CC BY
4
УДК 814.72:547.722
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕТРАГИДРОФУРАНА КАК ЗАГРЯЗНИТЕЛЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
В. А. Попов
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР (Москва)
Тетрагидрофуран (ТГФ), являющийся весьма реакционноспособным соединением, находит все большее применение в синтезе ряда продуктов химической промышленности: синтетического каучука, полиуретановых смол, красителей и пластмасс, а также в качестве растворителя. ТГФ получают в промышленном масштабе гидрированием фурана, который в свою очередь образуется при декарбонилировании фурфурола. При этом в атмосферный воздух могут поступать пары различных веществ, включая ТГФ.
Было установлено, что ТГФ относится к наркотикам с выраженным местным раздражающим действием, снижает порог нервно-мышечной возбудимости у подопытных животных, нарушает функцию печени, вызывает лейкоцитоз нейтрофильного характера (Hoffmann и Oettel; Iochmann; К- П. Стасенкова и Т. А. Кочеткова). Предельно допустимая концентрация паров ТГФ в воздухе производственных помещений составляет 0,1 мг/л.
В нашей работе для определения ТГФ в лабораторных условиях использовали предложенный нами с соавторами газохроматографический метод, отличающийся от известного колориметрического метода (Е. В. Де-янова) чувствительностью, простотой и малой трудоемкостью (М. Т. Дмитриев и соавт.).
С целью разработки норматива допустимого содержания ТГФ в воздухе населенных мест определялся порог его запаха, который для 5 наиболее чувствительных лиц из группы в 24 человека оказался равным 0,27 мг/м3\ подпороговая концентрация ТГФ была определена на уровне 0,18 мг/м3.
При изучении влияния ТГФ на биоэлектрическую активность коры головного мозга 4 наиболее чувствительных испытуемых методом выработки условного электрокортикального рефлекса (К. А. Буштуева и соавт., 1960) статистически достоверные изменения активности были отмечены у 3 человек под действием ТГФ в концентрации 0,25 мг/м3. Для четвертого испытуемого действующая концентрация была выше. Пары ТГФ в концентрации 0,18 мг/м3 не влияли на активность коры головного мозга ни одного из испытуемых, что позволило рекомендовать эту концентрацию (с округлением ее до 0,2 мг/м3) в качестве максимально разовой предельно допустимой в атмосферном воздухе.
Резорбтивное действие паров ТГФ изучалось в условиях 3-месячной непрерывной круглосуточной затравки 3 групп белых крыс-самцов по 15 особей в каждой. В затравочные камеры подавались следующие концентрации ТГФ: 0,2 (1-я группа), 2 (2-я группа) и 20 мг/м3 (3-я группа). Животные 4-й группы служили контролем.
Влияние паров ТГФ на организм подопытных животных оценивалось с использованием ряда биохимических и физиологических тестов; определение показателей производилось с 2-недельными интервалами. Полученные данные подвергались статистической обработке с определением квадратического отклонения как методом размаха, так и вычислением отклонения от средней.
В течение хронического эксперимента не отмечалось изменений ни в динамике веса подопытных животных по сравнению с контрольными, ни в их поведении.
Влияние паров ТГФ на нервную систему животных изучалось методом хронаксиметрии. ТГФ в концентрации 20 мг/м3 вызывал заметное уменьшение соотношения хронаксии мышц-антагонистов, приобретавшее статис-
тическую достоверность с б-й недели затравки. Во 2-й группе (2 мг/м3) отмечалась лишь тенденция к снижению мышечных хронаксий.
Выведение копропорфирина с мочой исследовалось методом Фишера в модификации М. И. Гусева и Ю. К. Смирнова. Содержание его в моче, как известно, служит неспецифическим показателем состояния центральной нервной системы организма. С 7-й недели затравки отмечено увеличение содержания копропорфирина в моче животных 3-й группы.
ТГФ, являясь наркотиком в концентрации 20 мг/м3, вызывал снижение активности холинэстеразы крови у животных, что также служит доказательством влияния этого вещества на состояние нервной системы. Активность фермента определялась по методу Флейшера и Поупе в модификации, предложенной кафедрой коммунальной гигиены I Московского медицинского института.
Экскреторная функция печени испытывалась в конце эксперимента методом функциональной нагрузки бромсульфалеином (В. Н. Тугаринова и В. Е. Миклашевский). Достоверная разница в коэффициентах ретенции бромсульфалеина в крови животных обнаружена не только в 3-й, но и во 2-й группе (2 мг/м3).
