Диметилтетрахлортерефталат (DCPA, с основным торговым названием Dacthal) — органическое соединение с формулой C6Cl4 ( CO2CH3 ) 2 . Это диметиловый эфир тетрахлортерефталевой кислоты , используемый в качестве довсходового гербицида с общим названием ISO хлортал-диметил . [3] [1] [4] Он убивает однолетние травы и многие распространенные сорняки , не убивая при этом чувствительные растения , такие как газонные травы, цветы , фрукты , овощи и хлопок. [5]
DCPA был впервые зарегистрирован для использования в Соединенных Штатах в 1958 году для использования на газонных травах, для контроля однолетних трав, таких как сорняки , и некоторых однолетних широколиственных сорняков. [5] [6] Производство DCPA было в конечном итоге прекращено ISK Biosciences в 1998 году, но крупная производственная компания AMVAC ( American Vanguard Corporation ) начала производить продукт в 2001 году для использования в Америке. [7] В Австралии DCPA является активным ингредиентом в гербициде агрохимической компании Farmalinx под названием Dynamo 750. [8]
Регистрация EPA для использования на овощных культурах была добровольно прекращена производителем в 2005 году в ответ на опасения EPA относительно загрязнения грунтовых вод . [5] [9] В 2009 году DCPA был запрещен для использования на сельскохозяйственных культурах в Европейском Союзе . [10] 6 августа 2024 года Агентство по охране окружающей среды США объявило о чрезвычайной приостановке всех регистраций пестицида в Соединенных Штатах из-за опасений относительно токсичности для эмбриона и плода. [11] По данным EPA, когда беременные матери подвергаются воздействию DCPA, у их детей могут наблюдаться изменения гормонального уровня, и эти изменения, как правило, связаны с такими симптомами, как низкий вес при рождении, нарушение развития мозга, снижение IQ и нарушение двигательных навыков в более позднем возрасте, некоторые из которых могут быть необратимыми. [11]
Использование DCPA в качестве гербицида было впервые описано в патенте, поданном в 1958 году. [ 12] Материал был получен, как описано в исследовательской статье 1948 года, путем обработки терефталоилхлорида хлором с получением тетрахлортерефталоилхлорида , который затем был этерифицирован метанолом . [13]
DCPA высвобождается непосредственно в окружающую среду во время его использования в качестве гербицида . DCPA существует как в паровой, так и в дисперсной фазе при воздействии на воздух. В паровой фазе DCPA должен медленно реагировать с гидроксильными радикалами с предполагаемым периодом полураспада 36 дней. DCPA в дисперсной фазе может быть физически удален из воздуха путем влажного и сухого осаждения. При высоком значении Koc 3900 DCPA предположительно неподвижен в почве и, таким образом, может прочно прикрепляться к неорганическому материалу в почве и других средах. [9]
Кроме того, продукты его распада, TPA (тетрахлортерефталевая кислота) и MTP (монометилтетрахлортерефталевая кислота), попадают в окружающую среду после образования в ходе различных процессов. Исследования показали, что DCPA может частично разлагаться путем улетучивания , а также путем фотодеградации , но биодеградация является основным путем разложения DCPA, приводящим к MTP и TPA. Тестирование Агентства по охране окружающей среды в Нью-Йорке показало «измеримые остатки DCPA и разлагающихся веществ» на земле, которая выдержала пять лет обработки DCPA, за которыми последовали три года отсутствия обработки. DCPA также распространен в воде, и биоконцентрация наблюдается у водных животных. Накопление DCPA было показано в рыбе в «нескольких местах» в Соединенных Штатах. [9] Некоторые из этих мест включали бассейны рек Апалачикола, Колорадо, Мобил, Саванна и Пи-Ди как у окуня, так и у карпа. В исследовании, проведенном в этих местах речных бассейнов, примерно у 39% протестированных рыб были сохранены концентрации DCPA, превышающие предел обнаружения, а у самцов рыб были более высокие сохраненные концентрации DCPA, чем у самок. [14] Рыба, собранная в разных местах по всей территории Соединенных Штатов, часто загрязнена DCPA, если она находится вблизи сельскохозяйственных районов, где он используется или использовался в качестве гербицида. [15]
Люди подвергаются воздействию DCPA через питьевую воду, рыбу, листовые овощи и корнеплоды. В некоторых районах, где развито сельское хозяйство, вдыхание воздуха может быть способом воздействия.
