CC BY
9
УДК 614.72:665.521.2-074
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ СЛАНЦЕВОГО АВТОБЕНЗИНА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
В. А. Яакмээс
Кафедра коммунальной гигиены Центрального института усовершенствования
врачей, Москва
Среди разных марок бензинов, которые применяются в автотранспорте, более токсичным является сланцевый в связи с содержанием в нем большого количества ароматических углеводородов. Его токсичность изучена рядом исследователей (Н. В. Лазарев и соавторы; И. И. АккербергИ. Л. Крынская 2, и др.). Влияние малых концентраций сланцевого бензина на организм не исследовалось.
Сланцевый автобензин получают из горючих сланцев при термической обработке в тоннельных и камерных печах с последующей рафинацией и ректификацией смеси сырых бензинов, состоящей в среднем из 40% бензина камерных печей и 60% бензина тоннельных печей. В его состав входит более 36 ингредиентов, в том числе ароматические углеводороды — бензол, толуол, этилбензол и др. (О. Г. Эйзен и С. А. Ранг).
Сланцевый автобензин — бесцветная жидкость со специфическим запахом; начало кипения при 45°, конец кипения при 200°; удельный вес 0,777 при 20°; летучесть по эфиру 0,4062.
Для определения углеводорода в санитарной практике широко используют титрсметрический метод исследования на газоанализаторе ТГ, но он обладает малой чувствительностью (0,6 мг/м3). В условиях опыта для исследования паров сланцевого автобензина мы применяли метод спектрофотометрии, разработанный нами под руководством старшего научного сотрудника М. Д. Маниты. Чувствительность метода 0,5 мкг/мл позволяет при отборе 40 л воздуха определить 0,05 мг/м3. Сравнительные данные определения сланцевого бензина при концентрациях выше 0,6 мг/м3 обоими методами близки.
Для установления максимальной разовой ПДК сланцевого автобензина в атмосферном воздухе были изучены порог обонятельного ощущения и влияние малых доз паров этой жидкости на электрическую активность головного мозга.
При определении порога запаха использована установка, рекомендованная Комитетом по санитарной охране атмосферного воздуха. Исследования проведены на 20 здоровых людях (487 наблюдений). Результаты представлены в таблице.
Установлено, что пороговой для наиболее чувствительных лиц является концентрация сланцевого автобензина на уровне 0,3 мг/м3,
1 Кандидатская диссертация. М., 1953.
2 Кандидатская диссертация. М., 1953.
Результаты определения порога запаха сланцевого автобензина
Концентрация
бензина
а ё (в мг/м')
ч ч —-
СО о* се X л ч . г ^ ш •
§ 1 о «5 к £ О) = % § г Е к с я и Л з «Чо« П Я щ Я
3" Ч е x н е е х е
1 20 1,5 1,4
5 104 1,3 1,0
2 38 0,9 0,7
4 106 0,7 0,6
5 139 0,4 0,3
3 80 0,3 0,15
Всего ... 20 487 -
/00
что соответствует 0,24 мг/м3 в пересчете на углерод Неощутимой для всех испытуемых оказалась концентрация 0,15 мг/м3.
Для выявления влияния малых концентраций сланцевого автобензина на электрическую активность головного мозга был применен метод электроэнцефалографии в 2 модификациях с выработкой электрокортикального условного рефлекса и метод усиления потенциалов мозга. Биопотенциалы мозга регистрировали с помощью 8-ка-нального энцефалографа «Кайзер».
При применении метода электрокортикального условного рефлекса определены пороги рефлекторного действия паров сланцевого автобензина у 3 человек с выраженным а-ритмом. Они оказались на уровне 0,09 мг/м3; подпороговая концентрация равнялась 0,06 мг/м3. Метод усиления потенциалов в модификации, разработанной А. Д. Семененко, был использован на 4 лицах. Порогом явилась концентрация 0,25 мг/м3. Вдыхание бензина в концентрации 0,1 мг/м3 не
вызывало изменений. Графики изменений амплитуды усиленного ритма для наблюдаемых Я- и М. представлены на рис. 1.
Более чувствительным оказался метод с выработкой электрокортикального условного рефлекса. Данные, полученные с помощью этого метода, были положены в основу рекомендации и максимальной разовой ПДК сланцевого автобензина в атмосферном воздухе.
