CC BY
11
Краткие сообщения
УДК 614.72:546.711]:в13.155.3
В. М. Пазынич, В. Ф. Гагара, А. В. Подлозный
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ДВУОКИСИ МАРГАНЦА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
Запорожский медицинский институт
Данные экспериментальных работ и клинических наблюдений отечественных и зарубежных исследователей показывают высокую степень токсичности соединений марганца, которые присутствуют в выбросах предприятий металлургической промышленности. Существующая ПДК марганца (0,1 мг/м3) установлена более 30 лет назад расчетным путем, исходя из ПДК для воздуха рабочей зоны производственных помещений. В последние годы рядом
Мученых установлено токсическое действие аэрозолей соединений марганца при вдыхании животными и человеком в концентрациях, близких к среднесуточной ПДК для атмосферного воздуха [1, 6, 7].
Целью наших исследований являлось экспериментальное изучение биологического действия двуокиси марганца на организм лабораторных животных и обоснование дифференцированных ПДК в атмосферном воздухе. В экспе-1 рименте изучали общетоксическое, гонадотропное и аллергенное действие двуокиси марганца на организм самцов белых крыс с исходной массой 120—150 г. Затравку проводили в горизонтальных камерах емкостью 128 л с подачей воздуха из расчета 50 л в минуту, что обеспечивало необходимый воздухообмен и оптимальные параметры микроклимата.
Подаваемые в камеры концентрации контролировали химическим способом с персульфатом аммония 14].
В связи с широким использованием марганца в промышленности и с целью получения достоверных результатов исследований изучение биологического действия и гигиеническое обоснование ПДК двуокиси марганца проводили в два этапа. ^U Первый этап — круглосуточная затравка животных ^^ 3 групп в течение 35 сут концентрациями 11,7± 1,13, 4,7±0,39 и 1,8±0,15 мг/м3, 4-я группа служила контролем. Результаты первого этапа исследований применены для установления ПДК двуокиси марганца с учетом недействующих концентраций вещества, прогнозируемых по методике, основанной на изучении зависимости концентрация — время — эффект [51.
Второй этап — затравка животных аэрозолями двуокиси марганца в концентрациях 47±4, 21,2±2,97, 4±0,22, 1,7±0,09, 0,31 ±0,044, 0,1 ±0,007 и 0,02±0,002 мг/м3. В каждой серии затравки была контрольная группа. Опытные и контрольные группы состояли из 10 самцов белых крыс. Длительность ингаляционного круглосуточного воздействия вещества для всех групп определялась временем появления статистически достоверных изменений биологических показателей. Результаты второго этапа исследований использованы для установления ПДК двуокиси марганца в атмосферном воздухе, прогнозируемых по методике, основанной на изучении зависимости концентрация — время [2].
Показателями общетоксического действия двуокиси марганца служили общее состояние животных, масса тела, суммационно-пороговый показатель (СПП), количество эритроцитов, гемоглобина,.лейкоцитов в крови, люминесценция лейкоцитов, лейкоцитарная формула, фагоцитарная активность нейтрофилов, содержание SM-групп в крови, активность ферментов — холинэстеразы, каталазы ^ и пероксидазы в крови, содержание оксигемоглобина в
крови, показатели ориентировочной реакции, сохранение выработанного оборонительного рефлекса, действие эта-минала натрия с учетом теста бокового положения, а также данные патоморфологическнх исследований. Для установления аллергенного Действия изучали реакцию специфического лизиса лейкоцитов (РСЛА) и лейкоцитарную формулу периферической крови. Показателями гонадо-тропного действия служили время подвижности, кислотная резистентность и процент патологических форм сперматозоидов.
При воздействии концентраций двуокиси марганца 47—4,7 мг/м3 у крыс отмечали вялость, взъерошенность шерсти, некоторое снижение аппетита, у 2 — паралич задних конечностей. Действие аэрозолей двуокиси в концентрациях от 0,02 до 1,8 мг/м3 не сопровождалось изменениями внешнего вида и поведения животных за исключением некоторого возбуждения в начальном периоде затравки. При хронической затравке в течение 1704 ч концентрацией 0,02 мг/м3 отмечено повышение аппетита у животных этой группы, что привело к статистически достоверному увеличению массы тела. В других опытных группах со стороны массы тела существенных различий по сравнению с контролем не отмечено.
