидов в основных сельскохозяйственных странах (Бразилия, Китай, Индия, Таиланд и США), чтобы обеспечить соответствующий контекст для принятого Австралией решения о сохранении использования ртутных пестицидов до 2020 года. Этот обзор завершается подготовкой обсуждение важной роли Минаматской конвенции в прекращении использования ртутных пестицидов во всем мире и последующей важности ратификации этой Конвенции Австралией. В качестве примера бездействия глобальной политики перед лицом сильного научного и политического давления, продолжающееся использование ртути в Австралии является примером политического бездействия других правительств, столкнувшихся с серьезными экологическими проблемами, такими как глобальное потепление.
Ртуть успешно используется в сельском хозяйстве для защиты семян и растений от грибковых заболеваний благодаря ее эффективности в уничтожении спор, уменьшении роста и биомассы грибов, а также в предотвращении развития покоящегося мицелия, вегетативной части гриба (Gadd, 1993; Papagianni , 2004; Crane et al., 2010). Ртутьорганические соединения, по сравнению с другими формами ртути, обладают выраженной фунгицидной активностью и обычно использовались для протравливания семян из-за их широкого спектра действия и очень низких доз внесения (Booer, 1951; Saha and McKinlay, 1973; Kramer, 1983).
Свойство ртути как фунгицида было замечательным открытием и проложило путь к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур для поддержки растущего населения мира (Booer, 1951; Smart, 1968). Соединения ртути были впервые широко использованы в качестве фунгицида в 1914 году и применялись в качестве протравы для семян для борьбы с болезнями, передаваемыми через семена, зерновых в Германии (Smart, 1968). Успулун, хлорфенолртутное соединение, производимое в виде жидкой повязки, стало коммерчески доступным в 1915 году компанией Bayer AG (немецкая транснациональная фармацевтическая и медико-биологическая компания; Smart, 1968).Поскольку использование Успулуна оказалось очень эффективным против патогенов растений, его использование быстро стало популярным (Теппер, 2010).
Использование и популярность пестицидов ртути во всем мире достигла пика в 1960-х годах (Fimreite, 1970; Huisingh, 1974; Murphy and Aucott, 1999; Horowitz et al., 2014). В Канаде использование ртути для обработки семян достигло пика в 1964 году, когда для этой цели было израсходовано примерно 16 000 кг ртути, что соответствует примерно 20% от той, что используется в хлорщелочной промышленности (Fimreite, 1970).В 1967 году почти 70% всех семян зерновых в Канаде было обработано соединениями ртути, что эквивалентно 13 миллионам засеянных акров (Fimreite, 1970), и наиболее часто используемые ртутные средства для протравливания семян в Канаде содержали алкилртуть (например, метилртуть). дициандиамид [MMD]; Fimreite, 1970). В Соединенных Штатах пик использования ртути в сельскохозяйственных целях пришелся на 1956 год (рис. 1), что соответствует 9,2% от общего объема ртути, потребляемой коммерчески в Соединенных Штатах за этот год (Murphy and Aucott, 1999).
Рисунок 1.
Рисунок 1.
Сельское хозяйство не было основным потребителем ртути по сравнению с другими коммерческими применениями, такими как хлорщелочная промышленность (Murphy and Aucott, 1999). Важно учитывать, что его применение в качестве пестицида, обычно в его органической форме, высвобождает это химическое вещество непосредственно в окружающую среду при нанесении его на сельскохозяйственные культуры или почву (Murphy and Aucott, 1999).Органическая форма ртути более токсична, чем неорганическая, поскольку ее абсорбция в организме более эффективна (Bernhoft, 2012). Даже относительно небольшие количества ртутных пестицидов могут нанести более значительный ущерб окружающей среде, чем другие основные виды коммерческого использования ртути (Horowitz et al., 2014).
Наряду с успехом в увеличении сельскохозяйственного производства широкое использование ртути в сельском хозяйстве дорого обошлось экосистемам и здоровью человека.Эти системные воздействия на здоровье из-за их серьезности стимулировали глобальные научные усилия по продвижению практических знаний о токсичности ртути для людей, диких животных и пищевых сетей (Bakir et al., 1973; Derban, 1974; Dieterich et al., 1980). Несколько случаев отравления ртутью явились результатом ее использования в фунгицидах (Elhassani, 1982). Первые крупные вспышки были зарегистрированы в Ираке между 1956 и 1960 годами, при этом инцидент 1956 года привел к примерно 200 отравлениям и 70 смертельным исходам; инцидент 1960 года привел к 1000 отравлений и 200 смертельным исходам (Джалили и Аббаси, 1961).В обоих случаях были задействованы пестициды, содержащие соединения этилртути. В 1961 году в Пакистане произошла дополнительная вспышка отравления ртутью из-за потребления человеком зерна пшеницы, обработанного фенил ацетатом ртути и хлоридом этилртути. Сообщается, что около 100 человек пострадали и по меньшей мере четыре человека погибли (Haq, 1963). Считается, что из-за дефицита пшеницы в то время семена пшеницы, обработанные ртутью, покупались для потребления человеком, а не для использования по назначению.
Несмотря на эти более ранние инциденты с отравлением ртутью, фунгицид ртути продолжал оставаться стандартом для обработки семян, что приводило к последующим эпизодам отравления ртутью.В 1965 году в результате обработки семян пшеницы фунгицидом MMD в Гватемале было отравлено 45 человек, из которых 20 умерли (Министерство здравоохранения, образования и социального обеспечения США, 1966). В 1967 году в Гане было зарегистрировано 144 случая отравления человека ртутью, в том числе 20 смертельных случаев. По незнанию пациенты ели кукурузу, заправленную хлористым этилртути, предназначенную для посева (Дербан, 1974).
Самый крупный и самый катастрофический из когда-либо зарегистрированных случаев отравления ртутью в результате сельскохозяйственного использования произошел в Ираке в 1972 году, когда зерно, обработанное фунгицидом на основе алкилртути, было импортировано в Ирак из Мексики и США (Bakir et al., 1973). Зерно предназначалось для использования в качестве посевного материала, а не для употребления в пищу. Однако из-за проблем, связанных с маркировкой на иностранном языке и поздним распространением в рамках цикла выращивания (т. Е. Оно прибыло после посевной), ядовитые зерна вместо этого употреблялись в пищу жителями Ирака в сельских районах (Al-Damluji, 1976; Аль-Тикрити и Аль-Муфти, 1976). Более 500 человек умерли и более 6000 были госпитализированы из-за проглатывания хлеба, приготовленного из семенного зерна, обработанного фунгицидом, содержащим алкилртуть (Broussard et al., 2002).
Связь между ртутью и потреблением человека не была изолирована только от потребления испорченных семян в сельском хозяйстве. Возможная опасная природа остатков ртути в пищевых продуктах была подчеркнута крупным инцидентом с отравлением ртутью в городе Минамата, Япония (Harada, 1995). В 1956 году ртутьорганическое соединение было выброшено как часть промышленных сточных вод в заливе Минамата и море Ширануи, что привело к биоаккумуляции и биомагнификации ртути в водных организмах и, в конечном итоге, в людях, потребляющих их (Harada, 1995).Этот инцидент является крупнейшей катастрофой в области отравления ртутью в истории, в результате которой погибло 2265 человек (из которых 1784 человека погибли; Министерство окружающей среды Японии, 2020 г.). Симптомы, связанные с отравлением ртутью, стали известны как болезнь Минамата. К ним относятся атаксия, онемение рук и ног, общая мышечная слабость, сужение поля зрения и нарушение слуха и речи (Harada, 1995). В крайних случаях безумие, паралич, кома и смерть наступают в течение нескольких недель после появления симптомов.Врожденная форма заболевания также может поражать плод (Harada, 1995).
Исследования, проведенные после вышеупомянутых трагедий, улучшили наше понимание неблагоприятного воздействия ртути на здоровье человека. Клинические проявления и симптомы отравления ртутью стали более ясными и легче диагностировать у людей (Tsubaki and Irukayama, 1977; Clarkson and Magos, 2006; Eto et al., 2010). В 1985 году США установили острую референтную дозу (ОРД) для органической ртути.S. Агентство по охране окружающей среды (USEPA). ARfD определяется как оценка вещества в пище или питьевой воде, выраженная на основе массы тела, которая может быть проглочена в течение короткого периода времени, обычно во время одного приема пищи или одного дня, без заметного риска для здоровья потребителя на основе всех факторов. известные факты на момент оценки (Solecki et al., 2005). Первоначальная ARfD 0,3 мкг / кг / день, определенная в 1985 году, была основана на инциденте с отравлением ртутью в Ираке и болезни Минамата (Национальный исследовательский совет, 2000).В 1995 году исходная ARfD была снижена до 0,1 мкг / кг / день и сохранена после детальной переоценки в 2002 году (USEPA, 2002).
Инцидент в Ираке 1972 года также стимулировал создание Рекомендуемой классификации пестицидов по степени опасности, установленной Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ, 2010), впервые опубликованной в 1975 году. Пестициды, содержащие ртуть, были классифицированы как «особо опасные пестициды» как ВОЗ, так и Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО).И ФАО (2020 г.), и ВОЗ (2020 г.) относятся к угрозам ртути для здоровья и окружающей среды и рекомендуют, чтобы поэтапный отказ от ртутных пестицидов стал международным приоритетом.
Ртутьсодержащие фунгициды были запрещены в большинстве стран в 1970-х и 1980-х годах (Broussard et al., 2002) в результате случаев отравления ртутью, описанных выше. Большинство стран больше не разрешают производство или продажу этих пестицидов для защиты растений из-за их токсичности (UTZ, 2015; ВОЗ, 2019).Страны, которые официально не запретили его использование, либо отменили регистрацию, либо прекратили их использование, а Австралия — только недавно, в 2020 году (APVMA, 2020b).
Поэтапный отказ от ртутных пестицидов происходил одновременно как в богатых, так и в странах с низким уровнем доходов (Таблица 1). В Швеции запрет на дальнейшее использование ртутьорганических соединений был введен в 1965 году после того, как популяции питающихся семенами и хищных птиц начали резко сокращаться из-за поглощения ртути через потребление семян, обработанных ртутью (Huisingh, 1974).В 1966 году Япония заменила ртутные пестициды не содержащими ртуть вариантами в соответствии с инструкцией Министерства сельского и лесного хозяйства. К 1973 году все коммерческие регистрации ртутиорганической продукции истекли (Ota, 2013). В Соединенных Штатах с 1960-х годов регистрация нескольких соединений ртути была отменена. Последний ртутный пестицид был отменен в ноябре 1993 года, когда производитель добровольно отменил регистрацию своего продукта, который использовался для борьбы с розовой и серой снежной плесенью (Таблица 1; Bingham, 1992).
