CC BY
9
ЛИТЕРАТУРА. Андрейченко В. И., Разкладка А. И. — В кн.: Профессиональные заболевания лорорганов и некоторые вопросы их профилактики и лечения. Киев, 1968, с. 88—95. — Б о и а ш е в с к а я Т. И. — «Цитология», 1975, т. 17, № 12, с. 1351—1356. — К у з ь м и н В. И, —«Научи, труды Омск. мед. ин-та», 1969, № 88, с. 215—219. — Я а к м е э с В. А.— В кн.: Легочная патология, Вып. 3. Таллин, 1973, с. 138—141. — Bend J. R., Hook G. E. R., Easter-ling R. E. et a.— «J. Pharmacol exp. Ther.», 1972, v. 183, p. 206—217. —Loose i C. G„ Buckley R. D„ Her t week M. S. — «Ann. occup. Hyg.», 1972, v. 15, p. 251—260. —Nair M. K. — «Acta vet. scand.», 1973, Suppl. 42.— She г-win R. P., Margolic J. В., Azen S. P.— «Arch. env. Ironm. Hlth», 1973, v. 26, p. 297—299. — V e 1 о Y. P., Spec tor W. G. — «J. Path.», 1973, v. 109, p. 7—19.
Поступила 13/IV 1976 r.
RESULTS OF MORPHOLOGICAL AND FUNCTIONAL INVESTIGATIONS OF THE LUNGS IN HYGIENIC ASSESSMENT OF ATMOSPHERIC POLLUTIONS
Т. I. Bonashev kay
The paper presents a comparative morphological and functional analysis of the rats' lungs in case of inhalation action of vapours of certain hydrocarbon compounds at low concentrations. The author noted the development of a number of histological and histoenzymatic shifts that were peculiar for the state of adaptation of the lungs to a chemical action. The reactions of damage were of a limited nature.
УДК 628.349:546.13
Проф. Е. В. Штанников, канд. мед. наук Я- М. Морозов
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ С ПОМОШЬЮ ХЛОРСОДЕРЖАЩИХ ПРЕПАРАТОВ
Саратовский медицинский институт
В настоящей работе представлены материалы экспериментальных исследований по обезвреживанию воды, зараженной токсином ботулинуса, с помощью широко используемых химических реагентов. Обезвреживание воды, содержащей токсин ботулинуса, с помощью хлорсодержащих препаратов в гигиеническом отношении не апробировано. Поэтому изучение этих вопросов представляет не только теоретический, но и практический интерес. Моделирование процессов, имеющих место при инактивации токсина, осуществлялось с учетом многообразия факторов, влияющих на эффективность обезвреживания воды хлорсодержащими препаратами. В опытах изучалась эффективность очистки воды в зависимости от ее физических свойств (температура, цветность, мутность) и химического состава (активная реакция и жесткость), а также выяснялась возможность деструкции токсина в естественных условиях под действием некоторых водных факторов.
Было проведено сравнительное изучение эффективности различных хлорсодержащих препаратов: хлорной извести, ДТС-ГК и газообразного хлора. В экспериментах применялись частично очищенные ботулинические токсины типов А и С. Использование этих токсинов связано с тем, что токсин А является наиболее частым этиологическим агентом ботулинической интоксикации людей (Т. И. Булатова и К. И. Матвеев), а тип С способен длительно сохраняться во внешней среде без изменения токсических свойств. Изучаемые образцы воды заражались заведомо токсическими концентрациями яда, составляющими 2,5-104—2-Ю5 ДЛМ/л, а в отдельных случаях — 5- 10е—7,5- 10е ДЛМ/л. Обработка воды осуществлялась вопределен-ной последовательности: вначале вносили токсин, а затем—реагент. Токсичность растворов определялась титрованием на мышах: до введения реагента и спустя определенное время (через 15 и 30с, 1, 2, 4, 8, 16 и 32мин).
Установленная экспериментальным путем доза реагента (в мг/л), которая приводила к максимальной инактивации токсина (99,97%) в течение 30 мин, была названа нами эффективной или инактивирующей.
В процессе экспериментов исследовались гигиенические показатели качества обработанной воды: органолептические и физические свойства, а также химический состав. Изучение стабильности токсина в воде показало, что этот яд отличается высокой устойчивостью не только в нейтральной, но и в кислой и щелочной средах. Он не изменял свои свойства при рН 7,0— 9,0 в течение 1 Юдней, а при рН 6,0 и 10,0— соответственно в течение 70 и 45 дней. Однако в среде, отличающейся высокой щелочностью (рН 11,0), полная потеря токсичности отмечается в течение 1 ч. Эти исследования по-еволяют утверждать, что активная реакция природных вод не может рассматриваться как фактор, оказывающий влияние на стабильность токсина. Из других факторов качества воды наиболее активное влияние на устойчивость токсина оказывала цветность. По мере увеличения этого показателя (от 10 до 60°) наблюдалось значительное снижение токсичности яда. По нашему мнению, этот факт может быть объяснен воздействием на токсин биологически активных веществ, продуцируемых водорослями и высшей водной растительностью и являющихся компонентами продуктов, обусловливающих цветность воды.
