CC BY
5
УДК 613.32:547.546
А. А. Королев, Т. В. Войцеховская, М. В. Богданов, М. В. Арсеньева, Т. А. Захарова
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ К ГИГИЕНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ ДИ НИТРОТОЛУОЛА И ТРИ НИТРОБЕНЗОЛА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
I Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова
Динитротолуол (ДНТ) и тринитробензол (ТНБ) представляют собой бледно-розовые или желтоватые кристаллы без запаха, хорошо растворяющиеся в органических растворителях. Растворимость в воде ДНТ 70 мг/л, ТНБ 120 мг/л. Они находят применение в производстве пластмасс, гербицидов и красителей, могут поступать с производственными сточными водами в водоемы хозяйственно-питьевого назначения. В связи с отсутствием гигиенических нормативов для ДНТ и ТНБ проводились экспериментальные исследования, целью которых явилось определение ПДК этих Ееществ в воде водоемов.
Оказалось, что оба вещества придают воде горький привкус. Пороговая концентрация (1 балл) ДНТ установлена на уровне 0,7 мг/л, а ТНБ — на уровне 1,5 мг/л. Оба вещества способны длительное время сохраняться в воде, стойко изменяя ее органолептические свойства. При стоянии в открытых стеклянных сосудах через 10—15 сутрастворы ДНТ и ТНБ в концентрациях в 5—15 раз выше пороговых приобретали желтовато-розовую окраску, очевидно, за счет перехода веществ из бесцветной бензойной формы в окрашенную ациформу. Такой переход, однако, не сопровождался существенным изменением структуры молекул веществ, поскольку как характер и интенсивность привкуса, так и величины пиков этих веществ при спект-рофотометрии в диапазоне 275—300 см-1 не менялись.
ДНТ в концентрациях до 1 мг/л и ТНБ в концентрациях до 1,5 мг/л не влияют на динамику биохимического потребления кислорода (БПК5 и БПК40), а также на процессы аммонификации и нитрификации органических загрязнений. В более высоких концентрациях эти вещества оказывают тормозящее влияние на процессы минерализации органического загрязнения воды, что связано с их бактериостатическим действием на сапрофитную микрофлору.
В опытах на белых мышах, белых крысах и морских свинках изучена острая токсичность различных доз ДНТ и ТНБ при их пероральном введении в организм животных в растворах растительного масла. Расчет ЬО50 по Литчфилду и Уилкоксону, а также Дейхману и Ле Бланку показал, что оба вещества умеренно токсичны. ЬО50 ДНТ и ТНБ для белых мышей составляют 1250 и 600 мг/кг, для белых крыс — 1000 и 450 мг/кг, для морских свинок — 1300 и 730 мг/кг. Клиническая картина отравления ДНТ и ТНБ у всех взятых в опыт животных была практически одинаковой и характеризовалась симптомами поражения центральной нервной системы, нарушением дыхания, цианозом.
Помимо оценки степени токсичности и видовой чувствительности животных к действию изучаемых веществ, острые опыты позволили рассчитать порядок максимально недействующей дозы (МНД) веществ в хронических экспериментах и с известной степенью точности прогнозировать кумулятив-ность их, используй прием расчета индекса кумуляции (1К) по Б. М. Штаб-скому. Найденные величины 1к для ДНТ на уровне 0,40 и ТНБ на уровне 0,32 свидетельствуют о выраженной кумулятивности обоих веществ. Пользуясь расчетными формулами, предложенными Г. Н. Красовским и С. А. Шиган, с учетом поправочного коэффициента на степень кумулятивности ^ МНД=0,886 ЬО50 3,6+К (К для веществ с выраженными кумулятивными свойствами принят равным 0,5), мы определили ориентировочные МНД для ДНТ на уровне 0,042 мг/кг, а для ТНБ — на уровне
ьа
х (-
к =
я ж
| К
5.
V ■
X
Е п 5
Весовые коэффициенты гонад 3,45+0,28 3,38±0,35 >0,5 3,51 ±0,42 >0,5 3,60+0,32 >0,2
Осмотическая устойчивость сперматозоидов, % физиологического раствора ■в о" +1 о об « о оо ~ — ю см" см
КислотоустоЯчи-вость сперматозоидов, ед. рН 3,10+0,09 3,06±0,083 >0,5 3,14+0,10 >0,3 3,19±0,075 >0,5
Время подвижности сперматозоидов, мин 410+13,0 398+11,3 >0,1 400+12,7 >0,3 368+11,8 >0,1
Число сперматозоидов, тыс. 216+13,75 196+12,42 >0,2 238+18,3 >0,2 175+9,3 >0.1
Число канальцев с XII стадией мейоза 3,2+0,27 4,0+0,38 >0,1 2,75+0,35 >0,1 3,5+0,37 >0,5
Число канальцев со слу-щенным эпителием 4,4+0,80 5,3±1,23 >0,5 3,8+0,77 >0,3 4,3+1,12 >0.5
Количество сперматого-ний 23,6+2,42 22,0+2,14 >0,5 26,7+3,05 >0,1 24,3+2,52 >0.3
Индекс сперматогенеза 3,68±0,027 3,72+0,031 >0,2 3,66+0,041 >0,5 3,65+0,032 >0,5
Дозы ТНБ. мг/кг Контроль см л о ем о о" о О. ем
0,016 мг/кг. Однако окончательное представление о степени кумулятивности и величинах ДНТ и ТНБ можно было получить после экспериментальных исследований в условиях подострых и хронических опытов.
