CC BY
6
сионного анализа применимы для нормирования содержания металлов в воде только при условии их сопоставления с динамикой и степенью выраженности изменений функционального состояния подопытных животных в период затравки.
Наши данные подтверждают, что комбинированное действие металлов представляет собой сложный процесс, зависящий от ряда факторов: величины доз и их соотношения, особенностей физиологического взаимовлияния металлов на обменные процессы и др. Полагаем, что для выявления общих закономерностей необходимо дальнейшее накопление фактических данных о характере комбинированного действия металлов. Вместе с тем результаты исследований позволяют обосновать возможность одновременного присутствия изученных химических элементов в питьевой воде в концентрациях на уровне ПДК каждого из них.
Литература
1. Венчиков А. И. Биотики. — Ашхабад, 1978.
2. Коломийцева М. Г., Габович Р. Д. Микроэлементы в медицине. — М„ 1970, —С. 81.
3. Тиунов Л. А., Кустов В. В. // Журн. Всесоюз. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева, —1974, —Т. 19, № 2.— С. 164— 168.
4. Черкинский С. Н. // Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. — М., I960.—Вып. 4.— С. 3—32.
5. Dowly R. P., Kunz G. A., Sanberlich Н. Е. // J. Nutr. — 1969. — Vol. 99. — P. 491—496.
Поступила 06.06.86
Summary. Using tungsten, molybdenum, and copper as an example it is shown that the combined effect of metals on various functional systems of the body is not simple. The authors suppose that the effect mathematically calculated by one of the follow-up tests cannot serve as the basis for defining health-hazardous combined effect of metals. While setting standards for metal compounds' concentration in water it is necessary to take into account not only derived colculations but also dynamical changes in the functional state of experimental animals during the priming period.
УДК 614.777:574.64: |547.в55.в+547.в65)-074
А. П. Андрианов
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ НАФТОХИНОНДИАЗИДА И ИНДЕНА В ВОДЕ
ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
I ММИ им. И. М. Сеченова
Преимущества способа офсетной печати с использованием копировальных слоев па основе ортонафтохинондиазида (ОНХД) создали к 80-м годам предпосылки перевода всей подотрасли офсетного производства на этот способ печати. При производстве офсетных печатных форм образуются жидкие отходы, содержащие продукты фотолиза копировального слоя на основе ОНХД. Хиноны и их производные, используемые в офсетной печати, являются соединениями, недостаточно изученными в гигиеническом плане.
Объектом исследования явилась группа химических соединений, связанных общностью технологии производства, близостью химической структуры и совместным присутствием веществ в сточных водах производства. Это — краситель М (1,2-нафтохинондиазид, 5-сульфокисло-та), исходный полупродукт для синтеза ОНХД, светочувствительное, нестабильное соединение в виде порошка желто-оранжевого цвета, хорошо растворимое в воде; ОНХД (1,2-нафтохинондиа-зид, 5-сульфоэфир бисфенолформальдегидной смолы) — основная светочувствительная компонента копировального слоя, свето- и термочувствительный полимер, порошок интенсивно-жел-того цвета, растворимый в полярных органических растворителях; натриевая соль инденкар-
боновой кислоты (ИКК) — продукт фотохимической деструкции ОНХД, порошок буро-крас-ного цвета, легко растворимый в щелочах; краситель ацетонорастворимый сине-черный (АРСЧ), добавляемый в копировальный слой для его окраски, темно-синий порошок, практически нерастворимый в воде. Перечисленные соединения содержатся в жидких отходах производства офсетных печатных форм, а также в сточных водах производства каждого конкретного соединения.
Свойство всех изученных препаратов как интенсивно красящих веществ обусловило весьма низкие пороговые концентрации по органолепти-ческому признаку вредности, а именно по приданию окраски водным растворам. За пороговые приняты концентрации, соответствующие ЕС50 по результатам «закрытого опыта», а именно — 0,09 мг/л для красителя М; 0,06 мг/л для ОНХД; 0,04 мг/л для натриевой соли ИКК и 0,02 мг/л для красителя АРСЧ. Пороговые концентрации веществ по другим органолептиче-ским показателям превышают их пороговые концентрации по окраске на 3—5 порядков.
