CC BY
105
Гигиеническое нормирование
О М.В. БИДЕВКИНА, 2013 УДК 614.72
М.В. Бидевкина
о прогнозировании гигиенических нормативов химических веществ, оказывающих избирательное действие, в атмосферном воздухе населенных мест
ФБУН «НИИ дезинфектологии» Роспотребнадзора, 117246, Москва
Установление гигиенических нормативов химических веществ в атмосферном воздухе населенных мест является одной из основных задач профилактической токсикологии. Для разработки методов прогнозирования гигиенических нормативов создан банк данных по токсикометрии химических веществ, использованы комплексы чувствительных и информативных показателей, отражающих функциональное состояние нервной системы, дыхательной системы, печени, почек для установления порога острого специфического ингаляционного действия. На основании анализа экспериментальных и литературных данных определено 170 химических веществ с необходимыми параметрами токсикометрии (DL0 Limac p ПДК/ОБУВ в атмосферном воздухе населенных мест) из различных классов химических веществ для проведения 2-факторного корреляционного и многофакторного регрессионного анализа. Предложены новые математические модели расчета ОБУВ веществ, оказывающих избирательное (с преимущественным влиянием на нервную систему, печень и специфическим раздражающим действием) или политропное действие на организм при однократном ингаляционном воздействии. Для веществ с преимущественным влиянием на нервную систему и одновременным влиянием на функцию почек, печени и нервной системы установлена высокая корреляционная зависимость между ОБУВ и Lim .
у ас
Ключевые слова: гигиеническое нормирование; избирательность действия; химическое вещество; порог острого ингаляционного действия
M.VBidevkina - ON PREDICTION THE HYGIENIC STANDARDS OF CHEMICAL SUBSTANCES HAVING A SELECTIVE ACTIoN, IN The ATMospHERIC Air of popuLATED Areas
Research Institute of Disinfectology, Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare, 117246, Moscow, Russian
There are proposed new mathematical models for calculation the TSELs of substances with selective (with a predominant effect on the nervous system, liver and specific irritant action) or polytropic character of influence on the organism body in a single inhalation exposure. For substances with a predominant effect on the nervous system and the simultaneous effect on the kidney, liver and nervous system there was established high correlation between the TSELs and Limac.
Key words: hygiene ratings; selectivity of the action; chemical; threshold of acute inhalation action
Одной из основных задач профилактической токсикологии является разработка современных методов установления гигиенических нормативов химических веществ в различных объектах окружающей среды. В настоящее время при разработке предельно допустимых концентраций (ПДК) и ОБУВ веществ во всех средах (воздух рабочей зоны, атмосферный воздух населенных мест, вода водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, почва) широко используются различные токсикометрические показатели (ПДК и ОБУВ, установленные в воздухе рабочей зоны и в воде водоемов, DL50, Limac, Limolf) [1-3]. В последнее время для установления гигиенических нормативов в воздухе рабочей зоны нашли широкое применение методы, разработанные на основе избирательности действия вещества на организм. Избирательность действия вещества характеризуется зоной специфического действия: Zac s ec = Lim : Lim . (Z - зона острого ингаляционного специфического действия, Limac - порог острого ингаляционного действия в мг/м3, Lim - порог острого
л, ac,sPec ^
специфического ингаляционного действия в мг/м3). На
Для корреспонденции: Бидевкина Марина Васильевна, BidevkinaMV@niid.ru.
основе указанных принципов рекомендованы и успешно апробированы методы установления ПДК избирательно действующих раздражающих веществ, ОБУВ нейротроп-ных веществ в воздухе рабочей зоны [4].
Задачей настоящей работы являлась разработка методов прогнозирования гигиенических нормативов веществ с учетом избирательного эффекта в атмосферном воздухе населенных мест.
Материалы и методы
В работе использовались сведения по токсикометрии веществ банка данных, созданного на основе материалов подкомиссии «Профессиональные риски и здоровье работающих при воздействии химических факторов» проблемной комиссии «Научные основы медицины труда» РАМН (свыше 1000 веществ) и изученных нами более 100 химических соединений с целью обоснования их ПДК/ОБУВ в воздухе рабочей зоны. Среди них для 24 веществ: 2-(бутокси-этокси) этанола, диизоамилового эфира, диаллилового эфира фта-левой кислоты, диметилкарбоната, дициклобутилидена, метилфенилкарбоната, 1-нитро-4-(фенилметокси)-бензола, ортофосфористой кислоты, фенилфенола, хлорацетилхлорида, этиленкарбоната и др. - обоснованы ОБУВ в атмосферном воздухе населенных мест.
