ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ К ГИГИЕНИЧЕСКОМУ ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ УРСОЛА Д В ВОДЕ ВОДОЕМОВ Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ К ГИГИЕНИЧЕСКОМУ ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ УРСОЛА Д В ВОДЕ ВОДОЕМОВ

Ю. А. Жаков

Из Московского научно-исследовательского института санитарии и гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР

Урсол Д (парафенилендиамин) может попадать в водоемы со сточными водами меховых фабрик и предприятий анилокрасочной промышленности. Он наиболее употребителен из 50 урсолов, применяемых для крашения меха. В сточных водах меховых фабрик, кроме урсола, находятся продукты его окисления: хинон

и основание Бандровского, которому приписывается строение тетра-аминодифенил-п-азофенилена

_КН2 _

о» - <~> -

ИНг _ Ш2

[Кокс (Н. Т. Сох)]. Последнее соединение принято считать тем красителем, который образуется при крашении парафенилендиамином.

Урсол Д при определенных условиях может вызывать заболевание в виде бронхита, астматических приступов и экзематозных поражений кожи. Так, описаны случаи массовых поражений рабочих па меховых фабриках [Куршман (СигасИшапп), Н, Д. Розенбаум и др.], кожных поражений при ношении крашеного меха, экземы при окраске волос, бровей и ресниц урсолом Д (С. А. Штейнберг, Г. Ф. Лужинский и др.).

Доказано также, что урсол Д вызывает сенсибилизацию организма, причем анафилаксия обусловлена не столько самим урсолом Д, сколько продуктами его неполного окисления, в частности парахинондиимином (Куршман и др.).

НК = ^ у = МН

Токсикологические исследования сточных вод меховых фабрик, проведенные А. И. Гребенчук, Л. 3. Астраханцевой и др. (цит. по В. Н. Гусь-ковой), показали, что урсол Д может содержаться в сточных водах в количествах, которые могут вызвать явления токсикоза (отечность слизистых оболочек, понижение сахара в крови).

Целью нашей работы явилось получение экспериментальных данных для гигиенического обоснования предельно допустимой концентра^-ции урсола Д в воде водоемов. Исследования проводились по принятой для подобных работ методической схеме (С. Н. Черкинский). Так как урсол Д и продукты его окисления — хинон и основание Бандровского — не изучены с точки зрения их гигиенического значения при поступлении в водоемы со сточными водами, исследования проводились в сравнительном плане со всеми указанными веществами.

Растворимость урсола Д и хинона в воде около 1%, основание Бандровского считается практически не растворимым в воде соединением.

Оценка стабильности урсола Д, хинона и основания Бандровского в силу отсутствия химической методики их раздельного определения в

водной среде проводилась путем учета токсических свойств растворов указанных веществ на дафниях. Урсол Д в концентрациях 1, 5, 10 мг/л в первый день убивает 100% дафний. Только на 5—6-е сутки растворы урсола Д в концентрации 1 и 5 мг/л теряют полностью свою токсичность для дафний. Раствор концентрацией 10 мг/л на 6-е сутки вызывает гибель 50% дафний и теряет свою токсичность только на 8-е сутки.

Растворы хинона вызывают гибель 100% дафний в первый день при концентрации 5 и 10 мг/л. При стоянии этих растворов их токсичность на 6-й день снижается и гибель дафний отмечается лишь в 50% случаев. Только на 8-й день стояния растворов токсичность их для дафний теряется полностью. Таким образом, биологическая проба на дафниях указывает на относительную стабильность в воде как урсола Д, так и хинона. Насыщенный же раствор основания Бандровского оказался для дафний нетоксичным.

По нашим данным, наиболее выраженные изменения со стороны органолептических свойств воды, содержащей урсол Д и хинон, проявились со стороны окраски, причем интенсивность окрашивания усиливается при стоянии. Так, при отсутствии окраски в 1-й день растворы урсола Д и хинона на 4-е сутки приобрели едва заметное окрашивание в столбике жидкости, равном 20 см при концентрации урсола Д 0,1 мг/л, хинона 0,2 мг/л; 10 см при концентрации урсола Д 0,2 мг/л, хинона 0,5 мг/л; 5 см при концентрации урсола Д 0,5 мг/л, хинона 1 мг/л.

При дальнейшем наблюдении в течение месяца окраска растворов не стала менее интенсивной. Основание Бандровского весьма незначительно изменяет окраску воды даже в насыщенном растворе.

