CC BY
11
УДК 613.в32 + «14.7]-07
Р. С. Гильденскиольд, Т. В. Юдина, Ю. В. Абрамова, М. Я. Кузьмичем ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В ГИГИЕНЕ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Современное развитие гигиенических научных исследований в направлении углубленного изучения влияния загрязнений окружающей среды на здоровье населения, создание научно обоснованной системы объективных показателей, необходимость разработки и совершенствования способов ускоренного нормирования химических, физических и биологических факторов, которые могут оказывать изолированное и сочетанное неблагоприятное воздействие на организм в условиях роста промышленности, требуют разработки и внедрения наиболее адекватных и эффективных химических и физических методов исследований, предопределяющих успешное решение гигиенических задач оптимизации природной среды и управления ее качеством.
В связи с этим в исследованиях последних лет основное внимание было сосредоточено на разработке физико-химических методов (спектрофото-метрических, хроматографических, атомно-абсорб-ционного, эмиссионного, рентгенофазового) определения токсичных веществ в различных средах с целью гигиенической оценки крупных производств химической, металлургической, пищевой и других отраслей промышленности, а также получения материалов для гигиенического нормирования вредных химических веществ и физических факторов окружающей среды. С учетом выполняемой в десятой пятилетке научной тематики МНИИГ им. Ф. Ф. Эрисмана при разработке методов определения микроколичеств токсичных веществ изучены наиболее избирательные реакции, такие, как меркурирование непредельных соединений, получение гидроксамовых киблот, определение спиртов с 8-оксихинолином и др.
Результаты исследований использованы при разработке спектрофотометрических методов определения некоторых металлов (ванадия, никеля и др.), Лроизводных фенола, двухосновных карбоновых кислот (адипиновой, себациновой), ряда высокомолекулярных спиртов (циклогексанола, фурфу-рилового спирта), непредельных соединений (винил-ацетата, 2-этил-гексилакрилата) в воздухе и некоторых — в смывах с кожных покровов работающих.
Перечисленные методы обладают достаточной избирательностью и позволяют обнаружить исследуемые вещества в воздухе на уровне V» ПДК (Р. С. Гильденскиольд и соавт.; М. Н. Кузьмичева и Ю. В. Абрамова; Ю. В. Абрамова; Ю. В. Абрамова и Е. Г. Качмар). Чаще всего загрязнители, попадающие в воздух и другие среды, представляют собой сложные аналитические смеси, содержащие вещества, близкие по химическим свойствам.
Для отделения основных загрязнителей от сопутствующих веществ, оказывающих мешающее действие, и их количественного определения разработаны методы с применением различных видов хроматографии (бумажной, тонкослойной и газовой).
Так, использование хроматографии в тонком слое сорбента позволило разработать метод избирательного определения метилмеркаптопропионо-вого альдегида в воздухе в присутствии ряда других сопутствующих альдегидов. Чувствительность определения 1 мкг (М. Н. Кузьмичева).
Значительный эффект получен при использовании методов бумажной и тонкослойной хроматографии в сочетании с отражательной спектрофотомет-рией. Таким способом проведено раздельное определение металлов (никеля, меди, кобальта), выделение из смеси мономера стирола (Н. А. Маркина и С. А. Мельникова; С. К. Осокина и Н. А. Маркина). Значительное место в исследованиях занимает метод газовой хроматографии,. применяемый для гигиенической оценки полимерных материалов, используемых в пищевой промышленности и строительстве. Методы определения в вытяжках группы полиолефинов, .остаточных количеств растворителей, продуктов деструкции благодаря высокой чувствительности (порядка Ю-4 мг/л) и специфичности широко распространены для идентификации минимальных количеств веществ, используемых в процессе получения полимерных материалов (Д. Д. Браун и соавт.).
Дальнейшим развитием анализа вытяжек, содержащих органические компоненты, является исследование паровоздушных фаз с термостатирова-нием и высаливанием. В числе новейших методов следует назвать абсорбционный спектральный анализ. С его помощью проводится количественное определение большей части элементов периодической системы Менделеева в различных объектах окружающей среды и биологическом материале. Работы, выполненные в лаборатории, показали возможность количественного определения элементов в аспирационных пробах воздуха при натурных наблюдениях и проведении хронических токсикологических экспериментов, в термальных и других природных водах, а также продуктах питания.
Наиболее новым и перспективным направлением явилась разработка методических приемов по оценке влияния малых концентраций металлов, поступающих в организм различными путями, на основании данных анализа минимальных объемов биологических сред.
