CC BY
7
УДК 614.777.-661.1851-074
И. П. Фомочкин, Д. И. Сапегин, Л. П. Гасымова, Г. Ф. Гусев, И. П. Заречная, Ю. Н. Колесников, В. В. Свистов, И. Ф. Спицын,
С. И. Шпак
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ ДИОКСАЛИМА • В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
Крымский медицинский институт, Симферополь
Дноксалнм широко применяется в народном хозяйстве в качестве поверхностно-активного вещества. При комнатной температуре он представляет собой желтоватую медо-образную массу. Так как соединение нелетуче, поступление его в атмосферу с газовыми выбросами исключено. Вместе с тем возможно попадание диоксалнма со сточными водами в водоемы и, по-видимому, длительное нахождение в них, так как это вещество хорошо растворимо в воде, устойчиво к окислению, восстановлению, гидролизу и действию высокой температуры. Это определяет актуальность разработки предельно допустимой концентрации диоксалнма в воде водоемов. Программа наших исследований включала проведение острых, подострых и хронических санитарно-токсикологических экспериментов, исследование действия диоксалнма на репродуктивную функцию животных и мутагенную активность, органолептические свойства воды, стабильность в воде и общий санитарный режим водоемов.
Острая токсичность диоксалнма изучена на 100 белых крысах и 100 белых мышах. Препарат вводили внутриже-лудочно в виде 5 % водного раствора. Статистическую обработку полученных данных проводили по Беренсу и Бе-ренсу — Шлоссеру (А. Н. Кудрин и соавт.). Ведущий признак острого отравления — клонические судороги, развивающиеся через несколько часов после введения дноксали-ма. При патогистологическом исследовании почек, печени, миокарда, легких и головного мозга обнаружены дистрофические изменения, очаги некроза, тромбоз сосудов, очаговые кровоизлияния. ЛД5о составила для белых крыс 650±52,8 мг/кг по Беренсу и 658,17 (526,56—789,78) мг/кг по Беренсу — Шлоссеру, для белых мышей — соответственно 440±31,7 мг/кг и 440 (370,13—509,87) мг/кг. Диокса-лим можно считать мало или умеренно токсичным веществом (в зависимости от примененной классификации). По индексу кумуляции, вычисленному в острых опытах (0,3 для крыс и 0,36 для мышей), его следует ориентировочно отнести к высококумулятивным соединениям (Б. М. Штаб-ский). Пользуясь расчетной формулой Г. Н. Красовского и соавт., мы ориентировочно вычислили максимально недействующую дозу (0,085 мг/кг), которую использовали для выбора доз в хроническом эксперименте.
Подострые токсикологические эксперименты продолжительностью 45 сут проведены на 60 белых крысах. Подопытным животным 6 раз в неделю внутрижелудочно вводили 0,5 % раствор диоксалнма в дозах 5, 25 и 50 мг/кг. Наблюдали за картиной интоксикации, поведением и внешним видом крыс. Проводили общий анализ крови, определяли концентрации в сыворорсе крови остаточного азота, мочевины, коэффициент «Urea ratio» (отношение между азотом мочевины и остаточным азотом, выраженное в процентах), содержание общего белка, активность аланин-аминотрансферазы (АЛТ) и а-амилазы (В. Г. Колб и В. С. Камышников), потребление кислорода (О. Н. Елизарова, и др.), динамику массы тела, записывали ЭКГ во втором отведении. Перечисленные показатели определяли на 10, 20, 30 и 45-е сутки эксперимента. После его окончания рассчитывали массовые коэффициенты, абсолютную массу внутренних органов и мозга (М. М. Ратпан и соавт.) и проводили патоморфологические исследования.
Методики, примененные как в подострых, так и в хронических экспериментах, подбирали на основании результатов острых опытов и данных литературы по токсико-дннамике соединений фтора (Р. Д. Габович; Р. Д. Габо-
вич и В. И. Ципрян; А. И. Корбакова и соавт.). Достоверность результатов оценивали как по отношению к контролю, так и в сопоставлении с фоном (И. А. Ойвин).
