CC BY
48
А.А. Масленников, С.А. Демидова, Е.Н. Зборомирская
Экспериментальное обоснование предельно допустимой концентрации тетраметилтетразена в воде водных объектов
ФГУП «Научно-исследовательский институт гигиены, токсикологии и профпатологии»
ФМБА России, г. Волгоград
A.A. Maslennikov, S.A. Demidova, E.N. Zboromirskaya
Experimental validation of maximum permissible concentration of tetramethyltetrazen in water bodies
Federal State Unitary Enterprise «Research Institute for Hygiene, Toxicology and Occupational Pathology» at Federal Medical and Biological Agency (FSUE «RIHTOP» FMBA Russia), Volgograd
Ключевые слова: вода, тетраметилтетразен, санитарный режим водоемов, общетоксическое действие, отдаленные последствия, максимально недействующая доза, предельно допустимая концентрация.
Целью данной работы было экспериментальное обоснование гигиенического норматива тетраметилтетразена в воде водоемов. В качестве объекта исследований использован тетраметилтетразен (4,4,4,4-тетраметил-2-тетразен, Cfl12fl), номер по CAS 6130-87-6, с удельной плотностью d420=0,91 г/см3 и массовой долей вещества 96%. Исследования влияния данного соединения на ор-ганолептические свойства воды, ее общесанитарный режим, а также состояние лабораторных животных выполняли в соответствии с требованиями действующих методических указаний. С учетом полученных данных и отсутствия у соединения способности проявлять кумулятивные свойства в качестве экспериментально обоснованной предельно допустимой концентрации те-траметилтетразена в воде водоемов рекомендована величина 0,001 мг/л. Лимитирующие факторы вредного действия — общесанитарный и санитарно-токсикологический.
Keywords: water, tetramethyltetrazen, sanitary conditions of water bodies, general toxic effect, delayed effects, maximum no-effect dose, maximum permissible concentration.
The goal of this work was to study experimentally the exposure limits for tetramethyltetrazen in water reservoirs. The subject of the research was tetrametiltetrazen (4,4,4,4-tetramethyl-2-tetrazene, CflN)> CAS 6130-87-6 number, specific density d420 = 0,91 g/cm3, mass fraction 96% . The research was conducted according to the current guidelines and covered the effect of the compound on organoleptic properties of water, common sanitary requirements applied to such water, and health status of the laboratory animals. Considering collected data and experimentally proven absence of cumulative effect, suggested that the maximum allowable concentration of tetramethyltetrazen in water reservoirs should not exceed 0.001 mg/l. Exposure limiting factors: General Rules of Hygine and hygine toxicology.
Прогресс человеческого общества невозможен без использования космического пространства. В настоящее время с помощью космических аппаратов осуществляются все виды телекоммуникационной связи, дистанционное зондирование земной и водной поверхности, мониторинг природных
ресурсов, прогнозирование погоды; исследование ближайших и дальних планет солнечной системы; решение задач, связанных с безопасностью государства и интересами Министерства обороны [14]. Однако, несмотря на положительные стороны космической индустрии, есть и отрицательные, свя-
занные с загрязнением окружающей среды компонентами ракетного топлива, наиболее токсичным из которых является несимметричный диметилгидразин («гептил») и продукты его деструкции, в частности тетраме-тилтетразен (ТМТ) [22].
ТМТ образуется в местах пролива 1,1-диметилгидразина и может длительное время (годами) находиться на местности, особенно в местах, трудно промываемых сточными водами [13]. Кроме того, доказано, что образование химагента происходит в значительных количествах при неполном сгорании ракетного топлива в верхних слоях атмосферы, благодаря чему вещество может переноситься на значительные расстояния [19].
Потенциальная опасность рассматриваемого соединения обусловлена высокой летучестью и способностью к накоплению. Вещество практически не смешивается с водой, что позволяет ему мигрировать по профилю почвы, где образуются «депо», являющиеся источниками длительного загрязнения, в том числе подземных вод [12; 19].
Химагент обладает общетоксическим действием с наличием наркотического эффекта, легко всасывается в организм при различных путях поступления [1].
Изложенное предопределило цель настоящих исследований — экспериментальное обоснование гигиенического норматива ТМТ в воде водоемов.
Материалы и методы
В качестве объекта настоящих исследований использован тетраметилтетразен (4,4,4,4-тетраметил-2-тетразен, C4H12N4), номер по CAS 6130-87-6, с удельной плотностью d420= 0 , 91 г/см3 и массовой долей вещества 96%. Соединение представляет собой маслянистую светло-желтую жидкость с резким ароматическим запахом в водных растворах. В воде плохо растворяется (до 10 г/л), но хорошо — в органических растворителях и кислотах [1] . Характеризуется значительной стабильностью в воде. Проявляет сильные восстановительные свойства [1].
Исследования влияния соединения на органолептические свойства воды и ее
общесанитарный режим выполняли в соответствии с требованиями действующих методических указаний [9] и положениями соответствующих монографий [5; 13; 20; 22].
Воздействие токсиканта на общесанитарный режим воды оценивали по состоянию основных процессов ее самоочищения: биохимическое потребление кислорода (БПК5) методом йодометрического титрования по Винклеру [5; 18; 20]; развитие и отмирание сапрофитной микрофлоры [5; 8; 13; 20; 22]; динамика процессов нитрификации азотсодержащих органических веществ (аммиачный азот, нитриты и нитраты) — 2-я фаза минерализации органических веществ [5; 15—17; 20]. Критериально значимыми принимали отклонения показателей в опыте, выходившие за пределы отличий соответствующих контрольных значений: 15,0% — угнетение; 20,0% — стимуляция [9].
