CC BY
9
УДК 614.777:66.062.411.4-13
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ К ГИГИЕНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОГО УГЛЕРОДА
В ВОДОЕМАХ
Е. Н. Кутепов
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В статье указывается, что официально установленная ПДК для четы-реххлористого углерода недостаточно научно обоснована. Обширные экспериментальные исследования автора, выполненные с применением современных биохимических и физиологических методов, дали основание для пересмотра величины ПДК и лимитирующего признака вредности.
Для четыреххлористого углерода рекомендуется ПДК на уровне 0,3 мг/л, лимитирующий показатель санитарно-токсикологический.
Четыреххлористый углерод используется в различных отраслях промышленности: химической — при производстве фреонов и тетра-хлоралканов, машиностроительной, резиновой и химико-фармацевтической — как растворитель; он применяется также в сельском хозяйстве и быту. Широко поставлено и производство четыреххлористого углерода. Присутствие его в сточных водах ряда производств создает опасность загрязнения водоемов. Вместе с тем установленная ранее (С. Н. Черкинский и Л. Н. Габрилевская) предельно допустимая концентрация (ПДК) четыреххлористого углерода на уровне 5 мг/л (по органолептическому признаку вредности) вызывает серьезные опасения в связи с данными литературы последующих лет, показавшими значительную токсичность этого вещества для животных и человека, а также в связи с недостаточным уровнем токсикологических исследований того времени. Это явилось предпосылкой к проведению исследований для пересмотра норматива содержания четыреххлористого углерода в водоемах. Исследования осуществлялись по общепринятой методической схеме (С. Н. Черкинский).
Четыреххлористый углерод относится к хлорированным производным углеводородов жирного ряда и представляет собой производное метана. По данным химико-технологической литературы, растворимость его в воде достигает 800 мг/л. Он обладает выраженным ароматическим запахом и жгучим привкусом. С химической стороны четыреххлористый углерод характеризуется как стойкое вещество, обладающее малой реакционной способностью: он чрезвычайно медленно вступает в соединения с другими веществами.
Нами были найдены пороговые величины влияния четыреххлористого углерода на органолептические свойства воды (запах и привкус). При этом запах воды имел неопределенный характер, в ней появлялся жгучий привкус. Порог ощущения, по показаниям большинства дегустаторов и одораторов, находился на уровне 1,25 мг/л (по влиянию на привкус) и 2,5 мг/л (по влиянию на запах), а практический порог — соответственно на уровне 2,5 и 5 мг/л. При определении зависимости интенсивности запаха (привкуса) от логарифмов исследовавшихся концентраций обнаружено соответствие полученных данных закону прямолинейного распределения Вебера — Фехнера. Статистическая обработка результатов опыта показала их достоверность (Р=1,8—6,8).
Нагревание воды, содержащей четыреххлористый углерод на уровне пороговых концентраций по влиянию на запах воды, приводило к снижению интенсивности последнего приблизительно на 1 балл. Несмотря на это, мы в целях гигиенической надежности ориентировались в дальнейшем на концентрацию четыреххлористого углерода в воде на
уровне 3 мг/л, при которой, помимо запаха интенсивностью 1 балл, хотя и исчезавшего при нагревании, отмечался также и привкус интенсивностью 2 балла. На окраску воды испытуемое вещество ни в пороговых концентрациях, ни в более концентрированных растворах не оказывало влияния.
Для изучения стабильности четыреххлористого углерода был использован косвенный метод — определение стойкости запаха и привкуса изучавшегося вещества в водопроводной воде. Опыты подтвердили данные проводившихся ранее исследований (С. Н. Черкинский и Л. Н. Габрилевская) и показали, что четыреххлористый углерод можно отнести к группе слабо стабильных веществ.
Как выяснилось в результате дальнейших исследований, он в концентрации 100 мг/л снижал уровень биохимического потребления кислорода и тормозил процессы нитрификации в воде. Концентрация вещества 20 мг/л лишь незначительно тормозила указанные выше процессы. В то же время в концентрациях даже в 3 раза больше пороговой по ор-ганолептическому признаку вредности четыреххлористый углерод не влиял на динамику биохимического потребления кислорода и процессы нитрификации.
Согласно литературным данным, четыреххлористый углерод представляет опасность для человека и животных как при ингаляционном, так и при пероральном поступлении в организм. Его токсикодинамиче-ские свойства изучены сейчас достаточно подробно. Он оказывает поли-тропное действие на организм, однако наиболее сильному влиянию подвержены печень, почки и центральная нервная система (Л. А. Зорина; А. С. Мухин и М. А. Потекаева; А. М. Рашевская; Adams и соавторы; Thompson). В то же время степень возможной вредности четыреххлористого углерода при пероральном его поступлении в организм изучена еще мало. Речь идет о токсическом воздействии его в условиях острого отравления массированными дозами и при применении малых доз в условиях хронического опыта. Это вызвало целесообразность проведения соответствующих исследований.
