CC BY
7
УДК 614.777:661.881
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ТЕТРАЭТИЛОЛОВА В ВОДОЕМАХ
И. Н. Скачкова
Кафедра коммунальной гигиены I Московского медицинского института им.
И. М. Сеченова
С 40-х годов оловоорганические соединения получили широкое распространение как в промышленности, так и в сельском хозяйстве. В производстве пластических масс, например, их применяют в качестве стабилизаторов поливинилхлорида, в качестве антиоксидантов для каучука и в качестве катализаторов при полимеризации олефинов. Кроме того, ряд органических соединений олова используют в качестве моллюскоци-дов и активных компонентов различных ветеринарных препаратов (О. Ю. Охлобыстин; Р. Ингам и соавторы).
В литературе мы не нашли каких-либо данных, касающихся гигиенической оценки этих соединений. Имеются лишь сведения об их токсикологии при остром и подостром воздействии. Мы ставили своей целью дать гигиеническую и санитарно-токсикологическую оценку одного из веществ этой группы — тетраэтилолова (ТЭО) и рекомендовать предельно допустимую концентрацию его в водоемах.
ТЭО является исходным продуктом для синтеза различных алкил- и галогеноза-мещенных органических соединений олова. Согласно технологическим данным, производство таких веществ связано с образованием сточных вод; содержание в них олово-органических соединений составляет около 45,6 г (в вп) «а 1 т продукции. ТЭО (С2Н5)45п представляет собой маслянистую бесцветную жидкость с удельным весом 1,199, обладающую резким специфическим запахом, хорошо растворимую в органических растворителях; растворимость в воде составляет 10—12 мг/л.
Исследования мы начали с выяснения влияния ТЭО на органолеп-тические свойства воды. Пороговые концентрации определяли бригадным методом с оценкой интенсивности запаха и привкуса по 5-балльной системе. Порог ощущения запаха (запах интенсивностью 1 балл) большинством одораторов установлен на уровне 0,2 мг/л, а практический порог— на уровне 0,5 мг/л. Статистическая обработка полученных данных показала достаточную их надежность (табл. 1). Нагревание воды, содержащей ТЭО, до 40—60° не приводило к изменению порога запаха.
Изучая влияние ТЭО на привкус воды, мы нашли, что это вещество может придавать ей вяжущий металлический привкус. Пороговые концентрации по привкусу оказались значительно выше, чем порог по запаху, и находятся на уровне 1,5 мг/л.
Стабильность ТЭО изучали косвенным методом по снижению интенсивности запаха его в водных растворах. Полученные данные согласуются с литературными (Ю. Рохов и соавторы) и позволяют охарактеризовать ТЭО как сравнительно стабильное соединение. Так, запах интенсивностью 3 балла, соответствующий концентрации вещества 1,5 мг/л, снижался лишь к 3-м суткам до 2 баллов.
Таблица 1
Влияние тетраэтилолова на органолептические свойства воды (запах)
Интенсивность запаха (в баллах) Статистические параметры
п М ±с ±т Р М—1т
1 2 66 72 0,2 0,5 0,083 0,14 0,01 0,016 5 3,2 0,08 0,46
Для выявления возможного вредного влияния ТЭО на общий санитарный режим водоемов мы наблюдали динамику биохимического потребления кислорода (БПК) и скорость нитрификации органических веществ. В опытах были испытаны концентрации вещества 0,2, 0,5, 2 и 20 мг/л. Установлено, что концентрации 0,2, 0,5 и 2 мг/л не влияют на процессы БПК и развитие сапрофитной микрофлоры. При изучении влияния ТЭО на вторую фазу минерализации выявилось, что его концентрации 0,2, 0,5 и 2 мг/л не оказывают существенного воздействия и на процессы нитрификации (табл. 2). Концентрация 20 мг/л вызвала незначительное торможение процессов БПК и развития сапрофитной микрофлоры и несколько затормозила процесс нитрификации.
