Паракват

Паракват — это высокотоксичное синтетическое органическое соединение из класса бипиридилиевых производных, применяемое в качестве неселективного гербицида сплошного действия. Химическое название — 1,1′-диметил-4,4′-бипиридиний дихлорид. Паракват обладает способностью уничтожать практически все виды травянистых растений, воздействуя на зелёные части и быстро разлагаясь при контакте с почвой. Вследствие высокой токсичности для человека и животных вещество классифицируется как особо опасное пестицидное средство, его использование ограничено или запрещено в большинстве стран мира, включая Россию.

История

Паракват был впервые синтезирован в 1882 году немецким химиком Гансом Теодором Бюхнером, однако его гербицидные свойства были открыты лишь в 1955 году британской компанией Imperial Chemical Industries (ICI). В 1962 году ICI начала промышленное производство параквата под торговой маркой «Грамоксон». В 1960–1970-х годах препарат активно внедрялся в сельское хозяйство многих стран как эффективное средство для борьбы с сорняками перед посевом и для десикации (подсушивания) культур на корню.

В СССР паракват начали применять в 1970-х годах, однако в 1980-х годах, после серии массовых отравлений, его использование было существенно ограничено. В 1990-х годах в ряде стран Европы и Азии начали вводить запреты на паракват из-за необратимых последствий для здоровья при случайных или намеренных отравлениях. В 2007 году Европейский союз полностью запретил использование параквата на своей территории. В России паракват не входит в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешённых к применению, с 2010 года.

Химические и физические свойства

Паракват представляет собой кристаллическое вещество белого или желтоватого цвета, хорошо растворимое в воде. Химическая формула: C₁₂H₁₄Cl₂N₂. Молярная масса — 257,16 г/моль. Температура плавления — около 300 °C (с разложением). Вещество стабильно в нейтральных и кислых средах, но быстро разрушается под действием ультрафиолетового излучения и в щелочной среде.

В коммерческих препаратах паракват обычно выпускается в виде 20–30% водных растворов (концентратов эмульсии или растворимых концентратов). Для снижения риска случайного проглатывания в состав часто добавляют красители (синий или зелёный), отдушки и рвотные средства (например, ипекакуану).

Механизм действия

Как гербицид

Паракват является контактным гербицидом, то есть действует только на те части растений, с которыми непосредственно соприкасается. При попадании на листья и стебли вещество проникает в клетки и нарушает процесс фотосинтеза. Паракват принимает электроны от фотосистемы I, образуя свободные радикалы, которые разрушают клеточные мембраны. В результате растение быстро (в течение нескольких часов) увядает и засыхает. В почве паракват быстро инактивируется, связываясь с глинистыми частицами и органическим веществом, поэтому не оказывает последействия на последующие культуры.

Токсическое действие на человека и животных

Для млекопитающих паракват чрезвычайно токсичен. LD50 (средняя смертельная доза) при пероральном поступлении составляет около 30–50 мг/кг массы тела. Механизм токсичности основан на способности параквата восстанавливаться в клетках до свободных радикалов, которые вызывают окислительный стресс, повреждение ДНК, белков и липидов. Основной орган-мишень — лёгкие, куда паракват активно накапливается благодаря сходству с полиаминами. В лёгких он вызывает фиброз (замещение нормальной ткани соединительной), что приводит к необратимой дыхательной недостаточности. Поражаются также печень, почки и сердце.

Применение

Сельское хозяйство

Паракват применялся в следующих целях:

• Предпосевная обработка полей для уничтожения сорняков до появления всходов культурных растений.
• Десикация (подсушивание) картофеля, подсолнечника, сои, хлопчатника и других культур для облегчения уборки урожая.
• Обработка междурядий в садах и виноградниках.
• Борьба с водными сорняками в ирригационных каналах и водоёмах (в прошлом).

