CC BY
5
d e r G. et al. J. biol. Chem., 1951, v. 192, p. 489. - Dreisbach R. H., Handbook of Poisoning. Diagnosis and Treatment, Los Altos, 1963.—Forbes R. M., Mitch-e 1 1 P. H., Arch, industr. Hlth., 1957, v. 16, p. 489. — P f e i f f e г С. С. et al. J. A. M. A., 1945, v. 128, p. 266.
Поступила 30/VII 1968 r.
УДК 828.394 + 614.777]:[бв 1.641.2/.3+661.851
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ В ВОДЕ МЫШЬЯКА И СВИНЦА ПРИ ИХ КОМБИНИРОВАННОМ ДЕЙСТВИИ
Сп. Новакова
Научно-исследовательский институт гигиены, София
Вопрос о предельно допустимых концентрациях (ПДК) веществ в воде при их совместном присутствии весьма актуален, так как состав промышленных сточных вод очень сложен и в водоемы может попадать одновременно ряд веществ.
Мы провели экспериментальные исследования ПДК мышьяка и свинца, которые часто встречаются в водоемах одновременно. При этом мы исходили из того, что концентрация мышьяка находится в пределах 0,05 мг/л и свинца —0,1 мг/л. Оба вещества имеют один и тот же показатель вредности. Составляя план исследований, мы руководствовались теоретическими основами иметодическими приемами гигиенического нормирования в случае одновременного загрязнения водоемов несколькими вредными веществами, разработанными С. Н. Черкинским (1957).
Санитарно-токсикологический эксперимент ставился на 60 белых крысах-самцах в продолжение 8 месяцев. Подопытные животные были распределены на 6 групп по 10 особей в каждой. Животные 1-й группы служили контролем. Крысы 2-й группы получали мышьяк и свинец в дозах, равных 1/2 ПДК обоих веществ, 3-й группы—мышьяк и свинец в дозах, равных ПДК соответственно 0,0025 мг/кг (или 0,05 мг/л) и 0,005 мг/кг (или 0,1 мг/л), 4-й группы — мышьяк и свинец в дозах, равных 10 ПДК, 5-й группы — мышьяк в дозе, равной ПДК, и 6-й группы—свинец в дозе, равной ПДК. Животных затравливали в продолжение всех дней рабочей недели.
Из числа подопытных крыс были специально отобраны 20 животных (по 5 особей из 1—4-й групп) для изучения состояния условнорефлекторной деятельности. После начала затравки у животных ежемесячно брали кровь для исследования по всем показателям; исключение составляли лишь те крысы, у которых подвергали анализу функциональное состояние нервной системы в сроки от 4-го до 8-го месяца. В конце хронического опыта брали кровь у всех животных. В хроническом эксперименте определяли поведение и общее состояние животных, изменение в весе тела, количество лейкоцитов и базофильных эритроцитов, лейкоцитарную формулу, диаметр лейкоцитов, содержание БН-групп (в венозной крови и сыворотке), интенсивность фагоцитоза, функциональное состояние нервной системы. В конце опыта у забитых животных был взят материал для установления содержания мышьяка и свинца в печени, почках, легких и бедренной кости, для выявления содер-жения витамина С в надпочечнике и гистологического исследования почек, печени, легких, селезенки, надпочечника, миокарда, мозга, желудка, тонких и толстых кишок.
За весь период хронического опыта отклонений в общем состоянии и поведении животных не отмечено. Количество лейкоцитов и базофильных эритроцитов, а также лейкоцитарная формула находились в границах физиологической нормы. Не было изменений диаметра эритроцитов в периферической крови.
Различий в интенсивности фагоцитоза (фагоцитарная активность), фагоцитарное число и фагоцитарный индекс), характеризующих общую реактивность организма, у подопытных и контрольных животных не наблюдалось. Незначительные отклонения оказались статистически недостоверными.
Многие авторы сообщают о сдвигах в содержании БН-групп в крови при воздействии на организм солей тяжелых металлов (В. В. Соколовский; В. А. Шалимов; В. В. Арзамасцев, М. С. Толгская); наиболее специфическое действие оказывают соли мышьяка, ртути, кадмия, серебра, свинца и др. Экспериментально доказано, что мышьяк и свинец поражают нервную систему, блокируют БН-группы белка, который имеет большое значение для нервной системы (М. С. Толгская). Судя по результатам нашего опыта, содержание БН-групп в крови животных, которые получали мышьяк и свинец в дозах, равных 10 ПДК, было сниженным, причем снижение началось еще в первый месяц интоксикации. Аналогичные результаты отмечались в отношении БН-групп сыворотки крови. Статистическая обработка показала достоверность полученных сведений в различные месяцы (Р-<0,05, 0,02 и 0,01). Токсическое воздействие мышьяка и свинца в указанных концентрациях закономерно выявилось и при рассмотрении данных, касающихся каждого животного в отдельности.
