ISSN 2223-6775 Український журнал з проблем медицини праці Том.22, №1, 2026
https://doi.org/10.33573/ujoh2026.01.046
Comparative assessment of occupational and environmental risks in traditional and innovative pesticide application technologies
Borysenko A.A., Antonenko A.M.
Кафедра гігієни та екології Національного медичного університету імені О.О. Богомольця, Київ
Повна стаття (PDF), УКР
Вступ. Безпечне застосування пестицидів у сучасному сільському господарстві залежить не лише від токсикологічних властивостей діючих речовин, а й від технології внесення, яка визначає рівень професійної та екологічної експозиції. Традиційні методи внесення пестицидів залишаються широко поширеними, однак вони пов’язані з підвищеним аерозольним дрейфом, нецільовим забрудненням і професійними ризиками. Інноваційні технології розглядаються як перспективні інструменти зниження ризику, проте їхні гігієнічні та екологічні переваги потребують порівняльної оцінки.
Мета дослідження – провести порівняльну оцінку професійних та екологічних ризиків, які пов’язані з традиційними та інноваційними технологіями внесення пестицидів.
Матеріали та методи дослідження. Дослідження виконано у форматі оглядово-аналітичної порівняльної оцінки технологій внесення пестицидів із позицій гігієни праці, екологічної безпеки та управління ризиками. Проаналізовано вітчизняні та зарубіжні наукові публікації, регуляторні документи та методичні джерела. Оцінка охоплювала ранцеве обприскування, штангове та вентиляторне обприскування з застосуванням щілинних форсунок, авіаційне внесення, а також інжекторні розпилювачі, локальні системи рядкового внесення та безпілотні літальні апарати.
Результати. Показано, що традиційні технології пов’язані з вищим рівнем професійної та екологічної експозиції внаслідок нестабільного спектра крапель, високого потенціалу дрейфу та значного нецільового забруднення. Інжекторні розпилювачі продемонстрували найбільш переконливо обґрунтований потенціал щодо зниження аерозольного дрейфу та інгаляційної експозиції. Локальні системи рядкового внесення можуть зменшувати аерозольне навантаження, проте їхні екологічні ефекти залишаються недостатньо вивченими. Внесення пестицидів за допомогою безпілотних літальних апаратів суттєво зменшує безпосередній контакт оператора з пестицидами, але формує нові сценарії екологічного та непрямого ризику.
Висновки. Інноваційні технології внесення пестицидів мають потенційні переваги порівняно з традиційними методами, однак їхнє безпечне впровадження потребує науково обґрунтованого регламентування, адаптованих методик оцінки експозиції та системного гігієнічного супроводу.
Ключові слова: технології внесення пестицидів, професійний ризик, екологічний ризик, здоров’я людини, безпілотні літальні апарати, локальні системи внесення, аерозольний дрейф, гігієна праці
Introduction. The safe use of pesticides in modern agriculture depends not only on the toxicological properties of active substances, but also on the application technology, which determines occupational and environmental exposure. Traditional pesticide application methods remain widely used; however, they are associated with increased aerosol drift, off-target contamination, and occupational risks. Innovative technologies are considered promising tools for risk reduction, but their hygienic and environmental advantages require comparative assessment.
The aim of the research – to comparatively assess occupational and environmental risks associated with traditional and innovative pesticide application technologies.
Materials and methods of the research. The study was performed as a review-based comparative analytical assessment of pesticide application technologies from the perspectives of occupational hygiene, environmental safety, and risk management. Domestic and international scientific publications, regulatory documents, and methodological sources were analyzed. The assessment covered backpack spraying, boom spraying and air-blast spraying with flat-fan nozzles, aerial application, as well as air-induction nozzles, localized row-application systems, and unmanned aerial vehicles.
Results. Traditional technologies were shown to be associated with higher occupational and environmental exposure due to unstable droplet spectra, high drift potential, and substantial off-target contamination. Air-induction nozzles demonstrated the most clearly substantiated potential for reducing aerosol drift and inhalation exposure. Localized row-application systems may reduce aerosol burden, but their environmental effects remain insufficiently studied. UAV-based application substantially reduces direct operator contact with pesticides, but creates new scenarios of environmental and indirect risk.
Conclusion. Innovative pesticide application technologies have potential advantages over traditional methods; however, their safe implementation requires scientifically substantiated regulation, adapted exposure assessment methods, and systematic hygienic oversight.
Key words: pesticide application technologies, occupational risk, environmental risk, human health, unmanned aerial vehicles, localized application systems, aerosol drift, occupational hygiene
Література
- State Statistics Service of Ukraine. Agriculture of Ukraine 2020: statistical publication [Internet]. Kyiv: State Statistics Service of Ukraine; 2021 [cited 2025 May 23]. 232 p. Available from: https://ukrstat.gov.ua/druk/publicat/kat_u/2021/zb/09/zb_sg_20.pdf
- [Summarized pesticide use in Ukraine] [Internet]. 2020 [cited 2025 May 23]. Ukrainian. Available from: https://superagronom.com/news/12278-v-ukrayini-pidbili-pidsumki-vikoristannya-pestitsidiv
- State Service of Ukraine on Food Safety and Consumer Protection. [Plant protection] [Internet]. [cited 2025 May 23]. Ukrainian. Available from: https://dpss.gov.ua/fitosanitariya-kontrol-u-sferi-nasinnictva-ta-rozsadnictva/fitosanitarnij-kontrol/fitosanitarnij-monitoring/zahist-roslin
- [Pesticides: usage volumes and market trends]. Ahrobyznes sohodni [Internet]. 2021 Aug 03 [cited 2025 May 23]. Ukrainian. Available from: http://agro-business.com.ua/agro/ekonomichnyi-hektar/item/22317-pestytsydy-obsiahy-vykorystannia-ta-tendentsii-na-rynku.html
- Krasilnikova T. [Environmental risks and consequences of pesticide application]. Scientific conferences. Kyiv, Ukraine [Internet]. [cited 2023 May 23]. Ukrainian. Available from: http://oldconf.neasmo.org.ua/node/2342
- Lechler GmbH. Agricultural spray nozzles and accessories. Germany; 2012. 65 p.
