Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav Technologie potravin
Rezidua pesticidů v potravinách Bakalářská práce
Vedoucí práce: Ing. Doubravka Roţnovská, Ph.D.
Brno 2012
Vypracovala: Iveta Zouharová
Zde bude vloţeno zadání
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci na téma Rezidua pesticidů v potravinách vypracovala samostatně a pouţila jsem pramenů, které cituji a uvádím v přiloţeném seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a můţe být pouţita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. Dne …………………………………….. Podpis bakaláře………………………….
PODĚKOVÁNÍ Dovoluji si tímto poděkovat paní Ing. Doubravce Roţnovské, Ph.D. za odbornou pomoc a vstřícné vedení při psaní mé bakalářské práce. Dále bych chtěla poděkovat rodině a přátelům, za projevenou trpělivost během studia.
ABSTRAKT Bakalářská práce se zabývá pesticidy s cílem zjistit účinek reziduí pesticidů na lidský organismus, jejich vstupu a perzistence v lidském organismu. Také se zabývá nálezy reziduí pesticidů v konkrétních potravinách a věnuje se výrobkům určeným pro dětskou a kojeneckou výţivu. V dětské a kojenecké potravě jsou maximální limity reziduí velice přísné, v důsledku značnější citlivosti na pesticidní látky. Rezidua pesticidů v potravinách se neustále sledují a v některých případech byly překročeny mnoţství přesahující maximální limity reziduí. Je velice důleţité nepodceňovat pesticidy v potravinách jak pro dětskou, tak i pro lidskou výţivu a věnovat jim stále velkou pozornost. ABSTRACT This bachelor thesis deals with pesticides in order to find out the effect of pesticide residues on human body, to find out how they enter and the information about their persistence in the human body. It also deals with the findings of pesticide residues in specific food and it is focused on products for children’s and infant food. The maximal limits of residues are very strict for children's and infant food. It is because of considerable bigger sensitivity of children to pesticide substances. Pesticide residues in food are constantly monitored and there were some cases in which the amount of the maximum residue limits were exceeded. It is very important not to underestimate the pesticides in children’s food as well as in human food in general and to give them attention.
KLÍČOVÁ SLOVA Pesticidy, rezidua, rezidua pesticidů, toxikologie, sledování KEY WORDS Pesticides, residues, pesticide residues, toxikology, monitoring
OBSAH 1
ÚVOD ....................................................................................................................... 8
2
CÍL PRÁCE............................................................................................................. 9
3
LITERÁRNÍ PŘEHLED ..................................................................................... 10 3.1
PESTICIDY ........................................................................................................ 10 Rozdělení pesticidů ..................................................................................... 10
3.1.1
3.1.1.1
Zoocidy................................................................................................ 10
3.1.1.2
Fytocidy .............................................................................................. 12
3.1.1.3
Fungicidy ............................................................................................ 12
3.1.1.4
Baktericidy .......................................................................................... 13
3.1.1.5
Látky přiřazované k pesticidům .......................................................... 13
Způsob aplikace pesticidů ........................................................................... 13
3.1.2
3.1.2.1
Aplikační formy pesticidů ................................................................... 14
3.1.2.2
Formy aplikace pesticidních přípravků .............................................. 14
Fyzikálně – chemické vlastnosti pesticidů.................................................. 15
3.1.3
REZIDUA PESTICIDŮ ......................................................................................... 16
3.2 3.2.1
Toxikologie potravin................................................................................... 16
3.2.2
Základní pojmy pouţívané v toxikologii .................................................... 16
3.2.3
Vliv reziduí pesticidů na ţivotní prostředí a organismus ........................... 20
3.2.3.1
Rezidua pesticidů a životní prostředí .................................................. 21
3.2.3.2
Rezidua pesticidů a organismus ......................................................... 23
3.2.3.3
Reakce organismu na škodliviny......................................................... 23
Osud pesticidů v organismu ........................................................................ 25
3.2.4
3.2.4.1
Cesty vstupu pesticidu do organismu člověka .................................... 25
3.2.4.2
Přeměna pesticidů v lidském organismu ............................................ 27
3.2.4.3
Kumulace reziduí pesticidů v lidském organismu............................... 27
3.2.4.4
Vylučování (exkrece) reziduí pesticidů ............................................... 28
3.2.5
Toxický účinek pesticidů ............................................................................ 28
3.2.6
Následky plynoucí z reziduí pesticidů ........................................................ 32 REZIDUA PESTICIDŮ V POTRAVINÁCH .............................................................. 33
3.3 3.3.1
Legislativa pro rezidua pesticidů ................................................................ 34
3.3.1.1
Maximální limity reziduí (MLR) ......................................................... 36
SLEDOVÁNÍ REZIDUÍ PESTICIDŮ U POTRAVIN.................................................... 36
3.4 3.4.1
Členské státy Evropské unie ....................................................................... 37
3.4.2
Sledování reziduí pesticidů v rámci České republiky ................................. 41
3.4.3
Orgány státního dozoru ............................................................................... 41
3.4.4
Sledování reziduí u jednotlivých potravin .................................................. 42
3.4.4.1
Zelenina, ovoce, houby, skořápkové plody ......................................... 43
3.4.4.2
Obilniny a obilné výrobky ................................................................... 44
3.4.4.3
Pekařské výrobky ................................................................................ 44
3.4.4.4
Nápoje ................................................................................................. 44
3.4.4.5
Čaj, káva, koření ................................................................................. 44
3.4.4.6
Oleje a semena olejnin ........................................................................ 44
3.4.4.7
Živočišné produkty .............................................................................. 44
REZIDUA PESTICIDŮ V DĚTSKÉ A KOJENECKÉ VÝŢIVĚ ...................................... 45
3.5 3.5.1
Účinky pesticidů na dětský organismus...................................................... 47
3.5.2
Analytické metody pro stanovení pesticidů v dětských potravinách .......... 47
3.6
METODY POUŢÍVANÉ K ANALÝZÁM REZIDUÍ PESTICIDŮ................................... 47
3.7
OCHRANNÁ OPATŘENÍ ..................................................................................... 52
4
ZÁVĚR .................................................................................................................. 54
5
SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY................................................................. 55
1 ÚVOD Pesticidy jsou velice toxické, cizorodé látky, kterým jsme vystavováni kaţdý den. Je nemoţné se vyvarovat účinkům pesticidů, ale můţeme jim snadno předcházet. Největším problémem pesticidů je ten, ţe pokud se jiţ jednou aplikují na rostlinu, zůstávají v rostlině, mohou přecházet do půdy a následně stékat s vodou do podzemních vod, snadno se dostávat do atmosféry a vstupovat do potravy hospodářských zvířat. Pesticidy tak přechází velice snadno do potravin člověka. Pesticidy v potravině nevidíme, necítíme a nemají ţádnou chuť, a proto se velice snadno a rychle mohou hromadit v našem těle. Rezidua pesticidů se v potravě člověka velice často vyskytují, a někdy se dokonce nalézá i mnoţství překračující maximální limity reziduí. U dětské potravy jsou maximální limity reziduí velice přísné, v důsledku značnější citlivosti na rezidua pesticidů. Bylo objeveno jiţ mnoho přípravků na ochranu rostlin, ale některé byly zakázány, mezi nimi je i DDT. Sloučenina DDT se v České republice jiţ nepouţívá 30 let, ale ještě dnes se často nachází v ţivotním prostředí. V dnešní době je cílem aplikovat na rostliny doporučené mnoţství pesticidních přípravků, dodrţovat ochranné lhůty, vyvíjet moderní bezpečné pesticidy a zabránit vstupu pesticidů do potravy člověka, proto je velice důleţité dbát na to, aby se pesticidní látky v potravinách nevyskytovaly, popřípadě aby nepřekračovaly maximální reziduální limit.
8
2 CÍL PRÁCE Cílem této bakalářské práce bylo vypracovat literární rešerši na téma ,,Rezidua pesticidů v potravinách“. V první části charakterizovat a rozdělit pesticidy, zabývat se aplikací a fyzikálně chemickými vlastnostmi pesticidů. V druhé části se zaměřit na rezidua pesticidů, působením pesticidů na ţivotní prostředí a na lidský organismus. Zjistit výskyt reziduí pesticidů v potravinách a zabývat se hlavně potravinami, které jsou určeny pro dětskou a kojeneckou výţivu. V poslední části najít opatření, které by sniţovalo výskyt pesticidních látek v potravinách.
9
3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Pesticidy Slovo pesticid je odvozeno od anglického slova ″pest″- škůdce a od latinského slova ″cid″- zabíjet. Jsou látky nebo směsi látek chemického nebo biologického charakteru uţívané proti škodlivým ţivočichům, parazitickým houbám a plevelům, které ohroţují pěstování polních, zahradních a lesních rostlin, dále zásoby potravin a zemědělských produktů, průmyslové materiály, hospodářská zvířata nebo i člověka samotného (Zvára, 1998). Převáţná většina pesticidů se pouţívá v zemědělství a lesnictví jako přípravky na ochranu rostlin (Cremlyn, 1985). Na světě je produkováno kolem 2,5 miliónů tun (koncentrátů) pesticidů. Přes 10 tisíc tun pesticidů je pouţito v České Republice, coţ představuje přibliţně 1 kg pesticidů na kaţdého muţe, ţenu a dítě (Václavík, 2004). Dnešní výběr pesticidů je velice rozsáhlý, odhaduje se aţ na 600 účinných látek. Vyráběných preparátů je však mnohem více. Je registrováno přes 70.000 preparátů , z toho se smí v České Republice a Slovenské Republice pouţívat asi 1.300 preparátů (Kizlink, 2001). Spotřeba pesticidů v ČR se oproti roku 1990 sníţila o 64 %. Spotřeba pesticidních látek v roce 2002 dosáhla 4 689 tun účinných látek, to je 1,28 kg na hektar zemědělské půdy. V posledních letech spotřeba pesticidů v ČR opět roste, ve srovnání s rokem 1993 se zvýšila o 40 % (Václavík, 2004). 3.1.1 Rozdělení pesticidů Pesticidy nejčastěji dělíme podle toho, na jaký škodlivý organismus působí. Nejdůleţitějšími a nejrozšířenějšími skupinami pesticidů jsou fytocidy, fungicidy, zoocidy, baktericidy a v neposlední řadě specifické přípravky. Na světové spotřebě pesticidů se nejvíce podílejí herbicidy (přes 40 %), insekticidy (asi 35 %) a fungicidy (asi 20 %) (Kizlink, 2001). 3.1.1.1 Zoocidy Zoocidy jsou přípravky, které se pouţívají k hubení ţivočišných škůdců (Mentberger, 1998). Podle působení na cílový organismus se zoocidy dělí na:
10
Insekticidy Insekticidy tvoří největší část zoocidů (Kizlink, 2001). Insekticidy jsou látky pouţívané k potlačování a likvidaci škodlivého hmyzu (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Insekticidy se pouţívají hlavně v zemědělství, lesnictví a zdravotnictví. Je třeba si uvědomit, ţe ze značné části jde o jedy. Jedná se o biocidy, chemikálie ničící ţivé organismy bez ohledu na to, zda jsou škodlivé nebo uţitečné (Zvára, 1998). Z hlediska chemického rozdělujeme insekticidy na: anorganické, insekticidy rostlinného původu, dinitrofenoly a jejich deriváty, sulfonáty a sulfony, chlorované uhlovodíky, organofosfáty, karbamáty, pyrethroidy, deriváty acylmočoviny, analogy nereistoxinu, thiokyanáty, produkty mikroorganismů a ostatní látky. Vhodné je oddělit některé akaricidy, mezi které se řadí některé organofosfáty, anorganická síra a sloučeniny síry, diethyl sloučeniny a organocíničité sloučeniny (Zvára, 1998). Zoocidy je nutné posuzovat i z hlediska jejich neţádoucích vedlejších účinků. Je to především přímá akutní toxicita, a to zejména pro člověka. Z tohoto hlediska jak jiţ bylo zmíněno, jsou zoocidy a insekticidy posuzovány jako jedy. Některé insekticidy organofosfáty a karbamáty – působí nejen orálně při poţití, ale pronikají rychle i kůţí a jsou nejčastěji označovány jako zvlášť nebezpečné jedy. Insekticidy mohou ohrozit člověka přímo, ale mohou mít nepříznivé účinky i z hlediska znečištění vodních zdrojů. Insekticidy mohou ohrozit lovnou zvěř, ryby, ale také včely. V posledních letech se klade důraz na minimalizaci vedlejších účinků insekticidů na celý ekosystém. V agroekosystému nesmí insekticid působit fytotoxicky, měl by mít co nejmenší negativní účinek na opylovače, hmyz či na reducenty v agroekosystémech ovlivňující úrodnost půdy, a také na ţíţaly (Zvára, 1998). Rodenticidy Rodenticidy jsou přípravky k hubení hlodavců. Akaricidy Akaricidy jsou přípravky k hubení roztočů. Nematocidy Nematocidy jsou přípravky k hubení hlístic. Moluscocidy Moluscocidy jsou přípravky k hubení měkkýšů (Mentberger, 1998).