95
[гиена и санитария 5/2013
На основании анализа экспериментальных и литературных данных установлено 170 химических веществ с необходимыми параметрами токсикометрии (DL50 при введении в желудок в мг/кг, Lim^ s ec, ПДК/ОБУВ в атмосферном воздухе) для решения поставленной задачи. В указанную группу входили вещества различных химических классов: сложные эфиры, спирты, фторированные и хлорированные углеводороды, органические соли, производные фенола, органические и неорганические кислоты и др. По параметрам острой токсичности (DL50 при введении в желудок и нанесении на кожу, CL50 в соответствии с классификацией ГОСТ 12.1.007-76) изученные вещества относились ко 2-4-му классам опасности, обладали умеренной или низкой кумулятивной активностью при повторном введении в желудок.
Для установления Lim использованы комплексы чувствительных и информативных показателей, отражающих функциональное состояние отдельных органов и систем. Состояние нервной системы оценивали с помощью регистрации суммационно-порогового показателя (СПП) и поведенческих реакций: тестов «Открытое поле» (горизонтальная подвижность, вертикальная подвижность, заглядывание в отверстия-«норки», эмоциональная реактивность), темной камеры с открытыми отверстиями -ТКСО (латентный период первого выглядывания, общее количество выглядываний), ориентировочной реакции (количество вставаний на задние лапы). О функциональном состоянии дыхательной системы судили по частоте дыхания и клеточной реакции легких и верхних дыхательных путей. Для оценки функции печени в сыворотке крови определяли активность аланинаминотрансфера-зы, аспартатаминотрансферазы, щелочной фосфатазы, лактатдегидрогеназы, фруктозомонофосфатальдолазы, холинэстеразы, содержание общего белка, альбумина, глюкозы, общего билирубина, проводили оценку обезвреживающей функции с помощью пробы Квика-Пытеля на синтез гиппуровой кислоты и экскреторной функции печени с использованием бромсульфалеиновой пробы. Комплекс показателей для оценки почек, отражающий их наиболее важные функции, включал: измерение суточного объема мочи после водной нагрузки, определение содержания белка и ионов хлоридов в моче, мочевины и/
или креатинина в моче и сыворотке крови, расчет скорости клубочковой фильтрации.
Статистическую обработку полученных результатов осуществляли по методу Стьюдента-Фишера при степени достоверностир < 0,05, использовали двухфакторный корреляционный и многофакторный регрессионный анализы.
Результаты и обсуждение
На основании проведенных исследований установлена тесная зависимость между выраженностью избирательного эффекта и величиной гигиенического норматива в атмосферном воздухе населенных мест. В результате выполненного математического анализа предложены следующие формулы расчета ОБУВ веществ с избирательным действием в атмосферном воздухе населенных мест:
1. Для веществ с преимущественным влиянием на нервную систему:
lg ОБУВ = 0,76 lg Lim + 0,23 lg DL - 3,80; n = 19, r = 0,90, so = 0,57, p < 0,001;
lg ОБУВ = 0,73 lg Lim - 2,98; n = 19, r = 0,89, so = 0,59, p < 0,001; ac
2. Для веществ с избирательным раздражающим действием:
lg ОБУВ = 0,98 lg Lim t - 0,42 lg Lim - 2,49; n = 25, r = 0,68 , so = 0,59, p < 0,004;
3. Для веществ с избирательным гепатотропным действием:
lg ОБУВ = 0,47 lg Lim + 0,14 lg DL - 2,80; n = 17, r = 0,63, so = 0,43, p <0,02;
lg ОБУВ = 0,47 lg Lim - 2,33; n = 17, r = 0,61, so = 0,43, p < 0,009. ac
Установить наличие избирательного действия у ряда химических соединений представляется затруднительным. Большое количество веществ обладает политропным характером действия. Для ксенобиотиков, оказывающих на уровне Limac влияние на нервную и дыхательную системы, печень и почки, также рекомендованы формулы прогнозирования ОБУВ в атмосферном воздухе населенных мест:
4. Для веществ с неизбирательным раздражающим действием:
lg ОБУВ = 0,30 lg Lim + 0,41 lg DL - 3,39; n = 29,
ac 50
r = 0,67, so = 0,46, p < 0,004;
Сравнение расчетных ОБУВ, установленных по рекомендованным формулам и утвержденных ПДК/ОБУВ (в мг/м3)
Наименование вещества Основное действие вещества ОБУВ (расчетное) ПДК/ОБУВ (утвержденное)
Аверсектин С На нервную систему и печень 0,002 0,002
Амиксин На печень и почки 0,01 0,01
N-ацетилглицин На печень 0,01 0,01
3-(2-аминоэтил)-5-(фенил-метокси)1Н-индол-2-карбоновая кислота На нервную систему и печень 0,01 0,01
