CC BY
13
газа и двуокиси азота вызызает у них некоторые функциональные сдвиги, свидетельствующие о мобилизации защитно-приспособительных механизмов организма на неблагоприятное влияние внешней среды.
3. Повторные воздействия на организм загрязнения атмосферного воздуха сернистым газом, двуокисью азота и другими веществами в течение ряда лет не только вызывают функциональные изменения, но и отражаются на состоянии здоровья и физическом развитии детей.
4. Необходимо провести ряд технических, технологических и планировочных мероприятий для предупреждения загрязнения воздушного бассейна промышленными выбросами химического комбината.
ЛИТЕРАТУРА
Алексеева М. В. Определение атмосферных загрязнений. М., 1959. — Г о р н Л. Э. Фармакол. и токсикол., 1951, № 4, с. 37. — Гусев М. И., С м и р -н о в Ю. К. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосфэрных загрязнений. М., 1960, в. 4, с. 139. — Житкова А. С. Мзтодика опрэдгления вргдных газов и паров в воздухе. М. — Л., 1939, с. 81. — П о л е ж а е в Н. Г. В кн.: Методические указания по организации санитарного контроля за чистотой атмосферного воздуха населенных мест. М., 1952, с. 22. — С т а в и ц к а я А. Б., А р о н Д. И. Методика исследования физического развития детей и подростков. М., 1959.
Поступила 24/XII 1968 г.
EFFECT OF ATMOSPHERIC POLLUTION WITH SULPHUROUS GAS AND NITROGEN DIOXIDE ON THE HEALTH AND PHYSICAL DEVELOPMENT OF CHILDREN
O. P. Shalamberidze
The paper contains data on the state of the atmosphere in the vicinity of a chemical plant producing nitrogen mineral fertilizers and kaprolaktam and that on the effect of industrial discharges, containing mainly sulphurous gas and nitrogen dioxide, on certain biochemical reactions of the body, the state of health and the physical development of children.
УДК 614.777+613.321:546.23
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ И УРОВЕНЬ БЕЗВРЕДНОСТИ СЕЛЕНА ПРИ ПОСТУПЛЕНИИ В ОРГАНИЗМ С ПИТЬЕВОЙ ВОДЭЙ
И. П. Плетникова
Институт общей и коммунальной гигиэны им. А. Н. Сысина АМН СССР,
Москва
Селен относится к числу рассеянных элементов, и содержание его в почве обычно невелико. Однако в ряде географических областей (биогеохимические зоны) содержание селена в почвах достигает значительных величин. Концентрации селена в водах этих районов, как правило, также повышены. Так, в открытых водоемах биогеохимических зон США содержание селена достигает 0,2 мг/л, в подземных водах этих районов обнаруживается селена до 9 мг/л. Следует указать, что в биогеохимических селеновых провинциях США зарегистрированы эндемические заболевания людей и животных, которые относят за счет повышенного содержания селена во внешней среде. Поэтому в новом стандарте США на питьевую воду введен норматив селена, который принят на уровне 0,01 мг/л (Public Health Service Drinking Water Standards).
Результаты собственных исследований, а также данные литературы позволили установить, что водоисточники с повышенным содержанием се-
лена встречаются и на территории СССР. В подземных водах Гайского месторождения в районе Орска мы обнаружили селен в концентрации около 0,03 мг/л, а в рудничных водах одного из колчеданных месторождений Южного Урала — 0,02 лг/л. Меньшие количества элемента найдены в водах биогеохимической провинции Тувы: 0,003 лг/л. Содержание селена в контрольных пунктах указанных районов не превышало 0,001 лг/л.
Следует отметить, что значительные количества селена могут поступать в водоемы и с производственными сточными водами, образующимися при получении и применении селена в промышленности. Так, по данным В. Г. Ленченко, содержание селена в реке Пышме ниже спуска сточных вод медеэлектролитного завода достигает 0,2—0,25 мг/л. Вместе с тем установленный ранее В. В. Бондаричевой норматив селена на уровне 0,01 мг/л (по санитарно-токсикологическому признаку) вызывает серьезные сомнения в связи с накопившимся в последние годы литературным материалом, позволяющим по-новому и значительно полнее представить воздействие селена на организм, а также в связи с недостаточным объемом и уровнем токсикологических исследований того времени.