Помимо указанного дополнительно исследовали способность химагента оказывать негативное воздействие на гидробион-ты (инфузории). Данные опыты выполняли в соответствии с утвержденной методикой [21].
Токсикометрические исследования на лабораторных животных проводили, исходя из требований действующих методических указаний [9]. В качестве биомодели использовали беспородных белых крыс общей численностью 435 особей, из которых самцов — 286, самок — 149. Статистическая группа животных составляла 6—8 особей.
Содержание, питание, уход за животными и их умерщвление осуществляли в соответствии с требованиями «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу МЗ СССР от 12.08.1977 г. № 755). Водные растворы токсиканта вводили в желудок подопытным особям с помощью зонда из расчета 1,0 мл на 100 г массы тела. Животные контрольных групп получали адекватные объемы дистиллированной воды.
Общерезорбтивное действие ТМТ оценивали по клинической картине отравления, а также с помощью набора физиологических, гематологических, биохимических,
патоморфол огических, гистоэнзимол огиче -ских и иммунологических методов.
В ходе исследования способности вещества проявлять отдаленные последствия анализировали его мутагенную активность и воздействие на репродуктивную функцию лабораторных животных обоего пола.
При характеристике генотоксических свойств токсиканта оценку проводили как на генном (тест Эймса), так и на хромосомном уровне (метод доминантных леталей).
Гонадо-, эмбриотоксическое и тератогенное действия ксенобиотика изучали с применением комплекса общепринятых методов [7; 10; 11].
Статистическую обработку экспериментальных данных осуществляли с использованием критериев, адекватных виду эмпирического распределения сравниваемых параметров [4], изменения которых считали достоверными при р<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
В процессе проведения эколого-токсикологических исследований установлено, что присутствие тестируемого химагента в воде в концентрациях 0,1, 0,01 и 0,001 мг/л не влияло на ее прозрачность и запах. Кроме того, содержавшийся в искусственных водоемах ТМТ не проявил способности к пенообразованию. При инструментальной характеристике цветности воды, загрязненной токсикантом, не обнаружено изменений ее качества. Изложенное свидетельствует об отсутствии у соединения способности оказывать негативное влияние на органолепти-ческие свойства воды.
Оценка общего санитарного режима водоемов с выполнением экспериментальных работ по определению БПК5 позволила определить, что анализируемое вещество в концентрациях 0,02 и 0,004 мг/л вызывало критериально значимое угнетение протекания реакции аэробного биохимического окисления (табл. 1). При понижении содержания вещества в воде до значения 0,001 мг/л существенных отличий показателей окисления анализируемых проб от контроля не отмечено.
Исходя из представленных данных, уровень 4,4,4,4 -тетраметил- 2 -тетразена 0,004 мг/л признан в качестве пороговой величины по данному показателю. Соответственно концентрация вещества в воде 0,001 мг/л, в которой токсикант не проявил негативного влияния на исследуемый биохимический процесс, является недействующей.
Оценку жизнеспособности сапрофитной микрофлоры проводили при внесении вещества в водоемы в концентрациях: 0,02; 0,004 и 0,001 мг/л. При этом установлено, что наличие в воде анализируемого соединения в двух больших уровнях приводило к угнетению жизнеспособности обширной группы микрофлоры, в обязательной порядке присутствующей в воде водоемов, вследствие чего концентрация химагента 0,004 мг/л определена в качестве порога вредного действия (табл. 2).
В то же время снижение содержания вещества в воде до значения 0,001 мг/л не сопровождалось изменением численности колоний клеток данных микроорганизмов, что позволило трактовать его указанную величину как недействующую.
Воздействие ТМТ на динамику процесса БПК5 в воде Таблица 1
Сроки исследований, Показатели Концентрации ТМТ, мг/л
сутки контроль 0,02 0,004 0,001
1 БПК, мгО2/л 2,22 1,05 1,34 1,98
Отличие от контроля, % - 52,70 | 39,64 | 10,81
3 БПК, мгО2/л 4,17 2,65 2,79 3,84
Отличие от контроля, % - 36,45 | 33,09 | 7,91
5 БПК, мгО2/л 7,41 2,96 3,02 7,03
Отличие от контроля, % - 64,10 | 59,24 | 5,13
Примечание: символом | указана направленность эффекта
Таблица 2 Критериально значимые изменения численности сапрофитной микрофлоры воды, загрязненной ТМТ (колонообразующие единицы /1 мл)
Период посева Концентрация ТМТ в воде, мг/л
0,02 0,004 0,001 контроль
1 час 12 135,0 (37,86|) 13 867,0 (28,99!) - 19 527,0
3 часа 23 160,0 (31,35!) 23 908,0 (29,13!) - 33 737,0
1-е сутки 62 400,0 (56,09!) 115 355,0 (18,82!) - 142 100,0
2-е сутки 27 110,0 (76,96!) 92 782,0 (31,42!) - 135 282,0
3-е сутки 52 955,0 (22,711-) - - 43 155,0
4-е сутки 45 533,0 (26,221) 45 776,0 (26,891) - 36 075,0
5-е сутки 38 900,0 (22,591) 38 317,0 (20,751) - 31 733,0
8-е сутки 35 267,0 (24,241) - - 28 387,0
10-е сутки 24 401,0 (19,02!) - - 30 133,0
Примечание: в скобках указаны отклонение величины (в %) и направленность эффекта (1!)
