CC BY
6
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ К ОБОСНОВАНИЮ
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ТИОФОСА В ВОДЕ ВОДОЕМА 1
Аспирант Г■ А. Малое
Из кафедры коммунальной гигиены I Московского ордена Ленина медицинского института имени И. М. Сеченова
Тиофос, выпускаемый нашей промышленностью в виде препарата НИУИФ-100, содержит не менее 80% диэтилпаранитрофенил-тиофос-фата, являющегося действующим началом препарата, и представляет собой темно-бурую маслянистую жидкость с резким неприятным запахом, удельным весом при 20° не менее И ,26. Технический тиофос хорошо растворим в органических растворителях, особенно в спиртах. В воде растворимость его, по данным разных авторов, достигает 50—100 мг/л [Гехт и Вирт (G. Hecht u. W. Wirth)].
Исследования многих авторов по изучению биологической активности тиофоса показали, что при разнообразных путях его введения в организм (пероральный, ингаляционный, внутриперитонеальный, внутривенный, подкожный и аппликация на кожу) он оказывает сильное токсическое воздействие на различных теплокровных животных. Оно проявляется при сравнительно небольших концентрациях (несколько миллиграммов на 1 кг веса животного). Выявлено также, что тиофос имеет сравнительно узкую зону токсического действия (Е. И. Спыну) и, по-видимому, не обладает свойством к материальной кумуляции в животном организме [Пан-каский и др. (I. Е. Pankaskie a. oth.)].
Картина острого отравления характеризуется выраженными нарушениями функционального состояния парасимпатической и центральной нервной системы, напоминающими явления при отравлении мускарином и никотином.
Посмертное исследование органов и тканей погибших животных показывает в большинстве случаев резкое снижение активности холинэсте-разы тканей и накопление в них ацетилхолина, что, по мнению ряда авторов, имеет свое отражение в симптоматике острого отравления тиофо-сом [Дю Буа и др. (К. P. Du Bois a. oth.)].
Для санитарной охраны водоемов от загрязнений тиофосом большое значение имеет высокая стабильность его в воде. Исследованиями ряда авторов выяснено, 'что тиофос в водной среде обладает большей устойчивостью, чем в воздухе, почве и тканях растений. Особенно медленно идет гидролиз тиофоса в дистиллированной воде и при изменении pH среды в сторону кислотного равновесия. Так, в растворе с рН = 8—9 распаду подвергается 50% вещества и протекает он за 62 дня, тогда как в растворе с рН = 5—6 в то же время гидролизуется всего лишь 1% тиофоса.
Процесс промышленного синтеза тиофоса осуществляется в четыре стадии путем последовательного получения: тиотреххлористого фосфора (PSCI3), этилата магния [Mg(OC2H5)2], диэтилхлортиофосфата [(С^НбОЬ PSCI1, тиофоса (диэтилпаранитрофенилтиофосфата [^HsObPSCs^NOs].
1 Статья написана по диссертации автора, выполненной под руководством доцента В. А. Иванова.
Последние две стадии производства связаны с образованием сточных вод в количестве нескольких десятков кубических метров на 1 т технического тиофоса. Наличие в составе сточных вод тиофоса, а также ряда других сложных тиофосфорных эфиров придает им резкий запах, напоминающий запах этилмеркаптана. Другой отличительной особенностью этих сточных вод является их интенсивная желтая окраска, обусловленная соединениями паранитрофенолята натрия, относящегося к постоянным примесям технического тиофсса.
По данным наших исследований, практический порог запаха (2 балла) сточных вод от 3-й стадии производства соответствует разведению их 1 : 40 ООО, порог ощущения— 1 : 100 000. Для сточных вод от 4-й стадии практический порог по запаху определялся при разведении 1 : 180 000, порог ощущения — при разведении 1 : 370 000. Однако запах последних при разведении их 1 : 180 000 (практический порог) исчезает к концу первых суток, тогда как запах стоков от 3-й стадии перестает ощущаться "лишь к исходу третьих суток.
В результате наших исследований, проведенных с учетом схемы проф. С. Н. Черкинского, было прежде всего установлено резкое влияние тиофоса на органолептические свойства воды по показателям запаха, привкуса и окраски. Порог ощущения по запаху (1 балл) варьировал в пределах от 0,001 до 0,005 мг/л (опыты ставились на нескольких производственных образцах) и в среднем составлял 0,003 мг/л. Практический порог был установлен на уровне 0,0025—0,0075 мг/л и в среднем равнялся 0,006 мг/л. Постепенное снижение интенсивности запаха тиофоса в воде и полное исчезновение1 его происходят только к четвертым-пятым суткам.
