CC BY
6
ЛИТЕРАТУРА. Аксюк А. Ф., Зам мел она С. Д. Санитарная характеристика сточных вод производства синтетических жирных кислот. — В кн.: Санитар-но-химический контроль в области охраны водоемов. М., 1964, с. 234—238. — Беляев И. И., Грачева М. П. Эффективность мероприятий по санитарной охране водоемов в районе предприятий химической промышленности. — «Гиг. и сан.», 1974, № 5, с. 13— 16. — Г р и н б л а т О. М., С у н д а т о в В. Ф. и др. Опыт санитарной охраны водоемов на территории Москвы. — Там же, 1974, № 8, с. 87. — Карпов 3. Ф., Б е р -д у т и н Ф. А. и др. — В кн.: Материалы к докладам конференции гигиенистов и санитарных врачей Кузбасса. Кемерово, 1967, с. 107. — Морозов В. А., Утюжн и кона С. С. Эффективность очистки сточных вод промышленного района г. Волжского Волгоградской области. — В кн.: Материалы Республиканск. научной конференции по проблемам гигиенического водоснабжения и санитарной охраны водоемов. Пермь, 1969, с. 83— 84. — М у р з а к а е в Ф. Г. Гигиеническая эффективность мероприятий по санитарной охране водоемов в районе нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. — «Гиг. и сан.», 1972, № 7, с. 15—18. — Николаев В. М. Эффективность очистки сточных вод Ново-Горьковского нефтеперерабатывающего завода.—Там же, 1964, № 11, с. 85—90. — Савелова В. А., К л и м к и н а Н. В., Брук Е. С. и др. Экспериментальная оценка эффективности очистки сточных под производства капролактама. — Там же, 1962, № 8, с. 7—12. — Смирнова Р. Д. Санитарные условия спуска в водоемы сточных вод производства фенола и ацетона. — В кн.: Материалы республиканск. итоговой научной конференции по гигиене. Л., 1963, с. 134—135. — С т я ж к и н а А. А. Об эффективности биологических методов очистки производственных сточных вод предприятий органического синтеза. — «Гиг. и сан.», 1963, № 10, с. 52—57.
Поступила 6/11 1975 г.
HYGIENIC ASSESSMENT OF THE EXTENT OF PROTECTION FROM CONTAMINATION OF A WATER BODY IN THE REGION OF AN INDUSTRIAL
COMPLEX
N. V. Klimkina, R. S. Ekhina, M. P. Graclieva, Yu. P. Tikliomirov
The authors noted an improvement in the sanitary state of a stream below the site of discharge of the effluents from a large industrial complex after elaborating and introducing at industrial enterprises of certain practical and sanitary-technical measures aimed at economical use of water and diminishing the extent of contamination of the effluents.
УДК 614.7:546.74
Канд. мед. наук А. И. Ицкова, И. Н. Елисеев
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ДЕЙСТВИЯ МЕТАЛЛОВ НА ПРИМЕРЕ СОЕДИНЕНИЙ НИКЕЛЯ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Вопросы комплексного действия загрязнений окружающей среды имеют как практическое, так и теоретическое значение. Проведен ряд исследований и предложены некоторые методические подходы к выявлению комплексного действия органических веществ — неэлектролитов (М. С. Сади-лова и А. А. Петина; Г. И. Сидоренко и М. А. Пинигин, и др.). Как отмечалось на IV Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей (С. Н. Черкинский, и соавт.), первый опыт изучения неэлектролитов в хроническом эксперименте позволил установить, что при их одновременном пероральном и ингаляционном поступлении в организм происходит суммирование токсического эффекта действия этих веществ. Изучение комплексного действия металлов оставалось до настоящего времени вне поля зрения гигиенистов. Вместе с тем это имеет существенный интерес, так как большинство металлов обладает выраженной биологической активностью.
Объектом наших исследований был никель. Как подчеркивалось в материалах Всемирной Организации Здравоохранения (1972), знания о возможном хроническом действии малых количеств никеля, содержащихся в воде и пищевых продуктах, очень ограниченны; требуется значительно расширить исследования в этой области. Можно добавить, что сведений о влиянии никеля при поступлении его с атмосферным воздухом также крайне мало. Из данных литературы можно заключить, что никель оказы-
вает влияние на ряд энзиматических и обменных процессов в организме (3. Н. Гордыня; Л. И. Арутюнов; А. И. Ицкова и соавт., и др.), кроветворение (А. И. Войнар; И. К. Черненький и Л. В.Смирнова, В. Л. Рыж-ковский и соавт.), функциональное состояние щитовидной железы (И. И. Швайко и И. Н. Цветкова) и т. д.
