CC BY
5
УДК 628.394 : 678.4+814.777-0*«
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АЛЬФAM ETИЛCTИРОЛА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
Г. А. Оглезнев
Кафедра общей гигиены Омского медицинского института им. М. И. Калинина
Альфаметилстирол (AMC) относится к производным бензола с непредельной боковой цепью. Его структурная формула:
СН3
Л/
AMC — бесцветная жидкость с резким специфическим запахом; ее удельный вес при 20° 0,914, температура кипения 162—163°. Соединение применяют при изготовлении стирилированных высыхающих масел, при получении стирилированных алкидных смол и особенно в производстве синтетических каучуков дивинилметилстирольного типа. В процессе производства синтетического каучука AMC в составе фузельных стоков попадает в водоемы. Сточные воды, содержащие AMC, формируются как при получении рассматриваемого вещества путем дегидрирования изопропилбензола, так и в процессе сополимеризации мономеров.
Отсутствие в литературе сведений о характере возможного влияния AMC на санитарный режим водоемов, качество воды и о токсичности его водных растворов при пероральном пути поступления в организм вызвало необходимость провести соответствующие исследования с целью научного обоснования предельно допустимой концентрации AMC в воде водоемов. Мы проводили экспериментальные исследования с альфаме-тилстиролом-ректификатом, содержащим в качестве примесей диметил-фенилкарбинол (0,19%), ацетофенон (0,2%), изопропилбензол (0,5%).
В соответствии с общепринятой схемой проф. С. Н. Черкинского изучали влияние AMC на органолептические свойства воды, общий санитарный режим водоемов и на организм теплокровных животных в условиях хронического санитарно-токсикологического эксперимента.
Наличие у альфаметилстирола резкого специфического запаха обусловило в первую очередь проведение исследований с целью установления пороговых концентраций этого вещества по органолептическому признаку. Исследования вели по обычной методике. Результаты опытов были статистически обработаны — вычисляли среднюю арифметическую (М), среднее квадратическое отклонение (а), стандартную ошибку (т), коэффициент вариации (К) и процент ошибки (Р) (Г. Н. Кра-совский).
В результате исследований по изучению влияния AMC на органолептические свойства воды установлено, что AMC придает ей специфический запах и изменяет вкусовые ощущения Пороговая концентрация AMC по влиянию на запах воды 0,11 мг/л, на вкус воды 0,08 мг/л, практический порог равняется соответственно 0,2 и 0,14 мг/л (табл. 1).
1 Результаты опытов по изучению влияния AMC на органолептические свойства воды опубликованы нами в сборнике трудов Омского медицинского института, 1963. № 37, стр. 309—314.
Таблица 1
Статистические параметры влияния AMC на органолептические свойства воды
Показатель п м а т V Р Нижняя довери-тельная граница
Интенсивность запаха:
1 балл ......... 86 0,116 0,021 0,002 17,0 1,77 0,112
2 балла ........ 85 0,231 0,068 0,007 29,3 3,18 0,217
Оценка вкусовых ощущений: 0,089
1 балл ......... 26 0,015 0,003 16,6 3,33 0,083
2 балла ........ 34 0,149 0,026 0,004 17,3 2,93 0,141
Изучение стабильности запаха AMC позволяет отнести это веществом числу малостойких. Так, при интенсивности запаха 1 балл он исчезает в первые 2 часа; запах с интенсивностью 5 баллов прекращается к концу 3-х суток.
Влияние AMC на общий санитарный режим водоемов изучали на речной воде с учетом показателей, характеризующих кислородный баланс (растворенный кислород и ВПК в динамике), процессы минера- 1 лизации органических веществ и бактериального самоочищения в условиях модельных водоемов.
В опытах по исследованию динамики ВПК были испытаны концентрации 0,1, 1 и 10 мг/л AMC. Концентрацию 0,1 мг/л взяли как пороговую по влиянию на запах воды. Установлено, что AMC в концентрациях 0,1 — 1 мг/л вызывает незначительное! увеличение ВПК; практически динамика процесса мало отличается от показателей контрольных опытов. Концентрация 10 мг/л несколько тормозит процесс в течение первых 2 суток, на 3-й сутки величина ВПК резко возрастает и за 5 суток составляет 3 мг/л и более кислорода (рис. 1). При этом соответственно возникает дефицит растворенного в воде кислорода.