Установлено, что применение атомно-абсорбцион-ного спектрального метода с использованием си-
стемы Ре — Е = 403, оснащенной графитовой кюветой, позволяет одновременно определять содержание таких металлов, как кобальт, никель, медь, цинк, марганец, свинец, кадмий, в биологических средах — волосах (250 мг) и ногтях (20— ф 30 мг). При этом существенное внимание было уделено обоснованию наиболее точных способов подготовки проб, изучению их влияния на количественные результаты атомно-абсорбционного исследования.
Экспериментами доказано, что наиболее приемлемыми способами подготовки образцов являлись разложение проб в смеси азотной и хлорной кислот, . а также впервые примененное растворение в гидроокиси тетраметиламмония. Чувствительность, достигнутая при определении металлов в графитовой кювете,— от 2-10-11 до 2-Ю-12 г, а при пламенном методе атомизации — Лорядка 0,012— 0,06 мкг/мл.
Воспроизводимость результатов, полученных при применении пламенного метода, не ниже 98% в графитовой кювете-/- не ниже 95%. Инструментальная ошибка метода от 0,1 до 1%.
Разработанный тест — определение накопления металла, в частности, кобальта в волосах — использован при изучении совместно с М. И. Гусевым влияния промышленных выбросов на состояние здоровья населения. В сочетании с другими методами он позволил оценить специфическое действие малых концентраций кобальта на организм.
При всей универсальности атомно-абсорбцион-< ного метода использование его в комплексе с эмиссионной спектроскопией наиболее рационально,так как позволяет получить первоначальную полную качественную характеристику образца и затем установить количественные параметры элементов Ъ пробах, что значительно повышает эффективность и информативность исследований.
Указанное- направление применялось при разработке методических подходов к определению микроконцентраций ряда металлов в атмосферном воздухе, воде водоемов и биологических материалах. Такой методический подход к оценке содержания исследуемых веществ в объектах окружающей среды, в частности, воде водоемов, позволил провести как качественный, так и количественный анализ природных вод в районах формирования территориально-производственных комплексов Сибири и Дальнего Востока, что дало возможность более надежно охарактеризовать физиологическую полноценность природных вод и оптимизировать требования по текущему и предупредительному надзору в регионе. Известно, что эмиссионный спектральный анализ позволяет обнаружить наличие элементов в пробе, но не расшифровывает вид соединений. Использование фазового рентгенологического анализа дает возможность установить, какие конкретно соединения содержатся в исследуемой пробе. Первоначально данный метод применялся г только для идентификации состава образцов полиметаллических руд, в настоящее же время он стал
успешно использоваться для качественного анализа проб как атмосферных, так и производственных аэрозолей (при длительном отборе проб воздуха). С помощью фазового рентгенологического анализа удалось выявить неорганические вещества, присутствующие в воздухе производства в процессе лазерной обработки деталей (окись хрома, окись алюминия в различных модификациях), при плазменной резке стали (простые и сложные окислы хрома и никеля) и в атмосфере вокруг металлургического комбината. Результаты этих исследований послужили основой для разработки новых современных гигиенических подходов к оценке действия производственных и атмосферных аэрозолей при указанных производственных процессах.
При гигиенической оценке патогенного действия угольной пыли большое внимание уделено изучению ее физико-химических свойств.
Проведены методические разработки определения дисперсометрических характеристик угольной пыли, которые вошлн в соответствующие методические рекомендации и использованы при разработке «Унифицированных требований к методике по измерению концентрации пыли в угольных шахтах» (1978), принятых в странах СЭВ (С. А. Мельникова и соавт.). Исследования, проведенные с целью выбора метода определения удельных поверхностей угольной пыли различных стадий метаморфизма применительно к гигиеническим экспериментам, позволили оценить ее сорбционную активность по отношению к двуокиси азота, сопутствующей технологическому процессу, изучить физико-химические реакции, происходящие на поверхности угольной пыли под воздействием кислорода > воздуха. Полученные данные будут положены в основу принципов построения шкалы агрессивности угольной пыли.
В течение ряда лет в лаборатории успешно применяется метод меченых атомов с использованием изотопов 355 , 32Р, 45Са, позволивший выявить определенные закономерности в развитии реакций барьерных функций как при хроническом действии ряда токсичных веществ, так и в ранние сроки при различных путях поступления ядов в- организм. Этот методический прием в сочетании с физиологическими методами исследования отражен в методических рекомендациях по установлению ориентировочных пороговых уровней веществ-неэлектролитов при разных путях поступления в организм.
