CC BY
5
р и и Л. В. — В кн.: Современные вопросы водопользования населения и санитарной охраны водоемов. М„ 1976, с. 9—16. —Саруханов Г. Л. 2-я конференция по изучению водоемов бассейна Волги. Борок, 1974, с. 81—85.
Поступила 13/1V 1977 г.
THE TRANSFER OF A PART OF WATERS FROM THE NORTHERN RIVERS TO THE VOLGA BASIN AS A NEW HYGIENIC PROBLEM
Yu. V. Novikov, L. S. Gurvich, M. M. Saifutdinov
The projected transfer of a part of waters from the northern rivers to the Volga basin is aimed at improving the water supply in the southern regions of the European part of the country. However, this measure may cause a disturbance of the conditions of the water use and that of living of the population. Investigations were carried out for the purpose of assessing the up-to-date sanitary state of surface waters in the regions from where the water is to be taken and the routes by which it is to be transfered. On the basis of accumulated data certain sanitary measures for the purpose of preventing unfavorable consequences may be included into the scheme of transfer of a part of water of the northern rivers to the Volga basin.
УДК 614.715:553.62
Н. В. Гринь, И. А. Симонова, В. А. Кривошей, А. Б. Ермаченко
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПО ГИГИЕНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ КРЕМНЕЗЕМСОДЕРЖАЩЕЙ ПЫЛИ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
Донецкий медицинский институт
В работах отечественных и зарубежных авторов мы не встретили экспериментальных данных по токсикологической оценке кремнеземсодер-жащей пыли в концентрациях на уровне максимальной разовой и среднесуточной для атмосферного воздуха, в связи с чем мы предприняли настоящее исследование.
В эксперименте использовано два вида пыли следующего состава: ди-насовая пыль общая БЮ2—93,21 ±0,22% (свободная 85,1%); цементная пыль общая 5Юг—24,2±0,26% (свободная 13,6%). Количество частиц размером до 3 мкм у пыли динаса 71%, у пыли цемента 95%, размером 3—5 мкм—соответственно 22,0 и 4,5% размером более 5 мкм — 4,0 и 0,5%. Пыль дннаса и цемента, отобранную на различных расстояниях от заводов, подвергали дополнительному измельчению на шаровой мельнице для того, чтобы выход частиц размером до 5 мкм достигал количества, обнаруживаемого в атмосферном воздухе населенных пунктов в зоне влияния этих предприятий.
Исследования выполнены на белых крысах и морских свинках. Ингаляционную затравку животных проводили на протяжении 8 и 10 мес при ежедневной 16-часовой экспозиции. Контроль и подача пыли в камеры осуществлялись с помощью описанного ранее дозатора нашей конструкции. С целью уменьшения метрологических погрешностей использовались водяные реометры, а количество просасываемого воздуха при отборе проб увеличивалось в 2—3 раза против стандарта. Воздух в каждую камеру подавался после тканевого и угольного фильтров и водяного холодильника (в летний период) компрессором и отсасывался центробежным насосом со скоростью 40—50 л/минуту. В I серии экспериментов использованы концентрации динасовой и цементной пыли на уровне 0,46±0,015 и 0,53± ±0,022 мг/м3 соответственно. В каждой группе (1-я—затравка пылью динаса, 2-я — затравка пылью шамота и контроль) было по 31 белой крысе и 10 морских свинок. Показатели функционального состояния организма животных, не требовавшие их умерщвления, снимали ежемесячно, а посмертные — каждые 2 месяца. Величину показателя выводили на основании двух параллельных проб от каждого животного. Весь материал обработан методом вариационной статистики.
