CC BY
10
УДК 613.32:547.584
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ (ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА)
В ВОДОЕМАХ
Канд. мед. наук К- Ф. Мелещенко, Н. В. Миронец, Р. К. Рожковецкая
Киевский научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены
Фталевый ангидрид, или ангидрид бензолортодикарбоновой кислоты С8Н4О3, представляет собой игольчатые кристаллы или кусочки неправильной формы белого или желтоватого цвета с резким специфическим запахом. Это вещество применяют в анилинокрасочной промышленности для производства красителей, в промышленности искусственных смол для изготовления пластификаторов, получения бензойной и антраниловой кислот, а также родаминов, эозина, фталоцианиновых красителей и различных полимерных соединений. Ввод в эксплуатацию новых предприятий химической промышленности влечет за собой образование значительного количества производственных сточных вод, содержащих вредные химические вещества, в том числе и фталевый ангидрид. В холодной воде и эфире он трудно растворим, а в спирте и бензоле растворим полностью.
Для выявления растворимости была взята навеска фталевого ангидрида 1000 мг на 1 л дистиллированной воды, а затем проводилось встряхивание на шюттель-аппарате в течение 6 часов с последующим наблюдением. Установлено, что фталевый ангидрид полностью растворился только через 24 часа. Поскольку фталевый ангидрид, растворяясь в воде, превращается во фталевую кислоту, все результаты исследования пересчитаны на нее (1 мг ангидрида эквивалентен 1,12 мг фта-левой кислоты).
Опыты с целью определения запаха фталевой кислоты проведены с водными растворами по методу разбавления.
Фталевая кислота в концентрациях 56—67,2 мг/л придает воде запах интенсивностью в 1 балл. Запах интенсивностью в 2 балла ощущается при концентрации этой кислоты 112 мг/л. При содержании фталевой кислоты на уровне 560—784 мг/л ощущается ароматический запах интенсивностью в 3—4 балла, а на уровне 896—1120 мг/л — в 4—5 баллов. Следует отметить, что при концентрации 784—1120 мг/л, помимо запаха, большинство испытуемых ощущает раздражение и покалывание в носоглотке. При статистической обработке данных об интенсивности запаха в 1 балл найдено, что нижняя доверительная граница его составляет 64,3 мг/л.
Фталевая кислота оказывает отрицательное действие не только на запах, но и привкус воды. В концентрации 56 мг/л она придает воде слабый кисло-уксусный привкус интенсивностью в 1 балл, а при содержании 89,6 мг/л — в 2 балла. С увеличением концентрации фталевого ангидрида до 672—1120 мг/л привкус воды увеличивается до 4—5 баллов (сильно кислый или кисло-вяжущий).
Таким образом, порог ощущения фталевой кислоты по запаху и привкусу интенсивностью в 1 балл находится на уровне 56—67,2 мг/л, а практический предел интенсивностью в 2 балла определяется при концентрации 89—112 мг/л.
В концентрациях до 1000 мг/л она не влияет на цвет и прозрачность воды. С помощью разработанного нами полярографического метода мы устанавливали стабильность фталевой кислоты в воде и определяли ее
содержание в сточных водах. Опыты по выявлению стабильности ставились на днепровской воде с концентрациями фталевой кислоты, составляющими 28 и 56 мг/л, в течение 10 дней. Оказалось, что концентрации ее в продолжение этого срока остаются неизмененными, что говорит о высокой стабильности фталевой кислоты в природных водоемах.
Определяя влияние фталевой кислоты на санитарный режим водоемов, мы изучали действие ее на процессы минерализации органических веществ по величине биохимического потребления кислорода (БПК), на процессы аммонификации и нитрификации, кислородным режим и активную реакцию воды. Вначале был поставлен опыт с концентрациями фталевой кислоты 112, 28, 56 и 560 мг/л; иными словами, было взято 2 концентрации фталевого ангидрида в 5 и 2 раза меньше пороговой по органолептическому признаку и 1 в 10 раз выше ее. При этих концентрациях наблюдалась значительная стимуляция биохимических процессов окисления органических веществ.
Следующая серия опытов была поставлена с концентрацией 0,056, 0,11, 0,56, 1,12, 2,24, 5,6 и 11,2 мг/л. Оказалось, что фталевая кислота в концентрациях 0,056, 0,11 и 0,56 мг/л не влияет на процессы БПК, а в концентрациях от 1 до 11 мг/л стимулирует эти процессы, сама оставаясь без изменения. Это подтверждается и опытом изучения ее стабильности.
Фталевая кислота в концентрации до 2 мг/л не оказывает воздействия на содержание растворенного кислорода, окисляемость воды, процессы аммонификации и нитрификации, рост и размножение водной сапрофитной микрофлоры, а также активную реакцию воды. Пороговая концентрация по влиянию на БПК составляет 0,56 мг/л.
