ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ К ГИГИЕНИЧЕСКОМУ ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АМИЛЕНОВ (ПЕНТЕНОВ) В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

—

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ К ГИГИЕНИЧЕСКОМУ ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АМИЛЕНОВ (ПЕНТЕНОВ) В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ

Доктор медицинских наук М. И. Гусев, кандидат медицинских наук

К. Н. Пеликанов

Из кафедры гигиены Рязанского медицинского института имени акад. И. П. Павлова

Амилены, или пентены, представляют собой смесь, состоящую из 6 изомерных олефинов: пентена 1, ЦИС и транспентена 2, 2 метилбуте-на, 2 метилбутена-2 и 2 метилбутена-3. Олефины — ненасыщенные углеводороды, состоящие из углерода и водорода; они содержат одну двойную связь. Олефины составляют гомологический ряд этилена.

Для синтеза амиленов наиболее важны и применимы способы дегидратации амиловых спиртов над окисью алюминия при 380—450° или 65% раствором серной кислоты при 90—110°, пиролиз амилацетатов при 500—700°. Амилены также можно получать дегидрированием амиловых спиртов сивушных масел с помощью хлористого цинка. Они содержатся в так называемой амиленовой головке, наиболее низкокипящей части петролейИого эфира, получаемого при крекинге и пиролизе нефти.

Технические продукты амилена имеют температуру кипения 39— 40,5°, с1240 0,6509, 1,3783 и представляют собой смесь всех изомеров с примесью изопентена.

В качестве источников загрязнения атмосферного воздуха олефи-нами первостепенное значение, по всей вероятности, имеют выхлопные газы автомашин. Так, по данным Гутчинсона и Холдена, в Лос-Анжело-се выхлопные газы от автомобилей дают до 88% выброса всех олефинов в воздух К Гар

оп (Наггор, 1961) считает, что в Лос-Анжелосе поступление СпНп в атмосферный воздух от автомашин составляет 70—80%, а в Сан-Франциско — 66%; остальное же количество поступает из бензоколонок и резервуаров с нефтепродуктами.-

При отравлении амиленами наступает наркоз, сопровождающийся слюнотечением. Отмечаются значительное падение артериального давления, учащение пульса, раздражение почек (кровь, белок, цилиндры в моче), спазм голосовой щели. Наркотическая концентрация для мышей при 2-часовом воздействии равна 100—120 мг/л, смертельная — 140—250 мг/л. У кроликов концентрация в пределах 0,15 мг/л по 7 часов в день в течение 20 дней вызывает резкое увеличение числа лейкоцитов и парезы конечностей. На вскрытии особых изменений не обнаруживается (Н. В. Лазарев, 1954).

За последние годы олефины (пентен и гексен) привлекли к себе внимание ряда исследователей в связи с тем, что они являются источниками образования фотохимического тумана («смога») в Лос-Анжелосе.

1 Цнт. В. А. Рязанов, 1961.

В своей работе мы изучали влияние малых концентраций амиленов (пентенов) на организм в условиях хронического эксперимента на животных и проводили некоторые наблюдения за их действием на людей.

Определение амиленов в воздухе проводили по методу Морозова. Принцип этого метода заключается в том, что непредельные углеводороды, реагируя с бромом, присоединяют его по месту двойной связи:

. СН3—СН=СН2+Вг2->СН3—СНВг—СН2В1.

По количеству израсходованного брома определяли концентрацию непредельных углеводородов из расчета на пентен (М. В. Алексеева, 1959)ч

/ 3 5 7 9 13 15171921 1 5 7 9 13 15 17 2123 26 30 2 * 6 912 Февраль март апрель

Концентрация амиленов по месяцам затравки.

Для определения порога запаха амиленов мы использовали методику, рекомендованную Комитетом по санитарной охране атмосферного воздуха при Государственной санитарной инспекции СССР К Обследуемыми были студенты медицинского института в возрасте 20—36 лет. Перед началом определения все обследуемые знакомились с запахом данного вещества. При опросе обследуемые жалоб на расстройства обоняния не предъявляли. Исследование проводилось в течение 10 дней.

