CC BY
16
Зависимость LD50 катионов от плотности их элементов по группам
Группы катионов и пределы ИХ р, г/см3
Средние величины р но группам, г/см1
Средние величины LDsi, по группам, мг/кг
Средние отношения LD„/p
Округленные коэффициенты расчета ld,„
От К ДО Cs 0,86-1,9 От Sr до Hf
2,63-3,3 От Ti до Sb
4,5-6,68 От Zn до Nb 7,13-8,57 От Cd до l lg 8,65-13,59
1,48 2,9 5,47 7,6 10,5
1604 992 616 302 78
1156 327 112 39 7,4
1000 300 100 40 7
ет вопрос о достоверности этих величин и целесообразности их проверки в эксперименте. В целом же, как следует из сравнения приведенных на рисунке кривых, между величинами р и ЬО50 34 катионов в указанном выше интервале величин р обнаруживается обратная зависимость.
Поскольку с возрастанием р величины ЬО50 в общем снижаются сравнительно медленно и с вполне объяснимыми колебаниями, то целесообразно было кривую 1_О50 для 34 закономерно расположенных катионов разделить на участки, включающие близкие между собой группы величин. Катионы этих участков были сгруппированы так, чтобы четко была видна разница между их средними величинами. Таких участков (групп катионов) получилось 5 (см. таблицу). В последней колонке таблицы приведены округленные средние отношения Ы350/р. Эти отношения являются коэффициентами для определения расчетных ЬО50 путем умножения их на среднюю величину р, указанную в таблице.
Нами определена также степень снижения ЬО50 в зависимости от возрастания р. В частности, оказалось, что при увеличении средней величины р в 5,1 раза (с 1,48 до 7,6 г/см3) ЬО50 снижается почти в такой же степени — в 5,3 раза. Однако при дальнейшем возрастании р в 1,4 раза (с 7,6 до 10,5 г/см3) ЬО30 снижается в значительно большей степени — в 3,9 раза.
С помощью коэффициентов, приведенных в последней графе таблицы, были рассчитаны ориентировочные величины ЬО30. Расчеты показали, что из 34 закономерно расположенных катионов, представленных на рисунке, для 27 рассчитанные ЬО50
отличались от экспериментальных менее чем в 2 раза, для 5 — более чем в 2 раза и для 2 катионов — более чем в 3 раза.
Расчеты также показали, что для определения ориентировочных величин LD50 наиболее тяжелых элементов с р от 16,6 до 21,95 г/см3 их р необходимо умножить на 35. Для расчета LD50 лантаноидов их р нужно умножить на 250. При этом для 6 изученных катионов данной группы (La, Се, Pr, Yb, Sm и Но) разница между расчетными и экспериментальными LD50 не превышала 1,5 раза. При этом следует иметь в виду, что из общего числа лантаноидов в токсикологическом отношении изучены пока немногие.
Полученные результаты исследований в дальнейшем целесообразно сопоставить с соответствующими данными, характеризующими различные химические соединения, в том числе органические.
Таким образом, LD50 хлоридов (в расчете на катионы) обнаруживает выраженную зависимость от уровня плотности соответствующих элементов. LD50 большинства (34) изученных катионов имеют обратную зависимость от плотности в пределах ее
0.86.13,59 г/см3. Средние округленные соотношения LD50 и р находятся в пределах от 1000 до 7. При р в пределах 16,6—21,95 г/см3 их среднее соотношение с LD50 составляет 35, а для лантаноидов (имеющих различные р) — 250. Дальнейшее развитие данных исследований может идти и направлении сопоставления полученных результатов с соответствующими данными, характеризующими различные химические соединения, включая органические.
Литература
1. Измеров Н. Ф., Саноцкий И. В., Сидоров К. К. Параметры токсикометрии промышленных ядов при однократном введении. — М., 1977.
2. Можаев Е. А. // Гиг. и сан. - 1971. - № 8. - С. 17-21.
3. Рабинович В. А., Хавин 3. Я. Краткий химический справочник. — Л., 1977.
