CC BY
8
THE EFFECT ON THE BODY OF SMALL CONCENTRATIONS OF PHENOL AND ACETOPHENON PRESENT IN THE ATMOSPHERE OF SETTLEMENTS
Yu. E. Korneev
The joint action of small concentrations of phenol and acetophenon were studied. The findings are that in the presence of phenol and acetophenon in the atmospheric air a complete summation of their effect occurs. The index of the total concentration of the active mixture in the tests amounted to 1.0; values below this level were ineffective. The relation of the sum of their inefficient mixture in the encephalography investigation to the existing maximal permissible concentrations of phenol and acetophenon in the atmosphere amounted to 1.5. This level is recommended as the one-time maximum permissible concentration of phenol and acetophenon when both are present in the atmosphere. The resorptive action of a mixture of various concentrations of phenol and acetophenon in the body of experimental animals was studied under conditions of a long-term inhalation poisoning test. The total concentration of these substances at a level of 1.19 proved to be ineffective for animals under conditions of long-term experiment. The daily average permissible concentration for the mixture of phenol and acetophenon is suggested at a level of 1.2.
An investigation of atmospheric pollution in the district of a synthetic phenol production showed that at a distance of 500 m the maximum one-time concentration of phenol was 8.7 time higher than its maximum permissible and that of acetophenon—9.3 times. At a distance of 1000 m the investigated substances could not be detected in the air. The width of the sanitary protection zone for such sort of enterprises can be set only after examining the atmosphere for all the ingredients present in discharges of the production.
УДК 613.32 : 661.715.4+614.445
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ К ГИГИЕНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ а И (3 НАФГОЛОВ В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
Ю. А. Рахманин
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Присутствие а- и р-нафтолов (СюН80) в значительном количестве в сточных водах производства красильной промышленности и инсектицидов, а также при перегонке каменного угля и в ряде других производств представляет опасность загрязнения ими открытых водоемов. Это явилось предпосылкой к гигиеническому нормированию указанных веществ в водоемах. Исследования проводились по общепринятой методической схеме (С. Н. Черкинский).
а- и р-нафтолы относятся к группе ароматических циклических углеводородов с конденсированными ядрами и являются дериватами (монооксипроизводными) нафталина. По химическим свойствам они близки фенолам бензольного ряда. По данным химико-технологической литературы, а-изомер в воде трудно растворим, р-форма растворяется на уровне 0,5 г в 1 л. а- и р-нафтолы обладают специфическим (фе-нольным) запахом и жгучим вкусом. Данные о влиянии нафтолов на запах воды весьма разноречивы (М. С. Несмеянова; Е. С. Брук и др.).
Нами найдены пороговые величины по влиянию изучаемых веществ на органолептические свойства воды (запах и привкус). Проведено 24 серии опытов. При этом порог ощущения, по показаниям большинства одораторов и дегустаторов, находится для а-нафтола на уровне 0,125—0,25 мг/л (по влиянию на запах) и 0,25—0,5 мг/л (по влиянию на привкус), для р-нафтола в пределах 0,75—1,5 мг/л (по влиянию на запах и на привкус). Статистическая обработка материала показала достаточную надежность полученных данных (табл. 1).
Хлорирование и нагревание воды, содержащей изучаемые вещества в концентрациях на уровне пороговых по влиянию на зап; воды, не ухудшают ее органолептических качеств. В тех же концеь >ациях
Таблица 1
Статистические параметры пороговых концентраций а- и (3-нафтолов по их влиянию на органолептические свойства воды
Вещество Органолеп тиче-ский показатель вредности Интенсивность запаха или привкуса (в баллах) Статистические критерий
М ±т п ±3 Р M—tm
а-Нафтол Запах 1 2 0,19 0,43 0,01 0,02 38 32 0,06 0,11 5,31 4,63 0,16 0,37
Привкус 1 2 0,39 0,83 0,02 0,05 33 26 0,12 0,24 5,5 5,7 0,33 0,69
р-Нафтол Запах 1 2 1,22 2,59 0,06 0,13 32 29 0,36 0,68 5,26 4,9 1,03 2,24
Привкус 1 2 1,28 2,6 0,06 0,13 31 26 0,34 0,68 4,7 5,1 1.10 2,23
«- и р-нафтолы не способны также воздействовать и на органолептические свойства рыбы (карпа).
