CC BY
4
I УДК 614.777: [628.31 :[667.212:54?.55!. 1]:628.34
Е. К. Булочникова, П. В. Пиртахия
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДООЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД АНИЛИНОКРАСОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НИИ общей н коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Современные сточные воды анилинокрасоч-ной промышленности (АКП) представляют собой мощный источник загрязнения водных объектов органическими соединениями различных классов: алифатическими, ароматическими, гетероциклическими и др. В настоящее время накоплен значительный материал по гигиенической оценке целого ряда отдельных ингредиентов сточных вод АКП: анилина, хлорбензола, фенола и других, для которых установлены гигиенические нормативы [2—4]. Между тем особенностью доочищенных сточных вод является много-компонентность неполностью известного состава. Последнее определяется наличием наряду с первичными органическими загрязнениями неиден-тифицнрованных продуктов трансформации, возможной в процессе биологической очистки.
Таким образом, регламентирование условий отведения в водоемы сточных вод данной категории с учетом токсикологического признака вредности требует установления характера и степени биологической активности доочищенных сточных вод АКП в условиях длительного перо-
Таблица 1
Санитарно-химическая характеристика доочищенных сточных вод АКП
Показатель Пределы Средние
колебаний показатели
Запах, баллы 0
Цветность, град 40
БПКполн. мг/л ХПК, мг/л 3,0—4,18 7,2 3,6
50—90 70
Сухой остаток, г/л 1.1
Взвешенные вещества, мг/л 10—14 12
Азот аммиака, мг/л 0,89—3,11 2
Азот нитратов, мг/л 7—9 8
Аминосоединения в пересчете на
анилин (суммарное количество),
мг/л 0,98—2,62 1,75
Нитросоединения в пересчете на
нитрохлорбензол (суммарное
количество), мг/л 0,07—0,19 0,13
Анилин, мг/л 0,13—0,82 0,47
О-нитрофенол, мг/л 0,009—0,15 0,08
П-нитрофенол, мг/л 0,08—0,72 0,40
Нитробензол, мг/л 0,41
О-нитрохлорбензол, мг/л 0,12—0,71 0,08
Нафталин, мг/л 0,06—0,10 0,27
П-нефетидин, мг/л 0,02-0,04 0,03
Дифениламин, мг/л Следы Следы
рального поступления в организм. В связи с этим нами было предпринято экспериментальное изучение токсического действия доочищенных сточных вод АКП. Исследования проводили по принципу интегральной оценки влияния сточных вод с определением суммарной токсичности, позволяющему учитывать комбинированное действие всей совокупности загрязнений.
В эксперименте использовано 36 беспородных белых крыс-самцов, которые были распределены на 4 группы: 1-я — контрольная, 2-я — животные, получавшие сточные воды в разведении 1 : 100, 3-я — животные, получавшие те же воды в разведении 1 : 10, 4-я — животные, получавшие неразбавленную воду.
Санитарно-химическая характеристика исследуемых вод представлена в табл. 1. Поскольку основными составляющими стоков являются ни-тро- и аминосоединения ароматического ряда, особенности токсического действия которых связаны с преимущественным поражением ЦНС и системы крови [5], в работе использованы показатели, отражающие состояние этих систем.
Обобщенные результаты хронического 7-ме-сячного санитарно-токсикологического эксперимента приведены в табл. 2. Из представленных данных следует, что на фоне четкого токсического эффекта, наступающего под влиянием неразбавленных доочищенных стоков, действие на организм сточных вод в разведении 1 : 10 было менее выраженным, что позволяет рассматривать влияние этих вод как слабо действующее, близкое к пороговому. Что касается стоков, раз-
Таблица 2
Влияние доочищенных сточных вод на функциональное состояние подопытных животных
Показатель Группа животных
1-я 3-я 3-я 4-я
Динамика массы тела _ _ _ _
Динамика прироста массы — ± ± —
Суммационно-пороговый пока- + +
затель — —
Активность холинэстеразы
цельной крови — ± — —
Количество метгемоглобина
в крови — + ± —
Количество эритроцитов
в крови — + ± —
Количество гемоглобина
в крови — + ± —
Примечание. БПК, ХПК — биохимическое и химическое потребление кислорода соответственно.
