CC BY
9
ды, и, наконец, определение реальной нагрузки химических факторов среды на организм с учетом судьбы вещества в окружающей среде, т. е. прохождения им всего пути от источника образования до организма.
Особо выделим вопрос о количественном подходе, который выдвигается в качестве критерия фундаментального характера исследований многими членами нашего Ученого совета, давшими свои экспертные определения этого понятия. В частности, особенно подчеркивается, что к фундаментальным исследованиям можно отнести те, которые вскрывают количественные зависимости и закономерности (в токсикологическом эксперименте или в эпидемиологическом исследовании), позволяющие выйти на математическое описание и прогнозирование эффектов, состояния организма и т. д.
В заключение отметим, что переориентация гигиенической тематики в сторону увеличения доли фундаментальных исследований (по двум предполагаемым нами критериям — степени теоретической значимости и методологическому характеру) отражала бы специфику современного развития гигиены, так как именно такие исследования служат основой ее научного потенциала [6]. В частности, это касается дальнейшего усиления того принципиально нового, интегрального подхода к оценке влияния всего комплекса факторов среды на человека, который является главным отличием экологии человека и гигиены окружающей среды от других разделов медицинской и гигиенической науки. Иными словами, речь идет о необходимости повышения уровня системности исследований, о подлинно интегральной эколого-гигиенической оценке состояния
окружающей среды и изучении всего спектра взаимоотношений организм — среда с учетом как отрицательных, так и положительных воздействий. Ориентация на такую направленность исследований отражена и в новом названии нашего института: НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды.
Далее: увеличение доли фундаментальных исследований в гигиене отвечало бы практическому состоянию экономики нашей страны, которая сегодня может позволить себе финансировать только действительно важные и нужные исследования. И наконец, это дало бы возможность отечественной гигиене достойно участвовать в международном сотрудничестве по медико-биологическим аспектам охраны окружающей среды и представлять на научный рынок конкурентоспособные работы.
Литература
1. Алексеев И. С. // БСЭ,— 3-е изд.— М., 1974.— Т. 17,— С. 323-330.
2. Гиляров А. М. // Журн. общ. биол,— 1992.— Т. 53, № 1,— С. 5—17.
3. Мухамбетова Л. X. // Гигиена окружающей среды в СССР.— М„ 1988,— Вып. 9.— С. 39—45.
4. Никитин Д. П., Новиков Ю. В. // Окружающая среда и человек,— М., 1980,— С. 5.
5. Сидоренко Г. И. // Гиг. и сан.— 1987,— № 10,— С. 4-9.
6. Сидоренко Г. И. // Там же.— 1989,— № 3,— С. 4—6.
7. Сидоренко Г. И., Литвинов Н. Н.. Шиган С. .4. и др. // Обзор, информ. ВНИИМИ. Серия Гигиена.— 1986.— № 1,— С. 1-72.
8. Knotig Я. // Colloquim int.— 1980,— Vol. 5.— P. 114—117.
9. Webster Ninth New Collegiate Dictionary.— Springfield, 1983,— P. 98.
Поступила 13.04.92
Гигиена атмосферного воздуха
© А. X. КАМИЛЬДЖАНОВ. 1993 УДК 614.72:046.6831-092.9-07
А. X. Камильджанов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ КАРБОНАТА ТАЛЛИЯ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
НИИ санитарии, гигиены и профзаболеваний Минздрава Республики Узбекистан, Ташкент
Среди компонентов выбросов металлургических предприятий особую опасность для здоровья населения представляет таллий, являющийся высококумулятивным веществом.
Таллий относится к редким металлам и используется в электронике, полупроводниковой технике, приборостроении, оптике, при получении различных сплавов.
Из соединений таллия наиболее широкое применение находят соли CH3COOTI, TI2SO4, Т12СОз, Til, T1CI, TIBr, T1F.
При добыче, обогащении и выплавке таллий-содержащих руд, а также при получении таллия, его солей и изделий на их основе возможно выделение в воздух аэрозолей этих соеди-
нений. Так, при плавлении металлического таллия содержание элемента в воздухе может достигать 0,026—0,1 мг/м3 и даже 0,12—0,18 мг/м3 [20] при ПДК в воздухе рабочей зоны 0,01 мг/м3 [14].
