CC BY
14
Результаты исследований ферментативной активности при внесении нечистот в псенниГ; период (см. табл. 2) также совпадают с санитарно-химическими показателями того же периода, которые приведены в табл. 4.
Сопоставление полученных данных позволяет заключить, что после внесения нечистот большое содержание в почве органических соединений сопровождается действием на них высоких концентраций ферментов, активность которых с уменьшением количества органических субстратов постепенно снижается.
Таблица 4. Химические процессы в почве
1949 г. 1950 г.
Название вещества № делянки октябрь
май октябрь
Растворенные органические 9 19,5 16,8 13,51
вещества (в мги/0 02) 10 40,4 50,66 10,72
11 146,4 78,4 23,16
12 250,4 9й,4 41,31
Хлориды (в мг°|0) 9 4,3 3,68 3,97
10 52,1 11,77 5,28
11 42,75 12,53 7,74
12 109,4 29,5 16,58
Аммиак (в мг*|,,) 9 29,4 11,62 13,61
10 74,4 34,95 13,26
11 98,45 42,04 > 22,04
12 235,1 41,9 25,01
Эта зависимость сохраняется при распространении органических веществ и ферментов в убывающих соотношениях в нижележащие горизонты.
По данным ферментативных и химических показателей, процессы самоочищения по сравнению с контрольной почвой в течение периода исследований в делянках № 2 и 10 с нагрузкой нечистот из расчета 500 т/га закончились, были близки к окончанию в делянках № 3 и 11 с нагрузкой 1 ООО т/га и не закончились в делянках № 4 и 12 с нагрузкой 2 000 т/га.
Взаимосвязь ферментной активности с химическими показателями распада органических веществ позволяет, наряду с исследованиями, применяющимися при санитарном анализе почв (физико-химические, бактериологические и гельминтологические), исследовать ферменты, являющиеся показателями загрязненной почвы и ее способности к самоочищению.
Проведенными исследованиями впервые установлено, что в почвах при ненарушенных природных условиях (контроль) и в почвах загрязненных ферменты являются постоянно действующим фактором, определяющим направленность и интенсивность процессов гидролиза и окисления органических веществ.
И. В. Рощин
Гигиеническая характеристика производственного аэрозоля ванадия
Из кафедры гигиены труда I Московского ордена Ленина медицинского института
Советская гигиеническая литература имеет некоторые материалы по вопросу о санитарных условиях труда в производствах, получающих и применяющих ванадий, а также по ряду частных вопросов токсикологии ванадия.
Целью настоящей работы было выявление условий и характера возможного воздействия соединений ванадия на организм, выяснение вида
4 Гигиена и санитария. К» И
49
и свойств соединений ванадия, содержащихся в воздухе, которые могут оказывать неблагоприятное действие на организм, получение экспериментально-токсикологических данных, необходимых для гигиенической оценки производственной среды, обоснование гигиенических мероприятий для промышленных предприятий, использующих ванадий.
Ванадий принадлежит к числу так называемых редких элементов. Скопления ванадия в земной коре редки и встречаются главным образом как примеси окислов и солей его к рудам — железным, урановым и другим. Вследствие этого окислы ванадия содержатся в значительных количествах в доменных и мартеновских шлаках.
Наши исследования показали, что при дроблении этих шлаков образуется аэрозоль, в состав которого входят низшие окислы ванадия, окислы кремния, кальция, железа и в меньших количествах окислы титана, хрома и марганца.
Причиной образования аэрозолей измельчения-является недостаточность укрытия аппаратуры, наличие открытых пылеобразующих процессов и отсутствие местной вытяжной вентиляции от источников образования аэрозоля.
При обжиге шлака содержание пыли, состоящей из обожженного шлака, может достигать 50 мг/м3. В составе пыли содержится растворимая соль ванадия — ванадат натрия, содержание которой в воздухе может достигать 5 мг/.м3.