Таблица 1.Список основных стран-производителей сельскохозяйственной продукции и / или пестицидов и меры, принятые для поэтапного отказа от использования ртутных пестицидов. Присоединение, принятие или ратификация имеют такую же юридическую силу, если стороны соблюдают юридические обязательства по международному праву. Подпись не несет юридических обязательств и не обязательно предрешает ратификацию. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.t1
| Страна . | Использование пестицидов ртути . | Минаматская конвенция . |
|---|---|---|
| Япония | Запрещено в 1973 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Бразилия | Запрещено в 1985 г. | Ратифицировано в 2017 г. |
| США | Запрещено в 1993 г. | Принято в 2013 г. a |
| Таиланд | Запрещено в 2005 г. | Присоединение в 2017 г. a |
| Китай | Запрещено в 2010 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Индия | Запрещено в 2018 г. | Ратифицировано в 2018 г. |
| Австралия | Запрещено в 2020 году b | Подписано, но не ратифицировано |
| Страна . | Использование пестицидов ртути . | Минаматская конвенция . |
|---|---|---|
| Япония | Запрещено в 1973 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Бразилия | Запрещено в 1985 г. | Ратифицировано в 2017 г. |
| США | Запрещено в 1993 г. | Принято в 2013 г. a |
| Таиланд | Запрещено в 2005 г. | Присоединение в 2017 г. a |
| Китай | Запрещено в 2010 г. | Ратифицировано в 2016 г. |
| Индия | Запрещено в 2018 г. | Ратифицировано в 2018 г. |
| Австралия | Запрещено в 2020 г. b | Подписано, но не ратифицировано |
Бразилия запретила все пестициды, содержащие соединения алкилртути в 1975 году (Таблица 1; Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento [MAPA], 2020).Неорганические соединения ртути были запрещены для использования в пестицидах в начале 1980-х годов (MAPA, 2020). В Таиланде Министерство промышленности выпустило список уведомлений, запрещающий использование опасных веществ в 2005 году, включая ртуть (Таблица 1; Министерство промышленности Таиланда, 2013). Китай ввел запрет на использование ртутных пестицидов в 2010 году (Министерство сельского хозяйства и сельских дел Китайской Народной Республики, 2020). Индия запретила ртутные пестициды значительно позже, чем большинство стран, в 2018 году (таблица 1; Министерство сельского хозяйства и благосостояния фермеров, 2019), что, скорее всего, было стимулировано ратификацией ими Минаматской конвенции.
Хотя инциденты с отравлением ртутью во всем мире вызвали чрезвычайную опасность для окружающей среды и здоровья человека, Австралия в одиночку поддержала использование ртутных пестицидов для борьбы с грибковыми заболеваниями на плантациях сахарного тростника до 2020 года (Evers et al., 2017; APVMA, 2020b) . Хотя Австралия перешла к поэтапному отказу от большинства ртутьсодержащих соединений, решение предоставить исключение для одного продукта, SHITCHAN Liquid Fungicide ® , означает, что ртуть по-прежнему используется в австралийской промышленности сахарного тростника.В июле 1992 года Австралийский совет по сельскохозяйственным и ветеринарным химическим веществам рекомендовал отменить разрешения на использование ртутных фунгицидов из-за экологических проблем (APVMA, 2014). Основная проблема заключается в долговременной стойкости ртути, что может привести к ее накоплению до неприемлемых концентраций в почвах, особенно там, где производятся интенсивные и многократные применения (APVMA, 2014). После этого обзора в 1995 году APVMA (2014; ранее Национальное агентство по регистрации сельскохозяйственных и ветеринарных химикатов) отменило регистрацию и соответствующие утверждения этикеток для сельскохозяйственных продуктов, содержащих ртуть, за исключением жидкого фунгицида Ширтан ® .
Это исключение поставило позицию Австралии в отношении ртути в отличие от позиции многих стран, включая ее традиционных международных партнеров (например, Японию, США, Канаду и Новую Зеландию). Несмотря на наличие более серьезных экономических ограничений, страны с низким и средним уровнем дохода, не являющиеся партнерами (например, Бразилия, Китай, Индия и Таиланд), оказались гораздо более эффективными в регулировании и запрещении ртутных продуктов (Таблица 1).Страны с низким и средним уровнем доходов часто менее способны, чем богатые страны, перейти на новые технологии из-за ряда ограничений, таких как бюджетные ограничения, нехватка персонала, экономика агрохимической промышленности, сложные законы и нормативные требования правительства (Garcia et al. , 2005; Pelaez et al., 2013; Snyder, Ni, 2017; Donley, 2019). В этих странах риски, связанные с ртутью для здоровья человека и окружающей среды, считались настолько значительными, что удалось преодолеть социально-экономические барьеры. Поэтому в Австралии социально-экономические факторы в национальном масштабе не могут объяснить сохранение использования ртутных пестицидов, оставляя другие факторы в качестве возможных объяснений.
На основании существенных доказательств глобального негативного воздействия ртути и ее соединений в 2013 г. была принята Минаматская конвенция о ртути, международный договор по контролю за загрязнением ртутью (Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде [ЮНЕП], 2020 г.). Названная в честь инцидента с отравлением ртутью в заливе Минамата в Японии (Harada, 1995; Tsuda et al., 2009), эта конвенция установила дальнейшие международные действия по снижению рисков для здоровья человека и окружающей среды от выброса ртути и ее соединений в организм человека. окружающая среда (ЮНЕП, 2020).Конвенция требует, чтобы ее стороны (рис. 2) приняли цели по сокращению выбросов и выбросов ртути.
Рисунок 2.
Рисунок 2.
Минаматская конвенция играет ключевую роль в прекращении использования ртутных продуктов, включая пестициды, поскольку она налагает полный запрет на этот продукт для всех сторон в равной степени, независимо от их экономического статуса.Пестициды подпадают под действие статьи 4 Конвенции, которая требует, чтобы производство, импорт или экспорт пестицидов были прекращены к 2020 году (ЮНЕП, 2020). Это побудило страны запретить использование ртутных пестицидов, например Индию, которая ввела запреты в 2018 году, когда страна ратифицировала Конвенцию (MGFW, 2019). Кроме того, в соответствии со статьей 21 стороны должны сообщить о мерах, принятых для поэтапного отказа от ртутных пестицидов, в двухгодичном отчете четвертой Конференции Сторон в 2021 году.
Минаматская конвенция также помогает избежать отступления от запретов или обязательств по поэтапному отказу от ртутных продуктов. Его эффективность очевидна на примере нынешней президентской администрации в Бразилии (во главе с Жаиром Болсонару, избранным в 2019 г.), которая отменила меры безопасности в отношении пестицидов, установленные при предыдущих администрациях (Abessa et al., 2019). Тем не менее, ртутные пестициды не могут быть законно повторно введены в Бразилии, поскольку правительство связано положениями Минаматской конвенции.Хотя страны также могут выйти из Конвенции, установленные глобальные нормы затрудняют для стран возможность отмены нормативных требований или даже внесения изменений в законодательство.
Минаматская конвенция имеет третичный эффект, ограничивающий возможность государства, не являющегося Стороной, производить ртутные продукты. Страны, которые полагаются на международную торговлю ртутью для удовлетворения внутренних потребностей, смогут импортировать ртуть только из нескольких стран, не ратифицировавших Конвенцию (ЮНЕП, 2020).Даже если страна не ратифицировала конвенцию и продолжит производство ртутных продуктов, запрещенных Минаматской конвенцией, их производство и распространение будут ограничены.
Роттердамская конвенция ЮНЕП о процедуре предварительного обоснованного согласия в отношении некоторых опасных химических веществ и пестицидов в международной торговле, вступившая в силу в 2004 году, также может играть роль в ограничении торговли ртутью и ее соединениями, если законы данной страны-импортера ограничить торговлю ртутью.Хотя этот договор не предусматривает запрета на ртуть, он предоставляет странам-экспортерам информацию о том, что страна-импортер не будет принимать ртуть через торговлю (ЮНЕП, 2020). Многие опасные химические вещества, перечисленные в Роттердамской конвенции, включая ртуть, уже запрещены в странах-участницах договора из-за проблем со здоровьем человека и окружающей среды.
Отсутствие стран, поставляющих ртуть в Австралию, не ограничивает производство ртути внутри страны, поскольку в Австралии в настоящее время имеется четыре предприятия по переработке ртути, которые удовлетворяют внутренние потребности в поставках ртути (Marsden Jacob Associates, 2015; Zaunmayr, 2018).Это вызвало устойчивость самообеспечения ртутью и экономическую инерцию. Ратификация Минаматской конвенции станет важным шагом на пути к сокращению производства ртутных продуктов в Австралии. Несмотря на подписание Минаматской конвенции в 2013 году, по состоянию на 2020 год Австралия не ратифицировала ее, и ожидаемая дата еще не указана. Подписание не предопределяет ратификации и не несет юридических обязательств, а означает готовность рассмотреть возможность принятия обязательств по договору в более поздний срок.
В Австралии MEMC был зарегистрирован APVMA (2020b) до мая 2020 года для борьбы с ананасовой гнилью сахарного тростника, также известной как ананасовая болезнь. Заболевание вызывается грибком Ceratocyctis paradoxa , который размножается при низкой температуре, избыточной или низкой влажности почвы и глубоких посевах (Wismer and Bailey, 1989).
Этот фунгицид ртути был произведен и введен в продажу в Австралии под наименованием «Жидкий фунгицид Shirtan ® », разрешенный для использования в Квинсленде (QLD), Новом Южном Уэльсе (NSW), Западной Австралии и на Северной территории (APVMA, 2020).Он содержит 120 г / л ртути в виде MEMC и используется только на плантациях сахарного тростника. Эта форма ртути относится к классу фунгицидов, которые представляют наиболее серьезную опасность для здоровья (Derban, 1974; Lehotzky et al., 1988). Как ртутьорганическое соединение, он эффективно всасывается через кожу, легко накапливается в организме водными организмами и может проникать через гематоэнцефалический барьер (Bigham et al., 2005).
Фермеры, использующие Shirtan ® , наносят химикат на закладку сахарного тростника перед посадкой.Годовое потребление ртути, используемой в сельском хозяйстве, публично недоступно в APVMA. В открытом доступе имеется только два отчета об оценке и данных по выбросам ртути из Shhhton ® : работа Джонсона и Эберта (2000), в которой оценивается внесение 500 и 1000 кг ртути в год в период с 1960 по 2000 год на плантациях сахарного тростника Австралии, и в отчете, подготовленном для Министерства сельского хозяйства, водных ресурсов и окружающей среды (Marsden Jacob Associates, 2015), указывается, что в период с 2011 по 2014 год использовалось 44 000 л сорта Shirtan ® в год, что составляет около 77 000 га (77%) трость.Это соответствует выбросу 5280 кг ртути в почвы и водосборы рек, которые потенциально могут попасть в крупнейшую в мире систему коралловых рифов: Большой Барьерный риф (GBR; рис. 3).
Рисунок 3.
Плантации сахарного тростника (зеленые) в Квинсленде, Австралия, и участки, упомянутые в тексте. Темно-синим цветом показаны основные реки, которые потенциально могут стечь ртуть в Большой Барьерный риф (оранжевый).Слои карты из Министерства окружающей среды и науки Квинсленда (Pringle et al., 2018; Crossman and Li, 2020). Общедоступной карты посевов сахарного тростника в Новом Южном Уэльсе найдено не было. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f3
Рис. 3.