Таблица 3 Критериально значимые изменения показателей, характеризующих процессы нитрификации в воде, содержащей ТМТ
Показатели и единицы измерения Сроки наблюдения Концентрация ТМТ в воде, мг/л
0,02 0,004 0,001 контроль
Азот аммонийный (по КИ4+), мг/л 1-е сутки 0,78 (20,001) 0,80 (23,081) - 0,65
3-е сутки 0,71 (31,481) 0,67 (24,071) - 0,54
7-е сутки 0,64 (82,861) 0,65 (85,711) - 0,35
10-е сутки 0,65 (62,501) 0,63 (57,501) - 0,40
14-е сутки 0,58 (38,101) 0,56 (33,331) - 0,42
17-е сутки 0,38 (22,45!) 0,40 (18,37!) - 0,49
23-е сутки 0,42 (133,331) - - 0,18
26-е сутки 0,14 (33,33!) - - 0,21
27-е сутки 0,17 (15,00!) - - 0,20
30-е сутки 0,23 (20,69!) - - 0,29
33-е сутки 0,37 (54,171) 0,38 (58,331) - 0,24
Азот нитритов (по К02-), мг/л 7-е сутки 5,33 (16,06!) - - 6,35
14-е сутки 11,40 (59,441) 10,05 (40,561) - 7,15
17-е сутки 30,10 (216,841) 24,10 (153,681) - 9,50
21-е сутки 25,90 (69,841) 20,15 (32,131) - 15,25
23-е сутки 62,75 (130,281) 42,30 (55,231) - 27,25
26-е сутки 40,14 (89,611) 35,33 (66,891) - 21,17
27-е сутки 27,87 (45,081) 25,27 (31,551) - 19,21
28-е сутки 23,14 (34,301) 21,75 (26,231) - 17,23
29-е сутки 9,17 (18,05!) 9,24 (17,43!) - 11,19
Азот нитритов (по К02-), мг/л 30-е сутки 6,14 (25,03!) - - 8,19
33-е сутки 4,15 (19,42!) 4,17 (19,03!) - 5,15
1 час 0,55 (25,001) - - 0,44
Азот нитратов (по К03-), мг/л 1-е сутки 0,35 (76,89!) 0,39 (26,42!) - 0,53
17-е сутки 0,33 (34,621) - - 0,26
21-е сутки 0,37 (32,141) 0,44 (57,141) - 0,28
23-е сутки - 0,37 (32,141) - 0,28
26-е сутки - 0,32 (18,521) - 0,27
28-е сутки 0,31 (29,171) 0,34 (41,671) - 0,24
33-е сутки 0,19 (34,48!) 0,20 (31,03!) - 0,29
33-е сутки 0,19 (34,48!) 0,20 (31,03!) - 0,29
Примечание: в скобках указаны отклонение величины (в %) и направленность эффекта (1!)
При изучении влияния токсиканта на процессы нитрификации исходили из общеизвестных положений о том, что основу органических соединений во всех водах, включая подземные, составляют азотсодержащие вещества (нитраты NO3-, нитриты NO2- и аммонийные соли NH4+). Рассматриваемая группа ионов находится в тесной взаимосвязи.
В процессе выполнения опыта установлено, что ТМТ в концентрациях 0,02 и 0,004 мг/л оказывал негативное воздействие на триаду азота (табл. 3).
Выявленные сдвиги характеризовались разнонаправленностью определяемых параметров, что свидетельствует об изменении процессов самоочищения водной экосистемы, т.е. разбалансировке соотношения между содержанием различных соединений азота, необходимых для нормального функционирования жизнедеятельности фауны и флоры в водоемах.
При снижении уровня содержания вещества в исследуемой среде до значения 0,001 мг/л выявленных нарушений процессов нитрификации не отмечено.
С учетом представленных данных концентрация токсиканта 0,004 мг/л принята в качестве минимально действующей, а уровень вещества 0,001 мг/л — как максимально недействующий.
В целях более обоснованной оценки опасности содержания ТМТ в воде водоемов проведены опыты по характеристике воздействия токсиканта на гидробион-ты — инфузории (Paramecium caudatum), широко распространенные среди представителей пресноводного зоопланктона. Кроме того, данный вид водных организмов, являясь активным фильтратором, проявляют высокую чувствительность к различным загрязнителям.
В ходе скринингового тестирования изучали влияние токсиканта на инфузории в концентрациях 0,1, 0,01 и 0,001 мг/л.
Выполненными исследованиями установлено, что вещество в двух больших уровнях оказывало негативное влияние на жизнеспособность и активность инфузорий (табл. 4). Однако при снижении содержания химагента до значения 0,001 мг/л критериально значимых отличий от контроля не выявлено.
Следовательно, пороговая концентрация вещества по влиянию на инфузории составляет 0,01 мг/л, а недействующая — в 10 раз ниже.
Обобщая результаты представленного комплекса исследований, можно сделать вывод о том, что концентрация ТМТ 0,001 мг/л является максимально недействующей (МНК) по общесанитарному признаку вредности.
В ходе санитарно-токсикологической характеристики 4,4,4,4 -тетраметил- 2 -тетра-зена оценку необходимых параметров его общей токсичности проводили в условиях однократного, субхронического и хронического перорального поступления в организм лабораторных животных. Кроме того, изучали возможность токсиканта проявлять отдаленные последствия.
При определении параметров острой смертельной токсичности ТМТ установлено, что его внутрижелудочное воздействие сопровождалось клиническими проявлениями, которые развивались через 90—120 минут после введения вещества. Острая интоксикация сопровождалась возбуждением животных, одышкой, мышечными фибрилляциями, тремором. Гибель животных наступала, как правило, в течение суток после воздействия. Скорость развития и выраженность симптомов интоксикации име-
Воздействие ТМТ на инфузории Paramecium caudatum Таблица 4
Проба Концентрации ТМТ, мг/л Показание «Биотестера-2», у.е. Индекс токсичности, у.е Группа токсичности Характеристика действия ТМТ
Контроль - 138,0 - - -
CuSO45H2O - 83,0 0,40 II Действует
1,0х10-1 77,0 0,44 II Действует
ТМТ 1,0*10-2 75,0 0,46 II Действует
1,0х10-3 119,0 0,14 I Не действует
ли прямолинейную зависимость от величины дозы химагента.