Несельскохозяйственное применение

В ограниченных масштабах паракват использовался для уничтожения сорной растительности вдоль дорог, железнодорожных путей, на промышленных площадках и в городских зонах. Однако из-за высокой опасности для людей и животных такие применения в настоящее время практически прекращены.

Опасность и меры безопасности

Острые отравления

Паракват является одним из наиболее опасных пестицидов по числу смертельных исходов при случайных и преднамеренных отравлениях. Симптомы отравления развиваются в течение нескольких часов:

• жжение и боль во рту, горле, пищеводе;
• тошнота, рвота, диарея;
• боль в груди, кашель, одышка;
• поражение почек (олигурия, анурия);
• печёночная недостаточность.

Смерть наступает обычно через 1–3 недели от фиброза лёгких и дыхательной недостаточности. Специфического антидота не существует. Лечение направлено на удаление яда из организма (промывание желудка, гемосорбция, гемодиализ) и поддерживающую терапию.

Хроническое воздействие

Длительное воздействие малых доз параквата (например, у сельскохозяйственных рабочих) может приводить к поражению кожи (дерматиты), слизистых оболочек, а также к отдалённым последствиям — болезни Паркинсона. Исследования показывают связь между контактом с паракватом и повышенным риском развития нейродегенеративных заболеваний.

Меры безопасности

При работе с паракватом требуется использование средств индивидуальной защиты: респиратор, защитные очки, резиновые перчатки, непромокаемая одежда. Категорически запрещается принимать пищу, пить и курить во время обработки. После работы необходимо тщательно вымыть руки и лицо, принять душ. Хранить препарат следует в герметичной таре, в недоступном для детей и животных месте.

Регулирование и запреты

Вследствие высокой токсичности и большого числа смертельных случаев паракват запрещён к применению в более чем 50 странах, включая все страны Европейского союза, Швейцарию, Китай (с 2020 года), Южную Корею, Бразилию и ряд других государств. В России паракват не входит в перечень разрешённых пестицидов с 2010 года, однако его оборот и использование на территории страны полностью не исключены — известны случаи контрабанды и нелегального применения.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) относит паракват к классу Ia (чрезвычайно опасные вещества). Международная организация труда (МОТ) рекомендует полный запрет на производство и применение параквата. В 2019 году ВОЗ включила паракват в список особо опасных пестицидов, подлежащих поэтапному выводу из оборота.

Альтернативы

В качестве замены параквату в сельском хозяйстве используются:

• Глифосат — неселективный гербицид системного действия, менее токсичный для человека, но также вызывающий споры о безопасности.
• Дикват — аналог параквата с меньшей токсичностью, но более узким спектром действия.
• Гербициды на основе глуфосината аммония.
• Механические методы борьбы с сорняками (культивация, мульчирование).
• Биологические методы (использование конкурентных растений, фитопатогенов).

Интересные факты

• Паракват часто называют «Грамоксон» по самому известному торговому названию.
• В некоторых странах Азии паракват используется для самоубийств, что привело к его прозвищу «пестицид-убийца».
• В 2016 году Китай, крупнейший производитель параквата, объявил о поэтапном запрете его производства и экспорта, однако к 2025 году полный запрет так и не был введён.
• Паракват был использован в качестве химического оружия во время войны во Вьетнаме (операция «Ранч-Хэнд»), хотя в основном применялись дефолианты на основе 2,4-D и 2,4,5-T.

Источники

• Всемирная организация здравоохранения. «Паракват: токсикологическая оценка». Женева, 2019.
• Международная программа по химической безопасности (IPCS). «Паракват — информационный документ». ВОЗ, 2004.
• Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешённых к применению на территории Российской Федерации. Минсельхоз РФ, 2023.
• «Паракват: обзор токсичности и регулирования». Журнал «Токсикологический вестник», 2018, № 4.
• «Паракват-индуцированный фиброз лёгких». Журнал «Пульмонология», 2020, № 3.
• «Паракват и болезнь Паркинсона: эпидемиологические исследования». Журнал «Неврология», 2017, № 6.