Плантации сахарного тростника (зеленые) в Квинсленде, Австралия, и участки, упомянутые в тексте. Темно-синим цветом показаны основные реки, которые потенциально могут стечь ртуть в Большой Барьерный риф (оранжевый). Слои карты от Департамента окружающей среды и науки Квинсленда (Pringle et al., 2018; Кроссман и Ли, 2020). Общедоступной карты посевов сахарного тростника в Новом Южном Уэльсе найдено не было. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f3
Большинство исследований по ртути, изучающих концентрацию ртути в почвах сахарного тростника в Австралии, были предприняты в 1990-х годах (Rayment et al., 1997; Rayment et al., 1998; Rayment et al., 2002) в штатах QLD и NSW ( Таблица 2).Поскольку MEMC использовался в качестве пестицида на полях сахарного тростника с 1953 года (Johnson and Ebert, 2000), исходные концентрации ртути не были доступны для упомянутых выше исследований (Rayment et al., 1997; Rayment et al., 1998; Rayment et al. , 2002). Это делает невозможным измерение низких естественных уровней ртути в почвах Австралии до развития атомно-абсорбционной спектрометрии холодного пара (Hatch and Ott, 1968). Чтобы преодолеть эту проблему, фоновая концентрация была оценена с использованием «парных» участков с похожими типами почв с минимальным количеством плантаций сахарного тростника или без него (Rayment et al., 1997; Раймент и др., 1998; Раймент и др., 2002). Разница в концентрациях ртути между почвами «парных» участков (с концентрацией ртути от 10 до 50 нг / г) и почвами полей сахарного тростника была почти в 3 раза (Таблица 2).
Концентрации ртути в почвах сахарного тростника были выше в почве Нового Южного Уэльса, чем в почвах QLD. Средняя концентрация ртути в Новом Южном Уэльсе составила 160 ± 90 нг / г ртути для глубины почвы 0–250 мм (Rayment et al., 1998), тогда как в QLD средняя концентрация ртути по данным нескольких исследований составляла примерно 76 нг / г (таблица 2). Более высокие концентрации в Новом Южном Уэльсе можно объяснить количеством MEMC, применяемого в регионе. Гамильтон и Хейдон (1996) сообщили, что в Новом Южном Уэльсе ежегодно применяется в общей сложности 400 кг MEMC, что при равном распределении равняется 15 г ртути на гектар штата Новый Южный Уэльс. В QLD это соответствует 3 г ртути на гектар (Hamilton and Haydon, 1996).
Более недавнее исследование предлагает подробную оценку содержания ртути в почве и воде в бассейне реки Талли (Turull et al., 2018), где в пойме выращивается около 200 км 2 сельскохозяйственных культур сахарного тростника. В этом исследовании измерялась концентрация ртути в почве на четырех плантациях сахарного тростника. Концентрации достигли 264 нг / г (µ = 77 ± 10 нг / г на глубине 100–200 мм; таблица 2). В совокупности эти исследования почвы указывают на среднее 3-кратное увеличение концентрации ртути по сравнению с парными необработанными участками (Рисунок 4).
Рисунок 4.
Судьбы ртути и процессы, в которых фунгицид на основе метоксиэтилхлорида ртути (MEMC) используется для обработки завязей сахарного тростника в Австралии. Коричневый текст на белом поле представляет текущие знания о судьбе MEMC в австралийской среде. Серый текст обозначает пробелы в знаниях MEMC в Австралии. На диаграмме представлена типичная ирригационная система с рециркуляционной ямой, но она не является репрезентативной для всех систем полей сахарного тростника в Австралии. Обратите внимание, что Большой Барьерный риф расположен по крайней мере в 45 км от берега.DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f4
Рис. 4.
Судьбы ртути и процессы, в которых фунгицид метоксиэтилхлорид ртути (MEMC) используется для обработки зарослей сахарного тростника в Австралии. Коричневый текст на белом поле представляет текущие знания о судьбе MEMC в австралийской среде. Серый текст обозначает пробелы в знаниях MEMC в Австралии. На диаграмме представлена типичная ирригационная система с рециркуляционной ямой, но она не является репрезентативной для всех систем полей сахарного тростника в Австралии.Обратите внимание, что Большой Барьерный риф расположен по крайней мере в 45 км от берега. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.2021.053.f4
Разложение органической ртути в почве — медленный процесс (Kimura and Miller, 1964; Turull et al., 2018). 35-дневный лабораторный эксперимент с применением хлорида метилртути (MMC) показал, что 86% –94% исходной MMC осталось в почве после 35-дневного периода эксперимента. Незначительное количество неорганической ртути, обнаруженное в почве, и отсутствие паров ртути указывает на то, что соединения метилртути достаточно устойчивы к разложению в почве (Kimura and Miller, 1964; Chalker, 2017).
Приведенные выше результаты не согласуются с выводами, сделанными Nufarm, производителем Shirtan ® . Хотя Нуфарм соблюдает правила, наложенные на Ширтан ® , включая ограничения на продажу и мониторинг ртути в почвах (Nufarm Australia Limited, 2017), Нуфарм утверждает, что результаты их мониторинга ртути в почве не показывают доказательств того, что использование Ширтан ® в сахарном тростнике приводит к накоплению ртути в почве (Marsden Jacob Associates, 2015).Это резко контрастирует с утроением концентраций ртути, обнаруженным независимыми исследователями (Раймент и др., 1998; Раймент и др., 2002; Турулл и др., 2018).
Вышеупомянутые исследования в Австралии ясно показывают, что ртуть может накапливаться в обработанных почвах. Удивительно, но APVMA не проанализировал эти недавние исследования или не обновил свой химический обзорный документ — последний химический обзор был проведен в 1995 году, и с тех пор отчет был утерян.
Одной из самых серьезных проблем при использовании MEMC на плантациях сахарного тростника является перенос органической ртути из почвы в водные потоки через орошение и осадки. Эта органическая форма ртути легко усваивается водными организмами, что может привести к токсичности (Lavoie et al., 2013). Выщелачивание MEMC из почвы в водные потоки было продемонстрировано в ходе полевого исследования, в котором оценивалась судьба MEMC в почвах плантаций сахарного тростника в Австралии, где происходит значительное перемещение MEMC из почвы в реки (Chalker, 2017).После внесения MEMC располагался преимущественно в верхнем слое почвы до 22 см ниже поверхности, а ниже 22 см имелся только следы ртути. Однако большая часть MEMC была мобилизована из почвы с помощью орошения. Уровень ртути на всех глубинах упал на один порядок за первые 5 недель и, вероятно, был смыт в нижнюю часть воды, в первую очередь во время первых поливов (Chalker, 2017).
Кроме того, исследование водосборного бассейна реки Талли, который получает входы с полей сахарного тростника (Рисунок 3), продемонстрировало, что ртуть стекает с почв сахарного тростника в водные пути, и этот процесс усиливается сильными дождями и наводнениями (Turull et al., 2018). Все измерения содержания ртути в воде ниже по течению от плантаций сахарного тростника превысили предельное значение 0,06 мкг / л по умолчанию, рекомендованное австралийскими директивами по качеству воды для обеспечения 99% уровня защиты видов для систем с незначительным и умеренным нарушением (Руководящие принципы Австралии и Новой Зеландии, 2018). Этот результат свидетельствует о том, что утверждение организации Queensland Cane Growers Organisation о том, что «использование жидкого фунгицида Ширтан в тростнике представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды», является преуменьшением (Canegrowers, 2017).Отсутствуют исследования концентраций ртути в отложениях и водных организмах каких-либо водосборных бассейнов, содержащих поля сахарного тростника. Это пробел в знаниях, требующий немедленного внимания (рис. 4).
Потенциал биоаккумуляции и биомагнификации ртути в наземных и водных пищевых цепях, окружающих поля сахарного тростника, в Австралии недостаточно изучен. Никакие опубликованные исследования не изучали скорость биоусиления ртути в местных пищевых цепях.Это вызывает особую озабоченность, если учесть, что органическая ртуть является формой ртути в пестицидах, используемых в Австралии, которая легко накапливается в биоте, особенно в рыбе (Roberts et al., 2001). О проблемах биоаккумуляции и токсичности ртути, вызванных ртутными пестицидами, используемыми в сельском хозяйстве, сообщалось и в других странах (Boudou and Ribeyre, 1997). В Швеции ртуть, используемая в пестицидах, эффективно усваивается организмами пищевой сети (Lindqvist et al., 1991), и несколько видов птиц находились под угрозой исчезновения из-за высоких концентраций ртути, обнаруженных в дикой фауне, особенно среди хищников (Lindqvist et al. al., 1991).
Неспособность государственных органов и промышленности оценить потенциальные пути воздействия органических соединений ртути на дикую природу и человека за последние 60 лет поставила окружающую среду и население Австралии под угрозу заражения ртутью. Ожидается, что из-за своей токсичности, устойчивости в биогеохимических циклах, широкого распространения и тенденции к биоаккумуляции (Gnamuš et al., 2000) значительная часть из 5280 кг ртути, высвобождаемой в почвах сахарного тростника в год, будет биоаккумулироваться и биомагнифицироваться в продуктах питания. цепи.Это относится к пищевым цепочкам на основе насекомых на полях сахарного тростника: насекомых поедают птицы, рыбы и другие дикие животные, которые в конечном итоге потребляются людьми. Из-за множества путей, связывающих наземные пищевые сети с водными потоками (например, распространение насекомых и земноводных с водными личинками; Gnamuš et al., 2000), влияние биоаккумуляции ртути из пестицидов сахарного тростника может распространяться далеко за пределы полей сахарного тростника и необходимы исследования, чтобы определить его степень.
Поскольку Большой Барьерный риф (GBR) расположен по крайней мере в 45 км к востоку от стока рек, истощающих поля сахарного тростника (Cinner et al., 2016), количество ртути, высвобожденной с плантаций сахарного тростника, которая достигает ВБР, в настоящее время неизвестно. Отсутствие информации вызывает беспокойство, если учесть, что GBR является крупнейшим коралловым рифом в мире с более чем 3 000 отдельных систем рифов и коралловых рифов (Randall et al., 1997; Рисунок 4).
В настоящее время несколько исследований ртути, проведенных в QLD, ограничиваются эстуариями и прибрежными районами, а не конкретно в пределах GBR.В прибрежных районах QLD содержание ртути было измерено в кернах отложений Боулинг-Грин-Бей и Апстарт-Бей. Первый расположен к югу от устья реки Бурдекин, недалеко от плантации сахарного тростника (рис. 3). Концентрации ртути в донных отложениях Апстарт-Бей в 1990-е годы достигали 100 нг / г, что на порядок выше среднего фонового значения 50 нг / г (Walker and Brunskill, 1997).