Учитывая характерный (фенольный) запах изучаемых веществ и близость их пороговых концентраций по влиянию на привкус и запах, можно в качестве лимитирующих величин по этим показателям качества воды в целях гигиенической надежности рекомендовать концентрации: а-нафтола 0,1 мг/^г (соответствует порогу ощущения по его влиянию на запах) и р-нафтола 0,8 мг/л соответствует порогу ощущения по влиянию на запах и привкус воды).
Находясь в воде в концентрациях на уровне их растворимости, а- и р- нафтолы постепенно обнаруживают свое присутствие появлением окраски, усиливающейся со временем. В связи с этим мы в течение 20 дней проводили 9 серий опытов с целью определения пороговых концентраций нафтолов по влиянию на цвет воды; для обоих веществ они составили 0,39 мг/л.
Результаты санитарно-химических и бактериологических исследований показали, что вещества в концентрациях 0,2 мг/л (р-нафтол) и 0,4 мг/л (а-нафтол) и ниже не оказывают заметного влияния на общий •санитарный режим водоемов; при концентрации 1 мг/л оба изомера значительно усиливают скорость биохимического потребления кислорода (БПК), увеличивают интенсивность роста водной сапрофитной микрофлоры и тормозят процессы нитрификации. р-Нафтол, кроме того, оказывает аналогичное действие на скорость БПК и водную микрофлору при концентрации его в воде 0,4 мг/л. Полученные данные характеризуют действие малых концентраций а- и р-нафтолов.
По литературным данным, нафтолы представляют опасность для человека и животных как при ингаляционном, так и при пероральном и накожном поступлении в организм, оказывают раздражающее действие на кожу и слизистые оболочки, поражают в основном нервную систему, печень и почки, влияют на состав крови (Dreisbach; Gleason и соавторы; Arena; Н. В. Лазарев). Однако ограниченность и разноречивость литературных данных, касающихся как качественной, так и количественной характеристики токсических свойств а- и р-нафтолов, вы-
звали необходимость проведения острого, подострого и хронического экспериментов на теплокровных животных.
Токсичность а и р-нафтолов в условиях острого опыта изучена на 5 видах животных: на белых мышах и белых крысах — по схеме развернутого опыта с последующей статистической обработкой получен ных данных методом пробит-анализа, на морских свинках, кроликах и кошках — по способу 50% прогрессии (Deichmann и Le Blanc).
В результате опытов статистически установлены достоверные различия в токсичности изомеров: (3-нафтол в 3,2 (2,8~- 3,8) раза для белых мышей, а для белых крыс в 1,2 (1-^-1,5) раза токсичнее а-нафтола. Данные, полученные в опытах на других животных, также позволяют считать это вещество более токсичным. Результаты опытов дают возможность считать, что из испытанных видов животных наиболее чувствительны к токсическим воздействиям нафтолов на организм белые мыши и кошки, затем морские свинки и белые крысы и наименее чувствительны кролики (табл. 2).
