CC BY
6
А. Ф. Зайцева
Экспериментальные исследования к гигиеническому обоснованию предельно допустимой концентрации свинца в воде водоемов
Из кафедры коммунальной гигиены I Московского ордена Ленина медицинского института
В связи с быстрым ростом промышленности цветных и редких металлов и возможностью попадания в водоемы сточных вод, содержащих соединения свинца, большое значение приобрел вопрос о разработке и научном обосновании предельно допустимой концентрации свинца и его соединений в воде водоемов. Как показывает практика, сточные воды содержат сравнительно хорошо растворимые соединения свинца, а их превращение в условиях водоема в менее растворимую основную соль не приводит к быстрому и полному выпадению этой соли из раствора. Это обстоятельство позволяет подчеркнуть важность гигиенического обоснования предельно допустимого содержания свинца в воде водоемов и соответствующих мероприятий по санитарной охране водоемов.
В последние годы были сделаны попытки проведения специальных исследований, непосредственно направленных на выявление предельно допустимых концентраций свинца в воде водоемов (С. А. Несмеянов, М. М. Калабина и др.).
На основании этих исследований была рекомендована предельно допустимая концентрация свинца в воде водоема в 0,1 мг/л. Однако рекомендованную величину предельно допустимой концентрации свинца в воде водоемов нельзя считать с гигиенической точки зрения достаточно научно обоснованной, так как не был использован санитарно-токсиколо-гический метод определения пороговых доз свинца, при которых ответ организма на вводимый в него свинец не выходит за пределы защитно-физиологических реакций, как их понимал И. П. Павлов.
Гигиеническое обоснование предельно допустимой концентрации свинца в воде водоемов и явилось целью нашей работы.
Экспериментальные исследования были поставлены в следующих направлениях.
1. Изучение влияния свинца на процессы естественного самоочищения воды водоема от органических веществ бытового загрязнения.
2. Изучение влияния соединений свинца на органолептические свойства воды, поскольку специальных исследований в этом направлении не было.
3. Определение пороговой дозы свинца в хроническом санитарно-токсикологическом эксперименте на теплокровных животных.
В работе использованы различные методы гигиенического исследования: химические, бактериологические, органолептические и физиологические, в том числе и метод условных рефлексов.
В результате проведенных опытов по изучению влияния свинца на общий санитарный режим водоема было установлено, что некоторая тенденция к торможению процесса минерализации органических веществ,
судя по задержке биохимического потребления кислорода (на 4,4%), имела место уже при концентрации свинца в 0,1 мг/л.
Такая задержка не имеет практического значения. Поэтому указанную концентрацию свинца можно считать пороговой по влиянию на процессы естественного самоочищения воды водоема от органических веществ бытового загрязнения.
В результате наших опытов по определению порога привкуса наиболее часто встречающихся в практике соединений свинца — азотнокислой, уксуснокислой и хлористой солей — установлено, что интенсивность привкуса в 2 балла, соответствующая «практическому пределу», оказалась на уровне 100—200 мг/л. «Порог восприятия» в наших опытах был примерно в два раза меньше.
Наиболее характерной чертой гигиенического подхода к установлению предельно допустимых концентраций является учет возможного непосредственного влияния вещества на здоровье населения, что в экспериментальном плане определяется путем постановки санитарно-токсико-логических исследований на теплокровных животных. Поэтому, учитывая специфический характер изучаемого нами ингредиента, а именно хорошо известное из литературы и практических наблюдений вредное влияние соединений свинца на организм человека, способность этих соединений вызывать хронические интоксикации, представлялось важным уделить наибольшее внимание санитарно-токсикологическим исследованиям. Это было тем более необходимо, что в литературе мы не могли обнаружить исследований, направленных на установление пороговых доз свинца по санитарно-токсикологическим исследованиям на теплокровных животных.
Нами были проведены две серии хронического санитарно-токсиколо-гического эксперимента на белых крысах. Основываясь на имеющихся в литературе данных относительно характера действия свинца, в одной серии опытов нами осуществлялись следующие наблюдения: 1) морфологическое исследование крови (количество эритроцитов, ретикулоцитов, лейкоцитов, процентное содержание гемоглобина, лейкоцитарная формула); 2) исследование кровяного давления; 3) определение содержания уробилина в моче; 4) рентгенологическое исследование длинных трубчатых костей. Кроме того, велось также наблюдение за поведением животных и их весом.
Животным в течение 6 месяцев ежедневно вводили через рот по 0,05, 0,5 и 5 мг свинца (в виде раствора азотнокислой соли) на 1 кг веса. Каждую дозу свинца испытывали на 5 животных.
В результате наших опытов было установлено, что доза свинца в 0,05 мг/кг, если судить по использованным нами тестам, не вызвала изменений в физиологических функциях организма подопытных животных. На основании данного исследования эта доза свинца могла быть рассматриваема как стоящая на уровне порога действия на организм подопытных животных.
Однако в приведенных исследованиях осталось невыясненным влияние малых доз свинца на важнейшую сторону физиологической деятельности организма, т. е. на высшую нервную деятельность.
