Ushbu preprint tadqiqot tuproqda yashovchi Folsomia candida nomli mayda bo‘g‘imoyoqliga beshta pestitsid formulatsiyasining alohida va aralashma holidagi ta’sirini o‘rganadi. Tadqiqotchilar aralashma ta’sirini bashorat qilish uchun ikki modelni taqqoslaydi: Konsentratsiyalarni qo‘shish va Mustaqil ta’sir modeli.

Asosiy natija aniq: Konsentratsiyalarni qo‘shish modeli kuzatilgan aralashma toksikligini Mustaqil ta’sir modeliga qaraganda yaxshiroq tushuntiradi. Mustaqil ta’sir modeli esa ta’sirlarni muntazam ravishda past baholaydi. Bu pestitsid aralashmalari uchun “har bir modda alohida holda xavfsiz ko‘rinsa, aralashma ham xavfsiz” degan faraz xavfli bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi.

Tadqiqot shuningdek pestitsidlar kollembolalar tomonidan tez o‘zlashtirilishi, tez chiqarilishi va ayrim moddalar qisqa umrli metabolitlarga aylanishini bildiradi. Bioto‘planish past bo‘lsa-da, ichki ta’sirlanishni o‘lchash aralashma ta’sirini tushunish uchun muhim mexanistik izoh beradi.

Tuproqdagi pestitsid qoldiqlari qishloq xo‘jaligi ekotizimlarida tobora ko‘proq ko‘zga tashlanadigan masalaga aylanmoqda. Dalaga bugun bir faol modda qo‘llanadi, avvalgi mavsumdan boshqa modda qoladi, qo‘shni maydondan drift sodir bo‘ladi yoki parchalanish mahsulotlari tuproqda saqlanib qolishi mumkin. Natijada tuproq organizmlari ko‘pincha bitta kimyoviy moddaga emas, ko‘p tarkibli aralashmaga duch keladi.

Riskni baholash esa uzoq vaqt davomida asosan bitta modda asosida olib borilgan. Pestitsidning alohida ta’siri o‘lchanadi, muayyan chegaralar belgilanadi va xavfsiz foydalanish shartlari aniqlanadi. Ammo real muhitda bir nechta modda bir vaqtda mavjud bo‘lsa, bitta moddaga asoslangan baholash umumiy xavfni yetarlicha ko‘rmasligi mumkin.

Shu nuqtada asosiy savol quyidagicha:

Bir nechta pestitsid bir xil tuproqda mavjud bo‘lganda, bu aralashmaning tuproq organizmlariga ta’sirini qanday bashorat qilishimiz kerak?

Bu savolga javob berish oson emas. Suv muhitlarida aralashma toksikligi uchun ishlatiladigan ayrim modellar yaxshiroq shakllangan. Ammo tuproq muhiti murakkabroq. Kimyoviy moddalar tuproqning organik moddasiga bog‘lanishi, turli mikrohududlarda turlicha mavjud bo‘lishi, organizmlar ham tuproqdan, ham oziqdan ta’sirlanishi va moddalar organizm ichida tez o‘zgarishi mumkin.

Shu sababli tadqiqotning asosiy muammosi quyidagicha:

Suv ekotizimlarida ishlatiladigan aralashma toksikligi modellari tuproqda yashovchi bo‘g‘imoyoqlilar uchun ham amal qiladimi?

Usul nimani taklif qiladi?

Tadqiqot model organizm sifatida Folsomia candida nomli kollembola turidan foydalanadi. Kollembolalar tuproqda keng tarqalgan, organik modda aylanishiga hissa qo‘shadigan va ekotoksikologiya sinovlarida tez-tez ishlatiladigan mayda bo‘g‘imoyoqlilardir.

Tadqiqotchilar beshta pestitsid formulatsiyasini sinovdan o‘tkazgan:

• Difenokonazol saqlovchi Slick
• Fludioxonil saqlovchi Maxim 100FS
• Metamitron saqlovchi Sugaro Gold
• Klomazon saqlovchi Cargon S
• Pirimikarb saqlovchi Pirimor

Tajriba standart tabiiy sinov tuprog‘i bo‘lgan LUFA 2.2 da o‘tkazilgan. Avval har bir modda alohida ravishda turli konsentratsiyalarda sinovdan o‘tkazilib, F. candida dagi o‘lim va ko‘payish ta’sirlari o‘lchangan. Keyin beshta moddaning aralashmasi ikki xil nisbatda sinovdan o‘tkazilgan.

