2019 jan 21

A glifozát-alapú gyomirtó és más növényvédő szerekben előforduló formázószerek és nehézfémek toxicitása

Nincs hozzászólás

A legtöbb világszerte használt gyomirtó készítmény glifozát alapú és ezek toxicitásáról megoszlanak a vélemények. A növényvédő szerek toxikológiai határértékének meghatározása nagy vitákat kavar tudományos és jogszabályalkotói körökben egyaránt. Világszerte a glifozát-alapú gyomirtó szereket használják a legszélesebb körben és ugyancsak ezeket alkalmazzák leggyakrabban a génmódosított, glifozátnak ellenálló növények termesztése során is.

A glifozát napjainkban vita tárgyát képezi olyan intézmények között is, mint a Nemzetközi Rákkutatási Ügynökség (IARC), az Egészségügyi Világszervezet (WHO) és az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA). A Nemzetközi Rákkutatási Ügynökség potenciális rákkeltőnek nyilvánította a glifozátot, míg az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság szerint nem az. Részletes jelentésük szerint ennek oka valószínűleg a teljes összetétel és a glifozát (önmagában) eltérő toxicitása. Az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság feladata a növényvédő szerekben megnevezett hatóanyagok vizsgálata, tehát ebben az esetben a glifozáté. A Nemzetközi Rákkutatási Ügynökség döntése ezzel szemben a teljes összetételű készítmény alkalmazását követően végzett epidemiológiai vizsgálatokon alapul, emellett más méréseket is végeznek, azzal a kikötéssel, hogy az értékelésben szereplő összes tanulmányt teljes egészében elérhetővé kell tenni a nyilvánosság számára.

A peszticidek hatásmechanizmusának jobb megértése érdekében a kutatók egyrészt komplett glifozát-alapú készítményeket, másrészt pedig külön ezek egyes összetevőit vizsgálták (a glifozátot és a formázószereket). A glifozátnak aktív gyomirtó hatást tulajdonítanak. Szabályozási célból a megengedhető napi bevitel kiszámítására a glifozát toxicitását önmagában vizsgálták emlősökön in vivo. A tanulmányt készítő kutatók először önmagában vizsgálták a glifozát növényekre és emberi sejtekre gyakorolt hatását a mezőgazdaságban ajánlott hígításban. Ekkor kedvezőtlen hatást nem tapasztaltak. Ezt követően vizsgálták a teljes formulát, illetve néhány formázószert, hasonló hígításban. Mindkettő teljes herbicid és citotoxikus hatást mutatott.

Mivel a glifozátnak endokrin rendszert károsító hatást is tulajdonítottak az emlősök esetében (aromatázgátló hatás), a kutatók összehasonlították a glifozát, a készítmények és a formázószerek – közvetlen toxikus szint alatti – aromatázgátló hatását. Ismét arra az eredményre jutottak, hogy a készítmények és a formázószerek erőteljesebb endokrin rendszert károsító hatást mutattak, mint a glifozát önmagában.

Végül vizsgálták azt is, hogy a készítményben lévő egyéb elemek szerepet játszhattak-e a toxikus, vagy az endokrin rendszert károsító hatás kiváltásában. Meglepő módon számos növényvédő szerben találtak arzént, kobaltot, krómot, nikkelt és ólmot, jóval a vízben megengedett határérték felett.

A vizsgálatban szereplő glifozát-alapú készítmények forgalomban voltak Franciaországban (Bayer GC, Clinic EV, Glyfos, Glyphogan, Kapazin, Medallon Premium, Pavaprop-G, Radical Tech+, Roundup Bioforce, Roundup Classic, Roundup Express, Roundup Grands Travaux plus, Roundup WeatherMax és Total). A glifozátot két formában vizsgálták: önmagában, vagy izopropil-ammónium só formájában. Három nem glifozát-alapú herbicidet (Lonbar, Matin és Starane), hat gombaölőszert (Eyetak, Folpan, Maronee, Opus, Pictor, Teldor) és két rovarirtószert (Polysect ultra, Pyrinex) is teszteltek.

Az anyagok hatásának vizsgálatát 15 cm magas, 6-leveles paradicsom palántákon, illetve HEK293 sejtvonalon (HEK= human embryo kidney – emberi magzat veséjéből származó sejtvonal) végezték.

A glifozát és a formázószerek hatása a növényekre

Három fő glifozát-alapú herbicid (R1, R2, R3) gyomirtó képességét tesztelték a javasolt dózisban, 7 napon keresztül. Ezzel egy időben és először hasonló körülmények között növényeket kezeltek önmagában glifozáttal és a formázószerek fő csoportját jelentő POEA-val (F).

