Воздействие пестицидов на здоровье может быть острым или отсроченным у тех, кто подвергается воздействию. [1] Острые эффекты могут включать отравление пестицидами , которое может потребовать неотложной медицинской помощи. [2] Существуют убедительные доказательства других долгосрочных негативных последствий для здоровья от воздействия пестицидов, включая врожденные дефекты , гибель плода , [3] расстройства развития нервной системы , [4] рак и неврологические заболевания, включая болезнь Паркинсона . [5] Токсичность пестицидов зависит от типа химического вещества, пути воздействия, дозировки и времени воздействия. [5]
Согласно Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях (2001 г.), 9 из 12 наиболее опасных и стойких химических веществ были пестицидами [6] [7] , поэтому многие из них в настоящее время выведены из употребления.
Люди могут подвергаться воздействию пестицидов, которые включают инсектициды, гербициды, фунгициды, различными способами, включая: на работе, дома, в школе, в воздухе, воде, почве и в пище. Почти все люди подвергаются воздействию определенного уровня пестицидов. [5] Например, дрейф пестицидов может быть потенциально значительным источником воздействия на население. [8] Воздействие может происходить через проглатывание, вдыхание или контакт с кожей. [9] Некоторые пестициды могут оставаться в окружающей среде в течение длительных периодов времени.
Существуют опасения, что пестициды, используемые для борьбы с вредителями продовольственных культур, опасны для людей, которые потребляют эти продукты. Многие продовольственные культуры, включая фрукты и овощи, содержат остатки пестицидов даже после мытья или очистки. Химикаты, которые больше не используются, но которые устойчивы к разложению в течение длительного времени, могут оставаться в почве и воде и, таким образом, в продуктах питания. [10] Например, у большинства людей в Соединенных Штатах все еще обнаруживаются уровни дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ), инсектицида, несмотря на его запрет в США в 1972 году. [7] Эти опасения являются одной из причин движения за органическую пищу . В Калифорнии 92% сельскохозяйственных рабочих являются латиноамериканцами [11], а воздействие пестицидов в округах штата с преобладающим латиноамериканским населением на 906% выше, чем в округах, в которых латиноамериканское население составляет менее 24%. Это вызвало обеспокоенность по поводу экологической справедливости . [12]
Из-за широкого использования пестицидов в сельском хозяйстве Комиссия ООН по Кодексу Алиментариус рекомендовала международные стандарты для максимально допустимых уровней остатков (MRL) для отдельных пестицидов в пищевых продуктах. [13] В Соединенных Штатах уровни остатков, разрешенных для сохранения в пищевых продуктах, ограничиваются на основе уровней толерантности, которые считаются безопасными, как установлено Агентством по охране окружающей среды США (EPA). [14] EPA устанавливает допустимые уровни остатков пестицидов на основе токсичности пестицида, продуктов его распада, количества и частоты применения пестицида , а также того, сколько пестицида (т. е. остатка) остается в или на пищевых продуктах к моменту их продажи и распространения. [15] Уровни толерантности определяются с помощью научных оценок риска, которые производители пестицидов обязаны проводить — оценки включают токсикологические исследования, моделирование воздействия и исследования остатков до того, как конкретный пестицид может быть зарегистрирован. Однако эффекты проверяются по одному пестициду за раз, и мало информации о возможных синергических эффектах воздействия нескольких следов пестицидов в воздухе, пище и воде на здоровье человека. [16]
Хотя использование пестицидов обычно ассоциируется с сельским хозяйством, пестициды также используются в рамках мероприятий общественного здравоохранения для борьбы с трансмиссивными заболеваниями (например, малярией и лихорадкой Денге ) и нежелательными растениями в ландшафтном дизайне парков и садов. [5]
