Альдикарб

Альдикарб — это высокотоксичное синтетическое соединение из класса карбаматов, применяемое в сельском хозяйстве в качестве инсектицида, акарицида и нематоцида системного действия. Относится к группе ингибиторов холинэстеразы, оказывающих нейротоксическое воздействие на насекомых, клещей и круглых червей. В ряде стран, включая Россию, альдикарб запрещён к использованию или строго ограничен из-за высокой опасности для человека и окружающей среды.

История

Альдикарб был впервые синтезирован в 1965 году американской химической компанией Union Carbide (впоследствии подразделение Bayer CropScience). Разработка велась в рамках поиска эффективных средств борьбы с почвенными вредителями, устойчивыми к фосфорорганическим соединениям. В 1970 году альдикарб был зарегистрирован в США под торговой маркой «Темик» (Temik). Препарат быстро завоевал популярность благодаря высокой эффективности против широкого спектра вредителей, особенно на хлопчатнике, картофеле, сахарной свёкле и цитрусовых.

Однако уже в 1980-х годах начали накапливаться данные о массовых отравлениях людей и животных, вызванных альдикарбом. В 1985 году в США произошёл крупный инцидент: загрязнение альдикарбом арбузов в Калифорнии привело к более чем 1000 случаев отравления, хотя летальных исходов удалось избежать. После этого Управление по охране окружающей среды США (EPA) ввело жёсткие ограничения на применение альдикарба, а в 2010 году Bayer CropScience добровольно прекратила его производство для рынка США. В Европейском союзе альдикарб был запрещён в 2003 году. В России альдикарб входит в список пестицидов и агрохимикатов, запрещённых к применению на территории страны (постановление Главного государственного санитарного врача РФ).

Химические и физические свойства

Альдикарб (2-метил-2-(метилтио)пропаналь О-(N-метилкарбамоил)оксим) имеет молекулярную формулу C₇H₁₄N₂O₂S. Молярная масса — 190,26 г/моль. Представляет собой белое кристаллическое вещество без запаха. Температура плавления — 99–100 °C. Хорошо растворим в органических растворителях (ацетон, этанол, хлороформ), умеренно растворим в воде (около 6 г/л при 20 °C). Стабилен в нейтральной и слабокислой среде, но быстро гидролизуется в щелочной среде (pH > 9). На свету и в присутствии влаги разлагается с образованием менее токсичных метаболитов (альдикарбсульфоксид и альдикарбсульфон).

Механизм действия

Альдикарб является ингибитором ацетилхолинэстеразы — фермента, расщепляющего нейромедиатор ацетилхолин в синапсах. При связывании с активным центром фермента альдикарб образует карбамоилированный комплекс, который гидролизуется значительно медленнее, чем ацетилхолин. Это приводит к накоплению ацетилхолина в синаптической щели, вызывая постоянное возбуждение постсинаптических рецепторов. У насекомых и нематод это проявляется в виде тремора, паралича и последующей гибели. У теплокровных животных, включая человека, аналогичный механизм вызывает нейротоксический синдром.

Токсичность и опасность

Альдикарб относится к чрезвычайно опасным веществам (I класс опасности по классификации ВОЗ). Острая пероральная токсичность (LD50) для крыс составляет 0,6–0,9 мг/кг, для мышей — 0,3–0,5 мг/кг. При накожном нанесении LD50 для кроликов — 3–5 мг/кг. Ингаляционная токсичность (LC50) для крыс — 0,1–0,2 мг/л (4 часа). Альдикарб быстро всасывается через желудочно-кишечный тракт, кожу и слизистые оболочки. Симптомы отравления у человека включают слюнотечение, слезотечение, потливость, тошноту, рвоту, диарею, миоз (сужение зрачков), брадикардию, мышечные подёргивания, судороги, угнетение дыхания и потерю сознания. Смерть может наступить в течение нескольких минут при высокой дозе. Антидотом является атропин, а также реактиваторы холинэстеразы (например, пралидоксим), но их эффективность ограничена при позднем применении.

Альдикарб обладает кумулятивным действием при повторных воздействиях. Хроническое воздействие может вызывать нарушения нервной системы, печени и почек. Имеются данные о возможном эмбриотоксическом и тератогенном эффекте у лабораторных животных. Международное агентство по изучению рака (МАИР) не классифицирует альдикарб как канцероген для человека, однако некоторые исследования указывают на потенциальную мутагенность.

Применение

Альдикарб используется в сельском хозяйстве в виде гранулированных препаратов (например, «Темик 15G»), которые вносятся в почву при посадке или в прикорневую зону растений. Системное действие позволяет веществу проникать в корни и распространяться по сосудистой системе, обеспечивая защиту от сосущих и грызущих вредителей, а также от почвенных нематод. Основные культуры, на которых применялся альдикарб: хлопчатник, картофель, сахарная свёкла, кукуруза, соя, арахис, цитрусовые, бананы, кофе, чай. В некоторых странах (например, в Бразилии, Индии) альдикарб до сих пор зарегистрирован, но с жёсткими ограничениями по дозировке и срокам обработки.

Запрет и ограничения

В связи с высокой токсичностью альдикарб запрещён к применению в более чем 50 странах мира, включая все страны Европейского союза (с 2003 года), США (с 2010 года), Канаду, Австралию, Японию, Китай, а также Россию (с 2003 года). В России альдикарб включён в «Список пестицидов и агрохимикатов, запрещённых к применению на территории Российской Федерации» (утверждён Главным государственным санитарным врачом РФ). Основанием для запрета послужили данные о высокой опасности для здоровья человека, способности накапливаться в почве и воде, а также о случаях массовых отравлений. В ряде развивающихся стран альдикарб продолжает использоваться, но под контролем национальных органов здравоохранения.

Экологические последствия

Альдикарб и его метаболиты (альдикарбсульфоксид, альдикарбсульфон) обладают высокой подвижностью в почве и могут проникать в грунтовые воды. Период полураспада в почве варьирует от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от pH, температуры и влажности. В щелочных почвах разложение ускоряется. Альдикарб токсичен для многих видов почвенных микроорганизмов, дождевых червей и насекомых-опылителей (пчёл). Птицы и мелкие млекопитающие могут погибать при поедании обработанных гранул или загрязнённых насекомых. В водной среде альдикарб опасен для рыб и беспозвоночных.

Интересные факты

• Альдикарб известен как одно из самых токсичных веществ, когда-либо применявшихся в сельском хозяйстве. Его острая токсичность для человека сравнима с токсичностью зарина (нервно-паралитического газа), хотя механизм действия различается.
• В 1980-х годах альдикарб использовался в качестве отравляющего вещества в нескольких случаях политических убийств и терактов. Например, в 1984 году в США было зафиксировано отравление альдикарбом продуктов питания в супермаркетах (с добавлением в апельсиновый сок).
• Альдикарб является одним из немногих пестицидов, для которого разработаны специфические методы детекции в биологических жидкостях (кровь, моча) с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии, что используется в судебной медицине.

Источники

• Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). «Альдикарб: оценка риска для здоровья человека». Женева, 2004.
• Управление по охране окружающей среды США (EPA). «Решение о перерегистрации альдикарба». Вашингтон, 2010.
• Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 30.04.2003 № 86 «О запрещении применения пестицидов, обладающих высокой токсичностью».
• Национальный институт охраны труда (NIOSH). «Карбаматные инсектициды: токсикология и клинические аспекты». Цинциннати, 2005.
• Bayer CropScience. «Прекращение производства альдикарба». Монхайм, 2010.