В ходе эксперимента у животных основных групп обнаружены выходившие за пределы колебаний контроля изменения ряда показателей: титруемой щелочности крови, уровня гликогена в печени, активности холин-эстеразы, аланин- и аспартат-аминотрансфераз, содержания аскорбиновой кислоты в легких, печени и надпочечниках и др., а также веса последних. Как правило, изменения были выражены сильнее (и достоверны) у животных, вдыхавших пыль динаса. Результаты определения содержания бикарбонатов и других щелочных соединений крови при атмосферном давлении углекислоты титрометрическим микрометодом (В. М. Панисяк) показали, что в первые 2 мес эксперимента происходило достоверное снижение щелочного резерва у животных обеих групп (115,3±2,82 и 113,6± 1,72 мг% против 94,6±2,82 мг %). Восстановление нарушенного кислотно-щелочного равновесия отмечалось у животных 2-й группы к 4-му, а у животных 1-й группы к 6-му месяцу опыта.
Активность холинэстеразы крови крыс обеих групп несколько увеличивалась в первые 2 мес и достоверно уменьшалась через 8 мес затравки животных динасовой пылью (148,3± 14,70 мкг/мин против 204,1 ± ±15,15 мкг/мин), в то время как у животных 2-й группы с 4-го месяца опыта она существенно не отличалась от контрольной.
Определение содержания гликогена в печени с антроновым реактивом (5е1Пег и соавт.) показало, что в то время как в печени животных 2-й группы не обнаруживали значительных сдвигов в содержании гликогена, в печени крыс 1-й группы на 4-м месяце отмечалось значительное накопление (3600,0±300,0 и 2408,0±588,4 мг%), а через 8 мес достоверное снижение (1860,0±200,0 мг % против 3208,0±188,0 мг% в контроле).
Статистически значимые различия во 2-й группе по перечисленным выше тестам регистрировались только в отношении активности аспарагино-вой трансферазы (увеличение на 4-м месяце опыта), когда эти показатели у животных 2-й группы были 81,58±2,30 ед/мл, а в сыворотке крови контрольных животных — 71,71 ±2,29 ед/мл.
Достоверные изменения (Р<;0,05) содержания белковых фракций сыворотки крови проявлялись увеличением количества у-глобулинов, которые в конце 8-го месяца затравки у животных 1-й и 2-й групп составляли 13,5± ±0,15 и 13,8±0,21 отн. % против 12,7±0,12 отн. % в контроле.
Отметим, что колебания показателей активности ферментов, содержания аскорбиновой кислоты в органах и др. на высоте отклонений отличались от таковых в контроле более чем на 2ст, что может служить признаком вредности изменений при воздействии динасовой и доломитной пыли (И. В. Саноцкий и И. П. Уланова). Для более полного сопоставления групп белых крыс произведена комбинированная обобщающая оценка наличия существенных различий в функциональном состоянии организма наблюдаемых животных по показателям активности холинэстеразы крови и тран-саминаз сыворотки с использованием днскриминантного анализа (Сепет-лиев). Разграничение полученных совокупностей произведено путем наблюдения за тремя тестами и построения разграничительной функции. Результаты оценки обобщали и при помощи дисперсионного анализа решался вопрос о наличии существенных различий активности изучаемых ферментов крови контрольных животных и входящих в 1-ю и 2-ю группы.
Проведенные исследования и сопоставления показали, что в ферментативной активности крови животных 1-й группы по сравнению с контрольной имеются существенные различия (/-'«¿О.ОО!).
При гематологических исследованиях (число форменных элементов, количество гемоглобина, лейкоцитарная формула) достоверных различий между показателями животных различных групп на протяжении всего опыта не выявлено.
Исходя из литературных данных о нарушении иммунных свойств организма при воздействии значительных количеств кварцсодержащей пыли, в плане рассмотренного выше опыта проведено исследование агглютиноге-
неза и фагоцитарной активности лейкоцитов крови морских свинок, затрав-ляешихся в камерах теми же концентрациями пыли, что и белые крысы.