Подобный характер течения процесса биохимического окисления AMC, возможно, зависит от особенностей его бактериального разрушения. Из рис. 1 видно, что AMC обладает выраженным угнетающим действием на развитие сапрофитной микрофлоры воды Степень угнетения пропорциональна концентрации AMC в воде: при концентрации 1 мг/л максимум бактерий приходится на 1-е сутки, а при 10 мг/л — на 3-й сутки; именно с этого времени и начинается резкое повышение биохимического потребления кислорода.
Проведенные дополнительно 3 серии опытов с добавлением в воду, кроме AMC, готовой бактериальной флоры с водой из ранее инкубированных в течение 2—3 суток склянок показали, что при этом во всех опытах отмечено интенсивное потребление кислорода начиная с первых суток, выраженная двухфазность процесса отсутствует.
Сутки /
Рис. 1. Влияние AMC на динамику БПКд и развитие бактерий.
По оси абсцисс — время наблюдения (в сутках); по оси ординат: А — количество ВПК (в мг/л 02); Б —число бактерий (в сотнях тысяч в 1 мл). 1 — контроль; 2 — 0,1 мг/л AMC; 3—1 мг/л; 4— 10 мг/л.
1 Антибиотическое действие AMC на некоторые микроорганизмы впервые было установлено группой японских ученых [Вазухира и соавторы (Vasuhira, 1948)].
Наблюдения над ходом процессов минерализации органических веществ показали, что присутствие AMC в воде в концентрациях 0,1—1 — 10—40 мг/л не оказывает какого-либо влияния на процесс аммонификации и нитрификации. Равным образом AMC в этих концентрациях не изменяет существенно величины окисляемости и активной реакции воды.
Следовательно, полученные результаты позволяют считать, что пороговая концентрация AMC по влиянию на общий санитарный режим водоемов находится на уровне 10 мг/л и в 100 раз превышает пороговую концентрацию по запаху.
Имеющиеся литературные данные освещают последствия ингаляционного отравления AMC (Н. В. Лазарев, М. Л. Рылова). Авторы установили выраженное раздражающее действие AMC на слизистую оболочку верхних дыхательных путей и конъюнктиву глаз и угнетающее влияние на центральную нервную систему, а также обнаружили характерные изменения крови у кроликов в условиях хронического опыта при вдыхании паров AMC в концентрации 1 мг на 1 л воздуха. На основании проведенных исследований рекомендована предельно допустимая концентрация AMC в воздухе — 0,05 мг/л.
Мы изучали токсичность AMC в остром, подостром и хроническом опытах. Острый опыт проведен на 128 белых мышах и 72 крысах. Всех животных разделили на равные по полу и возрасту группы (по 18 мышей и 8 крыс в каждой). AMC вводили однократно per os в чистом виде. Срок наблюдения после затравки составлял 7 дней. Внутренние органы погибших и забитых в конце опыта животных подвергали макроскопическому исследованию.
Полученные результаты были статистически обработаны по методу интегрирования Беренса, Кербера и формуле Першина (О. Н. Елизарова). Средняя эффективная доза (LD50) составила при обработке по методу Беренса для мышей 5±0,2 г/кг, Кербера соответственно 5±0,2 г/кг, Першина 5,1 г/кг; для крыс 10,25±0,6, 10,5±0,8, 10,5 г/кг.
В клинической картине острого отравления преобладают симптомы выраженного, прогрессирующего по тяжести угнетения центральной нервной системы; гибель мышей наступает в течение первых суток, крыс — на 2-е, 3-й сутки1. Патологоанатомические изменения характеризуются явлениями острого нарушения кровообращения н резкими воспалительно-некротическими изменениями в желудочно-кишечном тракте.
В подостром опыте, проведенном на 63 белых мышах для выяснения возможного кумулятивного действия AMC, установлено, что затравка животных в течение месяца в дозе 1/10 LD50 вызывает лишь задержку роста мышей. Статистическая обработка результатов опытов показала достоверность полученных различий: между средним весом контрольной и 2 опытных групп существенной разницы до опыта нет (Р>0,25), в конце опыта средний вес подопытных животных был ниже среднего веса контрольных (Р<0,02; Р<0,001).
Хронический опыт был проведен на 46 половозрелых белых крысах-самцах. В I серии хронического опыта мы исследовали характер действия AMC на морфологический состав крови крыс. По общепринятым методикам определяли количество ретикулоцитов, гемоглобина, эритроцитов, лейкоцитов, подсчитывали лейкоцитарную формулу; кроме того, исследовали активность холинэстеразы цельной крови по методу Лим-перос и Ранта в модификации Дэвиса и Николлса2.
1 Итоги острого опыта опубликованы нами в сборнике трудов Омского медицинского института, 1963, № 37, стр. 315—320.