У животных, которые получали мышьяк и свинец в дозах, равных их ПДК, также обнаружилось снижение содержания БН-групп, однако различия, отмеченные в этой группе, по сравнению с контрольной были статистически достоверны только в единичных случаях.
Комбинированное действие мышьяка и свинца на БН-группы в крови и сыворотке проверено методом дисперсионного анализа. Были взяты 1 контрольная и 3 опытные группы (1-я получала мышьяк в дозе 0,05 мг/л, 2-я — свинец в дозе 0,1 мг/л и 3-я — комплекс обоих соединений в дозах, равных их ПДК). Комбинированное действие мышьяка и свинца на БН-группы в крови оказалось статистически достоверным (Р<С0,05), а на БН-группы в сыворотке—статистически недостоверным. В группах крыс, получавших мышьяк и свинец в дозах, в 2 раза меньших их ПДК, и при изолированной затравке мышьяком и свинцом не зарегистрировано отклонений в содержании 5Н-групп в крови и сыворотке по сравнению с контрольными животными. Следовательно, можно сделать вывод о наличии токсиче-
Таблица 1
Выработка положительного условного рефлекса у белых крыс на 5-м и 6-м месяце при хронической интоксикации мышьяком и свинцом
, « Сильный раздражитель Слабый раздражитель (красный свет)
о а в № X с* с, А а ч = <и - н |ение и соче- 4> О = £ = СО О Я —«■ о. а X о а> " г х о х = " « а х я з V « " е: 3 ¿•е- о. СО X О
«3 е о я з X О <и X -^ «с ЧПо- = О
о. 3 н та X 5*5 = о.? = - = к о = = Н О. X х X 3 4 § 55 ? * 5 х § = х X к 5 5 х §■•©= X 5«« 1- с." х х и ч ш X
(-. X ¿3 а с о.^- £ >> О.* £ Ч С и ш ч ч с сх-Е. ™ >>о.Е. н »44
1-Я м 5 11,8 1,0 19,7 1 1 1,9 17,8
±т 1,51 1,46 0,01 0,58 0 0 0,23 0,26
2-я М 6,6 11,8 0,7 21,1 1,4 3,8 2,1 18,0
±т 0,57 4,59 0,17 0,61 1,25 1,71 0,26 0,17
/ 0,42 0 1,64 1,23 . 1,65 1,62 0,56 0,88
Р >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05
3-я М 12,2 42,7 1,8 18,7 2,0 9,3 3,1 17,3
±т 2,51 4,36 0,10 0,84 1,0 1,05 0,24 0,90
/ 2,56 7,36 7,45 1,04 1,37 11,37 3,91 0,68
Р <0,05 <0,01 <0 01 >0,05 >0,05 <0,01 <0,01 >0,05
4-я М 24,2 65 3,0 15,8 2,8 16,6 5,2 13,5
±т 6,19 11,8 1,81 0,74 0,75 4,78 0,52 0,28
г 3,56 5,05 3,87 4,23 2,77 9,79 6,16 5,01
р <0,01 < 0,01 <0,01 <0,01 <0,05 <0,01 <0,01 <0,01
ского влияния на подопытных животных мышьяка и свинца при их совместном действии; в меньшей степени оно выражено при дозах, равных ПДК, и значительно выражено при дозах, превышающих ПДК в 10 раз.
