CC BY
3
УДК 615.463.015.2:615.281.033.77
# А. И. Гусева, Г. П. Богачук, В. А. Минченко, В. Д. Трофимов,
• В. А. Пилосян
АНАЛИЗ МИГРАЦИИ ГЕКСАХЛОРОФЕНА ИЗ АНТИМИКРОБНОЙ
ТКАНИ
Гексахлорофен (ГХФ) является высокоэффективным местным антисептиком. Однако он сравнительно легко проникает через неповрежденную кожу, вызывает гемодинамические расстройства, специфические повреждения легких, почек и печени, а также ЦНС. По параметрам токсикометрии при кожном пути поступления в организм ГХФ относится к умеренно опасным веществам [1]. Поэтому изделия, изготовленные с применением ГХФ и соприкасающиеся с кожными покровами (нательное белье, постельные принадлежности, гигиенические салфетки и др.), допускаются к использованию только после проверки соответствия их свойств установленным гигиеническим нормативам (предельно допустимым и допустимым уровням), тщательной оценки токсикологической безопасности с учетом возможных отдаленных последствий для организма человека и его потомства.
Одним из критериев стабильности и безопасности антимикробных материалов является интен-> сивность выделения из них бактерицида в жидкую " среду, имитирующую пот человека. Этот показатель зависит от многих факторов: технологии изготовления материала, его структуры, содержания бактерицида и др., физико-химических свойств ГХФ (растворимости, диффузии и др.), а также от свойств контактирующей жидкости (в первую очередь рН, температуры, качественного и количественного состава).
Многочисленность факторов, влияющих на интенсивность выделения ГХФ из материала, объясняет широкую вариабельность этого показателя, наблюдаемую на практике, при выполнении санитарно-химических исследований.
В настоящее время нет единого документа, который бы регламентировал методический подход и условия проведения санитарно-химических исследований антимикробных материалов, предназначенных для изготовления изделий лечебно-профилактического назначения. Как правило, эти исследования проводятся в ограниченном объеме и в различных учреждениях при неидентичных условиях. По результатам, полученным при каком-то одном значении факторов, трудно прогнозировать ожидаемые уровни выделения ГХФ в широком диапазоне условий использования антимикробных изделий. В связи с этим крайне важно знать закономерности миграции ГХФ в зависимости от различных факторов (и их комплекса), воздействующих на антимикробные ма-г териалы в условиях их применения.
Целью настоящей работы было изучение влияния рН среды, температуры, увлажнения и экс-
позиции на интенсивность миграции ГХФ из антимикробной хлопчатобумажной ткани, изготовляемой радиационным методом на Глуховском хлопчатобумажном комбинате им. В. И. Ленина. Ткань представляет собой привитой сополимер целлюлозы и поли-(1,2-диметил-5-винилпириди-ния), содержащий 4±0,5 % химически связанного ГХФ (целл-ПДМВП-ГХФ).
Уровни изменения факторов были выбраны с учетом физиологии потоотделения человека и возможных условий применения антимикробных изделий. Факторы варьировали в полном факторном и ортогональном центральном композиционном плане экспериментов на следующих уровнях:
х, — рН среды — 3,9, 4,5, 5,5, 5,95, 6,5, 7,4, 7,5, 8,0;
х2 — увлажнение ткани (т. е. насыщенность модельной среды материалом, в см2/мл) — 3,0, 3,5, 6, 11,5, 12, 18, 20, 25,5; х3 — температура модельной среды (в СС) — 26,
30, 40, 50, 54; х4 — продолжительность контакта ткани с модельной средой (в сут)—0,8, 1,0, 3, 5, 8, 15.
Содержание ГХФ в водных вытяжках определяли спектрофотометрическим методом по окрашенному комплексу, образующемуся при взаимодействии этого вещества с двухвалентными ионами меди в аммиачно-спиртовом растворе [2]. На каждые условия опыта готовили по 3 параллельные пробы, на некоторые — по 6.
Шаговый регрессионный анализ результатов эксперимента1 позволил расположить факторы по степени их влияния на миграцию ГХФ. Установлено, что продолжительность контакта ткани с жидкостью практически не влияет на выделение ГХФ из нее. Концентрации бактерицида в водных вытяжках после суточного выдерживания образцов в жидкости и 3, 5, 7 и 15-суточной экспозиции были практически одинаковы. С учетом этого целесообразно для сокращения продолжительности санитарно-химических исследований время выдержки образцов в воде уменьшить с 10 сут (продолжительность экспозиции, принятая в настоящее время для статических условий эксперимента) до 1 сут.