Сходное токсикологическое значение имеет и гексеналовая проба, также выполненная в конце эксперимента. Хотя средняя продолжительность сна у подопытных и контрольных животных отличалась существенно (в 3-й группе вдвое), разница все же не имела статистической достоверности.
Синтетическая функция печени оценивалась с помощью пробы Квика — Пытеля в модификации А. Г. Степановой (1961). Проба выполнялась трижды: в начале, середине и конце опыта. Результаты анализов содержания гиппуровой кислоты в моче подопытных животных колебались в тех же пределах, что и у контрольных.
Нефротропное действие паров ТГФ изучалось путем определения содержания мочевины в крови и моче животных методом Wheatly. Полученные данные указывают на отсутствие токсического влияния исследованного вещества на функцию почек в изученных концентрациях.
Исследование содержания лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина в крови подопытных животных также не дало возможности обнаружить каких-либо изменений по сравнению с контролем.
По окончании затравочного периода часть животных была забита и их органы подвергнуты гистологическому анализу. На основании последнего можно сделать вывод о том, что ТГФ лишь в концентрации 20 мг/м3 вызывает отчетливые дистрофические изменения в тканях. Концентрация ТГФ, равная 0,2 мг/м3, морфологических реакций у животных не вызывает. Воздействие паров ТГФ в промежуточной концентрации (2 мг/м3) приводит к ряду обратимых по своему характеру морфологических изменений в органах. У оставшихся животных все наблюдавшиеся в ходе затравки отклонения нормализовались или потеряли статистическую достоверность.
Концентрация ТГФ, равная 0,2 мг/м3, предложена в качестве среднесуточной предельно допустимой концентрации (ПДК) в атмосферном воздухе как не действующая ни по одному из тестов, примененных в хроническом эксперименте. Обе ПДК были одобрены пленумом секции по санитарной охране атмосферного воздуха при Проблемной комиссии Министерства здравоохранения СССР.
Ввиду невозможности использовать при натуральных наблюдениях вблизи производств ТГФ хроматографический метод определения его паров была повышена в 20 раз чувствительность калориметрического метода путем поглощения веществ на силикагель в кипящем слое и совмещении в одной пробирке процесса десорбции ТГФ с силикагеля и реакции его с альдегидом. Анализ выполняли следующим образом.
Силикагель марки АСМ и КСМ с величиной зерен 0,3—0,5 мм, обработанный соляной кислотой и активированный при 200°, засыпали в 2 последовательно соединенных поглотителя Зайцева (видоизмененных) в количестве 3 мл, через которые протягивался воздух
со скоростью 5 или 10 л/мин. Силикагель переносили в 2 пробирки с притертыми пробками и заливали 2 мл дистиллированной воды, 8 мл крепкой серной кислоты и 0,2 мл 2% спиртового раствора парадиметиламинобензальдегида. Содержимое пробирок встряхивали и выдерживали на кипящей водяной бане в течение часа. В контрольной пробирке той же обработке подвергали силикагель, не содержащий ТГФ.
По охлаждении пробирок окрашенный ррствор над силикагелем сливали в кюветы толщиной 2 см и пробы колориметрировались на фотоэлектроколориметре ФЭК Н-57 при зеленом светофильтре № 5.
Метод неспецифичен, так как присутствие фурана завышает результаты анализа. Модифицированный метод опробован в тетрагидрофурановом цехе одного из опытных производств. Исследования подтвердили его пригодность для анализа паров ТГФ в низких концентрациях, а также показали довольно низкий уровень загрязнения воздуха этим веществом (по данным 34 анализов, в среднем 0,8 мг/м3).
Основными загрязнителями воздуха цехов и атмосферы в производстве ТГФ являются пары этого вещества, фурфурола и фурана. Анализ атмосферного воздуха проводили лишь на присутствие 2 первых соединений. Выбросы фурана не изучали из-за отсутствия надежного метода определения его в низких концентрациях, что связано с трудностью перевода этого вещества в окрашенное соединение, удобное для колориметриро-вания.
Исследование на первом производстве ТГФ проводили в июле 1968 г. при температуре воздуха 12—23°, относительной влажности 27—82% и скорости ветра 1—7 м/сек. Исследование на втором производстве ТГФ проводили в августе того же года при температуре воздуха 20—35°, относительной влажности 25—58% и скорости ветра 0,5—4 м/сек.
Установлено, что опытное производство малой мощности (100 т продукта в год) служит источником сравнительно небольшого загрязнения атмосферного воздуха: содержание ТГФ на расстоянии 25 м от цеха было в 2—3 раза ниже его ПДК (по данным 44 анализов, в среднем 0,077 мг/м3)-, что касается фурфурола, то обнаруживались лишь следы его (12 анализов). При большем удалении от цеха (50 м) концентрация ТГФ снижалась до 0,037 мг/м3.