DCPA распадается посредством последовательного гидролиза двух эфирных связей, сначала образуя монометилтетрахлортерефталат (MTP), а затем далее тетрахлортерефталевую кислоту (TPA). После приема внутрь TPA образуется в тканях в ходе метаболизма DCPA. [16] [17]
При наличии солнечного света период полураспада DCPA, плавающего на поверхности воды, составляет менее трех дней. В почве период полураспада при наличии солнечного света составляет от 14 до 100 дней. [5]
TPA и MTP более растворимы в воде, чем DCPA, и легко выщелачиваются в грунтовые воды везде, где используется DCPA, независимо от состава почвы. Было замечено, что TPA вызывает потерю веса и диарею у лабораторных крыс, те же симптомы, которые вызывает DCPA, но в более низких дозах, чем необходимо для DCPA. [9] TPA не разлагается и проникает в почву и близлежащие источники воды. Накопление TPA и его солей в районах, где DCPA широко используется, побудило к исследованию TPA, хотя исследования канцерогенности пока не проводились. [18] Для MTP не было выявлено стандартных исследований токсичности. [19]
DCPA включен в список возможных канцерогенов для человека группы C Национальной медицинской библиотекой . [20]
Исследования показывают, что DCPA и TPA могут вызывать пагубные последствия для здоровья у лабораторных животных, в основном потерю веса и диарею, возникающие при дозах около 2000 мг/кг/день. Также наблюдалось воздействие на легкие, печень, почки и щитовидную железу у самцов и самок крыс. LD50 , или 50% летальная доза DCPA, превышает 10 000 мг/кг у собак породы бигль. У людей, по-видимому, DCPA плохо усваивается, так как 6% дозы 25 мг и 12% дозы 50 мг были поглощены в соответствии с метаболитами в моче. Снижение двигательной активности и плохие зрительные рефлексы также наблюдались в исследовании на новозеландских белых кроликах, которые подвергались воздействию DCPA. Воздействие DCPA на беременных крыс привело к снижению массы тела как у матери, так и у детеныша, а также к изменениям в щитовидной железе у детенышей. [9] Кроме того, крысы, матери которых подвергались воздействию DCPA во время беременности, показали более низкие результаты тестов на обучение, чем те, матери которых не подвергались воздействию. [20] Исследования, касающиеся канцерогенности DCPA, дали неоднозначные результаты. Исследование, проведенное ISK Biotech Corp. в 1993 году, показало, что DCPA приводит к опухолям щитовидной железы у самцов и самок крыс, а также к опухолям печени у самок крыс. С другой стороны, исследование 1963 года с использованием чистого DCPA не дало никаких отрицательных результатов при введении его белым крысам. [9]
Исследования показали, что DCPA действует как химический разрушитель, вмешиваясь в образование микротрубочек в открытых клетках. Это вмешательство приводит к аномальному делению клеток. Аномальные микротрубочки влияют на формирование клеточной стенки, а также на репликацию и деление хромосом. [21] Ключевое отличие между DCPA и другими ингибиторами митоза заключается в том, что он часто производит многоядерные клетки. [22] По сути, он убивает растения, подавляя деление клеток таким образом. [21]
Воздействие DCPA показало разрушительные эффекты в надпочечниках, почках, печени, щитовидной железе и селезенке лабораторных животных. [21] Воздействие на кроликов включало снижение двигательной активности и ухудшение рефлексов. [9]
По данным Агентства по охране окружающей среды США, когда беременные матери подвергаются воздействию DCPA, у их детей могут наблюдаться изменения гормонального фона, и эти изменения обычно связаны с такими симптомами, как низкий вес при рождении, нарушение развития мозга, снижение IQ и нарушение двигательных навыков, которые могут быть необратимыми и сохраняться всю жизнь. [11]
Регистрация продуктов, содержащих DCPA, была аннулирована, а их использование запрещено APVMA 10 октября 2024 года. [23]
С 2009 года DCPA запрещено использовать в сельском хозяйстве в Европейском Союзе. [10]
В США Закон о безопасной питьевой воде 1996 года обязывает Агентство по охране окружающей среды США публиковать список загрязняющих веществ, называемый списком кандидатов на загрязняющие вещества, для содействия исследовательским усилиям. Закон о безопасной питьевой воде также призывает Агентство по охране окружающей среды выбрать пять загрязняющих веществ из списка и определить, необходимо ли регулирование. В июле 2008 года Агентство по охране окружающей среды постановило, что для монокислотного (MTP) деградата DCPA и дикислотного (TPA) деградата DCPA не требуется никаких регулирующих действий. После многочисленных исследований было установлено, что продукты распада DCPA появляются слишком редко, чтобы представлять серьезную опасность для здоровья, поэтому правительство не регулирует DCPA или его продукты распада в питьевой воде. [24] Системы общественного водоснабжения также не обязаны контролировать DCPA, MTP или TPA. Существуют стандарты, установленные некоторыми штатами в диапазоне от 0,17 мкг/л до 2 мкг/л. [19]
Некоторые виды использования DCPA, особенно на овощных культурах, были добровольно прекращены регистратором в 2005 году в ответ на обеспокоенность Агентства по охране окружающей среды относительно загрязнения грунтовых вод DCPA и TPA. [9]
В Калифорнии продукты с DCPA должны быть маркированы информацией, которая гласит, что продукты с DCPA также содержат следовые количества гексахлорбензола (ГХБ), который является химическим веществом, известным в штате Калифорния как вызывающее рак или врожденные дефекты. [25]
6 августа 2024 года Агентство по охране окружающей среды США объявило о чрезвычайной приостановке всех регистраций этого пестицида в Соединенных Штатах из-за проблем с эмбрионально-фетальной токсичностью. [11] Это был первый случай за почти 40 лет, когда Агентство по охране окружающей среды предприняло подобные экстренные действия. «DCPA настолько опасен, что его необходимо немедленно удалить с рынка», — сказал помощник администратора Управления химической безопасности и предотвращения загрязнения Михал Фридхофф. [11] [26]