CC BY
18
the seasonal kinetics of the extent of bacterial contamination of water: its coliindex increased considerably in winter time and decreased in summer. Besides, the unfavorable-effect of the contamination sources became more pronounced; the contamination spread, further down the river. It was noted that the total mineral contents of ground waters was noted to decline, their dry residue depending on the river water level.
Ъ Ъ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ПОРОФОРА ЧХЗ-& В ВОЗДУХЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
Ассистент М. В. Алдырева
Из кафедры промышленной гигиены Центрального института усовершенствования
врачей
В последние годы в народном хозяйстве в различных областях техники находят широкое применение легкие пористые материалы.
Для получения пористых резин и пластмасс используют специальные газообразователи — органические и неорганические вещества. Равномерное и быстрое образование пор и наименьший удельный вес придают материалам органические порообразователи — порофоры. В результате этих работ синтезирован ряд новых порофоров.
Существует несколько групп органических порообразующих веществ, отличающихся химическим строением: сульфогидразиды, азо-соединения, нитрозогруппа, азиды и др. Из группы сульфогидразидов наибольшее практическое применение приобрел новый порофор ЧХЗ-5— п-метилуретанбезолсульфогидразид.
CSOoNHNHo НС/ЧСН
CNHC—ОСН3
Он представляет кристаллический светлый порошок, практически^ нерастворимый в воде и растворах кислот; растворим в этиловом спирту, ацетоне и растворах едкого натра. При нагревании до 160—170° 1 г порофора распадается с выделением газов объемом около 115 смъ (газовое число).
Обследование условий работы с пылевидным порофором ЧХЗ-5 проведено в подготовительных отделениях завода Моспласткож и комбината Искож г. Калинина.
Поступающий на заводы порофор содержит избыточное количество влаги и недостаточно измельчен, поэтому до введения в смеси его сушат, дробят, просеивают и готовят навески. При этих процессах пыль порофора может попадать в воздух производственных помещений.
Наибольшее выделение пыли происходит во время просеивания измельченного сухого порофора на ситах-трясунах с неплотно закрывающимися крышками и особенно на ручных ситах. Это подтверждается исследованиями воздушной среды подготовительных участков, где отобрано около 80 проб воздуха, показавших высокое содержание пыли порофора, особенно на рабочих местах просевальщиков.
Работа с пылевидным порофором кратковременна и занимает 2—25% рабочего времени просевальщика в зависимости от суточного* расхода порофора.
В целях профилактики ингаляционного проникновения пыли работающие применяют марлевые повязки на рот и нос или маски типа «лепесток» из ткани ФПП.
В связи с перспективой увеличения выпуска пористых материалов с порофором ЧХЗ-5 и почти полным отсутствием данных о его влиянии на организм мы провели специальные экспериментальные исследования. Изучение параметров токсичности пыли порофора проводили путем введения вещества в желудок белым мышам и крысам.
С этой целью поставлено 10 серий острых опытов на 100 животных, которым внутрижелудочно вводили крахмальную водную взвесь пыли порофора в различных дозах. В результате этих опытов были установлены следующие параметры токсичности для обоих видов животных. ЬЭюо оказалась равной 0,5 г/кг, Ь05о — 0,35 г/кг, максимально переносимая доза равна 0,2 г/кг (данные статистически обработаны графически методом Миллера и Тейнтнера). При введении смертельных доз порофора гибель животных сопровождалась сильными судорогами и наступала в течение нескольких часов после введения вещества. Единичные случаи смерти отмечены на 2-е сутки.
Аппликации водной кашицы порофора на кожу кролика резорбтив-ного и местного действия на организм не выявили.
В производственных условиях основным путем поступления пыли порофора в организм является ингаляционный путь, поэтому мы поставили 4 серии опытов ингаляционной затравки белых крыс-самцов. В этих опытах использовано 82 животных, подвергавшихся воздействию пыли порофора ЧХЗ-5 в концентрациях 20—30, 7—10, 2—4 и 0,6 мг/м3. Затравку вели в 100-литровых камерах с динамической подачей воздуха и пыли порофора.
В первых двух сериях ингаляционных затравок большими концентрациями была выяснена возможность получения картины тяжелой интоксикации и установлен верхний параметр токсичности.
В камерах создавались концентрации пыли 20—30 и 7—10 мг/м3. Контроль за поддержанием указанных концентраций осуществляли весовым методом.