Пестициды предназначены для уничтожения живых организмов и различаются по механизмам действия в зависимости от класса. Основными классами пестицидов являются хлорорганические соединения (ХОП) или стойкие органические загрязнители (СОЗ), органофосфаты , карбаматы , фиретроиды и триазины . Хотя было показано, что все пестициды оказывают воздействие на здоровье человека, ХОП отличаются значительным риском неблагоприятных последствий, поскольку они растворяются в жировых тканях и могут, таким образом, накапливаться до вредных уровней в этих тканях. Например, некоторые ХОП структурно похожи на эстроген и могут имитировать эффекты эндогенного эстрогена посредством связывания с рецепторами эстрогена. [5] Эти пестициды проявляют свои токсические эффекты, вмешиваясь в гормональный гомеостаз, что приводит к гормональной дисрегуляции. Это способствует ненормальному росту и развитию репродуктивных тканей и может привести к раку или вредному воздействию на репродуктивное здоровье. [9] ХОП или СОЗ, которые использовались в сельскохозяйственной практике в 1950-х годах, сейчас запрещены в большинстве стран. Однако продукты их распада являются стойкими и все еще могут быть обнаружены в почве. [17]
Пестициды также могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека, воздействуя на клеточные рецепторы и ионные каналы, подавляя ключевые сигнальные пути в клетках, а также влияя на метилирование ДНК и модификации гистонов, что приводит к изменениям в экспрессии генов и клеточной функции. [17]
У рабочих, работающих с пестицидами, могут возникнуть острые проблемы со здоровьем, такие как боли в животе, головокружение, головные боли, тошнота, рвота, а также проблемы с кожей и глазами. [18] В Китае, по оценкам, ежегодно отравляются пестицидами около полумиллиона человек, 500 из которых умирают. [19] Пиретрины, инсектициды, обычно используемые в обычных средствах от насекомых, могут вызвать потенциально смертельное состояние при вдыхании. [20]
Во многих исследованиях изучалось влияние воздействия пестицидов на риск развития рака. Были обнаружены связи с: лейкемией , лимфомой , раком мозга , почек , груди , простаты , поджелудочной железы , печени , легких , желудка , пищевода и кожи . [7] [21] Этот повышенный риск возникает как при бытовом, так и при профессиональном воздействии. [7] Повышенные показатели заболеваемости раком были обнаружены среди сельскохозяйственных рабочих, которые применяют эти химикаты. [22] Исследования предполагают связь между воздействием карбамата и глиомой и менингиомой, воздействием глифосата и диффузной крупноклеточной В-клеточной лимфомой, а также воздействием алахлора и раком гортани. [23] Профессиональное воздействие пестицидов на мать во время беременности связано с увеличением риска развития лейкемии , опухоли Вильмса и рака мозга у ее ребенка . [7] [24] Воздействие инсектицидов в доме и гербицидов на улице связано с раком крови у детей. [25] Систематический обзор 2007 года показал, что «большинство исследований неходжкинской лимфомы и лейкемии показали положительную связь с воздействием пестицидов », и, таким образом, пришел к выводу, что следует сократить использование пестицидов в косметических целях. [26]
Предполагаемый молекулярный механизм связи между воздействием пестицидов и развитием рака заключается в повреждении генетических материалов, таких как хромосомы, ДНК и гистоновые белки, или в повреждении клеточных органелл, таких как эндоплазматический ретикулум, митохондрии, эндокринные сети и ядерные рецепторы. [21]
Накапливаются доказательства неврологических эффектов, вторичных по отношению к воздействию пестицидов. Острое воздействие высоких уровней пестицидов, которые влияют на центральную нервную систему, может вызвать нейротоксичность, включая когнитивные и двигательные изменения. [27] [3] Внутриутробное и раннее детское воздействие органофосфатов может вызвать нарушение нейроразвития, [3] [28] [29] в частности, потому что некоторые пестициды и их метаболиты проникают через плаценту и гематоэнцефалический барьер плода, который не полностью развился у плода. [29] Кроме того, накопление хронического воздействия было связано с повышенным риском развития нейродегенеративных заболеваний в более позднем возрасте. [3] [28] [21] Существуют убедительные доказательства того, что хроническое воздействие пестицидов увеличивает риск развития болезни