Примечание. + наличие изменений; ± пороговые изменения; — отсутствие изменений.
веденных в соотношении 1 : 100, то значимых изменений функционального состояния организма животных с помощью использованных методов исследования не обнаружено. В связи с этим разведение 1 : 100 для стоков данной категории следует считать недействующим.
Поскольку токсическое действие факторов окружающей среды не всегда может быть выявлено по показателям, отражающим функциональное состояние структур системного уровня [1], для углубленной оценки биологической значимости изменений, происходящих под влиянием доочищенных сточных вод, проведен анализ реакций организма на клеточно-тканевом уровне в основных барьерных системах организма. Для этого по окончании эксперимента животных умерщвляли декапитацией; кусочки печени, почек, желудка, тонкой кишки фиксировали в растворе Карнуа, обезвоживали в спиртах возрастающей крепости и заливали в парафин. Срезы толщиной 7 мкм окрашивали гематоксилином и эозином. Часть материала замораживали в криостате и использовали для гистоэнзиматиче-ского анализа.
В качестве морфологических критериев биологического действия использовали состояние микроциркуляторного русла, характеристику гистологической структуры с оценкой паренхимы, интенсивности лимфоидной инфильтрации, количества клеток ретикулоэндотелиальной системы печени. Для определения функциональных изменений проводили анализ гистоферментативной активности печени (в центре и по периферии долек), коркового вещества почек, слизистой оболочки тонкой и толстой кишок. Была изучена группа окислительных ферментов-маркеров разных метаболических циклов: сукцинатдеги-дрогеназа (СДГ) как ключевой фермент цикла Кребса, мембраносвязанный с митохондриями; лактатдегидрогеназа (ЛДГ), являющаяся маркером процессов анаэробного гликолиза, и глю-козо-6-фосфатдегидрогеназа (Г-6-ФДГ) —фермент гексозомонофосфатного цикла.
Установлено, что у животных, подвергавшихся воздействию сточных вод в разведении 1 : 100, морфологическая характеристика печени соответствовала контролю. Отмечена лишь незначительная активация звездчатых ретикулоэндоте-лиоцитов.
При воздействии сточных вод в разведении 1 : 10 в 1 случае из 6 зафиксированы отдельные геморрагические фокусы. У 2 животных этой группы наблюдалось заметное расширение капиллярной сети в центральных отделах печеночных долек. Четкие нарушения имелись в паренхиме органа, где появились участки без выраженной локализации, в которых гепатоциты включали крупные, светлые, набухшие ядра, иногда с эктопией ядрышек.
Значительные изменения в печени были при интоксикации неразбавленными сточными во-
дами: у всех животных имелись гемодинамич<- ф ские сдвиги центролобулярной локализации. В препаратах обнаружены отдельные очаги кле-точно-тканевой дестабилизации. В разных участках паренхимы встречались гепатоциты со светлыми набухшими ядрами и клетками с пикно-тичными деформированными ядрами. Цитоток-сический эффект распространялся также на ре-тикулоэндотелиальную систему, что проявлялось пикнозом ядер и снижением их общего количества. Наряду с этим встречались очаги пролиферации ретикулоэндотелиальной системы. Прослеживалась также тенденция к уменьшению в печени лимфоидной ткани.
Потребление животными неразбавленных сточных вод, а также стоков в разбавлении 1 : 10 вызвало определенные структурные изменения в почках. В частности, при действии цельных сточных вод возникли микроциркуляторные нарушения в виде единичных геморрагий и расширения межканальцевой капиллярной сети и несколько повысилось содержание лимфоидной ткани. У животных этой группы чаще встречались сморщенные клубочки наряду с появлением гипер- ф, трофированных многоклеточных элементов. Тенденция к увеличению пикноморфных клубочков отмечена также у животных, подвергавшихся воздействию сточных вод, разбавленных в 10 раз.