В первые 3 дня испытуемая концентрация амиленов оказалась равной в среднем 3,58 мг/м3. Все обследуемые ощущали запах амиленов в

этой концентрации.

Следующая концентрация была равна в среднем 1,79 легДи3. Двенадцать испытуемых во всех случаях ощущали запах амиленов. При концентрации амиленов, равной в среднем 0,75 мг/м3, ни один из обследуемых не ощущал запаха.

Следующим этапом нашей работы являлась динамическая, хроническая затравка белых крыс. Всего в опыте использовано три группы животных по 10 крыс в каждой. Для опытов брали молодых самцов ве-сом 94—160 г. Затравку проводили круглосуточно, в течение 272 месяцев в камерах объемом по 100 л. О влиянии амиленов на организм животных мы судили по общему состоянию, динамике веса, выделению копропорфирина с мочой, активности холинэкстеразы цельной крови,

1 Определение приводили по методике, описанной в сборнике «Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений», 1957, в. III, под ред. проф. В. А. Рязанова.

количеству люминесци-рующих лейкоцитов, изменениям условнорефлек-торной деятельности и результатам патогисто-логических исследований внутренних, органов животных, забитых после затравки.

Для поддержания постоянных концентраций амиленов в камерах гусек с веществом устанавливали в термос с водой, где постоянно поддерживали температуру 29—31°. Данные исследования воздуха на содержание амиленов представлены в виде кривых (см. рисунок). В первой камере, средняя концентрация амиленов оказалась равной 9,8 ±0,51 мг/м3 с колебаниями от 18,9 до 7,15 мг/мг.

Животные второй группы находились в камере, где среднесуточная концентрация амиленов составляла 1,9 ±0,22 мг/м3 при колебаниях от 0 до 4,86 мг/м3.

Примерно через

10—12 дней от начала затравки мы отметили, что животные, помещенные в камеру № 1 на 10—15 дней, отличались своим поведением. Они были возбуждены, в то же время крысы камер № 2 и контрольной вели себя спокойно. В последующем возбужденное состояние у крыс в камере № 1 исчезло. Подобное поведение животных, возможно, обусловлено действием на организм паров амиленов.

В процессе затравки подопытных животных систематически взвешивали.

При статистической обработке полученных результатов мы не полу-

Оч

ч

К

сз а; ^

а

О

5 X

ч со н

УС а

со са

Н Ч

о

о.

0)

• С

еэ

2 х н

о оа

£

се и <и 00

»и

о о

>>

и 3 о.

X

>>

X

С*

о

еО X

Л

н

г»

У

о л О.

т

х х

н

>>

и

со л

эХ О Э* О

г

X

п.

X

-В-

о.

о

с

о

а.

с

о

X

О)

-

а> 22

см см

> СО

ю см

> со

> »—«

о

5 *

03

аз

а н

СО

со

С* О

О.

О)

С

> см

со см

о

см

ю

СО

см

о

м

ъ о сх н

•"Г-

о

иг

ю см

сО тГ

СО —

О 05 СО СО

СО —

^ см

Ю О СМ

— ^ ю ^

СО —'

со О

00 с\)

см —

^ ю

1С ю

СО —

СМ СО ^ «О

СО

0> СО

о чр

СО —

СМ СО —

»к ^ СМ —'

со 00

1С см »»

см —

— г^.

СО о

л

СО —'

1С

5 О —'

г- о

—

00 —

>>

а 2 си

X

>>

X

ее о

со ,

о 2 а. и:

СО

о %

«V)

со

X

СО X X а.