Для обоснования среднесуточной ПДК изучаемого вещества мы провели хроническую непрерывную круглосуточную затравку белых крыс в течение 106 дней. Было ото-и /2 брано 60 молодых крыс-самцов весом 100—120 г, которые были разделены на 4 группы по 15 животных в каждой. В 1-й камере поддерживали концентрацию бензина на уровне 0,06 мг/м3, во 2-й — 0,6 мг/м3 и в 3-й — 6 мг/м3. 4-я группа служила контролем; в камеру, где она располагалась, подавался чистый воздух. Каждый день проверяли постоянство концентраций бензина в камерах. Фактические концентрации были равны соответственно 0,065±0,053, 0,625±0,138 и 5,283±1,317 мг/м3.
0 Газ
■ 1 1 ь 1 1 1 , 1 1 -1—
| К
I
I
/00
< 3 6.7 в врем« (й минутах)
Рис. 1. Изменения амплитуды усвоенного ритма у наблюдаемых Я. и М. при вдыхании различных концентраций паров сланцевого автобензина.
По оси ординат — амплитуда усвоенного ритма; по оси абсцисс — время (в минутах); 1 — чистый воздух; 2—концентрация сланцевого автобензина 0.1 мг/м3\ 3 — концентрация сланцевого автобензина 0,25 мг/м3\ а — испытуемая Я ] б — испытуемая М.
1 Для пересчета сланцевого автобензина на углерод взят коэффициент 0,8 на основании химического состава смеси углеводородов этого бензина.
Фон
Затрабка а
ВосстаноВи-
тельный
период
0,2
.1_I_1_I_I_
В ходе опытов мы вели наблюдения за общим состоянием животных, их весом, моторной хронаксией мышц-антагонистов, выведением с мочой фенола, содержанием сахара в крови и аскорбиновой кислоты в органах.
Моторную хронаксию мышц разгибателей и сгибателей измеряли на импульсном хронаксиметре ИСЭ-01 каждые 10 дней. У крыс 3-й группы нормальные соотношения мышц-антагонистов изменились на 25-й день затравки, а у крыс 2-й группы — на 65-й день. Обнаруженные изменения статистически достоверны. У животных 1-й и 4-й (контрольной) группы 02 сохранилось правильное соотношение. После оконча- 0./ ния затравки сдвиги у животных 3-й и 2-й группы нормализовались в течение 2 недель (рис. 2). г
И. Л. Крынская в опытах на кроликах наблюдала 0.1 повышение содержания фенола в моче при действии сланцевого бензина, так как он содержит большое количество бензола (21%), который в организме превраща- 0,1 ется в фенол и выделяется с мочой. Ряд авторов описывает повышение содержания фенола в моче при поступле- ' нии в организм бензола (У1азак; И. Д. Гадаскина; 0,1 М. А. Французова). Поэтому мы анализировали количество выделяемого с мочой фенола у белых крыс. Для этого каждые 10 дней собирали суточную мочу от 5 животных каждой группы и определяли фенол по модифицированному нами методу В. Г. Каплина и Н. Г. Фе-сенко.
Сравнивая данные контрольной и затравливаемых групп, мы не наблюдали у животных особых изменений. Можно только было заметить некоторое повышение содержания фенола в моче у животных 3-й и 2-й группы, не подтвержденное статистически. Если выразить количество фенола в моче в процентах, приняв данные контрольной группы за 100, то по сравнению с фоновыми показателями в течение затравки выделение фенола с мочой у животных 1-й группы составило 104,6%, 2-й группы — 112,2% и 3-й группы — 120,3% (рис. 3).
Некоторые авторы (Р. В. Баженова; М. Т. Димитренко) наблюдали изменения в содержании сахара в крови под действием углеводородов. Ввиду того что уровень сахара в крови регулируется рядом органов, особенно печенью, поджелудочной железой и надпочечниками, представляло интерес исследовать их состояние при затравке животных. Для этого мы анализировали содержание сахара в крови по методике П. А. Борисова в модификации К. В. Клинкиной каждые 10 дней у 5 крыс каждой группы. Разница в содержании сахара у животных от-
Рис. 2. Влияние паров сланцевого автобензина на моторную хронаксию белых крыс различных групп.
По оси ординат — хронаксия (в мсек); по оси абсцисс — дни исследования; 1 — разгибатели; 2 — сгибатели; а — контрольная группа; б — 1-я группа; в — 2-я группа; г — 3-я группа.
дельных групп в абсолютных цифрах не обнаружена. Только сравнивая данные затравки с фоновыми данными в процентных отношениях, можно было установить некоторое повышение содержания сахара в крови животных 2-й и 3-й группы.