Вместе с тем было установлено, что водный раствор урсола Д даже при концентрации в 1000 мг/л не имеет запаха. Хинон придает запах воде в 1 балл при концентрации 50 мг/л, в 2 балла — при концентрации 100 мг/л, в 3 балла — при концентрации 200 мг/л. При стоянии растворов в течение 4 дней запах почти исчезает. Насыщенный раствор основания Бандровского запаха не имеет. Водные растворы урсола 100 мг/л, хинона 50 мг/л и насыщенный раствор основания Бандровского не имеют посторонних привкусов.

На основании проведенных органолептических исследований можно считать, что пороговые концентрации урсола Д и хинона применительно к водоемам первой категории составляют для урсола Д 0,1 мг/л и для хинона — 0,2 мг/л.

Что касается влияния урсола Д и хинона на санитарный режим водоема, то установлено, что они не тормозят процесса биохимического потребления кислорода (БПК) бытовых сточных вод. Так, концентрации урсола Д 5 мг/л и хинона 1 мг/л не оказывают заметного влияния на величину БПК водного раствора. При дозах порядка 10—25 мг/л БПК возрастает и только при этих концентрациях можно было ожидать наступления дефицита растворенного в воде кислорода. Однако опыты, поставленные на моделях водоемов, показали, что содержание в воде 25 мг/л урсола Д или хинона не влияет существенно на динамику растворенного кислорода и рН воды, содержание растворенного кислорода не выходило за пределы, указанные в Н 101-54.

Для получения сравнительной токсикологической характеристики урсола Д, хинона и основания Бандровского нами были проведены соответствующие опыты на белых мышах. Однократное пероральное введение белым мышам урсола Д или хинона в дозе 200 мг/кг веса вызывает гибель всех подопытных животных; при введении же урсола Д в дозе 100 мг/кг веса летальный исход наблюдался у 8—9 из 10 животных. Такая же доза хинона приводит к гибели 4 из 10 животных. Доза основания Бандровского в 300 мг/кг веса вовсе не вызывала гибели мышей.

В опытах продолжительностью 10—20 дней при пероральном введении урсола Д или хинона белым мышам в дозах 20 мг/кг отмечалось снижение работоспособности, кбнтролируемой методом плавания. Она более заметно снижалась у животных, получавших урсол Д. У белых мышей, которые получали основание Бандровского из расчета 20 мг/кг веса, аналогичных изменений не наблюдалось.

Основываясь на этих данных, исследования в хронической' сани-тарно-токсикологическом эксперименте проводились лишь с урсолом Д, который оказался наиболее токсичным из испытуемых веществ.

Ряд авторов указывает на некоторое снижение сахара в крови больных урсоловой астмой, развитие токсического гепатита и нарушение углеводной функции печени при острых и хронических отравлениях урсолом; кроме того, урсол Д оказывает отрицательное влияние на центральную нервную систему и кровь и может вызвать сенсибилизацию организма [С. М. Мешенгиссер, Н. Д. Розенбаум, О. Н. Чельцова, Курш-ман, Винтер (I. Winter)].

Отмечено образование метгемоглобина в крови, но лишь в острых опытах с урсолом Д (С. М. Мешенгиссер и др.). Мы не нашли в литературе указаний на обнаружение в крови метгемоглобина в хронических опытах. Дозы урсола Д, принятые в хронических опытах, были выбраны расчетным путем на основании работ Г. М. Шифмана и др. и с учетом влияния урсола Д на органолептические свойства воды водоемов.

В первой серии этих опытов, проведенных на кроликах, изучалось влияние урсола Д на гликогенообразующую функцию печени, которая контролировалась посредством проведения нагрузки галактозой, морфологический состав крови (количество эритроцитов, лейкоцитов, лейкоцитарная формула и содержание в крови гемоглобина). Галактоза вводилась животным перорально из расчета 2 г/кг веса.

Наибольшую дозу урсола Д — 0,5 мг/кг веса — получали 3 кролика. После 3 месяцев затравки у 2 из них развились общие явления интоксикации в виде мышечной слабости, нарушения координации движений, экзофтальмии. На 4-м месяце затравки у одного кролика указанные явления исчезли, тогда как у другого, напротив, прогрессировали. У животных, получавших меньшие дозы урсола Д — 0,25 и 0,05 мг/кг, симптомов интоксикации урсолом Д за весь период опыта не отмечалось.