По мнению большинства авторов, минимальная смертельная доза соединений таллия для человека и животных составляет 16—20 мг/кг [5, 9, 15, 22]. По данным И. В. Саноцкого, для крыс абсолютная смертельная доза при внутрижелудочном введении карбоната таллия равна 25 мг/кг, бромида таллия — 35 мг/кг, йодида таллия — 55 мг/кг. Однократная пороговая доза карбоната таллия для мышей 0,00024 мг/кг |6].
При хроническом отравлении у животных на-
Основные токсикометрические параметры карбоната таллия, установленные на основе изучения зависимости концентрация — время
в субхроническом эксперименте
Тангенс Угол наклона, град Коэффициент кумуляции Класс опасности Коэффициент запаса Концентрация, мг/м*
Показатели угла наклона кривой пороговая недействующая
СПП 0,84 140
SH-группы 0,754 143
Эритроциты 0,649 147
Гемоглобин 0,625 148
Лейкоциты 0,869 139
Время движения сперматозоидов 0,445 156
блюдаются похудание, атрофия кожи, выпадение шерсти, экзема, бронхиты, воспаление легких, рвота, понос, кишечные кровотечения, поражение почек, поражение центральной нервной системы. В крови уменьшается количество эритроцитов и содержание гемоглобина, увеличивается число лейкоцитов с нейтрофилией и эозинофилией [7, 16, 20, 21].
Средняя суточная концентрация таллия в атмосферном воздухе на расстоянии 2 км от горнометаллургического комбината составляла 0,0017 мг/м3, разовая концентрация — 0,004 мг/м3. Установлено, что соотношение максимальных концентраций различной степени осреднения по времени (30 мин, 1 сут, 1 мес, 1 год) изменяется и становится тем меньше, чем больше отрезок времени осреднения концентрации. При этом соотношения для таллия между максимальными разовыми, суточными, среднемесячными и среднегодовыми концентрациями оказались соответственно 11,36:3,86:1,50:1.
Есть сведения [18], что у 1265 человек, проживающих на расстоянии 3 км от цементного завода, с выбросами которого в атмосферу поступает таллий, отмечается повышенная экскреция таллия с мочой и у 1163 человек увеличено содержание этого элемента в волосах. Средняя концентрация таллия в моче у людей, проживающих в зоне загрязнения завода, оказалась в 10 раз выше, чем у жителей «чистого» района. Повышение концентрации таллия в моче сопровождалось отклонениями в состоянии здоровья — повышенной нервозностью, нарушением сна, повышенной утомляемостью и слабостью, головной болью и др.
В обширной литературе, посвященной биологическому действию таллия, нам не удалось встретить данных о влиянии его малых концентраций на организм экспериментальных животных при ингаляционном поступлении. ПДК таллия в атмосферном воздухе населенных мест не установлена.
Выяснение этих вопросов и явилось задачей данной работы.
Для выявления резорбтивного действия малых концентраций таллия и с целью обоснования его среднесуточной ПДК в атмосферном воздухе проведен субхронический эксперимент, основанный на установлении зависимости концентрация—время—эффект [3, 13, 17].
Учитывая более высокую токсичность растворимых соединений металлов по сравнению с нерастворимыми [8], мы использовали в экспериментах на 120 крысах-самцах с исходной массой 170—180 г карбонат таллия, являющийся
0,75 II 5,5 0,015 0,0027
0,60 И 7,0 0,013 0,0018
0,46 II 9,0 0,033 0,003
0,42 II 11,4 0,019 0,001
0,78 11 5,2 0,0065 0,012
0,27 I 25 0,0096 0,0004
растворимым, токсичным и широко применяемым соединением этого элемента [6, 7].
Для выяснения количественного выражения зависимости концентрация — время — эффект животные подвергались непрерывному ингаляционному воздействию высоких, средних и низких концентраций карбоната таллия (соответственно 20,2, 0,5 и 0,1 мг/м3). Длительность воздействия высокими концентрациями не превышала 4 сут, низкими — 38 сут. Различия в продолжительности воздействия были обусловлены скоростью развития определенных токсических эффектов. Животных разделили на 4 опытные и 4 контрольные группы по 15 особей в каждой.