Полученные экспериментальным путем основные параметры острой смертельной токсичности ТМТ при пероральном введении крысам-самцам составили следующие значения: ЛД50 - 1625,08 (1566,12-1684,05) мг/кг, ЛД16 - 1551,61 мг/кг, ЛД84 - 1698,55 мг/ кг. При определении половой чувствительности крыс параметры токсикометрии для самок оказались практически равными значениям, установленным для самцов: ЛД50 — 1634,37 (1571,75-1696,99) мг/кг, ЛД16 -1556,33 мг/кг, ЛД84 - 1712,41 мг/кг, что указывает на отсутствие выраженных половых различий в отношении тестируемого вещества. Представленные данные свидетельствуют о том, что в условиях острого перорального воздействия ТМТ относится к веществам III класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76) [2].
В процессе выполнения исследований по определению порога однократного общетоксического действия ксенобиотика у животных, получавших соединение в дозах 32,5 мг кг (1/50 ЛД50), 16,3 мг/кг (1/100 ЛД50) и 10,8 мг/кг (1/150 ЛД50), видимых клинических признаков интоксикации при их обследовании через 3 часа, 1 и 3 суток после воздействия не выявлено.
Однако анализ поведения самцов, проведенный через 3 часа и 1 сутки после введения ксенобиотика, позволил установить изменение двигательной активности подопытных особей, получавших вещество в большей дозе (табл. 5). Помимо указанного через 1 сутки после введения токсиканта у самцов, подвергнутых воздействию соединения в двух больших дозах, выявлены
отдельные существенные сдвиги гематологических показателей, носившие характер до-зовой зависимости. Наряду с указанным однократное пероральное поступление ТМТ в организм крыс-самцов на уровне 1/150 ЛД50 не сопровождалось видимыми отклонениями гематологических и поведенческих параметров при обследовании подопытных особей в оба указанных срока.
Анализ состояния животных, выполненный через 3 суток после воздействия тестируемого вещества, показал, что все отмеченные изменения показателей поведения и крови животных полностью нивелировались.
С учетом отсутствия каких-либо значимых отклонений в выбранном комплексе данных во все сроки тестирования подопытных самцов, подвергнутых однократному воздействию изучаемого вещества на уровне 1/150 ЛД50, доза ТМТ, равная 10,8 мг/кг, признана в качестве недействующей.
В то же время уровень соединения 1/100 от ЛД50 (16,3 мг/кг), приводящий к изменению только содержания гемоглобина, не выходившему за пределы бисигмальных отклонений соответствующего контрольного значения, принят в качестве порога острого общетоксического действия.
Установленный порог однократного общетоксического действия (Ышаст1) ТМТ позволил рассчитать величину зоны острого токсического действия (2аст'=100), в соответствии с которой, согласно общепринятой классификации, данное вещество относится к IV классу опасности развития острого отравления [2].
При изучении кумулятивных свойств соединения учитывали установленные значения порога и зоны острого общетоксиче-
Таблица 5 Достоверные изменения, обнаруженные в процессе определения порога острого действия ТМТ
Показатели и единицы измерения Сроки исследования Дозы вещества, мг/кг
32,5 16,3 10,8
Горизонтальная активность, у.е. 3 часа 1 сутки 12,4±2,3 12,7±2,2 - -
Вертикальная активность, у.е. 1 сутки 9,38±1,82 - -
Лейкоциты, 1*109/л 1 сутки 11,2±0,33 - -
Гемоглобин, г/л 1 сутки 112,4±3,7** 118,4±3,7 -
Примечание: в этой и последующих таблицах символом ** отмечены изменения, выходящие за пределы бисигмальных отклонений контроля
ского действия. С учетом этого химагент испытывали в следующих дозах: 0,125, 0,025 и 0,005 мг/кг.
Исследованиями определено, что ксенобиотик оказывал токсическое воздействие только в наибольшем уровне на протяжении контакта с подопытными животными (табл. 6). При этом количество и качество функциональных сдвигов практически не имели существенных различий при обследовании крыс в оба срока тестирования, что характеризует ТМТ как опасное вещество в плане развития хронической интоксикации.
Исходя из полученных данных, просчитали пороговую дозу химагента в субхроническом эксперименте (ПД ) — 0,125 мг/кг.
Учитывая отсутствие у ТМТ узкой зоны токсического эффекта, при планировании хронического эксперимента поиск пороговой величины (Ытлт1) осуществляли на недействующих уровнях вещества в подо-стром опыте (и ниже) и избранием в дальнейшем интервала между дозами, включая также шаг между минимальной действую -щей дозой в субхроническом эксперименте и наибольшим уровнем в хроническом опыте, равным 5. С учетом этого при выполнении хронического эксперимента соединение испытывали в следующих дозах: 0,025, 0,005 и 0,001 мг/кг.
Проведенными исследованиями установлено, что длительное внутрижелудочное воздействие ТМТ не сопровождалось нарушением общего состояния подопытных животных, которые имели идентичный контролю прирост массы тела. Кроме того, подтверждением отсутствия негативного влия-
ния тестируемого соединения на функциональное состояние крыс опытных групп является наличие практически равных с контрольными значениями показателей частоты дыхания и сердечных сокращений.
В то же время вещество на протяжении эксперимента вызывало у всех подопытных животных достоверное повышение ряда показателей (табл. 7).