Стабильность веществ оценивалась по изменению интенсивности видимой окраски и спектров поглощения растворов препаратов, по динамике ХПК и рН воды в их присутствии биологиче-
скнм методом — изучение токсичности препаратов для дафний. Свойство ОНХД как нестабильного соединения используется в технологии производства офсетных печатных форм. Продуктами фотолизма и термолиза ОНХД являются ИКК и ее натриевая соль. 70 % ОНХД превращается в ИКК в условиях ультрафиолетового излучения (А, = 400 нм) в течение 3—5 мин. Окраска раствора ОНХД изменяется от ярко-желтой до буро-красной в течение 0,5—1 ч под действием солнечного света. Концентрации красителя АРСЧ и натриевой соли ИКК в воде, спектры поглощения этих соединений не менялись в течение 5 мес опыта под действием солнечного света. Снижение интенсивности окраски раствора красителя М под действием солнечного света в течение первых 15 мин свидетельствует об уменьшении энергии связи молекул вещества. Об этом же говорит и снижение ХПК растворов препарата в опыте. Установлено также отсутствие гибели дафний под действием продуктов трансформации препарата. Следовательно, нет основания думать о повышенной биологической активности продуктов трансформации по сравнению с исходным препаратом, а по органолепти-ческому признаку вредности (окраска) их можно классифицировать как неопасные соединения [8].
При изучении влияния препаратов на санитарный режим водных объектов установлено, что краситель М, ОНХД и краситель АРСЧ не изменяют существенно характер динамики БПК в концентрациях 5, 1 и 0,5 мг/л соответственно. Установлено угнетение динамики БПК и роста сапрофитной микрофлоры натриевой солью ИКК. Пороговая концентрация препарата по общесанитарному признаку вредности определена на уровне 0,5 мг/л.
Острая токсичность препаратов изучалась на 2 видах лабораторных животных — белые крысы (самцы и самки) и морские свинки. Средне-смертельная доза красителя М при виутрижелу-дочном введении препарата составила 8125 мг/кг для белых крыс-самцов. Видовая и половая чувствительность животных к действию препарата не выражены. Гибель фиксировалась в основном в течение первых суток после однократной затравки. При внутрижелудочном введении ОНХД, ИКК и красителя АРСЧ из-за плохой растворимости препаратов в воде в виде суспензии в 1 % растворе крахмала, в 10 % этиловом спирте или в малотоксичных органических растворителях марки «Тлуееп» гибели животных не наблюдалось. При двукратном введении препаратов с интервалом 3 ч в суммарных дозах до 9 г/кг для ОНХД, 12 г/кг для ИКК и 10 г/кг для красителя АРСЧ также не отмечено гибели животных в течение 2 нед после затравки. Клиническая картина острого отравления не позволила выявить характерные черты интоксикации препаратами. Результаты острых опытов позво-
ляют характеризовать изученные соединения как малотоксичные.
Планирование подострого эксперимента осуществлялось на основании данных литературы о токсических свойствах аналогов изучаемых веществ, а также с учетом сходства их химической структуры с нормальными метаболитами организма. Действие аналогов изучаемых веществ на кровь по типу гемолитической анемии обусловило изучение влияния препаратов на картину периферической крови. Известно также разнонаправленное действие аналогов на свертывающую систему крови. Витамин К и его синтетические заменители — производные нафто-хинона — известны своей противогеморрагиче-скон активностью [6]. С другой стороны, зооцид ратиндан (инденовой структуры) — антикоагу-лянт [7]. Это послужило основанием для изучения в подостром опыте состояния свертывающей системы крови методом тромбоэластогра-фии. Данный метод считается весьма чувствительным при оценке состояния гемостаза в токсикологических исследованиях [2]. По данным И. И. Коваленко [4], результаты анализа показателей тромбоэластограммы (ТЭГ) согласуются с результатами исследований системы гемостаза традиционными методами. Расшифровка показателей ТЭГ, запись которой осуществлялась на гемокоагулографе ГКГМ1-03, производилась по общепринятой методике [11].
В условиях подострого опыта оценивались также функциональное состояние печени по определению активности ряда сывороточных ферментов, функции ЦНС, иммунный статус организма по методике бляшкообразоваиня [3], ряд интегральных показателей состояния организма подопытных животных.
Разнонаправленное действие аналогов изучавшихся веществ на свертывающую систему крови определило необходимость параллельного исследования красителя М, ОНХД и ИКК в сравнительном плане. В подостром опыте мы изучали влияние на организм подопытных животных систематического введения каждого вещества в суточной дозе 500 мг/кг, что составило для красителя М около '/|5 от Ь05о и около '/20 от максимальных испытанных в остром опыте доз для ОНХД и ИКК
Установлены сходные изменения функционального состояния организма подопытных животных под действием всех изучавшихся препаратов. Максимальное количество достоверно измененных показателей отмечено под действием ИКК, наименьшее — под действием красителя М.