Таблица 2
Верхние параметры токсичности а- и Р-нафтолов для теплокровных животных при пероральном введении в организм
Вещество Вид животных Пол животных Количество животных Верхние параметры токсичности (LD50 в мг/кг) Отношение LDS0 животное/ кошка
Белые мыши ? 30 282 (243-н327) 2
д 81 275 (2534-298) 2
а-НафтОЛ ?+<? 111 280 (257-4-305) 2
Белые крысы с? 144 2 400 (2 1204-2 717) 18
Морские свинки s 7 2 000 15
Кролики д 6 9 000 67
Кошки 6 4 134 1
р-Нафтол Белые мыши Белые крысы Морские свинки Кролики Кошки ? д ?+<? S д S s 110 90 200 116 7 5 4 99 (87-Ï-113) 85 (744-97) 96 (874-106) 1 960 (1 7124-2 244) 1 335 5 400 89 1 1 1 22 15 61 1
Опытами на 45 белых крысах и 90 белых мышах показано, что а- и р-нафтолы при ежедневном пероральном введении в течение месяца дозы !/ю ЬО50 не обладают выраженными кумулятивными свойствами.
В подостром опыте, проведенном на белых крысах, вещества вводились ежедневно в течение 110 дней также в дозах, составляющих '/ю ЬОао-
Полученные результаты — изменение морфологического состава крови типа гемолитической анемии, понижение фагоцитарной активности лейкоцитов, понижение активности холинэстеразы и увеличение протромбинового времени крови, снижение уровня содержания БН-групп и понижение альбумино-глобулинового коэффициента (за счет увеличения а- и р-глобулинов) в сыворотке крови, изменение весовых коэффициентов некоторых внутренних органов, а также содержания в них витамина С — позволили перейти к проведению хронического са-нитарно-токсикологического эксперимента. Патоморфологические и гистохимические исследования (метод Хочкисса для определения гли-
когена, метод Браше для изучения нуклеопротеидов и реакция Перлса на железо) полностью подтвердили относительно большую биологическую активность р-нафтола.
Хронический опыт проводился на 3 видах животных в течение 8 месяцев. Программой хронического эксперимента было предусмотрено изучение влияния различных доз нафтолов на морфологический состав крови (эритроциты, гемоглобин, ретикулоциты, лейкоциты, тельца Гейнца), фагоцитарную активность лейкоцитов, активность холинэсте-разы крови, сульфгидрильные группы и белковые фракции сыворотки крови, состав мочи (гемоглобин, белок, цилиндры), гликогеногениче-скую функцию печени, состояние преломляющих сред и сетчатки глаза (офтальмоскопия, биомикроскопия). Одновременно велось наблюдение за динамикой веса и поведением животных. По окончании эксперимента был использован метод радиоиндикации — пробы с Л131, меченным йодистым натрием (щитовидная железа) и бенгальской розой (печень). Отдельно были выделены группы животных для изучения влияния веществ на процессы высшей нервной деятельности и на чувствительность кожи при накожных аппликациях нафтолов. Посмертно у животных изучалось содержание витамина С в печени, селезенке, надпочечнике и почке, весовые коэффициенты внутренних органов, содержание сульфгидрильных групп в печени и мозгу.
При выборе доз исследуемых веществ в хроническом санитарно-токсикологическом эксперименте мы ориентировались, с одной стороны, на наименьшую пороговую величину: 0,1 мг/л для а-нафтола (влияние на запах воды) и 0,4 мг/л для р-нафтола (влияние на цвет воды), а с другой — на результаты опытов по выявлению видовой чувствительности. В связи с этим в качестве наименьших были взяты дозы, составляющие 1/2700 ЬОм а-нафтола и 1/4500 ЬОзо р-нафтола, что соответствовало абсолютным дозам а-нафтола для морских свинок 0,75 мг/кг, для белых крыс 0,9 мг/кг и для кроликов 3,35 мг/кг; р-нафтола соответственно 0,3, 0,44 и 1,22 мг/кг. В пересчете на самых чуст-вительных к действию нафтолов животных — кошек и белых мышей (постановка хронического опыта на которых оказалась невозможной) — эти дозы эквивалентны 0,05 мг/кг а-нафтола (1 мг/л — пороговая величина по влиянию на запах воды с десятикратным запасом) и 0,02 мг/кг р-нафтола (0,4 мг/л — пороговая величина по влиянию на цвет воды). Кроме того, для р-нафтола были взяты дозы, составляющие 1/450 ЬЭбо и 1/45 ЬОбо и соответственно эквивалентные концентрациям р-нафтола в воде 4 и 40 мг/л.