Эксперименты по гигиеническому нормирований» селена в воде мы проводили по плану, в основу которого была положена*Ьбщепринятая в настоящее время методическая схема (С. Н. Черкинский).
Селен входит в VI группу периодической системы элементов и по своим химическим свойствам занимает промежуточное положение между серой и теллуром. К водорастворимым соединениям селена относятся соли селенистой (Н25е03) и селеновой (Н,5е04) кислот — селениты и селенаты. Поскольку ссноеными соединениями, встречающимися в природных, а также промь шленных сточных Еодах, являются натриевые соли указанных кислот, большинство экспериментов проводили с этими веществами.
Влияние селена на органолептические свойства воды изучали бригадным методом. Установлено, что селен (в виде селенита натрия) придает воде выраженный землистый запах, который нарастает по мере стояния растворов и проявляется в пробах, где ранее он не обнаруживался.
Определение содержания селена в растворах прямым химическим методом (Ю. Ю. Лурье и А. И. Рыбникова) показало, что концентрации селена в воде в течение длительного времени остаются неизменными, а усиление запаха связано, по-видимому, с образованием летучих селеноэфиров и диалкилселенидов. Пороговые концентрации селена по влиянию на запах воды оказались равны: порог ощущения — 0,01 .мг/л1; практический порог — 0,025 мг/л. Выявлено также, что селен придает воде вяжущий привкус при концентрации 0,1 лг/л (порог восприятия). Графический анализ зависимости интенсивности привкуса воды от исследуемой концентрации селена показал прямолинейную связь между ними в соответствии с законом Вебера — Фехнера. Статистическая обработка данных по методу Стьюдента — Фишера подтвердила их достоверность.
Возможное влияние селена на общий санитарный режим водоемов изучали путем определения интенсивности биохимического потребления кислорода, а также учета продуктов нитрификации органических веществ в пробах еоды. Параллельно проводили бактериологический контроль. Оказалось, что при концентрации селена в воде 2,5 мг/л и более наблюдается торможение процесса биохимического потребления кислорода, которое сопровождается угнетением роста и развития водной сапрофитной микрофлоры. Концентрация селена, в 100 раз превышавшая пороговую по органолеп-тическому признаку вредности (1,0 мг/л), на указанные процессы не влияла. В ходе опытов установлено также, что исследуемые концентрации вещества (1,0 и 2,5 мг/л) не оказывают воздействия на процессы нитрификации.
1 Все концентрации и дозы даны в пересчете на селен.
Согласно последним представлениям, селен обладает политропным действием на организм с преимущественным поражением печени, почек, костного мозга и центральной нервной системы. По мнению большинства авторов, в основе токсического действия селена лежит блокада тиоловых групп ряда биологических субстратов, таких, как глютатион, цистеин и др. (В. П. Ершов и С. С. Липински; Мохоп и ИЫап; КозепГе1с1 и Веа^). Но, несмотря на обширный литературный материал, составить на его основе четкое представление об уровне безвредных для организма концентраций селена при длительном поступлении с водой не представляется возможным.
Поскольку среднесмертельные дозы селена в условиях пероральной затравки ранее не устанавливались, мы поставили острые опыты на 4 видах лабораторных животных: белых мышах, белых крысах, морских свинках и кроликах. Для выявления сравнительной токсичности натриевых и калиевых солей селенистой и селеновой кислот были проведены развернутые острые опыты на мышах с последующей статистической обработкой (см. таблицу). Во всех случаях селен вводили животным перорально в виде водных
Среднесмертельные дозы селена для различных видов лабораторных животных
при пероральном введении
Вид животного Пол ЬО„ селенита натрия (в мг/кг) Метод статистической обработки
Белые мыши Самцы 7,75 По Беренсу и Шлоссеру
7,08 » Литчфилду и Уилкоксону
Белые крысы Самки 10,50 » Беренсу и Шлоссеру
13,19 » Дейхману и Ле Бланку
Морские свинки » 5,06 Тот же
Кролики » 2,25 » »
растворов. Селениты оказались токсичнее селенатов, различия же в токсичности калиевых и натриевых солей этих соединений невелики и в дальнейшем ими можно пренебречь. Наиболее чувствительны к отравлению селеном кролики. Далее, чувствительность животных убывает в ряду: морские свинки, мыши, крысы.
