A Föld népessége évről-évre növekszik, a lakosságnak egyre nagyobb mennyiségű élelmiszerre van szüksége, amit adott nagyságú területen kell megtermelnünk, így csak a hatékonyság növelésével érhetünk el eredményeket. A hatékonyság növelése többek között azt jelenti, hogy minél jobban meg kell tudnunk védeni terményeinket a károsító szervezetektől, ez pedig egyet jelent azzal, hogy továbbra is alkalmaznunk kell peszticideket a mezőgazdaságban, illetve továbbra is újabb vegyületeket kell alkotnunk, megbizonyosodnunk hatékonyságukról, majd feltérképeznünk az esetleges káros hatásaikat mind az élő szervezetekre, mind azok környezetére nézve.
A mezőgazdasági termelésen belül a vegyszeres növényvédelem az egyik leginkább környezetszennyező terület. A peszticidek előállítása és felhasználása során óriási mennyiségben kerülnek ki a környezetünkbe olyan kémiai anyagok, amelyeknek a biológiai aktivitása, illetve a hatóanyagok toxikológiai tulajdonságai ma még nem minden tekintetben ismertek, annak ellenére, hogy a növényvédő szerek engedélyeztetési eljárása az elmúlt évtizedekben jelentős változáson ment keresztül.
A vegyi terhelésnek elsősorban a mezőgazdasági művelésbe vont területek állatvilága, valamint a növényvédő szert a munkája során felhasználó ember van kitéve. A mezőgazdasági területek táplálékforrást, búvó- és költőhelyet jelentenek vadmadarainknak.
A növényvédelmi munkák során kipermetezett szerek nem csak a kifejlett madarakra, hanem a tojásban fejlődő embrióra is hatással lehetnek. A fácánok szaporodási periódusa rendszerint egybeesik a vegyszeres növényvédelmi munkák elvégzésével, ami indokolja, hogy ökotoxikológiai szempontból foglalkozzunk a peszticidek élő szervezetekre gyakorolt káros hatásának kérdéseivel.
A peszticidek ökotoxikológiai tesztelése során az egyes kémiai ágensek általában külön–külön kerülnek alkalmazásra, azonban nem hagyható figyelmen kívül az a tény, hogy a vegyi terhelés általában komplex módon jelentkezik, így számolni lehet az egyidejűleg jelen lévő vegyi anyagok együttes méreghatásával, interakciójával, amelynek következtében a komponensek egymás méreghatását módosíthatják, akár fel is erősíthetik.
Jelen tanulmányban az általam elvégzett vizsgálatok célja az volt, hogy kétféle kezelési módszer segítségével feltárjam a környezetünkben nagyobb mennyiségben előforduló, illetve az élő szervezetekre nézve fokozottan veszélyesnek minősülő nehézfémek (réz, kadmium, ólom) és két széles körben alkalmazott herbicid (a 33%
138
pendimetalin hatóanyag tartalmú Stomp 330 EC és a 72% 2,4-D hatóanyag tartalmú Dikamin D) egyedi és együttes embriókárosító hatását. A vizsgálat alkalmas annak megfigyelésére, hogy a környezeti nehézfém-terhelés mellett miként érvényesül az adott peszticidek méreghatása a fejlődő madárembrióban, figyelembe véve az egész embrionális fejlődési szakaszt. Mivel az ökotoxikológiai vizsgálati módszerek elsősorban csak egy adott szer méreghatásának vizsgálatára szorítkoznak, ezért a növényvédő szerek interakciós hatásaira vonatkozó adatok – különösen fejlődő madár szervezetben – hiánypótlónak tekinthetők. Ez a tény pedig különösen azért fontos, mert az élő szervezetek és a környezet közötti kölcsönhatások és összefüggések feltárásának, illetve értékelésének elengedhetetlen és elsődleges feltétele a vizsgálati eredményeket alátámasztó pontos adatok és adatbázisok kialakítása. A kísérletek elvégzéséhez összesen 1920 db Shaver Rusticbro házityúk (Gallus gallus f. domestica) tojást használtam fel. A szállítás és az azt követő huszonnégy órás pihentetést követően kezdtem meg a tojások keltetését. A kezelések időpontjául a keltetés megkezdésének napját választottam, a vizsgálati anyagokat, illetve azok kombinációit a provokatívabb injektálással és bemerítéses kezeléssel juttattam be a tojásokba. Az injektálás előnye, hogy a vizsgálati anyag pontosan mért dózisban a tojás tetszőleges részébe juttatható, míg a bemerítés során a gyakorlatban előforduló expozícióhoz hasonlatos módon jut be a vegyi anyag a tojásba. A vizsgálat során a herbicideket gyakorlati permetlé töménységben, míg a nehézfémeket 0,01%-os koncentrációban alkalmaztam. Az injektálásos kezelést megelőzően a tojások héján át lyukat fúrtam, majd ezt követően juttattam be a vizsgálati anyagokat 0,1-0,1 ml térfogatban. A nyílásokat paraffinnal zártam le. A bemerítés során a vizsgálati anyagokból és csapvízből elkészített 37 oC-os oldatokba vagy szuszpenziókba helyeztem a tojásokat 30 percre, majd a folyadék leitatása után behelyeztem azokat a keltetőbe. A feldolgozásokra két eltérő időpontban került sor. A keltetés második és harmadik napján a kezelt embriók egy részéből csírakorong-metszeteket készítettem a korai fejlődési stádium vizsgálata céljából. A többi kezelt tojást a kelés előtt két nappal, a keltetés 19. napján dolgoztam fel.