Основным фактором, влияющим на интенсивность выделения ГХФ из ткани, является рН
1 Математическое обеспечение ЕС ЭВМ «Пакет прикладных программ по обработке биомедицинской информации». Институт математики АН БССР, Белорусский университет им. В. И. Ленина. 1975, ч. II. с. 58.
Концентрация ГХФ в водных вытяжках из антимикробной ткани в зависимости от температуры и рН среды.
По оси абсцисс — рН среды; по оси ординат — концентрация ГХФ (в мг/л): / — ЗО'С. II -40 °С; III - 50 'С.
жидкости. Из рисунка видно, что при повышении рН концентрации ГХФ в водных вытяжках существенно возрастает. Это связано с тем, что основные показатели, определяющие интенсивность миграции бактерицида из ткани (степень электролитической диссоциации комплекса сополимера с ГФХ и растворимость ГХФ), зависят от концентрации водородных ионов в растворе.
По химическим свойствам комплекс сополимера с ГХФ является солевым полиэлектролитом, а сам ГХФ — псевдокислотой [3].
В зависимости от рН среды эти вещества могут быть в растворе в недиссоциированном виде и в виде ионов. В кислой среде, т. е. при рН меньше вследствие избытка водородных ионов степень диссоциации солевого полиэлектролита и гидроксильных групп ГХФ низкая.
Константы ионизации первой и второй окси-групп ГХФ при 20±0,5°С следующие. рК1 = 5,4 и рК2=10,9 [4]. В этих условиях равновесие сдвинуто в сторону образования нейтральных молекул. Комплекс не вступает в реакцию ионного обмена, а ГХФ практически нерастворим в воде (см.таблицу).
В щелочной среде диссоциация комплекса и ГХФ увеличивается. Происходит обменная реакция, в результате которой сополимер частично переходит из солевой формы в щелочную, а ГХФ — в растворимую солевую форму. В результате этих превращений интенсивность выделения ГХФ из ткани возрастает.
Растворимость (в г/л) ГХФ в воде при различном рН
рН среды
Температура, "С 5.0 7.0 8,0 10,0 11,0 12,0 14,0
22±0,5 40±0,5 <0,002* <0,002* 0,005 0.010 0,010 0,037 0,040 0,200 0,25 0,40 1.0 2,2 26,0
* Предел чувствительности спектрофотометрического метода определения ГХФ в водных растворах по реакции с медью (II).
Учитывая существенное влияние рН среды на интенсивность выделения ГХФ, при исследовании 4 любых антимикробных материалов с ГХФ необходимо контролировать рН водных вытяжек и обязательно указывать этот показатель при приведении результатов миграции бактерицида в водную среду.
Вторым (по значимости) фактором является температура водного раствора. Как и в случае изменения рН жидкости, наблюдается прямая корреляционная связь между интенсивностью выделения ГХФ и изменением температуры. Наиболее выражено влияние ее при воздействии на ткань щелочных растворов. В этих условиях при повышении температуры возрастает суммарная скорость миграции ГХФ за счет повышения степени диссоциации комплекса, растворимости ГХФ и скорости его диффузии.
Степень увлажнения ткани также влияет на величину миграции ГХФ, хотя и в меньшей степени, чем рН и температура. Увеличение объема жидкости на единицу площади ткани способствует снижению влияния межионных сил притяжения, увеличивает скорость диффузии ГХФ и способствует механическому вымыванию имеющегося в ткани химически не связанного ' ГХФ. Этот ГХФ может способствовать образованию псевдонасыщенных растворов, в которых часть ГХФ в течение длительного времени находится в виде суспензированных частиц. В ре- ' альных условиях эксплуатации антимикробных изделий контактного назначения, как правило, степень увлажнения материала крайне мала и составляет 1 мл на 70—100 см2 материала. Применяемая в настоящее время методика анализа ГХФ в водных вытяжках не позволяет определять количество мигрирующего из материала ГХФ при столь малом увлажнении. Исходя из возможностей методики, для получения воспроизводимых результатов санитарно-химические исследования целесообразно проводить при отношении площади материала к объему жидкости 10:1 см2/мл, температуре 37±0,2°С и рН экстрагирующей жидкости 5,5. Полученные результаты в данных стандартных условиях можно сопоставлять с допустимыми уровнями миграции ГХФ из антимикробных изделий для взрослых (0,6 мг/дм2) и детей (0,25 мг/дм2).
В результате математической обработки экспериментальных данных подобраны адекватные I уравнения, описывающие зависимость скорости миграции ГХФ из ткани от исследуемых факторов при продолжительности выдержки образцов в водной среде в течение 1 сут:
у- - 0,365+ 0,2-10-6*{*'-5+0,115*, 22 (1) у=х'-5|0,25-10-5*{-0,001х2 +
+ 0,0018 (-^У'35]- (2)
При этом уравнение (1) пригодно для прогнозирования скорости миграции ГХФ в области значений до 0,59 мг/дм2-сут, а уравнение (2) — в области значений более 0,6 мг/дм2-сут.