Анализ достоверных отклонений свидетельствует о том, что независимо от дозы пероральное поступление ТМТ в организм крыс сопровождалось изменением их гоме-остаза. Причем токсический эффект как по широте, так и по глубине воздействия ксенобиотика существенно снижался с убыванием его уровня, что свидетельствует о наличии прямолинейной дозо-эффективной зависимости.
Обследование животных 1-й группы на протяжении всего эксперимента выявило наличие статистически значимых изменений 30 показателей, из которых 12 выходили за пределы 2 сигм параллельного контроля. Во 2-й опытной группе количество достоверных изменений несколько снизилось и составило 26. При этом значения 8 показателей имели характер бисигмальных отклонений. У подопытных особей, получавших на протяжении 6 месяцев токсикант в наименьшем уровне, рассматриваемое соотношение составило 23/5.
С учетом представленных данных сделан вывод о том, что хроническое перораль-ное поступление ТМТ во всех уровнях сопровождается явным общетоксическим эффектом, вследствие чего определить пороговую и максимально недействующую дозы по
Таблица 6 Комплексная оценка достоверных сдвигов, установленных в ходе субхронического эксперимента
Показатели и единицы измерений Сроки обследования и дозы вещества, мг/кг
14-е сутки 28-е сутки
0,125 0,025 0,005 0,125 0,025 0,005
ЧСС, в минуту 862,5±28,1 - - - - -
Альбумин, г/л - - - 54,40±0,58 - -
Креатинин, мкмоль/л - - - 33,64±1,21 - -
Концентрация лизоцима в сыворотке крови, мкг/мл 14,4±2,5** - - - - -
Количество достоверных изменений 2 0 0 2 0 0
Отклонения, выходящие за 28 контроля 1 0 0 0 0 0
Таблица 7
Комплексная оценка достоверных сдвигов, установленных в ходе хронического эксперимента
Показатели и единицы измерения Сроки исследования, Дозы вещества, мг/кг
месяцы 0,025 0,005 0,001
Горизонтальная активность, у.е. 2 месяца 26,25±3,71** - -
3 месяца - 39,29±9,45** -
Вертикальная активность, у.е. 2 месяца 11,38±2,19** 9,10±1,80** -
Норковый рефлекс, у.е. 2 месяца - 5,00±1,04 -
Груминг, у.е. 5 месяцев 16,00±2,06 - -
Эмоциональная активность, у.е. 1 месяц - - 3,38±0,71
3 месяца 0,53±0,22 - -
Гемоглобин, г/л 3 месяца 146,4±3,24 - -
Тромбоциты, г/л 2 месяца - 455,1±24,1 -
6 месяцев - 622,7±16,5 -
Гематокрит, г/л 3 месяца 39,68±0,99 - -
5 месяцев - 41,09±0,72 -
Гранулоциты, % 2 месяца 4,80±0,40 - -
6 месяцев 4,30±0,38 - -
Мочевина, ммоль/л 3 месяца 6,400±0,161** 6,291±0,368** 5,676±0,096
4 месяца 4,638±0,228 4,726±0,223 4,627±0,220
ПВК, мкмоль/л 3 месяца 50,61±2,69 - -
Холестерин, ммоль/л 3 месяца 1,870±0,127** - -
5 месяцев 1,819±0,064 - -
Триглицериды, ммоль/л 2 месяца 0,620±0,039 0,589±0,055 0,638±0,029
3 месяца 0,779±0,081** - -
5 месяцев 0,954±0,044** - -
6 месяцев - 0,602±0,039 -
Молочная кислота, ммоль/л 5 месяцев 5,941±0,286** - -
Молочная кислота/ПВК 5 месяцев 140,10±3,37** - -
ЛДГ, Е/л 1 месяц 1030,0±70,6 - -
5 месяцев - 1133,0±119,1 1025,0±99,7
Альбумин, г/л 3 месяца 51,30±0,52 - -
ГГТ, Е/л 6 месяцев 4,054±0,472 - -
Относительная масса головного мозга 5 месяцев - - 5,95±0,26
Относительная масса сердца 5 месяцев - - 3,61±0,25**
Относительная масса печени 3 месяца - - 36,03±0,71
Относительная масса селезенки 2 месяца 3,57±0,13 - -
3 месяца - 3,28±0,12 -
5 месяцев - - 3,62±0,24
Относительная масса надпочечников 1 месяц - 0,018±0,001 -
3 месяца - 0,013±0,001 -
5 месяцев - - 0,019±0,001
Спонтанная фагоцитарная активность 4 месяца - - 130,6±9,4
нейтрофилов, у.е.
Индуцированная фагоцитарная 2 месяца 248,2±10,7** 270,2±6,0** -
активность нейтрофилов, у.е. 4 месяца - - 384,8±36,2
Интенсивность синтеза активных форм 2 месяца - - 1,74±0,19
кислорода нейтрофилами (НСТ-тест), у.е.
Розеткообразование Т-лимфоцитов, % 1 месяц - - 58,2±1,3
2 месяца 28,0±2,4 - -
3 месяца 51,5±0,8** - 48,3±2,0
5 месяцев - - 55,8±1,8
Розеткообразование В-лимфоцитов, % 1 месяц 3,7±0,9 4,7±0,7 3,7±0,4
3 месяца 20,0±1,1** 19,8±1,6** -
6 месяцев - 17,8±1,4 14,8±1,0**
Гемолитическая активность 5 месяцев - 110,4±4,1** 118,0±7,7**
комплемента, у.е.