11
3.1.1.2 Fytocidy Fytocidy jsou látky, které se pouţívají k hubení neţádoucích rostlin (Mentberger, 1998). Podle působení na cílový organismus lze fytocidy rozdělit na: Herbicidy Herbicidy jsou přípravky pouţívané k hubení rostlin. Herbicidy jsou nejvíce aplikovány na orné půdě, kde spotřeba herbicidů převládá nad všemi ostatními pesticidy. Bez herbicidů si v dnešní době nedokáţeme představit pěstování polních plodin. Zbytky herbicidů v rostlinách a produktech mohou ohrozit zdraví lidí. Aktivní rezidua v půdě mohou poškodit následnou plodinu nebo mohou proniknout do podzemních vod a mohou být smyty do níţe poloţených míst. Půda musí být ošetřena takovým mnoţstvím herbicidu, aby nebyla poškozena plodina (Zvára, 1998). Herbicidy se dělí na selektivní a neselektivní: Mezi selektivní herbicidy patří: a) Kontaktní herbicidy – bentazon, pyridate, phenmediphan, atd. b) Systémové herbicidy – fenoxyoctové kyseliny, asulan, chlortoluron, triallat, acetochlor, chloridazon, metalachlor, linuron, dicamba, atd. c) Herbicidy na bázi sulfonylmočoviny. Mezi neselektivní herbicidy patří: simazin, dichlorbenil, amitrol, methabenzthiazuron, paraquat, diquat, gyfosát, sulfosat, atd. (Zvára, 1998). Arboricidy Arboricidy jsou přípravky k hubení dřevin. Muscocidy Muscocidy jsou přípravky k hubení mechů. Lichenocidy Lichenocidy jsou přípravky k hubení lišejníků. Algicidy Algicidy jsou přípravky k hubení řas (Mentberger, 1998). 3.1.1.3 Fungicidy Fungicidy se pouţívají k ničení hub, škodících na látkách organického původu a na rostlinách. Fungicidy musí mít minimální toxicitu pro člověka a ţivočichy (Zvára, 1998). 12
V dnešní době se fungicidy podílejí na zintenzivnění rostlinné výroby, hlavně na vyšší sklizni a kvalitnější produkci okopanin, obilovin, olejnin, zeleniny, ovoce a mnoha dalších plodin. Fungicidy vstupují po aplikaci na cílovou rostlinu do buněk hub a v jejich buňkách narušují průběh biochemických reakcí. Z chemického hlediska se fungicidy dělí na: sloučeniny mědi, např. oxychlorid měďnatý, hydroxid měďnatý,oxid měďný, sloučeniny rtuti, např. fenylmerkurichlorid, sloučeniny ostatních těţkých kovů, např. organické sloučeniny cínu (trifenylcín hydroxid, trifenylcín acetát), organické fungicidy, např. dikarboximidy, dialkyldithiokarbamidany, alkylen–bis– dithiokarbamidan, sirné fungicidy např. polysulfid vápníku, polysulfid baria, systémové fungicidy, např. pyrimidini, dikarboximidy, karboximidy, karbamáty, thiokarbamáty, antibiotika, např. Pimaricin, Blasticidin S, Validamycin (Zvára, 1998). 3.1.1.4 Baktericidy Baktericidy jsou přípravky, které se pouţívají k hubení bakterií (Mentberger, 1998). 3.1.1.5 Látky přiřazované k pesticidům Látky přiřazované k pesticidům jsou látky, které nemají pesticidní účinnost, ale jsou pouţívané k ochraně. Patří sem: feromony atraktanty (vábiče), repelenty (odpuzovače), regulátory růstu rostlin, inhibitory, nebo stimulátory růstu hmyzu, defolianty (odlistňovače), desikanty (vysušovače), a mnoho dalších preparátů slouţících k odstranění poruch, k ošetření ran, úpravě vzhledu rostlin, látky pro úpravu vlastností postřikových kapalin a také látky pomocné (Kizlink, 2001). 3.1.2 Způsob aplikace pesticidů Nalezení správného typu finální formy pesticidu je důleţité pro dosaţení jeho optimálního účinku. Pesticid je tak dobrý, jak dobrá je jeho úprava. Pesticidy se většinou pouţívají ve formě postřiků, jindy ve formě poprašků, granulí, par, aerosolů, enkapsulátů (účinná látka je obalena povlakem ţelatiny) nebo mořidel semen. Úpravou musíme převést aktivní sloţku ve formu vhodnou pro aplikaci, a to buď 13
přímé ve formě granulí, poprašků nebo aerosolových postřiků z originálních obalů, nebo nepřímé, po smísení s vodou nebo jiným snadno dostupným kapalným rozpouštědlem. Úprava musí zaručovat co největší účinnost aktivní sloţky, musí být stálá a bezpečná při skladování a transportu. Aktivní sloţky většiny pesticidů jsou málo rozpustné ve vodě, ale jsou rozpustné v organických rozpouštědlech (např. xylen, petrolej). Organická rozpouštědla se s vodou nemísí, takţe po rozpuštění pesticidu v organickém rozpouštědle a po zředění s vodou dojde v rozstřikovači k rychlému odsazení organické vrstvy od vody. Tento problém byl vyřešen přídavkem tenzidů k roztoku pesticidu, který po smíchání s vodou v nádrţi postřikovače vytvoří stabilní emulzi (Cremlyn, 1985). Kaţdý rok zemědělci v České republice aplikují na plodiny přes 10 tisíc tun pesticidů (Švestková, 2012). 3.1.2.1 Aplikační formy pesticidů Mořidla – suchá, polosuchá, mokrá, speciální. Granulované prášky nebo tablety – granule pro přímé pouţití, granule rozpustné ve vodě. Práškovité přípravky – ve formě zásypů pro přímé pouţití, smáčivé prášky, smáčivé koncentráty, rozpustné prášky a koncentráty. Kapalné přípravky – kapalné koncentráty rozpustné ve vodě, emulgované koncentráty. Aerosolové úpravy. Koncentráty pro speciální aplikace – gely, pasty. Speciální finální úpravy – sprejové aplikátory, dýmovnice, odparníky, návnady, nástrahy, a jiné speciální úpravy (Mentberger, 1998). 3.1.2.2 Formy aplikace pesticidních přípravků Formy aplikace pesticidních přípravků se nejčastěji dělí na: postřiky, půdní aplikace, popraše, zásypy, moření osiv, máčení kořenů, nebo celých sazenic, aerosoly, nátěry, 14
injekce, infuze (Mentberger, 1998). 3.1.3 Fyzikálně – chemické vlastnosti pesticidů Pesticidy mají rozsáhlou variabilitu fyzikálně – chemických vlastností: Rozpustnost ve vodě – určuje distribuci a stabilitu pesticidů v jednotlivých sloţkách ţivotního prostředí i ve vlastní rostlině. Často mohou pesticidy proniknout do zdrojů pitné vody, protoţe sorpce dobře rozpustných pesticidů je na půdní částice malá. V ekosystému jsou sloučeniny snadno biodegradovatelné. Snadno se hydrolyzují a poměrně rychlá bývá i oxidace. Pesticidy s dobrou rozpustností ve vodě lze snáze umýt z povrchu rostlin, zatímco lipofilní sloučeniny se z povrchu rostlin smývají obtíţně nebo vůbec. Tlak nasycených par – souvisí s osudem pesticidů po aplikaci. Pokud jde o atmosférický transport, předpokládá se, ţe látky s hodnotami této veličiny niţšími neţ 1.10
-7
mPa jsou asociovány s pevnými částicemi, v opačném případě se nacházejí ve
formě par. Rozdělovací koeficient oktanol – voda (Kow) – většinou přímo koreluje s mírou sorbce daného pesticidu na půdní částice a sedimenty. Hodnota Kow je povaţována za kritérium indikující rozpustnost dané látky v tuku. Za dobře rozpustné v tuku jsou povaţovány sloučeniny s hodnotou pKow (- log Kow) vyšší neţ 4. Disociační konstanta (Ka) – indikuje schopnost reziduí pesticidů disociovat za běţných environmentálních podmínek. Hodnoty pH bývají v rozmezí 5 – 8. Disociací je ovlivněna schopnost sorpce na sedimenty a půdní částice, a také moţnost bioakumulace. Půdní adsorpční koeficient (Koc) – vyjadřuje afinitu rezidua k organické sloţce půdních částic, resp. indikuje schopnost jeho sorpce. Pesticidy s vysokými hodnotami Koc bývají v tomto prostředí často perzistentní, neboť vázaná forma rezidua je obtíţně biodegradovatelná a současně je imobilizovaná vůči pobytu v půdě a případnému odpaření. Biokoncentrační faktor (BCF) – se uvádí pro hydrofobní pesticidy a další kontaminanty. Indukuje míru přechodu z vodného prostředí a biokoncentraci v příslušném organismu. Hodnota BCF odpovídá poměru rovnováţných koncentrací organismus / voda (Velíšek, 1999). 15
3.2 Rezidua pesticidů Rezidua pesticidů jsou účinné látky, jejich metabolity a reakční rozkladné produkty, které v důsledku pouţívání přípravků na ochranu rostlin přetrvávají na, nebo v ošetřených potravinách, rostlinách, krmivech a kdekoli v ţivotním prostředí (Pepperný, 2010). Rezidua pesticidů se rozkládají různě rychle v tkáních či pletivech za určitých podmínek (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Přítomnost reziduí pesticidů v potravě člověka je nejen důsledkem jejich cílené předsklizňové či posklizňové aplikace, ale zdrojem kontaminace zemědělských plodin některými perzistentnějšími sloučeninami mohou být imise, resp. dálkový atmosférický transport ze vzdálenějších míst (Velíšek, 1999). Hygienicko – zdravotní riziko reziduí pesticidů v potravinách v České republice v poslední době významně poklesl. Je to důsledkem sníţení aplikace přípravků na ochranu rostlin (Komprda, 2000). 3.2.1 Toxikologie potravin Riziko vyplývající z výskytu reziduí pesticidů v potravinách je toxicita. Toxicita je míra vlivu, jakým působí jedovaté látky na ţivé organismy (Komprda, 2007). Toxicitu přípravku je nutné měřit více způsoby, protoţe kaţdý typ přípravku má různý účinek na lidský organismus. Některé přípravky jsou nebezpečné po jedné velké dávce, některé však po malých opakovaných dávkách. Zjišťování toxicity látek na lidský organismus není lehké, protoţe lidský organismus nelze testovat. Nejčastěji se testy na toxicitu provádí na cílových organismech (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Cílové organismy jsou laboratorní zvířata. Nejvíce pouţívaná laboratorní zvířata, na kterých je testována toxicita látek jsou myš, potkan, morče, křeček, králík, pes, kočka, miniprase, slepice, ţáby, primáti (Hekera, 2005). 3.2.2 Základní pojmy pouţívané v toxikologii Noxa (chemická škodlivina) Noxa je látka, schopná způsobit poškození zdraví, vyvolat onemocnění nebo odchylku od normálního stavu. Poškození zdraví se můţe projevit při styku se škodlivinou, v pozdějším období ţivota, nebo u budoucích generací (Komínková, 2008).
16
Xenobiotika (Cizorodé látky) Xenobiotika jsou látky, které jsou cizí pro organismy (Komínková, 2008). Cizorodá látka vykazuje neţádoucí vliv na organismus či ţivotní prostředí a do určité dávky se stává jedem (Pavlíková a kol., 2007). Jed Můţeme říci, ţe všechny látky jsou jedy, ale zda je látka jedem, závisí na dávce a podmínkách jejího působení. Jed je toxický pro ţivé organismy (Pavlíková a kol., 2007). Účinek Účinkem se rozumí biologická změna, která je vyvolaná nebo souvisí s působením škodliviny. Projev vzájemného působení látky s organismem. Expozice Expozice je proces vstupu škodlivé látky do organismu, nebo také vystavení organismu účinkům látky. Doba expozice Organismus je vystaven působení sledované látky po nějakou dobu. Nebezpečí škodliviny Je schopnost škodlivé látky vyvolat poškození zdraví v závislosti na jejích vlastnostech. Riziko Je pravděpodobnost, ţe se za určitých podmínek expozice projeví poškození zdraví. Otrava Otrava je onemocnění organismu, které je zapříčiněno vstřebanou škodlivinou. Otrava se projevuje symptomy (příznaky), nebo celou skupinou symptomů (příznaků) (Prokeš, 1997). Dávka Dávkou se rozumí mnoţství látky, která je přijatá do organismu, nebo na organismus působí po stanovenou dobu (Prokeš, 1997). Vyjadřuje se hmotnostních jednotkách škodliviny vztaţených na jednotku tělesné hmotnosti organismu (např. v mg/kg-1) (Komínková, 2008).
17
Toxicita Toxicita látky, je schopnost chemické látky způsobit poškození organismu, a je moţno ji rozdělit podle délky expozice na akutní a chronickou toxicitu (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Akutní (jednorázová) toxicita Akutní toxicita, je zjištění, jak jedovatý je daný přípravek v případě jednorázového zasaţení lidského organismu (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Účinek dávky na organismus se sleduje bezprostředně po jejím podání (Pavlíková a kol., 2007). Přípravek s vysokou akutní toxicitou je smrtelný i v minimálních dávkách. Akutní toxicitu můţeme měřit jako akutní orální toxicitu, akutní dermální toxicitu a akutní toxicitu po vdechnutí (Wittlingerová, Jonáš, 2002). LD50 LD50 je dávka určité sloučeniny, která zahubí polovinu, to je 50 % zvířat, kterým byla tato sloučenina aplikována. Zlomkem se udává, jak dlouho byla zvířata pozorována. např. LD50/30 = po dobu 30 dnů. V tabulce č. 1 jsou zaznačeny látky podle stupně jedovatosti (Prokeš, 1997). Tabulka č. 1: Dělení látek podle stupně jedovatosti (Prokeš, 1997). LD50
kategorie
> 15 g/kg
prakticky netoxické
5 – 10 g/kg
málo toxické
0,5 – 5 g/kg
mírně toxické
0,05 – 0,5 g/kg
silně toxické
5 – 50 mg/kg
extrémně toxické
<5 mg/kg
supertoxické
Akutní toxicitu je moţno vyjádřit i těmito hodnotami: NOAEL (No Observable Adverse Effect Level) – je dávka, při které ještě nebyl pozorován škodlivý účinek (Pavlíková a kol., 2007).
18
ADI (Acceptable Daily Intake) – je mnoţství, které při celoţivotní denní konzumaci nevyvolá negativní zdravotní účinek. ADI (μg/kg tělesné hmotnosti člověka a den) = NOAEL/ochranný faktor. Ochranný faktor zohledňuje rozdíly v citlivosti mezi lidmi, má hodnotu 100 a pro děti je nutno hodnoty ADI odvozovat zvlášť (Komprda, 2007). LOAEL (Lowest Observable Adverse Effect Level) – je nejniţší dávka, při které byl pozorován škodlivý účinek (Pavlíková a kol., 2007). Chronická toxicita Chronická toxicita je po dlouhodobém příjmu relativně nízkých chemických látek (Komprda, 2007), které se pomalu rozkládají a zůstávají dlouho v přírodě v rostlinách nebo v půdě a mohou se pak kumulovat v potravních řetězcích. Nejvíce jsou pak postiţeni ţivočichové, kteří stojí na vrcholu potravní pyramidy, na konci potravního řetězce. Jsou to zejména šelmy, dravci, hmyzoţraví ptáci, savci. Kumulativní toxicitu způsobovaly chlorované uhlovodíky DDT, HCH, aldrin, které jsou v současné době zakázány (Zvára, 1998). Chronická toxicita se nezjišťuje stejným způsobem jako u akutní toxicity. Na rozdíl od akutní toxicity se symptomy chronické toxicity nemusí projevit za týdny, měsíce a někdy i roky. Objeví-li se po delší době příznaky, můţe být potom těţké dokázat přímou souvislost mezi těmito příznaky a dřívějšímu se vystavení vlivu přípravků (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Toxicita pro člověka Podkladem a předpisem pro zařazování pesticidů a přípravků příbuzných je Nařízení vlády ČSR č. 192/1988 Sb., o jedech a některých jiných látkách škodlivých zdraví ve znění pozdějších právních předpisů. Zařazení pesticidů, které bylo stanoveno Nařízením č. 192/1988 Sb. se pouţívá dodnes, i kdyţ bylo několikrát novelizováno. V tabulce č. 2 jsou skupiny, do kterých jsou zařazovány jednotlivé pesticidní přípravky (Mentberger, 1998).
19
Tabulka č. 2: Označení nebezpečných pesticidních přípravků (Mentberger, 1998). Klasifikace dle WHO (Světové
Klasifikace dle vyhlášky MZeČR
zdravotnické organizace), Nařízení vlády
č.84/1997 Sb. (EU)
ČSR č.192/1988 Sb. ZNJ
Zvlášť nebezpečný jed
T+
Zvlášť nebezpečný jed
OJ
Ostatní jed
T
Ostatní jed
Ţ
Ţíravina
Xi
Dráţdivý
Xn
Zdraví škodlivý
-
Přípravek není posuzován jako jed či jiná látka škodící zdraví
-
S
Moţný senzibilizátor při styku s pokoţkou nebo sliznicemi
3.2.3 Vliv reziduí pesticidů na ţivotní prostředí a organismus Při posuzování vlivu pesticidů na ţivotní prostředí je třeba hodnotit celkovou sumu reziduí, které se mohou vyskytovat v potravním řetězci. Z chemického hlediska je nutné sledovat potenciální rizika z hlediska vlivu na ekosystém a na zdraví člověka. Tato rizika jsou propojena a nelze je od sebe oddělovat. Při hodnocení se proto sledují vlivy na biochemické a fyziologické funkce organismů, v závislosti na teoretickém mnoţství přijaté látky organismem. Cílem je vyloučit potenciální rizika pro organismy. Jejich vliv na přírodu vztahy vyplývajícími z jejich pouţívání jsou schematicky znázorněny v tabulce č. 3 (Pavlíková a kol., 2007).