При изучении функционального состояния нервной системы мы использовали метод формисювания временных условнорефлекторных связей (С. Н. Черкинский и В. Н. Тугаринова; В. Е. Миклашевский и Г. Д. Джа-нашвили). Изучали способность животных к формированию новых связей на фоне интоксикации (4 месяца после начала затравки). Вырабатывали и исследовали у животных условные рефлексы в камере Котляревского с автоматической регистрацией отдельных показателей. Продолжительное комбинированное действие мышьяка и свинца на условнорефлекторную деятельность изучали в 2 этапа. До начала опыта перед определением физиологического фона по другим показателям производили подбор животных подобно тому, как описано выше. Крысы весом от 100 до 120 г с выработанным условным рефлексом были распределены по 5 особей в первые 4 группы (3 опытные и 1 контрольная). Затравку производили в дозах и по схеме, описанных ранее. Второй этап изучения функционального состояния нервной системы начали на фоне 4-месячной интоксикации. У животныхвыраба-тывали стереотип из 11 сигналов на 2 положительных сигнала (сильный — звонок и слабый — красный свет) и 1 отрицательный(дифференцировочный— зуммер). Состояние высшей нервной деятельности оценивали по скорости, появлению и укреплению условнорефлекторной реакции, величине латентного периода и силе двигательной реакции. Для характеристики силовых отношений был использован так называемый положительный индекс=
величина реакции на звонок величина реакции на свет
Данные, полученные при изучении функционального состояния нервной системы в продолжение 8-месячной хронической затравки при совместном действии мышьяка и свинца, показаны в табл. 1 и 2.
Таблица 2
Условнорефлекторная деятельность белых крыс на стереотип на 7-м и 8-м месяце при хронической интоксикации мышьяком и свинцом
Группа животных Статистический показатель Условный раздражитель Положительный индекс Условный раздражитель
звонок (-{-) красный свет (+)
латентный период (в сек.) величина реакции процент нарушений латентный период (в сек.) величина реакции процент нарушений
1-Я М 0,6 23,3 0 1,22 1,2 19,2 0
±т 0,08 1,72 0 0,04 0,23 1,27 0
2-я м 1,08 19,4 1,08 1,22 1,88 15,9 1.8
±т 0,12 0,28 0,19 0,02 0,30 0,08 1,37
/ 3,28 2,22 2,43 0 1,78 2,54 1,27
Р <0,02 >0,05 <0,05 — >0,05 <0,05 >0,05
3-я М 2,5 14,84 11,04 1,37 3,30 10,66 7,05
±т 0,23 2,29 4,31 0,26 0,64 0,82 1,37
г 9,52 2,96 3,48 0,77 3,71 4,75 7,04
р <0,01 <0,02 <0,01 >0 05 >0,01 <0,01 <0,01
4-я м 3,59 10,9 37,2 1,23 4,21 9,10 30,65
±т 0,32 0,45 8,23 0,15 0,58 0,87 9,76
* 8,91 6,95 5,18 0,007 4,80 6,56 3,58
Р <0,01 <0,01 <0,01 >0,05 <0,01 <0,01 <0,01
Из этих таблиц видно, что мышьяк и свинец в дозах, равных ПДК и тем более 10 ПДК, снижают способность подопытных животных образовывать новые временные связи, т. е. ухудшают состояние их условнорефлек-торной деятельности.
По числу поданных сигналов, необходимых для появления и укрепления условнорефлекторной реакции на сильный (звонок) и слабый (красный цвет) раздражители, латентный период и сила реакции у крыс контрольной группы и группы, получавшей мышьяк и свинец в дозах, равных ПДК, после 4-месячной интоксикации оказались одинаковыми.
Результаты разработки данных для положительного индекса непоказательны. Отмеченные различия во всех группах животных по сравнению с контролем были статистически недостоверны (см. табл. 2).
Выработанный стереотип на 7-й и 8-й месяцы от начала хронической интоксикации говорит также о нарушении условнорефлекторной деятельности у животных из 4-й группы (10 ПДК мышьяка и свинца) и 3-й (ПДК мышьяка и свинца). Выработка стереотипа предъявляет повышенные требования гк высшей нервной деятельности экспериментальных животных, и результаты, зарегистрированные при этом, весьма убедительны. Различия в реакции на оба сигнала, выявленные у 4-й и 3-й группы крыс, по сравнению с контрольной по всем показателям (латентный период, сила реакции и процент нарушений) были статистически достоверны (см. табл.2). Незначительные нарушения в рефлекторной деятельности животных при более продолжительном комбинированном воздействии мышьяка и свинца (только на 7-й и 8-й месяцы затравки) в дозах, равных х/г ПДК, установлены только в единичных случаях, что говорит о простом суммировании действия обоих элементов.