Перед хроническим санитарно-токсикологическим опытом нами был поставлен острый опыт на 25 белых крысах (по 5 крыс в каждой группе). Среднесмертельную дозу (ЬО50) определяли по методу пробит-ана-лиза. Выяснилось, что ЬО50 фталевой кислоты составляет 1,1 ±0,4 г/кг.
Литературные данные относительно токсичности изучаемого нами вещества касаются в основном влияния паров фталевого ангидрида на рабочих и подопытных животных. В. С. Анатовская, Т. В. Капусткина, М. С. Мендлин и др. указывают, что фталевый ангидрид обладает раздражающим действием и вызывает изменение в крови и печени.
Ввиду отсутствия каких-либо сведений о влиянии фталевого ангидрида при пероральном его поступлении в организм мы провели ряд наблюдений, с тем чтобы выяснить возможное действие этого вещества на некоторые физиологические функции теплокровных животных (40 белых крыс и 20 кроликов) в условиях хронического санитарно-токсикологического эксперимента. У них изучали морфологический состав крови, содержание билирубина в крови, опсоно-фагоцитарную активность лейкоцитов, белковые фракции крови с помощью электрофореза и условнорефлекторную деятельность, а также проводили пато-морфологические исследования внутренних органов. 1-я группа животных получала фталевую кислоту в дозе 0,0056 мг/кг, 2-я группа — в дозе 0,056 мг/кг и 3-я — в дозе 0,56 мг/кг; 4-я группа, служившая контролем, получала дистиллированную воду. Все исследования мы проводили до затравки и 1 раз в месяц регулярно в течение 6 месяцев опыта.
К концу опыта каких-либо заметных изменений во внешнем виде и поведении животных не произошло. К концу опыта у всех подопытных животных, а также у контрольной группы вес увеличился.
Фталевая кислота в дозах 0,0056, 0,056, и 0,56 мг/кг не оказала влияния на содержание эритроцитов, ретикулоцитов, процентное содержание гемоглобина, лейкоцитов и формулу белой крови. По данным литературы, фталевый ангидрид способен вызывать тромбопению, поэтому мы провели специальные исследования на содержание в крови
тромбоцитов. У животных, получавших фталевую кислоту в дозах 0,0056 и 0,056 мг/кг, было примерно такое же количество тромбоцитов, как и у контрольных животных. У животных, получавших фталевую кислоту в дозе 0,56 мг/кг, наблюдалась тенденция к снижению уровня тромбоцитов к концу опыта, что являлось, по-видимому, результатом действия фталевой кислоты.
Влияние фталевой кислоты на содержание билирубина, белковые фракции крови и фагоцитарную активность лейкоцитов мы выявили на кроликах. После 5-месячной затравки их внешний вид и поведение ничем не отличались от контрольных. К концу опыта увеличился вес подопытных и контрольных животных. Билирубин определяли по Бакаль-чуку. При статистической обработке полученных данных было установлено, что фталевая кислота в дозах 0,0056 и 0,056 мг/кг не вызывает каких-либо нарушений в обмене билирубина, так как коэффициент достоверности был меньше 3,36 (по таблице Меркова). Фталевая кислота в дозе 0,56 мг/кг приводит к значительному повышению уровня билирубина по сравнению с контролем.
Исследование фагоцитарной активности лейкоцитов установило, что средние величины опсоно-фагоцитарного индекса для всех групп подопытных животных колебались в пределах 2,97—3,68 при соответствующих ошибках средних от ±0,2 до ±0,4 и средних квадратических отклонений от±2,1 до ±4,0 и ничем существенно не отличаясь от соответствующих показателей контрольной группы. Судя по данным статистической обработки, разность между сравниваемыми величинами опсоно-фагоцитарного индекса для кроликов затравливаемых групп и контрольной группы была недостаточно достоверна. Таким образом, фталевая кислота в дозах 0,0056, 0,056 и 0,56 мг/кг не оказывала влияния на опсоно-фагоцитарную активность лейкоцитов крови.
При изучении функционального состояния печени нами был использован метод электрофоретического исследования белковых фракций сыворотки крови на приборе ЭФА-1, предложенный А. Е. Гурви-чем. Фталевая кислота в испытанных дозах не вызывала заметных изменений в соотношении белковых фракций сыворотки крови.