Ингаляционную затравку осуществляли в 100-литровых камерах, в которые воздух подавали со скоростью 40 л/мин, что обеспечивало 24-кратный воздухообмен. Для создания заданных концентраций карбоната таллия в эксперименте применяли микродозатор пыли [2].
Токсикологические эксперименты на животных проводили с аэрозолями карбоната таллия, имеющими дисперсность до 5 мкм. Дисперсность аэрозолей металла в камерах определяли с помощью импактора Мея [4] с использованием пакетов из аналитических фильтров АФА и АФАС [1]. Контроль содержания аэрозолей металла в затравочных камерах осуществляли ежедневно колориметрическим методом [12].
Для оценки резорбтивного действия карбоната таллия в соответствии с его токсико-динамикой изучали следующие биохимические и физиологические показатели: суммационно-пороговый показатель (СПП) [19], содержание БН-групп в цельной крови [14], количество эритроцитов, лейкоцитов, содержание гемоглобина, функциональное состояние сперматозоидов (кислотная и осмотическая резистентность, время движения) [11]. Кроме того, оценивали внешний вид, поведение и массу тела животных. По окончания затравки концентрациями 1,93± ±0,039 и 0,103±0,001 мг/м3 было проведено гистологическое исследование внутренних органов.
Эксперимент завершали после появления определенных изменений в состоянии биологических систем организма, контроль за которыми осуществляли в динамике 8—12 раз.
Результаты экспериментов подвергли статистической обработке с использованием критерия Стьюдента [10]. Исследования вели до получения отклонения на 25—30 % от показателя контроля по всем изученным показателям при значении р<0,5—0,001.
Кратковременное воздействие высоких концентраций карбоната таллия (20,4±0,53 мг/м3,
2 Гиг. и санитария № 5
-9
продолжительность 86 ч) вызывало у крыс беспокойство, возбуждение, повышение реакции на внешние раздражители, агрессивность, которые в последующем сменились вялостью. Отмечались также понос, слюнотечение, потеря аппетита. Меньшие концентрации препарата (0,52 и 0,103 мг/м3) даже при длительном воздействии (520 и 900 ч соответственно) практически не вызывали изменений общего состояния, поведения и внешнего вида животных. Между тем при субхроническом эксперименте все изученные концентрации карбоната таллия вызывали физиологические (снижение СПП), биохимические (уменьшение содержания SH-групп в цельной крови), гематологические (снижение количества эритроцитов, содержания гемоглобина, увеличение количества лейкоцитов в крови), гонадотоксические (уменьшение времени движения сперматозоидов, изменение их кислотной и осмотической резистентности), морфологические и гистохимические изменения.
Следует отметить, что скорость проявления биологического действия карбоната таллия по тем или иным общетоксическим и гонадотоксическим показателям прежде всего зависела от уровня его воздействующих концентраций в воздухе. Так, содержание SH-групп в цельной крови у крыс, вдыхавших карбонат таллия в концентрации 20,4±0,53 мг/м3, через 8 ч снизилось на 26% (р<0,01), при концентрации 1,93± ±0,029 мг/м3 — на 25,6 % через 60 ч, при концентрации 0,52±0,012 мг/м3 — на 25,5% через 180 ч (р<0,01|, при концентрации 0,103± ±0,001 мг/м3 — на 26,3% через 600 ч (р<0,01). Увеличение времени возникновения токсического эффекта при снижении концентраций наблюдалось и по другим показателям.
Эмпирическое выражение зависимости концентрация — время при воздействии карбоната таллия может быть записано в общем виде: lg J— = lg То—tga-lgC, где Т — время наступления фиксированного эффекта при непрерывной ингаляции карбоната таллия (в ч) в концентрации С (в мг/м3); a — угол наклона прямой к оси абсцисс (концентрация).