Концентрация иммуноглобулинов в 1 месяц - 13,25±0,82 -
сыворотке крови, у.е. 2 месяца 7,03±0,61 17,01±2,30** 20,44±3,33**
3 месяца 28,66±1,99** 17,34±1,46** 19,76±1,46**
4 месяца - 5,79±0,45 -
5 месяцев - - 6,26±0,63
6 месяцев 8,45±0,63 8,63±0,67 7,79±0,65
Концентрация лизоцима в сыворотке 3 месяца - 9,13±0,63 -
крови, мкг/мл 6 месяцев - 4,56±0,61 -
Количество достоверных изменений 30 26 23
Отклонения, выходящие за 28 контроля 12 8 5
общетоксическому эффекту в рамках данного эксперимента не представлялось возможным. Очевидно, что искомые токсикологические параметры находятся в области более низких уровней.
Сопоставляя количество и качество выявленных сдвигов с уровнями воздействия соединения, можно отметить, что вещество в наименьшей дозе (0,001 мг/кг) вызывает нерезко выраженные изменения в организме подопытных крыс. Данный уровень соединения, безусловно, являясь действующим, тем не менее максимально приближен к пороговому. С учетом этого для определения минимально действующей величины ТМТ по общетоксическому хроническому эффекту к рассматриваемой дозе можно ввести шаг равный 3—4. Таким образом, уровень Limch'nt соответствует значению 0,00025 мг/кг (0,001/4).
В ходе изучения способности ТМТ проявлять отдаленные последствия анализировали его мутагенную активность и, кроме того, на животных обоего пола проводили характеристику гонадотоксического действия.
При исследовании генотоксических свойств токсиканта принимали во внимание известное положение о том, что повреждения наследственной информации могут происходить как на генном, так и на хромосомном уровне [24]. С учетом этого оценку мутагенных свойств вещества проводили в тесте Эймса и методом доминантных летальных мутаций.
В ходе постановки теста Эймса соединение испытывали в диапазоне концентраций от 0,1 до 1000,0 мкг/пробу с фактором разведения 10.
Мутагенное действие вещества изучали на двух линиях плазмидсодержащих бактерий Salmonella typhimurium: ТА-98 и ТА-100.
Установлено, что испытываемое соединение не изменяло стандартного фона обратных мутаций примененных индикаторных бактерий. Данный факт свидетельствует об отсутствии у ТМТ мутагенной активности при его испытании в тесте Эймса.
При постановке метода доминантных леталей исходили из положения о том, что продолжительность воздействия любого хи-магента в данном тесте должна охватывать развивающиеся в семенниках половые клетки, находящиеся на мейотических и пост-мейотических стадиях, что возможно только в условиях длительного контакта [6].
С учетом этого испытание соединения в настоящей пробе осуществляли в рамках единого хронического эксперимента по изучению его общетоксических свойств на одних и тех же животных непосредственно по окончании периода воздействия токсиканта.
В ходе опыта установлено, что вещество только в двух больших уровнях способствовало повышению гибели эмбрионов на доимплантационной стадии развития. Вследствие этого расчетное значение в данных группах общей эмбриональной гибели также имело статистически значимое отличие от соответствующего показателя в контроле (табл. 8).
При анализе выявленных повреждений обращает на себя внимание тот факт, что достоверное повышение гибели эмбрионов отмечено при воздействии вещества только в двух больших дозах и не проявляется при поступлении соединения в наименьшем уровне, что ставит под сомнение наличие спонтанного фактора.
Помимо указанного необходимо учитывать и то обстоятельство, что уровень по-стимплантационных потерь в рассматриваемых группах, хотя статистически и не от-
Таблица 8 Эмбриональная гибель потомства самцов крыс, подвергавшихся хроническому пероральному воздействию ТМТ
Доза вещества, мг/кг Гибель эмбрионов, %
до имплантации после имплантации общая
0,025 19,3* 10,9 28,1*
0,005 19,6* 8,1 26,1*
0,001 15,1 4,8 19,2
Контроль 8,5 5,3 13,4
Примечание: символом * отмечены статистически достоверные отличия от контроля при p<0,05
личался от контрольных значений, имел явную тенденцию к достоверности. Все изложенное свидетельствует о способности ТМТ в дозах 0,025 и 0,005 мг/кг в условиях хронического перорального поступления проявлять мутагенную активность в половых клетках самцов крыс.
С учетом полученных данных уровень вещества 0,005 мг/кг определен как порог по мутагенному эффекту. Соответственно уровень 0,001 мг/кг является не действую -щим по генетическому фактору.
В процессе проведения исследований гонадотоксических свойств тестируемого химагента выявлено, что все самцы как опытных, так и контрольной групп проявили способность к спариванию с интактными самками. Это свидетельствует об отсутствии нарушений со стороны половой активности подопытных крыс. Последующий расчет индексов оплодотворения не выявил видимых межгрупповых различий.
В то же время установлено статистически значимое понижение средней численности плодов, приходящихся на одну самку, в группе животных, получавших в течение 6 месяцев соединение в наибольшем уровне - 7,45±0,56 в опыте против 10,14±0,74 в контроле.
Кроме того, при анализе плодов на возможное наличие аномалий развития в 1-й группе животных выявлено повышенное количество нарушений эмбриогенеза, имевшее статистически значимое отличие от соответствующего контрольного значения (суммарная частота аномалий в группе 10,0% против 2,5% в контроле).
В то же время макроскопическая оценка просветленных плодов по методу Даусона не выявила патологических сдвигов. Обследование подопытных самцов, проведенное по окончании периода воздействия, показало, что ТМТ не оказывал отрицательного влияния на функциональную активность зрелых половых клеток и состояние сперматогенеза. Пороговая доза соединения по оцениваемому эффекту составила 0,025 мг/кг, а максимально недействующая - 0,005 мг/кг.
В ходе исследования влияния соединения на репродуктивную функцию бере-
менных и небеременных самок установлено, что длительный контакт с растворами ТМТ в указанных уровнях не индуцирует у крыс гонадотоксического эффекта.