Из ванадата натрия получается пятиокись ванадия, которая перед использованием в производстве феррованадия сплавляется в плавильных печах. Прй плавке из плавильных печей выделяются пары пятиокиси ванадия, которые, конденсируясь, образуют высокодисперсный аэрозоль конденсации.
Размер частиц этого аэрозоля не превышает 2 р. В большей степени происходит выделение аэрозоля с поверхности расплавленной пятиокиси ванадия при сливе ее из печи в изложницы. Приводим полученные нами данные о содержании пятиокиси ванадия в воздухе у .источников образования аэрозоля (табл. 1).
Таблица 1. Содержание пятиокиси ванадия в воздухе при плавке
Места отбора проб Количество проб Концентрация в мг'м
минимальная максимальная
На высоте 0,5 м над изложницей во время слива ........ 8 7,1 16,5
Над выпускным окном плавильной 14 1,9 5,5
Над загрузочным окном плавильной печи.......... И 4,8 ' 7.2
На рабочих местах....... 14 1,2 1.8
Вдали от рабочих мест . • . . . 12 Не обнаружено
Определение пятиокиси ванадия производилось по методу, разработанному на кафедре гигиены труда I Московского ордена Ленина медицинского института кандидатом биологических наук М. К. Березовой
1 Гигиена и .санитария, № 7, 1951.
Сплавленная пятиокись ванадия идет в производство феррованадия— сплава ванадия с железом. Получение феррованадия, как известно, производится восстановлением пятиокиси в электропечах. При этом пятиокись ванадия переходит последовательно в четырехокмсь, трехокись, окись и, наконец, в металлический ванадий.
Представляет интерес вопрос о летучести указанных соединений ванадия при плавке в электропечах.
Наши неоднократные анализы воздуха над поверхностью расплавленного феррованадия показали, что он не является источником поступления ванадия в воздух. Унос частиц соединений ванадия происходит не из сплава, а из слоя шлака, закрывающего в электропечи массу сплава сверху.
В шлаке ванадий находится в виде ванадата кальция 4СаО' УгСЬ (тем пература плавления 2 000" равна температуре в электропечи), пятиокиси ванадия и низших окислов УгО«, УЮз, УгСЬ и УЮ.
Температура плавления окислов ванадия (по Полякову) указана в табл. 2.
Таблица 2. Температура плавле! ия окислов ванадия --I
Наименование вещества \\о, \,о< у,06
Температура плавления 1 97о" 1 9. 6* 2 000° 658°
Принимая во внимание высокую точку плавления низших окислов, нужно думать, что летучесть их при темпера^пе, имеющейся в электропечи, ничтожна. Что касается пятиокиси ванадия, то летучесть ее резко уменьшается, ибо большие массы ее моментально переходят в низшие окислы.
Естественно, что в пламени электрической дуги (3 200°) летучесть всех соединений, находящихся в электропечи, значительна.
Произведенный нами анализ воздушной среды при плавке феррованадия показал, что максимальные концентрации пыли в воздухе могут достигать 67,7 мг/м3. При этом содержание пятиокиси ванадия в воздухе не превышает 0,3 мг/м3, а низших окислов ванадия — 0,45 мг/м3.
Таким образом, рабочие, занятые выплавкой феррованадия, могут подвергаться воздействию аэрозоля, в состав дисперсной фазы которого входит пятиокись-и низшие окислы ванадия.
Рабочие, занятые дроблением феррованадия и просеиванием его, могут подвергаться воздействию пыли феррованадия.
Для выяснения характера токсического действия и гигиенической характеристики соединений ванадия нами был« произведены опыты по изучению как острого, так и хронического действия ванадия.
В первой серии хронических опытов 20 белых крыс (в камере через день при двухчасовой экспозиции в течение трех месяцев) вдыхали аэрозоль конденсации пятиокиси ванадия при концентрации 0,003—0,005 мг/л Аэрозоль получался сжиганием пятиокиси ванадия в пламени электрической дуги.