В связи с тем что растворимые соединения никеля токсичнее нерастворимых (Э. Н. Левина) и содержатся в значительном количестве в выбросах предприятий по производству его, а также из-за отсутствия в настоящее время эффективных методов очистки от них атмосферных выбросов, мы сочли целесообразным провести экспериментальное изучение биологического действия этих соединений при раздельном и комплексном поступлении в организм с питьевой водой и атмосферным воздухом. Учитывая то обстоятельство, что в проведенных ранее работах по выяснению комплексного действия неэлектролитов не всегда учитывались различия в методических подходах к установлению гигиенических нормативов в области санитарной охраны водоемов и санитарной охраны атмосферного воздуха (критерии вредности, длительность экспериментов и т. д.), мы сочли необходимым обратить большее внимание на методику исследований. С целью унификации условий хронических санитарно-токсикологических экспериментов была принята их единая продолжительность (6 мес) как при раздельном, так и при комплексном поступлении никеля в организм. В опытах по изучению влияния хлористого никеля при его раздельном поступлении с питьевой водой и атмосферным воздухом были определены изоэффективные дозы по биологическим эффектам (пороговые и подпороговые). При обоих путях поступления был принят санитарно-токснкологический критерий вредности. В дальнейшем при изучении комплексного действия никеля использованы суммы неэффективных доз и концентраций.
В связи с тем что никель является микроэлементом, биологический эффект действия которого зависит не только от абсолютных величин поступления его в организм, но и от соотношения с уровнем поступления других элементов, мы сочли необходимым стандартизовать микроэлементный фон эксперимента. Для этого животные в течение всего периода наблюдения получали брикетированный корм одной партии.
Выбор доз никеля для пероральной затравки определялся следующим. Доза 0,005 мг/кг (0,1 мг/л) была выбрана в связи с тем, что она соответствует предельно допустимой концентрации никеля в воде водоемов, установленной по влиянию на санитарный режим водоема (С. Н. Черкинский). Дозу 0,05 мг/кг (1,0 мг/л) исследовали потому, что никель в этой концентрации или близких к ней по значению концентрациях присутствует в воде некоторых источников водоснабжения в районах искусственных бногео-химических провинций. Дозу 0,5 мг/кг (10 мг/л) исследовали как пороговую в проведенных ранее хронических санитарно-токсикологических экспериментах (А. И. Ицкова и соавт.), а доза 5 мг/кг была выбрана для оценки характера действия никеля на уровне больших концентраций.
Ингаляционную затравку животных проводили круглосуточно гидро-аэрозолем хлористого никеля в концентрациях 0,0002, 0,001, 0,005 и 0,5 мг/м3. Дисперсность аэрозоля составляла 1—5 мк. Концентрацию 0,005 мг/м3 изучали в связи с тем, что она принята как предельно допустимая концентрация растворимых солей никеля для воздуха производственных помещений, концентрации 0,001 и 0,0002 мг/м3 были использованы в эксперименте для того, чтобы выявить пороговые и недействующие уровни хлористого никеля при ингаляционном поступлении его с атмосферным воздухом. Концентрацию 0,0002 мг/м3 использовали потому, что есть данные о более высокой токсичности растворимых соединений никеля по сравнению с металлической пылью, а концентрации 0,5 мг/м3 изучали с целью выявления механизма действия хлористого никеля в значительных дозах.
Как указывалось выше, для комплексной затравки использовали суммы изоэффективных доз и концентраций, определенных в экспериментах
Влияние хлористого никеля на накопление I131 щитовидной железой
Пероральная затравка Ингаляционная затравка Комплексная затравка
доза никеля (в мг/кг) снижение йодфиксирующей функции (в % к контролю) концентрация никеля (в мг/м") снижение йодфиксирующей функции (в % к контролю) сумма доз (в мг на снижение йодфиксирующей функции (в % к контролю)
месяц эксперимента месяц эксперимента 1 кг) и концентраций (в мг/м1) месяц эксперимента
3-й 6-й 3-й 6-й 3-й 6-й
5,0 50 36 0,5 60 43 5,0+0,5 40 55
0,5 33 22 0,005 40 25
0,05 20 15 0,001 20 20 0,05+0,001 60 50
0,005 0 0 0,0002 0 0 0,005+0,0002 0 0
по раздельной затравке на основе зависимости «доза — эффект»: пороговые (0,05 мг/кг+0,001 мг/м3) и недействующие (0,005 мг/кг+0,0002 мг/м3), а также сумма максимальных доз и концентраций (5 мг/кг+0,5 мг/м3). Эксперименты проводили на белых крысах-самцах, у которых исследовали морфологический состав периферической крови (содержание эритроцитов, ретикулоцитов, гемоглобина, лейкоцитов, лейкоцитарная формула), цитологический состав костного мозга, функциональное состояние щитовидной железы по показателям йодфиксирующей функции и содержанию бел-ковосвязанного йода в сыворотке крови, активность некоторых ферментов (каталаза, аргиназа, сукцинатдегидрогеназа и а-глицерофосфатдегидро-геназа в лимфоцитах), некоторые показатели энергетического обмена организма (скорость окисления 1—6 С14-глюкозы), динамики веса и весовые коэффициенты органов. Проведены морфологические и гистохимические исследования.