Со стороны крови, за исключением сдвигов в сторону увеличения количества ретикулоцитов (при дозах 0,5 и 0,25 мг/кг), каких-либо изменений не обнаружилось.

У одного из кроликов, которым вводился урсол Д в дозе 0,5 мг/кг, наблюдалось снижение величины содержания сахара в крови натощак. Подобное снижение сахара отмечалось О. Н. Чельцовой у людей, страдавших урсоловой астмой, а также В. Н. Гуськовой у животных, получавших в опытах натуральную сточную воду меховых фабрик. В то же время у всех кроликов, подвергавшихся затравке урсолом Д в дозе 0,5 мг/кг веса, наступила задержка в возвращении содержания сахара в крови к исходным величинам после нагрузки галактозой. При этом постгликемический коэффициент, т. е. отношение количества сахара, содержащегося в крови через 4 часа после нагрузки, к первоначальному содержанию его, увеличивался. Если, например, до затравки постгллке-мический коэффициент был равен 1 —1,1, то на 4—5-м месяце затравки он измерялся в пределах 1,5—1,9. Кроме того, наблюдалось нарастание гипергликемического коэффициента (отношение максимального содержания сахара в крови после нагрузки к первоначальному его содержанию) с величин исходного фона 1,5—2,1 до 2,4—2,5 на 5-м месяце затравки.

При двойной сахарной нагрузке галактозой, которая проводилась с таким расчетом, чтобы повторное введение сахара (из расчета I г/кг)

пришлось на середину нисходящей части обычной сахарной кривой (Т. С. Гальперина и Л. Я. Олейник), наблюдался второй подъем содержания сахара в крови, который по величине был равен первому. У животных контрольной группы при двойной сахарной нагрузке второй подъем уровня сахара в крови не наблюдался (рис. 1).

Аналогичные, но менее выраженные явления со стороны гликогено-образующей функции печени наблюдались у 3 кроликов, получавших урсол Д в дозе 0,25 мг/кг веса. У животных, получавших урсол Д в дозе 0,05 мг/кг, не было обнаружено изменений постгликемического и гипергликемического коэффициентов, однако при двойной сахарной на-

О 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4.5 5,0 5,5 5.0

-Контроль---0.5мг/и г____0,25мг/иг__0,05мг/кг

| Дополнительная нагрузка В контроле. 0,25мг[кг,Р 05 мг/нг | Дополнительная нагрузка при 0,5мг/кг

Рис. 1. Динамика содержания сахара крови в мг%' при двойной нагрузке галактозой.

грузке у отдельных животных наблюдалось незначительное повышение содержания сахара в крови, что свидетельствует об известной тенденции к образованию второго подъема.

Приведенные данные по изучению влияния урсола Д на гликогено-образующую функцию печени позволяют расценивать дозу урсола Д 0,05 мг/кг веса как находящуюся ниже порога действия.

Кроме описанных .опытов, нами были проведены наблюдения, касающиеся сенсибилизации организма урсолом Д при его длительном пероральном поступлении. Кроликам, получавшим урсол Д в дозах 0,5; 0,25 и 0,05 мг/кг веса в течение 7 месяцев (рис. 2), вводился в вену раствор урсола Д в количестве 0,2 мл, приготовленный по методу Курш-мана (1 г урсола Д растворялся в 20 мл воды, после чего добавлялось 20 см3 3% перекиси водорода). У кроликов, получавших урсол Д в дозах 0,5 и 0,25 мг/кг веса, через несколько минут наступила аллергическая реакция — частое поверхностное дыхание, нарушение ритма пульса и падение температуры тела. У животных, получавших урсол Д в дозе 0,05 мг/кг веса, при разрешающей инъекции обнаруживались менее выраженные симптомы аллергической реакции. Указанное свидетельствует, что доза урсола Д 0,05 мг/кг веса оказалась действующей при учете аллергического действия урсола на организм.

Работами ряда иностранных авторов (Куршман и др.) установлено,

/ ЫН2 / /X

что сенсибилизация организма вызывается не самим урсолом Д I |

\Ч/

\ N1-12

2 Гигиен« и санитария, № 5

17

а продуктом его неполного окисления — парахинондиимином

ЫН

Л о разрешающей ингекции

Через 7 '/2 часа после ингекиии

Указаний на то, что хинон О

обладает сенсибилизирую-

щим действием, нами в литературе не найдено.