20
Tabulka č. 3: Srovnání účinnosti insekticidů na obratlovce a hmyz (Pavlíková a kol., 2007). RELATIVNÍ INSEKTICID
SKUPINA
LD50
TOXICITA
(mg/kg, KRYSA)
HMYZ/KRYSA
1. Parathion *
organofosfát
3–6
5
2. DDT *
organochlorin
118 - 250
18
3. Dieldrin *
organochlorin
40
80
4. dimethoate
organofosfát
200 - 300
357
5. fenitrothion
organofosfát
800
571
6. deltamethrin
Pyrethroid
135
4500
7. bioresmethrin
Pyrethroid
8 600
43 000
8. diflubenzuron
acylmočovina
20 000
2 000 000
9. methopren
feromonový
34 600
346 000 000
analog Pozn.: * Přípravky jiţ v ČR nejsou povoleny 3.2.3.1 Rezidua pesticidů a životní prostředí Jiţ bylo zmíněno, ţe pesticidy jsou látky určené k potlačování škodlivých organismů, ale mohou za určitých podmínek váţně ohrozit ţivotní prostředí (Beseda a kol, 2009). Kaţdý, kdo pouţívá chemické přípravky, si musí být vědom moţného poškození ţivotního prostředí a musí znát preventivní postupy tak, aby zamezil vzniku jakéhokoliv nebezpečí ohroţení ţivotního prostředí, proto je nutné dodrţovat stanovené postupy, správné pokyny při skladování a likvidaci pesticidů. Při nedodrţení správných technologických postupů aplikace můţe být poškozena plodina, zvěř, voda, půda a také ovzduší. Pesticidní přípravky jsou vnášeny do ţivotního prostředí. V ţivotním prostředí se pohybují, přetrvávají a rozkládají různým způsobem. Toto je převáţně závislé na rozpustnosti,
přilnavosti,
adsorpci,
perzistenci
(Wittlingerová, Jonáš, 2002). 21
a
mnoha
dalších
faktorech
Hydrosféra Hydrosféra je největším zásobníkem odolných pesticidních zbytků. Pesticidy vstupují do hydrosféry mnoha cestami:
z městských a průmyslových odpadních vod,
vyluhováním z půdy,
povrchovým splachem,
přímou aplikaci při hubení škůdců,
sráţkami,
absorpcí z plynné fáze na rozhraní vzduch – voda (Nikonorow a kol., 1983).
Velmi mnoho pesticidů je hydrofobních, proto se ve vodním prostředí vyskytují většinou adsorbované na částice sedimentu. Odstraňování pesticidů z prostředí se děje mnoha způsoby:
vypařováním,
rozkladem,
absorpcí vodními organismy,
sedimentací částic, na kterých jsou vázány pesticidy (Komínková, 2008).
Atmosféra Atmosféra je hlavní transportní cesta šíření pesticidů. Pesticidy se do prostředí dostávají buď v partikulární podobě anebo v podobě par, které unikají z míst pouţívání pesticidů. Partikulární částice pesticidů mohou existovat v kapalné nebo v pevné podobě, které se většinou absorbují nebo adsorbují na látky (Komínková, 2008). Přemisťování pesticidů závisí na meteorologických podmínkách. Rozptyl pesticidů v atmosféře je těţké určit. Je moţné, ţe část pesticidů proniká do vysokých vrstev atmosféry, zřejmě aţ do hranic troposféry a stratosféry. Koncentrace pesticidů v těchto výškách je velmi malá (Nikonorow a kol., 1983). Mezi hlavní procesy, které se podílejí na sniţování mnoţství pesticidů v atmosféře patří: vymytí deštěm, fotochemický rozklad, depozice prachových částic (Komínková, 2008). Pedosféra Pesticidy se do pedosféry dostávají přímou aplikací, depozicí prachu, vymytím z atmosféry, rozlitím řek během povodní nebo likvidaci odpadů (Komínková, 2008). 22
Úbytek pesticidů v půdě můţe být způsoben vyluhováním, splachem, vypařováním, vytěkáním nebo přeměnou buď v podobě mikrobiálních rozkladů, chemického rozkladu nebo světelného rozkladu. Pesticidy mohou být vyplaveny do podzemních vod nebo mohou být přijaty rostlinami. Pesticidní látky mohou být do půdy sorbovány a tím se dočasně zastaví pohyb pesticidů a mikrobiální přeměny v půdě (Tesařová, Filip, 2004). Přetrvávání pesticidů v půdě závisí na celém komplexu podmínek, mezi nejdůleţitější patří vlastnosti půdy a pesticidu, způsob aplikace, oţivení půdy mikroorganismy, teplota, sráţky, pohyb vzduchu, rostlinný pokryv a mnoho dalších faktorů (Komínková, 2008). 3.2.3.2 Rezidua pesticidů a organismus Lidský organismus je denně vystavený pesticidům, jejich reziduím a metabolitům (Nikonorow a kol., 1983). Stupeň poškození zdraví lidí záleţí na toxicitě daného přípravku a na stupni zasaţení. Intoxikace lidského organismu pesticidem můţe vyvolat řadu symptomů, které záleţí na způsobu, stupni a délce zasaţení (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Mimořádný toxikologický význam mají chlorované uhlovodíky a organortuťnatá mořidla, které jsou perzistentní v ţivotním prostředí. V důsledku velké diference a rozpustnosti v lipidech a ve vodě se značně koncentrují v biologických sloţkách (Nikonorow a kol., 1983). Při aplikaci chemikálií v uzavřených prostorech je uţivatel vystaven vyššímu působení neţ při polní aplikaci. Při zacházení s pesticidy je nezbytné pouţívat předepsaných ochranných pomůcek, zejména brýlí, respirátorů, rukavic, oblek a mnohé další ochranné pomůcky (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Pouţívání některých pesticidů se omezilo nebo se přestaly pouţívat (Nikonorow a kol., 1983). K tomuto kroku přispěla menší účinnost v důsledku vzniklé rezistence škodlivých činitelů vůči působení pesticidů, která se vytvořila po dlouhodobém pouţívání (Beseda a kol., 2009). 3.2.3.3 Reakce organismu na škodliviny Jsou známy menší i významné mezidruhové rozdíly v reakci na škodliviny. Jsou důsledkem anatomických i funkčních rozdílů. Na vysoké dávky, vyvolávající akutní a chronické účinky, reaguje většina savců velmi podobně jako člověk, např. hodnoty LD50 23
a specifická poškození orgánů a systémů bývají pro různé druhy obdobné. Při sledování nespecifických změn fyziologických ukazatelů při niţších expozicích se často projevují výraznější rozdíly. Velké mezidruhové rozdíly souvisí pravděpodobně zejména s odlišnou biotransformací a vyskytují se u účinků karcinogenních, mutagenních i teratogenních. V tabulce č. 4 je zaznamenána citlivost různých druhů organismů srovnaná s citlivostí krys, přepočtená na stejně dlouhou expozici. Z tabulky je zřejmé, ţe člověk je patnáctkrát citlivější neţ krysa (Komínková, 2008). Tabulka č. 4: Citlivost organismů na škodlivé látky (Komínková, 2008). Druh
Citlivost
organismu Krysa Morče Kočka Myš Člověk
1 0,8 1,2 1,6 15,2
V rámci jednoho druhu se uplatňují individuální rozdíly např. stáří, pohlaví, výţivový a zdravotní stav, aj. U většiny druhů platí, ţe staří jedinci a mláďata jsou vnímavější k působení škodlivých látek. Děti bývají velmi citlivé na působení škodlivých látek tlumících centrální nervovou soustavu. U kojenců se můţe výrazně uplatnit nezralost některých orgánů, nedostatek některých enzymů a detoxikačních mechanismů. Ale existují i mnohé faktory, v důsledku kterých jsou děti méně citlivé ke stejným dávkám některých škodlivin v porovnání s dospělými, protoţe děti mají rychlejší cirkulaci a výměnu vody, vyšší vylučování moči, ţivější metabolismus, relativně větší objem trávicího ústrojí. Je však důleţité povaţovat děti za potenciálně citlivější populační skupinu z preventivních důvodů. Ţeny obvykle bývají citlivější neţ muţi, protoţe u ţen kolísají hormonální hladiny během menstruačního cyklu, ale toto pravidlo nemusí vţdy platit. V citlivosti vůči působení škodlivin jsou známé i rozdíly rasové, nebo rozdíly mezi brunety a blondýny, ale v důsledku individuální variability mohou existovat rozdíly i mezi příslušníky téţe rasy, věkové skupiny, pohlaví, apod. Můţe se jednat o následky geneticky determinovaných kvalitativních i kvantitativních rozdílů v enzymové výbavě, 24
popřípadě jiných geneticky daných nebo získaných vlastností. Kaţdý jedinec má různou tělesnou hmotnost, klidovou tepovou frekvenci, atd. Účinky škodliviny mohou být také ovlivněny chorobou, např. při poruchách jater a ledvin mohou být účinky škodliviny zvýšeny pro sníţenou metabolizaci a vylučování. Na tom, jak moc na nás škodlivina působí, můţe mít vliv i nachlazení, únava, fyzická námaha a mnoho dalších faktorů (Komínková, 2008). 3.2.4 Osud pesticidů v organismu Osud pesticidů v organismu lze rozdělit do čtyř hlavních fází, které jsou volně kombinovatelné. Fáze budou dále podrobně popsány. Tyto fáze jsou: 1.
Vstup.
2.
Šíření.
3.
Biotransformace.
4.
Vylučování (Pavlíková a kol., 2007).
3.2.4.1 Cesty vstupu pesticidu do organismu člověka Pesticidy mohou proniknout do lidského organismu různými cestami. Nejčastěji pronikají pesticidy do lidského organismu ústy (poškození orální), pokoţkou (poškození dermální), plícemi (poškození inhalační) a mají schopnost proniknout také do očí (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Způsob vstupu škodliviny spolurozhoduje o charakteru a rozsahu působení na organismus, a to nejen u látek s místním účinkem, ale i u škodlivin s působením celkovým. Rozhoduje o rychlosti a úplnosti vstřebávání, velikosti podílu vstřebaného mnoţství látky, které je uvedeno do krevního oběhu, popřípadě do orgánů. Tím spoluurčuje rychlost nástupu, intenzitu a délku působení (Komínková, 2008). Orální poškození Pozření pesticidního přípravku můţe vést k váţnému onemocnění, těţkému poškození či dokonce smrti. Pesticidy mohou být pozřeny nešťastnou náhodou, vlastní neopatrností nebo úmyslně (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Rezidua pesticidů mohou proniknout do potravního řetězce člověka: Přímo Rezidua pesticidů, které se vyskytují v ošetřených plodinách, přecházejí do produktů určených k potravinářským účelům (Pepperný, 2010).
25
Nepřímo a) Rezidua pesticidů se dostávají pomocí krmiv do produktů ţivočišného původu slouţících pro lidskou výţivu např. vejce, mléko, maso. b) Pomocí půdy se rezidua pesticidů dostávají do plodin a jejich produktů. c) Pomocí vzduchu a vody se dostávají rezidua pesticidů do potravních zdrojů (Pepperný, 2010). Dermální poškození Absorpce pokoţkou je nejběţnější způsob kontaminace, dochází k ní při manipulaci s pesticidním přípravkem. Poškození také můţe vzniknout při vystavení se velkému mnoţství pesticidů v porostu plodiny po aplikaci během vegetace, nebo také při dekontaminaci znečištěného nářadí. Poranění, podráţděná pokoţka či potní kanálky zvyšují riziko absorpce kůţí. Některé přípravky jsou vstřebatelné snadněji neţ ostatní, např. tekuté formulace na olejové bázi. Pesticidy, které se snadno rozpouštějí v olejích, se pohybují v pokoţce rychleji neţ přípravky, které se snadno rozpouští ve vodě. Nejvíce jsou dermálnímu poškození vystaveni zahrádkáři, lidé, kteří ošetřují sady a lesní pracovníci (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Inhalační poškození Poškození vdechnutím je nejnebezpečnější, přípravek je rychle absorbován plícemi do krevního oběhu, můţe poškodit sliznice nosu, nosohltanu a plicní tkáně. Páry a jemné prášky jsou velkým rizikem, protoţe koncentrovaný prášek můţe být během míchání snadno vdechnut. Riziko vdechnutí aerosolových kapiček je niţší při pouţití zředěných přípravků ve spreji (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Poškození očí Oční tkáň snadno pohlcuje pesticidní přípravek. Tekutý přípravek, který vnikne do očí při vstříknutí, okamţitě způsobuje poškození oční sliznice, coţ můţe vést aţ k váţnému onemocnění (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Nejméně pesticidních látek se dostane do lidského organismu dýchacími cestami a pokoţkou, nejvíce pesticidních látek se dostává do lidského organismu trávicími cestami. Při hodnocení rizika pesticidů vnikajících do organismu ústy má základní
26
význam chronická toxicita a přijatelná denní dávka pro člověka ADI (Acceptable Daily Intake) (Nikomorow a kol., 1983). 3.2.4.2 Přeměna pesticidů v lidském organismu Jakmile je jednou pesticid vstřebán, můţe se dostat do krevního oběhu a kolovat v orgánech lidského těla (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Xenobiotikum je po proniknutí do organismu šířeno k buňkám, kde před průnikem do buňky můţe část xenobiotika reagovat s receptorem, a další část xenobiotika se můţe přeměnit na metabolity. Tyto metabolity jsou zároveň opět šířeny po organismu (Pavlíková a kol., 2007). A v dalších procesech se buď látky akumulují, vylučují nebo nastávají další procesy. Biotransformace Přijaté látky podléhají v lidském organismu biotransformacím. Biotransformace je chemická přeměna jedné látky na druhou a probíhá především v játrech a ledvinách, můţe probíhat i v plicích a dalších orgánech, ale velmi výjimečně (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Substrátem pro biotransformaci v lidském organismu jsou především cizorodé látky, xenobiotika, nebo látky toxické. Přeměna pesticidů v ţivých organismech zahrnuje biologický rozklad, detoxikaci a metabolizaci. Pesticidy jsou přeměňovány v několika stupních. V prvním stupni jsou pesticidy oxidovány, hydrolyzovány nebo redukovány, v druhém stupni dochází ke konjugaci (Komínková, 2008). Rychlost a typ odbourávání chemické látky je ovlivněna její rozpustností v prostředí a v obou stupních aktivitou specifických enzymů (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Lze říci, ţe lipofilní pesticidy jsou metabolizovány na více ve vodě rozpustné a méně toxické metabolity (Komínková, 2008). Kritériem pro posuzování biotransformačních procesů je stanovení tzv. ,,biologických poločasů chemických látek“ (Wittlingerová, Jonáš, 2002). 3.2.4.3 Kumulace reziduí pesticidů v lidském organismu Kumulace je postupné hromadění látky v organismu (Prokeš, 1997). Ke kumulaci škodlivé látky v organismu můţe vést při opakovaném příjmu malých dávek. S takovou moţností musíme počítat zejména u lipofilních pomalu se metabolizujících a vylučujících látek, nebo u škodlivin se specifickou afinitou k určitým tkáním.