Таблица 2
Влияние тетраэтилолова на динамику биохимического потребления кислорода (БПК)
в течение 20 суток
Время наблюдения (в сутках)
1 5 10 15 20
Концентрация ТЭО (в мг/л) мг/л о, i Б lsa с к ч мг/л О, If с м ч мг/л о. si I8e а * ч мг/л ог = Н 2¿ = ÍS я с к ч мг/л ог tí. « £ lie с и ч
Опыт № 1
Контроль 0,50 2,00 0,80 0,76 0,76 100 95 95 1,56 1,42 1,33 100 91 85 1,61 1,50 1,41 100 93 89 1,60 1,54 1,47 100 96 91 1,57 1,59 1,49 100 101 94
Опыт № 2
Контроль 0,50 2,00 0,48 0,48 0,48 100 100 100 1,42 1,35 1,11 100 95 78 1,42 1,40 1,29 100 98 91 1.44 1.45 1,32 100 100 91 1,50 1,46 1,41 100 97 94
Литературные данные о токсичности оловоорганических соединений для теплокровных животных весьма ограничены и касаются в основном действия при остром отравлении большими дозами (Stoner с соавторами; Aldridge и Сгешег).
Токсичность ТЭО в острых опытах мы изучали на белых крысах, белых мышах, морских свинках и кроликах. Вещество вводили per os растворенным в растительном масле. Животные находились под наблюдением 20 дней. Клиническая картина острого отравления характеризовалась падением веса, адинамией, генерализованной мышечной слабостью, особенно сильно выраженной в задней части тела, и судорогами. В зависимости от введенной дозы у животных через 1—5 дней развивалось коматозное состояние, которое длилось 2—3 дня; на 5— 7-е сутки они погибали. Полученные данные о смертности животных, обработанные статистически с использованием пробит-анализа по методу Литчфилда — Уилконсона, свидетельствуют о высокой токсичности ТЭО. Среднесмертельная доза (LD50) этого вещества для белых мышей— 39,8 мг/кг и для белых крыс— 15,9 мг/кг, LD50 для морских свинок и кроликов установлена по методу Дейхмана и Ле Бланка и равна 37 и 7 мг/кг соответственно. Таким образом, наиболее чувствительными животными к тетраэтилолову оказались кролики и белые крысы.
Кумулятивные свойства ТЭО изучены в опытах на белых крысах, которым вводили это вещество ежедневно из расчета Vio LD50. Со 2-го дня затравки у животных отмечались мышечная слабость, адинамия, снижение аппетита и веса. На 10-й день по получении крысами
ТЭО в концентрации 15 мг/кг, т. е. на уровне ЬВ50, у них наблюдалось прогрессивное нарастание симптомов отравления. Несмотря на то что гибель животных регистрировалась с 14-го по 21-й день затравки, нельзя не учитывать поздние сроки их гибели в острых опытах. Поэтому можно сделать вывод о выраженных кумулятивных свойствах ТЭО.
Хронический санитарно-токсикологический эксперимент мы проводили на кроликах и белых крысах. ТЭО испытывали в дозах 0,0001, 0,001 и 0,01 мг/кг при пероральном введении его животным в течение 7—9 месяцев; контрольные животные получали растительное масло.
мг'/.
14 13
¡г // ю
9 8
О 1—1
I
J_1_
J_I_I_I_Е_
млн./щм3 7,0
6.0
4.0
■ I I
Г
Г
-
у.У'4
J_I_I_I_I_I_1_
2 3 4 4,5 5 6 6.5 7 7,5 3
Фон Сроки наблюдения (6месяцах) Период Аоеста-
новления
Рнс. I. Динамика содержания гемоглобина в крови кроликов в течение длительной затравки тетраэтилоловом (а). Содержание эритроцитов в крови кроликов при длительной затравке тетраэтилоловом (б).
1 — контроль; 2 — ТЭО в дозе 0,0001 мг/кг-, 3 — ТЭО в дозе 0,001 мг/кг;
4 — ТЭО в дозе 0,01 мг/кг.
Исходя из литературных данных и политропности воздействия ТЭО, мы осуществляли хронический санитарно-токсикологический эксперимент с широким набором методик, позволяющим изучить влияние ТЭО на наиболее важные функции организма теплокровных животных.