В каждую опытную группу было взято по 12 животных; 10 животных служили контролем. Крыс при меньшей концентрации подвергали затравке в течение 4 часов, при большей концентрации — в течение 1 часа. По истечении этого времени животные становились очень беспокойными, часть из них оказалась в положении на боку, у всех наблюдались частое дыхание (60—90 в минуту), гипергидроз. По прекращении затравки у крыс отмечались клонические и тонические судороги, нарушение координации движений, беспокойство, двигательное возбуждение. Приступы судорог чередовались с состоянием прострации. Гибель наступала в течение нескольких часов при судорогах или коллапсе.
В данном опыте из 12 крыс, подвергавшихся действию пыли в концентрации 7—10 мг/м3, погибло 5, из 12 крыс от воздействия пыли в концентрации 20—30 мг/м3 погибло 8. У оставшихся живыми крыс наблюдались изменения со стороны нервной системы в виде судорог, парезов и параличей конечностей; со стороны крови имелись изменения в виде наличия большого количества телец Гейнца — по 1—3 тельца в каждом эритроците. При исследовании крови через 2 месяца после этой кратковременной затравки в эритроцитах все еще определялись тельца Гейнца.
Таким образом, однократные ингаляционные затравки крыс пылью порофора при концентрациях 20—30 и 7—10 мг/м3 оказались смертельными для 13 из 24 животных и токсичными для оставшихся в живых животных.
В третьей серии опытов изучали более длительное (подострое) воздействие пыли порофора при концентрации 2—4 мг/м3. При выработке
2*
19
режима в камерах был использован химический колориметрический метод определения в воздухе целой молекулы порофора — ЧХЗ-51.
Сущность метода заключается в растворении пыли порофора, отобранной на ткань ФПП, в растворе щелочи и диазотирования порофора с реактивом диазонидсульфониловой кислоты.
Затравку 12 крыс (в этой серии опытов) вели ежедневно по 4 часа в день, кроме выходных, в течение 17г месяцев. Во избежание неингаляционного попадания пыли каждую крысу на время затравки помещали в специальный металлический домик.
Контрольные животные находились в аналогичных условиях, ноне подвергались воздействию пыли. Через 3 дня после начала экспозиции началась гибель подопытных животных. В течение Р/г месяцев воздействия погибли все животные.
Во время затравки у подопытных крыс отмечены следующие изменения. Значительно упал вес — на 40—95 г по сравнению с весом перед началом затравки, что указывает на глубокие нарушения обменных процессов в организме животных.
В крови обнаружены колебания числа эритроцитов; так, у 5 из 12 крыс отмечено значительное увеличение содержания эритроцитов — до 11000 000— 17 000 000 в 1 мм3 — в отдельных исследованиях. Осмотическая стойкость эритроцитов снизилась — у некоторых крыс эритроциты гемолизировались в 1 % растворе ЫаС1. В эритроцитах были обнаружены тельца Гейнца.
В лейкоцитарной формуле отмечен сдвиг за счет увеличения количества нейтрофилов. Со стороны нервной системы у животных наблюдалось развитие параличей и парезов; показатели латентного периода двигательного рефлекса имели наклонность к уменьшению. Кроме того, у части крыс отмечены недержание мочи, гипергидроз. Смерть животных наступала при явлениях, отмеченных в острых опытах.
При вскрытии погибших животных макроскопически отмечено резкое переполнение всех органов кровью, имевшей малиновый оттенок; печень мускатная, сосуды оболочек мозга резко инъецированы. При микроскопическом исследовании выявлено резкое расстройство кровообращения в виде стазов, диффузных кровоизлияний во все органы, в частности обнаружены субарахноидальные кровоизлияния, а также кровоизлияния в мышце сердца. В тканях головного и спинного мозга имелись цитолиз, отек, набухание, вакуолизация и расплавление клеток. Количество клеток микроглии увеличено, отростки микроглии распадаются на фрагменты; в астроцитарной глии отмечены амебоидные клетки с укороченными отростками; их появление обусловлено кислородным голоданием организма.
Аксоны периферических нервов четковидно утолщены; в миелино-вой оболочке заметна вакуолизация. В периферических нервах и проводящих путях головного и спинного мозга имеются обширные очаги демиелинизации.
Таким образом, концентрация порофора ЧХЗ-5, равная 2—4 мг/мг, при полуторамесячном воздействии вызвала гибель всех животных со значительными изменениями в организме.
Анализируя поведение животных в опытах, выражающееся в резкой возбудимости, судорогах и коллапсе, изменения крови в виде увеличения количества эритроцитов, наличие в них телец Гейнца, пато-морфологические данные, можно предположить, что у животных развивалось гипоксическое состояние. Поражение нервной системы и кислородное голодание были, по-видимому, причиной смерти животных. Целью проведения четвертой серии ингаляционных опытов явились
1 Метод разработан химиком санитарно-эпидемиологической станции Москвы
Н. Д. Розовой с участием автора.