Во второй серии опытов 15 белых крыс ежедневно (при экспозиции один час на протяжении 4 месяцев) вдыхали аэрозоль измельчения пятиокиси ванадия при концентрации 0,01—0,03 мг/л. Затравка производилась с помощью пропускания запыленного воздуха непосредственно в зоне дыхания животного.
В третьей серии опытов 15 белых крыс вдыхали аэрозоль измельчения феррованадия (через день при экспозиции один час; концентрация пыли— 1—2 мг/л). Длительность опыта — 2 месяца.
4*
51
В первый и второй месяцы опытов животные по весу и поведению ничем не отличались от контрольных. На третьем месяце у животных, затравливаемых пятиокисью ванадия, было отмечено отставание в прибавлении веса, а к концу опыта похудание. У этих животных было отмечено также выделение 1из носа слизи с примесью крови.
Животные, затравливаемые пылью феррованадия, по своему состоянию и поведению на протяжении всего опыта не отличались от контрольных животных. На вскрытии животных, убитых по окончании опытов, макроскопически обнаружена лишь гиперемия легких.
При микроскопическом исследовании нами было обнаружено следующее.
1. Полнокровие и капилляростаз легочной ткани, особенно в пери-бронхиальных зонах; развитие периваскулярных отеков и лимфостаз.
При ¡интоксикации высокодисперсным аэрозолем пятиокиси ванадия нами наблюдались кровоизлияния и очаговый отек легких, что говорит
0 более резко выраженном токсическом действии этого аэрозоля.
2. Выраженная реакция межуточной (соединительной) ткани легких. В различных сериях опыта характер реакции различен: при интоксикации аэрозолем феррованадия в части случаев эта реакция сводится к развитию хронических перибронхитов и периальвеолитов, что в сумме дает картину хронического продуктивного воспаления легких. При воздействии грубодисперсной пятиокиси ванадия межуточное продуктивное воспаление легких было слабо выраженным или даже отсутствовало.
При хронической интоксикации высокодисперсным аэрозолем пятиокиси ванадия, помимо нарушения гемодинамики, лимфообращения и проницаемости кровеносных сосудов легких, мы наблюдали серозноде-сквамативный панбронхит. В зоне перибронхиальпых инфильтратов в части случаев наблюдались очаги склероза.
Наши хронические опыты не были столь длительными, чтобы можно было наблюдать развитие грубого склероза. Однако описанные изменения в легких — формирование мелких очагов склероза вокруг бронхов — говорят именно о такой тенденции развития патолопического процесса.
Наблюдения в хронических опытах показали, что наиболее неблагоприятным в силу высокой физико-химической активности является действие высокодисперсного аэрозоля пятиокиси ванадия, приводящее к более грубым изменениям в легких, развивающимся при вдыхании аэрозоля конденсации в значительно более низких концентрациях, чем при вдыхании грубодисперсной пятиокиси ванадия.
Пыль феррованадия вызывает серьезные патологические изменения лишь при очень высоких концентрациях, следовательно, является менее токсичной, чем пятиокись ванадия. Это в известной мере связано с малой растворимостью ванадия, входящего в состав сплава, в средах, близких по концентрации Н-ионов к биолопическим; растворимость пятиокиси ванадия в таких средах в десятки раз выше.
Изучение характера острого токсического действия соединений ванадия производилось нами путем затравки животных в тех же экспериментальных установках.
Аэрозоль феррованадия не вызывал острой интоксикации животных даже при высоких концентрациях 10 мг/л. Это связано, очевидно, с очень медленным переходом ванадия из сплава в биологическую среду.
Аэрозоль измельчения пятиокиси ванадия вызывает острую интоксикацию животных при экспозиции один час и при концентрации не ниже 0,08 .мг/л. Абсолютно 'смертельные концентрации для животных 0,7—0,8 мг/л. Абсолютно смертельная концентрация ванадата аммония—
1 —1,3 мг/л.
