CC BY
6
Summary. Toxic properties of the ethyl and bytyl exposed to them for 4 months at a concentration of 1.0 mg/msJ
ethers of diethylene glycol were studied. The olfactory The effects of these ethers produced on the functions of
thresholds (4.5-4.0 mg/m1) of these ethers were determi- the nervous system, liver, and kidneys and cn oxidativej
ned, as were their toxicity thresholds for rats continuously reductive transformations of carbohydrates were assesicr
УДК 614.72:54«.881 ]:613.155.3
С. М. Соколов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ К ОБОСНОВАНИЮ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫХ ПО ВРЕМЕНИ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПЯТИОКИСИ ВАНАДИЯ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
Минский медицинский институт
Использование нефтяного и минерального топлива в энергетике, машиностроении, транспорте, металлургии и других областях народного хозяйства связано с возможностью загрязнения атмосферного воздуха пятиокисью ванадия (А. В. Ро-щин). Нами (С. М. Соколов; Э. М. Шпилевский и С. М. Соколов) в крупном населенном пункте установлено загрязнение воздушного бассейна этим веществом вследствие его поступления с дымовыми выбросами промышленных предприятий, ТЭЦ и автотранспорта. При этом соотношения между максимальными концентрациями различной степени осреднения по времени — 30 мин, 24 ч, 1 мес, 1 год— оказались равными соответственно 10,25, 5, 1,5 и 1. Отсюда следует, что в настоящее время при наличии только среднесуточной ПДК указанного вещества можно оценивать загрязнение лишь по среднесуточным фактическим концентрациям. Между тем концентрации более длительных периодов осреднения (среднемесячные, среднегодовые), имеющие важное гигиеническое значение для определения влияния загрязнения воздуха на состояние здоровья населения, не могут быть оценены ввиду отсутствия соответствующих по времени осреднения ПДК.
В настоящей работе, проведенной с целью обоснования дифференцированных по времени ПДК пятиокиси ванадия в атмосферном воздухе, использована методическая схема эксперимента, базирующаяся на изучении зависимости времени наступления определенных токсических эффектов от содержания вещества в воздухе (М. А. Пини-гин, 1972). Правда, после установления времени наступления первых статистически достоверных изменений изучаемых показателей мы продолжали подвергать лабораторных животных (белых крыс) непрерывному ингаляционному воздействию всех 5 концентраций (20, 10, 5, 1 и 0,1 мг/м8) до конца эксперимента (2880 ч), за исключением концентрации 20 мг/м3, которую применяли в течение 6 ч.
Аэрозоль конденсации пятиокиси ванадия генерировали и дозировали по методике В. М. Пазы-нич. Контроль за концентрациями осуществляли ежедневно колориметрическим методом.
В соответствии с токсикодинамикой вещества у| всех подопытных и контрольных животных ре-| гистрировали следующие показатели: внешний вид, поведение и массу тела, коэффициенты массы ор-| ганов (печени, почек, легких), содержание витамина С в печени, количество 5Н-групп в цельной крови, суммационно-пороговый показатель (СПП),' уровень мочевины, холестерина, общего белка и I белковых фракций в сыворотке крови, количество | эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина, лейкоцитарную формулу крови, активность щелочной фос-фатазы сыворотки крови, холинзстеразы цельной крови, данные тимоловой пробы. По окончании эксперимента (через 2880 ч) проведено патоморфо-логическое исследование внутренних органов (печени, почек, легких). Установлено, что все изученные концентрации пятиокиси ванадия вызывали у большинства животных вялость и снижение аппетита. Наблюдалось воспаление слизистых оболочек глаз, а также выпадение шерсти.
Характер изменений и степень их выраженности зависели от концентраций и времени воздействия. Так, при кратковременном воздействии из расчета 20 мг/м3 у животных до наступления вялости появлялось двигательное беспокойство, в то время как при затравке в концентрации 0,1 мг/м3 вялость развилась лишь в конце эксперимента. При длительной ингаляции относительно высокой дозы (10 мг/м3) у некоторых животных возникли парез задних конечностей и вздутие живота.