изучение длительного влияния малых концентраций пыли порофора ЧХЗ-5 на организм и попытка дать рекомендации к обоснованию предельно допустимой концентрации для производственных помещений.
Опыт был поставлен на 36 белых крысах-самцах, из них 12 крыс составили контрольную группу. В затравочных камерах была создана концентрация пыли порофора, равная в среднем 0,63 мг/м3 (в большинстве проб концентрации колебались в пределах 0,3—0,9 мг/м3). Контроль за режимом в камерах осуществляли химическим методом. Длительность затравки 6 месяцев, восстановительного периода Р/2—3 месяца. Условия затравки аналогичны условиям в предыдущем опыте. На
всем протяжении опыта мы проводили . регулярные (1 раз в месяц) исследова-ния состояния некоторых функций ор-ганизма. Для характеристики функ- ^^
ционального состояния сердечно-сосу- || в диетой системы измеряли артериаль- 6 ное давление. При исследовании нервной системы использовали показатели
латентного периода двигательного Рис. 1. Изменения количества эрит-рефлекса. В периферической крови оп- роцитов.
ределяли количество эритроцитов, А- Бконтроль! '-°ПЫТ; лейкоцитов, ретикулоцитов, гемоглобина, цветной показатель, измеряли диаметр эритроцитов и их осмотическую стойкость. Кроме этого, мы исследовали ферментные и медиа-торные системы путем определения активности холинэстеразы в крови.
Изменения со стороны красной крови отмечены с 1—2-го месяца затравки. Они выражались так же, как и в подостром опыте, в значительных колебаниях числа эритроцитов. У 8 из 12 подопытных животных в разные сроки первых 2 месяцев затравки количество эритроцитов увеличивалось до 10 000 000—13 000 000 в 1 мм'6.
Цветной показатель и процент гемоглобина (по Сали) также периодически превышали показатели в контрольной группе животных. Увеличение количества эритроцитов и цветного показателя статистически достоверно. На рис. 1 представлен типичный график изменения количества эритроцитов у подопытной крысы № 9 по сравнению с контрольной. Результаты измерения диаметра эритроцитов во время реактивного увеличения их количества (в виде кривых Прайс—Джонса) свидетельствуют об увеличении количества эритроцитов уменьшенного диаметра.
Известно, что существует определенная взаимосвязь между диаметром эритроцитов и их количеством в крови: увеличение количества эритроцитов сопровождается уменьшением их диаметра; тенденция к микроцитозу является проявлением несколько увеличенной пролиферации клеток костного мозга при обычном темпе их созревания. В это же время в эритроцитах обнаружены тельца Жолли и кольца Кэбота, являющиеся остатками ядер. Кроме этого, в эритроцитах у отдельных животных найдены тельца Гейнца в небольшом количестве. В течение остальных 4—5 месяцев опыта включения в эритроцитах не обнаруживались.
В первые 2 месяца затравки минимальная осмотическая резистентность эритроцитов снизилась до 0,62—0,7% раствора ЫаС1; максимальная граница резистентности не отличалась от контрольной. В конце затравки и в восстановительном периоде осмотическая стойкость эритроцитов была повышенной: минимальная равнялась 0,56—0,46%, максимальная — 0,38—0,30% раствора ЫаС1. Эти изменения указывают на гемолитический характер действия порофора и на появление в периферической крови более молодых эритроцитов с повышенной осмотической стойкостью.
Количество ретикулоцитов в крови подопытных крыс колебалось от 10 до 40%о, что свидетельствует о некоторой периодической стимуляции красного ростка костного мозга. Результаты исследования мазков костного мозга в виде подсчета процентного соотношения элементов белой и красной крови показали, что по окончании затравки (до восстановительного периода) у животных наблюдается некоторое увеличение элементов красного ростка по сравнению с контрольными животными, по окончании периода восстановления показатели не отличаются от контрольных.
Исследованиями содержания лейкоцитов и формулы в периферической крови определенных изменений не выявлено.
Сдвиги в сердечно-сосудистой системе выразились в снижении артериального давления у подопытных животных, отмечавшемся с первого месяца затравки и имевшем стойкий характер у всех 12 крыс; разница в уровнях между фоном и периодом экспозиции составляла 20— 30 мм; статистическая обработка показала большую степень достоверности разницы (рис. 2).
I юо
§ во 1 I
^ 40
А
- / \
/ \
/ \
Vх ____ 2
- //
I 1 . 1-1-1— 1. . 1.