Установлено, что длительное поступление веществ в организм животных в дозах, соответствующих 1/2700 ЬО50 а-нафтола и 1/4500 ЬО50 Р-нафтола, не вызывает у них существенных изменений изучавшихся нами систем и органов. Введение р-нафтола в дозах, соответствующих 1/45 ЬЭбо, вызвало отклонения от контроля в показаниях большинства использованных в опыте методов исследования. Доза р-нафтола (1/450 ЬО50) вызвала изменения гликогеногенической функции печени (у кроликов) и функционального состояния центральной нервной системы (у крыс).
Гликогенобразующую функцию печени изучали по характеру кривых содержания моносахарида в крови подопытных животных после нагрузки галактозой. Сахар в крови определяли по методу Хагедор-на—Йенсена с предварительной ферментацией образцов крови дрожжами по методу Кинга—Айткина в модификации кафедры коммунальной гигиены и токсикологического отделения Центральной научно-исследовательской лаборатории I Московского ордена Ленина медицинского института им. И. М. Сеченова (В. Е. Миклашевский и соавторы). У животных этой группы уже к концу 4-го месяца отмечались статистически достоверные по сравнению с контролем изменения, вы-
и
35
30 % &
§ I
5; Г5 £
10 5
СП' ]г
ражавшиеся в замедленной утилизации печенью гликогена (Р<0,002).
Для оценки влияния а- и (5-нафтолов на процессы высшей нервной деятельности использовалась ускоренная двигательно-пищевая методика условных рефлексов (3. Э. Григорьев; С. Н. Черкинский и соавторы). Исследования проводились на 24 белых крысах в камере
Л. И. Котляревского с использованием специального интегрирующего устройства для автоматической регистрации показаний условнорефлектор-ной деятельности (Н. И. Лосев и В. Е. Миклашевский). Предварительно животные были отобраны и распределены по группам в зависимости от скорости появления и упрочения у них условно-рефлекторной реакции на звонок.
Влияние нафтолов на процессы формирования положительных условно-рефлекторных связей оценивалось по данным скорости появления и закрепления условных реакций, их величине и силе на новый для крыс раздражитель — звук 600 гц. Состояние внутреннего торможения контролировалось по ско-
Таблица 3
Появление и упрочение дифференцировки у белых крыс, получавших <1- и Р-нафтолы в условиях хронического опыта (данные статистической обработки)
Влияние а- и (З-нафтолов на скорость выработки, угашения и восстановления условнорефлекторной реакции на положительный раздражитель.
/ — контроль; 2 — 1/2700 ЬО» а -нафтол; 3 — 1/4500 ЬОбл Э" нафтол; 4 — 1/450 1_05о 0 -нафтол; а — появление положительной реакции; б — упрочение положительной реакции; в — угаше-ние положительной реакции; г — восстановление положительной реакции.
Статистический критерий при п—5 Появление отрицательной реакции Упрочение дифференцировки
Группа животных 01 001 0001 00001 000001
Контроль М ±т 13,2 2,52 24,8 3,01 37,6 1,91 43,4 2,25 43,4 2,25
Животные, получавшие а-нафтол 1/2700 ЬО50 (0,9 мг/кг) м ±т 10,4 2,4 26,6 3,27 38,2 2,71 38,2 2,71 39,8 4,02
Животные, получавшие Р-нафтол 1/4500 ЬО50 (0,44 мг/кг) М ±т ' 14,0 2,47 24,2 1,83 34,4 2,42 40,8 3,4 42,8 2,4
Животные, получавшие Р-нафтол 1/450 ЬО50 (4,4 мг/кг) М +т Р 9,4 2,15 22,4 2,73 30,6 2.04 2.5 0,05 33,2 2,75 2,87 0,02 34,2 3,15 2,38 0,05
1 Порядковый номер сочетаний, при котором появилась дифференцировка впервые (0), а также на 2, 3, 4 и 5 (00, 000, 0000 и 00000) дифференцировочных раздражителей подряд.