Оценивая в общем результаты опытов по влиянию тиофоса на органолептические свойства воды по запаху, привкусу и окраске воды, следует указать, что наиболее важным является запах, который возникает в воде при примеси к ней тиофоса в концентрациях (0,003 мг/л), меньших по сравнению с пороговыми концентрациями, вызывающими ощутимое появление раздражающего действия на слизистые оболочки рта — 0,006, специфического привкуса — 0,08 и цветности воды — 0,1 мг/л.
Изучение динамики ВПК воды, загрязненной бытовым стоком, показало, что тиофос в концентрациях от 0,1 до 50 мг/л практически не оказывает влияния на ВПК. Влияние тиофоса на процессы минерализации органических веществ было прослежено и на моделях водоемов. Учитывая пределы растворимости тиофоса в воде, нами были выбраны концентрации тиофоса в 0,1, 1, 5, 20, 50 и 100 мг/л. На моделях водоемов проводились наблюдения за ростом и отмиранием сапрофитной микрофлоры, за изменением активной реакции воды и окисляемостью, за содержанием кислорода. Интенсивность процессов минерализации азотсодержащих веществ учитывалась по содержанию в воде аммонийного азота, азота нитритов и нитратов.
Содержание тиофоса в воде в пределах до 100 мг/л не вызывает каких-либо существенных изменений в показателях активней реакции среды и содержании растворенного кислорода. Концентрации от 5 мг/л и выше обусловливают некоторое увеличение окисляемости воды, что, по-видимому, связано с легко окисляемыми примесями в составе технического тиофоса (спирты, эфиры). Влияние последнего на процессы нитрификации более выражено и имеет место уже при концентрации 1 мг/л. Особенно отчетливо оно проявляется при концентрации 5 мг/л и выше.
В целях оценки токсического влияния тиофоса при попадании его в водоисточники были проведены две серии санитарно-токсикологических хронических опытов.
В опытах первой серии на кроликах проводилось наблюдение за общим состоянием животных и их весом. Вместе с тем изучалось изменение морфологического состава крови, активности холинэстеразы и хронаксии.
Оба последних теста были взяты нами в связи с известными в литературе данными о выраженном действии тиофоса на периферические нервные приборы [Эрдман и Шефер (W. D. Erdmann, К. Р. Schaeffer)] и активность холинэстеразы [Энгбек и Иенсен (L. Engback а. О. Т. Jensen)].
В течение 6 месяцев кролики ежедневно получали тиофос в водном растворе в дозах 0,0005, 0,01, 1 и 5 мг/кг. Из них низшая доза проверялась как близкая к порогу
Таблица 1
Колебания активности холинэстеразы (разница между минимальными и максимальными показателями, выраженными в процентах распавшегося ацетилхолинхлорида)
Доза (в мг/кг) До затравки После затравки Разница
Контрольные 3,21 4,16 +0,95
0,0005 3,74 4,93 + 1,19
0,01 3,21 4,16 +0,95
1 3,78 6,21 +2,43
5 3,02 9,50 +6,48
действия тиофоса на органо-лептические свойства воды. Наблюдение за общим состоянием, поведением и динамикой веса животных показало, что у кроликов, получавших тиофос в дозах 0,0005, 0,01, 1 мг/кг веса, не имелось существенных изменений по сравнению с показателями животных контрольной группы.
В то же время определенное отставание в весе наблюдалось у кроликов, получавших тиофос в дозе 5 мг/кг. В итоге это сказалось и на средней прибавке веса: кролик контрольной группы и кролики, получавшие 0,0005, 0,01 и 1 мг/кг, дали прибавку веса в среднем 350 г, а кролики, на которых испытывалась доза 5 мг/кг, прибавляли в весе только на 90 г. Животные этой группы нередко не поедали корма, были мало подвижны.
