Toxicology - Prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc

Toxikologie metribuzinu

Mgr. Vratislav Malý

Zdravotně sociální fakulta Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích

Metribuzin je selektivní herbicid z rodiny triazinů, který inhibuje fotosyntézu citlivých rostlinných druhů. Je používán ke kontrole plevelů. Je k dispozici jako kapalný roztok, ve vodě rozpustné granule či jako suché přípravky k rozptylu (1).

Nejrozšířenějším triazinovým herbicidem byl od šedesátých let 20. století atrazin, který však vykazuje řadu nežádoucích účinků a jeho používání bylo v roce 2005 u nás zakázáno. Mezi lety 1966 – 1981 bylo v USA zaznamenáno 66 případů otrav atrazinem u exponovaných pracovníků a po rozsáhlé dermální expozici bylo zaznamenáno jedno úmrtí. Atrazin je velmi perzistentní v prostředí díky své rezistenci k abiotické hydrolýze a přímé fotolýze ve vodním prostředí. Je mírně toxický pro vodní živočichy a jeho 96hLC₅₀ pro pstruha duhového je 5,3 mg.l^-1 (2).

Vlastnosti metribuzinu
Metribuzin je bílá krystalická látka, páchnoucí po síře.
Chemický název: 4-amino-6-terc-butyl-3-(methylsulfanyl)-1,2,4-triazin-5(4H)-one
Molární hmotnost: 214,29
Rozpustnost ve vodě: 1050 mg.l-1
Rozpustnost v dalších rozpouštědlech: Mírně se rozpouští v aromatických a chlorovaných uhlovodíkových rozpouštědlech, zahrnujíc dimethyl formamid, cyklohexan, methanol, benzen, ethanol, xylen a kerosen.
Bod tání: 125 -126,5 °C
Tlak odpařování: 0,058 mPa při 20 °C
Log Pow = 1,6 při 20 °C a pH 5,6
Toxikologické účinky
Akutní toxicita
Metribuzin je mírně toxický při požití, s udávanou orální LD₅₀ 1090 - 2300 mg.kg-1 pro krysy, 700 mg.kg-1 pro myši a 245 - 274 mg.kg-1 pro morče (3). Je prakticky netoxický dermálně s dermální LD₅₀ 20 000 mg.kg-1 pro králíka. (3). Čtyřhodinová letální koncentrace ve vzduchu LC₅₀ pro krysy je větší než 0,65 mg.l-1 což indikuje mírnou toxicitu inhalační cestou. U metribuzinu se neprokázalo, že dráždí kůži a oči krys, králíků, prasat guinejských nebo lidí (4). Při vysoké akutní expozici krys metribuzinem se projevilo omráčení (stupor) a namahavé dýchání. U přeživších krys došlo k postupnému uzdravení bez trvalých následků (5).
Chronická toxicita
U psů, kterým bylo do krmení přidáváno 12,5 mg.kg.den-1 po tři měsíce, nebyly sledovány žádné škodlivé efekty (5). Žádný efekt také nebyl pozorován při podávání dávky 2,5 mg.kg.den-1 po dobu 3 měsíců, nicméně dávky 25 a 75 mg.kg.den-1 způsobily zvětšení jater a štítné žlázy (5). U dvouleté studie, kde byl metribuzin podáván v krmení krysám a psům, nebyly pozorovány žádné efekty u dávek 5 mg.kg.den-1 u krys a 2,5 mg.kg.den-1 u psů. Naproti tomu v jiné dvouleté studii, kde bylo psům podáváno 37,5 mg.kg.den-1 metribuzinu bylo pozorováno snížení přírůstku, zvýšení mortality, poškození jater a ledvin (6).
Reproduktivní účinky
Metribuzin nezpůsobuje efekty poškozující reprodukci. Gravidním samicím králíka byl podáván technický metribuzin, v dávkách 15, 45 a 135 mg.kg-1 , zaváděný žaludeční sondou po dobu 6 dní z celkových 18 dnů gravidity. U dávky 45 mg.kg-1 nebyly u samic pozorovány žádné škodlivé účinky, avšak u dávky 135 mg.kg-1 došlo ke snížení porodní váhy mláďat. U plodů pak nebyly pozorovány žádné účinky ani u jedné z podávaných dávek (6). Žádný škodlivý účinek na reprodukci nebyl pozorován u třígenerační studie, kde bylo krysám podáváno 15 mg.kg.den-1 (4, 7).
Teratogenní účinky
Byla pozorována snížená porodní váha u krys při dávkách 70 mg.kg.den-1 a opožděný vývoj při dávkách 200 mg.kg.den-1. U metribuzinu se neprokázala teratogenní aktivita u králíka při dávkách 85 mg.kg.den-1, nicméně klesla porodní váha u potomstva (8). Tyto údaje napovídají, že metribuzin pravděpodobně nezpůsobí teratogenní efekty ani u lidí.
Mutagenní účinky
Testy na živých zvířatech a tkáňových kulturách ukázaly, že metribuzin nemá mutagenní účinky (5).
Karcinogenní účinky
Dosud se neobjevily žádné náznaky karcinogenních efektů u krys, kterým bylo v krmivu podáváno 15 mg.kg.den-1 po dobu 2 let, ani u myší při dávce 380 mg.kg.den-1 po dobu 2 let (4). Tytu údaje ukazují, že metribuzin nemá karcinogenní účinky.
Orgánová toxicita
U studií s použitím vysokých dávek metribuzinu se objevuje útlum centrálního nervového systému. Další studie pak indikují, že cílovým orgánem je štítná žláza a játra.
Osud v těle
Potom, co je metribuzin absorbován je rychle distribuován do těla a nezměněný vylučován močí. U savců je 90% metribuzinu vyloučeno během prvních 96 hodin a to močí a výkaly (3).
Ekologické efekty
Toxický vliv na ptáky
Metribuzin je mírně toxický pro ptáky. Akutní orální LD₅₀ je 100 - 200 mg.kg-1 pro křepelku viržinskou (Colinus virginianus), kachnu divokou (Anas platyrhynchos) a křepelku japonskou (Coturnix japonica) (3). Udávané 5 až 8 denní krmné hodnoty LC₅₀pro tyto druhy jsou všechny vyšší než 100 mg.kg-1 (8).
Toxický vliv na vodní organismy
Metribuzin je mírně toxický pro ryby. U pstruha duhového (Oncorhynchus mykiss) činí 96 hodinová LC₅₀ 64 – 76 mg.l-1, u slunečnice velkoploutvé (Lepomis macrochirus) 80 mg.l-1 a okolo 10 mg.l-1 u karase stříbřitého (Carassius auratus) (3). U hrotnatky velké (Daphnia magna) činí 48 hodinová LC₅₀ 4,5 mg.l-1 (8).
Toxický vliv na další organismy
Metribuzin je netoxický vůči včelám. Metribuzin může být fytotoxický na necílové
rostlinné druhy (3, 8).
Degradace v prostředí
Degradace v půdě a povrchových vodách
Metribuzin je mírně perzistentní v půdním prostředí (9). Poločas rozpadu se různí podle typu půdy a klimatických podmínek. Poločas rozpadu v půdě činí od 30 do 120 dní, reprezentativní hodnota je přibližně 60 dní. Metribuzin je jen slabě vázán na půdu a je dobře rozpustný ve vodě, což mu dává potenciál na vyluhování v mnoha typech půd (9). Pohyblivost v půdě je ovlivněna mnoha faktory: množství půdního organického materiálu, velikosti půdních částic, pórovitost půdy a srážky. Princip degradace metribuzinu z půdy je na bázi mikrobiální degradace. Metribuzin je odbouráván pomocí deaminace plísní Cunninghamella echinulata.
Degradace ve vodě
Poločas rozpadu v rybniční vodě je 7 dní (3). Pokud je metribuzin nacházen ve vodě, pak je to spíše ve vodním sloupci než v sedimentu, hlavně kvůli nízké vázací schopnosti k půdě a vysoké rozpustnosti ve vodě.
Degradace ve vegetaci
Pokud je aplikován postemergentně je metribuzin absorbován přes listy, hlavní cesta vstupu je však přes kořenový systém, odkud dále postupuje nahoru. Koncentruje se v kořenech, stoncích a listech. V rostlinách necitlivých k metribuzinu dochází k deaminizaci na lépe rozpustné konjugáty, zatímco v citlivých rostlinách není metribuzin metabolizován a přerušuje fotosyntézu v chloroplastech (8).