В ходе хронического опыта в поведении и общем состоянии подопытных животных не отмечено каких-либо особенностей по сравнению с контрольной группой. Все они одинаково прибавляли в весе. Исследование морфологического состава крови позволило отметить, что ТЭО во всех испытанных дозах, начиная с 3-го месяца затравки, вызывало снижение содержания гемоглобина и уменьшение числа эритроцитов с одновременным увеличением количества ретикулоцитов. Эти изменения оказались статистически достоверными (рис. 1).
Результаты исследования активности каталазы крови позволяют говорить о ее увеличении у животных, получавших ТЭО в дозах 0,0001, 0,001 и 0,01 мг/кг. Следует указать, что эти изменения оказались статистически достоверными только к концу хронического опыта. Длительное
введение ТЭО вызвало изменения активности холинэстеразы. Угнетение активности холинэстеразы отмечалось у животных при затравке их любой из испытанных доз. Наибольшие изменения, особенно в начале хронического опыта, отмечены у животных, получавших ТЭО в дозе 0,01 мг/кг. ТЭО в дозах 0,001 и 0,0001 мг/кг также вызывало угнетение активности холинэстеразы, но эти изменения развивались на 4—5-м месяцах затравки (рис. 2).
350
300
250
5г
| гоо
ио о
J_I_I_I-
/ п ш 17 г з 4 5 в е.5 7 и ' з
Ф о „ Срони наблюдения (о /месяцах) Периоа оосстамоо-
ления
Рис. 2. Динамика активности холинэстеразы крови кроликов в течение длительной
затравки тетраэтилоловом. / — контроль; 2 — ТЭО в дозе 0,0001 мг/кг; 3 — ТЭО в дозе 0,001 мг/л\ 4 —ТЭО в дозе 0,01 мг/кг.
70 60 ГО ■40 ЗО
го
/О О
1 Сек
1 ■ 1 2,5 -
1 1 2,0 -
1 1 1 1 -
1 | 1 '.О -
1 1 0,5 -
1 О
Рис. 3. Влияние тетраэтилолова на условнорефлекторную деятельность
белых крыс в условиях хронического опыта. а — появление и упрочение положительной условнорефлекторной реакции; б — латентный период; в — наличие условной реакции. Остальные обозначения те же, что и на рис. 1.
Установлено также статистически достоверное снижение БН-групп в цельной крови и сыворотке у животных, получавших ТЭО в дозах 0,001 и 0,01 мг/кг.
Влияние ТЭО на условнорефлекторную деятельность мы оценивали по способности животных к формированию условнорефлекторных связей (С. Н. Черкинский и др.). Исследования проводили в эксперименталь-
ной камере системы Л. И. Котляревского с автоматической регистрацией показателей (Н. И. Лосев и В. Е. Миклашевский). Установлено, что ТЭО в дозах 0,0001, 0,001 и 0,01 мг/кг вызывает нарушение услов-норефлекторной деятельности, т. е. замедление формирования положительных условных реакций, увеличение латентного периода и повышение процента выпадения положительных условных реакций (рис. 3).
Таблица 3
Появление и упрочение дифференцировочной реакции на метроном 16 гц у белых крыс, получавших различные дозы тетраэтилолова (в каждой группе 5—7 крыс)
Дозы ТЭО (в мг/кг) Статистические параметры Появление дифференцировки Упрочение дифференцировки
0 00 000 0000 00000
Контроль М+т 16,5±1,3 28,0ч=1,8 35,1±1,3 36,0±2,3 37,0+1,3
0,0001 Мч-т р 14.6-1-1,5 0,3 35, 8± 1,4 0,001 46,2±1,2 0,001 51,6±0,9 0,001 52,4+1,5 0,001
0,001 М+т Р 29,5+1,0 0,001 44,1±1,4 0,001 55, 0± 1,4 0,001 60,3±1,1 0,001 62,9±0,7 0,001
0,01 М+т Р 34,4-1-0,6 0,001 48,0±1,7 0,001 64,8±2,3 0,001 74,6+1,4 0,001 82,4+1,1 0,001
Таблица
Влияние тетраэтилолова на угашение и восстановление положительной условной реакции у белых крыс (в каждой группе 5—7 крыс)
Отмечено замедление появления дифференцировочной реакции у всех животных, получавших ТЭО (табл. 3), что можно расценить как следствие нарушения процессов внутреннего торможения. На фоне закрепления дифференцировочной реакции при введении тех же доз ТЭО белым крысам выявлено увеличение латентного периода и повышение процента выпадения положительных условных реакций. Далее установлено, что ТЭО в дозах 0,001 и 0,01 мг/кг вызывает статистически достоверное замедление угашения и восстановления положительной реакции (табл. 4).