Гексаметилентетрамин На дыхательную систему 0,02 0,01
Магния гидрооксид На дыхательную и нервную системы 0,04 0,02
Пиритион цинк На дыхательную и нервную системы 0,005 0,01
5-(фенилметокси)-бензоламина гидрохлорид На нервную систему и печень 0,03 0,02
2-[5-(фенилметокси)-1 Н-индол-3-ил]-1-низоиндол-1,3(2Н)-дион На печень и почки 0,01 0,01
5-(фенилметокси)-1Н-индол-3-этаноламин На печень и почки 0,008 0,005
5-(фенилметокси)-1Н-индол-3-этаноламина моногидрохлорид На нервную систему, печень, почки 0,01 0,005
3-[[4-(фенилметокси)фенил]-гидразон] пиперидин-2,3-дион На печень и почки 0,04 0,02
Хлорацетилхлорид На дыхательную систему 0,03 0,03
Этиленкарбонат На нервную систему 0,1 0,1
96
lg ОБУВ = 0,69 lg Lim - 2,66; n = 29, r = 0,79 , so = 0,54, p < 0,001; ac
5. Для веществ, оказывающих влияние на функцию нервной системы и печени:
lg ОБУВ = 0,85 lg Limac + 0,40 lg DL50 - 4,43; n = 23, r = 0,76, so = 0,51, p < 0,001;
lg ОБУВ = 0,75 lg Lim - 2,91; n = 23, r = 0,82, so = 0,52, p < 0,001; ac
6. Для веществ, оказывающих влияние на функцию печени и почек:
lg ОБУВ = 0,66 lg Limac + 0,09 lg DL50 - 3,08; n = 19, r = 0,76, so = 0,38, p < 0,001;
lg ОБУВ = 0,69 lg Lim - 2,81; n = 19, r = 0,75, so = 0,37, p < 0,001; ac
7. Для веществ, оказывающих влияние на нервную систему, печень и почки:
lg ОБУВ = 0,34 lg Lim + 0,20 lg DL - 2,91; n = 18, r = 0,71, so = 0,35, p < 0,005;
lg ОБУВ = 0,42 lg Lim - 2,33; n = 18, r = 0,67, so = 0,35, p < 0,002. ac
В соответствии с токсикологической характеристикой веществ, используемых в качестве исходных данных, вышеприведенные формулы не распространяются на вещества с высокой кумулятивной активностью.
Указанные формулы были использованы при установлении ОБУВ в атмосферном воздухе ряда веществ, которые обобщены в таблице. Как следует из представленных данных, для семи веществ зарегистрировано полное совпадение расчетных и утвержденных ОБУВ и ПДК («Аверсектин С»), в семи случаях расхождение составило не более чем два раза.
Заключение
На основании проведенных исследований предложены новые математические модели расчета ОБУВ веществ, обладающих избирательным (с преимущественным влиянием на нервную систему, печень и специфическим раздражающим действием) или поли-тропным характером действия на организм при однократном ингаляционном воздействии. Для веществ с преимущественным влиянием на нервную систему и одновременным влиянием на функцию почек, печени и нервной системы установлена высокая корреляционная зависимость между ОБУВ и Lim^.
Предложенные формулы могут быть применены наряду с уже используемыми для установления гигиенических нормативов в атмосферном воздухе населенных мест веществ, обладающих каким-либо специфическим эффектом.
Применение предложенных формул позволяет более полно использовать токсикологическую информацию, полученную при проведении исследований по обоснованию гигиенических нормативов в воздухе рабочей зоны, и более точно прогнозировать величины ОБУВ веществ в атмосферном воздухе населенных мест.
Литер атур а
1. Пинигин М.А. Задачи гигиены атмосферного воздуха и пути их решения на ближайшую перспективу. Гигиена и санитария. 2000; 1: 3.
2. Теткина Л.А., Пинигин М.А. Состояние и пути гармонизации гигиенических нормативов веществ, загрязняющий атмосферный воздух. Гигиена и санитария. 2006; 5: 102-4.
3. Теткина Л.А. Научно-методические основы ускоренной оценки токсичности и опасности веществ, загрязняющих атмосферный воздух: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. М.; 2007.
4 . Иванов Н.Г. Вещества раздражающего действия. В кн.: Курляндский Б.А., Филов В.А., ред. Общая токсикология. М.: Медицина; 2002: 325-44.
References
1. Pinigin M.A. Problems of hygiene of atmospheric air and ways of their solution in the near term. Gigiena i sanitarija. 2000; 1: 3 (in Russian).
2. Tepikina L.A., Pinigin M.A. State and ways of harmonization of hygienic substances, pollution of atmospheric air. Gigiena i sanitarija. 2006; 5: 102-4 (in Russian).
3. Tepikina L.A. Scientific and methodological foundations of rapid assessment of the toxicity and hazard of substances, polluting the air. Diss. Moscow; 2007 (in Russian).
4. Ivanov N.G. The substance of irritant. In: Kurljandskij B.A., Filov V.A., eds. General toxicology. Moscow: Medicina; 2002: 325-44 (in Russian).
Поступила 22.01.13
97