Исследование картины крови проводилось каждые 7—10 дней. Сравнение результатов по влиянию тиофоса на кровь показывает, что длительное воздействие различных концентраций его вплоть до 5 мг/кг не приводит к каким-либо заметным изменениям со стороны красной и белой крови. Только у 2 кроликов в опытах с высокой концентрацией наблюдалось некоторое снижение процентного содержания гемоглобина. Исследование активности холинэстеразы сыворотки крови животных проводилось каждые 7—10 дней по видоизмененной методике Т. В. Прав-дич-Неминской. При максимальных испытанных концентрациях в 1 и 5 мг/кг размах колебаний активности холинэстеразы, особенно в последний период затравки, заметно увеличивается. Показатели активности холинэстеразы животных, получавших высокие дозы тиофоса, имели большие отклонения в ту и другую сторону по сравнению с динамикой аналогичных показателей у контрольных животных и у получавших меньшие дозы (табл. 1).
Изменение хронаксии мышц-антагонистов наблюдалось нами только у кроликов, получавших тиофос в дозах 1 и 5 мг/кг веса. Оно заключалось в том, что происходило сближение хронаксий мышц-антагонистов, а иногда их извращение, причем резко измеиялись и субординационные отношения (табл. 2).
Характер этих нарушений позволяет говорить о том, что они, очевидно, обусловлены развившимся под влиянием тиофоса торможением корковых и подкорковых центров нервной системы. Не исключено также и непосредственное действие тиофоса на нервные периферические приборы, так как сближение хронаксий происходило за счет увеличения хронаксий сгибателей и, как правило, мы не наблюдали увеличения хронаксии разгибателей, что имеет место при действии ядовитых веществ тблько на центральную нервную систему.
Таким образом, в опытах первой серии, в частности с хронаксиметри-ей, было установлено, что действующей дозой тиофоса на теплокровный организм является 1 мг/кг веса животного.
Таблица 2
Средние величины субординационных отношений хронаксий у кроликов при хронической затравке тиофосом
До затравки в период затравки
Доза №
(в мг/кг) 25/1— U/II 22/II—I8/III 2I/III— 15/1V 21 /IV— 15/V 23/V— 9/VI
1 1,4 1 1,4: 1 1,3 1 1,4 1 1.2 1
3 1,8 1 1,8:1 1,4 1 1.5 1 1,6 1
1 5 2 1 2: 1 2 1 1,6 I 1,7 1
6 2,4 1 1,9: 1 1,5 1 1,4 1 1,5 1
24 2,1 1 1,7: 1 1,6 1 1,5 1 1,7 1
2 1.8 1 1,3: 1 1.1 1 1,2 1 1,3 1
13 1,6 1 1,3: 1 1,2 1 1,1 1 0,8 1
5 18 2,4 1 2,5 : 1 1.9 1 1.2 1 1,5 1
20 2,7 1 2 : 1 1.3 1 1.3 1 1,2 1
Во второй серии .хронических токсикологических опытов, проведенных на белых крысах, нами была использована с целью изучения действия малых доз ядовитого вещества методика радиоактивных индикаторов. В этом отношении нами были приняты в расчет литературные данные, во-первых, о нарушении обменных процессов под влиянием тиофоса IM. А. Казакевич, Вильбер и Моррисон (С. G. Wilber a. R. A. Morrison)], во-вторых, о том, что тиофосфаты являются промежуточными соединениями, участвующими в механизме передачи фосфатидных групп [Вальш (Е. Walsh)], в-третьцх, указания Коблетцена и др. (M.,Kobletzen а. oth.) на то, что тиофос и его гомологи, попадая в организм, адсорбируются на активных центрах некоторых энзимов, что приводит к нарушению процессов фосфорилирования.
Вместе с тем предпосылкой к использованию метода радиоактивных индикаторов в наших опытах послужили работы как отечественных, так и зарубежных авторов, указывающих на возможность и целесообразность применения этого метода для изучения нарушений некоторых сторон обмена при различных патологических состояниях живого организма [С. Д. Балаховский и др., А. А. Рубановская, Гебель и сотрудники (А. Goebel und mitarb.)].