Дноксалнм в дозах 25 и 50 мг/кг, не оказывая существенного влияния ка показатели периферической крови, вызвал статистически достоверные изменения содержания мочевины (в начале эксперимента уменьшение до 15± ±0,5 мг% против 34±3,7 мг% в контроле; Я.<0,001, а в конце—увеличение до 37±1,5 мг% против 27±1,4 мг% в контроле; /><0,001) и азота мочевины (соответственно 7,2±0,3 мг% против 15,9± 1,7 мг%; Ж0.001 и 17,6± ±0,7 мг% против 12,4±0,7 мг%; /><0,001), умеренное увеличение количества остаточного азота (47,±1,7 мг% в опыте, против 35±3,3 мг% в контроле; /><0,01), понижение активности АЛТ в сыворотке крови, уменьшение потребления кислорода и урежение ритма сердца (429±8 в опыте против 475±8 в контроле; /><0,01). Подопытные животные медленнее набирали массу тела по сравнению с контрольными: при примерно одинаковых исходных данных масса контрольных крыс возросла на 31,1 %, а подопытных — на 14,7 % (/><0,001). Существенные сдвиги были обнаружены и при исследовании абсолютной массы печени, почек, головного мозга и сердца. Так, масса пече? ни и почек в опытной группе животных составила 13,73± ±0,62 и 1,52±0,04 г, а в контрольной группе — соответственно 5,95±0,28 и 1,17±0,04 г (Я<0,001). Относительная масса большинства органов увеличивалась. Прн микроскопическом исследовании органов забитых животных наиболее значительные дистрофические изменения обнаружены в печени и почках, менее выраженные в головном мозге, сердце и желудке. Дозу диоксалнма 5 мг/кг, вызвавшую незначительные изменения лишь некоторых показателей, можно рассматривать как пороговую. Отношение ЛД50, полученной в остром опыте, к пороговой дозе, установленной в подостром эксперименте, составило 130. Таким образом, кумулятивность диоксалнма находится в диапазоне средне — высококумулятивных веществ (Г. Н. Красовский и соавт.), что практически совпадает с результатами острого эксперимента, полученными на основании расчета индекса кумуляции.
Хронические саннтарно-токсикологические эксперименты проведены на 168 белых крысах, разделенных на 4 группы (3 опытных и 1 контрольная). Внутри групп крысы распределялись следующим образом: 20 самок взяты для гематологических и биохимических исследований, 12 самцов— для изучения условнорефлекторной деятельности' и сперматогенеза, 10 самок — для изучения эстрального цикла, морфологического исследования яичников и записи ЭКГ. Большое количество животных, включенных в эксперимент, позволило провести также рентгенологические, патоморфологические, гистохимические исследования, изучить влияние диоксалнма на генеративную функцию и мутагенез. Подопытным крысам 5 раз в неделю в течение 6 мес перорально вводили водные растворы исследуемого соединения в дозах 0,05, 0,1 и 1 мг/кг, контрольным — воду тех же объемов. Ежемесячно брали кровь для анализа и выполняли другие исследования. Полученные данные подвергали статистической обработке (И. А. Ойвин)_.
В процессе экспериментов не выявлено существенной разницы в динамике массы тела, абсолютной и относительной массы органов, электрокардиографических показателей, содержания гемоглобина, эритроцитов, лейкоцитов и лейкоцитарной формулы у контрольных и'подопытных
животных. Не обнаружено влияния исследуемого вещества на количество сахара, общего белка, концентрацию остаточного азота, активность а-амилазы и аланин-амннотранс-фсразы сыворетки крови. Активность аспартат-амииотранс-феразы понижалась только под действием препарата в дозе 1 мг/кг (1,97±0,09 в опыте против 2,45±0,07 в контроле; Я<0,01). В то же время дноксалим в дозе 1 мг/кг вызывал существенные сдвиги в уровне мочевины (54,1 ±5,9 мг% в опыте против 29,7±1,6 мг% в контроле; Я<0,001), азота мочевины (25,2±2,8 мг% в опыте против 13,8±0,7 мг% в контроле; Я<0,001) и коэффициента «Urea ratio» (74±4 % в опыте против 43±0,8 % в контроле; Я<0,001), что указывает на поражение функции почек. Менее значительные (пороговые) изменения аналогичных параметров имели место при введении 0,1 мг/кг препарата. При изучении влияния диоксалима на условно-рефлекторную деятельность установлено, что у животных, которые получали 1 и 0,1 мг/кг препарата, отмечалось статистически достоверное увеличение числа сочетаний, необходимых для появления (16,0±1,4 в опыте против 9,3±0,6 в контроле; Р<0,001) и закрепления (15,0±1,5 в опыте против 10,0±1,4 в контроле; Я<0,05) условных рефлексов. Кроме того, у крыс, которым вводили 1 мг/кг диоксалима, имело место уменьшение натурального условного рефлекса (19,4dbl,4 в контроле против 14,5±1,7 в опыте; Я<0,05).