27
Při kumulaci se zpravidla zvyšuje i účinek. U některých látek se při opakovaném vstupu můţe účinek zvyšovat nikoli v důsledku hromadění škodliviny v organismu, ale postupným sčítáním následků ireverzibilních změn způsobených jednotlivými dávkami škodliviny, která je přitom plynule vylučována, ale dochází ke kumulaci účinku (Komínková, 2008). Nebezpečí kumulace je moţnost začátku kumulativní otravy (Prokeš, 1997). Bioakumulace Bioakumulace je schopnost organismu zachycovat a shromaţďovat látky z prostředí, přičemţ jejich koncentrace v těle je vyšší neţ v prostředí, ve kterém ţijí. Mnoho organismů má schopnost v těle hromadit některé škodliviny (DDT), které způsobují poškození organismu, a můţe dojít aţ ke smrti, ale také se mohou tyto látky předávat dále v potravním řetězci aţ k člověku samotnému (Prokeš, 1997). Opakovaný přívod látky Pokud přivádíme do organismu další látky dříve, neţ se předchozí látka stačila vyloučit, začíná se látka v organismu hromadit (Prokeš, 1997). 3.2.4.4 Vylučování (exkrece) reziduí pesticidů Ţivočichové vylučují pesticidy nebo jejich metabolity primárně močí a ţlučí, druhotně mohou být vylučovány i mlékem a potem (Komínková, 2008). Organismy, které nestačí biotransformačními procesy chemickou látku z těla vyloučit, tak se pak v těle hromadí jako reziduum (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Vylučování ledvinami – je nejčastější způsob vylučování. Vylučování trávicím ústrojím – látky, které se perorálním podání neresorbovaly, se trávicím ústrojím vylučují ven. Vylučování jinými cestami – např. plícemi, mlékem, potem, slinami a výjimečně slzami (Prokeš, 1997). 3.2.5 Toxický účinek pesticidů Toxický účinek pesticidů je zaloţen na extrémním toxickém zásahu do metabolismu organismu (Wittlingerová, Jonáš, 2002). Mechanismus působení pesticidů není zcela známý i přesto, ţe jsou dobře popsána místa, kde účinkují (Komínková, 2008). Plazmatické jedy: jsou např. kontaktní herbicidy s lepkavou vlastností. Jejich účinek je rychlý. Sráţejí bílkoviny nebo mají dehydratační účinky. Také rtuťnaté 28
přípravky působí jako plazmatické jedy. Narušují enzymový aparát a ţivotně důleţité pochody. Nervové jedy: Nejvíce insekticidů působí na nervovou soustavu. Neuroaktivní látky se mohou podle svého účinku dělit na látky inhibující acetylcholinesterázu, na látky působící na přenos iontů přes buněčnou membránu a na látky reagující s receptory v nervové soustavě. Působení pesticidů na nervovou soustavu se projevuje: bolestmi hlavy, ztráty rovnováhy. Lidé jsou více ohroţeni a můţe nastat rozvoj mozkového nádoru (Nikonorow, 1983). Vliv na buněčné dělení: např. nitroaniliny, N–fenylkarbamáty, dinitroaniliny, které inhibují
buněčné
dělení.
Také
fenoxyalkankarboxylové
kyseliny,
deriváty
karbamidových kyselin ovlivňují buněčné dělení. Ovlivnění mitosy: sem můţeme řadit deriváty karbamidových kyselin. Inhibice jaderného dělení: např. nitroaniliny (Pavlíková a kol., 2007). Vliv na účinek hormonů: Pesticidy narušují účinek hormonů, které řídí důleţité pochody v těle a hrají zásadní roli při vývoji lidského zárodku (Václavík, 2004). Nejvíce obávaný pesticid je DDT, i kdyţ je tato látka řadu let zakázána, ještě dnes se nacházejí malá mnoţství DDT. DDT působí jako hormonálně aktivní látka narušující funkci steroidních hormonů (Velíšek, 1999). Blokování
oxidativního
metabolismu:
látky
zasahující
do
oxidativního
metabolismu na různých místech. Místem jejich působení je buď Krebsův cyklus, nebo potlačení přenosu elektronů v dýchacím řetězci (Zvára, 1998). Vliv na metabolismus nukleových kyselin: např. fenoxyalkankarboxylové kyseliny modifikují metabolismus nukleových kyselin. Vliv na metabolismus lipidů: např. některé pirazinony, které zasahují do syntézy lipidů. Vliv na metabolismus karotenoidů: některé pirazinony zasahují do syntézy karotenoidů. Vliv na metabolismus aminokyselin: účinek glyfosatu spočívá v interferenci glyfosfátu s biosyntézou fenylalaninu (Pavlíková a kol., 2007). Inhibitory metabolismu Ca++ ve svalech: Insekticidy ryanodin a diterpenový alkaloid se váţí na kanálky endoplasmatického retikula uvolňující ionty vápníku nutné pro správnou funkci svalů. Kanálky endoplasmatického retikula se po působení 29
inhibitorů zablokují a odpřáhne se spojení mezi elektrickým signálem a akcí svalových proteinů vedoucí ke stahu svalu. Uvolňování iontů vápníku pokračuje a svaly se stahují aţ do stádia paralýzy (Zvára, 1998). Vliv na syntézu proteinů: do této skupiny lze zařadit anilidy, které inhibují metabolismus syntézy bílkovin. Jsou to např. glyfosát, glufosinát, které zasahují do syntézy proteinů. Vliv na tvorbu zásobního škrobu: inhibice jeho tvorby např. triaziny, triazoly. Vliv na mitochondriální elektronový transport: především N – fenylkarbamáty, acylanilidfenoly, benzonitrily ovlivňují mitochondriální elektronový transport. Tvorba volných radikálů: např. bipyridyly, které podléhají jednoelektronové redukci a tvoří volné radikály, oxidací radikálů dále vzniká peroxid vodíku. O peroxidu vodíku se soudí, ţe reaguje s nenasycenými lipidy membrán. Propustnost membrán se tak zvyšuje a následuje zničení buněčné struktury (Pavlíková a kol., 2007). Inhibice důleţitých enzymů Sleduje se i vliv pesticidů na aktivitu enzymů. Bylo zjištěno, ţe hlavně chlorované uhlovodíky působí negativně na aktivitu enzymů. U lidí pracující často s pesticidními látkami bylo zjištěno zvýšení aktivity fosfatázy, aldolázy, aminotransferázy (Nikonorow, 1983). Inhibice metabolismu aminů: Bylo zjištěno, ţe chlordimeform inhibuje enzym monoamin oxidázu (MAO). Monoamin oxidáza je enzym inaktivující nervové přenašeče, a to hlavně dopamin a serotonin. MAO kontroluje hladinu aminů v centrální nervové soustavě a její inhibice má za následek zvýšenou hladinu aminů (Komínková, 2008). Inhibice acetylcholinesterázy: Hlavními inhibitory tohoto enzymu jsou zoocidy. Acetylcholinesteráza je enzym, který katalyzuje štěpení nervového mediátoru acetylcholinu a tím jej mění na dvě neúčinné sloučeniny acetát a cholin. Acetylcholin zprostředkovává přenos vzruchu z jedné nervové buňky na druhou (Komínková, 2008). Pokud je enzym inhibován, dochází k poruchám přenosu nervového vzruchu (Hořanská, 2006). Inhibice acetylkoenzymu A: Acetylcholin A je enzym obsahující thiolovou skupinu a katalyzující reakce metabolismu mastných kyselin. Mechanismus účinku methyl – 30
bromidu, je methylace thiolové skupiny a vyřazení acetylkoenzymu A a dalších enzymů Inhibice mitochondriální ATPázy: Inhibitory mitochondriální ATPázy jsou především insekticid a akaricid diafenthiuron, tyto sloučeniny jsou odvozeny z thiomočoviny. Diafenthiuron je v těle nestálý a mění se dále na močovinu. Inhibice katalázy: Kataláza je enzym obsahující krevní barvivo hem, který katalyzuje redukci peroxidu vodíku a dalších radikálů, které vznikají při vyuţívání kyslíku ve tkáních na látky neškodné. Kyanovodík, fumigant, fosfin inhibují katalázu, a to vede k hromadění toxických peroxidů (Komínková, 2008). V následující tabulce jsou uvedeny některé pesticidy a účinek jejich působení na organismus. Všechny uvedené účinky mohou vést aţ ke smrti postiţeného organismu (Komínková, 2008). Tabulka č. 5: Pesticidy, primární reakce a účinek, který vyvolávají (Komínková, 2008). Pesticid
Primární reakce
1. ASULAM, TERBUTOL Narušení buněčného dělení
2. CYCLODIENY
Interference neznámá
3. DDT A JEHO
Interference s nervovými
DERIVÁTY
4. FLUOROACETATE
vlákny
Inhibuje cyklus ATP
Účinek
Růst a reprodukce
Nervový systém
Nervový systém
Energetický metabolismus
5. MOČOVINA, TRIAZIN
Inhibice transportu
Energetický
elektronů při fotosyntéze
metabolismus
31
Pesticid
Primární reakce
6. ORGANOFOSFOREČ
Inhibice
NANY A
Účinek
Nervový systém
acetylcholinesterázy
KARBAMÁTY 7. ROPNÉ OLEJE
Narušení membrán
Narušení struktury organismu
8. TRIARIMOL
Inhibice syntézy lipidů
Narušení struktury organismu
3.2.6 Následky plynoucí z reziduí pesticidů Kontakt s pesticidními látkami začíná jiţ v období ţivota plodu. Chlorované uhlovodíky a sloučeniny rtuti, které se mohou nacházet v krvi těhotných ţen, pronikají přes placentu a mohou způsobit poruchy vývinu plodu, nedostatečný vývoj dětí a mohou vést aţ k potratu. Rtuťnaté sloučeniny zasahují u člověka centrální nervovou soustavu, nastávají psychické a neurologické poruchy, ztráty zraku, sluchu, ochrnutí svalstva (Nikonorow, 1983). Zjišťuje se přítomnost pesticidů v tkáních. Chlorované uhlovodíky se nacházejí v tukové tkáni u osob s chorobami trávicí soustavy. Přítomnost pesticidu v tkáních je ukazatelem kontaminace. Lidé, kteří jsou často ve styku s pesticidními látkami, mají problémy s trávicí soustavou. Tyto problémy se projevují pocity hladu, nevolností, poruchy chuti, časté zvracení a průjmy (Nikonorow, 1983). Další problémy způsobené pesticidy: bolesti hlavy, slabost a závratě, bolesti břicha, zvýšené pocení, zúţení zorniček (Voldřich, 2008), akutní a chronické poškození nervového systému, poškození plic, poškození reprodukčních orgánů, dysfunkce hormonálního systému (Václavík, 2004), poruchy paměti, sníţená koordinace, reprodukční problémy, vrozené vady, deprese, rakovina, zvýšené riziko Parkinsonovy
32
choroby (Jordan, 2011), rakoviny prsu a oslabený imunitní systém (Repetto, Baliga, 1996). V EU je pět nejčastěji vyskytujících pesticidů klasifikováno jako mutagenních, karcinogenních a působících toxicky na hormonální systém (Švestková, 2012).
3.3 Rezidua pesticidů v potravinách Rezidua pesticidů v potravinářských výrobcích, které jen málo překračují přípustné normy, nezpůsobují akutní otravy, ale mohou způsobit vedlejší škodlivé účinky nebo chronické choroby. Ale vysoké překročení norem reziduí pesticidů v potravinách můţe zapříčinit smrtelné otravy lidí (Nikonorow, 1983). Moderní pesticidy se mohou vyskytovat v potravinových surovinách a následně i potravinách (Drápal a kol., 2005). Moderní pesticidy se v potravinovém řetězci téměř nekumulují, jsou lépe odbouratelné a nepředstavují velkou zátěţ pro ekosystém (Hajšlová a kol., 2006) na rozdíl od pesticidů staré generace, které se vyznačovaly vysokou odolností v ţivotním prostředí, a také docházelo ke kumulaci v potravinových řetězcích (Drápal a kol., 2005). V potravinách rostlinného původu se setkáváme s rezidui a metabolity moderních pesticidů.
Potraviny
ţivočišného
původu
jsou
spíše
zdrojem
perzistentních
organochlorových pesticidů, které se kumulují v jejich tukové sloţce. Moderní pesticidy se zde nachází ojediněle a jejich přítomnost můţe být důsledkem kontaminace krmiva (Velíšek, 1999). Mnoho potravin obsahuje více reziduí pesticidů, a je velice pravděpodobné, ţe jednotlivé pesticidy spolu reagují, ale na tuto problematiku bylo zatím provedeno velmi málo výzkumů (Švestková, 2012). Mnoţství reziduí v potravinách můţe záviset na: Počtu aplikací, aplikační dávce a intervalu mezi aplikacemi. Aplikační technologii, kam můţeme zařadit: moření, aplikace bodová, aplikace ohnisková. Mohou vést k niţšímu nebo ţádnému výskytu reziduí pesticidů. Mechanismu účinku účinné látky a jejím metabolismu v rostlinách, zvířatech a rozkladu v ţivotním prostředí. U rostlin se nejvíce rezidua pesticidů vyskytují na povrchu listů, na nebo v oplodí a osemení a u zvířat hlavně v játrech a ledvinách. Ochranné lhůtě (době od poslední aplikace pesticidu do sklizně plodiny). 33
Vývojovém stádiu plodiny v době aplikace pesticidního přípravku. Umístění konzumovatelné části. Plodina nad povrchem země – nejvyšší hladiny výskytu reziduí pesticidů. Konzumovatelná část pod zemským povrchem – téměř bez reziduí pesticidů. Na průmyslovém a kuchyňském zpracování. Výskyt reziduí pesticidů sniţuje mytí, loupání, lisování, tepelná úprava (Pepperný, 2010). Některé pesticidy jsou systémové, coţ znamená, ţe se nacházejí uvnitř ovoce a zeleniny a neodstraníme je loupáním ani mytím (Anonym 1, 2004). Hydrolýzou mohou vznikat reakční nebo rozkladné produkty reziduí pesticidů (Pepperný, 2010). 3.3.1 Legislativa pro rezidua pesticidů Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 396/2005 ze dne 23. února 2005 o maximálních limitech reziduí pesticidů v potravinách a krmivech rostlinného a ţivočišného původu a na jejich povrchu a o změně směrnice Rady 91/414/EHS. Nařízením Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 299/2008 se mění Nařízení (ES) č. 396/2005 pokud jde o prováděcí pravomoci svěřené Komisí (Kvasničková, 2009). Přestoţe nařízení vstoupilo v platnost 1. září 2008, jsou v současné době stále diskutovány reformy dalších navazujících norem (Vlček, 2008). Nařízení se přímo dotýká veřejného zdraví a má zajistit ochranu spotřebitelů a usnadnit dovoz a obchod. Potraviny musí být bezpečné pro spotřebitele v celé Evropské unii. Za toto nařízení jsou odpovědné vlády jednotlivých členských států, a Komise EU sleduje dodrţování tohoto nařízení. Přílohy Reg. (ES) č. 396/2005 stanovují maximální limity reziduí a produktů, ke kterým se vztahují (Fontelles, Schmit, 2005). Příloha I: Seznam výrobků, na které se vztahují MLR. Příloha I byla stanovena nařízením Komise (ES) č. 178/2006. Obsahuje 315 produktů včetně ovoce, zeleniny, koření, obilovin a ţivočišných produktů. Příloha II, III, IV: Nařízení Komise (ES) č. 149/2008 mění Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 396/2005 vytvořením příloh II, III, IV, které stanoví MLR u produktů uvedených v příloze I uvedeného nařízení.