4. Regiatry of Toxic Effects of Chemical Substances / Ed. R. J. Lewis. - NIOSH, Ohio, 1979.
Поступила 26.02.99
S u m in a ry. The density of 46 chemical elements and LD50 of chloride cations were compared. There was a significant inverse relationship of LD50 to the density of 34 chemical elements. Quantitative ratios between these values for the elements studied were calculated.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1999 УДК 614.72:547.534.21-07
Н. Н. Егорова, Т. Р. Зулькарнаев, И. Г. Кулагина, В. А. Власюк
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ИЗОМЕРАМИ КСИЛОЛА
Башкирский государственный медицинский университет, Уфа
Смесь изомеров ксилола широко используется в различных отраслях промышленности как растворитель красок, лаков, чистящее и обезжиривающее средство, составная часть авиационного бензина, исходный и промежуточный материалы в химической промышленности. Ксилол (диметилбензол)
существует в виде 3 изомерных форм: о-ксилол (ОК), м-ксилол (МК) и п-ксилол (ПК). В состав технического ксилола входят: МК — 60—70%, ПК — 20-30%, ОК - 10-20%. Ксилол - бесцветная жидкость, обладающая специфическим запахом с мол. массой 106,7, температурой кипения при 760
мм рт. ст. 139,7°С; является наркотиком II типа системы неэлектролитов, для которых характерна плохая растворимость в воде, однако ксилол хорошо растворяется в органических растворителях. В атмосферном воздухе содержится в виде пара при температуре 20—35°С.
Сведения литературы о токсичности и опасности ксилола достаточно обширны и касаются в основном смеси изомеров. Симптомами острого отравления смесью изомеров ксилола являются раздражение кожи, конъюнктивиты глаз, нарушения центральной нервной системы, гемопоэза, репродуктивной системы, преимущественное поражение паренхиматозных органов (печень и почки), желу-дочно-кишечные расстройства. Поданным литературы, порог острого действия при ингаляции белых крыс для смеси изомеров ксилола по общетоксическим показателям находится на уровне 500 мг/м3. Для смеси изомеров ксилола установлены: ПДК в воздухе рабочей зоны — 50 мг/м3, в атмосферном воздухе максимально разовая ПДК (ПДКМ|)) и среднесуточная ПДК (ПДКСС) — 0,2 мг/м3, 3-й класс опасности, в воде источников ПДК — 0,05 мг/л (по органолептике).
При поступлении в организм человека и животных смесь изомеров ксилола оказывает токсическое действие |7|; между тем данные о степени токсичности и опасности смеси изомеров ксилола, полученные разными исследователями, противоречивы, что, по нашему мнению, может быть обусловлено различным соотношением изомеров в смеси.
По ограниченным данным литературы, степень токсичности и опасности отдельных изомеров ксилола различна. Например, токсичность гексахлор-параксилола и терефталевого ангидрида, синтезированных на основе ПК, почти на порядок ниже, чем токсичность гексахлорметаксилола и изофта-левого ангидрида, синтезированных на основе МК. Токсичность отдельных изомеров зависит, по данным ряда авторов, в основном от их метаболизма микросомальнымк монооксигеназами и генерации при этом супероксидиых радикалов кислорода. Па-раориентация метальных групп снижает способность ксилола индуцировать микросомальные энзимы. Наибольшей активностью из ксилолов обладает метаизомер |6].
К сожалению, в большинстве публикаций не содержится данных об уровнях и длительности воздействия изомеров и установление зависимости доза (концентрация)—эффект не всегда представляется возможной.
В последнее время в химической промышленности все шире стали использоваться отдельные изомеры ксилола. Так, МК применяется для повышения октанового числа бензинов, для производства изофталевой кислоты; ПК — для производства терефталевой кислоты; ОК является основным исходным продуктом для получения фталевого ангидрида; однако данные литературы не позволяют оценить возможное неблагоприятное влияние ОК, МК, ПК на здоровье населения при их изолированном поступлении в воздушный бассейн.
Цель данного исследования — изучение биологического действия и определение токсикометри-ческих параметров ОК. МК, ПК как загрязнений атмосферного воздуха населенных мест.
Для изучения биологического действия и определения параметров токсикометрии ОК, МК, ПК в качестве загрязнений атмосферного воздуха мы провели оценку их рефлекторного и резорбтивного действия. Рефлекторное действие оценивали в связи с тем, что данные вещества обладают выраженным запахом. Наряду с качественной оценкой запаха для установления ПДК„р определяли порог ощущения запаха |2].
Изучено 4 концентрации МК (3,2, 1,5, 1,0 и 0,35 мг/м3), по 5 концентраций ПК (6,1, 4,2, 1,6, 1,1 и 0,3 мг/м3), ОК (8,9, 4,1, 2,1, 1,2 и 0,5 мг/м3). Контроль создаваемых концентраций осуществляли на газожидкостном хроматографе " Кристалл -2000", что позволяло поддерживать из величины на заданном уровне [8]. Каждую концентрацию предъявляли добровольцу 3 раза с интервалами между исследованиями 1,5 ч. В течение каждого дня эксперимента изучали действие одной концентрации вещества.