Фагоцитарную активность нейтрофилов периферической кровн животных (О. Г. Алексеева и А. П. Волкова) исследовали на 4, 6 и 8-й месяцы опыта. Фагоцитарный индекс оказался повышенным на 4-м месяце опыта у животных обеих основных групп (в начальный период активность фагоцитоза не определяли). До конца опыта во 2-й группе он продолжал оставаться относительно высоким, а в 1-й группе снизился.
Активность фагоцитарной реакции на протяжении опыта изменилась за счет увеличения количества активных нейтрофилов. Снижение фагоцитарного числа (включая 2-ю группу в конце опыта) указывает на уменьшение поглотительной способности клеток крови.
Титр агглютинации определяли на 10 морских свинках каждой группы после трехкратной с недельным интервалом иммунизации культурой убитой бреславской палочки (К. Д. Пяткин и соавт.). При этом изменения в динамике антителообразования не обнаруживались на протяжении 3 мес, а на 4-м месяце опыта различие для 1-й группы составляло одно разведение. Для получения более четкой картины антителообразования на 7-м месяце затравки произведена повторная однократная иммунизация. И если через 1 мес после этого титр агглютинации сыворотки крови контрольных животных был равен 1 : 640, то у животных 1-й и 2-й групп — 1 : 160 и 1 : 320 соответственно. Полученные данные позволяют говорить о тормозящем действии динасовой и цементной пыли на некоторые стороны иммунитета организма животных.
Результаты патоморфологических исследований свидетельствовали о полиморфизме изменений в органах и тканях животных: отмечены венозная гиперемия в различных отделах органов дыхания и очаговые инфильтраты (как следствие воспалительных процессов в трахее, бронхах, паренхиме легких), состоящие из лимфоидных, плазматических клеток и полинуклеа-ров. В бронхах инфильтраты проникали в толщу стенки. Обнаружены также сосудистые изменения в почках (ретикулярная зона), печени (с предшествующим малокровием), разрыхление и фибриноиднсе набухание сосудистой стенки. Эти изменения встречались преимущественно у животных, вдыхавших динасовую пыль, и их глубина зависела от сроков эксперимента.
Таким образом, результаты исследования влияния на белых крыс и морских свинок динасовой и цементной пыли в концентрации 0,5 мг/м3 свидетельствуют о том, что ингаляция обоих видов пыли в указанной концентрации на протяжении 8 мес приводит к функциональным и органическим изменениям в организме животных; направленность этих сдвигов для обоих видов пыли одинакова, а тяжесть различна: динасовая пыль вызывала более глубокие и более ранние нарушения по сравнению с цементной.
Вторым этапом наших исследований являлось изучение более низких концентраций кремнеземсодержащей пыли с целью установления недействующих. Учитывая результаты предыдущих опытов, концентрации пыли были снижены до 0,3 и 0,15 мг/м3. Химический состав пыли, ее дисперсность и методика эксперимента остались прежними, были лишь исключены трудоемкие, но малочувствительные в данных условиях тесты и использовано не применявшееся нами ранее люминесцентное свечение лейкоцитов. В конце опыта поставлена холодовая проба: животных в течение суток выдерживали при 10°С и наблюдали на протяжении недели. Затравка длилась 10 мес. В опытах использовано 240 животных, равномерно распределенных на 4 группы: «динас-0,3», «динас-0,15», «цемент-0,3» и «контроль». Каждый показатель отрабатывали на 10 крысах.