= СО

•е- х

Си х О Си С X

!•-§: о с

о

Си С

н §

о *

¥ н

«=; о

с

о

X §

СО

«и

см см •к

о

+1 0>

К X

я

со

Си

н

X О)

а

X

о

о г-г- см

СО —«

г^ см

СО 00

см о

1С г— О —1

со —•

СО —

— см «к ^

со —

1С со

со

л

со —

см аэ см см

гч

со —•

О со 1С о

л #ч

см —

О

00 СМ

о —

00 СО СМ —

—'

СО СМ ^ »»

см —

СО О

о см №

см —

СО

>>

а 2 си

X

К о

о

2

Си »

со о

О)

со <\>

V и со

СО о

2 СО ""

2= со х а: о, ^

5 ^

■в* X

си х о си

С X

£• си

о С X о

Си

с

н §

о

X £

О стз

ига

§

со

ю

•ч

о

+1

00 №

СТ5

К X

сг со си н

X си Й X

о

00 О 1С СО

со —•

со

СО 1С ^ «к

СО —

00 оо со О

^ см

00 — СМ со

СО —"

О 1С

ю см «к

см —

— ^

тГ Г-•к ••

СО —«

О СТ5

Г^. оо

•Ч «к

СО —'

00 00 00 ^

см —«

00 СО СМ •к »»

с^ —'

со 1С 1С

см —

О) см см ^г •к ^

см —

1С см Ю со

см —

00 — СТ) СО

>> о

у 2

А си Си X X

со

>> О

о со

5 о X о

СО ^ £

^ со -гг X си х

О Он С X

а-а

с о

X

о ш н о а> ВТ X «=: о

о с о

Си

с о

X

ь а> э*

о

СО

чили достоверных данных, указывающих на увеличение или уменьшение веса животных в камерах № 1 и 2 по сравнению с контролем.

Для восстановительного периода были характерны некоторое увеличение веса у крыс в камере № 1 и дальнейшее нарастание веса у животных, помещенных в камеру № 2, в то время как у контрольных животных вес остается почти без изменений. Статистически достоверное увеличение веса после затравки по сравнению с контролем отмечается у животных из камеры № 2. Создается впечатление, что амилены в малых концентрациях стимулируют увеличение веса животных.

Изучение порфиринового обмена при гигиеническом нормировании предельно допустимых концентраций веществ в атмосферном воздухе за последние годы было проведено при ряде исследований (М. И. Гусев, 1961; Г. И. Соломин, 1961; Т. М. Шульга, 1961; Ли-Шен, 1962).

Мы изучали порфириновый обмен у крыс при хронической затравке их амиленом. Сбор мочи проводили один раз в неделю в течение суток. Экстрагирование копропорфирина из мочи проводили по методу Фишера, а качественное и количественное исследование — спектрофотометри-ческим методом на фотоэлектрическом спектрофотометре СФ-5. Всего было сделано по 10 проб у животных во время затравки и по 3 пробы в восстановительном периоде. Результаты исследования копропорфири-• на в моче представлены в табл. 1.

Расчет показывает, что круглосуточная хроническая затравка белых крыс амиленами б концентрации 9,8 мг/мг приводит к увеличению порфиринового обмена в перерасчете на 100 г веса животных по сравнению с контролем (достоверность 35%). Повышенное выделение копропорфирина с мочой продолжалось и после прекращения затравки животных немного больше месяца.

У животных, затравленных амиленами в концентрации 1,9 мг/м*, изменений в порфириновом обмене по сравнению с контролем не отмечено.

При установлении предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений определение активности холинэстеразы было проведено рядом исследователей (Г. И. Соломин, 1961; Р. Убайдуллаев, 1962; Ли-Шен, 1962; Д. Г. Одошашвили, 1962). Определение активности холинэстеразы цельной крови у крыс при хронической затравке их парами амиленов мы проводили по методике, разработанной А. А. Покровским (1953), с изменениями А. П. Мартыновой (1958). Активность холинэстеразы определяли по одному разу до затравки, 6 раз во время затравки и по 2 раза в восстановительный период. Результаты исследования представлены в табл. 2.