2 Отсутствие данных в графе означает, что Р>0,05.
роста появления и упрочения дифференцировки на звук 250 гц. Полученные данные показывают, что ß-нафтол в дозе 4,4 мг/кг, составляющий 1/450 LD50, вызывает функциональные изменения высшей нервной деятельности в виде некоторого усиления процесса внутреннего торможения и ослабления процесса возбуждения (см. рисунок; табл. 3).
Результаты опытов позволяют считать эти 2 теста наиболее чувствительными в отношении изучаемых веществ, а дозы, соответствующие 1/450 LD50 ß-нафтола, пороговыми по санитарно-токсикологическому признаку вредности.
На отдельных группах животных изучено возможное местное раздражающее действие растворов веществ в концентрациях 1 мг/л (а-нафтол) и 4 мг/л (ß-нафтол). По окончании опытов проведено па-томорфологическое изучение соответствующих участков кожи. Результаты исследований дают возможность считать, что изученные концентрации веществ не обладают местным раздражающим действием.
Выводы
1. а- и ß-нафтолы в малых концентрациях оказывают наиболее выраженное влияние на органолептические свойства воды, придавая ей специфический (фенольный) запах, жгучий вкус и цвет. Наименьшие пороговые концентрации а-нафтола по этому показателю вредности равны 0,1 мг/л (влияние на запах) и ß-нафтола — 0,4 мг/л (влияние на цвет воды).
2. а-Нафтол в концентрациях до 1 мг/л не влияет на скорость ВПК-Пороговой концентрацией ß-нафтола по этому показателю является 0,4 мг/л.
3. В хроническом эксперименте установлены не действующие в са-нитарно-токсикологическом отношении дозы ß-нафтола, соответствующие 1/4500 LD50 и эквивалентные концентрации вещества в воде 0,4 мг/л, а дозы а-нафтола, соответствующие 1/2700 LD50 (1 мг/л). Пороговой дозой ß-нафтола по этому показателю можно считать 1/450 LD50 (4 мг/л).
4. На основании сопоставления всех данных, полученных при комплексном гигиеническом исследовании, лимитирующим признаком вредности а-нафтола следует считать его влияние на органолептические свойства воды (запах), а лимитирующим признаком вредности ß-нафтола — влияние на органолептические свойства воды (цвет) и организм теплокровных животных. В качестве ПДК а-нафтола в водоемах может быть рекомендована концентрация его на уровне 0,1 мг/л и ß-нафтола— на уровне 0,4 мг/л.
ЛИТЕРАТУРА
Брук Е. С. и др. Тезисы докл. Всесоюзн. научной конференции по санитарной охране водоемов. М., I960, стр. 98. — Григорьев 3. Э. Фармакол. и токсикол., 1969, № 1, стр. 84.—Лазарев Н. В. Вредные вещества в промышленности. Л., 1963, ч. 1. — Лосев Н. И., Миклашевский В. Е. Пат. физиол., 1962, № 3, стр. 75. — Миклашевский В. Е., Тугаринова В. Н., Савоничева Г. А. В кн.: Санитарная охрана водоемов от'загрязнения промышленными сточными водами. М., 1964, в. 6, стр. 313. — Несмеянова М. С. Гиг. и сан., 1953, № 7, стр. П.— Черкинский С. Н., В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1949, в. 1, стр. 52. — Ч е р к и н с к и й С. Н., Миклашевский В. Е., My р Закаев Ф. Г. Там же. М., 1964, в. 6, стр. 323.—Arena J. М. Poisoning Springfield, 1963, p. 7; 181; 223. — Deichmann W. В., LeBlanc Т. G. J., industr. Hyg., 1943, v. 25, p. 415—D г e i s b а с h R. H. Handboodk of Poisons. California, 1955, p. 235. — Gl e a son M„ Gossel in R. E., Hodge H. C. Clinical Toxicology of Commercial Products, Baltimore, 1957, p. 30; 73.