Зависимость токсического действия от концентраций пятиокиси ванадия представлена в табл. 1. Из этой таблицы видно, что концентрация 10 мг/м3 приводила к изменению всех 18 изученных биохимических и физиологических показателей, концентрации 5, 16,1, 15 и 0,1 мг/м3 — только 13. У животных статистически достоверно уменьшались содержание холестерина в сыворотке крови, витамина С в печени и прирост массы тела. Уровень же мочевины в сыворотке крови и коэффициенты массы органов увеличивались. Наблюдавшееся в начале эксперимента повышение активности холинзстеразы (Р<0,001) и щелочной фосфатазы (Р<0,05) в последующем сменилось снижением, в то
Таблица I
¡Изменение некоторых показателей функционального состояния животных в процессе хронического воздействия пятиокиси ванадия в различных концентрациях
Показатель
Концентрация пятиокнсн ванадия, мг/м*
10 1 5 1 0.1
Прирост массы тела + + + +
Коэффициенты массы: +
печени + + —
почек + + + +
легких + + + +
Содержание витамина С в пе-
чени + + + +
Содержание общего белка в + +
сыворотке крови — —
Белковые фракции + + + +
Тимоловая проба + + + +
Количество БН-групп в цель-
ной крови + + — —
Уровень мочевины в сыворот-
ке крови + + + +
Эритроциты + — + +
Лейкоциты + + — —
Гемоглобин + — + +
Лейкоцитарная формула крови + + + +
Активность холинэстеразы цель-
ной крови + + + —
Активность щелочной фосфата-
зы сыворотки крови + + + +
СПП + + + +
Содержание холестерина в сы- + + +
воротке крови +
П р и м е ч а н и е. + наличие статистически достозер ных изменений, — их отсутствие.
же время СПП, наоборот, сначала уменьшался (Р< <0,01), а затем увеличивался (Р<0,02). Степень изменения указанных показателей зависела и от длительности воздействия вещества. Например, достоверное возрастание коэффициентов массы почек, количества эритроцитов и гемоглобина, СПП, активности холинэстеразы, витамина С в печени обнаруживалось на 1-м месяце при действии 10 мг/м3 и лишь на 3—4-м — при ингаляции 0,1 мг/м3.
Патоморфологическне изменения в тканях были наиболее выражены при применении вещества в концентрации 10 мг/м3, а нарушения, появившиеся в легких (некробиотические изменения, ми-
кроабсцессы, эмфизема, бронхопневмония, гнойный бронхит), в печени (полнокровие, гемостаз, отек паренхимы), в почках (очаговый нефроз, отек паренхимы), были характерны для действия всех изученных концентраций.
Таким образом, хроническое действие пятиокиси ванадия ведет к нарушению функции центральной нервной системы, угнетению активности ферментов, морфологическим изменениям в легких и паренхиматозных органах, нарушениям кроветворной функции организма, гипохолестеринемии.
Динамическое изучение ряда физиологических и биохимических показателей у подопытных животных позволило установить, что время наступления первых статистически достоверных сдвигов увеличивается по мере снижения содержания пятиокиси ванадия в воздухе. При снижении концентрации вещества с 20 до 0,1 мг/м3 время наступления достоверного уменьшения СПП возросло с 21/а до 240 ч, достоверного повышения активности холинэстеразы — с 1 до 576 ч, активности щелочной фосфатазы — с 3 до 288 ч.
Графическая зависимость концентрация — время для пятиокиси ванадия выражается кривыми типа гипербол, которые аппроксимируются на сетке с логарифмическим масштабом прямыми, что согласуется с установленным М. А. Пиниги-ным (1972) выражением этой зависимости:
1ё С=^С0—Т,
где С — концентрация вещества, вызывающая определенный токсический эффект за время Т; С0 — концентрация, вызывающая тот же эффект за время, равное единице его изменения; а—угол наклона к оси абсцисс.
Возможность графического выражения зависимости концентрация — время при непрерывном ингаляционном воздействии позволила получить основные токсикометрические параметры этого вещества (табл. 2).
В табл. 2 представлены пороговые и недействующие концентрации для различных периодов непрерывного воздействия вещества и коэффициенты запаса, установленные в соответствии с углом наклона кривых концентрация — время. Как видно из табл. 2, пороговые концентрации для различных отрезков времени — 2880, 720, 24 и
Таблица 2
Пороговые и недействующие концентрации пятиокиси ванадия по различным показателям биологического действия
и СПП (угол наклона прямой концентрация—время 139 Холинэстераза (угол наклона прямой концентрация —время 133 ) Щелочная фосфатаза (угол наклона прямой концентрация —время 138°)
Время, пороговая концентрация. мг/м* коэффициент запаса недействующая концентрация. мг/м3 пороговая концентрация. мг/м» коэффициент запаса недействующая концентрация, мг/м* пороговая концентрация. мг/м" коэффициент запаса недействующая концентрация, мг/м1
1 24 720 2880 30 1,25 0,024 0,005 6 6 6 6 5 0,2 0,004 0,00083 20 1,5 0,062 0,017 6 6 6 6 3,3 0,25 0.01 0,0028 38 1,6 0,035 0,0072 5,5 5,5 5,5 5.5 6,9 0,29 0,0063 0,0013
1ч — по наступлению статистически достоверного уменьшения СПП составили соответственно 0,005, 0,024, 1,25 и 30 мг/м3. Поскольку коэффициент запаса, согласно углу наклона кривой концентрация — время, отражающей изменение СПП, равен б, недействующие концентрации колебались от 0,00083 до 5 мг/м3. Установленные аналогичным путем недействующие концентрации для указанных периодов воздействия по наступлению статистически достоверного увеличения активности холинэстеразы цельной крови колебались от 0,0078 до 3,3 мг/м3, а щелочной фосфатазы цельной крови — от 0,0013 до 6,9 мг/м3. Таким образом, соотношения между недействующими концентрациями для часового периода и 2880 ч в зависимости от показателя соответственно равны 6024, 1178 и 5307.