На рентгенограммах костей скелета у крыс, получавших дноксалим в дозе I мг/кг, обнаружены склеротические изменения, наиболее выраженные в ребрах, позвоночнике и подвздошных костях.
В результате патоморфологических исследований внутренних органов и костей у крыс, которым вводили 1 мг/кг диоксалима, в мозге наблюдались стазы в капиллярах с пролиферацией эндотелия и некробнотическими изменениями ганглиозных клеток, в печени — поражения дольковых вен, в почках — набухание и пролиферация эпителия клубочков, дистрофические изменения эндотелия канальцев, в костях — уплотнение костного вещества за счет частичного рассасывания хрящевой ткани.
После окончания хронического эксперимента у всех подопытных и контрольных крыс проведены гистохимические исследования активности дегидрогеназ в печени, почках и головном мозге (Э. Пирс; Р. Лилли). Из всех исследуемых концентраций диоксалима только 1 мг/л вызывала повышение активности лактатдегидрогеназы в тканях почек и печени и ослабление активности сукцинат-дегидрогеназы в отдельных зонах паренхимы печени.
Таким образом, из трех доз диоксалима, исследованных в хроническом эксперименте, только концентрация 0,05 мг/кг не вызвала изменений всех изучаемых показателей, что позволяет считать ее максимально недействующей по общетоксическому эффекту. При пересчете она соответствует максимально недействующей концентрации 1 мг/л.
При исследовании диоксалима на овогенез подсчитывали структурно-функциональные элементы яичников, продолжительность астрального цикла и его отдельных стадий, ритмичность циклирования. Исследуя сперматогенез, определяли размеры, объем, удельный вес семенников, массовые коэффициенты, подсчитывали различные типы клеток сперматогенного эпителия (И. В. Саноцкии и соавт.). Эмбриотоксические и тератогенные свойства диоксалима изучали на 6-м месяце затравки путем спаривания крыс по схеме: подопытные самки с подопытными самцами; контрольные самки с контрольными самцами. Половину самок забивали на 24-й день беременности, остальных выдерживали до рождения детенышей. Оплодотворенные самки в течение всего срока беременности продолжали получать диоксалнм. Для суждения об эмбрио-токсической активности препарата определяли общую эмбриональную смертность, показатели предымплантаци-онной и постнмплантацнонной смертности, исследовали аномалии развития крысят, оценивали состояние постна-тального развития (А. П. Дыбан и соавт.). Из всех кон-
центраций только доза 1 мг/кг вызвала пороговое уменьшение сперматогоний и сперматоцитов.
С целью установления мутагенного влияния диоксалима в конце хронического эксперимента изучено действие его на хромосомный аппарат клеток костного мозга (Н. П. Бочков и соавт.). 6-месячная затравка во всех трех дозах не оказала статистически достоверного влияния на хромосомный аппарат.
Таким образом, как в максимально недействующей дозе по общетоксическому признаку (0,05 мг/кг), так и в 2 и 20 раз больших дозировках не наблюдалось мутагенного, тератогенного эффекта и влияния диоксалима на эмбриотоксичность и овогенез. Лишь доза, в 20 раз превосходящая максимально недействующую дозу, вызывала незначительные изменения некоторых показателей сперматогенеза. Следовательно, максимально недействующие дозы диоксалима по эмбриотоксической и мутагенной активности на один порядок и больше превышают таковую по общетоксическому признаку.