Последним тестом мы выбрали определение витамина С в органах белых крыс. Обмен витамина С в организме может быть нарушен при воздействии различных неблагоприятных факторов внешней среды, в том числе и атмосферных загрязнений. Биосинтез этого витамина и
¿♦ж.
Л**..*.
КвдК
Рис. 3. Выделение фенола с мочой белых крыс при хронической затравке сланцевым автобензином.
По оси ординат — количество фенола в моче (в % к фоновым данным); а — концентрация сланцевого автобензина 0,06 мг/м3; б — концентрация сланцевого автобензина 0,6 мг/м3-, в — концентрация сланцевого авто-бензина 6 мг/мъ.
Рис. 4. Содержание витамина С в органах белых крыс при хронической затравке сланцевым автобензином. а — головной мозг; 6 — печень; в — легкие; г — надпочечники; / — контрольная группа; 2—1-я группа; 3 — 2-я группа; 4 — 3-я группа.
его уровень в тканях могут служить показателем поражения какого-то органа вредными веществами, поступающими в организм.
Мы определяли содержание витамина С в органах белых крыс в конце затравки и через 14 дней после ее окончания по методике, разработанной в Институте витаминологии. Для этого выбрали по 5 крыс в каждой группе. Содержание витамина С исследовали в головном мозгу, надпочечниках, печени и легких, имея в виду характер действия сланцевого автобензина.
В конце опытов содержание витамина С в головном мозгу у животных контрольной группы осталось в норме. В 1-й группе можно было установить активизацию биосинтеза аскорбиновой кислоты, но статистически эти изменения были недостоверны. Во 2-й группе содержание витамина С оказалось ниже того, которое наблюдалось в контрольной группе, а в 3-й группе — еще ниже, причем изменения были статистически достоверны. В надпочечниках обнаруживалась та же картина, только во 2-й группе животных содержание витамина С было ниже, чем в 3-й группе (сдвиги статистически достоверны). В печени уровень витамина С снизился только у крыс 3-й группы (сдвиги статистически достоверны), в 1-й группе он остался на уровне контрольной, а во 2-й группе — немного выше, но в пределах нормы. В легких статистически достоверных изменений не найдено.
Через 14 дней после затравки содержание аскорбиновой кислоты в печени, легких и надпочечниках животных нормализовалось. В головном мозгу крыс 3-й группы оно стало выше нормы (изменения были статистически достоверны). Соответствующие данные представлены на рис. 4.
Для характеристики загрязнения атмосферного воздуха парами сланцевого автобензина мы обследовали сланцехимический комбинат «Кивиыли», на котором производится этот бензин. Источниками загрязнения атмосферы здесь служат бензиновый цех, цистерны и автозаправочная станция, находящиеся почти рядом. Мы отбирали пробы воздуха с подветренной стороны по таким румбам ветра, которые давали возможность исключить занос в точку отбора других углеводородов, выбрасываемых в воздух остальными цехами. Пробы вокруг комбината были отобраны в феврале и марте 1965 г. при температуре от —21 до + 2°. Во время исследования в натурных условиях применен титромет-рический метод определения сланцевого автобензина в воздухе, так как другие примеси в атмосфере вокруг комбината мешали использовать спектрофотометрический метод. Поэтому можно говорить лишь об общем содержании углеводородов в пробах.
Существенное загрязнение углеводородами обнаружено примерно в 200 м от источников, а следы — примерно в 400 м.
Выводы
1. Сланцевый автобензин оказывал выраженное биологическое действие на организм человека и животных на уровне 0,09 мг/м3 и выше, причем его влияние проявляется главным образом на центральную нервную систему.
2. Порог запаха сланцевого автобензина для наиболее чувствительных лиц находится на уровне 0,3 мг/м3, максимально неощутимая концентрация его равна 0,15 мг/м3.
3. Порог рефлекторного действия, определенный методом электрокортикального условного рефлекса оказался на уровне 0,09 мг/м3, недействующей является концентрация 0,06 мг/м3. Метод усиления потенциалов биотоков дал соответствующие результаты на уровне 0,25 и 0,1 мг/м3 и оказался менее чувствительным.
4. В качестве максимальной разовой ПДК сланцевого автобензина в атмосферном воздухе рекомендуется концентрация его на уровне 0,06 мг/м3, что соответствует 0,048 мг/м3 в пересчете на углерод.
5. В течение круглосуточной затравки белых крыс при концентрации в воздухе сланцевого автобензина 6 и 0,6 мг/м3 возникают изменения в соотношении хронаксии мышц-антагонистов и содержании витамина С в органах подопытных животных.