Паркинсона, потенциально через прямое токсическое воздействие на дофаминергические нейроны (которые истощаются при болезни Паркинсона). [28] Кроме того, появляется все больше доказательств того, что хроническое воздействие увеличивает риск болезни Альцгеймера. [28] [21] Обзор многочисленных исследований, в которых рассматривалось высокое воздействие пестицидов, в основном органофосфатов, среди сельскохозяйственных рабочих, также предположил неврологические последствия такого воздействия. [23] Высокое воздействие пестицидов связано с неврологическими , нейропсихиатрическими и нейродегенеративными расстройствами среди сельскохозяйственных рабочих, которые применяют пестициды. [23] [21] Сообщается о следующих расстройствах: СДВГ, депрессия, беспокойство, головокружение, головные боли и нарушение обоняния (которое использовалось в качестве раннего индикатора нейродегенеративных расстройств). [23]
Агентство по охране окружающей среды США завершило 10-летний обзор фосфорорганических пестицидов после принятия Закона о защите качества пищевых продуктов 1996 года , но мало что сделало для учета нейротоксических эффектов развития, что вызвало резкую критику как внутри агентства, так и со стороны внешних исследователей. [30] [31] Сравнительные исследования с новыми пестицидами, которые заменяют фосфорорганические, не проводились. [32]
Многие пестициды действуют как химикаты, нарушающие работу эндокринной системы (EDC), или вещества, которые мешают нормальной гормональной активности. [33] По состоянию на 2013 год 101 пестицид был перечислен как доказанные или возможные эндокринные разрушители. Таким образом, высокие уровни и/или длительное воздействие пестицидов могут повлиять на репродуктивное здоровье и связаны со снижением фертильности, увеличением частоты выкидышей и изменениями в характере созревания. В частности, триазины, органохлорин и карбаматные инсектициды оказывают антиандрогенное действие, влияющее на мужчин, что приводит к отсутствию развития мужских характеристик, включая уменьшение размера яичек, выработки спермы и выработки андрогенов. [21] Ряд пестицидов, включая дибромхлорофан и 2,4-Д, был связан с нарушением фертильности у мужчин. [34] Воздействие пестицидов привело к снижению фертильности у мужчин, генетическим изменениям в сперме, уменьшению количества сперматозоидов, повреждению зародышевого эпителия и изменению гормональной функции. [35]
Эффекты эндокринных нарушений зависят от времени воздействия пестицидов (например, во время эмбриогенеза на ранних сроках беременности или в младенчестве), поскольку окна различной восприимчивости диктуют проявление болезни. [33] Несколько исследований показывают, что более высокие уровни пестицидов в крови матери связаны с более длительным сроком беременности и более высокими показателями бесплодия. Например, у матерей и/или их партнеров, которые сообщили о воздействии пестицидов, наблюдался повышенный риск выкидыша с самой сильной связью с воздействием в течение первых трех недель беременности. Это, возможно, связано с возможным негативным влиянием пестицидов на развитие ооцитов и оплодотворение. Аналогичным образом, исследования, оценивающие краткосрочное воздействие профессионального воздействия различных пестицидов на репродуктивное здоровье, показывают, что пестициды могут оказывать пагубное воздействие на сперму — воздействие пестицидов связано со снижением подвижности сперматозоидов, дефектами морфологии сперматозоидов и объемом семенной жидкости. Однако долгосрочные последствия воздействия пестицидов на сперматогенез и фертильность неизвестны. [29]
Поскольку некоторые пестициды и их образующиеся метаболиты могут проникать через плаценту и, следовательно, через гематоэнцефалический барьер, они также могут влиять на развитие плода; имеются веские доказательства связи между дородовым и послеродовым воздействием пестицидов и врожденными нарушениями, включая физические и/или умственные отклонения, гибель плода и нарушение роста плода. [3] [29] [21] Возможно, наиболее широко известным последствием воздействия пестицидов на здоровье является повышенный уровень врожденных дефектов в районах Вьетнама, опрысканных дефолиантами или Agent Orange , смесью 50:50 2,4,5-T и 2,4-D , что было связано с плохим здоровьем и генетическими эффектами в Малайзии и Вьетнаме . [36] [37] [21] Также было обнаружено, что потомство, которое в какой-то момент подверглось воздействию пестицидов, имело низкий вес при рождении и дефекты развития. [38] Воздействие пестицидов на мать также было связано с более высокой частотой гипоспадии у новорожденных, которая представляет собой аномальное отверстие уретры у мальчиков. [21]