В этой серии токсикологического эксперимента было взято 60 самцов белых крыс одного и того же возраста, приблизительно одинакового веса. Животные были распределены на 4 группы: контрольная и три группы крыс, которые в течение б'/г месяцев получали per os тиофос в водном растворе в дозах 0,0005, 0,01 и 0,5 мг/кг. Через 6—7 месяцев по окончании затравки животным была введена смесь радиоактивного фосфора (Na2HP-3204) и радиоактивного метионина с общей активностью 5—6 микрокюри на одну крысу. Включение радиоактивных веществ изучалось через 45 минут, 1'/2, 3, 6, 16 и 48 часов. Каждый раз бралось по 3 контрольных крысы и по 2 подвергшихся затравке различными дозами — всего по 9 крыс. Через 48 часов было взято 3 крысы из каждой группы. Изучалось включение S-35 и р-32 в кровь, печень, почки, селезенку, белковую и фос-фолипоидную фракции печени и почек. Подсчет активности производился при помощи торцового счетчика на установке типа Б. Все результаты опытов пересчитаны на относительную активность, выраженную в процентах:
имп/г веса ткани (фракции) Imn.
--,-----1UU и/9 .
имп/г веса животного
Из полученных данных следует, что, несмотря на некоторые индивидуальные колебания скорости включения радиоактивных веществ в ткани и цх фракции у подопытных животных, общая картина динамики включения этих веществ однотипна. При этом не составляет исключения характер динамики включения Б-3,5 и Р~32 и у тех животных, которые в течение б'/г месяцев получили наибольшую дозу тиофоса, т. е. 0,5 мг/кг. Однако, несмотря на одинаковый характер динамики включения радиоактивных индикаторов, количественные показатели ее для крыс, получавших дозу тиофоса в 0,5 мг/кг, заметно разнятся от аналогичных показателей у контрольных животных и у получавших меньшие дозы, т. е. 0,01 и 0,0005 мг/кг. Не касаясь вопроса о механизме происшедших изменений, мы в качестве примера, иллюстрирующего это положение, приводим три графика, на которых эта разница отчетливо видна.
На рис. 1 показано включение радиометионина в белки печени, которое у крыс, получавших тиофос в дозе 0,5 мг/кг, по сравнению с другими группами животных сначала на отрезке в 1'/2 часа падает (на 16%), затем через 6 и 16 часов нарастает (соответственно на 22 и 34%). Подобные изменения можно отметить на рис. 2. Включение радиофосфора в белки почек через 1'/г часа снижено на 31%, а затем через 16 часов увеличено на 28%. Динамика включения радиофосфора в фосфолипоидные фракции печени и почек показывает, что и здесь имеется отчетливое изменение ее, характерное для действия тиофоса в дозе 0,5 мг/кг веса животного (рис. 3).
Применение радиоактивного фосфора и радиоактивного метионина для изучения влияния тиофоса на обменные процессы позволило определить действующую дозу его в хроническом опыте на уровне 0,5 мг/кг веса животного и недействующую дозу тиофоса—на уровне 0,01 мг/кг веса животного. Таким образом, полученные нами данные по применению метода радиоактивных индикаторов с целью установления действующих и недействующих малых доз ядовитого вещества указывают на целесообразность использования этого метода при подобных исследованиях, особенно касающихся изучения действия вещества, вызывающего изменение в обменных процессах организма.
Указанный порог токсического действия не удалось обнаружить, применяя в санитарно-токсикологическом опыте тесты по изучению у подопытных животных в динамике веса, картины крови, активности холин-эстеразы.
3/4 r'/г зб я
Время в логарифмическом масштабе
4в
Рис. 1. Включение S35 (метионин) в белки печени.
1 — контроль; 2 — 0,0005 мг/кг; 3 — 0,01 мг/кг; 4 — 0,5 мг/кг.
При патогистологическом исследовании только у животных, получавших тиофос в дозе 5 мг/кг веса, имеются неспецифические изменения типа зернистого набухания в паренхиматозных органах (печень, почки).
На основании сопоставления всех данных проведенного комплексного гигиенического исследования действия тиофоса установлено, что лими-
! <3
I а
=3 1
175 -7S0-/25-100 -75 -
50-25-
3/4 Г1/2 3 6 16
время в логарифмическом масштабе
Рис. 2. Включение Р32 (NajHPO«) в белки почек.
/ — контроль; 2 — 0,0005 иг/кг; 3 — 0,01 мг/кг; 4 — 0,5 мг/кг.
время 6 логарифмическом масштабе
Рис. 3. Включение Р32 (МагНРОч) в фосфолипиды почек.
1 — контроль; 2 — 0,0005 мг/кг; 3 — 0,01 мг/кг; 4 — 0,5 мг/кг.