34
Nařízení Komise (ES) č. 839/2008 mění Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 396/2005, pokud jde o přílohy II, III, IV, které stanoví MLR pesticidů v některých produktech a na jejich povrchu. Nařízení Komise (ES) č. 256/2009 mění přílohy II a III Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 396/2005, pokud jde o MLR azoxystrobin a fludioxonil v některých produktech a na jejich povrchu. Nařízení Komise (ES) č. 822/2009 mění přílohy II, III a IV Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 396/2005, pokud jde o MLR pro zoxystrobin, atrazin, chlormekvat,
cyprodinil,
dithiokarbamáty,
fludioxonil,
fluroxypyr,
indoxakarb,
mandipropamid, trijodid draselný, spirotetramat, tetraconazol a thiram v některých produktech a na jejich povrchu. Nařízení Komise (ES) č. 1050/2009 mění přílohy II a III Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 396/2005, pokud jde o MLR pro azoxystrobin, acetamiprid, klomazon, cyflufenamid, emamektin benzoát, famoxadon, fenbutatinoxid, flufenoxuron, fluopikolid, indoxakarb, ioxynil, mepanipyrim, prothiokonazol, pyridalyl, thiakloprid a trifloxystrobin v některých produktech a na jejich povrchu. Nařízení Komise (ES) č. 1097/2009 mění přílohu II Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 396/2005, pokud jde o MLR pro dimethoát, ethefon, fenamifos, fenarimol, methamidofos, methomyl, omethoát, oxydemeton-methyl, procymidon, thiodikarb a vinklozolin v některých produktech a na jejich povrchu (Kvasničková, 2009). Příloha V: Zde bude seznam pesticidů, pro které bude pouţit výchozí limit 0,01 mg/kg. Tato příloha nebyla dosud zveřejněna. Příloha VI. Bude obsahovat seznam konverzních faktorů MLR pro zpracované zboţí. Tato příloha nebyla dosud zveřejněna. Příloha VII: Nařízení Komise (ES) č.260/2008 mění Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 396/2005 vytvořením přílohy VII, která obsahuje seznam pesticidů pouţívaných jako fumiganty. Členské státy pro tyto látky pouţijí zvláštní výjimky, neţ jsou uvedeny na trh (Kvasničková, 2009). Pokud není pesticid uveden v ţádné z výše uvedených příloh výchozí MLR 0,01 mg/kg se vztahuje (čl. 18 (1b) nařízení (ES) č. 396/2005).
35
3.3.1.1 Maximální limity reziduí (MLR) Potravinářská legislativa přiřazuje pro jednotlivé potraviny maximální limity reziduí, aby se předešlo nepříjemným zdravotním rizikům (Fontelles, Schmit, 2005). Maximální limity reziduí jsou horní přípustné koncentrace reziduí pesticidů v potravinách, krmivech nebo na jejich povrchu. MLR jsou zaloţené na správné zemědělské praxi a vystavení spotřebitele nejniţšímu účinku reziduí pesticidů (Pepperný, 2010). Nové limity se věnují potřebám nejzranitelnějších skupin obyvatelstva, jako jsou miminka, děti, vegetariáni (Fontelles, Schmit, 2005). Denní příjem reziduí pesticidů musí být vţdy niţší neţ toxikologický ADI (přijatelný denní příjem na kg hmotnosti člověka). Plodiny, které mohou obsahovat rezidua pesticidů, lze najít v databázi MLR na internetových stránkách Komise ES. Nařízení o reziduích pesticidů se týká okolo 1100 pesticidů, které se pouţívají v zemědělství Evropské unie nebo mimo ni (Vlček, 2008). V nařízení jsou uvedeny maximální limity reziduí pesticidů pro všechny zemědělské produkty, které jsou určeny pro potraviny i krmiva. Limity jsou stanoveny jak pro čerstvé, tak i pro zpracované potraviny, v úvahu se bere sníţení i zvýšení koncentrace. Bezpečnost potravin má přednost před ochranou rostlin (Fontelles, Schmit, 2005). Nařízení se vztahuje na pesticidy v současné době, nebo v minulosti pouţívané v zemědělství v EU nebo mimo ni. Obecně výchozí MLR je 0,01 mg/kg, ale většina se pohybuje od 0,01 aţ do 50 mg/kg. Jestliţe není pro pesticid stanoven maximální limit reziduí, platí MLR = 0,01 mg/kg (Kocourek, 2007).
3.4 Sledování reziduí pesticidů u potravin V dřívějších dobách byly pesticidní látky velice populární. Ve velmi krátkém čase po objevení pesticidních látek se rozšířila jejich výroba a pouţití do velkých rozměrů. Začínaly se zvyšovat hektarové výnosy, plodiny nebyly poškozeny a získávaly vzhled. Pesticidy se začaly pouţívat snad ve všech odvětvích, ale po několika letech jejich působení v ţivotním prostředí se začaly projevovat jejich negativní účinky (kumulace, karcinogenní a mutagenní účinky). Od té doby se začaly pesticidní látky mnohem více sledovat. Výzkumy se stále více zaměřovaly na pesticidy, které nezanechávají rezidua (Bíliková, 1983). Zpřísňovala se legislativa, zdokonalovaly se metody stanovující pesticidy v ţivotním prostředí a potravinách, pesticidní látky se omezovaly ve všech
36
průmyslových odvětvích a začaly se klást stále větší poţadavky zajišťující zdravotní nezávadnost potravin. Rezidua pesticidů v potravinách se v dřívějších dobách vyskytovaly mnohem více neţ dnes. Dnes se provádí stále přísnější monitoring potravin a jen málo potravin překračuje MLR. Kaţdý rok se provádí monitoring cizorodých látek v potravinách včetně reziduí pesticidů. Rok od roku se zvyšuje počet sledovaných pesticidů, v roce 2003 se rozšířilo spektrum analyzovaných vzorků o skupinu moderních polárních pesticidů, jejichţ pouţívání se v současné době stále více rozšiřuje. Kaţdý rok se do monitoringu zařazují komodity, které jsou významné z hlediska spotřeby pro ČR a dále komodity, které vykazují vysokou frekvenci pozitivních nálezů, např. broskve, citrusy, jablka, salát, zelí jahody, kojenecká a dětská výţiva, skořápkové plody, atd., ale také se sledují sloţky prostředí, které mohou způsobit kontaminaci surovin a potravin (Cuhra, 2003). 3.4.1 Členské státy Evropské unie Nařízení Komise EU č. 915/ 2010 ze dne 12. října 2010 o koordinovaném víceletém kontrolním programu Unie pro roky 2011, 2012, 2013 s cílem zajistit dodrţování MLR v potravinách rostlinného a ţivočišného původu a na jejich povrchu a vyhodnotit expozici spotřebitelů reziduím pesticidů. Kaţdý členský stát EU musí kaţdý rok odebrat vzorky a podrobit je analýze na rezidua pesticidů. Kaţdý členský stát musel v roce 2011 odebrat a podrobit analýze deset vzorků obilných příkrmů pro kojence. Kaţdý členský stát musí v roce 2012 odebrat a podrobit analýze deset vzorků příkrmů pro kojence a malé děti. Kaţdý členský stát musí v roce 2013 odebrat a podrobit analýze deset vzorků počáteční a pokračovací kojenecké výţivy. Z kaţdé plodiny odebere a podrobí analýze jeden vzorek, který pochází z produkce ekologického zemědělství. Členské státy, které pouţívají metody pro zjištění více reziduí, mohou pouţívat kvalitativní screeningové metody na maximálně 15 % vzorků, které mají být odebrány a podrobeny analýze. Jestliţe budou výsledky kvalitativního screeningu pozitivní, pouţijí státy pro kvantifikaci zjištění obvyklou cílovou metodu. 37
Česká republika má minimálně dvanáct vzorků na kaţdou pouţitou metodu pro zjištění jediného rezidua a minimálně patnáct vzorků na kaţdou pouţitou metodu pro zjištění více reziduí (Barroso, 2010). Kaţdý členský stát podle Nařízení č. 396/2005 je povinen určit jeden vnitrostátní orgán, který bude v rámci reziduí pesticidů koordinovat spolupráci s EFSA , Komisí EU, členskými státy a v neposlední řadě výrobci, producenty a pěstiteli (Vít, 2009). Tabulka č. 6: Monitoring pesticidů v potravinách v roce 2010 (Schneeweiss, 2010) Skupina
n
pozitivní
% pozit.
N+
%N+
Pesticidy
1076
659
61,3
16
1,5
-
ČR
370
210
56,8
3
0,8
-
EU
540
354
65,6
4
0,7
-
dovoz
140
84
60,0
9
6,4
-
země původu 26
11
42,3
0
0
neuvedena .n – počet prohlídek, N+ počet nadlimitních nálezů, %N+ - podíl nadlimitních nálezů v %
V následující tabulce jsou vybrány některé pesticidy dle nařízení Komise (EU) č. 915/2010, které mají být kontrolovány. Čísla za jednotlivými pesticidy, je označení pro produkty a potraviny, u kterých mohou být tyto pesticidy nalezeny (seznam potravin a produktů bude uveden níţe) (Barroso, 2010).
38
Tabulka č. 7: Pesticidy v potravinách (Barroso, 2010). Potravina, ve které Pesticid
se pesticid
Potravina, ve které Pesticid
kontroluje
se pesticid kontroluje
Acefát
1, 2, 3
HCB
4, 5, 6
Acetamiprid
1, 2, 3
Heptachlor
4, 5, 6
Amitrol
9, 1, 2, 3
Hexachlorcyklohexan 4, 5, 6
Aldikarb
1, 2, 3
Hexakonazol
1, 2, 3
Azinfos - ethyl
9, 6, 4, 5
Iprodion
1, 2, 3
Azinfos - methyl
1, 2, 3
Linuron
1, 2, 3
Azoxystrobin
1, 2, 3
Malathion
1, 2, 3
Benfurakarb
1, 2, 3
Methidathion
1, 2, 3, 4, 5, 6
Bifenthrin
1, 2, 3, 4, 5, 6
Methoxyfenozid
1, 2, 3
Boskalid
1, 2, 3
Oxamyl
1, 2, 3
Bromopropylát
1, 2, 3
Parathion
1, 2, 3, 4, 5, 6
Bromukonazol
1, 2, 3
Fosalon
1, 2, 3
Kaptan
1, 2, 3
Fosmet
1, 2, 3
Karbanyl
1, 2, 3
Profenofos
1, 2, 3, 4, 5, 6
Karbofuran
1, 2, 3
Propikonazol
1, 2, 3
Karbosulfan
1, 2, 3
Pyrethriny
1, 2, 3
Chlordan
4, 5, 6
Resmethrin
4, 5, 6
Chlorbenzilát
4, 5, 6
Teknazen
4, 5, 6
DDT
4, 5, 6
Tetrakonazol
1, 2, 3
Diazinon
1, 2, 3, 5, 6
Tetradifon
1, 2, 3
39
Potravina, ve které Pesticid
Potravina, ve které Pesticid
se pesticid kontroluje
se pesticid kontroluje
Dichlorvos
1, 2, 3
Triazolylalanin
1, 2, 3
Dikofol
1, 2, 3
Trichlorfon
1, 2, 3
Aldrin a dieldrin
4, 5, 6
Triazofos
1, 2, 3, 4, 5, 6
Difenokonazol
1, 2, 3
Tritikonazol
1, 2, 3
Difenylamin
1, 2, 3
Kys. triazolyloctová
1, 2, 3
Endrin
4, 5, 6
Kys. triazolylmléčná
1, 2, 3
Fenthion
1, 3, 4, 5, 6
Trifluralin
1, 2, 3
Folpet
1, 2, 3
Vinklozolin
1, 2, 3
Glyfosát
1, 2, 3
Zoxamid
1, 2, 3
Seznam potravin a produktů, kde se kontrolují pesticidy: 1. Mrkev, salátové okurky, pomeranče, mandarinky, hrušky, brambory, špenát (čerstvý nebo zmraţený), fazole nevyluštěné (čerstvé nebo zmraţené), pšeničná mouka. 2. Banány, květák, lilek, stolní hrozny, pomerančová šťáva, hrachová zrna vyluštěná (čerstvá nebo zmraţená), sladká paprika, pšenice, olivový olej. 3. Jablka, hlávkové zelí, hlávkový salát, pór, rajčata, broskve, nektarinky, ţito, oves, jahody, hrozny moštové (červené, bílé). 4. Kuřecí vejce, máslo. 5. Vepřové maso, kravské mléko. 6. Drůbeţí maso, játra (skotu a jiných přeţvýkavců, prasat a drůbeţe) (Barroso, 2010). Nejvíce kontaminované plodiny v EU: Pomeranče, mandarinky, hroznové víno, hrušky, jahody, jablka, banány, hlávkový salát, broskve, nektarinky, sladká paprika, lilek (Anonym 2, 2008).
40
3.4.2 Sledování reziduí pesticidů v rámci České republiky V Usnesení vlády České republiky ze dne 18. ledna 2010 č. 61 ke Strategii bezpečnosti potravin a výţivy na období let 2010 aţ 2013, je kladen zvýšený důraz na zabezpečení státního dozoru nad potravinami uváděnými na trh, na sledování zdravotní nezávadnosti surovin pouţívaných k výrobě potravin a provádění monitoringu cizorodých látek v potravinových řetězcích. V případě překročení MLR u sledovaného vzorku, Státní zemědělská a potravinářská inspekce uloţí zákaz prodeje a distribuce kontrolované potraviny. Není li potravina v době ukončení analýz vyexpedována, je přikázáno staţení potraviny. Kontrolovaná osoba musí provést opatření vedoucí k minimalizaci dalšího výskytu nevyhovující potraviny. Kaţdý rok orgány státního dozoru odeberou přes tisíc vzorků na rezidua pesticidů. Za rok 2010 bylo odebráno 1076 vzorků, z toho bylo sledováno 309 pesticidů včetně jejich metabolitů, bylo provedeno 333 181 analýz. Bylo zjištěno 659 pozitivních vzorků, a z toho 16 vzorků, které překračovaly maximální limit reziduí pesticidů v potravinách (Schneeweiss, 2010). 3.4.3 Orgány státního dozoru Na monitoringu cizorodých látek se v České republice podílí regionální inspektoráty, které provádějí odběr vzorků a následně je odesílají k laboratorním analýzám. Regionálních inspektorátů je v České republice 7: Praha, Brno, Plzeň, Hradec Králové, Ústí nad Labem, Tábor a Olomouc. Analýzy jsou prováděny v laboratořích SZPI v Praze a Brně, ale jsou vyuţívány i externí laboratoře (Schneeweiss, 2010). Problematika reziduí pesticidů spadá pod Ministerstvo zemědělství a Ministerstvo zdravotnictví ( Vít, 2009). V České republice provádí kontroly v oblasti reziduí pesticidů: 1. Státní zemědělská a potravinářská inspekce (SZPI) Státní zemědělská a potravinářská inspekce je správní úřad vykonávající úřední kontroly v oblasti výroby a uvádění potravin na trh (Vít, 2010). SZPI je přímo podřízená Ministerstvu zemědělství. Je jedním z orgánů státního dozoru nad zdravotní nezávadností, jakostí a správným označováním potravin (dostupné na: www.szpi.cz).