^ г
о
с 6
Месяцы
в
Рис. 2. Изменения артериального давления (средние значения). Обозначения те же, что на рис. 1.
Рис. 3. Изменения латентного периода двигательного рефлекса (средние значения). Обозначения те же, что на рис. 1
Определение активности холинэстеразы крови показало более высокое содержание этого фермента на всем протяжении затравки у крыс опытной группы, чем у контрольных.
Результаты измерения латентного периода двигательного рефлекса свидетельствуют о незначительном уменьшении его в течение 5 месяцев опыта; более значительное уменьшение наступило лишь на 6-м месяце затравки (рис. 3).
Вес подопытных и контрольных животных и их поведение существенно не менялись.
Морфологические изменения при макро- и микроскопических исследованиях органов животных, забитых после восстановительного периода, не выявлены.
Длительность восстановительного периода различных функциональных сдвигов была неодинакова. Наибольшее время (3 месяца) потребовалось для нормализации уровня артериального давления. Восстановление остальных исследованных функций до исходного уровня наблюдалось в течение 1 — Р/2 месяцев.
Таким образом, наиболее выраженный характер носили изменения со стороны красной крови и артериального давления. Однако при оценке степени воздействия концентраций хронического опыта нужно учесть, что во время восстановительного периода наступило полное восстановление указанных сдвигов. Следовательно, по указанным изменениям концентрацию порофора 0,6 мг/м3 можно считать близкой к пороговой. Изменения нервной системы (латентный период двигательного реф-
лекса) и активности фермента холинэстеразы были небольшими, и возвращение их к нормальному уровню протекало довольно быстро.
Гистологические данные, изучение изменений веса и поведения подопытных животных не выявили каких-либо отклонений по сравнению с контрольной группой.
Учитывая высокую токсичность вещества, узкую зону токсического действия и наличие функциональных сдвигов со стороны красной крови и артериального давления в хроническом опыте для определения наиболее безопасной величины предельно допустимой концентрации данного порофора, мы сочли необходимым ввести значительный коэффициент запаса, равный 12. Рекомендуемая нами предельно допустимая концентрация пыли порофора в воздухе производственных помещений, равная 0,05 мг/м3, была принята комиссией Министерства здравоохранения СССР.
Выводы
1. Острые опыты с введением в желудок порофора ЧХЗ-5 позволили определить его параметры токсичности: LDioo равна 0,5 г/кг, LD50 — •0,35 г/кг, максимально переносимая доза — 0,2 г/кг. Близкое расположение переносимых и смертельных доз характеризуют порофор как вещество с узкой зоной токсического действия.
2. Кратковременные ингаляционные опыты при концентрациях .20—30 и 7—10 мг/м3, а также более длительная затравка животных при концентрации 2—4 мг/м3 со смертельным исходом указывают на высокую токсичность порофора.
3. Экспериментальными исследованиями выявлено преимущественное влияние порофора ЧХЗ-5 на красную кровь (по типу гипоксических ядов) и центральную нервную систему; со стороны последней отмечены наиболее выраженные патоморфологические изменения у подопытных животных, погибших от воздействия порофора.
4. Хроническое воздействие пыли порофора при концентрации, в среднем равной 0,6 мг/м3, вызвало обратимые функциональные сдвиги со стороны красной крови и артериального давления; небольшие функциональные изменения со стороны нервной системы и активности холинэстеразы носили нестойкий характер.
5. На основании полученных экспериментальных данных рекомендована предельно допустимая концентрация порофора ЧХЗ-5, равная «0,05 мг/м3.
ЛИТЕРАТУРА
Алдырева М. В. Вести, техн. и эконом, информации, 1962, № 7—8, стр. 152.— Розова Н. Д. Тезисы докл. 17-й научно-практической конференции по проблемам промышленной гигиены. М., 1961, стр. 16.
Поступила 15/XI 1962 г.
EXPERIMENTAL DATA FOR SUBSTANTIATING THE MAXIMUM PERMISSIBLE
CONCENTRATION OF POROPHORE ЧХЗ-5 IN THE AIR OF INDUSTRIAL
PREMISES
M. V. Aldyreva
A powdered organic compound paramethylurethan benzolsulfohydrazide is a pore-forming component of rubber mixtures. It is used in the production of microporous rubber soles and famlex. When heated to 160—180°C it desintegrates emitting several gases. Administered to white rats way of inhalation it mainly affects the red blood (in the manner of hypoxic poisons) and the nervous system. The maximum permissible concentration of porophore ЧХЗ-5 dust in the air of industrial premises is recommended to comprise 0.05 mg/m3.
Ъ it #