Birinchi aralashma nisbati moddalarning EC10 qiymatlariga ko‘ra tayyorlangan. EC10 muayyan ta’sir taxminan %10 darajasida kuzatiladigan konsentratsiyani anglatadi. Bu nisbat toksikologik hissani yanada muvozanatli ko‘rish uchun ishlatilgan.

Ikkinchi aralashma nisbati Predicted Environmental Concentration, ya’ni taxminiy ekologik konsentratsiya qiymatlariga ko‘ra tayyorlangan. Bu nisbat esa atrof-muhitda kutilishi mumkin bo‘lgan ta’sirlanish mantiqiga yaqinroq.

Aralashma ta’sirlari ikki model bilan taqqoslangan:

• Konsentratsiyalarni qo‘shish
• Mustaqil ta’sir

Bundan tashqari, tadqiqotchilar pestitsidlar hayvon tanasida qanchalik to‘planishi va qanchalik tez chiqarilishini tushunish uchun toksikokinetik tajriba o‘tkazgan. Kollembolalar avval 14 kun pestitsidli tuproqda saqlangan, keyin toza tuproqqa ko‘chirilgan va vaqt davomida ichki konsentratsiyalar o‘lchangan.

Kimyoviy o‘lchovlar LC-MS/MS usuli bilan bajarilgan. Metamitron va pirimikarb uchun ikkita transformatsiya mahsuloti ham kuzatilgan.

Formulalar nimani anglatadi?

Ushbu tadqiqotda uchta tushuncha ayniqsa muhim.

Birinchisi Konsentratsiyalarni qo‘shish modelidir. Bu model aralashmadagi moddalarning ta’siri o‘xshash toksik ta’sir o‘qi bo‘yicha qo‘shiladi, deb faraz qiladi. Sodda qilib aytganda, har bir modda alohida holda kichik ta’sir ko‘rsatsa ham, bu kichik ta’sirlar birlashganda kattaroq umumiy ta’sir yuzaga kelishi mumkin.

Bu yondashuv ayniqsa himoyalovchi risk baholashi uchun foydalidir. Chunki aralashmadagi moddalarning har biri alohida ravishda chegaradan past bo‘lishi umumiy ta’sir ham ahamiyatsiz degani emas.

Ikkinchi model Mustaqil ta’sir modelidir. Bu model aralashmadagi moddalar turli ta’sir mexanizmlari orqali bir-biridan mustaqil harakat qiladi, deb faraz qiladi. Bunday holatda umumiy ta’sir har bir moddaning o‘z alohida ehtimollik ta’siri asosida hisoblanadi.

Tadqiqotda Mustaqil ta’sir modeli kuzatilgan aralashma toksikligini doimiy ravishda past baholagan. Ya’ni model real tajribada ko‘rilgan ta’sirga nisbatan optimistikroq bo‘lib qolgan.

Uchinchi muhim tushuncha Model og‘ish nisbatidir. Bu nisbat model bashorati bilan tajribada kuzatilgan ta’sir o‘rtasidagi farqni umumlashtiradi. Qiymat 1 ga qanchalik yaqin bo‘lsa, model kuzatuvni shunchalik yaxshi aks ettiradi. Ushbu tadqiqotda Konsentratsiyalarni qo‘shish qiymatlari 1 ga yaqinroq bo‘lgan, Mustaqil ta’sir modeli esa aralashma toksikligini bir necha baravargacha past baholagan.

Toksikokinetik tomonda esa bioto‘planish omili, o‘zlashtirish tezligi, chiqarilish tezligi va transformatsiya tezligi kabi parametrlar ishlatilgan. Ular kimyoviy moddaning organizmga qanchalik tez kirishi, qancha vaqt qolishi, qanchalik tez chiqarilishi va metabolitga aylanish-aylanmasligini ifodalaydi.

Grafik / Jadval / Sxemaning asosiy xabari

Maqoladagi tasvirlarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri ko‘chirmasdan quyidagicha umumlashtirish mumkin:

Toksikokinetik vaqt grafigi pestitsidlarning tuproqdagi va kollembola ichidagi konsentratsiyalari vaqt o‘tishi bilan qanday o‘zgarishini ko‘rsatadi. Asosiy xabar shuki: pestitsidlar organizmga tez kiradi, ammo toza tuproqqa ko‘chirilganda tez kamayadi. Ya’ni bu turda uzoq muddatli kuchli bioto‘planishdan ko‘ra tez o‘zlashtirish va tez chiqarilish namunasi ustun.