Кумулятивные свойства селена изучали в опыте на 36 морских свинках и 6 кроликах, которые ежедневно в течение 30 дней получали водный раствор селенита натрия в дозах, составлявших 1/6, 1/10, 1/20 ЬОБ0. Одновременно исследовали характер токсического действия вещества. Гибель животных, получавших */6 ЬОБ0, наблюдалась в течение первых 10 суток. Расчеты показали, что селен обладает ярко выраженными кумулятивными свойствами, так как коэффициент кумуляции оказался равным 0,63.
Изучение токсикодинамики отравления селеном, выполненное в по-достром опыте с использованием ряда биохимических и других методов исследования, позволило установить, что селен обладает общетоксическим действием на организм с преимущественным поражением функции печени и костного мозга. Это проявилось в статистически достоверном снижении числа БН-групп в сыворотке крови затравленных животных, сопровождавшемся окислением восстановленного глютатиона в крови. Одновременно наблюдалось существенное падение активности холинэстеразы и ката-лазы крови, а также нарушение элиминации бромсульфалеина из организма. Изменение гемопоэза выразилось значительным эритроцитозом, ретикуло-цитозом, нарушением формулы крови и падением гемоглобина.
Хронический санитарно-токсикологический эксперимент состоял из 2 серий опытов, I из которых проводилась на 32 кроликах в течение 71/2 месяцев, а II — на 16 белых крысах в течение 6 месяцев. Дозы селена для хронического эксперимента выбирали в соответствии с результатами ор-ганолептических исследований, острого и подострого опытов, а также дан-
кг °/о 3f\-
Л
(К
ными литературы по токсикологии селена. Селенит натрия вводили животным перорально в дозах 0,005, 0,0005 и 0,00005 мг!кг, считая по селену. В связи с разносторонним влиянием селена на отдельные органы и системы в хроническом эксперименте использовали широкий набор тестов, предусматривающий изучение фосфорного, белкового и углеводного обменов, обмена витаминов, ферментативных и иммунобиологических реакций организма, экскреторной функции печени и почек, а также морфологии крови и тканей. Кроме того, проводили постоянное наблюдение за поведением и динамикой веса тела животных.Состояние высшей нервной деятельности при поступлении в организм селена изучалось во II серии опытов на белых крысах.
Длительное введение животным максимальной из исследуемых доз селена (0,005 мг/кг) вызвало существенные изменения в организме подопытных кроликов. Так, уже через 2 месяца после начала затравки наблюдалось достоверное увеличение окисленного глютатиона в крови (рис. 1), которое сопровождалось повышением общего глютатиона. На 3-м месяце опыта в сыворотке крови животных возник устойчивый дефицит БН-групп, нараставший пропорционально времени затравки. Нарушения со стороны фосфорного обмена проявились падением содержания неорганического фосфора и снижением активности щелочной фосфатазы в сыворотке крови. Актив-
30
25
го /S w S о
Фон / ? 3 4 S 6 7 Сроки исследования (в месяцах)
Рис. 1. Содержание окисленного глютатиона в крови животных при хронической интоксикации селеном. 1 — доза 0,005 мг/кг; 2—доза 0,0005 мг/кг; 3 — доза 0,00005 мг/кг; 4 — контроль.
Нр
* В
5>
f
S S
•О 9
I
t' I '
/234 /234 CD 7 месяцев ЕЗ ¿¡месяцев
700
Sl
Б 600
с
4 JOO
5г
400
§
43 300
3-
а 200
JS
/00
0
- а
/ г 31
/23 4
Рис. 2. Элиминация бром-сульфалеина из организма животных при хронической интоксикации селеном.