Помимо загрязнения ртутью от пестицидов, исторические кустарные золотые рудники в Новом Южном Уэльсе и QLD также следует рассматривать как источник ртути в реках, эстуариях и в Великобритании.Исследование концентраций ртути в кернах донных отложений, собранных в Боулинг-Грин-Бей (рис. 3), показало резкое увеличение в период между 1870 и 1890 годами, связанное с переносом ртути, использованной в процессе амальгамирования при добыче золота в районе Чартерс-Тауэрс / Рейвенсвуд. (Уокер и Бранскилл, 1997). Различие между этими двумя источниками было примерно проведено путем привязки концентраций ртути к временному контексту. Кустарная добыча золота в QLD происходила со второй половины XIX века до 1920-х годов (Mate, 2014), но использование ртути для добычи золота начало постепенно сокращаться в 1970-х годах, когда цианид стал широко применяться (Mudd, 2007).Использование MEMC на плантациях сахарного тростника началось в 1950-х годах, и более поздние пики концентраций металлов в кернах отложений совпадают с временными рамками для принятия фунгицидов ртути. Для подтверждения этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования. Современные изотопные анализы ртути могут с большей точностью подтвердить различие между золотодобычей и пестицидами как источниками ртути в отложениях на побережье Нового Южного Уэльса и QLD. Большинство исследований, опубликованных по ртути в регионе, были опубликованы до 2000-х годов, и из-за ограниченных аналитических методов, доступных в то время, определение состава ртути и изотопный анализ отсутствуют.С тех пор методы датирования (Andersen, 2017) и изотопный анализ ртути (Hintelmann and Ogrinc, 2002) значительно улучшились, открыв возможность более точного определения источников ртути в ВБР.
Учитывая количество ртути, выбрасываемой в окружающую среду в год в результате использования пестицидов, а также экологическое, всемирное наследие и туристическое значение ВБР, исследования ртути в этой области срочно необходимы для обеспечения полного понимания источников и судьбы ртути. ртуть в этой чувствительной среде и ее биоаккумуляция и биомагнификация в пищевых цепочках (рис. 4).
Токсичность ртути вызывает особую озабоченность у кораллов, поскольку она может денатурировать белки и инактивировать ряд ферментов, которые имеют решающее значение для метаморфоза у книдарий (Leitz, 1997). В Австралии исследования показали, что MEMC чрезвычайно токсичен для кораллов в низких концентрациях, влияя на оплодотворение и метаморфоз кораллов, вызывая обесцвечивание кораллов и гибель тканей хозяина (Markey et al., 2007). Несколько пестицидов, используемых на плантациях сахарного тростника в Австралии, были испытаны на кораллах, и MEMC оказал наиболее вредное воздействие на здоровье (Markey et al., 2007). MEMC затронул все стадии жизни Acropora millepora , обычного каменистого коралла. И оплодотворение, и метаморфоз были подавлены, полипы исчезли, а эффективность фотосинтеза несколько снизилась при 1,0 мкг / л ртути. Концентрации MEMC 3 мкг / л обычно было достаточно, чтобы личинки Acropora millepora оставались неподвижными.При обработке MEMC 10 мкг / л ветви обесцвечивались, а часть тканей хозяина погибала. При более высокой концентрации 30 мкг / л MEMC вызывал разрыв и гибель всех личинок (Markey et al., 2007).
Концентрация MEMC в воде, вызывающая подавление оплодотворения у 50% популяции кораллов в течение 144 часов (EC 50 ), составляла 1,68 ± 0,04 мкг / л (Markey et al., 2007). Это, в сочетании с низким уровнем MEMC, равным 1,0 мкг / л, влияет на все стадии развития Acropora millepora , которые являются критическими точками в истории жизни кораллов в целом (Markey et al., 2007). В результате сбой любого отдельного события на стадии жизни может снизить способность популяции пополниться. Это вызывает особую озабоченность в контексте участившихся случаев обесцвечивания кораллов в ВБР, а также увеличения масштабов наводнений и лесных пожаров в регионе (Ainsworth et al., 2016).
Информация по другим водным организмам отсутствует (Рисунок 4). Это ключевая информация для понимания того, как ртуть накапливается и усиливается в местных пищевых цепочках.Учитывая, что ртуть является стойким загрязнителем, передающимся от добычи к хищнику (Schneider et al., 2020), измерения у организмов, населяющих плантации сахарного тростника, особенно у высших хищников (змеи, хищники), важны для понимания того, как ртуть с полей сахарного тростника представляет опасность для здоровья. дикая природа.
Некоторые соединения ртути использовались в сельском хозяйстве, и их токсичность зависит от химической природы соединения ртути (Saha and McKinlay, 1973).Металлическая ртуть, принимаемая перорально, имеет относительно низкую токсичность из-за низкой биодоступности, но хроническое воздействие ее паров может быть опасным (Bidstrup, 1964). Растворимые неорганические соли ртути давно известны своей токсичностью; однако ртутьорганические соединения даже более токсичны для человека, чем неорганические соли (Saha and McKinlay, 1973).
К счастью, случаи массового отравления ртутью, подобные тем катастрофическим событиям, которые наблюдались в Ираке, Пакистане и Гватемале, маловероятны в Австралии.В этих примерах отравление ртутью было связано с прямым проглатыванием органической ртути через потребление семян, обработанных фунгицидом ртути (Al-Damluji, 1976; Al-Tikriti and Al-Mufti, 1976), в то время как в Австралии он используется на установках сахарного тростника, когда посадка сельскохозяйственных культур (Kealley, 2015). Режим воздействия в этих случаях различен, и необходимо лучше оценить и понять воздействие, характерное для австралийских сельскохозяйственных рабочих и окружающей среды.
При использовании MEMC на плантациях сахарного тростника случаи отравления ртутью могут произойти, если работник фермы вступит в контакт с Shirtan ® через рот или через кожу, через кожу или перорально.Это вызывает беспокойство, поскольку пользователи химических веществ нередко неправильно применяют или утилизируют опасные химические вещества (Calliera et al., 2013; Huici et al., 2017; Bagheri et al., 2021). Хотя современная информация и правила, налагаемые на обращение с ртутными пестицидами в Австралии, являются исчерпывающими, они требуют от рабочих строгого соблюдения процедур. Это может быть проблематично, если рабочие, использующие Shirtan ® , не обучены обращению с такими токсичными материалами и плохо контролируются. Это возможно в Австралии, если учесть широко распространенную практику найма странствующих сельскохозяйственных рабочих, особенно тех, для кого английский не является родным языком.Этим рабочим придется полагаться на свой часто ограниченный английский, чтобы надлежащим образом соблюдать процедуры технической безопасности при разбавлении концентрата MEMC.
Риск воздействия ртути возрастает, когда механические сеялки выходят из строя, и сельскохозяйственные рабочие вынуждены сажать сеялки вручную. Кроме того, механический посев иногда требует ручного вмешательства для завершения посадки, когда сельскохозяйственных рабочих отправляют для посадки растений вручную (Kealley, 2015).Сообщается, что в северных регионах Австралии, где климат обычно жаркий и влажный, рабочие время от времени снимают защитную одежду из-за чрезмерного потоотделения. Прямое воздействие может происходить, если вы вытираете рот или лицо рукой (Kealley, 2015).
Еще одно возможное воздействие небезопасных уровней происходит при несоблюдении инструкций по разбавлению продукта. Фермеры, как известно, «добавляют немного больше на всякий случай» при разбавлении Shirtan ® , в результате чего разбавленные лечебные растворы содержат более высокую концентрацию ртутьорганического вещества, чем указано в инструкции (Kealley, 2015).
Понятно, что перечисленные риски нельзя обобщать. Большинство фермеров осведомлены о токсичности ртути и заботятся о здоровье своих рабочих. Однако, поскольку ртуть в низких концентрациях токсична, любые ошибки могут нанести вред здоровью фермеров. Правительству следует внимательно следить за отраслевой практикой и симптомами длительного воздействия ртути. В Департамент здравоохранения штата в QLD, SafeWork NSW и WorkCover QLD обратились с просьбой предоставить информацию об измерениях ртути у фермеров, но эти три агентства не знают о каких-либо текущих измерениях.Это, пожалуй, самая срочная информация, необходимая в отношении рисков для безопасности и здоровья, связанных с использованием MEMC в Австралии. Чтобы рассмотреть этот риск в перспективе, концентрация MEMC в Shirtan ® составляет 120 г / л, в то время как RfD в США для хронического перорального воздействия метилртути составляет 0,1 мкг ртути на кг веса тела в день. Любая ошибка, допущенная при использовании Shirtan ® , может означать значительное воздействие ртутьорганических соединений.
Ошибочные диагнозы отравления ртутью широко освещались в литературе.В Гватемале случаи отравления ртутью в период вегетации пшеницы 1963, 1964 и 1965 годов первоначально считались вирусным энцефалитом (Bakir et al., 1980). Отравление ртутью было диагностировано только после того, как 20 человек умерли от употребления семян, обработанных органической ртутью (Bakir et al., 1973).
В случае MEMC в Австралии отравление ртутью вряд ли будет очень токсичным. Вероятные симптомы связаны с легким отравлением ртутью, например, утомляемость и медлительность умственного развития, и вряд ли побудят сельскохозяйственных рабочих обратиться к врачу.При обращении за медицинской помощью практикующий врач, скорее всего, укажет на более частые причины, если только не упоминалась возможность отравления ртутью.
Еще более вероятно, что трудность диагностики возникнет у странствующих фермеров, которые часто переходят между сезонными сельскохозяйственными работами или на другую работу до конца года (Kealley, 2015). В большинстве случаев у этих работников нет постоянного или постоянного практикующего врача, а также может отсутствовать история болезни.Эти работники, особенно с ограниченным образованием и языковыми барьерами, могут даже не осознавать, что они подверглись воздействию ртути на рабочем месте (или не осознают риски, связанные с воздействием ртути), и вряд ли дадут медицинскому работнику какие-либо подсказки о возможном воздействии ртути. отравление ртутью.
Помимо трудности диагностики, существует скрытый период в несколько недель или месяцев между воздействием ртутьорганического вещества и развитием симптомов отравления.Сообщалось, что этот латентный период был изучен и доказал, что он усугубил проблему воздействия на здоровье ртути (Bakir et al., 1973; Al-Damluji, 1976; Al-Tikriti and Al-Mufti, 1976). Во время инцидентов с отравлением в Ираке пациенты признались, что их предостерегали от употребления пшеницы в пищу, потому что она была обработана вредным веществом (Джалили и Аббаси, 1961). Некоторые из них промыли его, чтобы избавиться от яда, и когда они заметили, что с цыплятами, потреблявшими его в течение нескольких дней, ничего не случилось, они начали есть его, иногда смешанный с большим количеством необработанной пшеницы или кукурузы (Al-Damluji, 1976 ).Некоторые люди, которые ели обработанную пшеницу, оставались здоровыми в течение нескольких дней или недель, подавая плохой пример другим, которые, не колеблясь, потребляли хлеб, приготовленный из обработанной ртутью пшеницы.
В Австралии этот латентный период между приемом дозы и появлением симптомов может дать фермерам ложное чувство безопасности. Это особенно характерно для районов, где фермеры нанимают странствующих рабочих в месяцы посадки и сбора урожая тростника.К моменту появления симптомов работник не обязательно будет помнить, что когда он работал с MEMC, он подвергался воздействию ртути (особенно с учетом потенциальных проблем с памятью и когнитивной функцией, если они являются симптоматическими).