В ходе эксперимента видимых нарушений внешнего вида, поведения животных и отклонений в динамике веса не выявлено. Изменения в организме животных групп «динас-0,3», «цемент-0,3» и «динас-0,15» носили следующий характер. Содержание аскорбиновой кислоты в надпочечниках животных группы «динас-0,3» было повышенным по сравнению с контролем
на 4, 6 и 8-м месяцах (285,4±9,95, 284,8±10,17, 249,9±4,54 мг% против 249,4±7,03, 242,2±5,51, 222,9±7,50 мг% в контроле). В группе «цемент-0,3» колебания этого показателя не достигали границ достоверности. Вес надпочечников крыс группы «динас-0,3» на 4-м и 6-м месяцах увеличивался (34,0± 1,62 и 35,9± 1,62 мг против 26,7±0,97 и 27,1±1,19 мг на 100 г веса контрольных животных). Активность холинэстеразы крови в группе «динас-0,3» после повышения на 4-м (300,0± 15,8 и 257,7±7,03 мкг/мин) и 6-м (318,6±16,12 и 263,5±6,81 мкг/мин) месяцах упала на 8-м месяце (192,7±6,92 и 266,7±10,49 мкг/мин). Уровень активности этого фермента в группе «динас-0,15» также колебался, но в меньших пределах. Не были выражены различия по сравнению с контролем и в группе «цемент-0,3».
Активность аспартат-аминоферазы крови у крыс группы «динас-0,3» обнаружила тенденцию к снижению; на 6-м месяце она снизилась на 28%, а на 8-м — на 17% от контрольного уровня. Показатели фагоцитарной активности нейтрофилов периферической крови белых крыс колебались на протяжении опыта во всех группах в большинстве случаев синхронно контролю, однако группе «динас-0,3» были присущи более резкие колебания. Процент фагоцитоза у животных этой группы повысился уже с 1-го месяца (24,6±1,62 против 16,7±1,08 в контроле), как и фагоцитарный индекс (1,02±0,06 в сравнении с 0,6±0,04 контроля). Фагоцитарное число снизилось на одну треть. У животных групп «цемент-0,3» и «динас-0,15» оба этих показателя недостоверно возрастали в 1-й месяц опыта. Количество лейкоцитов с оранжевым свечением в группе «динас-0,3» на протяжении опыта (кроме первого и последнего месяцев) было выше, чем в контроле, тогда как в других группах различия не были существенными. Эти величины для группы «динас-0,3» на 2, 3, 4, 6, 8-м месяцах опыта были соответственно равны 6,9±0,64, 5,4±0,43, 7,0±0,75, 5,2±0.54 и 8,3±0,86% при показателях в контроле 3,9±0,32, 4,0±0,32, 4,2±0,43, 3,9±0,32 и 7,7±0,86% соответственно.
Результаты II серии опытов свидетельствуют о реакции организма животных на хроническое действие динасовой пыли в концентрации 0,3 мг/м3, проявляющейся в отклонении рассмотренных выше показателей от контрольного уровня. Снижение концентрации этой пыли в 2 раза (до 0,15 мг/м3) сделало различия несущественными. Цементная пыль в концентрации 0,3 мг/м3 не вызывала достоверных изменений в организме крыс.
Подводя итог проведенным исследованиям, следует отметить, что реакция организма животных на воздействие кремнеземсодержащей пыли разных видов носила неспецнфический характер. Подобные сдвиги (в объеме использованных в данной работе тестов) наблюдались многими исследователями при воздействии различных веществ. Наиболее высокая из принятых в опыте концентрация пыли 0,5 мг/м3 не настолько велика, чтобы вызвать специфические изменения (склероз легочной ткани), но не безразлична для организма. При низких концентрациях пыли, которые использованы в наших исследованиях, патологического состояния (признаки болезни) не выявлено. Однако следует учесть следующее: в некоторые периоды опыта отклонения показателей от контроля превышали значение 2а; изменения носили фазовый характер и касались многих систем; показатели отличались неустойчивостью статистических параметров по сравнению с контролем. Все это может вызвать сопряженные реакции, не всегда благоприятные, ведущие к понижению резистентности организма. Об ослаблении сопротивляемости организма животных, получавших кремнеземсодержащую пыль, свидетельствует их повышенная смертность после холодовой пробы (группа «динас-0,3»).