В эксперименте участвовали 122 добровольца в возрасте от 18 до 30 лет, не имеющих заболеваний верхних дыхательных путей или каких-либо отклонений в самочувствии. За 2 дня до проведения эксперимента они были ознакомлены с запахом веществ.
При определении порога обонятельного ощущения результаты эксперимента обрабатывали графическим методом пробит-анализа. ПДКыр устанавливали на основе вероятности запаха с учетом класса опасности и коэффициента запаса, определяемых соответственно по углу наклона прямой зависимости вероятности обнаружения запаха от величин воздействующих концентраций веществ и номограммы для определения класса опасности [1].
Изучено резорбтивное действие ОК, МК, ПК при непрерывной ингаляции данных веществ на основе зависимости концентрация—время [4] в разных концентрациях (ОК — 6, 54, 500 и 1530 мг/м3; МК - 9, 26, 120 и 700 мг/м3; ПК - 44, 56, 560 и 1550 мг/м3) на организм белых крыс-самцов с исходной массой 140—160 г. Заданные концентрации контролировали газохроматографическим методом [8].
Оценка функционального состояния животных проведена при изучении показателей, характерных для токсикодинамики смеси изомеров ксилола (поведенческие реакции крыс: двигательная активность, норковый рефлекс, число вставаний на задние лапы; суммацинно-пороговый показатель — СПП; содержание гемоглобина, число эритроцитов, лейкоцитов, лейкоцитарная формула) в соответствии с общепринятыми методами [3, 5, 7]. Оценивали изменение свободнорадикального окисления гомогенатов печени лабораторных животных методом хемилюминесценции (ХЛ). Запись ХЛ, индуцированной добавлением 1 мл 50 мМ -+Ре, проводили непосредственно после подготовки пробы (1 г печени крыс промывали охлажденным фосфатным буфером следующего состава: 20 мМ КН,Р04, 105 мМ КС1; рН раствора 7,45; заливали фосфатным буфером в соотношении 1:5, охлаждали до 4°С; гомогенизировали 5 мин; после фильтрации через капроновую сетку брали 0,5 мл суспензии и разводили в 18 мл фосфатного буфера). При анализе полученной хемшпоминограммы оценивали следующие интегральные показатели ХЛ: дли-
Та бли ца I
Процент положительных ответов добровольцев в зависимости от концентрации изомеров ксилола в воздушной смеси
Концентрация, мг/м1 Сумма предъявлении Положительные ответы Стандартизованный % положительных ответов
абс. %
ОК:
8,9 75 75 100 100
4,1 75 72 96 95
2,1 75 63 84 83
1,2 75 22 30 28
0,48 75 4 5 2
Чистый воздух 75 3 3 —
МК:
3,2 72 70 97 97
1,5 72 53 74 72
1.0 72 32 45 42
0,35 72 6 8 4
Чистый воздух 72 4 5 —
ПК:
6,2 69 69 100 100
4,2 69 65 95 95
1,6 69 52 75 74
1,1 69 23 34 30
0,3 69 5 8 3
Чистый воздух 69 4 6 —
тельность латентного периода (период индукции) — время от окончания быстрой вспышки до начала медленного свечения, зависящего от антиокислительной активности среды; светосумму свечения, представляющую собой площадь под полученной кривой ХЛ, которая характеризует способность биосред организма подвергаться свободноради-кальному окислению.
Длительность непрерывного ингаляционного воздействия ОК, МК и ПК определялась наступлением статистически достоверных изменений изучаемых показателей (р < 0,05—0,001). Результаты исследований обрабатывали с использованием критериев Стыодента.
Как показали исследования, вдыхание ОК, МК, ПК в высоких концентрациях (8,9—2,1, 3,2—1,5 и 6,2—1,6 мг/м3) вызывало у добровольцев неприятные обонятельные ощущения. На данном уровне концентраций запах веществ напоминал добровольцам запах растворителя. При снижении концентраций специфический запах предъявляемых соединений ослабевал и воспринимался как неспецифический — большинство добровольцев ощущали присутствие запаха, однако не могли охарактеризовать его как запах ОК, МК, ПК. Используя весь массив данных по определению запаха, рассчитана вероятность ощущения запаха изомеров ксилола по мере снижения концентраций веществ в воздухе (табл. I).