A glifozát önmagában 5 napon keresztül nem mutatott gyomirtó hatást, szemben a három készítménnyel és az önmagában alkalmazott formázószer csoporttal. A készítmények közül az R1, amely POEA-t tartalmaz, mutatta a legerősebb toxikus hatást, ez szárította le a leggyorsabban az összes levelet, az alacsony glifozát-tartalma ellenére (360 g/l), szemben az R2 (450 g/l) és R3 (540 g/l) készítményekkel.

Az F formázószer csoport (POEA) erős herbicid hatást mutatott, így ez működött igazi toxikus összetevőként a gyomirtó szerben, a kezelés során 3 napon belül. Az R1 és R2 készítmények, melyek nem tartalmaztak POEA-t, de volt bennük ásványiolaj-származék, szintén teljesen elpusztították a növényeket 3-5 nap alatt. Az önmagában alkalmazott glifozát 7 nap után kezdte el kiszárítani és fehéríteni a felső leveleket, tehát csak ekkor kezdett kisebb herbicid hatást mutatni, míg ekkorra az összes többi kezelés teljesen elpusztította a növényeket a tiszta víz kivételével. Úgy tűnt tehát, hogy nem a glifozát a készítmények fő hatóanyaga, hanem a formázószerek. Egy hét után hasonló eredményeket tapasztaltak, mint 120 órát követően. A kutatók meggyőződtek arról, hogy a megfigyeléseik függetlenek voltak a talajtól és a vízellátottságtól. A növények egészségi állapotát az elpusztult levelek jelezték. A glifozát önmagában, a vízhez hasonlóan, néhány napon belül nem mutatott látható hatást, azonban a formázószerek a glifozát nélkül és a Roundup hasonló herbicid hatást fejtettek ki. A jövőben további vizsgálatok szükségesek ezen a területen, mivel ezek még csak előzetes megfigyeléseknek tekinthetőek. Ezek alapján még nem lehet általános következtetéseket levonni a glifozát általános gyomirtó képességeivel kapcsolatban, csak megkérdőjelezi azokat.

1. ábra | A glifozát (G) önmagában nem mutat herbicid hatást. A paradicsom palántákat 120 órán keresztül permetezték 80 ml/nap mennyiségű tiszta vízzel (kontroll, C), vagy tiszta glifozáttal (G), amit a glifozát-alapú R1 (Glyphogan), R2 (Roundup GT+) és R3 (Roundup WeatherMax) gyomirtó­szerek koncentrációjával azonos, a mezőgazdasági alkalmazásban javasolt 11,25 ml/l (1,1%) hígításban alkalmaztak. Az R1-ben a formázószerek fő csoportja (F, Genamin, 70% POEA) önmagában herbicid hatást fejtett ki, az R1-ben jelen lévő koncentrációban. Ezt szabadföldi körülmények között háromszor, illetve egy négyzetméteres gyepterületen is megismételték. Egy hét után az eredmények hasonlóak voltak, mint 120 óra elteltével.

A glifozát és a formázószerek hatása az emberi sejtekre

A glifozát-alapú készítmények az emberi vese sejteket (HEK 293) ugyancsak elpusztították 90 percen belül, míg azonos körülmények között a glifozát önmagában nem mutatott toxikus hatást. Az F formázószer csoport ugyanolyan toxikusnak bizonyult, mint a glifozátot tartalmazó készítmények. Rövidtávon itt is az R1 mutatta a legerősebb toxikus hatást, a sejtek zsugorodását okozva.

A glifozártól köztudott, hogy növényekben gátolja a shikimisav útvonalat, különösen in vitro körülmények között. A gyártók erre hivatkoznak, amikor magyarázzák a széles körű gyomirtó képességét. Azonban a mezőgazdaságban sohasem önállóan használják a glifozátot, hanem kizárólag formázószerekkel keverve, amelyek főleg oxidált ásványolaj párlatok, vagy azok származékai. Ezeknek felületaktív anyagként, oldószerként, vagy segédanyagként kellene működniük, hogy stabilizálják a glifozátot és elősegítsék annak bejutását a növény szöveteibe. Azonban – mivel az összetétel bizalmas üzleti információnak számít – a kutatók nem írhatják le a működési mechanizmusukat a növények, vagy a nem célszervezetek esetében. A gyártók ezeket az anyagokat inert összetevőkként adják meg, mivel ezeket úgy tekintik, hogy közvetlenül nem felelősek a herbicid hatásért.