Структурный анализ желудочно-кишечного тракта показал, что у животных 3-й и 4-й групп в поверхностном эпителии изредка встречались мелкие участки с деструктивно-дистрофическими изменениями эпителиоцитов и одновременно — очаговая гиперплазия эпителия и снижение по сравнению с контролем числа бокаловидных клеток. В кишечнике животных, потреблявших неразбавленную воду, выявлены деформация и отечность части ворсин, хроматолиз ядер и де-сквамация эпителиоцитов в некоторых отделах наряду с их пролиферацией. В отечной строме ворсин среди лимфоцитов часто встречались ретикулярные клетки. В отдельных полнокровных ворсинах были видны явления эритродиапедеза.
Изучение гистоферментативной активности пе- ** чени показало, что длительное потребление исследованных вод не вызывало существенных изменений активности Г-6-ФДГ и ЛДГ. Можно было отметить лишь тенденцию к повышению активности последней в гепатоцитах центра печеночных долек при воздействии цельных сточных вод (табл. 3). Вместе с тем как в центре, так и по периферии печеночных долек зафиксировано статистически значимое повышение активности СДГ у животных, получавших натив-ную сточную воду и в разведении 1 : 100 (контроль 2,7±0,21 усл. ед., опыт 3,7±0,2 усл. ед. при Р<0,01; контроль 2,7±0,21 усл. ед., опыт 4,9±0,1 усл. ед. при Я<0,001 соответственно).
При гистоферментативном анализе почек установлено, что активность СДГ не имела значи-
Таблица 3
Активность (в усл. сд.) окислительно-восстановительных ферментов в печени (М±т)
1-я
2-я
3-я
4-я
СДГ ЛДГ
животных в гепатоцитах в гепатоцитах в гепатоцитах в гепатоцитах Г-6-ФДГ
центра печеночных периферии центра печеночных периферии
клеток печеночных клеток клеток печеночных клеток
2,7±0,21 3,0±0,3 4,0±0,3 3,7±0,4 4.4±0,5
4,9±0,1 4,5±0,21 4,5±0,31 4.1 ±0,21 4,4±0,42
р <0,001 <0,01
2,7±0,3 3,8±0,21 4,4±0,42 4,2±0,3 4,0±0,42
3,7±0,42 4,4±0,21 4,9±0,5 4,4±0,2 4,5±0,5
р <0,01 <0,01
тельных отличий от контроля. Установлено (табл. 4) некоторое повышение активности ЛДГ в извитых канальцах коркового вещества (на 12—22%) и прямых канальцах мозгового вещества (на 25—27 %). Наряду с этим выявлено выраженное индуцирующее влияние неразбавленных сточных вод и их же в десятикратном разведении на активность Г-6-ФДГ, что выразилось в статистически достоверном увеличении ее Эф у животных 3-й (контроль 1,8±0,21 усл. ед., ^ опыт 2,6±0,21 усл. ед. при Р<0,05) и 4-й (контроль 1,8±0,21 усл. ед., опыт 3,46±0,16 усл. ед. при Я<0,001) групп (см. табл. 4).
Несколько иным оказался характер влияния исследованных вод на окислительно-восстанови-тельные процессы, протекающие в слизистой оболочке тонкой и толстой кишок. При минимальном (разведение 1 : 100) и среднем (разведение 1 : 10) уровнях воздействия активность изученных ферментов была близка к контрольной. В то же время интоксикация животных неразбавленными сточными водами сопровождалась снижением показателей по сравнению с контролем. Так, можно было констатировать некоторое угнетение активности Г-6-ФДГ (снижение на 10 %). Аналогичная картина была характерна для СДГ и ЛДГ. Однако если в слизистой оболочке толстой кишки снижение их активности на 5—18 % можно рассматривать лишь как тенденцию, то в слизистой оболочке тонкой кишки наблюдался выраженный ингибирующий эффект как в отношении СДГ (контроль 3,1 ±0,1 усл. ед., опыт 1,83±0,2 усл. ед. при Р<0,001), так и ЛДГ (контроль 3,5±0,1 усл. ед., опыт 2,45±0,1 усл. ед. при Я<0,001).