Xuddi shu grafikda metamitron va pirimikarb uchun asosiy moddadan tashqari metabolitlar ham hosil bo‘lishi ko‘rinadi. Bu faqat asosiy pestitsid moddasiga qarash ichki kimyoviy yukni to‘liq ifodalamasligini ko‘rsatadi. Chunki organizm ichida hosil bo‘ladigan transformatsiya mahsulotlari ham umumiy ta’sirlanishning bir qismi bo‘lishi mumkin.

Aralashma doza-javob grafiklari ikki xil aralashma nisbatida ham o‘lim, ham ko‘payish ta’sirini ko‘rsatadi. Ko‘k chiziqlar Konsentratsiyalarni qo‘shish modelini, qizil chiziqlar Mustaqil ta’sir modelini ifodalaydi. Asosiy xabar juda aniq: Konsentratsiyalarni qo‘shish kuzatilgan tajriba natijalariga yaqinroq; Mustaqil ta’sir esa aralashma toksikligini aslidan past baholaydi.

Jadvaldagi toksikokinetik parametrlar barcha moddalarda bioto‘planish omillari past ekanini ko‘rsatadi. Biroq past bioto‘planish “ta’sir yo‘q” degani emas. Chunki moddalar past ichki konsentratsiyalarda ham muayyan biologik nishonlarga ta’sir qilishi mumkin.

Alohida modda toksikligi natijalari moddalar o‘rtasida jiddiy farqlar borligini ko‘rsatadi. Pirimikarb va difenokonazol kuchliroq toksik ta’sir ko‘rsatgan, metamitron va klomazon esa pastroq toksiklik ko‘rsatgan. Fludioxonil uchun ko‘payish ta’siri egri chizig‘i esa noaniqroq. Bu aralashmada har bir moddaning hissasi bir xil emasligini anglatadi.

Umumiy aralashma natijasi shuni ta’kidlaydi: aralashmani tushunish uchun faqat eng toksik moddaga qarash yetarli emas. Zaifroq ko‘ringan moddalar ham umumiy ta’sirga hissa qo‘shishi mumkin. Shu sababli aralashma riskini baholashda bitta modda yondashuvi yetarli bo‘lmasligi mumkin.

Tajriba qanday o‘tkazilgan?

Tadqiqotchilar avval Folsomia candida kulturasi yoshini sinxronlashtirib, o‘xshash yoshdagi sinov individlarini olgan. Sinov tuprog‘i sifatida standart LUFA 2.2 tuprog‘i ishlatilgan.

Tuproq maqsadli pestitsid konsentratsiyalarini o‘z ichiga olgan suv bilan namlangan va bir xil aralashtirilgan. Har bir tajriba idishiga ekvivalent quruq massa asosida muayyan miqdorda tuproq solingan. Nazorat guruhlari faqat deionizatsiyalangan suv bilan tayyorlangan.

Ko‘payish sinovlari OECD 232 qo‘llanmasiga muvofiq 28 kun davom etgan. Sinov oxirida kollembolalar suv yuzasiga chiqarilgan, suratga olingan va sanash uchun avtomatik tasvirni qayta ishlash liniyasi ishlatilgan.

Alohida modda sinovlarida har bir pestitsid formulatsiyasi turli konsentratsiya darajalarida sinovdan o‘tkazilgan. Aralashma sinovlarida esa ikki qat’iy nisbat ishlatilgan: EC10 asosidagi aralashma va PEC asosidagi aralashma.

Toksikokinetik tajribada kollembolalar avval pestitsid aralashmasi bo‘lgan tuproqda saqlangan, turli vaqtlarda namuna olingan, keyin 14-kuni toza tuproqqa ko‘chirilgan. Shu tariqa ham o‘zlashtirish, ham chiqarilish bosqichi kuzatilgan.

Tuproq va organizm namunalari kimyoviy tahlil uchun ekstraksiya qilingan va LC-MS/MS bilan o‘lchangan. Metamitron-desamino va pirimikarb-desmetil kabi transformatsiya mahsulotlari ham yarim miqdoriy ravishda baholangan.

Oxirgi bosqichda alohida modda ma’lumotlaridan aralashma modeli bashoratlari tuzilgan va tajribada kuzatilgan aralashma ta’sirlari bilan taqqoslangan.

Natijalar nimani ko‘rsatadi?