Учитывая токсичность MEMC и тесный контакт с фермерами, наиболее разумным решением было бы для правительства инициировать программу мониторинга здоровья фермеров, использующих MEMC.В Австралии, хотя фермеры получают существенную практическую информацию и инструменты управления от правительственных и неправительственных агентств, предназначенные для помощи производителям в сельскохозяйственных отраслях (Rural Industries Research and Development Corporation, 2007), ртуть до сих пор официально не считалась опасностью для здоровья фермеров в Австралии. (Fragar et al., 2001), и не существует программы биомониторинга для измерения концентраций ртути в волосах сельскохозяйственных рабочих в то время, когда они используют MEMC.Это приводит к проблеме бесконечного цикла: если использование MEMC не считается риском для здоровья фермеров, ни один работник фермы не будет подвергаться биомониторингу, а если работник фермы не подвергается биомониторингу, использование MEMC никогда не будет считаться риском для здоровья фермы. рабочие.
Как показано выше, экологическая судьба MEMC недостаточно хорошо задокументирована в литературе, а экологические последствия и воздействие MEMC на человека в Австралии практически неизвестны.Несмотря на высокую токсичность ртутных пестицидов, о которых уже широко сообщалось в научной литературе (Bakir et al., 1980; Clarkson, 2002; Bigham et al., 2005; Clarkson and Magos, 2006; Bernhoft, 2012), в Австралии все еще отсутствует полное понимание судьбы ртути, высвобождающейся в результате использования MEMC в сахарном тростнике, включая риски, которые она может представлять для водных организмов, людей, потребляющих их, и сельскохозяйственных рабочих, применяющих пестициды.
Хотя можно было бы ожидать, что химический обзор жидкого фунгицида Shirtan ® предоставит информацию об экологическом и человеческом воздействии этого продукта, APVMA не может найти этот отчет.Кроме того, информация о количестве MEMC, используемого в сельском хозяйстве в год, недоступна для общественности. Попытка получить доступ к этой информации через Закон о свободе информации 1982 года была отклонена APVMA на том основании, что они «освобождены от ответственности в соответствии с разделом 45 [документы, содержащие материалы, полученные конфиденциально] Закона о свободе информации» и «отказано в доступе к документам в соответствии с разделом 24A (1) (b) (ii) [Документ утерян или не существует] Закона о свободе информации ».
Несмотря на то, что доступны сопоставимые альтернативные продукты (обсуждаются ниже), ртутьсодержащий пестицид имеет существенное проникновение на рынок: обрабатывается примерно 80% новых насаждений, что составляет в среднем 44000 литров продукта в год (Департамент окружающей среды и энергетики , 2016).Этот выброс ртути в результате применения MEMC на плантациях сахарного тростника на основе прогнозируемых оценок вреда для здоровья человека на килограмм ртути, по оценкам, обходится Австралии примерно в 25,8 млн долларов США в год (Marsden Jacob Associates, 2015).
На рисунке 4 представлен цикл MEMC на плантациях сахарного тростника в Австралии. Коричневым цветом выделена известная в настоящее время информация (обсуждаемая выше), а серым — пробелы в знаниях, которые требуют немедленной оценки для понимания воздействия на окружающую среду и здоровье 5280 кг ртути, ежегодно выбрасываемых на плантациях сахарного тростника в Австралии.
Наиболее изученным элементом окружающей среды является почва, в то время как биоаккумуляция и биомагнификация плохо изучены и являются ключевым пробелом, который необходимо устранить, чтобы понять воздействие ртути на дикую природу и людей. Также существует острая необходимость в исследованиях судьбы различных форм ртути, которые циркулируют в окружающей среде. Не менее важно прояснить вклад ртути в результате кустарной добычи золота, которая может вносить ртуть в речные системы помимо пестицидов сахарного тростника.На вопрос о том, как 60 лет использования MEMC в Австралии повлияло на окружающую среду и здоровье человека, невозможно ответить из-за отсутствия знаний и оценки рисков для этого продукта. Тем не менее, его можно использовать в качестве примера неудачного управленческого решения, которое подвергло Австралию значительному долгосрочному риску, последствия которого еще предстоит понять.
Есть две причины, которые могут объяснить, почему MEMC продолжает использоваться в Австралии, несмотря на то, что он был запрещен множеством других регулирующих органов.Во-первых, это популярность MEMC как фунгицида, основанная на убеждении, что он стимулирует быстрое прорастание стеблей тростника в дополнение к борьбе с ананасовой болезнью (Kealley, 2015; Marsden Jacob Associates, 2015). Во-вторых, это ненаучное утверждение, что использование MEMC в сахарном тростнике в Австралии представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды (Kealley, 2015; Canegrowers, 2017). Возможная причина — финансовое бремя, которое поэтапный отказ от MEMC ляжет на несколько, но влиятельных австралийских отраслей и компаний.Страны, гораздо менее богатые, чем Австралия, преодолели гораздо более серьезные экономические препятствия на пути отказа от ртутных пестицидов.
Первое предположение о том, что MEMC стимулирует более быстрое прорастание ростков тростника, не было научно подтверждено. Теория, вероятно, является традиционным мнением поколений пользователей MEMC и институциональным побочным продуктом культуры, а не фактом (Marsden Jacob Associates, 2015). Болезнь ананаса, вредитель, который MEMC контролирует в Австралии, представляет собой болезнь, угрожающую сахарному тростнику во всем мире.Альтернативы, не содержащие ртути, уже были протестированы за границей и в Австралии, что свидетельствует о том, что эти альтернативные продукты столь же эффективны или лучше, чем MEMC (Bhuiyan et al., 2014; Apet et al., 2015). Исследователи из других стран, таких как Бразилия и Индия, в течение многих лет справлялись с этой болезнью без использования ртути (Apet et al., 2015).
Уже существуют альтернативы MEMC, зарегистрированные в Австралии APVMA для лечения ананасовой болезни, некоторые из которых дешевле (Marsden Jacob Associates, 2015).Однако некоторые фермеры заявляют, что эти более дешевые варианты могут поставить под угрозу прорастание сеток, требующих больших затрат на пересадку (Marsden Jacob Associates, 2015). Нуфарм утверждает, что, если ртутный пестицид не будет использоваться, риск для сельскохозяйственных культур может увеличиться на 30% (Marsden Jacob Associates, 2015), что составляет 3150 гектаров в год. Если посевы повреждены, наиболее вероятным ответом будет повторная посадка урожая по цене от 1000 до 1500 австралийских долларов за гектар. Если предположить, что эта оценка верна, потенциальные убытки от неиспользования MEMC могут составить 3 937 500 австралийских долларов в год (Marsden Jacob Associates, 2015).
Возможные негативные последствия для прорастания, вызванные использованием фунгицидов, не содержащих ртути, не ограничиваются Австралией. Исследования показали ограничение всхожести из-за использования определенных фунгицидов, особенно для культур сои (Mertz et al., 2009; Zhang et al., 2010). В Бразилии фермеры преодолевают эту проблему, смешивая химические группы фунгицидов для борьбы с ананасовой болезнью с более низкой дозой фунгицидов группы G1 (Russell, 2009).Бразильские фермеры также смешивают биостимуляторы, содержащие регуляторы роста растений, с фунгицидами, чтобы обеспечить прорастание растений сахарного тростника (W. L. Gavassoni, личное сообщение).
В Австралии коммерчески доступны альтернативные фунгициды, которые считаются эффективными против ананасовой болезни, включая пропиконазол, триадименол и флутриафол (Marsden Jacob Associates, 2015; APVMA, 2020b). Предыдущий анализ показал, что фунгициды на основе пропиконазола стоят примерно вдвое дешевле, чем ртутьсодержащие пестициды, и эти относительные затраты были подтверждены в ходе обсуждений с представителями отрасли (Marsden Jacob Associates, 2015).
Настоящая проблема, которую можно принять во внимание, заключается в том, что у грибов может развиться толерантность к продукту, а альтернативные пестициды со временем могут стать менее эффективными. Эта проблема была решена путем реализации планов управления устойчивостью к пестицидам, гарантирующих, что продукты используются надлежащим образом для управления устойчивостью без ущерба для борьбы с болезнями (Anderson et al., 2019). С этой целью уроки, извлеченные другими странами, которые являются важными производителями сахарного тростника и в которых много лет назад были запрещены ртутные пестициды, могут помочь фермерам в Австралии перейти на варианты, не содержащие ртуть.
Аргумент, что «MEMC представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды» (Canegrowers, 2017), не основан на каких-либо доказательствах и противоречит имеющимся в настоящее время данным (Al-Damluji, 1976; Lindqvist et al., 1991; Turull et al. ., 2018). MEMC является токсичным фунгицидом, и недостаточно исследований его воздействия на окружающую среду Австралии (обсуждаемых выше), чтобы предоставить доказательства защиты окружающей среды.
Важный момент в истории использования ртути в качестве пестицида в Австралии остается неясным в этом обзоре. В 1995 году APVMA отменило регистрацию и соответствующие утверждения этикеток для сельскохозяйственных продуктов, содержащих ртуть, за одним исключением — жидким фунгицидом Shirtan ® и только в том случае, если концентрация ртути в почве не превышает фоновые уровни (Turull et al., 2018 ). Вопросы, которые должны были быть рассмотрены, но остались без ответа: (1) Почему только Ширтан остался зарегистрированным в Австралии? и (2) почему с 1990-х годов была собрана научная информация, демонстрирующая 3-кратное увеличение содержания ртути в почвах сахарного тростника (Rayment et al., 1997; Раймент и др., 1998; Раймент и др., 2002; Turull et al., 2018), недостаточно для того, чтобы APVMA поэтапно отказалась от использования Shirtan ® ?
Есть несколько других неизвестных факторов, которые австралийское правительство не приняло мер для поэтапного отказа от MEMC. Они могут включать в себя ряд факторов, таких как существующие запасы Shirtan ® , затраты, культурные и межпоколенческие убеждения, среди прочего. Хотя точное объяснение неясно, мы надеемся, что риск, на который пошло правительство Австралии, продолжая использовать MEMC, будет заменен осведомленностью об окружающей среде и здоровье.
Исторически сложилось так, что фунгицид ртути был прорывным открытием, способствовавшим повышению продуктивности сельского хозяйства во многих странах мира. Этот ранний успех, возможно, способствовал тенденции игнорировать его токсичность. Несколько случаев отравления ртутью было зарегистрировано в середине 20-го века, но мало что изменилось до 1970-х годов, когда в Ираке произошел крупный инцидент с отравлением ртутью.После этих инцидентов диагностика и лечение отравлений ртутью заметно улучшились, и во всем мире были приняты меры и правила для контроля за загрязнением ртутью. С тех пор ртутные пестициды были классифицированы как особо опасных пестицидов как ВОЗ, так и ФАО Организации Объединенных Наций, а Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде наблюдает за международным соглашением, Минаматской конвенцией по ртути, по контролю за загрязнением ртутью и ее воздействием на человека.
Исследования судьбы MEMC, применяемого в сахарном тростнике в Австралии, отсутствуют, но немногочисленные доступные исследования показали трехкратное увеличение концентрации ртути в почве и концентрации ртути в пресной воде, превышающей нормы.Эти результаты противоречат предыдущим утверждениям о том, что MEMC представляет незначительный риск для здоровья человека и окружающей среды. Обширные исследования показали неопровержимые доказательства того, что ртуть, даже в небольших количествах, токсична. Есть все основания полагать, что использование MEMC в Австралии поставило здоровье австралийских диких животных и людей под угрозу долгосрочного вреда. Ратификация Минаматской конвенции о ртути станет значительным шагом вперед в деле запрещения ртутных пестицидов и контроля за загрязнением ртутью как внутри страны, так и за рубежом.