41
2. Státní veterinární správa (SVS ČR) Je orgánem státní správy v rezortu zemědělství. Státní veterinární správa má za úkol v oblasti potravin chránit spotřebitele před případnými zdravotně závadnými produkty ţivočišného původu (dostupné na: www.svscr.cz). 3. Státní rostlinolékařská správa (SRS) Státní rostlinolékařská správa je orgán podřízený ministerstvu zemědělství (Vít, 2010). Státní rostlinolékařská správa se specializuje na ochranu rostlin a rostlinných produktů, ochranu proti organismům, které škodí rostlinám. SRS provádí také registrace přípravků na ochranu rostlin a kontroluje jejich pouţívání a uvádění na trh (dostupné na: www.eagri.cz). 4. Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský (ÚKZÚZ) Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský je zřízen Ministerstvem zemědělství České republiky jako specializovaný orgán státní správy. ÚKZÚZ vykonává odborný dozor v oblasti výroby, uváděním do oběhu a aplikovaní krmiv, v oblasti půdy a výţivy, dále v oblasti osiv a sadby, ţivočišné produkce, atd. (dostupné na: www.ukzuz.cz). 5. Orgány ochrany veřejného zdraví (OOVZ) Orgány ochrany veřejného zdraví vykonávají dozor nad dodrţování zdravotních poţadavků a povinností v sektoru veřejného stravování, a ve stravovacích zařízeních státních institucí (Vít, 2010). RASFF RASFF je systém rychlého varování pro potraviny a krmiva. RASFF je propojená síť, která spojuje členské země Evropské unie s Evropskou komisí a Evropským úřadem pro bezpečnost potravin EFSA (dostupné na: www.szpi.cz). 3.4.4 Sledování reziduí u jednotlivých potravin Kaţdý rok se provádí analýzy u jednotlivých potravin nejen v České republice, ale i v jiných státech světa. V následujících odstavcích budou vyjmenovány jednotlivé potraviny a jejich zhodnocení za rok 2010.
42
3.4.4.1 Zelenina, ovoce, houby, skořápkové plody Zelenina U zeleniny bylo v roce 2010 odebráno 504 vzorků. Ze států EU bylo odebráno 64,1 % vzorků, z ČR 26,6 % a ze třetích zemí 8,1 %. MLR byl překročen u 10 vzorků zeleniny. Maximální limit reziduí byl překročen u: vzorků paprik (země původu Turecko a Maďarsko), kde bylo zjištěno nadlimitní mnoţství oxamylu, hrachových lusků (země původu ČR), překročení MLR pro látku propamocarb, růţičková kapusta (země původu Nizozemí), překročení MLR pro thiabendazol, kadeřavá kapusta (země původu ČR), překročení MLR pro cyproconazol a methoxyfenozide, okurky salátové (země původu Řecko), překročení MLR pro formetanat, pór (země původu Francie), překročení MLR pro thiabendazol. Největší podíl vzorků zeleniny byl odebrán z ČR. Účinnými látkami, které se nejvíce vyskytovaly v zelenině, byly dithiokarbamáty, propamocarb, boscalid, bromidy, azoxystrobin, cyprodinil (Schneeweiss, 2010). Ovoce Odebráno 226 vzorků ovoce. Ze států EU odebráno 52,7 %, z ČR 16,7 % a ze třetích zemí 30,5 %. MLR byl překročen u 6 vzorků ovoce. Maximální limit reziduí byl překročen u: stolních hroznů (země původu Indie), naměřeno nadlimitní mnoţství chormequatu, broskví (země původu Turecko), naměřeno nadlimitní mnoţství captanu, granátového jablka (země původu Izrael), nadlimitní mnoţství lambda-cyhalothrinu, jablka (země původu ČR), nadlimitní mnoţství fenithrothionu. Nejvíce se v ovoci za rok 2010 vyskytovaly látky chlormequat, chlorpyrifos, dithiokarbamáty, imazalil a boscalid (Schneeweiss, 2010). Brambory a výrobky z brambor V roce 2010 bylo odebráno 49 vzorků, z toho 30 vzorků bylo původem z ČR, 18 vzorků ze zemí EU a 1 vzorek ze třetích zemí. Ve vzorcích byly nalezeny účinné látky, ale u ţádného z analyzovaných vzorků nebylo překročeno MLR. Nejvíce se v bamborách objevovaly látky propamocarb a chlorpropham (Schneeweiss, 2010). 43
3.4.4.2 Obilniny a obilné výrobky V roce 2010 bylo odebráno 132 obilnin a 12 vzorků mlýnských výrobků. Pozitivní nález byl zjištěn u 50 vzorků. Odebraných vzorků ze zemí EU bylo 15,9 %, z ČR 77,3 % a ze třetích zemí 4,5 %. Pozitivní nálezy byly zjištěny: u ţita, ovsa, ječmene, kukuřice a rýţe. Nejčastěji nalézanými látkami v obilninách byly chlormequat, chlorpyrifos – methyl, chlorpyrifos a primiphos – methyl (Schneeweiss, 2010). 3.4.4.3 Pekařské výrobky Z pekařských výrobků bylo odebráno běţné pečivo (rohlíky, veka) a trvanlivé pečivo. Z 15 vzorků bylo 6 pozitivních na rezidua pesticidů, ale maximální limit reziduí nebyl překročen u ţádného z odebraných vzorků. Nejvíce se v pečivu nalézaly látky chlorpyrifos – methyl, primiphos – methyl, fenhexamid a piperonyl butoxide (Schneeweiss, 2010). 3.4.4.4 Nápoje V roce 2010 bylo odebráno 9 vzorků pomerančové šťávy, z toho byly nalezeny pesticidy u 4 vzorků, ale maximální reziduální limit nebyl překročen. U nápojů byly nalezeny látky karbendazin, methidathion a omethoat (Schneeweiss, 2010). 3.4.4.5 Čaj, káva, koření Bylo odebráno 5 vzorků čaje a 3 vzorky koření. U čaje byly 3 vzorky pozitivní a u koření byl pozitivní 1 vzorek, ale maximální reziduální limit nebyl překročen u ţádného ze vzorků (Schneeweiss, 2010). 3.4.4.6 Oleje a semena olejnin Celkem se odebralo 9 vzorků sójových bobů, 7 vzorků slunečnicových semen a 2 vzorky dýňových semen. U sójových bobů byly nalezeny 3 pozitivní vzorky, ale v ţádném vzorku nebyl překročen MLR. Nejvíce byly detekovány látky fluazifop, febuconazole, endosulfan a trifluralin (Schneeweiss, 2010). 3.4.4.7 Živočišné produkty Bylo odebráno 72 vzorků ţivočišných produktů. U 23 vzorků byl zaznamenán výskyt reziduí pesticidů, ale maximální reziduální limit nebyl překročen. Byly detekovány 44
pouze dvě látky, a to DDT a hexachlorbenzen. Hlavní odebírané vzorky byly: drůbeţí maso, vepřové maso (9 pozitivních vzorků), vepřová játra (1 pozitivní vzorek), hovězí maso, hovězí játra (1 pozitivní vzorek), ovčí játra, drůbeţí játra, mléko, mléčné výrobky (4 pozitivní vzorky), kapr (2 pozitivní vzorky), máslo (6 pozitivních vzorků) a med (Schneeweiss, 2010). V EU u 49 % zeleniny, ovoce a obilovin bylo nalezeno 338 druhů pesticidů z toho 319 druhů v ovoci a 93 druhů v obilovinách. 34 Druhů pesticidů bylo nalezeno v ţivočišných produktech (dostupné na: www.efsa.europa.eu). V USA našlo Centrum pro kontrolu a prevenci nemocí 28 různých druhů pesticidů v krvi a moči jedinců starších šesti let (Sondik a kol., 2010). Z největší pravděpodobností jsme vystaveni mnohem většímu mnoţství pesticidů, ale ne všechny pesticidy jsme schopni změřit. V dnešní době se ještě u mléka a másla nachází malé mnoţství DDT, i kdyţ je tato látka jiţ 30 let zakázaná (Švestková, 2012).
3.5 Rezidua pesticidů v dětské a kojenecké výţivě Nejvíce ohroţenou skupinou lidské populace jsou kojenci a malé děti, kteří mají podstatně vyšší příjem potravy na jednotku tělesné hmotnosti. Proto je pro potraviny určené pro kojence a malé děti stanoven nízký hygienický limit pro přítomnost reziduí pesticidů, který je 0,01 mg/kg pro všechny pesticidní látky a pro několik vybraných pesticidů je MLR ještě niţší (Hajšlová a kol., 2006). Pro dětskou a kojeneckou výţivu přísluší Vyhláška č.54/2004 Sb., o potravinách určených pro zvláštní výţivu a o způsobu jejího pouţití a o změně některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů a Vyhláška č. 381/2007 Sb., o stanovení MLR pesticidů v potravinách a surovinách ve znění pozdějších předpisů. Objevují se značně zneklidňující důkazy o toxicitě pesticidů u dětí, které vycházejí z dlouhodobých studií, které sledují účinky insekticidů (organofosfátů) (Švestková, 2012). Pesticidy mohou blokovat vstřebávání ţivin, které jsou nutné pro zdraví růst a vývoj dětí. Dle Nařízení Komise (ES) č. 915/2010 se provádí analýzy na přítomnost reziduí pesticidů v dětské výţivě. Celkový počet odebraných vzorků v roce 2010 byl 58. Vzorky zahrnují obilné a ostatní příkrmy, počáteční a pokračovací kojeneckou dětskou výţivu. V roce 2010 bylo 45
nalezeno u dětské výţivy 7 pozitivních vzorků na rezidua pesticidů z 58 odebraných vzorků, ale MLR nebyly překročeny u ţádného z odebraných vzorků (Schneeweiss, 2010). V následující tabulce jsou zjištěné pozitivní nálezy na rezidua pesticidů v dětské výţivě v roce 2010. Hodnoty jsou uvedeny v mg/kg (Schneeweiss, 2010). Tabulka č. 8: Nálezy reziduí pesticidů v dětské výţivě v roce 2010 (Schneeweiss,2010). Analyt
n
+
N+
min
max
diazinon
58
1
0
n.d.
0,004
dithiokarbamáty
58
1
0
n.d.
0,03
procymidon
58
1
0
n.d.
0,002
flufenoxuron
58
1
0
n.d.
0,003
lambda cyhalothrin
58
1
0
n.d.
0,004
boscalid
58
1
0
n.d.
0,003
Propamocarb
58
1
0
n.d.
0,003
Vysvětlivky k tabulce č. 8: n – počet analyzovaných vzorků + počet vzorků s pozitivním nálezem N + vzorky, které překračují maximální limity min – nejniţší hodnota souhrnu výsledků max – nejvyšší hodnota souhrnu výsledků n.d. – hodnota pod mezí stanovitelnosti = nedetekováno Tabulka č. 9: Statistika nálezů reziduí pesticidů v dětské výţivě od roku 2005 aţ do roku 2010 (Schneeweiss, 2006 – 2010). Rok
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Vzorků celkem
170
122
63
59
52
58
Pozitivních vzorků
8
8
7
10
7
5
1
0
0
0
Počet vzorků překračující MLR
2
46
3.5.1 Účinky pesticidů na dětský organismus Jiţ bylo uvedeno výše, ţe vystavení účinkům pesticidů můţe být jiţ během těhotenství. Pesticidní látky pronikají přes placentu a působí na lidský plod. Problémy, které se mohou projevit u narozených dětí, které byly vystavení účinkům pesticidů: Poruchy paměti dětí a s tím související poruchy učení, které mohou přetrvávat aţ do věku 9 let. Poruchy uvaţování. Niţší inteligenční skóre. Poruchy pozornosti a hyperaktivita (Klein, 2010). Alergie. Rakovina (Bloxham, 2011). 3.5.2 Analytické metody pro stanovení pesticidů v dětských potravinách UHPLC-MS-MS Kombinace hmotnostní spektrometrie a ultra kapalinové chromatografie usnadňuje analýzu pesticidů, resp. vzorků potravin. Tato metoda je velice příznivá, protoţe dokáţe detekovat stopové mnoţství cílových látek, coţ umoţňuje vysílání, potvrzení a kvantifikaci v jedné analýze (Vanhoenacker a kol., 2010). UHPLC (Ultravysokotlaká kapalinová chromatografie) UHPLC je nová separační technika v oblasti kapalinové chromatografie (Motyka, Hlaváč, 2009). Umoţňuje rychlé a efektivní separace, vzhledem k malé velikosti částic (< 2 mm), více dat z malých vzorků a minimální náklady na likvidaci oproti vysoce účinné kapalinové chromatografii (HPLC) (Vanhoenacker a kol., 2010).