Birinchi natija pestitsidlar tuproqda va organizmda kutilganidan ko‘ra dinamikroq harakat qilishini ko‘rsatadi. Ayrim moddalarning boshlang‘ich va yakuniy tuproq konsentratsiyalari nominal qiymatlardan past chiqqan. Metamitron va pirimikarb 28 kun ichida sezilarli kamaygan. Shu sababli tadqiqotchilar modellashtirishda o‘lchangan boshlang‘ich va yakuniy konsentratsiyalarning geometrik o‘rtachasidan foydalangan.

Ikkinchi natija kollembolalarda o‘zlashtirish va chiqarilish tez ekanidir. Besh pestitsidning barchasi organizmga tez o‘zlashtirilgan, ko‘pchiligi ikki kundan kam vaqtda barqaror ichki darajaga yaqinlashgan. Toza tuproqqa ko‘chirilgandan keyin moddalar ham tez chiqarilgan. Bu holat past bioto‘planish omillari bilan mos keladi.

Uchinchi natija metabolitlarni e’tiborsiz qoldirmaslik kerakligidir. Metamitron va pirimikarb uchun transformatsiya mahsulotlari kuzatilgan. Ayniqsa metamitron metaboliti umumiy ichki qoldiqning sezilarli qismini tashkil etgan. Bu faqat asosiy pestitsid moddasiga qarash umumiy kimyoviy yukni kam ko‘rsatishi mumkinligini anglatadi.

To‘rtinchi natija alohida modda toksikligida katta farqlar borligidir. Pirimikarb va difenokonazol ham o‘lim, ham ko‘payish jihatidan kuchliroq ta’sir ko‘rsatgan. Metamitron alohida holda zaifroq ta’sir ko‘rsatgan. Bu farqlar aralashma modelini tuzishda muhim.

Beshinchi va eng muhim natija Konsentratsiyalarni qo‘shish modeli aralashma ta’sirini yaxshiroq tushuntirishidir. Ham o‘lim, ham ko‘payish yakuniy nuqtalarida, ham EC10 asosidagi, ham PEC asosidagi aralashmada Konsentratsiyalarni qo‘shish kuzatuvga yaqinroq bo‘lgan.

Mustaqil ta’sir modeli esa aralashma toksikligini muntazam ravishda past baholagan. Bu riskni baholash uchun muhim; chunki kamroq himoyalovchi model ishlatilsa, haqiqiy aralashma ta’siri ko‘zdan qochishi mumkin.

Oltinchi natija past bioto‘planish past xavf degani bo‘lmasligi mumkinligidir. Ichki konsentratsiyalar past bo‘lsa ham, ta’sirlar kuzatilgan. Bu moddalar umumiy narkotik toksiklikdan ko‘ra o‘ziga xos biologik nishonlar orqali ta’sir qilishi mumkinligini anglatadi.

Bu nima uchun muhim?

Ushbu tadqiqot pestitsid riskini baholashda real dunyo murakkabligini yaxshiroq ifodalashga qaratilgan muhim qadamni taqdim etadi. Dalalarda pestitsidlar alohida holda bo‘lmaydi; qoldiqlar, parchalanish mahsulotlari, oldingi qo‘llashlar va turli mahsulotlardan kelgan moddalar bir tuproqda birlashishi mumkin.

Agar riskni baholash faqat bitta faol moddaga qarasa, aralashma ta’sirlari yetarlicha baholanmasligi mumkin. Ushbu tadqiqot tuproqda yashovchi model organizmda aralashma ta’siri Konsentratsiyalarni qo‘shish bilan yaxshiroq tushuntirilishi mumkinligini ko‘rsatadi. Bu yondashuv himoyalovchi va ehtiyotkor risk baholashi uchun muhim.

Tadqiqot shuningdek ichki ta’sirlanish nima uchun muhimligini ko‘rsatadi. Moddaning tuproqda mavjudligi o‘zi yetarli ma’lumot emas. Uning organizmga kirishi-kirmasligi, qancha vaqt qolishi, qanchalik tez chiqarilishi va metabolitga aylanish-aylanmasligi ham risk mexanizmini tushunish uchun zarur.

Verianla o‘quvchisi uchun asosiy xabar shuki: tuproq ekotizimlarida pestitsid xavfini tushunish uchun “bitta modda, bitta chegara” yondashuvi yetarli bo‘lmasligi mumkin. Haqiqiy xavf aralashma ta’sirlari va organizmning ichki ta’sirlanish dinamikasi bilan birga baholanishi kerak.