Таблица 2

Активность холинэстеразы цельной крови у крыс (в минутах)

Концентрация (в мг/мг) До затравки 25/1 Период затравки Период восстановления

13/Н 23/П в/т ч* з/ш 4/1V 17/1V 27/1У 10/У

Контроль 1,9 1 9,8 1 38,4 38,0 0,44 39,4 1,30 38,6 39,0 0,84 38,5 0,32 « 38.3 39,5 1,68 40.4 2,73 а 39,7 40,7 0,92 46,0 4,70 б 39,5 41,0 1,23 48,0 6,54* 39,0 40,4 2,15 57,0 12,15* 40,2 41,0 1,43 60,0 8,15* 40,0 40,6 0,78 43,4 5,15* 41,0 39,4 2,08 40,0 2,0

Примечание. Степень достоверности а — 95%, б — 99%, в — 99,9°/о.

Достоверные изменения, указывающие на снижение активности холинэстеразы животных, отмечались с 23-го дня у первой группы до конца периода затравки. Только через 25 дней восстановительного

периода активность холинэстеразы полностью нормализовалась. У животных второй группы статистически достоверных данных, свидетельствующих об отклонении активности холинэстеразы крови в сторону увеличения или уменьшения, не отмечается. Таким образом, средняя концентрация амиленов 1,9 мг/м3 не изменяет активности холинэстеразы цельной крови.

При нормировании вредных веществ в атмосферном воздухе люминесцентный анализ лейкоцитов впервые был применен в лаборатории кафедры коммунальной гигиены ЦИУ научным сотрудником А. Д. Се-мененко. Мы использовали этот метод исследования во время затравки белых крыс парами амиленов. У животных периодически брали кровь и определяли в ней процентное содержание люминесцирующих лейкоцитов. С этой целью на предметное стекло меланжером для лейкоцитов наносили разведенную светящуюся краску, заполненную до метки 1, и кровь до метки 0,5. Содержимое перемешивали, накрывали покрывным стеклом и через 1—2 часа просматривали под микроскопом, снабженным люминесцирующим устройством ОИ-17. В каждом мазке всего насчитывалось по 200 лейкоцитов, в том числе и люминесцирующих. Результаты подсчетов представлены в табл. 3.

Таблица 3

Количество люминесцирующих лейкоцитов (в %)

Концентрация (в мг/ма) До затравки Период затравки Период восстановления

24/1 12/Н 22/Н 7/111 22/1II 3/1У 17/1V 27/IV 10/У

Контроль 1,9 1 9,8 1 4.5 3,4 0,90 3.6 0,47 3,4 4,0 1,36 2,8 0,57 4,2 3,5 0,65 5,1 0,64 2,8 3,2 0,49 11,6 5,30а 2,6 2,3 0,26 7,5 5,30в 2,3 1,6 0,50 а, 6 2,68а 2,8 2,2 0,40 2,2 0,39 3,4 1,9 1,07 1,7 1,43 2,6 1,8 1,29 1,9 1,13

При статистической обработке полученных результатов оказалось, что через 1 месяц 7 дней от начала затравки у животных первой группы произошло достоверное увеличение количества люминесцирующих лейкоцитов по сравнению с контролем. Повышенное количество люминесцирующих лейкоцитов удерживалось примерно в течение месяца, а потом вновь снизилось до нормы и продолжало удерживаться на таком уровне до конца затравки и в течение 25 дней восстановительного периода.

У животных второй группы количество люминесцирующих лейкоцитов по сравнению с контролем не изменилось.

Метод условных рефлексов широко применяют в хронических экспериментах при установлении предельно допустимых концентраций токсических веществ в атмосферном воздухе (Ю. В. Новиков, Н. Ф. Изме-ров, М. И. Гусев, Я. Г. Двоскин и др.). Мы брали для опыта 10 белых крыс-самцов весом 100—160 г. В камеры № 1 (малая концентрация) и 2 (большая концентрация) помещали по 4 крысы, а в камеру № 3 (контроль) — 2. Условные рефлексы вырабатывались в камере Л. И. Котля-ревского по ускоренной методике, описанной Я. Г. Двоскиным. У крыс был выработан стереотип, состоящий из двух положительных сигналов: звонок — свет, свет — звонок.