Анализ ренограмм, полученных на самописце при проведении функциональной пробы с йод-гиппура-ном, показал, что доза ТЭО 0,0001 мг/кг вызвала у животных нарушение экскреторной функции почек.
После окончания хронической интоксикации кролики находились под наблюдением в течение месяца. За этот период содержание гемоглобина, эритроцитов и активности хо-линэстеразы и каталазы крови у животных, получавших ТЭО в дозе 0,0001 мг/кг, восстановилось до ис-
Дозы ТЭО (в мг/кг) Статистические параметры Угашение (сочетание) Восстановление (сочетание)
Контроль М±т 26,0±2,9 5,6+0,9
0,0001 М±т Р 28,0+3,3 0,6 7,0+1,2 0,3
0,001 М+т Р 48,0+2,0 0,001 9,0+1,2 0.05
0,01 М±т Р 56,4±2,1 0,001 11,6±1,0 0,001
ходного уровня. Однако у животных, получавших ТЭО в дозах 0,001 и 0,01 мг/кг, обнаружены стойкие статистически достоверные изменения по указанным выше тестам.
В конце хронического опыта посмертно у белых крыс были определены весовые коэффициенты внутренних органов, содержание аскорбиновой кислоты и SH-групп в печени, селезенке, мозге и надпочечниках. Полученные данные свидетельствуют, что ТЭО в дозах 0,0001 и 0,001 мг/кг не оказало какого-либо влияния на весовые коэффициенты внутренних органов. ТЭО в дозе 0,01 мг/кг вызвало статистически достоверное (Р = 0,02) увеличение весовых коэффициентов надпочечников. Изучение содержания аскорбиновой кислоты во внутренних органах показало, что существенного различия в содержании аскорбиновой кислоты в органах у подопытных животных по сравнению с контрольной группой обнаружено не было.
У животных, получавших ТЭО в дозе 0,01 мг/кг, наблюдалось снижение SH-групп в печени и селезенке. Остальные использованные в хроническом эксперименте тесты не позволили выявить каких-либо изменений в исследованных системах и функциях подопытных животных.
В результате хронического санитарно-токсикологического эксперимента выяснено, что ТЭО оказывает действие преимущественно на центральную нервную и кроветворную системы. При этом ТЭО в дозе 0,0001 мг/кг оказало пороговое действие на организм теплокровных животных, что выражалось в снижении содержания эритроцитов, угнетении активности холинэстеразы и нарушении экскреторной функции почек, а также изменении условнорефлекторной деятельности. Поэтому в дальнейшем мы дополнительно поставили опыт на белых крысах, вводя им ТЭО в дозе 0,00001 мг/кг в течение 7 месяцев. На этих животных изучали только те тесты, которые оказались наиболее чувствительными в хроническом опыте (морфологический состав крови, активность холинэстеразы, условнорефлекторная деятельность). ТЭО в дозе 0,00001 мг/кг не вызвала существенных изменений ни по одному из испытанных тестов.
Таким образом, суммируя полученные результаты, можно рассматривать дозу ТЭО 0,0001 мг/кг как находящуюся на пороге действия. Доза ТЭО 0,00001 мг/кг не вызвала каких-либо изменений по сравнению с контролем ни в одном из использованных тестов и может быть расценена как недействующая по санитарно-токсикологическому признаку вредности.
Выводы
1. Комплексная оценка полученных экспериментальных данных показала, что лимитирующим признаком вредности для ТЭО является са-нитарно-токсикологический.