Поступила 1/IV 1965 r.
EXPERIMENTAL DATA TO SUBSTANTIATE THE HYGIENIC STANDARDS OF a- and p NAPHTHOL IN THE WATER BASINS
Yu. A. Rakhmanin
The authors studied the effect of a- and P-naphthol on the organoleptic properties of water, the sanitary conditions of water basin and the body of warm-blooded animals after long-term oral administration. The lowest threshold values of a-naphthol affecting the organoleptic properties of water amounted to 0.1 mg/'l (smell) and that of P-naphthol 0.4 mg/1 (colour); the lowest threshold values of a-naphthol affecting the general sanitary regime of water basins equaled 1 mg/1 and that of P-naphthol—0.4 mg/1. In a chronic test carried out on three types of animals there were determined the ineffective doses of the investigated substances: a-naphthol—1 mg/1 and P-naphthol—0.4 mg/1. The maximum permissible concentration of a-naphthol is recommended to be set at a level of 0.1 mg/1 and that of P-naphthol at 0.4 mg/1.
УДК 613.32+614.777
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДИЭТИЛАМИНА И ТРИЭТИЛАМИНА В СВЯЗИ С САНИТАРНОЙ ОХРАНОЙ ВОДОЕМОВ
Г. 3. Каган
Кафедра коммунальной гигиены I Московского ордена Ленина медицинского института им. И. М. Сеченова
Диэтиламин (СгНб/гМН) и триэтиламин (С2Н5/3Ы) относятся к группе алифатических аминов. Оба соединения представляют собой бесцветные прозрачные жидкости с резким специфическим запахом. Они хорошо растворимы в воде и, являясь сильными основаниями, химически весьма активны. Молекулярный вес диэтиламина (ДЭА) 73,14, триэтиламина (ТЭА) 101,19. Оба вещества используются в процессах органического синтеза при производстве гербицидов и ускорителей синтетических каучуков и в значительной концентрации (до 1000 мг/л) присутствуют в сточных водах соответствующих производств.
Оба соединения оказывают заметное влияние на органолептиче-ские свойства воды. Пороговые концентрации по влиянию на запах установлены нами для ДЭА на уровне 10 мг/л, для ТЭА — на уровне 4 мг/л. По влиянию на привкус они равны соответственно 8 и 3 мг/л.
Изучение стабильности ДЭА и ТЭА в водных растворах проводилось косвенным методом — путем наблюдения за изменением интенсивности запаха и привкуса. Оказалось, что запах интенсивностью в 2 балла, придаваемый воде ДЭА, исчезал лишь на 5-е сутки, а ТЭА — на 10-е сутки. Привкус веществ сохранялся еще более продолжительное время. Таким образом, исследуемые соединения отличаются значительной стабильностью в водных растворах.
Влияние ДЭА и ТЭА на процессы самЪочищения водоемов от органических загрязнений изучалось путем наблюдения за динамикой биохимического потребления кислорода (ВПК). Установлено, что ДЭА и ТЭА в концентрациях 1—10 мг/л не оказывают тормозящего влияния на динамику ВПК, а, напротив, сами подвергаются биохимическому окислению; в концентрации 2 мг/л они практически не оказывают влияния на интенсивность ВПК-
Токсикологическая характеристика изучаемых веществ освещена в литературе весьма недостаточно. Авторы изучали ингаляционное воздействие веществ на организм большей частью в условиях острой интоксикации (О. Г. Васильева; Bгieger и Носкэ). Следовательно, токси-