На более мощном, полупромышленном производстве ТГФ (400 т продукта в год) воздух всей заводской территории был загазован фурфуролом от основного гидролизно-фурфурольного цеха. Концентрация его составляла в среднем 0,5 мг/м3 (26 анализов), что делало невозможной оценку выбросов этого вещества от цеха полифурита, вырабатывающего ТГФ.
Изучение выделения паров последнего от различных узлов ТГФ-уста-новки, смонтированной на открытом воздухе, показало, что наибольшая утечка их происходит из сборников ТГФ-ректификата (в среднем 3,7 мг/м3, по данным 16 анализов), а также из емкостей с ТГФ, не вступившим в реакцию полимеризации (1,8 мг/м3, по данным 8 анализов), и с товарным ТГФ (2,2 мг/м3, по данным 10 анализов).
На основании 88 анализов атмосферного воздуха на содержание паров ТГФ в 25, 50, 75 и 100 м от цеха полифурита установлено, что превышение ПДК ТГФ наблюдается на расстоянии до 75 м (в 4 из 28 проб),
Расстояние от источника (6 м)
Распространение паров ТГФ вокруг его
[производств различной мощности. / — мощность 100 т ТГФ в год; 2 — мощность 400 т ТГФ в год.
а на расстоянии 100 м концентрация его паров ниже 0,2 мг/м3 (см. рцсунок).
Таким образом, санитарно-защитная зона для производства ТГФ мощностью 400 т продукта в год, которую можно ориентировочно определить по выделению в атмосферу паров ТГФ, должна составлять 100 м. Она перекрывается однокилометровой зоной, установленной для основного производства. Что касается ширины санитарно-защитной зоны для будущих, отдельно стоящих более крупных производств, то вопрос о ней может быть решен с учетом выброса в атмосферный воздух комплекса всех веществ, а это потребует дополнительных исследований.
Ознакомление с технологической схемой производства ТГФ убеждает в том, что основными мероприятиями по борьбе с загрязнением атмосферного воздуха должны явиться организация замкнутых циклов и тщательная герметизация оборудования.
ЛИТЕРАТУРА
Гусев М. И., Смирнов Ю. К. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений, 1960, в. 4, с. 139. — Деянова Е. В. Новое в области санитар-но-химического анализа. М., 1962, с. 120.— Дмитриев М. Т., Китросский Н.А., Попов В. А. Гиг. и сан., 1968, № 6, с. 48. — С т а с е н к о в а К. П., К о ч е т к о -в а Т. А. В кн.: Токсикология новых промышленных веществ, 1963, в. 5, с. 21.— Туга-р и н о в а В. Н., Миклашевский В. Е. Гиг. и сан., 1966, № И, с. 55. — J о с h -m a n n W., Arch. Gewerbepath., 1961, Bd 18, S. 698,— W h e a t 1 у V. R., Biochem. J., 1948, v. 43, p. 420.
Поступила 8/V 1969 r.
HYGIENIC ASSESSMENT OF TETRAHYDROFURAN AS AN ATMOSPHERIC
POLLUTION
V. A. Popov
The one-time maximum permissible concentration of tetrahydrofuran (THF) in the atmosphere is suggested to be set at a level of 0.2 mg/m3 on the basis of determining the threshold value of smell of THF vapours and the bioelectric cerebral activity of man. Sanitary toxicologic tests carried out over albino rats for a period of 3 months made it possible to recommend this level as the daily average maximum permissible concentration. Field observations proved an experimental THF plant, producing 100 tons a year, to be a rather insignificant source of atmospheric pollution. However, the THF plant, producing 400 tons a year, causes air pollution with THF vapours up to a distance of 75 m.
УДК 614.72:613.155.3-092.*
ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЖИВОТНЫХ С МОДЕЛИРОВАННЫМ ЗАБОЛЕВАНИЕМ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ПО ГИГИЕНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
Канд. мед. наук В. А. Чижиков
Кафедра коммунальной гигиены Центрального института усовершенствования врачей, Москва
При проведении исследований по гигиеническому нормированию вредных веществ в атмосферном воздухе возникает задача разработки и применения таких методов, которые позволяли бы с наибольшей достоверностью судить о самых ранних сдвигах в организме, возникающих под влиянием вредного фактора. Это обусловлено не только необходимостью изучения и оценки сдвигов, происходящих на грани нормы и патологии, но и наблюдающимся в последние годы некоторым снижением уровня загрязнения