Мутность воды оказывает менее выраженное влияние на сроки сохранения яда, о чем свидетельствуют равные промежутки времени (около 2 мес), необходимые для полной деструкции токсина в воде с различной прозрачностью. Вероятно, в этих условиях решающим фактором снижения титра токсина является не влияние взвешенных веществ, а гидролитическое расщепление молекулы токсина в воде. Результаты этих исследований были также подтверждены в натурных условиях (родниковая и речная вода), в которых максимальное разрушение токсина отмечалось в речной воде, отличающейся высокой цветностью.
Таким образом, можно полагать, что из физико-химических свойств воды основным фактором, определяющим стабильность токсина, является цветность. Напротив, такие показатели ее качества, как мутность и жесткость, не могут расцениваться как практически значимые для его стабильности.
Сравнительное изучение эффективности хлорсодержащих препаратов убеждает в том, что инактивация токсина определяется не только абсолютной величиной активного хлора, но и его качеством. Активность газообразного хлора в дистиллированной воде (1,06 мг/л) по своему действию оказалась равноценной 1,2 мг/л активного хлора хлорной извести, а для достижения положительного эффекта доза активного хлора ДТС-ГК должна быть увеличена примерно на 30%. Эти закономерности еще более выражены при очистке природных вод.
Как показано исследованиями, эффективность обезвреживания воды зависит от ее физико-химического состава. В водах с неудовлетворительными физическими свойствами с высокой цветностью, повышенным содержанием органических веществ для достижения эффективного обезвреживания необходимы особенно высокие дозы хлора. Наоборот, в водах с удовлетворительными физико-химическими свойствами эффективная очистка достигается при меньших концентрациях активного хлора. Так, для достижения 99,97% очистки в волжской воде потребовалась концентрация активного хлора, превышающая дозу обезвреживания в дистиллированной воде почти в 10 раз, а родниковой— более чем в 2 раза.
Эффективные дозы хлора в зависимости от свойств воды составляли: для дистиллированной воды— 1,06—1,38 мг/л, для родниковой— 2,62— 3,62 мг/л, для волжской — 6,82—10,65 мг/л, для озерной — 19,2—20,4 мг/л.
Общеизвестны роль и значение хлорпоглощаемости воды в процессах ее обработки. По этому вопросу выполнено много исследований (А. Ф. Войт-кевич и соавт.; Т. С. Бедулевич; С. С. Спасский), М. К. Маркарян убедительно показал, что хлорпоглощаемость органических веществ зависит от их физико-химических свойств.
В литературе какие-либо сведения о хлорпоглощаемости воды, зараженной токсином, отсутствуют. Вместе с тем физико-химические свойства токсина, в частности особенности белкового строения его молекулы, давали основание предполагать, что характер взаимодействия токсина как органического азотсодержащего соединения с хлором будет отличаться высокой активностью. Поэтому в наших исследованиях изучался характер поглощения хлора при его взаимодействии с токсином ботулинуса. Эти эксперименты показали, что процесс взаимодействия хлора и молекулы токсина в водных растворах отличается высокой химической активностью, о чем свидетельствует выраженная хлорпоглощаемость. Действительно, в образцах воды, зараженных большими концентрациями яда, хлорпоглощаемость достигала больших величин и по отношению к исходной дозе хлора составляла 19—25%.
Обращает на себя внимание, что хлорпоглощаемость в различных пробах нетождественна: в некоторых — ничтожна (0—0,1 мг/л), а в других достигает сравнительно высоких показателей (0,15—1,4 мг/л). По нашему мнению, этот факт является доказательством активного взаимодействия хлора с молекулой токсина и может быть использован в практике очистки воды как тест, характеризующий надежность ее обезвреживания. Кроме того, эксперименты показали, что хлорпоглощаемость и инактивация токсина — 2 взаимосвязанные величины: по мере увеличения инактивации отмечается повышение хлорпоглощаемости. Изменение этой величины в пределах 0,15—0,25 мг/л вызывало уменьшение токсичности на 10—50%, а в случае увеличения хлорпоглощаемости до 1—1,4 мг/л отмечалась почти полная инактивация.