Влияние фталевой кислоты на условнорефлекторную деятельность белых крыс в хроническом опыте выявляли по методике С. Н. Черкин-ского, В. Е. Миклашевского и Ф. Г. Мурзакаева. Сущность метода состоит в том, что выработка у подопытных животных временных связей начинается на фоне действия вредного химического агента примерно с середины хронического опыта. В опыт было взято 3 группы белых крыс по 7 особей в каждой. Животные 1-й группы получали фталевую кислоту в дозе 0,028 мг/кг и 2-й — в дозе 0,56 мг/кг. Затравку животных производили водными растворами фталевой кислоты ежедневно в течение 6 месяцев, 3-я группа животных была контрольной. Критерием оценки служили скорость появления и упрочения, длина скрытых периодов и величина условных рефлексов, выпадение рефлексов, фазовые состояния, проба на голод, угашение и восстановление рефлексов и др. Состояние условнорефлекторной деятельности белых крыс, получавших фталевую кислоту в дозах 0,028 и 0,56 мг/кг, и животных контрольной группы в течение опыта по всем показателям ничем существенно не отличалось.
Фталевая кислота в концентрации 112 мг/л (0,56 мг/кг) не оказывала действия на кожу и слизистые оболочки глаз на протяжении месячного втирания и закапывания. При патоморфологическом исследовании внутренних органов (головного мозга, печени, сердца, почек, селезенки, желудка, кишечника) подопытных животных установлено, что фталевая кислота в дозах 0,0056, 0,056 и 0,56 мг/кг не вызывала сколько-нибудь заметных изменений их весовых коэффициентов по сравнению с животными контрольной группы. При исследовании внутренних
органов животных, получавших фталевую кислоту в дозах 0,0056, 0,056 мг/кг, каких-либо существенных отличий от животных контрольной группы не оказалось. У животных, получавших фталевую кислоту в дозе 0,56 мг/кг, отмечались дистрофические и реактивные изменения во внутренних органах (печени, почках, желудке, кишечнике).
Обобщая данные токсикологических исследований, можно заключить, что фталевая кислота в дозах 0,0056 и 0,056 мг/кг не влияет на вес и поведение животных, морфологический состав крови, содержание билирубина, белковые фракции крови, условные рефлексы и структуру внутренних органов. Доза фталевой кислоты 0,56 мг/кг (11 мг/л) является пороговой при действии на организм животных: при ней уменьшается содержание тромбоцитов, повышается уровень билирубина и возникают дистрофические и реактивные изменения во внутренних органах.
Выводы
1. Фталевая кислота при концентрации 56—67,2 мг/л придает воде ароматический запах и кисло-вяжущий привкус интенсивностью в 1 балл, а при концентрации 89—112 мг/л — интенсивностью в 2 балла.
2. Стабильность фталевой кислоты в воде довольно высока. В течение 10 дней большие концентрации ее (28—56 мг/л) остаются неизмененными.
3. Пороговая концентрация фталевой кислоты по влиянию на БПК составляет 0,56 мг/л. При концентрации же 1 мг/л и выше отмечается стимуляция биохимических процессов.
4. Доза фталевой кислоты 0,56 мг/кг вызывает уменьшение количества тромбоцитов, повышение уровня билирубина и дистрофические и реактивные изменения в структуре внутренних органов. Недействующей дозой ее на организм животных в условиях хронического опыта можно считать 0,056 мг/кг.
5. В качестве предельно допустимой можно рекомендовать концентрацию фталевой кислоты в водоемах на уровне 0,5 мг/л. Лимитирующим показателем вредности фталевой кислоты служит влияние ее на санитарный режим водоемов.
ЛИТЕРАТУРА
Анатовская В. С. В кн.: Материалы Научной сессии по токсикологии высокомолекулярных соединений. М. — Л., 1961, с. 28. — Гурвич А. Е. Лабор. дело, 1955, № 3, с. 3. — Капусткина Т. В., Мен длин М. С. и др. Гиг. труда, 1955, № 1, с. 28.—Черкинский С. Н., Миклашевский В. Э., Мурзакаев Ф. Г. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М„ 1964, в. 6, с. 323.
Поступила 7/IV 1966 г.
EXPERIMENTAL DATA ТО SUBSTANTIATE THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF PHTHALIC ACID (PHTHALIC ANHYDRIDE) IN WATER
BODIES
К■ F. Meleschenko, N. V. Mironets, R. K. Rozhkovetskaya
The threshold value of phthalic acid affecting the organoleptic properties of water (smell and taste) is at a level of 56—67 mg/1. Phthalic acid is quite a stable compound. Beginning with a concentration of 1 mg/1 it stimulates biochemical oxidation processes of organic substances. In chronic poisoning of experimental animals phthalic acid in a dose of 0.56 mg/kg produced shifts in the functioning of the body (a fall in a number of thrombocytes, a rise of the bilirubin level) and certain dystrophic and reactive changes in the internal organs. Doses of 0.0056—0.056 mg/kg proved to be ineffective. The permissible concentration of phthalic acid is limitted by its noxious effect on the sanitary regimen of water bodies. Consequently, the concentration of 0.5 mg/1 may be recommended as the maximum permissible content of phthalic acid in water bodies.