Результаты проведенных исследований позволяют заключить, что длительное поступление в организм животных доочищенных сточных вод АКП вызывает изменения структурно-энзимати-ческого характера. При этом прослеживается четкая зависимость функционального состояния организма от уровня воздействия данного фактора, что выражается в нарастании признаков интоксикации с переходом от минимального воздействия к максимальному. Так, сточные воды в наибольшем разбавлении (1 : 100) не дают ци-тотоксического эффекта, однако несколько ак-
тивизируют ретикулоэндотелиальную систему печени, индуцируют в ней активность СДГ, а также вызывают некоторую тенденцию к повышению активности ЛДГ в печени и почках и Г-6-ФДГ в почках. Усиление показателей метаболической активности в этих органах позволяет рассматривать данный уровень воздействия как адаптогенный.
Введение животным сточных вод в десятикратном разведении приводит к появлению признаков повреждения структурно-гемодинамического характера — микроциркуляторным сдвигам и развитию начального цитотоксического эффекта. При этом сохраняется тенденция к активации ЛДГ в почках и статистически достоверно увеличивается активность Г-6-ФДГ в них, что свидетельствует о включении шунтовых систем как важного элемента компенсации.
Под влиянием неразбавленных сточных вод возрастает метаболическая активность паренхиматозных органов, на что указывает достоверное увеличение активности СДГ в печени и Г-6-ФДГ в почках. Однако наряду с этим наблюдается отчетливый цитотоксический эффект в эпителиальной ткани печени, почек, желудка и кишечника, сопровождающийся активацией элементов ретикулоэндотелиальной системы печени. Цитотоксическое действие на слизистую оболочку кишечника оказывается выраженным в наибольшей степени и сопровождается ингиби-рованием ее гистоэнзиматической активности практически по всем изученным показателям. Указанные изменения дают основание говорить о срыве компенсаторных процессов, вызванном
Таблица 4
Активность (в усл. ед.) окислительно-восстановнтельных ферментов в почках (М±т)
ЛДГ
Группа Г-6-ФДГ
живот- СДГ корковый мозговой
ных слой слой
1-я 3,3±0,21 2,5 ± 0» 21 2, 0 ± 0. 21 1 , 8 ± 0, 2 1
2-й 3,6±0,21 2,86 + 0, 16 2.54 ±0.21 2. 26 ±0,25
3-я 3 , 6 ± 0, 21 3,06 ±0. 21 2. 54 ±0.21 2. 6 ± С'. 2 !
Р <0Д5
4-я 3.3 ±0.42 2,8±0. 1 2,5 ± 0. 21 3,4 6 ± 0.16
Р <0, 001
длительным поступлением в организм неразбавленных сточных вод, и рассматривать воздействие на данном уровне как патогенный фактор.
Таким образом, использование комплекса показателей структурно-функционального анализа позволило выявить влияние доочищенных сточных вод АКП на структурно-функциональные показатели барьерных систем организма и подтвердить данные, полученные при изучении их биологического действия на уровне целостного организма. Результаты исследований позволяют считать, что при спуске в водоемы доочищенных сточных вод АКП разбавление их в 100 раз обеспечит безопасность их в токсикологическом отношении.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бонашевская Т. И.. Беляева Н. Н., Кецлер И. М. и др. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. Под ред. Е. И. Кореневской. М., 1977, вып. 5, с. 16— 19.
2. Вайсман Я. И. Санитарная охрана бассейнов рек и подземных вод в связи с развитием анилинокрасочной промышленности. Автореф. дис. докт. М., 1973.