Feljegyeztem az embriók testtömegét, a fejlődési rendellenességek számát és típusát, valamint az elhalások számát. Szövettani elemzés céljából mintát vettem az embriók májából és hosszú nyakizmából. Csontvázfestést is alkalmaztam Dawson-féle eljárással a csontvázrendszerben esetlegesen előforduló fejlődési rendellenességek kimutatására. A testtömeg adatok eloszlásvizsgálatára Kolmogorov–Smirnov tesztet, értékelésére, mivel az adatok normál eloszlásúak voltak, Student-féle t–próbát alkalmaztam. Az embriómortalitás és a fejlődési rendellenességek statisztikai értékeléséhez az RXC Chi2-tesztet alkalmaztam.
139
A korai embrionális fejlődés vizsgálat eredményeiből megállapítható, hogy az injektálásos kezelés során az egyedi kezelések csak sporadikus növekedést okoztak az elhalások számában és a fejlődési rendellenességek előfordulásában a kontroll csoporthoz képest, ám az együttesen kezelt csoportok esetében a Dikamin D és a nehézfémek szignifikáns mértékben fokozták az embrióelhalások számát. A bemerítéses kezelések során elhalások és fejlődési rendellenességek csak sporadikusan fordultak elő mind az egyedileg, mind az együttesen kezelt csoportokban. A keltetés 19. napján elvégzett feldolgozás során a nehézfémek és növényvédő szerek egyedi injektálásos alkalmazása egyaránt szignifikánsan növelte az elhalások arányát, kivéve a réz-szulfát esetében, mindezen felül pedig szignifikánsan csökkentette az embriók testtömegét is. Az egyedileg kezelt csoportokban a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága viszonylag közepes szinten maradt (2,17-18,42%). A kombináltan kezelt csoportok esetében elmondható, hogy az embriómortalitás egyértelműen fokozódott a nehézfémek és a herbicidek egyedi méreghatásához képest, az elhalások gyakorisága 36–78% között mozgott. A nehézfémekkel és Dikamin D-vel együttesen kezelt csoportokban az embriók testtömege szignifikánsan csökkent mind a kontroll, mind az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva. A fejlődési rendellenességek aránya ugyancsak ezekben a csoportokban emelkedett a legnagyobb mértékben (18,75% - 29,03%). A keltetés 19.
napján elvégzett feldolgozás során a bemerítés eredményeként az egyedi kezelések esetében szignifikáns mértékű elhalást nem tapasztaltam, a fejlődési rendellenességek tekintetében a nehézfémek okoztak szignifikáns eltérést a kontroll csoporthoz viszonyítva.
A testtömeg-csökkenés azonban minden egyedileg kezelt csoport esetében szignifikáns volt. Az együttesen kezelt csoportokban elmondható, hogy az embrióelhalások kis mértékben fokozódtak az egyedi méreghatásokhoz képest, valamint a fejlődési rendellenességek is gyakrabban fordultak elő az interakciós vizsgálatok során, mint a herbicidekkel egyedileg kezelt csoportokban, ami a Dikamin D-vel és az ólom-acetáttal együttesen kezelt csoportban szignifikáns mértékű volt a kontroll és a peszticiddel egyedileg kezelt csoporthoz képest is. A testtömeg-átlagok szinte minden esetben szignifikánsan csökkentek a kontroll csoporthoz képest, valamint a Dikamin D és a kadmium-szulfát, illetve az ólom-acetát együttes alkalmazásakor a peszticiddel egyedileg kezelt csoporthoz képest is.
Csontvázfestéssel kimutatható elváltozások az injektálásos kezelések során csak sporadikusan fordultak elő az egyedileg kezelt csoportokban, kivéve a Dikamin D-t, ahol az embriók 40%-a mutatott rendellenességet. Az együttesen kezelt csoportok esetében nem
140
emelkedett jelentősen a rendellenességet mutató embriók aránya. A jellemző elváltozások a nyak és a láb hibája, valamint növekedési retardáció voltak. A bemerítéses kezelés hatásaként az injektáláshoz viszonyítva kevesebb rendellenesség jelentkezett, az egyedileg kezelt csoportokban sporadikusan fordultak elő retardációk, míg az együttes kezelés hatására sem fokozódott jelentős mértékben a rendellenességek száma. A jellemző elváltozások a nyak és a láb hibái voltak a bemerítéses kezelés hatásaként.
A nehézfémek és a herbicidek fénymikroszkópos technikával kimutatható elváltozást a véletlenszerűen kiválasztott embriókból elkészített szövettani minták esetében nem okoztak sem az injektálásos, sem a bemerítéses kezelés esetében.
A kétféle kezelési módszer eredményeinek összehasonlításából elmondható, hogy a provokatívabb injektálásos kezelés a bemerítéshez viszonyítva mind az egyedileg, mind pedig az együttesen kezelt csoportok esetében toxikusabbnak bizonyult, ami az embrióelhalások számának növekedésében, a fejlődési rendellenességek gyakoribb előfordulásában és a testtömeg-átlagok csökkenésében nyilvánult meg, de jól látszik a korai embrionális vizsgálat, illetve a csontvázfestés adataiból is.
A kísérlet során kapott adatok talán segíthetnek abban, hogy megértsük, nem elegendő egy–egy vegyi anyag ismerete csupán az engedélyezéshez szükséges vizsgálatok alapján. Számos olyan hatása lehet a már régóta alkalmazott anyagoknak is, amit nem ismerünk előre, és ezen ismeretlen faktorok csökkentésével környezetünk élhetőbbé, biztonságosabbá válhat.
141