Дноксалим обладает пенообразующими свойствами и придает воде специфический запах. В связи с этим при изучении влияния его на органолептическне свойства воды в первую очередь были установлены пороговые концентрации препарата по пенообразованию и запаху (С. Н.Чер-кинский и соавт.). Результаты опытов обработаны статистически с определением ЕК50 и вычислением доверительных границ по Керберу и Г. Н. Першину (М. Л. Беленький). Пороговая концентрация диоксалима по пенообразованию при температуре 20 °С рава 500 мг/мл, 60 °С — 250 мг/л, по запаху при аналогичных температурах — соответственно 1400 и 466 мг/л. Так как дноксалим на основании результатов острого эксперимента отнесен к умеренно токсичным соединениям, изучение влияния его на привкус проведено после окончания хронического опыта. При испытании максимально недействующей концентрации (1 мг/л) и концентрации, в 2 раза более высокой, одораторы не ощущали постороннего привкуса.
При изучении влияния диоксалима на общий санитарный режим водоемов исследовали в динамике биохимическое потребление кислорода, процессы нитрификации, растворенный в воде кислород, окисляемость, рН воды, микробное число и коли-индекс. Испытывали концентрации 2,5, 5 и 10 мг/л. Начиная с концентрации 5 мг/л дноксалим вызывал торможение процессов биохимического потребления кислорода и в меньшей степени нитрификации, а также бактерицидный эффект. В качестве пороговой концентрации диоксалима по влиянию на санитарный режим водоемов признана концентрация 5 мг/л, которая вызвала изменение биохимического потребления кислорода в пределах 10—15 %.
Выводы. 1. Лимитирующий показатель вредности диоксалима в воде — санитарно-токснкологический.
2. Предельно допустимая концентрация диоксалима в воде водоемов 1 мг/л.-
Литература. Беленький М. Л. Элементы количественной
оценки фармакологического эффекта. Л., 1963. Бочков Н. П., Демин Ю. С., Лучник Н. В. — Генетика, 1972,
№ 5, с. 133—141. Габович Р. Д. Фтор и его гигиеническое значение. М., 1957. Габович Р. Д., Ципрян В. И. — Гиг. и сан., 1970, № 4, с. 34—40.
Дыбан А. П., Баранов В. С.. Акимова И. М. — Арх. анат.,
1970, № 10, с. 89—100. Елизарова О. Н. Определение пороговых доз промышленных
ядов при пероральном введении. М., 1962. Колб В. Г., Камышников В. С. Клиническая биохимия. Минск, 1976.
Красовский Г. Н., Королев А. А., Шиган С. А. — Гиг. и сан.,
1970, № 3, с. 83—88. Кудрин А. Н., Зайдлер Я■ И., Золотухин С. И. Руководство
к практическим занятиям по фармакологии. М., 1964. Методические указания по разработке и научному обоснованию предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов. / Черкинский С. Н., Акулов А. И., Королев А. А. и др. М., 1976.
Методы экспериментального исследования по установлению порогов действия промышленных ядов на генеративную функцию с целью гигиенического нормирования. Метод, рекомендации. / Саноцкий И. В., Фоменко В. Н., Сальникова Л. С. и др. М., 1978.
Ойвин И. А, — Пат. физиол., 1960, № 4, с. 76—85.
Ратпап М. М.. Кордыш Э. Д., Еремеева Л. С. — Гиг. и сан., 1978, № б, с. 63—65.
Токсикология фторорганических соединений и гигиена труда в их производстве. / Корбакова А. И., Меркулова И. Д., Марченко Е. Н. и др. М., 1975. Штабский Б. М. — Гиг. и сан., 1973, № 8, с. 24—27. Лилли Р. Патогистологическая техника и практическая гистохимия. М., 1969. Пирс Э. Гистохимия. Теоретическая и прикладная. М., 1962.