Коэффициенты множественной корреляции для этих уравнений, равные 0,93, позволяют заключить, что введение в анализ одновременно рН, температуры и степени увлажнения может объяснить до 86 % вариабельности миграции ГХФ из антимикробных тканей в жидкие среды, имитирующие пот человека. Это в свою очередь позволит еще на стадии производства оценить безопасность изделий для населения различных воз-
растных и профессиональных групп, рекомендовать определенный режим носки.
Литература. 1. Богачук Г. П., Трофимов В. Д., Мин-ченко В. А.— В кн.: Проблемы создания и совершенствования автоматизированных систем охраны труда, окружающей среды и здоровья населения промышленных городов. Ангарск, 1983, ч. 2, с. 21—24.
2. Гусева А. И.. Газиев Г. А., Басова Д. В. и др. — Гиг. и сан., 1979, № 5, с. 63—66.
3. Беккер Г. Введение в электронную теорию органических реакций. М., 1965.
4. Möhler W. — J. Am. chem. Soc., 1954, v. 76, p. 3920.
Поступила 11.10.83
УДК 614.777-07:613.31
Обзоры
Ю. В. Новиков, Ю. А. Ноаров О ЗНАЧЕНИИ ТРИГАЛОМЕТАНОВ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Выявление риска для здоровья человека при 0 малых уровнях воздействия различных токсичных веществ окружающей среды представляет собой сложную и комплексную задачу. В последние годы высказывается мысль, что содержащиеся в питьевой воде химические агенты могут вызывать рак у населения [10]. В этой связи особый интерес представляет дезинфекция воды с помощью хлора, в ходе которой образуются три-галометаны (ТГМ) или галоформные соединения (ГФС): хлороформ, дихлорбромметан, дибром-хлорметан, бромоформ, хлорметилен, броммети-лен и др. (предполагают, что образуется не менее 50 веществ) [5]. Помимо летучих, образуются и нелетучие углеводороды, причем в большем количестве [5]. В эксперименте установлено, что при окислении 20 мг/л гуминовых соединений образуется не только хлороформ (до 0,5 мг/л при рН 6,9, продолжительность опыта 24 ч), но и другие хлорсодержащие вещества, которые принято обозначать как общее содержание органического хлора (до 2,5 мг/л при дозе активного хлора до 5 мг/л). В то же время качественный и количественный состав этих соединений не установлен
[9].
Исследования, проведенные в ИЗ муниципальных водопроводах США, показали, что количество хлороформа в питьевой воде составляло 75 % общего содержания ТГМ и колебалось от 0,035 до 0,083 мг/л, содержание бромоформа — от 0,002 до 0,004 мг/л, дибромхлорметана — от 0,006 до 0,012 мг/л, бромдихлорметана — от 0,009 до 0,018 мг/л, общее содержание ТГМ — от
0,053 до 0,117 мг/л (в некоторых образцах питьевой воды даже до 1,0 мг/л). Как правило, содержание ТГМ повышалось в питьевой воде, прошедшей хлорирование [17].
При анализе проб водопроводной воды 80 городов США в 1975 г. [5] выявлено, что содержание хлороформа равно 0,1—311 мкг/л, бромоформа — 0,8—92 мкг/л, ТГМ в целом 3,9—628 мкг/л. Согласно результатам исследований, проведенных в ФРГ (243 пробы в 1977—1980 гг. в 168 городах), содержание хлороформа в воде колебалось от 0,1 до 4и мкг/л, бромоформа — от 0,1 до 14 мкг/л, ТГМ — от 0,1 до 64 мкг/л, органического хлора — от 7 до 340 мг/л [5].
В Великобритании средняя концентрация ТГМ в сырой необработанной воде из рек 2 мкг/л, в обработанной питьевой воде от 34 до 52 мкг/л; 6 % проб обработанной питьевой воды и 15 % проб из резервуаров питьевой воды содержали ТГМ более 100 мкг/л. В подземных водах концентрации ТГМ были порядка 6 мкг/л. Обработанные хлором грунтовые воды содержат ТГМ 50—65 мкг/л. Концентрация их в образцах питьевой воды после прехлорирования в 2—3 раза выше, чем в воде, не прошедшей прехлорирование, причем в первых образцах количество их превышало 100 мкг/л [6].
Питьевая вода является одним из источников поступления ТГМ в организм человека. Теоретически подсчитано, что в день организм человека может получать до 200 мкг хлорсодержащих галогенов, из них более 5 % с продуктами питания