2. В качестве предельно допустимой можно рекомендовать концентрацию ТЭО на уровне 0,0002 мг/л (что примерно соответствует 0.00001 мг/кг).
ЛИТЕРАТУРА
Лосев Н. И., Миклашевский В. Е. Пат. физиол., 1962, № 3, с. 75.— О х л о б ы с т и н О. Ю. «Третья химия». Элементоорганические соединения. М., 1965. — Ч ер к и некий С. Н. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1964, в. 6, с. 323. — А 1 d г i d g е W., Cre-m e r J., Biochem. J., 1955, v. 61, p. 406. — Ингам P., Розенберг С., Г и л ь м а н Т. и др. Оловоорганические и германинорганические соединения. М., 1962. — Рохов Ю., X е р д Д., Льюис Р. Химия металлоорганических соединении. М., 1963. — S t о n е г Н., В а г u е s J., D u f f I., Bri. J. Pharmacol., 1955, v. 10, p. 16.
Поступила 23/VIII 1966 r.
Л6
HYGIENIC SUBSTANTIATION OF THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF TETRAETHYL TIN IN WATER BODIES
I. N. Skachkova
The author studied the effect of tetraethyl tin on the organoleptic properties of water, the sanitary regime of water bodies and on warm-blooded animals in its oral introduction for a long period of time. The finding was that the threshold value of tetraethyl tin, affecting the organoleptic properties (smell) of water, is at a level of 0.2 mg/1. Tetraethyl tin at a concentration within 2 mg/1 has no effect on the sanitary regime of water bodies.
As a result of acute poisoning tests it was found that its LD50 for albino rats amounted to 15 mg/kg, for albino mice — 40 mg/kg, for guinea-pigs — 40 mg/kg and that for rabbits — 7 mg/kg. The chronic sanitary-toxicologic tests were carried out with tetraethyl tin at a concentration of 0. 00001 to 0.01 mg/kg. Tetraethyl tin was found to affect mainly the central nervous and hemopoietic systems. Its inefficient concentration amounted to 0.0001 mg/kg. Thus the limitting index of a noxious effect of tetraethyl tin is sanitary-toxicologic. Its maximum permissible concentration is sugegsted to be set at a level of 0.0002 mg/1 (0.00001 mg/kg).
УДК 613.12:612.53
ОПЫТ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КЛИМАТА ТЕРРИТОРИЙ ЗАСЕЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СРЕДНИХ И ЮЖНЫХ ШИРОТ СССР
Е. М. Ратнер
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР и Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожной гигиены Министерства путей сообщения СССР, Москва
При разработке гигиенических рекомендаций, касающихся природно-климатических условий местности, гигиенисту необходимо знать, как часто и когда на исследуемой территории складывается неблагоприятная метеорологическая обстановка, предопределяющая направленность гигиенических мероприятий по устранению или смягчению воздействия этих условий на организм человека. Однако отсутствие приемлемого метода объективной оценки комплексного влияния метеорологических факторов на организм человека в реальных условиях его пребывания на открытом воздухе привело к известной схематизации оценки климата местности. Эта оценка сводится к характеристике его на основе среднемесячного состояния метеорологических составляющих, которым придается наибольшее значение в формировании погоды (температура воздуха и максимальная скорость ветра в зимние месяцы, температура и относительная влажность воздуха летом).
В связи с этим возникла задача построения классификации погоды, учитывающей ее воздействие на тепловое состояние человека, что позволило бы оценивать климат территорий заселения с физиолого-ги-гиенических позиций.
Эта задача была реализована комплексными физиолого-гигиени-ческими исследованиями, выполненными в 1961 —1963 гг. коллективом сотрудников Института общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР при нашем участии под руководством проф. И. С. Кан-дрора. Этими исследованиями, проведенными в разных климатических зонах СССР, показано (И. С. Кандрор, Е. М. Ратнер, Г. И. Муравьева и др.), что диапазон возможных изменений теплового состояния у человека укладывается в 9 типов, характеризующих слабую, умеренную,
2 Гигиена и санитария, № 4
17