Некоторые исследования выявили повышенный риск дерматита у лиц, подвергшихся воздействию. [3]
Кроме того, исследования показали, что воздействие пестицидов связано с долгосрочными респираторными проблемами. [39] Была обнаружена значительная связь между воздействием пестицидов и снижением функции легких вместе с соответствующими симптомами дыхательных путей. [23] Исследования предположили связь между воздействием пестицидов и симптомами дыхательных путей, такими как хрипы, кашель, одышка, насморк, боль или раздражение горла и затрудненное дыхание. [23] [40] Снижение функции легких было связано с профессиональным воздействием пестицидов. Исследования предположили корреляцию между ингибированием холинэстеразы пестицидами, такими как карбамат и органофосфат, и снижением или ухудшением функции легких. [40] Кроме того, воздействие пестицидов также было связано с обструктивными и рестриктивными заболеваниями легких. В частности, воздействие органофосфата было связано со снижением функции легких, вызванным рестриктивным процессом. [40]
В резюме рецензируемых исследований рассматривается связь между воздействием пестицидов и неврологическими последствиями и раком , возможно, двумя наиболее значимыми вещами, возникающими у работников, подвергающихся воздействию органофосфатов. [41] [42]
Появляется все больше доказательств, которые, возможно, предполагают повышенный риск развития диабета 2 типа при воздействии пестицидов и их метаболитов. [9]
Воздействие пестицидов нельзя изучать в плацебо-контролируемых испытаниях , поскольку это было бы неэтично. [3] Следовательно, нельзя установить окончательную причинно-следственную связь. [3] Последовательные доказательства могут быть собраны и были собраны с помощью других дизайнов исследований. [3] Таким образом, принцип предосторожности часто используется в экологическом праве, так что не требуется абсолютных доказательств, прежде чем будут предприняты усилия по снижению воздействия потенциальных токсинов. [43]
Американская медицинская ассоциация рекомендует ограничить воздействие пестицидов. [44] Они пришли к такому выводу из-за того, что существующие в настоящее время системы надзора недостаточны для определения проблем, связанных с воздействием. [44] Полезность сертификации аппликаторов и программ оповещения общественности также неизвестна с точки зрения их способности предотвращать неблагоприятные последствия. [44]
Всемирная организация здравоохранения и Программа ООН по окружающей среде подсчитали, что каждый год 3 миллиона работников сельского хозяйства в развивающихся странах испытывают тяжелое отравление пестицидами , около 18 000 из которых умирают. [45] Согласно одному исследованию, ежегодно до 25 миллионов работников в развивающихся странах могут страдать от легкого отравления пестицидами. [46] В крови репрезентативной выборки населения США были обнаружены определяемые уровни 50 различных пестицидов. [7]
Опасения относительно конфликта интересов в отношении исследовательской базы были высказаны в отношении некоторых исследований токсичности пестицидов. Например, Ричард Долль из Имперского фонда исследований рака в Англии был уличен в нераскрытых связях с финансированием промышленности. [47] [48]
Ряд пестицидов, включая неоникотиноиды клотианидин , динотефуран , имидаклоприд, токсичны для пчел. [49] Воздействие пестицидов может быть одним из факторов, способствующих расстройству коллапса колонии . [50] Исследование в Северной Каролине показало, что более 30 процентов протестированных перепелов заболели после одного применения инсектицида с воздуха. Заболев, дикие птицы могут пренебрегать своим потомством, покидать свои гнезда и становиться более восприимчивыми к хищникам или болезням. [51]