тирующим показателем для обоснования допустимого содержания технического тиофоса в воде водоемов является влияние его на изменение ор-ганолептических свойств воды, а именно ее запаха.
В целом материалы наших исследований могут служить основанием для установления предельно допустимой концентрации тиофоса в воде водоемов.
литератур'а
Балаховский С. Д., Воскресенская Е. В., Федопова В. Н.
' Доклады АН СССР, 1954, т 97, № 1, стр. 115—118,—К а з а к е в и ч М. А. Журнал невропатологии и психиатрии, 1954, т. 54, в. 8, стр. 633—637.—Р убановская А. А. 3 кн.: Труды по применению радиоактивных изотопов в медицине, стр. 245—254. М., 1953.—Ч ер ки некий С. Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы,
M., 1951. — Du Bois к. P., D о u 1 1 J., Salerno P. R., Coon J. M. J. Pharmacol, a. Exper. Therap., 1949, v. 95, p. 79—91. — Engbaec L., Jensen О. S. Acta Pharmacol, et toxicol., 1951, v. 7, N. 2, p. 189—200—E r d m a n n W. D., S с h a e f-fer K. P. Arch, exper. Path. u. Pharmakol., 1954, Bd. 223, N. 6, S. 519-532.-. Goebel A., Friderici L., Fukas H. Ztschr. ges. exper. Med., 1954, Bd. 123, N. 1, S. 51—59.—Hecht G., Wirth W., Arch, exper. Path, und Pharmacol., 1950, Bd. 211, S. 264—277.—Ko b letzen M. J., M et с a 1 f R. L., F u ku t о T. R. Agr. Food Chem., 1954, v. 2, N. 17, p. 864—870,—P a n к a s к i e J. E., Fount aine F. C.. D a h m P. A. J. Econ. Entomol., 1952, v. 45, N. 1, p. 51.—Walsh E. Nature, 1952, v. 169, N. 4300, p. 546—546.—W i 1 b e r C. G., Morrison R. A. Am. J. Vet. Research, 1955, v. 16, N. 59, p. 308—313.
Поступила 20/XII 1956 r.
EXPERIMENTAL DATA FOR DETERMINATION OF THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF THIOPHOS IN THE WATER OF A RESERVOIR
G. A. Malov, aspirant
After experimental study of the effect of thiophos on the sanitary regime of the water reservoir and animal organisms the author proposes the maximum permissible concentration for thiophos to be 0,003 mg per liter of water.
О ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ИНСЕКТОФУНГИЦИДОВ В СВЕТЕ ТРЕБОВАНИЙ ГИГИЕНЫ ТРУДА
Доцент Л. И. Медведь
Из Киевского института гигиены труда и профессиональных заболеваний
Благодаря успехам .химической науки и химической промышленности в СССР из года в год возрастает объем производства и ассортимент ядохимикатов, используемых для защиты сельскохозяйственных растений от вредителей и болезней. Если в 1927 г. было произведено 7000 т ядохимикатов, а в 1933 г. 30 000 т, то в 1957 г. производство ядохимикатов для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений составит 264 тысячи тонн.
В соответствии с историческими решениями XX съезда КПСС производство эффективных ядохимикатов для нужд сельского хозяйства к концу шестой пятилетки будет значительно увеличено.
Известно, что многие инсектофунгициды токсичны для людей. Поэтому химизация сельского хозяйства, играющая важную роль в обеспечении высоких урожаев, сопровождается в нашей стране проведением санитарно-гигиенических, оздоровительных мероприятий, обеспечивающих безопасность работ при применении их.
В современных условиях профилактика отравлений работников сельского хозяйства ядохимикатами составляет одну из актуальнейших проблем гигиены сельскохозяйственного труда и важную практическую задачу органов здравоохранения.
В нашей стране ежегодно с ранней весны до поздней осени миллионы колхозников, рабочих МТС и совхозов имеют контакт с ядохимикатами. Они вступают в соприкосновение с ними при транспортировке, хранении и отпуске препаратов, протравливании семян и севе их, опыливании и опрыскивании растений, фумигации почвы, предуборочной дефолиации хлопчатника, разбрасывании ядовитых приманок для уничтожения мышевидных грызунов и при выполнении других работ по защите растений от вредителей и болезней.
При выполнении указанных работ могут возникать условия, способствующие поступлению в организм работающих людей токсических веществ в количествах, вызывающих интоксикацию.