3.6 Metody pouţívané k analýzám reziduí pesticidů Pro stanovení reziduí pesticidů jsou pouţívány multireziduální metody stanovení, tj. metody umoţňují provádět souběţné stanovení jednotek aţ stovek pesticidů zároveň, v současné době některé multi–reziduální metody zahrnují více neţ 80 analytů (Fernández-Alba, García-Reyes, 2008). Pouţívají se také jednoúčelové metody určené zpravidla pro velmi omezený počet obtíţně stanovitelných reziduí (Cuhra, 2003). Analytické metody musí splňovat poţadavky stanovené Nařízením Evropského Parlamentu a Rady (ES) č.882/2004 o úředních kontrolách za účelem ověření 47
dodrţování právních předpisů týkajících se krmiv a potravin a pravidel o zdraví zvířat a dobrých ţivotních podmínkách zvířat. Chromatografie Chromatografie je analytická a separační metoda. Principem je dělení vzorku mezi dvěma fázemi – pohyblivou (mobilní – plyn nebo kapalina) a nepohyblivou (stacionární, označována jako sorbent). Mobilní fáze unáší vzorek ke konci kolony, obě tyto sloţky (mobilní fáze i vzorek) jsou stacionární fází v koloně zadrţovány. Při postupu kolonou jsou molekuly vzorku buď v mobilní fázi (pak se pohybují stejnou rychlostí jako mobilní fáze), nebo jsou zadrţovány na povrchu sorbentu (pak se nepohybují vůbec). Kaţdá molekula vzorku přejde mnohokrát z proudu mobilní fáze na povrch sorbentu a zpět. V kaţdém okamţiku se počet molekul sorbovaných rovná přibliţně počtu molekul desorbovaných. Dosaţení rovnováhy popisuje distribuční konstanta, kterou je moţno ovlivnit teplotou kolony. Doba setrvávání průměrné molekuly vzorku na povrchu sorbentu závisí na velikosti interakce mezi vzorkem a sorbentem a určuje pořadí, v jakém vzorek vychází z kolony: čím větší interakce, tím později vychází vzorek a tím větší je retenční čas (čas potřebný k průchodu vzorku systémem). Přístroj pro chromatografickou separaci se nazývá chromatograf. Důleţitou sloţkou chromatografu je detektor (detekuje vzorek vycházející z kolony), signál z detektoru se přenáší na zapisovač, výsledkem je záznam chromatografické separace, chromatogram (Komprda, 2003). Plynová chromatografie (GC, Gas Chromatography) U plynové chromatografie je mobilní fází plyn. Metoda je vhodná pro separaci látek, které mohou být převedeny do plynné fáze. Kapalinová chromatografie (LC) U kapalinové chromatografie je mobilní fází kapalina (Komprda, 2003). Nejvýhodnější chromatografickou metodou je vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) (Schulzová, Hajšlová, 2007)
48
K analýzám přítomnosti pesticidů v potravinách jsou pouţívány následující metody: A. Pro potraviny živočišného původu V potravinách
ţivočišného
původu
se
rezidua
pesticidů
stanovují
plynovou
chromatografií. Detektory, které se pouţívají u stanovení reziduí pesticidů v potravinách: GC–EC (plynová chromatografie s elektrochemickým detektorem) Elektrochemický detektor měří proud vznikající při průchodu oxidovatelné nebo redukovatelné látky měrnou celou. Převáţně se pouţívá tříelektrodové zapojení s pracovní, pomocnou a referentní elektrodou. Pracovní elektroda můţe být ze skelného uhlíku, uhlíkových vláken, grafitové pasty, diamantu, Pt, Au, Cu, Hg nebo amalgánů (Cvačka, 2010). GC–NPD (plynová chromatografie s dusíko–fosforovým detektorem) Dusíko–fosforový detektor má uvnitř zahřívané tělísko s alkalickým kovem (Rb, Cs), dochází k reakcím látek s heteroatomem dusíku a fosforu v plynné plazmě alkalického kovu. Dusíko–fosforový detektor poskytuje výhodnou stopovou detekci analytů s dusíkem a fosforem a potlačuje odezvu bezdusíkatých látek, balastů (Balíková, 2005). GC–FPD (plynová chromatografie s plameno–fotometrickým detektorem) Plameno–fotometrický detektor měří intenzitu chemiluminiscence molekulárních forem heteroatomů v molekulách organických látek. K vybuzení vhodných excitovaných stavů se v podmínkách plynové chromatografie pouţívá plamen s nízkou teplotou. Význam FPD v současné době stále vzrůstá v důsledku jeho vysoké citlivosti a selektivity měření a jednoduché konstrukci (Smolková a kol., 1983). GC–MS (plynová chromatografie s hmotnostním detektorem) Kombinace GC–MS patří dnes k nejprogresivnějším analytickým technikám. Hmotnostně spektrometrický detektor (MS) je velice citlivý detektor vhodný pro identifikaci analyzovaných sloţek směsi. Organické molekuly jsou v MS detektoru ionizovány a fragmentovány a výsledné MS spektrum obsahuje informace o intenzitě jednotlivých iontů. MS detektor je detektorem univerzálním. K vyhodnocení záznamu v MS detektoru lze pouţít knihovnu MS spekter (Motyka, Hlaváč, 2009).
49
B. Pro potraviny rostlinného původu Multireziduální metoda (MRM) zaloţená na QUECHERS s GC–TOF/MS a LC– MS/MS detekcí. Tato metoda nahrazuje předešlou GC a LC multireziduální metody, má větší účinnost a umoţňuje širší rozšíření působnosti analýzy reziduí pesticidů (Vít, 2009). Multireziduálními
metodami
lze
analyzovat
široké
spektrum
kombinací
analyt/matrice. U MRM je velice důleţité aby poskytovala přesná data a měla příznivé ekonomické parametry. Metoda označovaná jako QUECHERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe) představuje inovativní přístup v analýze reziduí pesticidů. Tato metoda je rychlá a nemá takové nároky na pouţitá rozpouštědla. Analýza spočívá v extrakci analytů do acetonitrilu s 1 % kyselinou octovou, desikací pomocí bezvodného síranu hořečnatého a přídavku octanu sodného. Po odstředění je alikvot acetonitrilové vrstvy přečištěn technikou disperzí extrakce na tuhou fázi přídavkem PSA (primary secondary amine) sorbentu. Takto připravený extrakt je analyzován technikou plynové chromatografie s hmotnostní detekcí (GC – MS) (Lacina, 2004). GC–TOF/MS (time–of–flight hmotnostní spektrometrie) GC-TOF/MS se pouţívá pro analýzu široké škály organických sloučenin, které se vyskytují v biotických matricích (Čajka a kol., 2008). Time–of–flight znamená, ţe stejná elektromagnetická síla je aplikována na všechny ionty ve stejném čase, udělí jim akceleraci k letu dolů trubicí. Lehčí ionty cestují trubicí rychleji k detektoru – poměr hmota/náboj iontů jsou určeny dle ,,času příletu“ (Mikšík, 2010). Hmotnostní detektory typu TOF mohou pracovat ve dvou moţných reţimech, v reţimu přesné hmoty nebo rychlého skenování. Je výhodnější ve srovnání s klasickými MS detektory (Janssen and collective, 2011), protoţe má široké hmotnostní spektrum a přesné stanovení (Mikšík, 2010). LC–MS/MS (kapalinová chromatografie s tandemovou hmotnostní detekcí) Tato technika velice rychle nabývá uznání pro stanovení reziduí pesticidů v potravinách. Touto metodou lze sledovat stovky potenciálních kontaminantů, včetně těch, které se obtíţně zjišťují pomocí GC. Metoda umoţňuje rychlejší a úplnější stanovení reziduí pesticidů, a také umoţňuje identifikovat cílové pesticidy
50
prostřednictvím výběru konkrétních MRM přechodů pro kaţdou sloučeninu (Wittrig, 2012). JEDNOÚČELOVÉ (SINGLE) METODY: GC–MSD (plynová chromatografie s hmotnostním selektivním detektorem) Hmotnostní selektivní detektor je ideální selektivní detektor pro stopovou detekci a identifikaci neznámých organických nox (Balíková, 2005). Pouţívá se pro stanovení dithiokarbamátů a amitrazinů (Vít, 2009). GC–ECD (plynová chromatografie s detektorem elektronového záchytu) Detektor
elektronového
záchytu
je
selektivní
ionizační
detektor
citlivý na
elektronegativní atomy, zejména halogeny. Zdrojem ionizace v ECD je 3H nebo
63
Ni,
emitující částice β. Nosný plyn (N) je vlivem β záření ionizován, čímţ vzniká konstantní proud pomalých elektronů. Atomy halogenů (elektronegativní atomy) zachytávají pomalé elektrony, a tím dochází ke sníţení ionizačního proudu. Sníţení proudu je měřítkem koncentrace daných elektronegativních atomů (Motyka, Hlaváč, 2009). Pouţívá se pro stanovení anorganického bromidu (Vít, 2009). LC–MS/MS (kapalinová chromatografie s tandemovou hmotnostní detekcí) Kapalinová chromatografie s tandemovou hmotnostní detekcí jiţ byla zmíněna výše. Jako jednoúčelová metoda se pouţívá se pro chlormequat, mepiquat a pro glyfosát (Vít, 2009). C. Pro krmiva Multireziduální metoda stanovení pesticidů na principu GC–MS (Plynová chromatografie a hmotnostní detekcí) a LC–MS (Kapalinová chromatografie s hmotnostní detekcí) (Vít, 2009). V České republice se podílejí na analýzách reziduí pesticidů tyto laboratoře: Státní veterinární ústav Praha. Státní veterinární ústav Jihlava. Státní veterinární ústav Olomouc. Inspektorát Státní zemědělské a potravinářské inspekce v Praze. Ústřední zkušební a kontrolní ústav zemědělský, Národní referenční laboratoř. 51
Vysoká škola chemicko technologická (VŠCHT) v Praze (Vít, 2009). Celkově se ve světě aplikuje 1350 druhů pesticidů, ale analyzovat jsme schopni pouze 600 druhů (Anonym 2, 2008).
3.7 Ochranná opatření V dnešní době je téměř nemoţné se vyvarovat působení pesticidů. Abychom sníţili riziko pro člověka, je nutné předcházet výskytu reziduí pesticidů v potravě člověka následujícími způsoby: 1.
Sniţovat spotřebu pesticidů v zemědělství.
2.
Správná aplikace pesticidů, nepřekračovat doporučené aplikační dávky, dodrţovat předepsané ochranné lhůty, pouţívat pouze registrované přípravky.
3.
Lidé pracující s pesticidy musí být vzdělaní, aby dbali na moţná rizika kontaminace potravin, které vyplývají z nesprávné aplikace pesticidních přípravků.
4.
Provádět kontroly ošetřovaných plodin na přítomnost reziduí pesticidů. Také provádět kontroly v plodinách, které byly ošetřeny posklizňovou aplikací.
5.
Je nutné věnovat velikou pozornost produktům určeným k výrobě kojenecké a dětské výţivy.
6.
Je vhodné kontrolovat krmiva hospodářských zvířat na obsah reziduí. Pesticidní přípravky se mohou v hospodářských zvířatech kumulovat a následně přecházet do masa, vajec a mléka.
7.
Aplikace systému HACCP. Eliminace reziduí pesticidů.
8.
Pravidelně kontrolovat zemědělské suroviny a produkty. Hlavně kontrolovat fungicidy a insekticidy, které nejčastěji pronikají do potravního řetězce člověka.
9.
Zvýšit kontrolní činnost v rámci celé EU.
10. Vyvíjení analytických metod k rychlejšímu stanovení MLR v potravinách. 11. Vývoj nových typů pesticidů (Drápal a kol., 2005).
52
Pokud se jiţ daný pesticid v potravině vyskytuje, můţe spotřebitel sníţit rezidua pesticidů v potravě následujícími způsoby: 1.
Čerstvé ovoce a zeleninu důkladně umývat čistou vodou (Gandhi, Snedeker, 1999).
2.
Teplota vody. Teplá voda lépe odstraňuje pesticidy z povrchu.
3.
Typ roztoku. Ke sníţení pesticidu dochází v alkalické lázni (NaOH).
4.
Odstraňování povrchových vrstev u zeleniny, ovoce, lusků luštěnin a obalů cereálií. Není dobré slupky ze zeleniny a ovoce zkrmovat hospodářskými zvířaty, protoţe pesticidy se opět mohou dostat do potravního řetězce člověka.
5.
Sušením.
6.
Vařením a pečením se také sniţují rezidua v potravě.
7.
Mletím zrn. Nejvíce pesticidů se vyskytuje v otrubách (Velíšek, 1999).
8.
Ořezávání přebytečného tuku z masa. Některé pesticidy se kumulují v tukové tkáni a ořezáním tuku sníţíme mnoţství reziduí v mase (Gandhi, Snedeker, 1999).
53
4 ZÁVĚR Pesticidy jsou pro zemědělce potřebné z hlediska škůdců, kteří napadají jejich úrody. Pesticidy se pak mohou snadno dostávat do potravy člověka jako rezidua pesticidů. Rezidua pesticidů jsou zbytky pesticidních přípravků, které se mohou objevovat v potravinách určených pro náš ţivot, pokud nebyla dodrţena ochranná opatření, ale pokud zemědělci pouţívají pesticidní látky v doporučeném mnoţství a respektují ochranná opatření, tak je velmi malá pravděpodobnost, ţe se pesticidní látka do potraviny dostane. Pokud zemědělci nedodrţují ochranné lhůty, tak se pesticidy mohou v potravině velmi snadno objevit. Pesticidy v potravině nevidíme ani necítíme a mohou být pak velice snadno pozřeny. Pesticid se pak můţe dostat do metabolismu našeho organismu a můţe se v těle kumulovat nebo vycházet z těla ven. Pokud se v těle pesticidní látka začne hromadit, tak nám můţe způsobit nenapravitelné a nedozírné následky, které ve výjimečných případech mohou končit smrtí. Bránit se pesticidním látkám a jejich omezenému pouţívání je významné pro náš ţivot. V dnešní době je velice důleţité sledovat rezidua pesticidů v ţivotním prostředí a potravinách. Rezidua pesticidů se v potravinách nachází ve velmi malém mnoţství. Klade se stále velká pozornost na rezidua pesticidů vyskytující se v potravinách a potravinářských
výrobcích,
protoţe
překročení
maximálních
limitů
reziduí
v potravinách ohroţuje naše zdraví. Je velice důleţité nevystavovat se těmto látkám a dbát na ochranná opatření. Pesticidy se v dřívějších dobách pouţívaly, aniţ by se sledovaly účinky na ţivotní prostředí a lidský organismus. Od doby, kdy se zjistilo, ţe pouţívání DDT je velice škodlivé pro náš organismus, se začaly pesticidní látky více sledovat a začaly se klást stále větší poţadavky zajišťující zdravotní nezávadnost potravin. Proto je důleţitý vývoj nových přístrojů zajišťující kontrolu pesticidních látek v potravinách. Můţeme velmi snadno předcházet výskytu reziduí pesticidů v potravinách tím, ţe budeme dodrţovat stanovené předpisy, zaškolíme zaměstnance, kteří jsou často ve styku s chemickými látkami, a rozšíříme si vědomosti o této problematice. Spotřebitel také můţe velice snadno předcházet konzumaci pesticidních látek, které se jiţ vyskytují v potravinách, tím ţe bude dodrţovat zásady, které jsou nutné před konzumací potraviny. 54
5 SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY Literatura 1.
BESEDA I. a kol., 2009: Toxikológia a ekotoxikológia. TU v Košiciach, Strojnícká fakulta, Košice, 209 s.
2.
BÍLIKOVÁ A., 1983: Kontaminácia povrchových vôd v ČSSR pesticidními látkami. Výskumný ústav vodného hospodárstva v Bratislave, Bratislava, 65s.
3.
CREMLYN R., 1985: Pesticides – preparation and mode of action. Státní nakladatelství technické literatury, Praha, 244 s.
4.
ČÍŢEK Z., 1993: Specifické organické látky. BIJO, Praha, 85 s.
5.
FERNÁNDEZ-ALBA A. R, GARCÍA-REYES J. F., 2008: Large–scale multiresidue methods for pesticides and their degradation products in food by advanced LC-MS. Databáze online [cit. 2012-03-08]. Dostupné na: www.sciencedirect.com
6.
KIZLINK J., 2001: Technologie chemických látek II. Vysoké učení technické, Brno, 421 s.
7.
KOMÍNKOVÁ D., 2008: Ekotoxikologie. České vysoké učení technické, Praha, 156 s.
8.