Наиболее чувствительным показателем состояния организма в условиях никелевой интоксикации явилась йодфиксирующая функция щитовидной железы. Отмечалось снижение фиксации йода в железе на 30—50% при пероральном поступлении хлористого никеля в дозах 0,5 и 5 мг/кг и на 40—60% при ингаляционном поступлении в концентрациях 0,005 и 0,5 мг/м3. При действии дозы 0,05 мг/кг и концентрации 0,001 мг/м3 наблюдалось снижение этого показателя на 15—20% (см. таблицу). Выявлена тенденция к увеличению содержания белковосвязанного йода в плазме крови.
Обнаруженные нарушения функционального состояния щитовидной железы подтверждены при морфологическом и гистохимическом изучении этого органа. Так, в щитовидной железе выявлено увеличение размера фолликулов; крупные фолликулы появлялись не только по периферии, но и в центральных отделах железы; фолликулярной эпителий становился низкокубическим с плотными мелкими ядрами. В коллоиде происходило накопление раз-материала, свидетельствующее о задержке резорбции гормонов щитовидной железы в кровь. При действии максимальной дозы и концентрации хлористого никеля признаки максимальной дозы и концентрации хлористого никеля признаки гипофункции усиливались; кроме того, выявлялись процессы кариорексиса фолликулярного и интерфолликулярного эпителия, указывающие на токсическое действие никеля на железистый эпителий
Минимальные дозы и концентрации не вызывали изменений функционального состояния щитовидной железы.
1 Морфологические и гистохимические исследования выполнены канд. мед. наук
Т. И. Бонашевской.
Комплексное поступление хлористого никеля одновременно с питьевой водой и атмосферным воздухом также приводило к снижению фиксации йода в щитовидной железе, которое при действии суммы пороговых доз и концентраций достигало 50—60%, а при действии суммы максимальных— 40—55%. Определение содержания белковосвязанного йода показало, что сумма пороговых доз и концентраций вызывала его заметное увеличение в плазме: это может рассматриваться как компенсаторная реакция, направленная на обеспечение необходимого уровня гормонов в крови. Действие суммы максимальных доз и концентраций вызывало существенное снижение этого показателя, тогда как раздельное поступление в организм этих доз не приводило к столь выраженному изменению функционального состояния щитовидной железы.
Таким образом, при одновременном поступлении хлористого никеля с питьевой водой и атмосферным воздухом на уровне пороговых изоэффек-тивных доз и концентраций отмечена суммация эффекта действия вещества на функциональное состояние щитовидной железы.
При комплексном поступлении суммы максимальных доз и концентраций снижение накопления йода в щитовидной железе было близким к тому, которое наблюдалось в условиях раздельной затравки. Однако качественно эти изменения были иными, так как регистрировалось существенное снижение содержания белковосвязанного йода в сыворотке крови. При комплексном поступлении хлористого никеля на уровне суммы подпороговых доз и концентраций функциональное состояние щитовидной железы не изменялось.
В связи с тем что многие исследователи указывали на гемостимулирую-щее действие никеля, мы уделили значительное внимание этому вопросу. Следует отметить, что в экспериментах по изучению влияния хлористого никеля при изолированном пероральном и ингаляционном поступлении не было установлено выраженного влияния вещества на функцию кроветворения. Наблюдавшиеся в некоторых случаях статистически достоверные отклонения ряда показателей от уровня контроля были кратковременны и не выходили за рамки физиологических колебаний для использованного нами вида лабораторных животных. При цитологическом анализе костного мозга, проведенном в конце эксперимента, а также морфологических и гистохимических исследованиях селезенки не найдены отклонения от нормы.
Несколько иные результаты получены при комплексной затравке животных суммой максимальных и пороговых доз и концентраций. В первой половине эксперимента определялось уменьшение количества эритроцитов на 25—30% (Ж 0,001); оно сопровождалось снижением содержания гемоглобина на 10% (Р < 0,001) и числа ретикулоцитов на 33% (Р < 0,001). Но во второй половине эксперимента эти показатели также не выходили за уровень контроля.