Контроль

До разрешающей инъекции

2 2 2 й]Д шДйй

о 0_

/о

шшшашш

/ / ш

ю

0,5 мг/кг

Через 7 час после ингекиии

т\

5 1

I

I!1

0,05 мг/кг п

Мо разрешающей ингекции

в

I

ШШШМШКШ оМ 1

и

0,005мг/кг

3

2

4

Лш

Через ЗО минут после ингекции

II

2 22 2 2 / I/П/Л/П/

ЛлдлМЛ^МЛАЛЛЛЛЛЛ.

Рис. 2. Ритм дыхания кроликов до и после введения разрешающей дозы урсола.

а — контрольное животное; б — урсол в дозе 0,25 мг/кг; в — урсол в дозе 0,05 мг/кг.

Ш?П Ш

О ¡/равнительная фаза □ Парадоксальная фаза Начало затравки

\

Рис. 3. Динамика частоты фазовых состояний в течение 7 месяцев затравки. Даны средние показатели после цо-вательно за каждые 10 сеансов.

Во второй серии хронического санитарно-токсикологического эксперимента изучалось влияние урсола Д на условнорефлекторную деятельность белых крыс (по методике проф. Л. И. Котляревского). Всего

в опыте было 16 животных одного пола (самцы) и возраста, которые в зависимости от принятых в эксперименте доз урсола Д были распределены по группам следующим образом: 1) контрольная группа — 3 животных; 2) получивших 0,005 мг/кг урсола Д — 3 животных; 3) получивших 0,05 мг/кг — 4 животных; 4) получивших 0,5 мг/кг — 3 животных; 5) получивших 5 мг/кг — 3 животных. Затравка животных проводилась в течение 7 месяцев.

У животных, получавших урсол Д в дозе 5 мг/кг веса, через неделю после начала затравки произошло растормаживание дифференцировки, продолжавшееся несколько опытов подряд. В последующем нарушение дифференцировочного торможения наблюдалось периодически. Гораздо чаще стали наблюдаться фазовые состояния. Через 3 месяца от начала затравки появились выпадения положительных условных рефлексов. Величина условных рефлексов на положительные раздражители уменьшилась, а латентный период несколько увеличился.

При дозе 0,5 мг/кг веса наблюдались аналогичные изменения, но в менее выраженной форме. Нарушение дифференцировочного торможения наблюдалось у животных лишь через 1—4 месяца от начала затравки. Фазовые состояния встречались чаще, чем до начала опыта, и чаще, чем у животных контрольной группы. Через 4 месяца от начала затравки у крыс, получавших урсол в дозе 0,5 мг/кг веса, появились выпадения положительных условных рефлексов, снизилась величина двигательной реакции животных на положительные раздражители (рис. 3).

У белых крыс, получавших урсол Д в дозе 0,05 мг/кг веса, в первые \1/2—2 месяца затравки наблюдалось некоторое нарастание частоты фазовых состояний, однако в более позднем периоде хронического опыта в отношении этих показателей возобновился исходный фон. В дальнейшем в продолжение всего периода хронической затравки каких-либо нарушений условнорефлекторной деятельности белых крыс данной группы не отмечалось.

Показатели условнорефлекторной деятельности животных, получавших урсол Д в дозе 0,005 мг/кг веса, в течение всего периода хронической затравки ничем не отличались от соответствующих показателей контрольных животных.

Полученные результаты в опытах с применением метода условных рефлексов позволяют считать, что хроническое воздействие урсола Д в дозах 5 и 0,5 мг/кг веса вызывает определенные функциональные сдвиги со стороны высших отделов центральной нервной системы. Дозу урсола Д 0,05 мг/кг веса, как не вызывающую существенных нарушений условнорефлекторной деятельности, следует считать пороговой, а доза урсола Д 0,005 мг/кг веса является подпороговой, не действующей.

Изложенное выше позволяет отметить, что в проведенных исследованиях были применены наиболее чувствительные и соответствующие для данного случая методики. Это дает основание полагать, что полученные результаты в достаточной мере отражают влияние урсола Д на организм теплокровных животных.