KOMPRDA T., 2000: Hygiena potravin. MZLU, Brno, 180 s.
9.
KOMPRDA T., 2003: Hygiena potravin – cvičení. MZLU, Brno, 50s.
10. KOMPRDA T.,2007: Obecná hygiena potravin. MZLU, Brno, 148 s. 11. MATOLCSY G., NÁDASY M., ANDRISKA V., 1988: Pesticide chemistry. Akademiai Kiadó, Budapešť, 808 s. 12. MOTYKA K., HLAVÁČ J., 2009: Stručný přehled separačních metod. Univerzita Palackého v Olomouci, Olomouc, 45s. 13. NIKONOROW M. a kolektiv, 1983: Pesticídy a toxicita prostredia. Príroda, Bratislava, 203 s. 14. PACÁK J., 1997: Jak porozumět organické chemii. Karolinum, Praha, 301 s. 15. PAVLÍKOVÁ D. a kol., 2007: Ekotoxikologie. Česká zemědělská univerzita, Praha, 152 s. 16. PROKEŠ J. a kolektiv, 1997: Základy toxikologie. Karolinum, Praha, 248 s. 17. SMOLKOVÁ E. a kol., 1983: Plynová chromatografie II. Univerzita Karlova, Praha, 109s. 18. VELÍŠEK J., 1999: Chemie potravin 3.OSSIS, Tábor, 368 s. 55
19. WITTLINGEROVÁ Z., JONÁŠ F., 2002: Ochrana životního prostředí. Česká zemědělská univerzita, Praha, 132 s. 20. ZVÁRA J., 1998: Fytofarmacie. Jihočeská univerzita, České Budějovice, 125 s. Internetové zdroje 21. ANONYM 1, 2004: Your questions on pesticides. Databáze online [cit. 2012-0418]. Dostupné na: www.food.gov.uk 22. ANONYM 2, 2008: Pesticides in the spotlight. Databáze online: [cit. 2012 -03-08]. Dostupné na: www.pan–europe.info 23. BALIGA S., REPETTO R., 1996: Pesticides and the immune system. Databáze online [cit. 2012-03-08]. Dostupné na: www.globalhealingcenter.com 24. BALÍKOVÁ M., 2005: Plynová chromatografie - aplikace v toxikiologii. Databáze online [cit. 2012-04-22]. Dostupné na: www.lf1.cuni.cz 25. BLOXHAM A., 2011: Toxic pesicides from GM food crops found in unborn babies. Databáze online [cit. 2010-03-02]. Dostupné na: www.telegraph.co.uk 26. CVAČKA J., 2010: Detekce ve vysokoúčinné kapalinové chromatografii. Databáze online [cit. 2012-04-19]. Dostupné na: http://web.natur.cuni.cz 27. ČAJKA T. a kol., 2008: GC–TOF–MS and DART –TOF–MS: Chalenges in the Analysis of soft drinks. Databáze online [cit. 2012-02-25]. Dostupné na: www.chromatographyonline.com 28. CUHRA P., 2003: Monitoring reziduí pesticidů v potravinách v ČR. Databáze online [cit. 2012-04-19]. Dostupné na: www.phytosanitary.org 29. DRÁPAL J. a kol., 2005: Rezidua pesticidů v potravinách. Databáze online [cit. 2012-02-25]. Dostupné na: www.chpr.szu.cz/vedvybor/vvp.htm 30. GANDHI R., SNEDEKER S. M., 1999: Consumer Concerns About Pesticides in Food.
Databáze
online:
[cit.
20012-03-10].
Dostupné
na:
www.envirocancer.cornell.edu 31. HAJŠLOVÁ J. a kol., 2006: Rezidua pesticidů v ovoci a zelenině, možnost minimalizace.
Databáze
online
[cit.
2012-02-25].
Dostupné
na:
www.phytosanitary.org 32. HEKERA P., 2005: Ekotoxikologie. Databáze online [cit. 2012-04-23]. Dostupné na: http://ekologie.upol.cz
56
33. HOLOUBEK I., 2012: Chemie životního prostředí III Pedosféra (08) Zemědělství a pesticidy. Databáze online [cit. 2012-04-16]. Dostupné na: www.recetox.muni.cz 34. HOŘANSKÁ
L.,
2006:
Zavedení
metodiky
pro
detekci
inhibitorů
acetylcholinesterázové aktivity. Databáze online [cit. 2012-04-18]. Dostupné na: www.recetox-education.cz 35. JANSSEN H.G. AND COLLECTIVE, 2011: A Strategy for the Evaluation of Mass Spectrometric Detectors for Gas Chromatography: Application to a Novel Time-ofFlight MS. Databáze online [cit. 2012-04-21]. Dostupné na: www.labicom.cz 36. JORDAN J., 2011: Pesticides In The Food Chain. Databáze online: [cit. 2012-0311]. Dostupné na: www.puristat.com 37. KLEIN S., 2010: Study: ADHD related to exposure to pesticides. Databáze online [cit. 2012-03-12]. Dostupné na: www.cnn.com 38. KOCOUREK V., 2007: Potravinářská legislativa. Databáze online [cit. 2012-0305]. Dostupné na: http://web.vscht.cz/kocourev/legislativa.html 39. Kontrolní činnost SZPI, 2012. Databáze online [cit. 2012-03-13]. Dostupné na: www.szpi.cz 40. KVASNIČKOVÁ A., 2009: Maximální limity reziduí pesticidů v potravinách a krmivech. Databáze online [cit. 2012-04-23]. Dostupné na: www.agronavigator.cz 41. LACINA O., 2004: Inovativní přístupy v analýze reziduí pesticidů. Databáze online [cit. 2012-04-19]. Dostupné na: www.vscht.cz 42. MENTBERGER J., 1998: Pesticidy v ochraně lesa. Databáze online [cit. 2011-1124]. Dostupné na: www.pohoda.joste.cz 43. MIKŠÍK I., 2010: Detekce a detektory část 2. Databáze online [cit. 2012-04-22]. Dostupné na: http://analyt.wz.cz 44. O ministerstvu zemědělství, 2012. Databáze online [cit. 2012-03-05]. Dostupné na: www.eagri.cz 45. PEPPERNÝ K., 2010: Rezidua pesticidů v potravinách, maximální limity reziduí a jejich dodržování a kontrola. Databáze online [cit. 2011-11-22]. Dostupné na: www.szu.cz 46. SCHNEEWEISS P., 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006: Zpráva o výsledcích plánované kontroly cizorodých látek v potravinách v roce 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005. Databáze online [cit. 2012-03-08]. Dostupné na: www.szpi.gov.cz
57
47. SCHULZOVÁ V., HAJŠLOVÁ J., 2007: Toxické alkaloidy v potravním řetězci člověka. Databáze online [cit. 2012-04-21]. Dostupné na: www.phytosanitary.org 48. SONDIK E. a kol., 2010: Health, United States, 2009. Databáze online [cit. 201203-13]. Dostupné na: www.cdc.gov 49. Státní veterinární správa a její hlavní úkoly, 2012. Databáze online [cit. 2012 -0313]. Dostupné na: www.svscr.cz 50. ŠVESTKOVÁ E., 2012: Pesticidy v potravinách. Databáze online [cit. 2012-0310]. Dostupné na: www.avocados.cz 51. TESAŘOVÁ M., FILIP Z., 2004: Perspektivy využití půdních organismů pro zvýšení bezpečnosti rostlinných produktů. Databáze online [cit. 2012-04-15]. Dostupné na: www.phytosanitary.org 52. The 2009 Union report on Pesticide Residues in food, 2011. Databáze online [cit. 2010-03-12]. Dostupné na: www.efsa.europa.eu 53. Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský, 2010. Databáze online [cit. 201203-10]. Dostupné na: www.ukzuz.cz 54. VÁCLAVÍK T., 2004: Pesticidy a naše zdraví. Databáze online [cit. 2012-04-18]. Dostupné na: www.biodoskol.cz/docs/Pesticidy_brozura.pdf 55. VANHOENACKER G. a kol., 2010: Ultralow Quantification of Pesticides in Baby Food.
Databáze
online
[cit.
2012-03-08].
Dostupné
na:
www.chromatographyonline.com 56. VÍT M., 2010: Víceletý kontrolní plán pro rezidua pesticidů 2011 – 2013. Databáze online [cit. 2012-02-25]. Dostupné na: www.eagri.cz 57. VÍT M., 2009: Víceletý kontrolní plán pro rezidua pesticidů 2009 – 2011. Databáze online [cit. 2011-11-22]. Dostupné na: www.eagri.cz 58. VÍT M., 2010: Víceletý kontrolní plán pro rezidua pesticidů 2010 – 2012. Databáze online [cit. 2011-11-22]. Dostupné na: www.eagri.cz 59. VLČEK M., 2008: Evropa proti reziduím pesticidů. Databáze online [cit. 2012-0418]. Dostupné na: www.uroda.cz 60. VOLDŘICH J., 2008: Aplikovaná radiobiologie a toxikologie – Karbofuran. Databáze online: [cit. 2012-04-18]. Dostupné na: www.toxicology.cz 61. WITTRIG B., 2012: Comprehensive Pesticide Residue Analysis by LC/MS/MS Using an Ultra Aqueous C18 Column. Databáze online: [cit. 2012-04-18]. Dostupné na: www.restek.com 58
Legislativa 62. FONTELLES J. P. B., SCHMIT N., 2005: Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 396/2005 ze dne 23. února 2005 o maximálních limitech reziduí (MLR) pesticidů v potravinách a krmivech rostlinného a živočišného původu a na jejich povrchu a o změně směrnice Rady 91/414/EHS. Databáze online [cit. 2012-03-10]. Dostupné na: http://eur-lex.europa.eu 63. BARROSO J. M., 2010: Nařízení Komise (EU) č. 915/2010 ze dne 12. října 2010 o koordinovaném víceletém kontrolním programu Unie pro roky 2011, 2012 a 2013 s cílem zajistit dodržování maximálních limitů reziduí pesticidů v potravinách rostlinného a živočišného původu a na jejich povrchu a vyhodnotit expozici spotřebitelů těmto reziduím pesticidů. Databáze online [cit. 2012-04-17]. Dostupné na: http://eur-lex.europa.eu 64. Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č.882/2004 o úředních kontrolách za účelem ověření dodržování právních předpisů týkajících se krmiv a potravin a pravidel o zdraví zvířat a dobrých životních podmínkách zvířat. Databáze online [cit. 2012-04-21]. Dostupné na: http://eur-lex.europa.eu 65. Usnesení vlády České republiky ze dne 18. ledna 2010 č. 61 ke Strategii bezpečnosti potravin a výživy na období let 2010 až 2013. Databáze online [cit. 2012-04-21]. Dostupné na: www.bezpecnostpotravin.cz 66. Vyhláška č.54/2004 Sb, o potravinách určených pro zvláštní výživu a o způsobu jejího použití a o změně některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů. Databáze online [cit. 2012-03-14]. Dostupné na: www.szpi.cz 67. Vyhláška č. 381/2007 Sb., o stanovení MLR pesticidů v potravinách a surovinách ve znění pozdějších předpisů. Databáze online [cit. 2012-04-22]. Dostupné na: http://eagri.cz
59
SEZNAM TABULEK Tabulka č. 1: Dělení látek podle stupně jedovatosti (Prokeš, 1997).
19
Tabulka č. 2: Označení nebezpečných pesticidních přípravků (Mentberger, 1998).
21
Tabulka č. 3: Srovnání účinnosti insekticidů na obratlovce a hmyz (Pavlíková a kol., 2007).
22
Tabulka č. 4: Citlivost organismů na škodlivé látky (Komínková, 2008).
25
Tabulka č. 5: Pesticidy primární reakce a účinek, který vyvolávají (Komínková, 2008). 32 Tabulka č. 6: Monitoring pesticidů v potravinách v roce 2010 (Schneeweiss, 2010). 39 Tabulka č. 7: Pesticidy v potravinách (Barroso, 2010).
40
Tabulka č. 8: Nálezy reziduí pesticidů v dětské výţivě v roce 2010 (Schneeweiss, 2010).
47
Tabulka č. 9: Statistika nálezů reziduí pesticidů v dětské výţivě od roku 2005 aţ do roku 2010 (Schneeweiss, 2006 – 2010).
47
60
SEZNAM ZKRATEK ADI (Allowable daily intake) – povolený denní příjem pro toxickou látku v potravinách ATP – adenosintrifosfát Au – zlato β – beta BCF – biokoncentrační faktor Ca – vápník Cs – cesium Cu - měď ČR – Česká republika ČSR – Československá republika DDT – dichlorfenyltrichlorethan (1,1,1-trichloro-2,2-bis(4-chlorofenyl)ethan)-insekticid EC – elektrochemický detekor ECD – detektor elektronového záchytu EFSA (European Food Safety Authority) = Evropský úřad pro bezpečnost potravin EHS – Evropské hospodářské společenství ES – Evropské společenství EU – Evropská unie FPD – plameno–fotometrický detektor GC (Gas chromatography) – plynová chromatografie GC–EC – plynová chromatografie s elektrochemickým detektorem GC–ECD – plynová chromatografie s detektorem elektronového záchytu GC–FPD – plynová chromatografie s plameno–fotometrickým detektorem GC–MS – plynová chromatografie a hmotnostním detektorem GC–MSD –plynová chromatografie s hmotnostním selektivním detektorem GC–NPD – plynová chromatografie s dusíko–fosforovým detektorem H – vodík HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) = systém kritických kontrolních bodů HCB – hexachlorbenzen (C6Cl6) – fungicid HCH – hexachlorcyklohexan (C6H6Cl6) – insekticid Hg – rtuť HPLC – vysoce účinná kapalinové chromatografie 61
Ka – disociační konstanta KOC – půdní adsorpční koeficient KOW – rozdělovací koeficient oktanol-voda LC – kapalinová chromatografie LC–MS/MS
–
kapalinová
chromatografie
s detekcí
tandemové
hmotnostní
spektrometrie LD50 (Lethal dose) – letální=smrtelná dávka LOAEL (Lowest Adverse Effect Level) – nejniţší dávka, při které byl pozorován škodlivý účinek MAO – monoaminooxidáza MLR – maximální limit reziduí MRM – multireziduální metody MS – hmotnostní detektor MS/MS – tandemový hmotnostní detektor MSD – hmotnostně selektivní detektor N – dusík NaOH – hydroxid sodný Ni – nikl NOAEL (No Observable Adverse Effect level) – dávka, při které ještě nebyl pozorován škodlivý účinek NPD – dusíko–fosforový detektor OOVZ – Orgány ochrany veřejného zdraví PSA – primární sekundární amin Pt – platina QUECHERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe) – rychlé, jednoduché, levné, efektivní, robustní, bezpečné RASFF (Rapid Alert System for Food and Feed) = systém rychlého varování pro potraviny a krmiva Rb – rubidium SVS ČR – Státní veterinární správa České republiky SRS – Státní rostlinolékařská správa SZPI – Státní zemědělská a potravinářská inspekce TOF/MS – time-of-flight hmotnostní spektrometrie 62
UHPLC – ultravysokotlaká kapalinová chromatografie) ÚKZÚZ – Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský VŠCHT – Vysoká Škola Chemicko - Technologická v Praze
63