С учетом отмеченных изменений функционального состояния организма подопытных животных во взаимосвязи представляется возможным сформулировать гипотезу о патогенетических механизмах интоксикации производными наф-тохинондиазида и индена. Наиболее характер-
ными в этом отношении являются изменения функционального состояния организма животных под действием ИКК- Достоверное снижение гемоглобина на 1-й и 5-й неделях затравки, колебания содержания эритроцитов по размеру (сдвиг в сторону «старых» на 1-й неделе и в сторону «юных» на 5-й неделе) позволяют рассматривать ИКК как препарат, действующий на кроветворную систему организма. Подтверждением этому служит достоверное превышение весовых коэффициентов селезенки в группе животных, получавших ИКК.
Нарушения состояния системы гомеостаза под действием изучавшихся веществ имеют неоднонаправленный характер. Фазовость отклонений показателей ТЭГ наиболее заметно проявляется под действием ИКК, причем установлено, что препарат действует на все стадии свертывания крови. Известно, что печень является основным органом-продуцентом факторов свертывания, участвующим в I—2-й его фазе [1]. Изменение количества факторов свертывания в крови в результате функциональных нарушений печени может явиться причиной патологии в системе гемостаза. Нарушение первых 2 фаз свертывания крови, отражением которого является достоверное увеличение времени реакции на 2-й и 4-й неделях опыта, согласуется с динамикой достоверных отклонений ряда биохимических показателей сыворотки крови (АЛТ, АСТ, уро-каниназа, щелочная фосфатаза, сорбитолдегид-рогеназа, альдолаза). Нарушение функций печени в подостром опыте с ИКК проявляется также достоверным увеличением длительности гек-сеналового сна и повышением сорбционной способности печеночной ткани, выявленным методом витального ее окрашивания.
Нарушения 3-й фазы свертывания, проявляющиеся достоверным увеличением времени коагуляции и снижением амплитуды ТЭГ (Ат) на 1—2-й неделе и их прямо противоположными изменениями на 5-й неделе опыта, связаны с динамикой содержания в крови тромбоцитов, которые принимают участие в данной фазе свертывания крови. Динамика содержания тромбоцитов в крови повторяет динамику изменения Ат, что подтверждает предположение о взаимосвязи изменений состояния кроветворной и свертывающей систем организма подопытных животных.
Результаты подострого эксперимента позволяют считать наиболее вероятными механизмами интоксикации ИКК нарушение функций печени, кроветворной системы и системы гомеостаза. Данный механизм интоксикации может быть принят в качестве гипотезы и для 2 других веществ — красителя М и ОНХД, вызывающих в организме подопытных животных сходные, но менее выраженные изменения.
Подтверждением гипотезы о механизме токсического действия являются результаты прове-
денного нами медицинского обследования рабочих-копировщиков (26 человек), занятых в производстве офсетных печатных форм с использованием ОНХД. У большинства рабочих выявлено отклонение от нормы показателя протромби-нового времени (ПВ); направленность отклонений зависит от стажа работы и изменяется от гипокоагуляции при стаже работы до 1 года до гиперкоагуляции при контакте с продуктами фотолиза более 5 лет. Отмечено отсутствие кожных проявлений аллергенного и раздражающего действия продуктов фотолиза, а также их действия на показатели иммунологической реактивности организма, показатели морфологического состава периферической крови и содержание гемоглобина.
В хроническом санитарно-токсикологическом эксперименте, проведенном с целью определения максимальной недействующей дозы (МНД) ИКК как наиболее токсичного из изученных препаратов по результатам подострого опыта, а также для подтверждения патогенетической гипотезы интоксикации с целью объективизации группового нормирования изучалось действие на организм белых крыс в условиях шестимесячного введения ИКК в разовых суточных дозах 5 мг/кг (минимальная из рассчитанных доз по 4, адекватным для данного вещества, уравнениям регрессии [10]), 50 и 500 мг/кг. Контроль состояния организма животных проводился ежемесячно по тестам, расцененным по результатам подострого опыта как патогенетические.
Наиболее ранними и значимыми оказались изменения функций печени и системы гемостаза. Изменения активности «печеночных» ферментов (трансаминаза, уроканиназа, щелочная фосфатаза) под действием ИКК в дозе 500 мг/кг на протяжении практически всего опыта являются признаком токсического поражения печени, следствием чего может быть нарушение синтеза факторов свертывания в печени. Сходная динамика изменения ПВ и времени реакции ТЭГ, а именно стойкое достоверное снижение этих показателей в течение 1—3 мес затравки, свидетельствующее о гиперкоагуляции под действием ИКК, отражает нарушения прежде всего 1-й фазы свертывания крови, синтез факторов которой происходит в печени (см. рисунок). О высокой степени интоксикации на протяжении всего эксперимента в этой группе свидетельствуют отставание в приросте массы тела (достоверное на 1, 2, 4-м месяца), достоверное повышение суммационно-порогового показателя и активации норкового рефлекса, а также сопутствующая этим изменениям гибель 3 животных в группе.