Определение случая: отравление органической ртутью
Клиническое описание
Хотя проглатывание органической ртути является наиболее типичным путем отравления органической ртутью, токсичность также может быть результатом вдыхания и воздействия на кожу, особенно с диметилртутью. Симптомы отравления могут проявляться через несколько недель после воздействия органической ртути и обычно затрагивают центральную нервную систему.Эти симптомы могут включать парестезии, головные боли, атаксию, дизартрию, сужение поля зрения, слепоту и нарушение слуха (1-5).
Лабораторные критерии диагностики
- Biologic: Случай, в котором определяется уровень ртути в цельной крови (> 10 мкг / л) (1), как определено коммерческой лабораторией. Уровни ртути в моче бесполезны при оценке отравления органической ртутью. (1-5)
— ИЛИ-
- Окружающая среда: Обнаружение ртути в пробах окружающей среды.(6-9)
Классификация случаев
- Подозреваемый: Случай, в котором потенциально зараженное лицо оценивается медицинскими работниками или должностными лицами здравоохранения на предмет отравления определенным химическим агентом, но никакой конкретной реальной угрозы не существует.
- Вероятный: Клинически совместимый случай, при котором существует высокий индекс подозрения (достоверная угроза или история пациента относительно места и времени) воздействия органической ртути или существует эпидемиологическая связь между этим случаем и лабораторно подтвержденным случаем.
- Подтверждено: Клинически совместимый случай, в котором лабораторные тесты подтвердили воздействие.
Случай может быть подтвержден, если лабораторные исследования не проводились, поскольку присутствовало преобладающее количество клинических и неспецифических лабораторных доказательств наличия определенного химического вещества или этиология агента известна со 100% уверенностью.
Дополнительные ресурсы
- Sue, YJ. Глава 96 — Меркурий. В: Nelson LS, Lewin NA, Howland MA, Hoffman RS, Goldfrank LR, Flomenbaum NE, ред.Чрезвычайные токсикологические ситуации Голдфрэнка. 9 изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл; 2011: 1299-1307.
- Hill WH. Отчет о двух смертельных случаях от воздействия паров диэтилртути. Can J Pub Health 1943; 34: 158-60.
- Хук О., Лундгрен К.Д., Свенсон А. Об отравлении алкил ртутью с описанием двух случаев. Acta Med Scand 1954; 150: 131-7.
- Nierenberg DW, Nordgren RE, Chang MB и др. Отсроченная болезнь мозжечка и смерть после случайного воздействия диметилртути. Н. Энг Дж. Мед. 1998; 338: 1672-76.
- Бакир Ф., Дамлуджи С.Ф., Амин-Заки Л. Отравление метилртутью в Ираке. Наука 1973; 181: 230-41.
- NIOSH. Руководство по аналитическим методам NIOSH [онлайн]. 2003. [цитировано 5 апреля 2013 г.]. Доступно по URL-адресу: https://www.cdc.gov/niosh/docs/2003-154/.
- OSHA. Отбор проб и аналитические методы [онлайн]. 2010. [цитировано 5 апреля 2013 г.]. Доступно по URL: http://www.osha.gov/dts/sltc/methods/index.htmlexternal icon.
- FDA. Питание: Лабораторные методы [онлайн]. 2013. [цитировано 5 апреля 2013 г.].Доступно по URL-адресу: http://www.fda.gov/Food/FoodScienceResearch/LaboratoryMethods/default.htmexternal icon.
- EPA. Избранные аналитические методы: запрос химических методов [онлайн]. 2013. [цитировано 5 апреля 2013 г.]. Доступно по URL-адресу: http://www.epa.gov/sam/searchchem.htmexternal icon.
Запрет на большинство пестицидов с ртутью
ВАШИНГТОН, 18 февраля — Агентство по охране окружающей среды постановило сегодня немедленно запретить производство практически всех пестицидов, содержащих ртуть.
United Press International
Рассел Э. Трейн, глава агентства по охране окружающей среды, привел случаи расстройств нервной системы, вызванных отравлением ртутью в Японии, Иране и Соединенных Штатах, как доказательство того, что неконтролируемое использование ртутных пестицидов может привести к серьезным последствиям. необоснованная опасность для здоровья человека.
Новый приказ остановит производство всех ртутных пестицидов, используемых в качестве бактерицидов или фунгицидов в красках, лаках и лаках. Это также положило конец использованию таких пестицидов на газоне, в том числе на лужайках для гольфа и других площадках для гольфа, а также при обработке семян.
«Экономические, социальные и экологические издержки и выгоды от непрерывного использования [ртутных пестицидов] недостаточны, чтобы перевесить риск для человека или окружающей среды», — сказал г-н Трейн.
Он сказал, что зарегистрированные и рекомендованные пестициды существуют и доступны для замены опасных веществ по разумной цене.
Однако приказ мистера Трейна о запрете всех ртутных пестицидов прекратился.
Он разрешил продолжение; производство фунгицидов, содержащих соединения ртути, для обработки тканей, таких как навесы и брезент, предназначенных для длительного использования на открытом воздухе, для борьбы с коричневой плесенью и для борьбы с болезнью голландского вяза.
Представитель сказал, что действия г-на Трейна должны сократить количество ртути, попадающей в окружающую среду в результате использования пестицидов, примерно на 98,5 процента.
Г-н Трейн сказал, что большинство соединений ртути, используемых в пестицидах, сами по себе не опасны. Но, по его словам, относительно безобидные соединения ртути превращаются в окружающей среде в токсичную метилртуть, вещество, которое накапливается на все более высоких уровнях в пищевой цепи.
Проглатывание или вдыхание достаточного количества метилртути вызывает расстройства центральной нервной системы у животных и людей, которые могут вызвать болезнь или смерть, сообщает агентство по охране окружающей среды.
Представитель E.P.A. сказал, что на лакокрасочную промышленность приходится почти 90 процентов ртути, используемой в пестицидах.
По его словам, 359 000 фунтов ртути, использованной в пестицидах в 1973 году, включают около 321 000 фунтов для краски, 26 000 фунтов для обработки дерна. 7000 фунтов на обработку семян и 5000 фунтов на такие вещи, как обработка тканей, защита древесины и борьба с болезнью голландского вяза.
[Ассошиэйтед Пресс сообщило, что представитель экологического агентства в Вашингтоне сказал, что «превентивные меры» были вызваны делом в Аламагордо, штат Нью-Йорк.M., в котором члены семьи ослепли и получили повреждение нервной системы после употребления в пищу мяса свиней, которые ели семена, зараженные пестицидами, обработанными ртутью.]
Приказ г-на Трейна явился результатом уведомления об отмене, выпущенного в 1972 г. для всех пестицидов, содержащих ртуть, из-за «существенного вопроса» об их безопасности даже при использовании в соответствии с ограничениями на этикетке. E.P.A. Судья по административным правонарушениям вынес решение 12 декабря прошлого года после слушаний по этому уведомлению.
Г-н Трейн сказал, что все ртутные пестициды, произведенные до выдачи его приказа, могут быть проданы. Он сказал, что использование этих продуктов представляет собой наиболее практичный способ избавиться от них.
Наш любимый яд | Discover Magazine
Начнем с простого факта: ртуть невероятно токсична и опасна. Одна капля на руку человека может быть необратимо смертельной. Одна капля в большом озере может сделать всю рыбу в нем небезопасной для употребления в пищу.
Ртуть, которую часто называют ртутью, является единственным распространенным металлом, который находится в жидком состоянии при комнатной температуре.Алхимики, в том числе молодой сэр Исаак Ньютон, считали, что это источник золота. В современную эпоху он стал обычным ингредиентом красок, диуретиков, пестицидов, батареек, люминесцентных ламп, кремов для кожи, противогрибковых средств, детских вакцин и, конечно же, термометров. Вероятно, прямо сейчас во рту что-то есть: так называемые серебряные зубные пломбы наполовину состоят из ртути.
Ртуть также является побочным продуктом многих промышленных процессов. Только в Соединенных Штатах угольные электростанции перекачивают в воздух около 50 тонн угля в год.Эта ртуть проливается дождем с неба в океаны, озера, реки и ручьи, где она концентрируется в плоти рыб, моллюсков, тюленей и китов. В прошлом году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов определило, что в море так много ртути, что женщинам детородного возраста следует строго ограничить потребление более крупной океанской рыбы. Предупреждение приходит слишком поздно для многих матерей. Общенациональное исследование Центров по контролю за заболеваниями показывает, что каждая 12-я женщина детородного возраста уже имеет небезопасный уровень ртути в крови и что риску могут подвергаться 600 000 младенцев в Соединенных Штатах.Но возникает важный вопрос: ради чего рискуете?
Младенцы, рожденные от матерей, зараженных ртутью в заливе Минамата в Японии в 1956 году, имели серьезные неврологические нарушения, включая глухоту, слепоту, умственную отсталость и церебральный паралич. У взрослых отравление ртутью может вызвать онемение, спотыкание, слабоумие и смерть. «Не секрет, что воздействие ртути очень токсично, — говорит токсиколог Алан Стерн, участник доклада Национального исследовательского совета 2000 года о токсичности ртути.Но воздействие высокого уровня, подобное тому, что было в Минамате, не может помочь ученым определить, отравят ли шесть серебряных начинок и еженедельный сэндвич с тунцом и салатом: вас или еще не родившегося ребенка. «Вопрос в том, каковы эффекты при низких уровнях воздействия?» он говорит.
Типы тунца: Одним из наиболее распространенных источников воздействия ртути с низким уровнем содержания ртути является тунец. Поскольку они являются крупными и долгоживущими хищниками, тунец накапливает в своих тканях больше ртути, чем более мелкие и недолговечные рыбы. При тестировании на содержание ртути в частях на миллион, мясо тунца-альбакора, которому требуется пять лет для созревания, содержит примерно в четыре раза больше ртути, чем кусок светлого тунца, который получают от более молодой рыбы.| Фотография Джеймса Войчика
Данные теперь показывают, что эффекты могут возникать на уровнях ниже, чем кто-либо подозревал. Некоторые исследования показывают, что у детей, подвергшихся воздействию небольшого количества ртути в утробе матери, замедляются рефлексы, наблюдается дефицит речи и сокращается продолжительность концентрации внимания. Недавние исследования показали возможную связь между сердечными заболеваниями и ртутью, попадающей в организм взрослых при употреблении в пищу рыбы. Другие группы утверждают, что воздействие ртути вызывает болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, болезнь Альцгеймера и рост аутизма.
Как и в какой форме ртуть наносит ущерб, пока неясно. Тем не менее ученые и политики согласны с тем, что необходимо усиление регулирования. Агентство по охране окружающей среды планирует завершить свое спорное первое правило о сокращении выбросов ртути электростанциями в этом месяце, а делегаты Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде встретились в конце февраля, чтобы обсудить международную конвенцию, ограничивающую использование и выбросы ртути.