Для оценки кумулятивных свойств ДНТ и ТНБ проведены подострые опыты на белых крысах с использованием доз, равных 11ъ—1/125 ЬЭ50 каждого вещества. Продолжительность опытов 30 дней. Состояние животных оценивали по следующим показателям: динамика веса, число эритроцитов, лейкоцитов, ретикулоцитов, количество ге.моглобина и метгемоглобина, активность холинэстеразы, пероксидазы, ала-ниновой и аспарагиновой трансаминаз, аль-долазы, церулоплазмина. Для характеристики состояния центральной нервной системы изучали динамику изменения СПИ. Возможное аллергенное действие веществ оценивали по показателю агломерации лейкоцитов. В конце эксперимента определяли весовые коэффициенты внутренних органов и активность холинэстеразы печени.
Оценивая результаты подострого опыта, следует отметить, что при интоксикации дозой ДНТ и ТНБ, равной 1/6 ЬО50 этих веществ, погибло по 2 из 10 животных. При введении доз ДНТ и ТНБ, равных 1/10 и х/25 ЬО50, наблюдались статически достоверные (/><0,05—0,01) изменения значительного числа изучавшихся показателей. Доза, равная 1/125 ЬО50, оказалась пороговой, поскольку по некоторым тестам (активность пероксидазы, церулоплазмина, число эритроцитов, СПП) наблюдалась достоверные изменения по сравнению с контролем.
Используя прием оценки степени кумулятивности веществ по результатам подострого опыта, изложенный в «Методических указаниях по разработке и научному обоснованию предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов» (1976), установили, что ДНТ и ТНБ являются высококумулятивными веществами. Вместе с данными острых опытов результаты подострого опыта послужили достаточно хорошим ориентиром для выбора доз ДНТ и ТНБ в хронический эксперимент.
Для выявления степени опасности ДНТ и ТНБ при их длительном поступлении в организм проведены хронические эксперименты на белых крысах-самцах. Каждое вещество с соответствующим контролем испытывали в 3 дозах. В качестве максимальной для ДНТ была выбрана доза 2,5 мг/кг,
для ТНБ — 2 мг/кг. Две последующие дозы были на 1 и 2 порядка ниже и составляли соответственно 0,25 и 0,025 мг/кг для ДНТ и 0,2 и 0,02 мг/кг для ТНБ. При выборе тестов в хронический эксперимент не только учтены результаты подострых опытов, но и введены дополнительные методы, такие, как изучение условно-рефлекторной деятельности, определение ЗН-групп, динамики выведения бромсульфалеина, активности щелочной фссфатазы, количества р-липопротеидов в сыворотке крови. В конце эксперимента исследовали активность холинэстеразы внутренних органов, измеряли весовые коэффициенты, проводили патоморфологические эксперименты.
Наряду с изучением общетоксических свойств ДНТ и ТНБ оценивали возможность влияния испытанных в хроническом опыте доз этих веществ на репродуктивную функцию организма подопытных животных. Изучению подвергали и мутагенную активность ДНТ и гонадотоксическсе действие ТНБ. При оценке аллергенного действия ТНБ изучали агломерацию лейкоцитов, содержание гистамина в крови и внутренних органах. Анализ данных хронического опыта показал, что оба вещества в условиях длительного поступления их в организм животных в дозах 0,25 и 0,025 мг/кг (ДНТ) и 0,2 и 0,02 мг/кг (ТНБ) вызывают статистически достоверные (Я<0,05) изменения активности пероксидазы, щелочной фосфатазы, церулоплазмина, количества БН-групп в крови. Наблюдается нарушение условно-рефлекторной деятельности животных. В дозе 5 мг/кг ТНБ проявлял слабьте аллергенные свойства, что выражалось в достоверном увеличении количества гистамина в крови подопытных животных на 5—б-й месяц затравки. ДНТ в дозе 0,025 мг/кг и ТНБ в дозе 0,02 мг/кг не вызывали изменений в организме подопытных животных по сравнению с контролем.
При оценке результатов влияния испытанных доз ДНТ и ТНБ на репродуктивную функцию животных установлено, что даже в максимальных испытанных дозах (2,5 и 2,0 мг/кг) эти соединения не вызывают увеличения числа хромосомных перестроек в клетках костного мозга подопытных животных. ТНБ во всех дозах не приводил к нарушениям функционального состояния сперматозоидов и морфологическим изменениям семяродного эпителия (см. таблицу). Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии влияния испытанных доз ДНТ и ТНБ на репродуктивную функцию организма и позволяют с большей санитарной надежностью обосновать максимально недействующие дозы и ПДК этих веществ в воде водоемов.