Результаты изучения нервной системы животных свидетельствуют о специфическом действии марганца на это существенное звено организма. СПП свидетельствовал о целесообразном развитии процессов возбуждения и торможения в ЦНС п зависимости от периода исследования и концентрации. В конечном итоге при длительном ингаляционном воздействии концентрации 0,02 мг/м3 к 96-м суткам, а концентрации 11,7, 4,7 и 1,8 мг/м3 соответственно ко 2,5 и 26-м суткам развивается процесс устойчивого торможения. Двуокись марганца также угнетает выработанный условный рефлекс, причем степень угнетающего действия прямо пропорциональна концентрации вещества и времени его воздействия. О развитии тормозных процессов в ЦНС можно судить и по данным изучения действия этаминала натрия при внутрибрюшинном введении с учетом теста бокового положения. При воздействии концентрации 0,02 мг/м3 удлиняется период сна контрольных животных и укорачивается по сравнению с контролем латентный период его наступления. По данным определения ориентировочной реакции установлено, что концентрации от 0,31 до 0,02 мг/м3 активизируют безусловный рефлекс у животных, вероятно, за счет растормаживания подкорки на фоне торможения коры головного мозга и угнетения условных рефлексов.
Действие двуокиси марганца на красную кровь проявилось следующим образом: малые концентрации (1,7— 0,02 мг/м3) вызвали стимуляцию гемопоэза — увеличение количества эритроцитов и гемоглобина в периферической крови, а более высокие концентрации (21,2—1,8 мг/м3) привели к снижению содержания эритроцитов и гемоглобина после некоторого его увеличения в начальный период затравки.
Активность ферментов крови — пероксидазы и холинэстеразы — подавлялись при действии всех изученных концентраций. Снижению активности предшествовал период их повышения в начале затравки. Волнообразное
Таблица 1
Пороговые и недействующие концентрации (в мг/м3) двуокиси марганца по различным показателям биологического действия
Пороговые относительные отклонения от СПП Активность пероксидазы крови Активность каталазы крови Количество лейкоцитов с измененный свечением ядер
контроля, % А Б А Б А Б А Б
0 (ПДК) 1 5 10 30 0,0017 0,0130 0,0630 0,1390 0,7940 0,0003 0,0116 0,0613 0,1370 0,7870 0,0015 0,0076 0,0322 0,0631 0,1900 0,0003 0,0064 0,0309 0,0619 0,1880 0,0055 0,0138 0,0501 0,1040 0,5140 0,0017 0,0091 0,0447 0,0974 0,4940 0,0017 0,0035 0,0107 0,0201 0,0624 0,0003 0,0021 0,0093 0,0186 0,0606
Примечание. Доверительная вероятность 0,95 (А) и 0,99 (Б).
течение проявлялось в изменении активности каталазы крови. Содержание БМ-групп в крови жизотных снижалось при действии концентраций от 47 до 0,1 мг/м3 с некоторой тенденцией к увеличению в начальном периоде. Аэрозоли всех изученных концентраций приводили к угнетению фагоцитарной активности нейтрофилов, увеличению количества лейкоцитов с патологическим свечением ядер при люминесцентной микроскопии.
Исследования лейкоцитарной формулы крови показали эозинофилию при действии концентраций 0,02—1,7 мг/м3 и снижение количества эозинофилов при действии концентраций выше 1,7 мг/м3.
Содержание палочкоядерных нейтрофилов возрастало при действии малых концентраций (0,02, 0,1 мг/м3) и снижалось при затравке концентрациями 0,31 мг/м3 и выше. Отмечено снижение содержания сегмснтоядерных нейтрофилов при концентрациях 1,7 и 0,31 мг/м3, другие изученные концентрации приводили к увеличению их количества. Количество моноцитов колебалось в незначительных пределах.
Исследования аллергенного и гонадотропного действия двуокиси марганца проводили с малыми концентрациями— 0,31, 0,1 и 0,02 мг/м3. Отмечено некоторое повышение аллергических реакций в организме животных при воздействии вещества в концентрации 0,31 мг/м3 на 20-е сутки затравки и 0,02 мг/м3 — на 71-е сутки затравки.
Достоверное снижение времени подвижности сперматозоидов отмечено на 45-е сутки затравки концентрацией 0,31 мг/м3 и на 58-е сутки концентрацией 0,1 мг/м3; патологических форм и изменений кислотной резистентности сперматозоидов не выявлено. Проявление аллергического и гонадотоксического действия находилось ниже порога общетоксического.