Десять лет назад исследователи и законодатели согласились с тем, что свинец, еще один тяжелый металл, вреден для детей на уровне в одну шестую от ранее признанного.Но ученым потребовались десятилетия, чтобы установить масштабы и тонкость отравления свинцом. Ртуть в настоящее время является повсеместным загрязнителем. У среднего американца может быть несколько микрограммов ее в каждом литре крови, а содержание ртути в атмосфере, возможно, утроилось с начала индустриальной эпохи. Что бы ни нужно было сделать, чтобы защитить человечество от его любви к ртути, это должно произойти скорее.
В августе 1996 года Карен Веттерхан, профессор химии Дартмутского колледжа в Ганновере, штат Нью-Гэмпшир, пролила несколько капель лабораторного соединения под названием диметилртуть на одну из своих рук.На ней были лабораторные латексные перчатки, поэтому она не особо об этом думала. Коллега видел ее на конференции в ноябре следующего года. «Она сказала, что думала, что заболела гриппом», — говорит токсиколог Вас Апошиан из Университета Аризоны. К тому времени, когда Веттерхану поставили диагноз отравление ртутью, в январе было уже слишком поздно. Несмотря на последующее лечение, которое помогло очистить ее тело от металла, в феврале она перешла в вегетативное состояние и умерла в июне следующего года.
Ученые не могут объяснить, почему ртутью часто требуются месяцы, чтобы проявить свое действие.«Если бы мы знали это, мы бы знали намного больше о том, как ртуть отравляет мозг», — говорит Том Кларксон, токсиколог из Медицинского центра Университета Рочестера.
Степень токсичности ртути зависит от формы и пути воздействия. Вы можете без особого страха проглотить жидкую форму элементарной ртути, потому что она не проникает через слизистую оболочку желудка и кишечника. С другой стороны, жидкая ртуть испаряется при комнатной температуре, и когда вы вдыхаете пар, она перемещается прямо из легких в кровоток в мозг.Сломанный термометр может выделять достаточно паров ртути, чтобы отравить воздух в комнате — одна из причин, по которой некоторые города и несколько штатов не поощряют продажу термометров ртутной лихорадки.
Ртуть также связывается с другими элементами в виде солей и органических соединений различной токсичности. Диметилртуть, вещество, отравившее дартмутского химика, представляет собой синтетическую форму органической ртути, которую редко можно найти за пределами лаборатории. Более простое органическое соединение, называемое метилртутью, вызывает большее беспокойство, поскольку метилртуть — это форма, которая содержится в мясе рыбы.
Морепродукты — один из двух наиболее распространенных источников воздействия ртути на взрослых. Хотя концентрации ртути в воздухе и воде увеличиваются, они все еще слишком малы, чтобы вызывать тревогу. Но бактерии перерабатывают ртуть в озерах и океанах в форму, которая накапливается в живых тканях. Планктон поглощает бактерии и, в свою очередь, поедается мелкой рыбой. С каждым приемом пищи концентрация ртути повышается. Затем более крупная рыба поедает мелкую, еще больше увеличивая концентрацию в тканях. Рыба, находящаяся на вершине пищевой цепи, накапливает больше всего ртути.Виды, выделенные в недавнем сообщении FDA — крупные хищники, такие как тунец-альбакор, акула и рыба-меч — могут иметь в тканях в 100 раз больше ртути, чем у более мелких рыб.
Метилртуть в рыбе легко проходит из кишечника человека в кровоток и далее во все органы и ткани. Кажется, что он наиболее сильно действует на мозг, потому что это соединение сильно притягивается к жировым молекулам, называемым липидами, а в мозге самое высокое содержание липидов среди всех органов. Метилртуть проникает через защитный гематоэнцефалический барьер, связываясь с незаменимой аминокислотой, которая имеет специальные белки-переносчики, которые направляют ее в клетки мозга.Попадая в клетки мозга, некоторые из них превращаются в неорганическую форму, которая прилипает ко многим структурным белкам и ферментам, важным для функционирования клеток, и выводит их из строя. «Он может нарушить биологическую функцию любого белка, с которым связывается», — говорит Бойд Хейли, биохимик из Университета Кентукки.
Исследователи узнали, сколько ртути может выдержать организм, из исследований жертв катастрофического отравления, таких как японцы, которые заболели, поедая рыбу из залива Минамата, и иракцы, которые ели зерно, обработанное консервантом на основе метилртути в начале 1970-х годов.Но эти исследования не показывают, насколько мало ртути нужно, чтобы причинить вред. На момент постановки диагноза у химика из Дартмута было 4000 микрограммов ртути на литр в ее крови. Рацион с постоянным высоким содержанием рыбы может обеспечить уровень ртути в крови около 25 микрограммов на литр. Это намного ниже смертельной дозы, но все же может быть небезопасно.
Обеспокоенность низким уровнем токсичности не дает покоя обсуждению другого повсеместного источника воздействия ртути: серебряных зубных пломб. Элементарная ртуть, составляющая половину серебряных пломб, выделяет пары ртути, как и жидкая ртуть.Пар от зубных пломб является основным источником от одного до восьми микрограммов ртути на литр крови, то есть, согласно некоторым источникам, у среднего взрослого американца. Это количество неприятно превышает текущий безопасный уровень Агентства по охране окружающей среды, составляющий 5,8 микрограмм на литр. Но уровень безопасности EPA основан на воздействии метилртути, о которой известно больше. Ни в одном исследовании на людях не оценивалось длительное воздействие низких уровней паров ртути. Одно исследование намекает на тонкие нейронные и поведенческие аномалии у стоматологов, которые все вместе используют 300 метрических тонн ртути в амальгамах каждый год и у которых концентрация ртути в моче в два-пять раз превышает типичную.
«Я думаю, что метилртуть в рыбе, вероятно, является наименее токсичным для нас», — говорит Хейли, который сообщает об опасности зубных пломб.
Серебряно-ртутные пломбы никогда не тестировались на безопасность. «Вопрос об амальгаме никогда не будет решен, пока мы не проведем клинические испытания, подобные тем, которые мы проводим с другими медицинскими устройствами», — говорит Апошян.
«Непонятно, что происходит со стоматологическими амальгамами», — говорит Стерн, отмечая, что проблема осложняется возможностью паники и судебных исков.«Это змеиная яма».
Один из уроков Минаматы состоит в том, что ртуть, как и свинец, более опасна для плода, чем для беременных женщин или взрослых в целом. В Японии женщины без явных симптомов отравления родили детей-инвалидов. «Было очевидно, что существует большая разница в восприимчивости между развивающимся мозгом и зрелым мозгом», — говорит Филипп Гранжан, эпидемиолог из Школы общественного здравоохранения Гарвардского университета. «Когда мы увидели серьезные отравления в Минамате, это заставило нас задуматься, может ли ртуть быть похожей на свинец.
Исследования свинца показали, что IQ снижается примерно на два или три пункта при каждом удвоении пренатального и раннего постнатального воздействия. Чтобы выяснить, имеет ли ртуть сопоставимые эффекты, Гранджан вместе с Полом Вейхе из Университета Южной Дании проводят крупнейшее на сегодняшний день исследование познавательной способности и поведения детей среди населения, регулярно подвергающегося воздействию низких уровней ртути. Его работа на Фарерских островах в Дании включает в себя 1000 пар мать-ребенок и охватывает почти 20 лет.В типичный год жители Фарерских островов потребляют 1000 лоцманов, или одного кита на каждые 50 островитян. «Они принадлежат к одной из самых рыбоядных популяций в мире», — говорит Гранджан.
Китовое мясо — один из наиболее загрязненных морепродуктов, поскольку киты находятся на вершине пищевой цепи. Тем не менее, содержание ртути в китовом мясе значительно ниже, чем в гипертоксичной рыбе Минамата. Более раннее исследование поедателей акул в Новой Зеландии показало, что относительно высокий уровень ртути в волосах матери во время беременности коррелирует с потерей трех баллов IQ у ее ребенка.В этом исследовании высокие уровни были определены как шесть частей на миллион и выше в стержне волоса.
Гранджан дал батарею сложных когнитивных тестов и тестов развития фарерским детям, когда им было 7 и 14 лет. Его результаты показывают, что IQ падает на 1,5 балла при каждом удвоении пренатального воздействия ртути. В отчете Национального исследовательского совета 2000 года сделан вывод о том, что риск, задокументированный Гранджаном, «вероятно, будет достаточным, чтобы привести к увеличению числа детей, которым приходится бороться, чтобы успевать в школе.»
« Мы узнали, что реакция наблюдается на низком уровне », — говорит Гранджан. «Это небольшая потеря, но она определенно не является незначительной».
Еще одно крупное долгосрочное эпидемиологическое исследование, проведенное на Сейшельских островах в Индийском океане, Кларксон до сих пор не обнаружило влияния пренатального воздействия низких уровней ртути в морепродуктах на неврологическое развитие. «Мы не можем исключить эффекты от 20 частей на миллион или даже 12 частей на миллион», — отмечает он. Но он заключает, что нет градации риска, которая распространяется на самые низкие уровни воздействия.
В отчете исследовательского совета 2000 года была дана оценка исследований Фарерских островов, Сейшельских островов и Новой Зеландии, и было рекомендовано, чтобы EPA установило стандарты безопасности на основе более отрезвляющих выводов Гранджина. Агентство так и поступило. Затем, для хорошей оценки, он добавил 10-кратный фактор неопределенности — запас прочности для защиты от научных неизвестностей и индивидуальных различий в реакции на токсин. Фактор неопределенности снижает порог до 5,8 микрограммов на литр крови и 1,2 частей на миллион в волосах.
Проблема с факторами безопасности заключается в том, что они создают токсикологическую неопределенность между явно опасными дозами и уровнями, которые были объявлены безопасными. Таким образом, когда опросы Центров по контролю за заболеваниями показывают, что каждая 12-я американская женщина детородного возраста — 8 процентов — имеет уровень ртути в крови выше безопасного порога, последствия не ясны ни для них, ни для детей, которых они рожают. Эпидемиолог Том Синкс говорит: «Это не говорит нам об опасности».
«Вся идея фактора безопасности заключается в защите людей», — говорит Кларксон.«Вы не можете повернуть его, чтобы использовать как индикатор того, кто находится в опасности. Если вы чуть выше его, у вас не обязательно проблемы ».
Такой вид хеджирования, наряду с разногласиями между популяционными исследованиями, оставляет регулирующим органам достаточно места для маневра. Например, FDA использует более мягкие стандарты безопасности для ртути, основанные на исследованиях 1970-х и 1980-х годов. Если уровень безопасности EPA для ежедневного воздействия составляет 0,1 микрограмма на килограмм (около 2,2 фунта) веса тела, то стандарт FDA составляет около 0.4 микрограмма на килограмм в день. Разница в четыре раза больше ртути.