Таким образом, величина хлорпоглощаемости независимо от природы активного хлора в среде «токсин+обезвреживающий агент» может, вероятно, рассматриваться как показатель степени деструкции яда, что в свою очередь позволяет прогнозировать надежность обезвреживания воды.
Доза остаточного хлора, гарантирующая полное обезвреживание воды, по своей величине значительно превосходит общепринятую — 0,3— 0,5 мг/л — и составляет в среднем 2—5 мг/л. Так, для инактивации сравнительно небольших доз яда (2,5-104 ДЛМ/л) в дистиллированной воде содержание остаточного хлора составляло примерно 1 мг/л. Эти данные позволяют утверждать, что стандартные дозы остаточного хлора в воде не могут обеспечить надежное обезвреживание токсина и должны быть значительно увеличены (до 2—10 мг/л) в зависимости от ряда факторов.
Нами также изучалось влияние физико-химических свойств воды на эффективность ее обезвреживания. Для этой цели моделировались воды с различными параметрами физических свойств и химического состава. Как показали исследования, наиболее существенное влияние на эффективность обезвреживавия оказывает цветность, мутность и температура воды.
Выявлена прямая зависимость между показателями цветности воды и эффективной дозой хлора. С возрастанием цветности (от 10 до 40°) пропорционально увеличивается концентрация как газообразного хлора, так и хлорной извести и ДТС-ГК. Увеличение цветности воды с 40 до 60° приводит к резкому повышению инактивирующей дозы, превышающей первоначальную на 9—10 мг/л (см. рисунок). Во всех пробах, где отмечалась полная инактивация, хлорпоглощаемость, как правило, достигала значительных величин. Напротив, в пробах воды с неполной инактивацией количество остаточного
Влияние цветности воды на инактивацию токсина хлором. / — ДТС-ГК: 2 — хлорная известь; 3 — газообразны!) хлор-
хлора мало отличалось от исходной концентрации активного хлора. Например, в пробах воды (цветность 10°), обработанных дозами хлора 7,1 мг/л, полная деструкция токсина отмечалась при хлор-поглощаемости, составляющей 4,26 мг/л. В то же время в пробах воды с большей цветностью (60°) увеличение дозы хлора до 16 мг/л не сопровождалось снижением титра токсина и изменением хлорпоглощаемости (15,7 мг/л). Указанные закономерности свидетельствуют о том, что процессы взаимодействия хлора с органическими веществами и молекулой токсина взаимосвязаны и протекают одновременно.
Эффективные дозы хлора, взаимосвязанные с величиной мутности, в системах: газообразный хлор, хлорная известь, ДТС-ГК, распределяются в убывающей последовательности. При обезвреживании воды следует учитывать и температуру. Исследования показали, что в воде с высокой температурой (20°) отмечается ускорение инактивации токсина, а при низкой — напротив ее замедление, поэтому в практике очистки воды с низкой температурой исходная доза реагента должна быть увеличена по сравнению с оптимальными условиями примерно на 20—30%.
Для изучения влияния активной реакции среды на инактивацию токсина хлором искусственно моделировались воды с различной величиной рН (6,0, 7,0, 8,0, 9,0 и 10,0). Анализ полученных данных позволяет утверждать, что в пробах воды рН 6,0—9,0 не отмечается отчетливого влияния активной реакции на степень разрушения токсина. В этих экспериментах, как правило, не выявлено особенностей в скорости инактивации независимо от природы хлора. Несмотря на повышение окислительно-восстановительного потенциала хлора, в пробах воды, обработанных газообразным хлором, не отмечалось увеличения его обезвреживающей способности по сравнению с другими хлорсодержащими препаратами. В то же время установлено, что в пробах воды с высокой щелочностью (рН 10,0) имела место более интенсивная инактивация яда. В этих экспериментах процессы разрушения токсина ускорялись в 3—4 раза. Отмеченная закономерность была характерна для всех изученных нами хлорсодержащих препаратов. Для надежного обезвреживания воды при рН 10,0 необходима меньшая концентрация хлора, нежели в пробах воды рН 6,0—9,0. Так при рН 10,0 эффективная доза хлора составила 0,6—0,8 мг/л, а в пробах с рН 6,0—9,0 — более 1 мг/л (1,1—1,2 мг/л). Влияние рН на инактивацию яда, по-видимому, может быть объяснено, с одной стороны, повышением устойчивости яда при низких значениях рН, с другой — увеличением действия активного хлора в этих условиях. Таким образом, наблюдается известное уравновешивание в действии этих 2 факторов. В щелочной среде эти закономерности не отчетливы вследствие более выраженного влияния ОН-ионов, нежели хлора, т. е. преобладают процессы щелочной инактивации токсина.