E’tibor beriladigan jihatlar

Ushbu maqola taqrizdan o‘tmagan preprintdir. Natijalar mustaqil ilmiy baholash jarayonidan keyin o‘zgarishi mumkin.

Tadqiqot laboratoriya sharoitida o‘tkazilgan. Real dala sharoitida tuproq tuzilishi, organik modda, harorat, namlik, mikrobial faollik, qo‘llash tarixi va pestitsidlarning eskirishi kabi omillar ta’sirlanishni o‘zgartirishi mumkin.

Model organizm Folsomia candida hisoblanadi. Bu tur ekotoksikologiyada qimmatli modeldir, ammo barcha tuproq bo‘g‘imoyoqlilarini ifodalamaydi.

Toksikokinetik tajriba aralashma sharoitida o‘tkazilgan; alohida moddalar uchun alohida toksikokinetik taqqoslash bajarilmagan. Shu sababli o‘zlashtirish va chiqarilish talqinlari sinovdan o‘tkazilgan aralashma kontekstida ko‘rib chiqilishi kerak.

Metabolitlar faqat metamitron va pirimikarb uchun kuzatilgan. Boshqa moddalarning transformatsiya mahsulotlari ushbu tahlilda to‘liq aniqlanmagan bo‘lishi mumkin.

Tadqiqot pestitsid aralashmasi xavfi har qanday sharoitda albatta yuqoriroq ekanini isbotlamaydi. To‘g‘riroq ifoda shuki: ushbu tajribada besh formulatsiyali aralashmalar uchun Konsentratsiyalarni qo‘shish modeli kuzatilgan ta’sirlarga yaqinroq va ko‘proq himoyalovchi bashorat bergan.

Xulosa

Ushbu preprint tadqiqot pestitsid aralashmalarining tuproqda yashovchi bo‘g‘imoyoqlilarga ta’sirini tushunish uchun muhim eksperimental tasdiq beradi. Folsomia candida ustida o‘tkazilgan sinovlarda Konsentratsiyalarni qo‘shish modeli aralashma toksikligini Mustaqil ta’sir modeliga qaraganda yaxshiroq tushuntirgan.

Toksikokinetik tahlil pestitsidlar organizmga tez o‘zlashtirilishi, tez chiqarilishi va ayrim moddalar metabolitlarga aylanishini ko‘rsatgan. Bioto‘planish past bo‘lsa-da, ichki ta’sirlanish mavjudligi hamda ko‘payish/o‘lim ta’sirlari aralashma xavfini e’tiborsiz qoldirmaslik kerakligini ko‘rsatadi.

Tadqiqotning eng kuchli xabari shuki: pestitsidlar tuproqda ko‘pincha yolg‘iz emas. Shu sababli tuproq organizmlarini himoya qilish uchun risk baholashi ham faqat bitta moddaga emas, aralashma ta’sirlari va ichki ta’sirlanish dinamikasiga qarashi kerak.

Manba va usul bo‘yicha izoh

Ushbu matn “Pesticides Never Walk Alone: Validating Mixture Toxicity and Bioaccumulation Models in Soil Arthropods” nomli taqrizdan o‘tmagan preprint tadqiqotning soddalashtirilgan turkcha sharhiga asoslangan. Matn so‘zma-so‘z tarjima emas; maqoladagi maqsad, usul, grafik va jadval xabarlari, toksikokinetik topilmalar, aralashma modeli natijalari va cheklovlar Verianla o‘quvchisi uchun o‘ziga xos tarzda qayta bayon qilingan.

Tadqiqot Folsomia candida kollembolalari, LUFA 2.2 standart sinov tuprog‘i, beshta pestitsid formulatsiyasi, OECD 232 ko‘payish sinovi, EC10 va PEC asosidagi ikki aralashma nisbati, Konsentratsiyalarni qo‘shish va Mustaqil ta’sir modellari, LC-MS/MS kimyoviy tahlili hamda bir-kompartmentli toksikokinetik modellashtirishga asoslanadi. Natijalar tuproq organizmlari uchun aralashma riskini baholashda Konsentratsiyalarni qo‘shish yondashuvi himoyalovchi birinchi bosqich modeli bo‘lishi mumkinligini qo‘llab-quvvatlaydi; ammo turli modda guruhlari, real dala aralashmalari va turli tuproq organizmlari bilan qo‘shimcha tasdiqlash talab etiladi.