Небольшие изменения условнорефлекторной деятельности наблюдались только у крыс, подвергавшихся действию амиленов в концентрации 9,8 мг/м3.

Нарушения высшей нервной деятельности проявились в некотором увеличении латентного периода на звонок и свет, в единичных выпадениях рефлексов на свет и в фазовых состояниях. Указанные изменения

условнорефлекторной деятельности стали проявляться с 5-й недели затравки. В восстановительный период функция коры головного мозга подопытных крыс в течение первых 2 недель после оскончания затравки нормализовалась.

После затравки часть подопытных животных была подвергнута па-тологоанатомическому исследованию. Макроскопических изменений у них обнаружено не было. Патогистологические изменения у крыс, затравленных концентрацией 9,8 мг/м3, обнаружены главным образом в легких в виде бронхита, перибронхита, очаговой и сливной катаральной и интерстициальной пневмонии, эмфиземы с кровоизлиянием и полнокровием сосудов.

Для меньшей концентрации (1,9 мг/м3) характерны некоторые изменения легочной ткани в виде катарального бронхита и перибронхита, интерстициальной пневмонии, небольшого кровоизлияния и полнокровия сосудов К

Выводы

1. Порог обонятельного ощущения амиленов равен 1,8 мг/м3, а неощутимая концентрация — 0,75 мг/мг.

2. Круглосуточная в течение 2Vs месяцев затравка белых крысами-ленами в концентрации 9,8±0,51 мг/м3 вызывает статистически достоверные изменения порфиринового обмена в сторону его повышения, снижение активности холинэстеразы и увеличение числа люминесцирующих лейкоцитов. Кроме этого, у животных происходит нарушение условно-рефлекторной- деятельности. При микроскопии в органах у забитых животных зафиксированы патогистологические изменения, главным образом в легких.

3. Концентрация амиленов 1,9±0,22 мг/мг при тех же условиях затравки отмеченных изменений не вызывает, за исключением незначительных сдвигов, обнаруженных после вскрытия животных.

Среднесуточная предельно допустимая концентрация амиленов для атмосферного воздуха должна быть ниже 1,9 мг/мъ.

ЛИТЕРАТУРА

Алексеева М. В. Определение атмосферных загрязнений. М., 1959.— Вел и ч-к о Ф. К. В кн.: Краткая химическая энциклопедия. М., 1961, т. 1, стр. 168. — Д в о с-кин Я. Г. Гиг. сан., 1961, № 10, стр. 41.—Мер ко в А. М. Общая теория и методика санитарно-статистического исследования. Мм 1960. — Рязанов В. А. Руководство по коммунальной гигиене. М., 1961, т. 1.

Поступила 6/XI 1962 г.

EXPERIMENTAL DATA FOR HYGIENIC SUBSTANTIATION OF MAXIMUM

PERMISSIBLE CONCENTRATION OF AMYLENS (PENTENS) IN THE

ATMOSPHERIC AIR

M. /. Gusev, Doctor of Medical Sciences, K. N. Chelikanov, Candidate of Medical

Sciences

Dynamic poisoning of white rats with amylens (pentens) was performed in two poison chambers, containing air with average concentrations of 9.8 and 1.9 mg/m3, for a period of 2V2 months. Amylen at a concentration of 9.8 mg/m3 produced statistically significant shifts: a rise in porphyrin metabolism, a fall in cholinesterase activity and an increase ir> the number of luminescent leucocytes. The animals presented disturbances of the conditioned reflex activity. An autopsy of poisoned rats revealed pathohistologic lesions of internal organs. The daily average amylen concentration of 1.9 mg/m3 did not produce any of the mentioned shifts, except for insignificant pathohistologic lesions. Consequently, the maximum permissible daily average concentration of amylen in the atmospheric air should be within 1.9 mg/m3. The threshold value of smell determined in tests on humans comprised 1.8 mg/m3.

1 Патологоанатомическое исследование было проведено в Рязанской областной больнице имени Н. А. Семашко прозектором А. Е. Гусевой.