Итак, специфические свойства молекулы токсина определяют характер его взаимодействия и поведения в среде, содержащей хлор при различных значениях рН. Эта особенность не тождественна процессам, имеющим место при обеззараживании воды от бактериальных форм микроорганизмов.
Выводы
1. Основными факторами, регламентирующими устойчивость токсина, являются физико-химические свойства воды, из которых наиболее активна щелочная среда (рН 10,0—11,0) и цветность. Действие других показателей ей менее выражено.
2. Дозы хлора, необходимые для инактивации токсина в воде, значительно превышают общепринятые в практике коммунального водоснабжения концентрации и составляют в среднем 3—20 мг/л.
3. Стандартная величина остаточного хлора 0,3—0,5 мг/л ке может рассматриваться в данном случае как тест надежного обезвреживания и должна быть пересмотрена в сторону увеличения (2,0—10 мг/л).
4. Физические свойства воды (цветность и мутность) могут быть отнесены к факторам, оказывающим значительное влияние на процессы деструкции яда. Отмечается прямая взаимосвязь между качеством воды и инакти-вирующей дозой хлора.
5. Активная реакция воды, обычно регистрируемая в природных водах (5,5—9), не оказывает существенного влияния на степень инактивации токсина хлором.
ЛИТЕРАТУРА. БедулевичТ. С. — «Гиг. и сан.», 1953, № 8, с. 16— 19. — Б у л а то в а Т. И., M а т в е е в К. И. — Там же, 1966, №4, с. 17—22. — Войткевич А. Ф., Мишустин Е. И., Р у н о в Е. Н. — «Гиг. и эпидем.», 1924, № 3, с. 21—28. —МаркарянМ. К. — «Гиг. и сан.», 1953, № 4, с. 12— 16.—С п а с с к и й С. С.—Тезисы докладов и выступлений на Всесоюзной научной конференции по вопросам гигиены воздуха, гигиены воды и санитарной бактериологии. М., 1955, с. 154—159.
Поступила 13/VII 1976 г.
HYGIENIC PROBLEMS OF WATER DECONTAMINATION FROM TOXIC SUBSTANCES BY MEANS OF CHLORINE COMPOUNDS
E. V. Slitannikov, Ya. M. Morozov
The botulinus toxin proved to be considerably stable in natural waters with different physical properties and chemical composition. Its inactivation may be attained with chlorine compounds at concentrations slightly higher than those used for disinfection of water from bacterial forms of microorganisms. The doses of residual chlorine after effective inactivation of toxin in water are from 2.0 to 10 mg/1.
УДК 613.34:628.165.087
Е. Ф. Горшкова
САНИТАРНО-ХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНОГО ОПРЕСНЕНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОД СУЛЬФАТНО-КАЛЬЦИЕВОГО ТИПА
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Эффективность метода электродиализа в значительной степени определяется ионным составом исходной минерализованной воды. Лучше опресняются воды хлоридного типа, содержащие соли легкодиссоциирующих соединений и обладающие хорошей электропроводимостью (Л. А. Штуков-ская и соавт.; Б. Н. Ласкорин и соавт.; К. М. Салдадзе и соавт.). Значительно сложнее процесс опреснения жестких вод (Г. Г. Первое и соавт.; К. М. Салдадзе и соавт., 1976).
Избирательность метода отражается и на качестве опресненной воды. Так, при изучении возможности получения электродиализом опресненной питьевой воды из морской установлено, что при минерализации 1000 мг/л она не соответствует требованиям ГОСТ 2874-73 «Вода питьевая» по содержанию хлоридов (В. Б. Гайдадымов и соавт.; А. Ф. Аксюк и соавт.; Ю. А. Рахманин и соавт.; Т. К. Пархомчук и Е. Ф. Горшкова). Аналогичная ситуация возможна и при электродиализе других типов минерализованных вод, поэтому для получения опресненной воды питьевого качества по макроэлементному составу необходимо увеличение глубины опреснения с доведением концентрации отдельных ионов до требований ГОСТ.
Изучение гигиенической эффективности электродиализного опреснения минерализованных жестких вод сульфатно-кальциевого типа проводилось на протяжении ряда лет в Институте гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана. Объектами изучения служили полупроизводственные электродиализные опреснительные установки ЭОУ-НИИПМ-12 и промышленные, серийные ЭОУ-НИИПМ-25, эксплуатирующиеся в Горьковской области с 1965 г. Для опреснения использовалась вода артезианских скважин с минерализацией 2,3—2,5 г/л. Ионный состав этих вод необычен, так как в нем преоб-