Однонаправленные изменения сопряженных показателей можно оценивать как значимые для организма, хотя абсолютные изменения каждого показателя были относительно невелики. По мнению А. И. Венчнкова, никель при достижении определенных уровней его поступления в организм способен блокировать активные группы некоторых ферментов и тем самым оказывать неблагоприятное влияние на кроветворение.
Анализируя материалы экспериментальных исследований, мы пришли к заключению, что о характере комплексного действия растворимых соединений никеля можно судить по его влиянию на йодфиксирующую функцию щитовидной железы, так как ее изменения позволяют произвести количественное сравнение влияния этого вещества при раздельном и комплексном поступлении. Выше отмечалось, что при комплексном действии хлористого никеля на уровне пороговых изоэффективных доз и концентраций наблюдалась суммация токсических эффектов, как и при раздельной затравке. Этот факт объясняют современные представления о токсикологии металлов.
Так, известно, что распределение металлов независимо от путей их поступления в организм остается сходным, меняется лишь количественное содержание металлов в том или ином органе. При избыточном введении распределение металлов в организме происходит пропорционально их содержанию в норме.
Одним из органов, где происходит накопление микроэлементов, в частности никеля, является щитовидная железа (А. И. Войнар, Э. Н. Левина). То обстоятельство, что избирательное избыточное накопление и длительность задержки металлов в ткани (или органе) в значительной степени определяют поражение ее (или его), может объяснить наблюдавшиеся нарушения функционального состояния щитовидной железы под воздействием никеля. Общие представления о характере поведения металлов в организме дают основание предполагать, что при комплексной затравке происходит количественная суммация накопления металла в органе, следствием чего служит и суммация токсического эффекта. Это требует накопления экспериментальных данных, которые в дальнейшем могут быть положены в основу прогнозирования действия на организм металлов при их комплексном поступлении в организм.
Выводы
1. Комплексное поступление никеля на уровне сумм изоэффективных пороговых доз и концентраций приводит к суммации эффекта действия металла на йодфиксирующую функцию щитовидной железы, наблюдавшуюся при его раздельном поступлении в организм экспериментальных животных.
2. Комплексное поступление никеля на уровне суммы подпороговых доз и концентраций не вызывает изменений функционального состояния щитовидной железы.
ЛИТЕРАТУРА. Арутюнов Л. И., Влияние никеля как микроэлемента на активность цитохромоксидазы и сукциндегидрогеназы в различных органах —< Изв. АН Туркменской ССР. Серия биол. наук», 1969, № 2, с. 79— 82. —В о й н а р А. О. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М., 1960. — Гордыня Р. И. Влияние пищевого рациона с добавкой солей никеля на углеводный обмен у подопытных животных. — В кн.: Вопросы рационального питания. Вып. 5. Киев, 1969, с. 167—170. — И ц к о в а А. И. и др. О токсичности растворимых соединений никеля при введении внутрь.—«Фармакол. и токсикол»., 1969, №2, с. 216—218.—Левина Э. Н. Общая токсикология металлов. Л., 1972. — Рыжковский В. Л., Е л -ф и м о в а Е. В., Гусев М. И. — «Гиг. и сан.», 1974, № 11, с. 6. — С а д и л о -в а М. С., Петин а' А. А. О гигиеническом значении малых концентраций фтора при различных путях поступления в организм. — Там же, 1970, № 8, с. 14—17. —Сидоренко Г. И., П и н и г и н М. А. О возможных путях ускоренной разработки ПДК атмосферных загрязнений. — Там же, 1972, Кя 3, с. 93—96. — Черкинский С. Н. Предельно допустимые концентрации никеля в водоемах. — В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. Вып. 2. М., 1954, с. 87 — 92. — Ч е р к и н с к и й С. Н., Б у ш т у е в а К А., К р а с о в с к и й Г. Н. и др. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. М., 1974, с. 21. — Черненький И. К, Смирнова Л. В. О токсическом действии никеля при пероральном введении. — Там же, 1966, № 8, с. 109. —Швайко И. И., Цветкова И. Н. Влияние разных доз кобальта, никеля и их комбинаций на функцию щитовидной железы у крыс. — В кн.: Микроэлементы в медицине. Вып. 3. Киев, 1972, с. 210—212.
Поступила 6/II 1975 г.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF COMPLEX ACTION OF METALS AFTER THE EXAMPLE OF NIKEL COMPOUNDS
A. /. Itskova, I. N. Eliseev
The finding was that in case of complex entry of nikel into the body at the level of isoeffective threshold doses and concentrations there occurred an effect of summation of action of the metal on the iodine fixieg function of the thyroid gland. In case of complex entry of nikel at the level of total subthreshold doses and concentrations the functional state of this organ remained unchanged.