Таким образом, результаты хронических опытов показали, что МНД ДНТ равна 0,025 мг/кг (0,5 мг/л), а ТНБ — 0,02 мг/кг (0,4 мг/л). Сравнивая экспериментально полученные МНД с расчетными, вычисленными по формуле Г. Н. Красовского с поправкой на кумулятивность, предложенной С. А. Шиган (0,04 мг/кг для ДНТ и 0,016 мг/кг для ТНБ), следует отметить хорошее совпадение результатов экспериментального и предварительного расчетного методов. Комплексная оценка всего экспериментального материала и сравнение пороговых концентраций по всем признакам вредности позволили рекомендовать ПДК ДНТ на уровне 0,5 мг/л и ТНБ на уровне 0,4 мг/л. Лимитирующим признаком вредности для обоих веществ следует считать санитарно-токсикологический.
Выводы
1. ДНТ и ТНБ являются умеренно токсичными, но высококумулятивными веществами.
2. Оба соединения в дозах, вызывающих существенные изменения по ряду биохимических и физиологических показателей, не влияют на репродуктивную функцию организма белых крыс.
3. ПДК ДНТ и ТНБ установлена соответственно на уровне 0,5 и 0,4 мг/л. Лимитирующий признак вредности — санитарно-токсикологический.
ЛИТЕРАТУРА. Красовский Г. Н„ Егорова Н. А. — В кн.: Новое в диагностике, лечении, профилактике важнейших заболеваний и методах исследования. М., 1971, с. 118—120. — Ш и г а н С. А. — «Гиг. и сан.», 1973, № 11, с. 15—19,— Штабский В. М. — Там же, № 8, с. 24—28.
Поступила 18/1 1977 г.
EXPERIMENTAL DATA FOR HYGIENIC STANDARDIZATION OF DINITROTOLUOL AND TRINITROBENZOL IN SURFACE WATERS
A. A. Korotev, T. V. Voitsekhovskaya, M. V. Bogdanov, M. V. Arsenieva, T. A. Zakharova
It was established that dinitrotoluol (DNT) and trinitrobenzol (TNB) are moderately toxic, but highly cumulative substances, affecting mainly the central nervous system, the liver and the blood. In the investigated doses no toxic action on the gonads, nor effect on the chromosomal apparatus of bone marrow cells could be revealed. The maximum permissible concentration in the surface waters is set at a level of 0.5 mg/1 for DNT and at a level of 0.4 mg/1 for TNB.
УДК 614.778:628.37:615.9
JI. P. Полищук, С. В. Полищук
ДИНАМИКА РАЗЛОЖЕНИЯ В РАСТЕНИЯХ НЕКОТОРЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ
ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, ПОСТУПАЮЩИХ С ПОЛИВНЫМИ СТОЧНЫМИ
ВОДАМИ
Киевский научно-исследовательский институт гигиены питания
В последние годы в литературе появляются сведения о детоксикации растениями токсических органических веществ, поступающих с поливными сточными водами на земледельческие поля орошения. В частности, С. И. Храмова и Б. Ф. Жирнов изучали динамику содержания хлорор-ганнческнх соединений (дихлорэтан, четыреххлористый углерод) в растениях, орошавшихся промышленными стоками. Авторы отмечают максимальный уровень накопления этих соединений в растениях на 3—4-й день после полива; через 20 дней указанные вещества не обнаруживались. С. И. Храмова и К. С. Бокарев установили, что растения в зависимости от вида с различной скоростью накапливают и разлагают некоторые ароматические углеводороды, поступающие в почву с поливными водами. Этими же авторами показано, что фурфурол, содержащийся в сточных водах гидролизных заводов, исчезает из растений в течение 6—30 ч. Есть сведения о накоплении фенолов в растениях (особенно листьях), орошаемых фенолсодержащимн сточными водами (В. П. Пономарев; А. М. Можейко и В. А. Солод).
Мы проводили лабораторно-полевой опыт на делянках площадью 4 м2 для 2 культур — кукурузы и картофеля. Плотность орошения составляла 25 л/м2, опыт повторяли четырехкратно. Варианты опыта: 1-й —орошение водопроводной водой (контроль); 2-й — однократное орошение модельной стойной водой, содержащей по 200 мг/л фенола, резорцина, пирокатехина, гидрохинона, бензола, пиридина и анилина, а также 30 мг/л нафталина (предел его растворимости в воде); 3-й — четырехкратное орошение той же модельной сточной водой с интервалом в 16—17 дней. После последнего полива растений модельной сточной водой клубни картофеля, зеленую массу (листья и стебли) и корни кукурузы исследовали на содержание изучаемых веществ.
Содержание указанных веществ устанавливали следующими методами. Одноатомные фенолы определяли колориметрическим методом с пирамидоном (П. С. Савченко и соавт.) с хроматографической идентификацией в тонком слое сорбента (Е. А. Друян). Бензол выделяли из продукта путем отгонки с током воздуха через нагретый продукт (3. Н. Болдина) и дальнейшим определением на основе реакции Яновского (И. М. Коренман). Для пиридина пользовались модифицированным нами применительно к сельскохозяйственным культурам методом, который состоит в выделении этого вещества из продукта отгонкой с водяным паром и последующем колоримет-