Применяемый метод пробит-анализа позволил установить следующие параметры рефлекторного действия ОК, МК, ПК: ЕС16 (0,89, 0,64 и 0,7 мг/м3), угол наклона прямой (44, 46, 45°), класс опасности (3-й, 3-й, 3-й) коэффициент запаса (2,5, 2,7 и 2,6), ПДКнр (0,3, 0,24 и 0,27 мг/м3).
Результаты исследования общетоксического действия показали, что при вдыхании высоких концентраций ОК, МК, ПК крысы становились беспокойными, активно передвигались по затравочной камере, агрессивно вели себя по отноше-
нию друг к другу. К концу ингаляционного воздействия животные были вялыми, малоподвижными, почти не реагировали на внешние раздражители.
Низкие концентрации веществ в течение недельного и месячного сроков непрерывной ингаляции у животных не вызывало внешних признаков проявления интоксикации. Изменение функциональных показателей {р < 0,05—0,001) — свободно-радикального окисления в гомогенатах печени, количества лейкоцитов, эритроцитов, гемоглобина, СПП, норкового рефлекса, поведенческих реакций — происходили при действии всех изучаемых концентраций веществ. Было выявлено, что изменения перечисленных показателей зависели как от концентрации веществ, так и от времени их воздействия. Так, при снижении концентрации МКс 700 до 9 мг/м3 время статистически достоверного изменения СПП (/; < 0,01—0,001) увеличивалось с 3 до 432 ч.
Аналогичная зависимость отмечена и при анализе времени наступления токсических эффектов в зависимости от воздействующих концентраций МК по другим показателям (табл. 2). Установлено, что и с уменьшением концентраций ОК и ПК увеличивается время наступления пороговых эффектов по исследуемым показателям. Результаты динамического наблюдения за изменением показателей биологического действия использованы для построения прямых зависимости время—эффект и концентрация—время.
По прямым зависимости концентрация—время по исследуемым показателям при оценке резор-бтивного действия вещества определены токсико-метрические параметры, функционально связанные между собой, которые позволяют отнести все изомеры ксилола к умеренно опасным соединениям — 3-й класс опасности и на основании наименьших недействующих концентраций, полученных для ОК, МК, ПК по изменению светосуммы
Таблица 2
Время наступления пороговых эффектов при непрерывной ингаляции МК в разных концентрациях
Показатель Концентрация, мг/м' Время наступления эффекта, ч Степень выраженности эффекта по отношению к контролю. % Р
СПП 700 3 120 < 0,01
120 17 125 < 0,01
26 120 128 < 0,001
9 432 123 < 0,001
Норковый 700 3,5 130 < 0,05
рефлекс 120 18 137 < 0,001
26 120 133 < 0,001
9 502 131 < 0,01
Число вста- 700 3 137 < 0,02
ваний 120 17 129 < 0,001
26 120 144 < 0.001
9 502 130 < 0,05
Число пере- 700 3 130 < 0,01
сечений 120 17 125 < 0,001
26 72 129 < 0,001
9 432 132 < 0,001
Лейкоциты 120 16 134 < 0,02
26 120 140 < 0.05
9 240 156 < 0,001
Свстосумма 700 2 150 < 0,001
ХЛ печени 120 16 145 < 0.001
26 48 170 < 0,001
9 192 175 < 0,001
ХЛ гомогената печени (0,082, 0,04 и 0,24 мг/м3), рекомендовать ПДКС<: для ОК — 0,4 мг/м3, для МК — 0,16 мг/м3, для ПК — 0,96 мг/м3.
По нашему мнению, полученные нормативы согласуются с данными литературы о различных токсических эффектах отдельных изомеров ксилола, которые зависят в основном от их метаболизма и характеризуются следующей последовательностью: м-ксилол > о-ксилол > п-ксилол.
Выводы. I. О-ксилол, м-ксилол, п-ксилол при непрерывном изолированном поступлении в организм оказывают рефлекторное (0,3, 0,24 и 0,27 мг/м3) и общетоксическое действие (0,4, 0,16 и 0,96 мг/м3), что характеризует данные соединения как умеренно опасные загрязнители атмосферного воздуха населенных мест — 3-й класс опасности.
2. Соотношение предельно допустимых концентраций по рефлекторному и резорбтивному эффектам дает основание отнести о-ксилол и п-ксилол к веществам преимущественно рефлекторного действия, м-ксилол — к веществам рефлекторно-ре-зорбтивного действия.
3. Результаты биологического действия свидетельствуют о различной токсичности изомеров ксилола, наиболее токсичным из которых является м-ксилол.
Л итература
1. Андрещеева П. Г., Пинигин М. А. // Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. — М., 1978. — Т. 6. - С. 75-76.