2. ábra | Az emberi embrionális sejteket a glifozát-alapú formulák (GBH) és a formázószer csoportok elpusztították, de a glifozát önmagában (G) nem. A HEK293 sejtek 90 perces kezelése az 1. ábrával megegyezik; a kémiai anyagokat EMEM tápfolyadékban oldották fel, az R1-ben található, 1,1%-os, a mezőgazdasági felhasználásban javasolt koncentrációval egyenértékű mennyiségben.

Ebben a kutatásban a formázószerek fő csoportja önmagában alkalmazva herbicid hatást mutatott (a mezőgazdaságban alkalmazott hígításban), de a glifozát nem volt toxikus. A glifozát önmagában nem hatol be, vagy nem koncentrálódik kellőképpen a növényekben, szemben a formázószerekkel, amelyek gyorsan működésbe lépnek és így nem tekinthetők inert anyagoknak.

A kutatók több kísérletet is végeztek és a glifozát egyikben sem érte el a formázószerek toxicitás szintjét. A formázószerek hatásmechanizmusai közt szerepelt a membrán károsítása, apoptózis (programozott sejthalál), a mitokondriális légzés gátlása és a DNS károsítása. Az önmagában alkalmazott glifozát bejut a sejtekbe, de a toxikus hatása ezen a szinten nem jól dokumentált, úgy tűnik, másodlagosnak tekinthető mind időben, mind hatást tekintve a formázószerekhez képest. Igazolták, hogy a toxikológiai határértékek alatti nem célzott hatások nem a megnevezett hatóanyag, a glifozát miatt, hanem egyértelműen a formázószerek miatt következtek be.

Az eredmények azt mutatják, hogy a „hatóanyag” és az „inert összetevő” közötti különbség egy szabályozási fogalom, nem a toxikológián alapul. A növényvédő szerekben megtalálható formázószerek toxicitását évek óta megfelelően dokumentálják. Nagy mennyiségben mutatták ki ezeket a környezetben és az élelmiszerekben is. Egy friss tanulmány szerint az összes vizsgált méz-, virágpor- és viaszmintában nagy mennyiségben (akár 10 ppm) találtak nonilfenol-polietoxilátokat (NPEO), ami egy nagy, a peszticidekben használt formázószer csoport. A készítmények értékelésekor vizsgálni kellene a formázószerek hosszú távú toxicitását is, de a mostani szabályozásnak megfelelően csak ezek szemre és bőrre gyakorolt akut hatását vizsgálják néhány héten keresztül. Ennek nagyon fontos következményei vannak a szabályozásra, ugyanis a megengedhető napi bevitel értéket az önmagában alkalmazott glifozát toxicitás határértéke alapján szabták meg. A megengedett napi bevitel tehát nem veszi figyelembe a készítményekben található formázószereket.

Mindezek mellett a kutatók egyéb toxikus és endokrin rendszert károsító anyagokat is kerestek a vizsgált 22 növényvédő szerben, melyek közt 11 glifozát-alapú volt. Most először derült fény arra, hogy a készítmények nagy részében több nehézfém is van, elsősorban arzén, króm, nikkel, ólom és kobalt. Egy kivételével az összes készítmény tartalmazott „nehézfém-koktélt”. Ez a jelenség úgy tűnik világszerte megfigyelhető, mivel a minták Európából és Észak-Amerikából származtak. A készítmények az előállításkor is szennyeződhetnek nehézfémekkel, de szándékosan is beletehetik nanorészecskeként, vagy kémiai összetevőként. Az arzént évtizedekig alkalmazták növényvédő szerként, azonban a használatát betiltották, mivel a talajvízben és az élelmiszerekben megjelenő arzén nagy aggodalomra adott okot.

A fenti eredmények új megvilágításba helyezték a Roundup-rezisztens génmódosított növényekkel kapcsolatos toxicitás vizsgálatokat, mivel ezek nagy mennyiségben tartalmazhatnak toxikus formázószereket, valamint ezek környezetre gyakorolt hatásait. Mivel ezeket élelmiszerek és takarmány előállításához használják, a vizsgálati eljárást korszerűsíteni kell. Új módszertani megközelítésre van szükség, amelyek a valós kitettséget szimulálják.

Fordította: Nagy Judit
A cikk és fotók forrása: www.sciencedirect.com
(Biokultúra 2018/1-2)

[felül]