LITERATURA:
[1] EXTOXNET [online]. 2007 [cit. 2007 - 4 - 18] http://extoxnet.orst.edu/pips/metribuz.htm
[2] WEXLER P.,ANDERSON B.D., PEYSTER A., GAD S., HAKKINEN P., KAMRIN
M.,LOCKEY B., MEHENDALE H., POPE C.,SHUGART L., 2005: Encyclopedia of toxicology. second edition, 795p.
[3] KIDD, H., JAMES, D.R., EDS. 1991: The Agrochemicals Handbook, Third Edition, Royal Society of Chemistry Information Services, Cambridge, 243 p.
[4] DUPONT DE NEMOURS CORP. 1991: Material Safety Data Sheet for Metribuzin Technical, Wilmington, DE, 36 p.
[5] GOSSELIN, R.E., SMITH, R.P., HODGE, H.C., 1984: Clinical Toxicology of Commercial Products, 5. vydání, nakl. William and Wilkins, Baltimore, MD,184 p.
[6] EPA (U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY), 1988: Health Advisory Summary: Metribuzin, Office of Drinking Water, Washington, DC
[7] ACGIH (AMERICAN CONFERENCE OF GOVERNMENTAL INDUSTRIAL HYGIENISTS, INC) 1991: Documentation of the Threshold Limit Values and Biological Exposure Indices, 6. Vydání, Cincinnati, OH, 128 p
[8] WSSA (WEED SCIENCE SOCIETY OF AMERICA), 1994: Herbicide Handbook, 7. Vydání, Champaign IL,
[9] WAUCHOPE, R. D., BUTTLER, T. M., HORNSBY A. G., AUGUSTIJN- BECKERS,P. W. M., BURTJ.P., 1992: SCS/ARS/CES Pesticide properties diabase for environmental decisionmaking. Rev. Environ. Contam. Toxicol. 123:1- 157