2. Временные методические указания но обоснованию ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. — М., 1989.
3. Неменова 10. М. Методы лабораторных исследований. - М., 1972.
4. Пинигина М. А. // Медико-биологические и гигиенические аспекты охраны воздушной среды. — Минск, 1989. - С. 45-59.
5. Сперанский С. В. // Гиг. и сан. — 1974. — № 4. — С. 72-75.
6. Тиунов JI. А. // Вести. АМН СССР. — 1991. - № 1. - С. 8-12.
7. Филов В. А. Вредные химические вещества. — Л., 1990.
8. Халитов Г. Г., Мавродиева Н. И., Егорова Н. Н. Ц Гиг. и сан. - 1997. - № 4. - С. 59-60.
Поступила 10.02.99
S u m тагу. The biological action of xylol isomers as ambient air pollutants was investigated. The maximum single allowable concentrations of orthoxylol (0.3 mg/m3), methaxylol (0.24 mg/m3), papaxylol (0.27 mg/m3) were determined by measuring the odour thresholds of the substances in 122 volunteers. The average daily allowable concentrations of the xylol isomers were found to be 0.4, 0.16, and 0.96 mg/m3, respectively.
© Б. Т. ВЕЛИЧКОВСКИЙ. Б. Б. ФИШМДН, 1999 УДК 613.633:616-018.11-07
Б. Т. Величковский, Б. Б. Фиишан
ОЦЕНКА ЦИТОТОКСИЧНОСТН ПЫЛИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМНЫХ МУЛЛИТОВЫХ ОГНЕУПОРНЫХ глин
Российский государственный'медицинский университет, Москва: Государственный университет им. Ярослава Мудрого, Великий Новгород
Данные о цитотоксичности пыли каолина отражены в единичных работах. На возможность возникновения пневмокониоза у рабочих каолинового производства указывают R. Davies и соавт. [12|, исследовавшие на цитотоксичность образцы пыли каолина in vitro на перитонеальных макрофагах. Было показано, что цитотоксичность в глинах обусловлена именно каолином, а не другими минералами. На возможную цитотоксичность муллита указывается в исследованиях А. Л. Чубарян [10].
Мы исследовали фиброгенность пыли высокоглиноземистых муллитовых огнеупорных глин на 2 образцах материалов, использующихся в начале и конце технологического процесса: пыли сырья — высокоглиноземистой огнеупорной глины (каолин) и пыли товарного продукта — муллитовых огнеупоров (муллит).- Для сравнения исследовали 3 вида фиброгенной пыли: кварца, хризотил-асбеста и каменного угля. Содержание свободного диоксида кремния в кварцевой пыли составляет 92,6%, в угольной — 2,1%, в асбестовой — 0,0%.
Для сравнительной оценки степени цитотоксичности испытуемых образцов пыли предварительно определяли индекс активации. Последний отражает стимулирующее влияние пыли на макрофаги, исследованное с помощью метода хемилю-минесценции (ХЛ).
Определение индекса активации по величине стимулирующего влияния пыли на макрофаги. Оп-
ределение проводили в стандартной суспензии макрофагов [3]. Для выделения перитонеальных макрофагов белым крысам внутрибрюшинно вводили 15 мл среды Хенкса, подогретой до 37°С. Животных забивали декапитацией, брюшко массировали в течение 5 мин, затем вскрывали брюшную стенку и содержимое отсасывали пастеровской пипеткой. Таким образом получаются клетки перито-неального экссудата без предварительной активации. Объединяли клетки, отобранные от 3—5 животных. Последующие операции: 2-кратная отмывка, ресуспендирование, подсчет количества клеток в камере Горяева, доведение их концентрации до 5,8 • 106 мл-1 выполняли стандартным методом в среде Хенкса при 4°С. Выделенные клетки использовали в течение 3 ч. Для выяснения жизнеспособности полученных клеток к 0,1 мл суспензии добавляли 0,1 мл 0,1% трипанового синего и немедленно подсчитывали количество жизнеспособных клеток с интенсивно окрашенной цитоплазмой и ядром. Использовали суспензии, содержащие не менее 85,0% жизнеспособных макрофагов. Исходная суспензия дтя данной работы содержала 94,6% жизнеспособных макрофагов.
Измерение ХЛ производили на люминометре 5151 LKB (Швеция) с термостатируемой кюветой 37,0 ± 0,3°С и мешалкой. В кювету прибора вносили 850 мкл среды, содержащей 110 мМ NaCl, 10 мМ трис-HCl (pH 7,4), 5 мМ Д-глюкозы, 2,5 мМ