2 Методика описана в книге «Некоторые проблемы гигиены труда и профессиональной патологии», ред. Мируэдзер. Перевод с английского Б. А. Кацнельсона. М.. 1960, стр. -142—144.
Всего в I серии было 4 группы животных (по 5 в группе). Дозы выбирали с учетом ранее проведенных исследований: они составляли для 1-й группы 0,005 мг/кг (0,1 мг/л), для 2-й группы 0,5 мг/кг (10 мг/л),
3-я группа получала стирол 0,014 мг/кг (для сравнительной оценки). Контрольная группа ежедневно получала обычную водопроводную воду. AMC вводили ежедневно; исследование крови проводили периодически 1 раз в 3 недели. На всем протяжении опыта велось наблюдение за обшим состоянием и поведением животных с регулярным взвешиванием (один раз в 10 дней).
Результаты 5 месяцев эксперимента позволяют сделать вывод, что AMC в дозах 0,005—0,5 мг/кг не вызывает сколько-нибудь существенных изменений активности холинэстеразы и морфологического состава крови у крыс. Отмеченные колебания по отдельным показателям соответствуют 'таковым у контрольной группы животных. Лишь у животных, получавших AMC в дозе 0,5 мг/кг, отмечалось увеличение количества ретикулоцитов с 20-го дня на 1 —1,5% по сравнению с контролем с последующим уменьшением их до показателей контроля на 86-й день (рис. 2).
Для определения функциональных изменений в центральной нервной системе под влиянием AMC мы применили двигательно-пищевую методику изучения условнорефлекторной деятельности у белых крыс. Исследования вели по так называемой укороченной методике, которая нашла применение в настоящее время (А. А. Голубев, 3. Э. Григорьев).
Перед началом эксперимента был осуществлен отбор животных по данным выработки одного положительного рефлекса (свет). Затем на
4-м месяце затравки проводили выработку и упрочение условных реакций на положительные раздражители (звонок, зуммер). В опыте находились крысы 4 групп: животные 1-й группы получали AMC в дозе 0,005 мг/кг, 2-й группы — то же в дозе 0,5 мг/кг, 3-й группы — стирол в дозе 0,014 мг/кг, животные 4-й группы служили контролем. В качестве показателей состояния условнорефлекторной деятельности учитывал^ скорость появления, укрепления, латентные периоды, величины и процент наличия соответствующих условных реакций.
Полученные результаты были обработаны методом вариационной статистики с вычислением для каждой группы средней арифметической (М), коэффициента изменчивости (У), с их средними ошибками (т и т„). Для нахождения средней арифметической групп использованы средние величины для каждого отдельного животного в группе по соответствующему показателю за 10 стандартных опытов. Для сопоставляемых групп вычисляли разности средних арифметических (М—Mi), средней ошибки разности (траз„.) и отношения этих 2 критериев (/ и Р). Разность групповых коэффициентов оценивали аналогичным способом. Порядок проведения обработки применительно к токсикологическим экспериментам достаточно полно изложен в статье В. Е. Миклашевского и В. Н. ТугаринСвой.
Итоги 6 месяцев эксперимента показали, что AMC в примененных дозах не оказывает существенного влияния на скорость выработки и укрепления положительных условных реакций. Так, у контрольных
в
_I_i_
исходный 3 6 3-Ю /3 16-17 20
ФОН
Рис. 2. Изменение содержания ретикулоцитов крови крыс при хронической затравке альфаме-
тилстпролом. По оси абсцисс — время исследования (недели затравки); по оси ординат — количество ретикулоцитов (в %). I — контроль; 2 — 0,005 мг/кг AMC. 3 — 0.5 мг/кг.
животных укрепление рефлекса на звонок произошло на 35-м сочетании, у крыс 1-й группы — на 35-м, 2-й группы — на 33-м, укрепление рефлекса на зуммер — соответственно на 28, 26, 29-м сочетании. Показатели латентных периодов, величин и процента наличия реакций существенно не отличались у контрольных и подопытных животных. Соответствующие данные представлены в табл. 2.