В патологоанатомической лаборатории института под руководством проф. А. А. Пинуса были произведены гистологические исследования органов экспериментальных животных (рис. 4, 5), которые показали повторяющиеся изменения типа жировой дистрофии в печени, почках и в одном случае в лимфатическом узле. Изменения эти были найдены при хронической затравке наивысшими дозами (5 мг/кг веса у крыс и 0,5 мг/кг веса у кроликов) (см. рис. 3 и 4).

Гистологические исследования печени кроликов по методу Беста показало наличие повышенного количества гликогена при хронической затравке в дозах 0,5 и 0,25 мг/кг веса и одинаковое количество с контрольными животными при дозе 0,05 мг/кг веса.

2*

19

Рис. 4. Жировое перерождение клеток печени (крыса; урсол 5 мг/кг веса.

Увеличение 15 X 60).

Рис. 5. Неизмененные клетки печени (крыса; урсол 0,005 мг/кг веса. Увеличение 15X60).

Выводы

1. Пороговая концентрация урсола Д по органолептическим признакам (окраске) для водоемов первой категории лежит на уровне 0,1 мг/л.

2. Концентрации урсола Д до 5 мг/л не будут оказывать влияний на общий санитарный режим водоемов.

3. Недействующей дозой урсола Д, по данным хронического сани-тарно-токсикологического эксперимента, следует считать дозу в 0,005 мг/кг веса, что примерно соответствует 0,1 мг/л.

4. Сопоставляя пороговые концентрации, полученные при изучении влияния урсола Д на органолептические свойства воды, санитарный режим водоема и в хронических токсикологических опытах на теплокровных животных, можно принять в качестве предельно допустимой концентрации урсола Д в воде водоемов 0,1 мг/л и отнести урсол Д к веществам, нормируемым по токсикологическому показателю вредности.

5. Учитывая меньшую токсичность хинона по сравнению с урсолом, можно полагать, что он будет лимитироваться по органолептическому признаку; предельно допустимая концентрация хинона составит ориентировочно для водоемов первой категории 0,2 мг/л.

ЛИТЕРАТУРА

Гальперина Т. С., Олейник J1. Я. Клин, мед., 1953, № 8, стр. 30—37.— Гуськова В. Н. Гиг. и сан., 1956, № 3, стр. 10—13.—Л ужинский Г. Ф. Там же, 1936, № 5, стр. 51—54.—Мешенгиссер С. М. Вестн. Акад. мед. наук СССР. 1946, № 5, стр. 27—Роз е н б а у м Н. Д. Гиг. труда, 1924, № 2—3, стр. 38—47.—Чел ь-цова О. Н. В кн.: Ленинградский ин-т по изуч. проф. забол. Труды, Л. 1929, т. 4, стр. 295—305.—Ч еркинский С. Н. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1949, стр, 52—111.—Шиманко И. И. Моск. мед. журн., 1930, № Ю, стр. 71—73.—III и ф м а н Г. М. Гиг. безоп. и патология труда, 1929, № 9, стр. 40—45.—Штейн б ер г С. А. Здравоохр. Казахст., 1948, № 1, стр. 25—30,—Сох Н. Е. Analyst, 1934, v. 59, p. З-ll.-Curschmann Н. Münch, med. Wchnschr., 1921, Bd. 68, S. 195—197,—W i n t e r J. Neuere Untersuchungen über das Ursolasthma in der Leipziger Rauchwarenfärbereien. Dis. Zeulekroda i Thür. 1937.

Поступила 23/11 1957 r.

DETERMINATION OF TNE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF URSOL D IN THE WATER OF RESERVOIRS

Yu. A. Zhakov

The article contains data for the determination of the maximum permissible concentration of ursol in the water of reservoirs. The investigations have shown that the coloration of water occurs at a concentration of ursol at 0.1 mg/1; the sanitary regime of the reservoir is interfered with at 5 mg/1. The maximum content which does not effect the organisms of warm-blooded animals is 0.1 mg/1. Therefore, for determination of the maximum permissible concentration of ursol in water it is necessary to take the threshold value (0.1 mg/1) which is toxic for the organisms of warm-blooded animals

-if -it

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА ВОДЫ

Кандидат медицинских наук И. Г. Попов Из кафедры военной гигиены военного факультета Центрального института усовершенствования врачей

В последнее десятилетие люминесцентный анализ получает все большее распространение при проведении разнообразных исследований в микробиологии, физиологии и гигиене. Поэтому представляется интересным освещение методической стороны люминесцентного анализа каж-