Обращает на себя внимание, что полученные нами в условиях эксперимента соотношения максимальных разовых и среднегодовых недействующих концентраций, отражающих реакции организма на воздействие пятиокиси ванадия, не соответствуют тем соотношениям, которые установлены в натурных условиях. В интересах здоровья населения при гигиеническом регламентировании уровня токсичных веществ в атмосферном воздухе необходимо использовать наиболее жесткие (лимитирующие) показатели, установленные в экспериментальных и натурных исследованиях.
Учитывая, что соотношения между максимальной разовой, среднесуточной, среднемесячной и среднегодовой концентрациями, полученные в натурных условиях, близки среднему соотношению для многих городских атмосферных загрязнителей (М.А. Пи-нигин, 3. П. Григоревская), мы сочли возможным для установления дифференцированных ПДК пятиокиси ванадия использовать средние отношения между максимальными концентрациями 10:4:1,5:1. В связи с этим, приняв наименьшую недействующую концентрацию (0,0008 мг/м3) для 4 мес в качестве исходной, а соответствующее ее увеличение— для других отрезков времени, мы получили скорректированные недействующие концентрации пятиокиси ванадия, которые могут быть рекомендованы
Литература. Кузьмичева М. Н. — Гиг. и сан.,
1966, № 2, с. 53—54. Рощин А. В. Ванадий и его соединения. М., 1968. Пазынич В. М. — Гиг. и сан., 1966, № 7, с. 8. Пинигин М. А. — Вестн. АМН СССР, 1972, № I.e. 83—85. Пинигин М. А., Григоревская 3. П. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. М., 1978, вып. 6, с. 64—68.
Summary. Experimental and field studies were carried out to determine differential MAC values for vanadium pentoxide in the ambient air depending on the duration of exposure to it. The established average daily MAC of vanadium penoxide showed a good correspondence to its no-
b качестве дифференцированных по времени ПДК:| среднегодовая 0,0008 мг/м3, среднемесячная! 0,0012 мг/м3, среднесуточная 0,С030 мг/м3, мак-1 снмальная разовая 0,008 мг/м3. |
Поскольку кривые концентрация — время ин-I тегрально отражают процесс взаимодействия пя-1 тиокиси ванадия и организма, по углу наклона! можно судить о степени опасности вещества. В со-| ответствии с классификацией опасности вещества, I предложенной М. А. Пинигиным (1975), пяти-1 окись ванадия в отношении развития хронического отравления при ее непрерывном поступлении в организм следут отнести ко II классу, т. е. к высокоопасным химическим соединениям.
Полученная в условиях нашего эксперимента среднесуточная ПДК 0,003 мг/м3 удовлетвори- | тельно совпадает с существующей ПДК пятиокиси ванадия в атмосферном воздухе (0,002 мг/м3).
Выводы. 1. Степень выраженности и время наступления токсических эффектов при непрерывной ингаляции пятиокиси ванадия зависят от воздействующей концентрации вещества.
2. Зависимость времени наступления токсических эффектов от концентраций пятиокиси ванадия при ее непрерывном воздействии может быть представлена на сетке с логарифмическим масштабом приямыми с различными углами наклона, что соответствует выражению lgC=lgC0—tga-lgT и подтверждает общебиологический характер вышеуказанной зависимости и для аэрозолей тяжелых металлов.
3. Возможность графического выражения зависимости концентрация — время для пятиокиси ванадия в виде прямых с различными углами наклона позволила установить основные параметры токсичности и опасности данного вещества и рекомендовать дифференцированные по времени ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов с учетом фактического соотношения максимальных концентраций различной степени осреднения по времени: максимальная разовая 0,008 мг/м3, среднесуточная 0,003 мг/м3, среднемесячная 0,0012 мг/м3,. среднегодовая 0,0008 мг/м3.
Пинигин М.А. — В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений как критерий безопасности воздействия промышленных выбросов на здо-ровьё населения. Пермь, 1975, с. 3—5. Соколов С. М. — В кн.: Актуальные вопросы охраны труда в химической промышленности. Минск, 1976, с. 116—118. Шпилевский Э. М., Соколов С М. — Здравоохр. Белоруссии, 1979, № 7, с. 38—39.
Поступила 29/1 1980 г*
effect average dialy concentration in the air as given in the sanitary standard SN 245-71. It is concluded that the scheme of experimental design proposed by b\. A. Pinigin in 1973 may be used to advantage in setting temporally differentiated MACs for aerosols of heavy metals.