Штрихованные столбики — срок 7 месяцев, белые — 8 месяцев; остальные обозначения те же, что и на рис. I.
Рис. 3. Активность сукци-натдегидрогеназы в ткани печени и почек животных после хронической затравки
селеном. а — печень; б — почки; остальные обозначения те же, что и на рис. I.
ность сывороточной холинэстеразы к концу опыта также понизилась, тогда как активность аспартатаминотрансферазы и особенно аланинаминотранс-феразы, напротив, заметно повысилась. Однократно (на 4-м месяце) наблюдалось повышение общего белка. Нарушения отдельных видов обмена сопровождались изменением иммунобиологической реактивности организма, которое проявилось снижением фагоцитарной активности лейкоцитов. Изучение экскреторной функции печени и почек выявило замедление элиминации бромсульфалеина печенью (рис. 2) и фенолового красного по-
чками. Кроме того, отмечено понижение содержания SH-групп и активности сукцинатдегидрогеназы в ткани печени. В почках активность сукцинат-дегидрогеназы повысилась (рис. 3).
При изучении высшей нервной деятельности животных в опыте на крысах установлено, что под действием этой дозы селена наблюдается понижение способности к формированию новых временных связей. О слабости раздражительного процесса свидетельствовало достоверное замедление скорости появления рефлекса и низкий процент наличия условной реакции. Нарушение процесса активного торможения проявилось замедлением выработки дифференцировки.
Поступление в организм селена в дозе 0,0005 мг/кг вызвало изменения меньшего числа показателей, причем эти изменения были менее выражены. Под действием этой дозы было отмечено увеличение окисленного и общего глютатиона в крови (см. рис. 1). Одновременно наблюдалось снижение уровня неорганического фосфора и активности щелочной фосфатазы в сыворотке крови. Однократно на 2-м месяце опыта выявлено снижение активности сывороточной холинэстеразы, а на 6-м месяце — снижение интенсивности фагоцитоза. Кроме того, установлено изменение экскреции бромсульфале-ина из организма (см. рис. 2), а также снижение активности сукцинатдегидрогеназы в ткани печени (см. рис. 3).
Введение животным селена в дозе 0,00005 мг/кг не вызвало статистически достоверных изменений ни по одному из перечисленных тестов.
Выполненные по окончании опытов патоморфологические исследования показали, что при отравлении большими дозами селена (0,005, 0,0005 мг/кг) наиболее поражаемыми являются желудочно-кишечный тракт, печень и почки. Установлено, что нарушение структуры органов нарастает пропорционально увеличению дозы селена. Кроме того, выявлена коррелятивная связь между степенью функциональных изменений, обнаруженных с помощью биохимических методов исследования, и нарушениями строения органов, наблюдаемых при гистологическом исследовании. При введении 0,00005 мг/кг селена выраженных структурных изменений внутренних органов не отмечено.
Таким образом, дозу 0,00005 мг/кг (0,001 мг/л), влияние которой на организм теплокровных животных не выявлено ни по одному из использованных в хроническом опыте тестов, можно считать недействующей. Доза 0,0005 мг/кг, соответствующая концентрации селена 0,01 мг/л, является пороговой как в санитарно-токсикологическом отношении, так и по влиянию на органолептические свойства воды (запах). Лимитирующим показателем вредности для селена следует считать санитарно-токсикологический. Гигиенический норматив селена для питьевой воды может быть рекомендован на уровне 0,001 мг/л. Таким образом, результаты наших исследований показали, что норматив селена для питьевой воды должен быть на порядок ниже по сравнению с нормативом, принятым в стандарте США.