Экспозиция при затравке аэрозолем конденсации пятиокиси ванадия была два часа; минимальная концентрация, вызывающая острую интоксикацию,— 0,01 мг/л; абсолютно смертельная — 0,07 мг/л.
Клиническая картина острой интоксикации указанными соединениями ванадия характеризуется пассивным поведением животных, похуданием их. В случае воздействия аэрозоля в высоких концентрациях у животных появляются параличи задних конечностей и понос. При таких явлениях животные погибали через 20—80 часов после опыта.
При острых интоксикациях мы наблюдали расширение сосудов и стаз крови по всех внутренних органах, а в Случаях выраженной интоксикации — застой ликвора в головном мозгу.
Таким образом, самым характерным проявлением токсического действия ванадия является нарушение гемодинамики в организме: расширение кровеносных сосудов, застой крови в сосудистом русле внутренних органов. При хронической интоксикации эти изменения носят регионарный характер: они обнаруживаются только в легких и, повидимому, приводят к нарушению проницаемости сосудов, застою лимфы в легких, что ослабляет дренажную функцию и способствует развертыванию патологического процесса в легких. При острой же интоксикации нарушение гемодинамики охватывает важнейшие области организма — органы грудобрюшной полости и головной мозг. Нервная ткань особо чувствительна к недостатку снабжения ее кровью, что еще более усиливается застоем ликвора. Следовательно, нарушения гемодинамики в организме ведут н нарушению деятельности мозга, что вследствие нарушения иннервацион-ной регуляции сосудистой системы организма ведет к усугублению гемо-динамических нарушений. Эти явления наблюдались при отравлении аэрозолем в условиях высокой концентрации пятиокиси ванадия и вана-дата аммония в воздухе.
Для профилактики профессиональных интоксикаций необходимо снижение концентраций указанных веществ в воздухе промышленных предприятий. Это может быть достигнуто полным укрытием пылящих производственных операций с использованием местных вентиляционных отсосов. Большое значение в снижении концентраций пятиокиси ванадия в воздухе имеет создание такого режима плавки пятиокиси ванадия, при котором летучесть ее становится очень низкой. В печи плавки нужно загружать пятиокись ванадия не сразу в зону электрической дуги, а предварительно погружать ее в расплавленную шихту, в которой она растворяется и переходит в тугоплавкие низшие окислы. Это решающим образом ведет к резкому снижению летучести пятиокиси ванадия.
К установлению предельно допустимых концентраций соединений ванадия в воздухе необходимо подходить с учетом не только химической структуры частиц аэрозоля, но и их физико-химических свойств (особенно степени дисперсности вещества). Так, для феррованадия, учитывая » связанность ванадия с железом и меньшую его токсичность, предельно допустимая концентрация может быть выше, чем для соли ванадия — ванадата аммония. Допустимое содержание пятиокиси ванадия в воздухе должно быть ниже, чем для указанной соли. Поскольку степень токсичности аэрозолей измельчения и конденсации различна, предельно допустимая концентрация для пятиокиси ванадия в виде аэрозоля конденсации должна быть ниже, чем для той же пятиокиси ванадия, но взвешенной в воздухе в виде грубых частиц.
Принимая во внимание данные наших исследований, предварительно можно предложить следующие предельно допустимые концентрации.
Для пятиокиси ванадия в виде аэрозоля конденсации—0,0001 мг/л, для пятиокиси ванадия в виде аэрозоля измельчения — 0,0005 мг/л, то же и для растворимьирсолей Еанадия, для пыли феррованадия — 0,001 мг/л.
Величины предельно допустимых концентраций указанных соединений ванадия должны быть уточнены на основе обобщения дальнейших производственно-гигиенических и экспериментально-токсикологических исследований.
#