Токсичность четыреххлористого углерода в условиях острого опыта изучалась нами на 4 видах лабораторных животных: белых мышах и белых крысах-самцах по схеме развернутого опыта с последующей статистической обработкой различными методами вариационной статистики, на морских свинках и кроликах-самцах по способу 50% прогрессии Дейхмана и Ле Бланка. Ввиду того что в литературе содержатся указания о различном действии ряда токсических веществ на организм животных в зависимости от пола (Ю. С. Каган), мы определяли также токсичность исследуемого вещества на белых крысах-самках по методу одной точки Ван дер Вардена. Наиболее чувствительными к токсическому воздействию четыреххлористого углерода оказались белые крысы, морские свинки и кролики, наименее чувствительными — белые мыши (см. таблицу).
Опыты на 20 белых крысах, получавших при ежедневном пероральном введении в течение месяца '/io LDS0 четыреххлористого углерода показали, что кумулятивные свойства его выражены в значительной степени.
Хронический санитарно-токсикологический эксперимент на белых крысах продолжался 6 месяцев. В соответствии с данными литературы программой было предусмотрено изучение влияния различных доз четыреххлористого углерода на морфологический состав крови (содержание в крови эритроцитов, лейкоцитов и гемоглобина), содержание общего белка, количественное соотношение белковых фракций и содержание SH-групп в сыворотке крови, активность ферментов (холинэстеразы, щелочной фосфатазы, глютамино-щавелевоуксусной и глютамино-пиро-виноградной трансаминаз и молочнокислой дегидрогеназы), протромби-
3 Гигиена и санитария № 1
33
Верхние параметры токсичности четыреххлористого углерода для различных видов теплокровных животных при однократном пероральном введении его
Вид подопытных о а к S3 Верхние параметры токсичности (в мг/кг) Метод статистической
животных ¥ S s S 5 S О s ** LD,„ (с доверительными границами) LD,. LD,. обработки
Белые крысы-самцы 66 6 150 (5 705 +6 595) 6 166 (5 681+6 651) 6 164 6 179 (5076+7 283) 6 000 (5 409 +6 591) 6 200 (5 082 + 7 564) 4 450 3 925 3 750 3 800 8 050 9 050 9 650 9 200 По Беренсу По Керберу По Першину По Беренсу и Шлоссер По Миллеру и Тейнтеру По Литчфилду и Уилкоксо-ну
Белые крысы-самки 26 5 650 (5 037+6 263) 3 600 8 100 По Ван дер Вардену
Белые мыши-самцы 78 9 000 (8 525+9 475) 9 166 (8 730+9 596) 9 180 9 185 (7 900+10 470) 9 200 (8 305+10 095) 9 066 (7 749+10 607) 7 300 5 950 5 800 6 200 И 400 12 500 14 000 12 800 По Беренсу По Керберу По Першину По Беренсу и Шлоссер По Миллеру и Тейнтеру По Литчфилду и Уилкоксо-ну
Морские свинки 6 5 760 — — По Дейхману и Ле Бланку
Кролики 6 5 760 — — По Дейхману и Ле Бланку
новое время, содержание мочевины в сыворотке крови и копропорфири-на в моче. Одновременно мы вели наблюдение за поведением животных и динамикой их веса. По окончании эксперимента изучали функциональное состояние печени (с помощью бенгальского розового, меченного Л131, и бромсульфалеина), щитовидной железы (с использованием ЫаЛ131) и почек (посредством йодгиппурана, меченного Л131). Посмертно у животных определяли содержание витамина С в печени, селезенке, почке и надпочечнике, а также весовые коэффициенты внутренних органов.
У отдельных групп белых крыс выявляли действие четыреххлористого углерода на процессы высшей нервной деятельности. Для этого была использована двигательно-пищевая методика изучения способности подопытных животных вырабатывать новые временные условно-рефлекторные связи (С. Н. Черкинский и соавторы).
При выборе доз четыреххлористого углерода для хронического са-нитарно-токсикологического эксперимента учитывали данные органо-лептических исследований и острых опытов, а также результаты опытов по кумуляции. В связи с этим испытывали дозы 0,015, 1,5 и 15 мг/кг.