Таким образом, в настоящее время для гигиенических исследований в лаборатории разрабатываются и используются разнообразные физико-химические методы и их сочетания. Большинство методов, разработанных в лаборатории, использованы для получения материалов к гигиеническому нормированию токсичных веществ в различных "объектах окружающей среды, при гигиенической оценке ряда продуктов питания, утверждены в качестве методических указаний и включены в соответствующие руководства.
Литература. Абрамова Ю. В. — В кн.: Методические указания на определение вредных веществ в
воздухе. М., 1979, вып. 13, с. 60—63. Абрамова Ю. В., Качмар Е. Г. — Гиг. труда, 1978, № 7, с. 57—58.
Браун Д. Д., Зенина Г. В., Мошлакова Л. А. — Гиг. и
сан., 1979, № 2, с. 24—28. Браун Д. Д., Мошлакова Л. А., Зенина Г. В. — Там же,
1980, № 6, с. 29—31. Гильденскиольд Р. С., Рихтер Б. В., Кузьмичева М. Н.
и др. — Там же, 1978, № 4, с. 4—8. Гусев М. И., Елфимова Е. В., Юдина Т. В. и др. — Там
же, 1977, № 12, с. 18—22. Кузьмичева М. Н. — Там же, № 6, с. 57—60.
Кузьмичева М. Н., Абрамова Ю. В. — Там же, № 2, с. 88—91.
Маркина H.A., Мельникова С. А. — Там же, № 6, с. 60— 62.
Мельникова С. А., Кабакчи А. М., Орлова Т. В. — Гиг. труда, 1980, № 5, с. 54—55.
Осокина С. К-, Маркина H. A. — Гиг. и сан., 1977, № 10, с. 57—59.
Юдина Т. В., Павленко С. М., Гусева В. А. и др. Установление ориентировочных пороговых у ровней веществ-неэлектролитов при разных путях поступления в организм. Метод, рекомендации. М., 1978.
Юдина Т. В., Павленко С. М., Титова И. Н. — В кн.: Совещание по проблеме «Гистогематические барьеры». 5-е. Тезисы докладов. М., 1978, с. 26—28.
Поступила 20.05.81
За рубежом
УДК вIв. 13-004.6-092:613.32:546.881
Сп. Новакова, Г. Николчев, Р. Ангелиева, С. Диноева, Г. Маутнер
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ВАНАДИЯ НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ
АТЕРОСКЛЕРОЗ
Институт гигиены труда и профессиональных заболеваний Медицинской академии,
София
Результаты экспериментальных и эпидемиологических исследований указывают на то, что макро-и микрокомпоненты питьевых вод влияют на развитие некоторых неинфекционных заболеваний. Установлена зависимость между содержанием микроэлементов (хрома, свинца, кадмия) в питьевых водах и распространением сердечно-сосудистых заболеваний человека.
При изучении химического состава питьевых вод Болгарии (Ж. Стефанов и соавт.) установлено, что немалая часть населения использует питьевую воду с содержанием ванадия приблизительно 0,1 г/дм3.
Известно, что ванадий влияет на обмен липидов (Бтопс! и соавт.) и их окисление. Некоторые авторы считают, что ванадий является одним из этиологических факторов развития артериальной гипертонии и сердечно-сосудистых заболеваний (Шскеу и соавт.). Ванадий обнаружен в крови (Л. Р. Ноздрюхина и соавт.) и аорте (Ю. М. Бала и В. М. Лившиц) при атеросклерозе.
Нами проведено исследование с целью изучения влияния ванадия в питьевых водах на экспериментальный атеросклероз.
Проведен хронический 4-месячный санитарно-токсикологический эксперимент на 30 кроликах, которые были распределены на 5 групп.
Животные 1-й группы были контрольными; животные 2-й группы получали холестерин (0,5 мг/кг),
3-й группы — ванадий (0,5 мг/кг, т. е. 10 ПДК),
4-й группы — ванадий (0,5 мг/кг) и холестерин
(0,3 мг/кг), 5-й группы — ванадий (0,15 мг/кг, т. е. 30 ПДК) и холестерин (0,5 мг/кг).
Ежемесячно определяли массу тела животных, картину крови (число лейкоцитов с дифференциальным подсчетом и эритроцитов, количество гемоглобина и содержание в сыворотке общих ли-
Рис. 1. Уровень холестерина в сыворотке крови.
1—5 — соответственно 1 -5-я группа. .
Рис. 2. Уровень магния в сыворотке крови. Обозначения те же. что на рис. 1.