Исследованиями школы И. П. Павлова и его учеников (М. К- Петрова, Ю. П. Фролова, А. Г. Иванов-Смоленский, Й. С. Цитович и др.) установлено, что кора полушарий головного мозга является особо чувствительной к разного рода токсическим воздействиям. Нарушения высшей нервной деятельности, обнаруживаемые методом условных рефлексов, являются чрезвычайно важным критерием вредного влияния на организм факторов внешней среды, так как «Система экспериментально полученных искусственных условных рефлексов, как наиболее молодая и поздняя в онтогенетическом отношении функциональная часть корко-
вой деятельности является... наименее устойчивой и прочной при действии токсических агентов»
Мы пользовались обычно применяемой для токсикологических целей методикой исследования двигательно-пищевых условных рефлексов. Положительными условными раздражителями в наших опытах служили белый свет и метроном (110 ударов в минуту), по которым животное совершало перебежку к кормушке, где получало пищевое подкрепление. Диференцировка вырабатывалась на красный свет.
Экспериментальные исследования с применением метода условных рефлексов по существу проводились в два этапа. На первом этапе работы у животных была выработана система положительных и тормозных условных рефлексов и определены их типологические особенности. Характеристика корковой динамики подопытных животных и выявление типа нервной системы были сделаны с учетом данных дополнительных исследований: угашения и восстановления условного рефлекса, последовательного торможения, индукции, удлинения диференцировки и исследования условнорефлекторной деятельности на фоне суточного голодания. Подготовленные к опыту животные (21 крыса) были распределены по группам в зависимости от дозы свинца, которая применялась в опыте. В каждую группу животных, находившихся под воздействием одной и той же дозы свинца, были включены животные с различным типом нервной деятельности.
Второй этап экспериментальных исследований заключался в систематическом исследовании изменений условнорефлекторной деятельности животных под влиянием хронического отравления их малыми дозами свинца. Принятые в наших опытах дозы для различных групп животных были 5, 0,5, 0,05 и 0,005 мг на 1 кг веса, считая по иону свинца.
Исследование условнорефлекторной деятельности крыс в экспериментальной камере проводилось через день на протяжении 4 месяцев. Нами учитывался (по рекомендации Л. И. Котляревского) латентный период пищевой двигательной реакции, время перебежки животного до кормушки противоположной половины камеры, состояние диференцировки, последовательное торможение, состояние отрицательной индукции, состояние положительной индукции. Кроме того, велось также наблюдение за поведением животных и их весом. Латентный период и время перебежки отмечались по секундомеру.
В течение всего хронического эксперимента каких-либо изменений в общем доведении животных отмечено не было. Не было также отмечено и таких грубых нарушений условных рефлексов, как удлинение латентного периода, выпадение рефлекса, которые наблюдались многими авторами, применявшими большие дозы различных токсических веществ (Л. И. Котляревский и др.). Это, очевидно, объясняется тем, что в наших опытах применялись малые дозы токсического вещества, как это соответствовало задаче исследования. Вместе с тем на фоне относительной устойчивости положительных условных рефлексов нами отмечались фазовые состояния — уравнительная и парадоксальная фазы. Степень частоты нарушений силовых взаимоотношений в коре полушарий головного мозга крыс находилась в зависимости от дозы свинца. Состояние силовых взаимоотношений в мозговой коре крыс представлено на рисунке. Как видно из рисунка (/), при дозе свинца в 0,005 мг на 1 кг веса у подопытных животных состояние силовых взаимоотношений было таким же, как и у контрольной группы крыс (2). Неправильные силовые взаимоотношения встречались у них весьма редко.
У животных, получавших 0,05 ,мг свинца на 1 кг веса (<3), фазовые явления встречались значительно чаще — уравнительная фаза в среднем
'А. Г. Иванов-Смоленский, Рефераты научно-исследовательских работ отделения медико-биологических наук АМН СССР за 1947 г., вып. 7, стр. 103, М., изд. АМН СССР, 1949.
96:8
\\П6
90.7
&0
Л/96 N919 Н Р 4/ С 6'
/V921
N911 . А/97 Н р О! С ы
3_
721
4
76
672
в 20% опытов, парадоксальная — в 11% опытов. Еще более выраженный характер указанные нарушения условнорефлектарной деятельности подопытных животных носили при дозах 0,5 и 5 мг свинца на 1 кг веса (4).
При дозе 0,5 мг свинца на 1 кг веса неправильные силовые взаимоотношения в мозговой коре крыс отмечались почти в двух третях всех опытов. Уравнительная фаза у животных этой группы встречалась в среднем в 36%, парадоксальная — в 27°/« опытов. Следует подчеркнуть, что
фазовые явления при дозах 0,5 и 5 мг свинца на 1 кг веса носили затяжной характер, т. е. отмечались чаще в нескольких опытах подряд.