Менее выраженные изменения найдены в содержании фенола в моче и сахара в крови животных. У крыс при концентрации сланцевого автобензина 0,06 мг/м3 достоверных изменений не обнаружено.
6. Среднесуточная ПДК сланцевого автобензина рекомендуется на уровне максимальной разовой, т. е. 0,06 мг/м3, что соответствует 0,048 мг/м3 в пересчете на углерод.
7. Атмосферный воздух вокруг сланцехимического комбината «Ки-виыли» загрязнен углеводородами в радиусе до 400 м.
ЛИТЕРАТУРА
Баженова Р. В. Гиг. труда, 1962, № 5, с. 35. — Борисов П. А. Лабор. дело, 1961, № 10, с. 29. — Буштуева К. А., Полежаев Е. Ф., Семенеико А. Д. Гиг. и сан., 1960, № 1, с. 57. — Га да скина И. Д. В кн.: Материалы Научной конференции, иосвящ. вопросам гигиены труда, профессиональной патологии и промышленной токсикологии в нефтяной и нефтехимической промышленности. Уфа, 1961, с. 44. — Ди-
митренкоМ. Т. В кн.: Вопросы гигиены труда и профзаболеваний в горнорудной, химической и машиностроительной промышленности. Киев, 1958, т. 26, с. 167. — Капли н В. Г., Ф е с е н к о Н. Г. Тезисы докл. Всесоюзн. научной конференции по санитарной охране водоемов. М., 1960, с. 118. — Лазарев Н. В. (ред.) Материалы по токсикологии сланцепродуктов. Л., 1947. — Ф р а н ц у з о в а М. А. В кн.: Исследование в области промышленной токсикологии. Л., 1940, с. 225, — Э й з е н О. Г., Р а н г С. А. Химия и технология топлива и масел, 1963, № 12, с. 37.
Поступила 13/VIII 1965 г.
EXPERIMENTAL DATA ТО SUBSTANTIATE THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF SHALE GASOLINE IN THE ATMOSPHERE
V. A. Yakmees
Shale gasoline, obtained from oil shales in their thermal treatment in tunnel and chamber ovens and subsequent refining and rectifying, when present at concentrations of 0.09 mg/m3 and higher, has a pronounced biological effect on man and animals: changes occur mainly in the central nervous system. The threshold value of smell of shale gasoline is at the level of 0.3 mg/m3, the threshold value of the reflex action, determined by the electroencephalographic method, is at the level of 0.09 mg/m3. The latter is suggested as the one time maximum permissible concentration. Studying the shale gasoline resorption effect in chronic 24-hour poisoning of albino rats for a period of 106 days, the author found that the concentrations of 6 and 0.6 mg/m3 produced changes in the chronaxy of muscle-antagonists and in the content of vitamin С in the organs. Less pronounced shifts were noted in the content of phenol in the urine and that of sugar in the blood. On the basis of these investigations the author recommends the daily average maximum permissible concentration of gasoline to be set the level of 0.06 mg/m3. In the atmosphere around the shale chemical plant "Kiviyli" traces of carbohydrates were discovered in a radius up to 400 m.
УДК 616-056.3-02:614.72
ОБ АЛЛЕРГЕННОЙ АКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫХ АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ
Канд. мед. наук М. В. Крыжановская, Г. М. Рахов, И. М. Карандакова,
В. В. Дымченко
Киевский научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены
Учение об аллергии как форме нарушения реактивности организма, обусловленной действием антигенов, сложилось более полувека назад. С тех пор оно претерпело немало изменений, всякий раз отражая главные направления, которые складывались в медицине, в том числе в иммунологии, биохимии, патофизиологии и смежных разделах науки.
Применительно к коммунальной гигиене важен тот этап развития аллергологии, когда было установлено, что аллергенами могут быть и не белковые соединения, а всякого рода химические раздражители, попадающие в человеческий организм из внешней среды. Это тем более существенно, что в последние годы возросло число аллергических заболеваний. По имеющимся данным, только в Центральной Европе заболевания этого рода составляют 31%. Велик их процент в странах Центральной Америки (Мексика, Куба и др.).
Многочисленные исследования зарубежных клиницистов свидетельствуют о том, что аллергия, кроме самостоятельного значения, играет роль этиологического или отягчающего фактора при большинстве других заболеваний, в том числе кожных, болезней носа, уха, крови, нервной системы и т. д. В связи с усиленной экспериментальной и клинической разработкой проблемы аллергии накапливается все больше фактов, которые могут быть привлечены для доказательства роли вредных веществ, поступающих в атмосферный воздух городов, в возникновении