Учитывая, что ТМТ не относится к высокотоксичным веществам, не обладает способностью на уровне ЫшсЪт1 (0,00025 мг/кг) проявлять отдаленные последствия, но обнаруживает нерезко выраженные кумулятивные свойства, для установления максимально недействующей дозы (МНД) к указанной величине достаточно прибавить коэффициент запаса 5. Исходя из этого, недействующий уровень ТМТ по хроническому общетоксическому действию составляет 0,00005 мг/ кг (0,001 мг/л).
Комплексная оценка опасности содержания ТМТ в воде по органолепти-ческому, общесанитарному и санитарно-токсикологическому признакам вредности в обобщенном виде представлена в табл. 9.
Таким образом, ТМТ оказывает выраженное неблагоприятное влияние на общесанитарный режим водоемов, приводя к дисбалансу биохимических процессов, уровня кислорода в воде и угнетению жизнеспособности сапрофитной микрофлоры. Установленная максимально недействующая концентрация соединения по данному признаку вредности, а также по влиянию на ги-дробионты составила 0,001 мг/л.
Аналогичный по степени влияния негативный эффект соединение проявляет и при характеристике санитарно-токсикологического признака вредности, в частности при хроническом перораль-ном поступлении в организм подопытных крыс. Вещество оказывает явное токсическое воздействие на организм животных, реализованное в многочисленных изменениях комплекса поведенческих, гематологических, биохимических, иммунологических и патоморфологических показателей. Установленная максимально недействующая доза ТМТ по хроническому общетоксическому действию - 0,00005 мг/кг в пересчете на МНК соответствует приведенному ранее значению по общесанитарному признаку вредности и составляет 0,001 мг/л.
С учетом полученных данных в качестве экспериментально обоснованной ПДК
Таблица 9
Параметры токсикометрии ТМТ в воде
Признаки вредности Определяемые значения Установленные величины
Органолептический МНК 0,1 мг/л
Общесанитарный:
Биохимическое потребление кислорода (БПК5) МНК 0,001 мг/л
Процессы нитрификации МНК 0,001 мг/л
Сапрофитная микрофлора МНК 0,001 мг/л
Гидробионты (инфузории) МНК 0,001 мг/л
Санитарно-токсикологический:
Острый опыт ЛД50 (крысы-самцы) 1625,08 мг/кг
ЛД50 (крысы-самки) 1634,37 мг/кг
Limac'nt 16,3 мг/кг
Z 100
Подострый опыт пДпэк 0,125 мг/кг
Кумуляция по отношению ЛД50/ПДпэк > 10000
Хронический эксперимент:
Общерезорбтивное действие (МНД) 0,00005 мг/кг
(МНК) (0,001 мг/л)
Мутагенный эффект МНД 0,001 мг/кг
(МНК) (0,02 мг/л)
Гонадотоксическое действие МНД 0,005 мг/кг
(МНК) (0,1 мг/л)
Эмбриотоксическое действие (МНД) 0,025 мг/кг
(МНК) (0,5 мг/л)
ТМТ в воде водоемов рекомендована величина 0,001 мг/л. Лимитирующие факторы вредного действия - общесанитарный и санитарно-токсикологический.
Выводы
1. Тетраметилтетразен в концентрации 0,1 мг/л и ниже не изменяет органолеп-тических свойств воды ( прозрачность, цветность, наличие пены и запаха).
2. Токсикант оказывает негативное влияние на биохимическое потребление кислорода, процессы нитрификации и жизнеспособность сапрофитной микрофлоры воды водоемов. Пороговая концентрация вещества по общесанитарному признаку вредности составляет 0,004 мг/л, а недействующая - 0,001 мг/л.
3. В условиях хронического эксперимента соединение оказывает явное общетоксическое действие на организм подопытных особей, реализованное в многочисленных изменениях комплекса показателей. Величина Ыт^ соответствует значению 0,00025 мг/ кг (0,005 мг/л), а недействующий уровень - 0,00005 мг/кг (0,001 мг/л).
4. Веществу присуща особенность проявлять отдаленные последствия (мутагенное и гонадотоксическое действие - самцы
крыс). Пороговым уровнем соединения определена величина 0,005 мг/кг, а недействующим — 0,001 мг/кг (0,02 мг/л).
5. Экспериментально обоснованная ПДК тетраметилтетразена в воде водоемов составляет 0,001 мг/л. Лимитирующие факторы вредного действия — общесанитарный и санитарно-токсикологический.
Литература
1. Вредные химические вещества в ракетно-космической отрасли: Справочник / Сост. Л.Н. Селиванова [и др.]; под ред. В.В. Уйбы. М.: ФМБА; ФМБЦ им. А.И. Бурназяна, 2011.
2. ГОСТ 12.1.007-76 (1999). Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. Введ. 1977-01-01. М.: Межгосударств. комитет по стандартам, 1982. Переиздан (сентябрь 1999 г.) с изм. № 1, 2, утв. в сентябре 1981 г., марте 1989 г. (ИУС № 12-1981 г. и № 6-1990 г.).
3. Елинов Н.П., Заикина Н.А., Соколова И.П. Руководство к лабораторным занятиям по микробиологии: Учебное пособие / Под ред. Н.П. Елинова. М.: Медицина, 1988.
4. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990.
5. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984.
6. Методические указания по изучению мутагенной активности химических веществ при обосновании их ПДК в воде / Сост. В. С. Журков, Г.Н. Красовский, З.И. Жолдакова [и др.]. М., 1986. Утв. 12.06.1986 г. Рег. № 4110-86.