При морфологическом исследовании органов экспериментальных животных установлены патологические изменения в легких, печени и головном мозге. Степень поражения находилась в прямой зависимости от концентрации двуокиси марганца.
На основании данных первого этапа исследований рассчитаны на ЭВМ пороговые и не действующие на организм
животных концентрации двуокиси марганца при различной доверительной вероятности на длительный период (год и более). В табл. 1 приведены концентрации вещества по лимитирующим параметрам биологического действия.
Как видно из табл. 1, недействующие концентрации двуокиси марганца различны в зависимости от доверительной вероятности. Учитывая, что в биологии и медицине принята доверительная вероятность 0,95, можно полагать, tf что для обоснования среднегодовой ПД К следует ориенти- * роваться на концентрации вещества при этой доверительной вероятности по лимитирующим параметрам функционального состоянии организма.
При анализе данных второго этапа исследований установлено, что все изучаемые концентрации оказались действующими. Зависимость времени появления первых ста- , тистически достоверных параметров функционального состояния организма от концентрации вещества была наиболее выраженной по изменению активности холинэстеразы, СПП, количества эритроцитов, гемоглобина, SH-rpynn активности пероксидазы и каталазы в крови.
В соответствии с полученными прямыми концентрация — время [2] определены основные параметры токсичности и опасности аэрозолей двуокиси марганца (табл. 2).
Сравнивая прогнозируемые недействующие концентраций двуокиси марганца по двум этапам экспериментальных исследований, видим, что при обосновании ПДК этого вещества в атмосферном воздухе по лимитирующим параметрам функционального состояния организма животных наименьшие концентрации оказались сходными: 0,0015—0,0017 мг/м3 (см. табл. 1) и 0,0012—0,0017 мг/м3^ (см. табл. 2), что подтверждает надежность полученных результатов. Наименьшую концентрацию, округленную до 0,001 мг/м3, можно рекомендовать как среднегодовую ПДК двуокиси марганца в атмосферном воздухе.
С учетом соотношения между рекомендуемыми дифференцированными по времени ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе для большинства атмосферных загрязнений [3] могут быть предложены следующие ПДК: максимально разовая 0,001 мг/м3, среднесуточная 0,005 мг/м3, среднемесячная 0,002 мг/м3, среднегодовая 0,001 мг/м3.
Таблица 2
Параметры токсичности и опасности двуокиси марганца в соответствии с прямыми концентрация — время
Показатель биологического действия Угол наклона прямой концентрация—ьремя, град. Класс опасности Порог острого Действия к 4 ч, Mr/vJ Порог хро-нич еского действия к 4 мес, мг/м* Коэффициент запаса Недействующие концентрации, мг/м'
Активность холинэстеразы в крови и СПП 146 II 280 0,012 10 0,0012
Количество эритроцитов и гемоглобина в
крови 145 II 270 0,015 9 0,0017
Активность пероксидазы крови 144 II 260 0.02 8 0,0025
Активность каталазы крови 143 II 255 0.022 7,5 0,0029
Содержание БН-групп в крови 143 II 250 0,025 7,5 0,0033
ЛИТЕРАТУРА
1. Докучаева В. Ф., Скборцова И. Н. — В кн.: Биологическое действие и гигиеническое значение атмосферных загрязнений. М., 1966, вып. 9, с. 173—183.
2. Пинигин М. А. Биологическая эквивалентность в решении методических задач гигиенического регламентирования атмосферных загрязнений. Автореф. дис. докт. М., 1977.
3. Пинигин М. А., Григоревская 3. П. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. М., 1978,
вып. 6, с. 64—68.
4. Соловьева Т. В., Хръ;талева В. А. Руководство по методам определения вредных веществ в атмосферном воздухе. М., 1974, с. 97—90.
5. Шандала М. Г., Пазынич В. М., Подлозный А. В. — Гиг. и сан., 1977, № 3, с. 74—79.
6. Nogawa К-. Kobayashi £., Sakamoto М. et at. — Jap. J. publ. Hlth. 1973, v. 20, p. 315—326.
7. Suzuki Y. — Jap. J. industr. Hlth, 1970, v. 12, p. 529— 533.
Поступила 14.09.83
УДК 614.77:615.28S.7]-074
10. H. Талакин, JI. Т. Волошина
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ РЕГЛАМЕНТЫ СОДЕРЖАНИЯ МОНУРОНА
В ПОЧВЕ
Донецкий медицинский институт им. М. Горького
Химические средства защиты растений и борьбы с потерями урожая — значительное достижение современной науки, применение их дает большой экономический эффект [61. Вместе с тем все возрастающее использование пестицидов создает потенциальную опасность для здоровья населения [5]. Ввиду этого актуальным направлением профилактической гигиены является регламентирование содержания их в почве в количествах, безопасных для здоровья человека [4, 9, 10J. В современной литературе отсутствуют сведения о нормировании предельно допустимого содержания гербицида монурона в почве.