3. Василенко H. М. Токсикология ароматических аминов н нитросоединеннй бензольного ряда продуктов анилинокрасочной промышленности. Автореф. дне. докт. Киев, 1980.
4. Купер А. И.. Озерова В. Ф. — В кн.: Промышленные загрязнения водоемов. М., 1967, вып. 8, с. 156.
5. Черкинский С. Н., Фриблянд С. А. — В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М.. 1954, вып. 2, с. 131.
Поступила 30.07.84
Summary. The biological effects of industrial aniline dye effluents were studied experimentally at a long-term oral administration. The body's response to the chemical was determined in the principal barrier systems (cellular and tissue levels) by using a number of indices obtained in structural and functional analysis and regarded as criteria for assessing the biological effects. Posttreated effluents were found to cause structural and enzymatic disturbances. The growth of exposure from minimum to maximum levels (effluents diluted in the ratio 1 : 100 and non-diluted effluents) was accompanied by increased toxic responses. A graded assessment of the general state of the body in relation to the chemical exposure level is given.
УДК 614.777:574.571(261)
/О. И. Григорьев, Ю. С. Коростелев
САНИТАРНО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МОРСКОЙ ВОДЫ ЮЖНОЙ АТЛАНТИКИ
Тихоокеанский НИИ рыбного хозяйства и океанографии. Владивосток
Настоящая работа является продолжением исследований, начатых в 1978—1979 гг. [2]. В 1982—1983 гг. проведено изучение микрофлоры морской воды южного сектора Атлантического океана в районах и вне районов промысла морских ракообразных. Данный регион является малоизученным в микробиологическом отношении. Мы встретили лишь одну работу, содержащую сведения о микрофлоре воды южной Атлантики [1].
Морскую воду исследовали в летне-осенний период (февраль — апрель) в районах скопления ракообразных в прибрежной зоне островов и на переходе судна в открытом океане. Пробы воды отбирали как с поверхностного слоя водной толщи (0—0,2 с), так и с глубины 10 м. Всего отобрано-218 проб морской воды. В ходе работы измеряли температуру воды. При проведении микробиологических анализов в пробах воды определяли количество мезофильных и психро-фильных микроорганизмов в 1 мл, бактерий группы кишечной палочки (БГКП), Е. coli, сальмонелл, плазмокоагулирующих стафилококков, энтерококков, протея, спорообразующих мезофильных аэробных бактерий, микроскопических грибов.
Все исследования выполнены по общепринятым методикам в соответствии с требованиями ГОСТа 18963—73 «Вода питьевая. Методы сани-тарно-бактериологического анализа», инструкции
№ 1135—73 ГЗ], методических указаний № 2285—81 [5] и № 2260—80 [6].
Численность психрофильной (автохтонной) микрофлоры в воде определяли путем посева воды и ее разведений по 1 мл на чашки Петри с агаризованной питательной средой, приготовленной на стерильной исходной морской воде, с последующим подсчетом выросших колоний после инкубации посевов при 20±2°С в течение 72± ±3 ч. Наличие и количество в морской воде санитарно-показательных и потенциально патогенных бактерий и микроскопических грибов устанавливали путем концентрирования различных ее объемов на мембранных фильтрах фирмы «Сынпор» (диаметр пор 0,23 мкм). Полученные данные статистически обработаны. Достоверность разницы сравниваемых величин оценена по Стьюденту.
В результате исследований воды южного сектора Атлантического океана в районах промысла ракообразных установлено, что в поверхностном слое воды, пробы которой отбирали в прибрежной полосе островов, в течение всего промыслового периода психрофильные микроорганизмы присутствовали в количестве от 60 до 1300 (в среднем 514,24±29,26) в 1 мл. При сравнении содержания психрофилов в воде поверхностного слоя (0—0,2 м) и на глубине 10 м статистически достоверной разницы в их количестве не выявлено (в среднем соответственно