В конце опыта нами было прослежено отложение мышьяка и свинца в костях и некоторых внутренних органах крыс (печени, почках, легких)1. Установлено, что при продолжительной затравке подопытных животных мышьяком и свинцом в указанных нами выше концентрациях (при изолированном и комбинированном действии) оба вещества накапливаются больше всего в костях, а свинец, кроме того, и в почках, хотя и в низких концентрациях. В остальных органах мышьяк и свинец откладываются лишь в небольшом количестве с незначительными вариациями в разных органах. В наименьших количествах оба элемента найдены в костях, а свинец в почках (у животных, затравленных дозой, равной 7г ПДК). Однако ввиду сравнительной малочисленности наблюдений окончательные выводы не могут быть сделаны.
При морфологическом исследовании органов подопытных животных 4-й группы (10 ПДК мышьяка и свинца) установлены дистрофические повреждения паренхимы почек и печени, легкие воспалительные изменения интерстициальной соединительной ткани почек, печени и желудочно-кишечного тракта. У единичных животных 2-й ^/г ПДК мышьяка и свинца), 3-й (ПДК мышьяка и свинца), 5-й (ПДК мышьяка) и 6-й (ПДК свинца) групп обнаружены [слабые патологоанатомические изменения. Это не дает основания говорить о каком-либо серьезном повреждении органов в результате продолжительной интоксикации указанными концентрациями обоих элементов. При гистологическом исследовании органов животных контрольной группы изменений не отмечено. Содержание витамина С оказалось немного пониженным лишь у животных 4-й группы.
Эксперименты последних лет подтвердили, что комбинированное действие группы веществ, нормированных по одному и тому же лимитирующему признаку вредности, проявляется как эффект простого суммирования их ПДК (С. Д. Замыслова; С. А. Фридлянд, М. Н. Рублева; В. Г. Лаппо; Я. И. Костовецкий и соавторы; С. А. Фридлянд; К. П. Селянкина и соавторы).
1 Определение мышьяка и свинца в органах проведено инженером-химиком Г. Маут-
нер. 84
Полученные нами результаты также показывают, что эффект совместного' присутствия мышьяка и свинца — результат простого суммирования их влияния.
В санитарно-токсикологических экспериментах действующая доза при совместном присутствии обоих веществ была на уровне их ПДК по показателю условнорефлекторной деятельности подопытных животных и содержания SH-групп в крови и сыворотке. Действие мышьяка и свинца по другим использованным нами тестам вовсе не обнаружено.
Выводы
1. Наиболее чувствительным тестом при определении комбинированного-действия мышьяка и свинца оказалось функциональное исследование нервной системы и содержания SH-групп в крови и сыворотке.
2. Токсичность мышьяка и свинца при комбинированном действии проявляется в дозах, равных их предельно допустимым концентрациям. Действия мышьяка и свинца не обнаружено при дозах, равных их предельно допустимых концентраций.
3. Характер комбинированного действия мышьяка и свинца указывает на то, что оно проявляется по принципу их простого суммирования.
4. Исходя их принципа суммации действия веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности при одновременном содержании мышьяка и свинца в воде, следует руководствоваться их предельно допустимыми концентрациями, уменьшенными в 2 раза.
ЛИТЕРАТУРА
Арзамасцев В. В. Гиг. и сан., 1964, № 12, с. 16. — 3 а м ы с л о в а С. Д. Информ. бюлл. Московск. ин-та гиг. и сан., 1957, № 12, с. 30. — Костовецкий Я- И. и др. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1964, в. 6, с. 273. — Л а п п о В. Г. Там же, 1962, в. 5, с. 361. — Миклашевский В. Е., Джанашвили Г. Д. В кн.: Промышленные загрязнения водоемов. М., 1967, в. 8, с. 283. -— Селянкина К- П., Ленченко В. Г., Пыны-ч е в а Э. Н. Гиг. и сан., 1968, № 2, с. 17. — Соколовский В. В. Лабор. дело, 1962, № 8, с. 3. — Т о л г с к а я М. С. В кн.: Токсикология новых промышленных химических веществ. М., 1961, в. 2, с. 115. — Фридлянд С. А. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1965, в. 7, с. 232. — Фридлянд С. А., Рублева М. Н. Гиг. и сан., 1958, № 11, с. 12. — Ч е р к и н-с к и й С. Н. Там же, 1957, № 8, с. 3. — Ч е р к и н с к и й С. Н., Тугарино-в а В. Н. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1962, в, 5. с. 399. — Шалимов В. А. Фармакол. и токсикол., 1960, № 1 с. 67.
Поступила 15/VIII 1968 г.