В соответствии с величиной угла наклона прямых концентрация — время по показателям, характеризующим состояние центральной нервной системы и гонадотоксические эффекты, карбонат таллия по классификации М. А. Пинигина [13] является чрезвычайно опасным веществом (см. таблицу), а коэффициенты запаса по полученным углам наклона равны: по SH-группам (143°) — 7, по СПП (140°) — 5,5, по количеству эритроцитов (147°) — 9, по содержанию гемоглобина (148°) — 11, по количеству лейкоцитов (139°) — 5,2, по продолжительности движения сперматозоидов (156°) — 24.
Согласно предложенной Г. И. Сидоренко и М. А. Пинигиным [17] методике прогнозирования порогов хронического действия и ПДК путем
экстраполяции на 4-месячный срок (2880 ч) прямой концентрация — время, построенной по результатам краткосрочных экспериментов, пороговой по СПП является концентрация 0,015 мг/м3, по SH-группам — 0,013 мг/м3, по времени движения сперматозоидов — 0,0096 мг/м3. г
Используя указанные коэффициенты запаса, мы рассчитали недействующие концентрации по всем * изученным тестам, наименьшие из которых приняты в качестве подпороговых концентраций. Наименьшая подпороговая концентрация, по которой можно было бы установить ПДК (по данным зависимостей концентрация — время) для карбоната таллия составила 0,0004 мг/м3 (в пересчете на таллий).
Предложенный норматив рассмотрен секцией «Гигиена атмосферного воздуха» проблемной комиссии «Научные основы гигиены окружающей среды» и утвержден Минздравом СССР. Литература
1. Борисов Н. Б. // Изотопы в СССР,— 1978. № 52/53.— С. 66-67.
2. Гильденскиольд Р. С., Егоренков Г. А. Микродозатор пыли: А. с. 269517 СССР // Открытия,— 1970,— № 15. »
3. Гончарук Е. И., Сидоренко Г. И. Гигиеническое нормирование химических веществ в почве,— М., 1986.— С. 196.
4. Грин X., Лейн В. Аэрозоли — пыли, дымы, туманы: Пер. с англ.—Л., 1972,-С. 245-249.
5. Ильин Н. А. // Докл. АН СССР— 1936,- Т. 1 (10). № I,— С. 353.
6. Красовский Г. Н., Кенесариев У. И.. Васкович Л. Я• и др. // Гиг. и сан,— 1980,— № 9,— С. 11 — 19.
7. Кенесариев У. И. // Гигиенические аспекты охраны окружающей среды.— М., 1978.— Вып. 6.— С. 113—114.
8. Левина Э. А. Общая токсикология металлов.— Л., 1972,— С. 184.
9. Либерман С. Л. // Определение вредных веществ в воздухе,— М., 1957,— С. 77.
10. Мерков А. М., Поляков А. Е. Санитарная статистика.— Л., 1974,— С. 384.
11. Методы экспериментального исследования по установлению порогов действия промышленных ядов на генеративную функцию с целью гигиенического нормирования / Са-ноцкий И. В., Фоменко В. Н., Сальников Л. С. и др.— М„ 1978.
12. Перегуд Е. А. // Химический анализ воздуха.— Л., 1976.— С. 257—258. щ
13. Пинигин М. А. // Медико-биологические и гигиенические аспекты охраны окружающей среды.— Минск, 1986,- С. 45-59.
14. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.— М., 1989.— С. 63.
15. Рубина X. М.. Романчук А. А. // Вопр. химии.— 1961,— Т. 7. № 5,— С. 652 —655.
16. Саноцкий И. А. // Токсикология новых промышленных химических веществ.— М., 1961.— Вып. 2.— С. 94—104.
17. Сидоренко Г. И., Пинигин М. А. // Гиг. и сан.— 1972.— № 3,— С. 93-96.
18. Сидоренко Г. И., Можаев Е. А. Санитарное состояние окружающей среды и здоровье населения.— М., 1987.— С. 100-101.
19. Сперанский И. В., Павленко М. С. // Фармакол. и токси-кол,— 1965,— № 1.— С. 123.
20. Тихова Т. С. // Гиг. и сан,— 1964,— № 2,— С. 23—26.
21. Шабалина Л. П., Спиридонова В. С. // Гиг. труда,— 1976.— № 8,— С. 35—37.
22. Buschke А. // Med. Klin.- 1928.— Bd 27,- S. 1042— 1044. ^
Поступила 10.04.92
t