ЛИТЕРАТУРА
Ершов В. П., Л и п и н с к и С. С. В кн.: Новые данные по токсикологии редких металлов и их соединений. М., 1967, с. 63. — Лурье Ю. Ю., Рыбникова А. И. В кн.: Химический анализ производственных сточных вод. М., 1966, с. 124. — Ч е р к и н с к и й С. Н. В кн.: Руководство по коммунальной гигиене. М., 1962, т. 2, с. 500. - Moxon A., R h i а п М., Physiol. Rev., 1943, v. 23, p. 305. — Rosen-feldl., BeathO., Selenium. Washington, 1964.
ь Поступила 4/1X 1969 г.
BIOLOGICAL ACTION AND THE NON-INJURIOUSNESS LEVEL OF SELENIUM WHEN IT ENTERS THE ORGANISM TOGETHER WITH DRINKING WATER I. P. Pletnikova
An elevated selenium content was disclosed in water sources of some regions of the U SSR. Hygienic standards for selenium now in force appear to be insufficiently grounded. Fundamental investigations effected by using a number of physiological, biochemical and histolo«
gical methods employed at present-date stage of scientific development give grounds for revising the existing standard towards its reduction. The maximum permissible concentration of selenium may be recommended to be set at 0.001 mg/1. Sanitary-toxicological considerations are to be taken as a factor limiting the obnoxiousness of selenium.
УДК 613.31:551.49
О ФАКТОРАХ, ВЛИЯЮЩИХ НА КАЧЕСТВО ПОДЗЕМНЫХ ВОД В РАЙОНЕ ИСТОЧНИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Канд. мед. наук А. Г. Кокина
Белорусский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт, Минск
Значение некоторых факторов в сохранении качества подземных вод было нами прослежено в течение ряда лет при наблюдении за изменением свойств воды скважин из 3 водоносных горизонтов разной защищенности в районе одного и того же источника загрязнения. Это два межморенных горизонта четвертичных отложений, залегающих на глубине 30 и 72 м, и один протерозойский горизонт, залегающий на глубине 296 м. Один из межморенных водоносных горизонтов, защищенный от поверхностных загрязнений слоем суглинка, был вскрыт бессточным оврагом, куда периодически спускал сточные воды мясокомбинат. Защитой места забора воды скважинами из данного горизонта служил лишь водоносный песок с гравием. Второй межморенный горизонт защищен от дна оврага слоем суглинка толщиной 20 м. И следующий водоносный горизонт, залегающий на глубине 286 м,— горизонт протерозойских отложений, кроме суглинка, перекрыт еще песками и известняком.
Наиболее близко к источнику загрязнения (64 м) расположена скважина, забирающая воду из второго межморенного горизонта, затем скважина на протерозойские отложения (100 м). Дальше от источника загрязнения находятся 3 скважины, забирающие воду из первого межморенного горизонта, вскрытого оврагом (в 220, 370 и 420 м).
Время действия источника загрязнения точно не известно. Предполагается, что наиболее значительным стало загрязнение со времени начала эксплуатации мясокомбината, т. е. примерно с 1960 г. В последний год наблюдения (1966) сухой остаток воды оврага в среднем был равен 2770 (2000—5400) мг/л. Большую часть сухого остатка составляли хлориды. Количество их в пересчете на С1-ион равнялось в среднем 1390 мг/л.
Наблюдения за химическим и бактериологическим составом воды скважин, пробуренных на указанные выше горизонты, подтвердили значение естественной защищенности водоносного горизонта в сохранении качества воды. В данном случае особый интерес представляют бактериологические показатели воды скважин, поскольку в источнике загрязнения (овраге) коли-титр воды был довольно низким — до 0,00004 мл. Если протерозойский горизонт на глубине 296 м и второй межморенный горизонт, отделенный от дна оврага суглинком, можно считать в достаточной степени защищенными от загрязнений бактериального характера, то место забора воды скважиной из горизонта, вскрытого оврагом, защищено от источника загрязнения лишь водоносным песком с гравием протяженностью 220 м. В воде скважины из второго межморенного горизонта при ежемесячном отборе проб на протяжении 1966 г. кишечную палочку не удалось обнаружить 1. Из 7 проб воды скважины на протерозойский горизонт лишь в од-
1 По-видимому, автор имеет в виду коли-титр более 300.— Ред.