Поступила 25.11.81
УДК в 14.72:546.8811-074
С. М. Соколов
К ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ПЯТИОКИСЬЮ ВАНАДИЯ
Минский медицинский институт
Нами было изучено содержание пятиокиси ванадия в отходящих дымовых газах ТЭЦ, сжигающей наиболее широко распространенный мазут марки М-100 (содержание ванадия от 0,012 до 0,014%). Для сжигания мазута на данной ТЭЦ используются 9 котлоэнергоагрегатов, из них 5 марки ТП-250 (максимальная нагрузка 15 т мазута в час), 1 марки ТП-80 (максимальная нагрузка 25 т мазута в час), 3 марки ТП-87 (максимальная нагрузка 30 т мазута в час). Таким образом, максимальную суммарную нагрузку на ТЭЦ, составляющую 195 т мазута в час, мы условно приняли за 100%.
Учитывая, что на степень генерации пятиокиси ванадия, образующейся при сжигании мазута, могут повлиять тип энергетической установки и количество сжигаемого топлива в единицу времени (режим работы) исследования проводили с учетом вышеуказанных факторов. Отбор проб осу-
Таблица I
Концентрация пятиокиси ванадия (в мг/м3) в дымовых газах при различных режимах работы ТЭЦ
Концентра- Средняя концентрация
Тип энергетического агрегата ция гри различных режимах работы (М ± т) М ш о
ТП-250 ТП-87 ТП-80 8,6±0,2 8,5±0,1 8,7±0,3 8,6 0,06 0,1
Таблица 2
Суммарный выброс пятиокиси ванадия в атмосферный воздух при различных нагрузках на ТЭЦ
Режим работы ТЭЦ, % Количество отходящих дымовых газов, нм"/с Суммарный выброс вещества
г/с кг/сут
100 50 30 761 380.5 230.6 6,54 3,27 1,96 565,3 282,65 169,34
ществляли на котлах марки ТП-250, ТП-80, ТП-87 после дымососов на фильтры АФА. Для отбора использовали пылесос типа «Ракета». При этом соблюдали условие изо-кинетичности (т. е. равенства линейных скоростей движения газов в трубе и во входном сечении пробоотборника). Пробы отбирали с учетом количества сжигаемого мазута в час, избытка воздуха, температуры отходящих газов и давления в котле. Пятнокись ванадия в пробах дымовых газов определяли с помощью метода нейтронно-активацион-ного анализа. Концентрации пятиокиси ванадия в отходящих дымовых газах ТЭЦ представлены в табл. 1.
Как следует из табл. 1, концентрации пятиокиси ванадия в отходящих дымовых газах не зависят от режима работы или типа энергетической установки и находятся на уровне 8,6±0,06 мг/м3.
Зная объем дымовых газов, образующихся при сжигании различного количества мазута за единицу времени, определяли суммарный выброс пятиокиси ванадия через устье труб при 100, 50 и 30 % нагрузке на ТЭЦ (табл. 2).
Из табл. 2 следует, что при максимальной нагрузке 195 т мазута в час (100%) в атмосферный воздух попадает свыше 565 кг пятиокиси ванадия в сутки. Расчет зонального загрязнения (СН-369-74) приземного слоя воздуха показал, что при максимальном сжигании топлива максимальная приземная концентрация вещества составляет 0,0035 мг/м3 на расстоянии 2000 м от источника выброса.
Таким образом, установленное нами содержание пятиокиси ванадия в дымовых газах ТЭЦ позволяет рассчитывать суммарный выброс вещества в атмосферу и определять степень загрязнения приземного слоя воздуха данным соединением, а также ставить вопрос об установлении предельно допустимого выброса пятиокиси ванадия для мазутных ТЭЦ.
Выводы. 1. Содержание пятиокиси ванадия в отходящих дымовых газах ТЭЦ не зависит от режима работы и типа энергетической установки и составляет 8,6± 0,1 мг/м3.
2. Результаты проведенных исследований дают возможность определять суточный выброс пятиокиси ванадия в атмосферу, что позволяет прогнозировать уровни загрязнения приземного слоя воздуха данным веществом и ставить вопрос об установлении предельно допустимого выброса пятиокиси ванадия в атмосферу при сжигании мазута марки М-100.
Поступила II.01.8'*