Кроме нарушения силовых взаимоотношений в коре полушарий головного мозга, у крыс, получавших
0,05 мг свинца на 1 кг веса и выше, отмечались также изменения отрицательной индукции. У группы крыс, получавших 0,05 мг на 1 кг веса, начиная со второго месяца действия свинца, отрицательная индукция стала более выраженной по сравнению с установленной перед началом затравки. Еще более значительные изменения отрицательной индукции в сторону ее увеличения были отмечены нами у крыс, получавших 0,5 мг свинца на 1 кг веса. Пробы отрицательной индукции у животных,
получавших дозу 0,5 мг свинца на 1 кг веса, показали, что латентный период условного рефлекса на звуковой раздражитель, данный непосредственно после действия светового условного сигнала, увеличился в ряде случаев более чем вдвое, а в некоторых пробах имело место даже выпадение рефлекса. У крыс, получавших дозу 0,005 мг свинца на 1 кг веса, как и у контрольной группы животных, изменения отрицательной индукции в сторону ее увеличения не наблюдались в течение всего опыта.
Наблюдавшиеся нами у подопытных животных фазовые явления и выраженная отрицательная индукция при дозах 0,05 мг на 1 кг веса и выше указывают, что эти животные находились под воздействием фактора, небезразличного для состояния высшей нервной деятельности этих животных. Изменения в условнорефлекторной деятельности животных в виде фазовых состояний — уравнительной и парадоксальной фаз, а также усиления отрицательной индукции указывают на развитие в коре больших полушарий головного мозга запредельного, охранительного
564 И
|| 16.3 1/6
306
ж
.213
40
33.3 , 34.4уп
263 И
Л!'?/£
N91
р Ь' С Ы
Л/9 9
//РА //98 /V9/0 крь/СЫ
Состояние силовых "взаимоотношений в мозговой коре
крыс (в процентах к общему числу опытов)' 1,— при дозе свинца 0.005 мг на 1 кг веса; г — контрольная группа; 3 —при дозе свинца 0,05 МГ на 1 кг веса; 4 — при дозе свинца 0,5 мг на 1 кг веса
торможения, которое, по И. П. Павлову, «...с одной стороны — патология,... с другой — по существу самого механизма есть еще физиология, физиологическая мера, потому что оно предохраняет корковые клетки против угрожающего разрушения...» Это позволяет считать, что нарушения условнорефлекторной деятельности, обнаруженные нами у подопытных животных, получавших дозы свинца от 0,05 мг на 1 кг веса и выше, граничат с патологией. Если, наряду с результатами проведенных экспериментальных исследований, иметь в виду, что нами испыты-валось влияние на высшую нервную деятельность свинца, для которого характерна резко выраженная способность к кумуляции, то можно полагать, что по влиянию на высшую нервную деятельность порог действия свинца будет на уровне 0,005 мг на 1 кг веса.
Выводы
1. Данные наших опытов по изучению влияния свинца на естественные процессы самоочищения воды водоемов от органических веществ указывают, что концентрация 0,1 мг/л свинца находится на пороге действия в отношении возможного влияния свинца на общий санитарный режим водоема.
2. С точки зрения влияния на органолептические свойства воды (привкус) поступление свинца в водоем не может вызвать существенных последствий, так как пороговые концентрации по этому показателю, находящиеся на уровне десятков миллиграммов на литр, во много раз превышают пороговые концентрации свинца по влиянию на общий санитарный режим водоема.
3. В хроническом опыте с применением Метода условных рефлексов доза свинца в 0,05 мг на 1 кг веса вызвала изменения условнорефлекторной деятельности белых крыс, граничащие с патологией и выразившиеся в нарушении силовых взаимоотношений в коре больших полушарий головного мозга и развитии охранительного торможения. По влиянию на условнорефлекторную деятельность белых крыс порог действия свинца оказался на уровне 0,005 мг на 1 кг веса животного.
4. Сопоставляя выявленную нами пороговую дозу свинца, стоящую на уровне 0,005 мг на 1 кг веса животного, с установленной в ГОСТ 2874-45 на качество питьевой воды предельно допустимой концентрацией свинца в воде в 0,1 мг/л, можно заключить, что эта концентрация свинца находится на уровне порога действия.
Таким образом, полученные в нашем исследовании материалы даюг возможность научного обоснования правильности принятия концентрации 0,1 мг/л свинца в качестве предельно допустимой концентрации свинца в воде водоемов.
В. Ф. Глибин
Оценка новых бактерицидных ламп при применении их в целях обеззараживания воды
Из Военно-медицинской академии имени С. М. Кирова
В настоящей работе была подвергнута бактериологической оценке бактерицидная лампа Государственного оптического института образца 1950 г. при применении ее для обеззараживания воды, зараженной кишечной палочкой.
Эта бактерицидная лампа изготовлена из специального боросиликат-ного стекла толщиной около 0,5 мм. Степень прозрачности этого стекла
1 И. П. Павлов, Физиология и патология высшей нервной деятельности, М-—Л., Медгиз, 1930, стр. 44.
3 Гигиена и санитария № 3
11