Различия в изменениях, вызываемых динасовой и цементной пылью, обусловлены в основном особенностями химического состава каждой пыли. Основным в этом отношении может служить количество двуокиси кремния (в динасовой пыли более 90%, в цементной более 20%). Присутствие в цементной пыли окислов алюминия, кальция и магния не восполнило в био-
ПДК кремнеземсодержащих видов пыли
4« ПДК. мг/м»
Вид пыли Содержание SIO, разовая среднесуточная класс опасности
Динасовая Цементная 85—90 20 0,15 0,30 0,05 0,10 3 3
1 Предлагаемые ПДК утверждены заместителем главного санитарного врача СССР I5/VI 1976 г.
логическом отношении снижения содержания двуокиси кремния. Установленные в наших исследованиях недействующие концентрации кремнеземсодержащей пыли были сопоставлены с ПДК такой же пыли в воздухе рабочей зоны (СН-245-71). Сравнение показывает, что недействующие концентрации, установленные в хроническом эксперименте, отличаются от ПДК рабочей зоны для динасовой пыли в 6,6 раза, а для цементной — в 20 раз. Отметим, что в списке ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны цемент входит в группу силикатов и силикатсодержащей пыли и количество двуокиси кремния в нем не оговаривается. Между тем доля кремнезема в цементе может быть значительной, например в условиях Донбасса. Однако если учесть содержание двуокиси кремния в цементе, как это принято для других видов кремнеземсодержащей пыли (в данном случае 21 %), то кратность снизится до 7. При таком подходе коэффициент снижения для обоих видов пыли можно считать единым, равным 7 (6,6—8,0). Близость этих показателей по величине делает правомерным и целесообразным подход к нормированию кремнеземсодержащей пыли в атмосферном воздухе населенных мест с учетом количества в ней двуокиси кремния. По условиям эксперимента (животных подвергали воздействию пыли в течение 16 ч) использованные в опыте концентрации можно отнести к разовым. В соответствии с практикой установления двух нормативов и хорошо известными соображениями среднесуточные ПДК определены трехкратным снижением разовых.
Принимая во внимание отсутствие эффекта рефлекторного действия указанных видов пыли на уровне изучаемых концентраций, необходимость применения коэффициента запаса при обосновании ПДК (в данном случае он равен 3) и целесообразность установления ПДК с учетом лимитируемого показателя вредности (Г. И. Сидоренко и М. А. Пинигин), можно рекомендовать в качестве предельно допустимых для атмосферного Еоздуха населенных мест концентрации кремнеземсодержащих видов пыли, приведенные в таблице 1.
Л И Т Н Р А Т У Р А. А л е к с с < 1 :. О. Г., Волкова А. П. — «Гиг. и сан.», 1966, № 8, с. 70—74. — П а н и с у к Г. А'. — «Труды Смоленск, мед. ин-та», 1952, т. 4, с. 52—53. — Г г тки и К. Д. и др. Г\ю с дет] о к практическим зан$ти$м по медицинской м ьроО-ологии. Кишинев, 1902 — ( а I оикий И. В., Уланова И. П. Критери 1 рсдности в гигиене и тош или I при оценке опасности м мических соединений. М., !£75, с. 10—54. — Сидор I с Г. И., П и н и г и н М. Л. — «Гиг. и сан.», 1971, № 11, с. 99—101. —Сепетл I ( Д. А. Статистические методы в научных ме-дкци1с>1> 1чсл1Дованиях. М., 19С8.
Поступила 4/1 1977 г.
EXPERIMENTAL DATA ON HYGIENIC STANDARDIZATION OF DUST CONTAINING
SILICON IN THE ATMOSPHERE
N. V. Grin, I. A. Simonova, V. A. Krivoshey, A. B. Ermachenko
A study of the biological action of dust from dynase and cement productions under conditions of inhalation poisoning of animals with aerosols at concentraticns of 0.5, 0.3 and 0.15mg/m3 made it possible to suggest the following maximal permissible ccnccntrations of the mentioned types of dust in the atmosphere cf settlements; the maximal single time may be set at levels of 0.15 and 0.30 mg/m3, the daily average at levels of 0.05 and 0.10mg/m3, respectively.