При введении в условиях хронического опыта четыреххлористого углерода в дозе 15 мг/кг у животных уменьшалось содержание в крови эритроцитов, лейкоцитов и гемоглобина, увеличивалось (на 1-м и 2-м месяце интоксикации) содержание БН-групп в сыворотке крови с последующим (на 4, 5 и 6-м месяце) уменьшением его, активность холинэсте-разы и щелочной фосфатазы в крови понижалась, увеличивалась активность глютамино-щавелевоуксусной и глютамино-пировиноградной трансаминаз (рис. 1) и молочнокислой дегидрогеназы в сыворотке крови, возрастало протромбиновое время крови, повышалось содержание
мочевины в сыворотке крови и копропорфирина в моче. Изучение экскреторной функции печени обнаружило замедление накопления и выведения бенгальского розового, меченного .I131, и уменьшение ретенции бромсульфалеина печенью. Проба с йодгиппураном, меченным Л131, позволила обнаружить нарушение элиминационной функции почек. Кроме
/4О
¡а •í /ZO
/ОО
* СЗ 80
« ir i> 60
*
«J 40
-L
_1_
X
_1_
/ Фон п / г J 4 S 6 Срони исследований^ (S/месяцах)
Рис. 1. Влияние хронической интоксикации различными дозами четырех-хлористого углерода на активность глютамино-пировиноградной транс-
аминазы сыворотки крови белых крыс. / — доза 0,015 мг/кг; 2 —доза 0,15 мг/кг- 3 — доза 1,5 мг/кг; 4 — доза 15 мг/кг;
5 — контроль.
V3
30
% *
й
ib
>
15
Пояб/гение Упрочение Угаи/ение
□/ Шг Ш-7 I
Рис. 2. Влияние различных доз четыреххлори- Рис. 3. Величины коэффициентов стого углерода на скорость выработки, угаса- ретенции бромсульфалеина в кро-ния и восстановления условнорефлекторной ви контрольных животных и жи-реакции на положительный раздражитель. вотных, получавших различные до-
/ — контроль; 2 — доза 0,015 мг,кг\ 3 — доза 0,15 мг/кг ЗЫ четыреххлористого углерода В
4 — доза 1,5 мг/кг. условиях хронического санитарно-
токсикологического эксперимента. / — доза 0,015 мг/кг, 2 — доза 0.15 мг/кг: 3 — доза 1,5 мг/кг-, 4 — доза 15 мг/кг-, 5 — контроль.
того, отмечено повышение содержания витамина С в печени и почках и понижение его в надпочечниках, уменьшение весовых коэффициентов печени и увеличение селезенки.
Отклонений в содержании общего белка в сыворотке крови, в поведении и динамике веса подопытных животных по сравнению с контролем не обнаружено.
3*
35
Применение дозы четыреххлористого углерода 1,5 мг/кг вызывало изменения по меньшему числу тестов. В частности, при действии этой дозы зарегистрировано увеличение содержания (на 2-м месяце) SH-групп в сыворотке крови и уменьшение его на 5—6-м месяце, повышение активности трансаминаз и молочнокислой дегидрогеназы сыворотки крови, увеличение содержания копропорфирина в моче, нарушение экскреторной функции печени, а также некоторое снижение весовых коэффициентов печени и уменьшение уровня витамина С в надпочечниках.
Изучение условнорефлек-торной деятельности показало нарушение взаимосвязи основных корковых процессов — торможения и возбуждения (рис.2).
При введении животным четыреххлористого углерода в дозе 0,15 мг/кг статистически достоверные изменения обнаружены только в условиях внутривенной нагрузки бромсульфалеином (рис. 3), что свидетельствует о нарушении у них экскреторной функции печени. Последнее проявилось также при нагрузке бенгальским розовым, меченным J131 (рис. 4). Однако эти изменения, выражавшиеся в замедленной утилизации краски печени, не достигали статистически достоверных результатов.
Доза 0,015 мг/кг оказалась недействующей по всем использованным в опыте тестам.
Таким образом, в хроническом эксперименте установлена пороговая в санитарно-токсикологическом отношении доза вещества 0,15 мг/кг, соответствующая концентрации его в воде на уровне 3 мг/л — пороговой по влиянию четыреххлористого углерода на органолептические свойства воды (запах), и не действующая на организм теплокровных животных доза 0,015 мг/кг (0,3 мг/л). Пороговая концентрация вещества по влиянию на общий санитарный режим водоемов составила 20 мг/л.
Сопоставление полученных данных показывает, что лимитирующим признаком вредности четыреххлористого углерода служит санитарно-токсикологический.