Таблица 2
Характеристика условных реакций на положительный условный раздражитель при хронической затравке крыс AMC
Звонок Зуммер
Группа Статистический критерий «в 3 величина реакции СБ 3 величина реакции
* 2 ^ 3 f- о. cq V Ч С абс. число % ь £ О Р i и а Ч С абс. число s
Средние величины
Контроль М т± 1,01 0,04 13,8 1,81 98,8 1,22 1,08 0,08 12,5 0,63 99,5 0,47
1-я м rat 1,02 0,06 13,9 0,97 96,5 2,06 1,08 0,03 12,5 0,85 99,6 0,40
2-я М т± 1,02 0,08 16,3 2,02 100 0 1,04 0,04 13,0 1,36 99,4 0,52
Коэффици ент изменчивости
Контроль V 8,0 2,8 26,2 9,4 1,4 0,Е8 16,0 4,52 10,0 3,5 0,94 0,33
1-я V mv± 11,6 4,1 13,9 4,9 4,2 1,57 6,3 2,24 13,6 4,8 0,80 0,28
2-я V mv± 15.6 5,5 24,1 8,6 0 0 7,7 2,16 20,9 7,4 1,04 0,36
Примечание. В табл. 2 не проставлены значения ( и Р, так как разница по всем сравниваемым показателям групп статистически незначима (Р>0,05).
Таким образом, результаты хронического опыта наглядно свидетельствуют о том, что AMC в малых дозах не оказывает заметного влияния на функциональное состояние организма животных.
Выводы
1. Сопоставление материалов проведенных исследований позволяет считать лимитирующим показателем вредности AMC изменение им органолептических свойств воды.
2. Пороговая концентрация по этому признаку составляет по влия нию на вкус воды 0,08 мг/л, на запах 0,1 мг/л.
3. AMC в пороговых концентрациях по органолептическому признаку не оказывает существенного влияния на общий санитарный режим водоемов и на организм животных в условиях хронического эксперимента.
4. Учитывая неспецифичность вызываемых АМС изменений вкусовых ощущений воды, можно рекомендовать предельно допустимую концентрацию АМС 0,1 мг/л, соответствующую, порогу ощущений по запаху.
ЛИТЕРАТУРА
Блинова Т. А., Рылова М. Л. В кн.: Материалы по токсикологии веществ, применяемых в производстве пластических масс и синтетических каучуков. Л., 1957, стр. 6. — Голубев А. А. Тезисы докладов 5-й Ленинградск. конференции по вопросам промышленной токсикологии, 1957, стр. 13.—Григорьев 3. Э. Фармакол. и токсикол., 1960, № 1, стр. 84.—Елизарова О. Н. Определение пороговых доз промышленных ядов при пероральном введении. М., 1962.—Красовский Г. Н. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1962, в. 5, стр. 384.—Л а з а р е в Н. В. Вредные вещества в промышленности. Л., 1954, т. 1.—Миклашевский В. Е„ Тугаринова В. Н. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1962, в. 5, стр. 370.—Рылова М. Л. Гиг. и сан., 1955, № 5, стр. 21.—Черки некий С. Н. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М„ 1949, в. 1.
Поступила 6/X 1963 ».
EXPERIMENTAL SUBSTANTIATION OF THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF ALPHAMETHYLSTYROL IN WATER BASINS
G. A. Ogleznev
Alphamethylstyrol alters the organoleptic properties of water by imparting a specific smell. The threshold concentration of this index comprises 0.1 mg/1. Alphamethylstyrol in concentrations of 0.1 and 1 mg/1 does not effect the processes oi natural selfpuri-fication of water basins and in a concentration of 10 mg/1 it possesses a well marked inhibiting effect on the growth of the saprophytic microflora of water and changes the process of biological consumption of oxygen.
Chronic poisoning of albino rats with small doses of alpha-methylstyrol (0.005 and 0.5 mg/kg) produced no significant changes in the conditional reflex activities of animals, in the cholinesterase enzymatic activity and in the morphological components of the blood.
On the basis of the results obtained the maximum permissible concentration of al-pha-methyl-styrol in water basins should amount to 0.1 mg/1 judging by the limitting organoleptic index of harmfulness.
УДК 612.014.43
О ВЛИЯНИИ ИНТЕНСИВНОГО ШУМА НА НЕКОТОРЫЕ ФУНКЦИИ ОРГАНИЗМА
Канд. мед. наук А. Б. Страхов Кафедра нормальной физиологии Горьковского медицинского института
Среди многочисленных неблагоприятных факторов внешней среды, которые могут вызвать патологические состояния организма, длительным интенсивным шумовым воздействиям принадлежит особая роль. Известно много исследований, посвященных выяснению характера влияния длительно действующих интенсивных шумов на различные функции организма, в которых отмечаются выраженные изменения в деятельности многих органов и в первую очередь центральной нервной и сердечно-сосудистой систем (И. И. Галахов и А. И. Качевская; Е. Ц. Андреева-Галанина; О. П. Шепелин А. А. Аркадьевский и др.).
• Кандидатская диссертация. Л., 1959.