Опасения по поводу раннего воздействия ртути не исчезают при рождении. До недавнего времени многие младенцы получали регулярные инъекции ртути в соответствии с установленным государством графиком, одобренным с медицинской точки зрения. Ртуть была получена из соединения под названием тимеросал, которое использовалось в качестве консерванта в вакцинах и других лекарствах с 1930-х годов. В 1999 г. FDA рекомендовало больше не использовать тимеросал в педиатрических вакцинах, и производители удалили его из всех вакцин, кроме гриппа.Но некоторые ученые и многие другие обиженные родители убеждены, что тимеросал в детских вакцинах уже вызвал или, по крайней мере, стал катализатором эпидемии аутизма в США.
Приблизительно 400 000 американцев сегодня страдают аутизмом, когда-то редким неврологическим расстройством, характеризующимся социальной изоляцией, трудностями в общении и непроизвольными повторяющимися движениями. Хотя точные цифры спорны, частота диагностирования, похоже, резко выросла за последнее десятилетие. В Калифорнии заболеваемость аутизмом в 2002 году была в шесть раз выше, чем в 1987 году.
В течение этого периода федеральные органы здравоохранения добавили четыре новых вида вакцин в программу иммунизации детей, и количество ртути, обычно вводимой младенцам в первые шесть месяцев жизни, увеличилось более чем вдвое. На протяжении 1990-х годов трехмесячный ребенок мог получить до 63 микрограммов ртути за один визит к врачу, что примерно в 100 раз превышало дневной уровень безопасности EPA. К 6 месяцам должным образом иммунизированные дети подвергались воздействию не менее 188 мкг ртути в серии из не менее девяти инъекций.Хотя действие FDA в 1999 г. свело к минимуму такое воздействие, некоторые вакцины против гриппа для младенцев все еще содержат 12,5 микрограммов ртути на дозу, что более чем в 10 раз превышает дневной уровень безопасности EPA для ребенка весом 20 фунтов.
Косвенные доказательства также указывают на причастность ртути к аутизму. Некоторые симптомы аутизма и отравления ртутью схожи, и Хейли собрал доказательства из образцов волос, что аутичные дети не выводят ртуть из своего тела так эффективно, как большинство детей. По его словам, у них может быть генетическая предрасположенность, которая позволяет накапливать больше ртути в их тканях.Это может сделать их более уязвимыми для вакцин с добавлением ртути и постоянного воздействия низких концентраций через пломбы зубов их матерей. «Для меня удивительно, что никто не исследовал ткани аутичных детей, чтобы увидеть, есть ли там избыток ртути», — сказал Апошян комитету в Институте медицины в Вашингтоне, округ Колумбия, в прошлом году. «Это то, что действительно нужно сделать».
Есть и другие источники неопределенности. Форма ртути в тимеросале — органическом соединении, называемом этилртутью — наименее изучена из всех воплощений ртути.Когда ученые спорят о его токсичности, они обычно полагаются на данные о метилртути, которая, возможно, не является эквивалентной формой воздействия. Эксперты расходятся во мнениях даже о том, может ли этилртуть преодолевать гематоэнцефалический барьер. (Вероятно, это так.) «Нет хороших способов измерить этилртуть в тканях», — заявила токсиколог Полли Сэйджер из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний комитету Института медицины.
В мае прошлого года Институт медицины пришел к выводу, что нельзя утверждать о причинной связи между вакцинами, содержащими ртуть, и аутизмом, но несколько независимых исследователей жаловались, что их доступ к федеральным базам данных вакцин, которые могут предоставить доказательства наличия связи, был ограничен. неоднократно блокировался.Несколько ученых, в том числе Хейли и нейрофармаколог Ричард Дет из Северо-Восточного университета в Бостоне, продолжают изучать возможные механизмы этой связи. В прошлом году Дет сообщил, например, что в нервных клетках человека тимеросал блокирует химическую реакцию, называемую метилированием, которая имеет решающее значение для активности генов и также блокируется воздействием свинца.
Отчет, который первым вызвал опасения по поводу связи между вакцинами и аутизмом, был опубликован в британском медицинском журнале The Lancet в 1998 году.В нем описаны восемь детей, у которых поведенческие проблемы проявились в течение двух недель после вакцинации против кори, эпидемического паротита и краснухи. The Lancet и большинство соавторов статьи в конечном итоге отказались от исследования, потому что его ведущий автор не сообщил, что ему также платили за проведение исследования для родителей, которые пытались подать в суд на производителей вакцин. Тем не менее количество родителей в Соединенном Королевстве, желающих иммунизировать своих детей вакциной, снизилось с 90 процентов в 1998 году до менее 80 процентов в 2004 году.
Любимая рыба
Инспектор консервного завода в Калифорнии в 1953 году произвел выборочную проверку консервированного тунца. В Соединенных Штатах консервированный тунец является третьим по популярности продуктом после сахара и кофе, исходя из продаж в долларах на количество места на полке, отведенного для этого продукта. В исследовании EPA сообщается о среднем количестве ртути, измеренном в частях на миллион, в следующих разновидностях консервированного тунца: светлые кусочки: 0,08 частей на миллион; консервированный тунец альбакора: 0,34 промилле; свежий или замороженный тунец:.30 промилле. В сообщении EPA 2004 года упоминается пять видов рыбы и моллюсков с низким содержанием ртути: креветки, консервированный светлый тунец, лосось, минтай и сом. Рекомендация также предупреждает потребителей не есть акул, меч-рыбу, королевскую макрель и кафельную рыбу, потому что все они содержат высокий уровень ртути.
История
Меркурий был известен древним китайцам и индуистам; элемент был найден в египетских гробницах с 1500 г. до н. э.
Источник
Ртуть редко встречается в природе в свободном виде, но ее можно найти в рудах, в основном в киновари.Элемент, который существует в своей естественной форме в виде смеси семи стабильных изотопов, чаще всего встречается возле вулканов или геотермальных источников. Металл получают путем нагревания киновари в потоке воздуха и конденсации пара.
Использует
Ртуть легко образует сплавы, называемые амальгамами, с другими металлами, такими как золото, серебро и олово. Этот элемент находит множество применений в химической промышленности, например, при производстве гидроксида натрия и хлора путем электролиза рассола, а также для изготовления рекламных вывесок, ртутных переключателей и других электрических устройств.Он также используется для изготовления чувствительных измерительных приборов для лабораторий. Другое использование — в стоматологии, батареях и катализаторах. Из-за токсичности ртути многие из этих применений пересматриваются.
Ртутные пломбы
Стоматологические амальгамы, известные как серебряные пломбы, примерно на 50 процентов состоят из ртути. Исследования людей с ртутьсодержащими пломбами показывают корреляцию между количеством и размером пломб и количеством ртути, выделяемой с их мочой.Это соотношение предполагает, что ртуть образуется из паров ртути, выделяемых из пломб. Некоторые данные показывают, что уровень ртути в мозговой ткани плодов, новорожденных и маленьких детей также прямо пропорционален количеству поверхностей пломб из амальгамы у матери.
Проблемы при тестировании
Хроническое низкоуровневое воздействие ртути сложно определить количественно, потому что анализы крови, мочи и волос будут отражать только недавнее острое воздействие, а не прошлое.Если диагностировано острое отравление ртутью, введение соединений, которые связываются с ртутью и выводят ее из тканей — процесс, называемый хелатной терапией, — может удалить элементарную или неорганическую ртуть. Однако хелатирование не может удалить метилртуть.
Ртуть имеет сильное сродство с мозгом, особенно с мозгом плода. Было показано, что метилртуть изменяет структуру структурных компонентов мозга, называемых микротрубочками, и влияет на развитие нейронов.
Источники, измерения, циклы и эффекты
xi
МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ АССОЦИАЦИЯ КАНАДЫ КРАТКИЙ КУРС 34
РТУТЬ: ИСТОЧНИКИ, ИЗМЕРЕНИЯ, ЦИКЛЫ И ДЕЙСТВИЯ значительная опасность для здоровья человека и окружающей среды
из-за их токсичности и способности
накапливаться в рыбе и дикой природе.Уровни Hg в окружающей среде
значительно выросли с начала индустриализации
, и даже отдаленные районы
, такие как канадская Арктика,
подверглись неблагоприятному воздействию из-за атмосферного переноса
Hg на большие расстояния. Ртуть может быть получена из
как геогенных, так и антропогенных источников, а недавние исследования
показали, что выбросы от
деятельности человека превысили потоки из
природных источников за последние несколько десятилетий.Уникальные химические и физические свойства
Hg привели к тому, что
широко использовался в искусстве, науке, религии,
медицине, сельском хозяйстве и многих промышленных процессах с древних времен. Такое широкое использование
привело к увеличению воздействия ртути на человека в
большинстве регионов мира, иногда приводя к
неблагоприятным последствиям для здоровья, а в некоторых случаях и к смерти.
После нескольких серьезных массовых инцидентов
отравлений метилртутью в Японии и Ираке
между 1950-ми и 1970-ми годами в большинстве стран
были приняты более строгие правила по ограничению использования ртути и
по снижению загрязнения окружающей среды.Эти усилия
оказались успешными в сокращении выбросов Hg
во многих странах; тем не менее, есть
в некоторых регионах мира, где наблюдается рост использования ртути и выброса
в окружающую среду.
За последние 30 лет произошло резкое увеличение исследовательских усилий на
, касающихся
источников, измерений, циклов и эффектов
Hg. В настоящее время научная литература содержит множество книг
, посвященных различным аспектам Hg в окружающей среде
, и ежегодно появляются сотни новых журнальных публикаций
, посвященных Hg.
Международная конференция по ртути как
глобальному загрязнителю (www.mercury2006.org)
стала ведущим международным форумом для
презентаций и обсуждения исследований по ртути и
вопросов политики, а также присутствия на этой встрече
неуклонно росли каждый год после первого собрания
в Евле, Швеция, в 1990 году. За последние
несколько лет также был предложен ряд значительных мер
в Канаде и
на международном уровне, чтобы снизить риски для человека и
диких животных от выброса ртути в окружающую среду
(e.г., www.chem.unep.ch/mercury/).
Этот краткий курс разработан для передачи
самой последней информации из
различных областей исследования ртути и выявления
важных пробелов в наших существующих знаниях об этом широко распространенном загрязнителе окружающей среды
.
Биогеохимический круговорот Hg в среде
является сложным, и наиболее значительный
будущих достижений в понимании поведения Hg
и его эффектов, вероятно, будет связан с исследованиями, которые являются действительно междисциплинарными.В отличие от многих предыдущих выпусков
Минералогической ассоциации Канады (MAC)
Кратких курсов, эта книга также содержит
важных статей негеологов,
, включая химиков, биологов,
ученых, океанографов, медицинских работников,ученых, специалистов в области здравоохранения,
и менеджеры по охране окружающей среды. В статьях этого тома
представлены сводные данные о текущем состоянии
знаний в отношении: (1) природных и
антропогенных источников Hg; (2) протоколы отбора проб
и аналитические методы; (3) перенос
и преобразование Hg в окружающей среде; и
(4) воздействие на экосистемы и здоровье человека.Главы
не предназначены для обеспечения исчерпывающего обзора
каждой из этих областей
, но обширные списки ссылок
являются отличной отправной точкой для тех читателей, которым
интересна дополнительная информация.
В главе 1 дается краткий обзор истории ртути
, ее свойств и использования, а также ее воздействия на окружающую среду и здоровье человека.