Монурон (Ы-4-хлорфенил-М1,М1-диметилмочевина) —белое кристаллическое вещество или светло-серый порошок с температурой плавления 164 °С. В воде при 21 °С растворяется 230 мг/л, плохо раствормим в органических растворителях. Мунорон вносят в почву в виде смачивающегося порошка, который содержит 80% действующего начала. Способ применения — опрыскивание водной суспензией до появления исходов сорняков на хлопковых полях, виноградниках, чайных плантациях.
В ряде исследований, проведенных на предприятиях по производству монурона, у работающих установлено снижение антитоксической функции печени и альбумин-глобулннового коэффициента, а также жалобы на головную боль, повышенную потливость, неприятные ощущения в области сердца [1, 2].
Целью настоящей работы являлось обоснование ПДК монурона в почве. Для установления допустимого уровня согласно «Методическим рекомендациям по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почве», утвержденным Минздравом СССР 5/VIII 1982 г., определили следующие показатели, отражающие основные пути возможного опосредованного воздействия химических веществ из почвы на организм человека: общесаннтарный (влияние на самоочнщающую способность почвы н микро-
биоценоз), миграционный водный (переход в грунтовые воды), транслокационный (переход в растения), миграционный воздушный (миграция в атмосферный воздух). Исследования выполнены в лабораторных и натурных условиях с использованием химических, физико-химических, бактериологических и статистических методов. Для определения монурона в объектах окружающей среды (воде, почве, воздухе, растениях) использован метод тонкослойной хроматографии [8|. Выделение из почвы и подсчет микроорганизмов выполнены в соответствии с «Методическими указаниями по санитарно-микробиологи-ческому исследованию почв» [7|.
Стабильность монурона изучали на почвах легкого механического состава (дерново-слабоподзолистой и дерново-подзолистой) при различном рН (4,0, 7,0 и 9,0). В связи с тем что для пестицидов установлена закономерность изменения сроков сохранения их в почве от дозы и с повышением дозы увеличивается время сохранения препарата, стабильность монурона исследовали с максимально используемой в сельскохозяйственной практике дозой (50 мг/кг). Процент разрушения монурона в 1-е сутки составил 18, поэтому остаточные количества препарата определяли на 1, 5, 10, 20, 30, 60 и 120-е сутки. Как следует из данных табл. 1, в одном и том же типе почвы при различном рН скорость разложения препарата была неодинакова. Так, на 120-е сутки остаточные количества монурона при рН 7,0 составили 28,7 мг/кг, при рН 4,0 — 25,7 мг/кг, при рН 9,0 — 19,4 мг/кг. На основании данных, полученных при определении остаточных количеств монурона в почве, рассчитан период полного разрушения этого пестицида (Т 99). Оказалось, что монурон наиболее длительно сохраняется в нейтральной среде, при этом Т 99= 1483 сут. Такая значительная длительность сохранения монурона в почве позволила сделать заключение о необходимости нормирования его в почве.
Таблица 1
Динамика разложения монурона (50 мг/кг) в дерново-слабоподзолистой почве при различном pH
Срок отбора проб, сутки pH 4.0 pH 7.0 pH 9,0
x±Sx о xdcSx о x±Sx о
1-е 42,0 ±0,836 1,183 41,7±2,091 2,958 43,4 ±1,255 1,775
5-е 40,2±1,045 1,479 41,4 ± 1,255 1,775 39,4 ±1,255 1,775
10-е 38,7±1,255 1,775 40,2±1,045 1,479 37,4 ±1,255 1,755
20-е 36,4 ±1,255 1,755 37,8±1,464 2,071 35,0 ±1,673 2,366
30-е 35,2±2,091 2,958 36,7 ±1,255 1,755 32,7 ±2,51 3,55
60-е 31,7±1,255 1,755 33,4 ±2,091 2,958 31,0±1,255 1,755
120-е 25,7±2,51 3,55 28,7 ±1,673 2,366 19,4 ±2,091 2,953