- Directive 2009/127/EC of the European Parliament and of the Council of 21 October 2009 amending Directive 2006/42/EC with regard to machinery for pesticide application. Official Journal of the European Union [Internet]. 2009 Nov 25 [cited 2026 Mar 5];L 310:29-33. Available from: http://data.europa.eu/eli/dir/2009/127/oj
- TeeJet Technologies. TeeJet Technologies: a spraying systems company. Wheaton, IL; 2007. 192 p.
- Li Y, Li Y, Pan X, Li QX, Chen R, Li X, Pan C, Song J. Comparison of a new air-assisted sprayer and two conventional sprayers in terms of deposition, loss to the soil and residue of azoxystrobin and tebuconazole applied to sunlit greenhouse tomato and field cucumber. Pest Manag Sci. 2018;74(2):448-55. DOI: https://doi.org/10.1002/ps.4728
- Sydorenko V. [Current technological solutions for effective pesticide application]. Ahronom [Internet]. 2020 May 30 [cited 2025 May 30] Ukrainian. Available from: https://www.agronom.com.ua/aktualni-tehnologichni-rishennya-dlya-efektyvnogo-zastosuvannya-pestytsydiv/
- [Foam pesticide application technology appeared in Ukraine]. GrowHow.in.ua [Internet]. 2023 Apr 24 [cited 2025 May 23]. Ukrainian. Available from: https://www.growhow.in.ua/v-ukraini-z-iavylas-pinna-tekhnolohiia-vnesennia-pestytsydiv/
- [Innovative corn protection from FMC]. Ahrobyznes sohodni [Internet]. 2020 Mar 13 [cited 2025 Oct 07]. Ukrainian. Available from: http://agro-business.com.ua/2017-09-29-05-56-43/item/16881-innovatsiinyi-zakhyst-kukurudzy-vid-kompanii-fmc.html
- FMC Corporation. 3RIVE 3D® application system program [Internet]. 2021 Jul 01 [cited 2025 Oct 07]. Available from: https://ag.fmc.com/us/sites/us/files/2021-10/2021-2022-END-FFP-APPINN-3RIVE%203D_V4.pdf
- Yevtushenko MD, Mariutin FM, editors. [Phytopharmacology]. Kyiv: Vyshcha shkola; 2004. 433 p. Ukrainian.
- Borysenko AA, Antonenko AM, Shpak BI, Omelchuk ST, Bardov VG. [Hygienic evaluation of pesticide application in using injection sprayers (literature review)]. Ukrainian Journal of Occupational Health. 2020;16(4):302-10. Ukrainian. DOI: https://doi.org/10.33573/ujoh2020.04.302
- Borysenko AA, Omelchuk ST, Bardov VG, Borysenko AV. [Professional risks when applying pesticides using unmanned aircraft: features and comparative hygienic assessment]. Medical Science of Ukraine. 2021;17(4):102-07. Ukrainian. DOI: https://doi.org/10.32345/2664-4738.4.2021.15
- Varybok K. [Pesticide application by drones has both advantages and disadvantages]. AgroTimes [Internet]. 2019 Oct 28 [cited 2025 May 23]. Ukrainian. Available from: https://agrotimes.ua/agronomiya/vnesennya-pestyczydiv-dronamy-maye-yak-i-perevagy-tak-i-nedoliky
- Havryliuk A. [Low-volume pesticide application by copters helps save costs and preserve yield]. AgroTimes [Internet]. 2022 Feb 10 [cited 2025 May 23]. Ukrainian. Available from: https://agrotimes.ua/agronomiya/maloobyemne-vnesennya-zzr-kopteramy-dopomozhe-zaoshhadyty-koshty-ta-zberegty-vrozhajnist
- Borysenko A, Tkachenko I, Antonenko A. Comparative hygienic assessment of working conditions and potential risks for workers' health when applying pesticides in different technics. Technology Transfer: Innovative Solutions in Medicine [Internet]. 2021 Oct 29 [cited 2025 May 23]:26-8. DOI: https://doi.org/10.21303/2585-6634.2021.002146
- Borysenko AA, Aleksiichuk V, Kondratiuk M, Pelo I. Comparative hygienic assessment of the potential diquat hazard to the population when consuming agricultural crops treated with the Reglone Air 200 SL formulation using different application technologies (UAV, aerial, high-clearance rod sprayer treatment). Wiadomosci Lekarskie. 2023;76(6):1478-84. DOI: https://doi.org/10.36740/WLek202306122
- Tkachenko IV, Antonenko AM, Borysenko AA, Korshun OM, Lipavska AO. Hygienic assessment of occupational risk when using pesticidal formulations based on spiromesifen and abamectin for agricultural workers. Ukrainian Journal of Occupational Health. 2021;17(4):253-60. DOI: https://doi.org/10.33573/ujoh2021.04.253