7. МР № 1744-77. Методы экспериментального исследования по установлению порогов действия промышленных ядов на генеративную функцию с целью гигиенического нормирования / Сост. И.В. Саноцкий [и др.]. Утв. 10.07.1977 г. М.: НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, 1978.
8. Муравьев А.Г. Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами. СПб.: Крисмас, 2004.
9. МУ 2.1.5.720-98. Обоснование гигиенических нормативов химических веществ в воде водных объектов хозяйственно -питьевого и культурно-бытового водопользования. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава РФ, 1999.
10.МУ № 2492-81. Методические указания по изучению гонадотоксического действия химических веществ при гигиеническом нормировании в воде водоемов / Под ред. Г.Н. Красовского. Утв. 05.11.1981 г. М., 1981.
11. МУ № 3 2926-83. Методические указания по изучению эмбриотропного действия химических веществ при гигиеническом обосновании их ПДК в воде водных объектов / Г.Н. Красовский [и др.]. Утв. 22.09.1983 г. М., 1984.
12.Наурызбаев М. Загрязнение почв, воды и растений территорий Казахстана компонентами ракетного топлива в результате ракетной деятельности. Доступ: http://www.unece.org/fileadmin/DAM/ ie/intersol/documents/s27r.pdf (дата обращения: 18.04.2013).
13. Новые аспекты исследования последствий использования «гептила» в ракет-
ной технике / Под ред. Я.Т. Шатрова. М.: Пеликан, 2008.
14.Перспективы развития космической техники в международном сотрудничестве . Доступ: http: //engine. aviaport. r u/ issues/ 51 /page3 6. html (дата обращения: 08.04.2013).
15.ПНДФ 14.1:2.1-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации ионов аммония в очищенных сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера / Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. М., 2004.
16.ПНДФ 14.1:2.3-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрит-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Грисса / Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. М., 2004.
17. ПНДФ 14.1:2.4-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрат-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с салициловой кислотой / Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. М., 2004.
18. ПНДФ 14.1:2:4.123-97. КХА вод. МВИ биохимической потребности в кислороде после n-дней инкубации (БПКполн.) в поверхностных пресных, подземных (грунтовых), пит ьевых, сточных и очищенных сточных водах / Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. М., 2004.
19. Тетраметилтетразен. Доступ: http: / / toxi.dyndns.org/base/gidrazin/gidrazin1/ Tetrametiltetrazen.htm (дата обращения: 17.04.2013).
20.Унифицированные методы анализа вод / Под общ. ред. Ю.Ю. Лурье. М.: Химия, 1971.
21.ФР.1.31.2005.01881 (ред. 2010 г.). Методика определения токсичности проб природных, питьевых, хозяйственно - питьевых, хозяйственно - бы -товых сточных, очищенных сточных,
сточных вод экспресс-методом с применением прибора «Биотестер». ПНД Ф Т 14.1:3:4.2-98 (ред. 2010 г.). СПб.: СПЕКТР-М, 2010.
22.Цыганок В.М. Определение влияния исследуемых веществ на процессы естественного самоочищения при гигиеническом нормировании в области санитарной охраны водоемов / / Сборник научных трудов НИИ гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана. М., 1974. С. 55-58.
23.Carlsen L., Kenessov B.N., Batyrbekova S.Ye. Study on the environmental health impact by the rocket fuel 1,1-dimethyl hydrazine and its transformation products // Environmental Health Insights. 2008. No. 1. P. 11-20.
24.Tennant R. Toxicogenomic classification of toxic effects // Environmental Mutagen
Society EMS 2003: from mechanism to risk assessment. May 10—14, 2003. Fontainebleau Hilton Resort, Miami Beach, Florida, 2003. P. 37-39.
Контакты:
Масленников Александр Александрович,
заведующий лабораторией экологической токсикологии
ФГУП НИИ ГТП ФМБА России,
доктор биологических наук,
старший научный сотрудник.
Тел. раб.: (8442) 78-74-18;
моб.: 905-394-04-47;
факс: (8442) 78-62-60.
E-mail: [email protected]
информация_
Бригада экстренного медицинского реагирования ФГБУЗ «Пермский клинический центр» ФМБА России успешно прошла аттестацию на право проведения аварийно-спасательных работ
Решением территориальной комиссии по аттестации аварийно-спасательных служб, аварийно-спасательных формирований (АСФ) Пермского края бригаде экстренного медицинского реагирования Пермского клинического центра ФМБА России выдано соответствующее свидетельство об аттестации. Подготовка АСФ велась с учетом новых требований аттестационной комиссии, в частности об увеличении до одних суток периода автономной работы, расширении зоны ответственности на всю территорию Пермского края. АСФ поручены работы по ликвидации медико-санитарных последствий чрезвычайных ситуаций на таких видах транспорта, как автомобильный, железнодорожный, воздушный, речной, а также при обрушении зданий, тушении лесных пожаров. Личный состав АСФ включает врача-хирурга, врача-реаниматолога, медсестру-анестезиста, водителя реанимобиля. Весь медицинский персонал аттестован на статус «спасателей».
Заведующей кафедрой неотложных состояний ФГБОУ ДПО ИПК ФМБА России (старшей судьей этапа базовой сердечно-легочной реанимации соревнований служб медицины катастроф и скорой медицинской помощи с российским и международным участием, г. Пермь) М. Бородиной была дана высокая оценка методическому обеспечению и уровню подготовки персонала службы, соответствующим федеральным стандартам и международным рекомендациям. Бригада экстренного медицинского реагирования ПКЦ ФМБА России стала постоянным участником соревнований в профессиональном мастерстве и на равных соперничает с бригадами скорой медицинской помощи, для которых оказание помощи пострадавшим на догоспитальном этапе является повседневной работой.