При развертывании процесса интоксикации во времени выявлется разница в динамике развития адаптационных процессов в организме животных при воздействии различных доз ИКК,
По оси абсцисс — срок наблюдения (в мес); по оси ординат — время реакции (/) и ПВ (//) (в %).
а именно широкое вовлечение систем организма в адаптационный процесс и менее выраженная адаптационная реакция у животных, получавших ИКК в дозе 50 мг/кг. Эта доза может быть расценена как пороговая. Изменений состояния организма подопытных животных, получавших ИКК в дозе 5 мг/кг, по выбранным нами тестам не обнаружено.
Таким образом, результаты, полученные в хроническом опыте, подтвердили наши предположения о характере действия ИКК на организм подопытных животных, сделанные на основании подострого опыта. ИКК оказывает вредное действие на функции печени и прежде всего на ее белково-образующую функцию. Нарушения свертывающей системы крови развиваются как следствие данных поражений.
В соответствии с классификацией [5] соль ИКК может быть отнесена к веществам 4-го класса опасности. Это позволило нам не проводить специальных исследований по изучению отдаленных последствий действия препарата на теплокровный организм, а в качестве подпоро-говой концентрации ИКК по санитарно-токси-кологическому признаку вредности рекомендовать концентрацию 100 мг/л.
Подтверждение патогенеза интоксикации для наиболее токсичного из изученных препаратов — ИКК позволяет предположить и аналогичный с ИКК характер дозовой зависимости при интоксикации красителем М и ОНХД. Следовательно, дозы этих препаратов, рассчитанные по аналогии с ИКК на уровне 0,8 и 0,9 мг/кг соответственно, можно считать близкими к истинным МНД препаратов. Соответствующие концентрации препаратов для красителя М 16 мг/л, для ОНХД 18 мг/л могут быть рекомендованы в качестве подпороговых по санитарно-токсиколо-гическому признаку вредности. Надежность этих величин определяется и более чем 100-кратным
превышением пороговых концентраций веществ по органолептическому признаку вредности.
Малая токсичность, малая кумулятнвность красителя АРСЧ, а также отношение LD60 препарата к его пороговой концентрации по органолептическому признаку вредности, превышающее 5-105, позволило отказаться от проведения хронического эксперимента [9], а ЦДК красителя АРСЧ рекомендовать па уровне пороговой концентрации по органолептическому признаку вредности.
Сопоставление пороговых концентраций препаратов по изученным показателям вредности показало, что наименьшими величинами являются пороговые концентрации препаратов по органолептическому признаку вредности, что позволяет считать этот признак лимитирующим, а ПДК в воде водных объектов рекомендовать на уровне 0,09 мг/л для красителя М, 0,06 мг/л для ортонафтохинондиазида, 0,04 мг/л для натриевой соли ИКК и 0,02 мг/л для красителя ацетоно-растворимого сине-черного.
Литература
1. Добрынина В. И. Биологическая химия. — М., 1976.
2. Карпенко В. Н. // Врач, дело,— 1981. — № 12,— С. 103—106.
3. Клемпарская Н. Н.Ц Жури, микробиол.— 1969. № 8.— С. 18—21.
4. Коваленко И. И. // Гигиена внешней и производственной среды. — Харьков, 1982.—С. 26—28.
5. Красовский Г. Н. // Вопросы охраны окружающей среды. — Пермь, 1977.
6. Машковский М. Д. Лекарственные средства. — М., 1984. — Ч. 2.— С. 39.
7. Медведь Л. И. Справочник по пестицидам. — Киев, 1977.
8. Методические рекомендации по гигиенической оценке стабильности и трансформации химических веществ в водной среде. — М., 1980.
9. Методические указания по разработке и научному обоснованию предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов. — М„ 1976.
10. Методические указания по применению расчетных и экспресс-экспериментальных методов при гигиеническом нормировании .химических соединений в воде водных объектов.—М.. 1979.
11. Якунин Г. А. Современные методы анализа тромбоэла-стограммы: Метод, пособие. — Ч. 1. — М., 1973.
Поступила 20.02.87
Summary. Pathogenetic approach conducive to objective group norm-setting for chemical substances and more valid assessment of toxicologic study findings was applied while setting up hygienic norms for a number of chemical substances contained in waste water of the offset plants. The results of the examination of health status of copyists were applied for verifying the hypothesis of intoxication mechanisms. All the compounds were low-toxic. MACs for water-bodies were set at 0.09 mg/1 for pigment M, 0.06 mg/1 for orthonaphthoquinone diaside, 0.04 mg/1 for nystatin sodium of indencarbon acid, 0.02 mg/1 for an acetone-soluble pigment dark blue by the organoleptic damage criterion (water coloration).