В качестве его ПДК в водоемах может быть рекомендована концентрация 0,3 мг/л.
ЛИТЕРАТУРА
3 о р и н а Л. А. В кн.: Клиника профессиональных интоксикаций. М., 1952, с. 146.-—Каган Ю. С. Токсикология фосфорорганических инсектицидов и гигиена труда при их применении. М., 1963. — Мухин А. С., Потек аева М. А. Гиг. труда, 1964, № 1, с. 42. — Рашевская А. М. Там же, с. 31. — Черки некий С. Н., Габрилевская Л. Н. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1954, в. 2, с. 122. — Черки некий С. Н., Миклашевский В. Е., Мурзакаев Ф. Г. Там же, 1964, в. 6, с. 323. — Adams Е. М. et al„ J. industr. Hyg., 1952, v. 6, p. 50. — T h о m p s о n J. H., Arch, of Ind. Health, 1955, v. 12, № 5, p. 522.
Поступила 25/IV 1967 r.
Насыщение
I \f HUTU
'Bb/Se'deHue 4 5
Рис. 4. Скорость насыщения бенгальским розовым, меченным .I131, при внутривенном введении, а также скорость его выведения печенью белых крыс, получавших четыреххлористый углерод. / — доза 0,015 мг/кг, 2— доза 0,15 мг/кг; 3 — доза 1,5 мг/кг; 4 — доза 15 мг/кг; 5 — контроль.
EXPERIMENTAL DATA FOR DETERMINING STANDARD LEVELS OF CARBON TETRACHLORIDE IN WATER BODIES
E. N. Kutepov
The author studied the effect of carbon tetrachloride on the organoleptic properties of water, the sanitary regimen of water bodies and on warm-blooded animals on long-term oral introduction.
The threshold value of the substance affecting the organoleptic properties (the smell) of water amounted to 3 mg/I; the threshold value of carbon tetrachloride disturbing the general sanitary regimen of water bodies equaled 20 mg/1. In a chronic sanitary toxicologic test performed on albino rats the ineffective dose of the investigated substance was found to be 0.3 mg/1. The standard level of carbon tetrachloride is recommended to be determined judging by its sanitary toxicologic noxious effect and its maximum permissible concentration in water bodies should consequently be set at a level of 0.3 mg/1.
УДК 613.632:547.361
ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ 1,4-БУТИНДИОЛА И 1,4-БУТАНДИОЛА
С. П. Кнышова
Кафедра коммунальной гигиены Донецкого медицинского института им. А. М. Горькогс
Получение и использование в промышленности 1,4-бутиндиола и 1,4-бу-тандиола сопровождаются поступлением их в водоемы со сточными водами. Комплексные гигиенические и санитарно-токсикологические исследования показали, что оба вещества не вызывают торможения биохимических процессов в воде, заметно влияют на ее органолептические свойства и характеризуются выраженным токсическим действием.
ПДК 1,4-бутиндиола рекомендуется на уровне 1,8 мг/л, 1,4-бутанди-ола — на уровне 5 мг/л по санитарно-токсикологическому признаку вредности.
1,4-бутиндиол и 1,4-бутандиол относятся к двухатомным спиртам алифатического ряда и могут быть получены из одних и тех же исходных продуктов — ацетилена и формальдегида. При этом вначале образуется 1,4-бутиндиол, который путем гидрирования при высоком давлении превращается в 1,4-бутандиол.
1,4-бутиндиол (СН2ОНС = ССН2ОН) — бесцветное кристаллическое вещество с характерным запахом горелого хлеба, хорошо растворимое в воде в любых соотношениях. Удельный вес 1,04—1,05, молекулярный вес 86,05. 1,4-бутандиол (С4Н8(ОН)2)—глицериноподобная жидкость со слабым запахом, хорошо растворимая в воде; температура кипения 229,1, удельный вес 1,020, молекулярный вес 90,08.
1,4-бутиндиол является химически активным веществом, что, по-видимому, обусловлено наличием в его химической формуле ненасыщенной углеродной связи. При взаимодействии этого продукта с рядом химических веществ могут быть получены фуран, простые и сложные эфи-ры, ацетилендикарбоновая кислота и др. 1,4-бутандиол может служить сырьем для изготовления полиуретанов, имеющих большое практическое значение, а также дивинила для производства синтетического каучука. Данные литературы свидетельствуют о возможном широком применении 1,4-бутиндиола и 1,4-бутандиола в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве (Г^етопс!; К. Тиниус). Оба вещества служат промежуточными продуктами синтеза кровезаменителя поливинил-пиролидона (Г1ВП), производство которого налаживается сейчас в на-
