CC BY
2
Гигиена воды, санитарная охрана водоемов и почвы
® КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, !990 "ДК 614.777:547.391.1]-074
Л. В. Кудрин, Р. С. Ехина, Г. П. Амплеева, А. В. Тулакин, Т. А. Кочеткова, Н. Б. Камзолова
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЛАКРИСА-95 И ЛАТЕКСОВ МАРКИ ВДВХБАИК В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрнемана
В настоящее время во многих отраслях народного хозяйства широко используются водорастворимые акриловые сополимеры, в том числе латексы и лакрисы различных марок. - Водорастворимые сополимеры могут оказы-^ вать влияние на качество воды водных объектов хозяйственно-питьевого назначения при сбросе в них сточных вод соответствующих предприятий, что послужило основанием для проведения комплексных исследований по санитарно-гигиенической оценке указанных веществ.
Нами изучены латексы двух марок ВДВХБАИК-63Е-ПАЛ (ТУ 6-01-2-619—81) и ВДВХБАИК-73Е-ПАЛ (ТУ 6-01-2-616—81), относящиеся к сополимерам винилхлорида, бутил-акрилата, винилденхлорида и итаконовой кислоты и лакрис-95 (ТУ 6-01-2-717—84) — сополимер эфиров метакриловой и акриловой кислот.
Латексы указанных марок представляют собой эмульсионную жидкость белого цвета с за-^пахом этилакрилата, которая с водой смешива-"ется в неограниченном количестве. Согласно техническим условиям, в состав латексов входит в качестве примеси эмульгатор — алкилмоносуль-фонат натрия (2%).
Лакрис-95 — порошок белого цвета с акриловым запахом, хорошо растворим в воде.
Исследования проводили в соответствии с методическими указаниями [2, 5].
Изучение влияния акриловых сополимеров на органолептические свойства воды показало, что все они придавали водным растворам специфический акриловый запах, способствовали пено-образованию. Установленные пороги восприятия по запаху, согласно нижней доверительной границе, составляли для латексов 1,3 мг/дм3, для лакриса 60 мг/дм3. Пороговые уровни сополимеров по пенообразованию соответствовали 0,5 мг/ /дм3 для латексов и 50 мг/дм3 для лакриса-95. Ф В опытах по возможному влиянию латексов марок ВДВХБАИК-63Е-ПАЛ и ВДВХБАИК-73Е-ПАЛ и лакриса-95 на санитарный режим водоема и процессы самоочищения воды от ор-
ганических загрязнений испытывали следующие концентрации сополимеров: для латексов — 0,5, 2, 5 и 10 мг/дм3, для лакриса-95 — 1, 4 и 10 мг/дм3. На основании полученных данных установлено, что изучаемые сополимеры в концентрациях от 0,5 до 5 мг/дм3 окисляются незначительно. На окисление 1 мг латекса (идентично для обеих марок) на 15—20-е сутки расходуется 0,1—0,43 мг растворенного в воде кислорода, для лакриса — 0,1—0,6 мг кислорода. Величина БПК в воде модельных водоемов в течение этого периода не превышала 10—12 % БПК контрольного опыта. Наибольшее потребление кислорода (1—1,5 мг) сополимерами наблюдалось лишь на 20-е сутки при исходной их концентрации 10 мг/дм3, при этом величина БПК в опытных водоемах превышала контрольную цифру на 30—38 %. Следовательно, латексы ВДВХБАИК-63Е-ПАЛ и ВДВХБАИК-73Е-ПАЛ и лакрис-95 в концентрациях до 5 мг/дм3 не могут существенно повлиять на баланс растворенного в воде кислорода и тем самым на общий санитарный режим водоема.
Наблюдения в воде водоемов за процессами аммонификации, нитрификации, развитием сапрофитной микрофлоры, изменением рН и уровнем растворенного в ней кислорода показали, что влияние латексов и лакриса-95 в изученные концентрациях на дииамику этих показателей незначительно.
Для оценки степени стабильности изучаемых химических веществ в водной среде пользовались классификацией, предложенной В. Т. Ма-заевым [3].
Исследования проводили на водопроводной и речной воде в различных условиях: при комнатной температуре и при 10 и 28 °С с добавлением и без добавления хозяйственно-бытовых стоков.
При определении в воде сополимеров использовали прямые методы: для лакриса-95 — разработанный нами фотометрический метод с чувствительностью 1 мг/дм3; для латексов — метод
Таблица 1
Расчетные и экспериментальные параметры токсического действия изученных водорастворимых сополимеров
Параметр токсичности ВДВХБЛИК--63Е-ПАЛ ВДВХБАИК--73Е-ПАЛ Лакрис-95
расчет эксперимент расчет эксперимент расчет эксперимент
ЬО60, мг/кг 25 300 21 350 29000
ЕТ60 [2] 11,4 16
1к 0,08 0,08
ЕТ60 („> 15
ПД0ош> мг/кг 15,0 3,0 12,9 3,0 17,0 2,0
Г1Дотд, мг/кг 30,0 30,0 20,0
МНД, мг/кг 2,15 0,3 1,86 0,3 2,42 0,2
МНК, мг/л 6,0 6,0 4,0
*-°50/МНД ■8,4-104 7,1-10« 1,45-10?
Класс опас-
ности 3 3 3
КВЧ 3 3 3
Рекомендуемая
ПДК по ток-
сикологичес-
кому приз-
наку вред-
ности, мг/л 6,0 6,0 4,0
Примечание. КВЧ — коэффициент видовой чувствительности.
определения по группе анионоактивных веществ, присутствующих в веществах [4].
Результаты исследований всех серий опытов показали, что изучаемые вещества относятся к стабильным соединениям. Период полураспада для латексов обеих марок составил 5—8 сут, для лакриса-95 — 5—7 сут.
Отмечено, что степень стабильности сополимеров увеличивалась при температуре 10°С. Внесение в воду модельных водоемов хозяйственно-фекальной жидкости и повышение температуры воды до 28 °С ускоряло процесс распада сополимеров.
При сопоставлении полученных данных сани-тарно-химических исследований установлены пороговые концентрации сополимеров по влиянию их на санитарный режим водоема на уровне 4 мг/дм3 для лакриса-95 и 5 мг/дм3 для латексов.
На первом этапе санитарно-токсикологических исследований определяли параметры острой токсичности— ЬО50 и ЬО)6 — ЬЁ>84 (диапазон острой токсичности), ЕТ5о (среднее время гибели); оценивали кумулятивные свойства изученных соединений. В опытах было использовано 300 беспородных белых крыс, 400 белых мышей и 30 морских свинок обоего пола. Изучаемые вещества животным вводили внутрижелудочно в виде водных эмульсий.
Острые опыты проводили по Беренсу, Беренсу и Шлоссеру. Диапазон доз выбирали, исходя из данных предварительных экспериментов: для ВДВХБАИК-63Е-ПАЛ 13 800—41 400 мг/кг, для
ВДВХБАИК-73Е-ПАЛ 12 900—32 500 мг/кг, для лакриса-95 14 000—29 000 мг/кг. Результаты исследований представлены в табл. 1.
ЬО50 для латекса ВДВХБАИК-63Е-ПАЛ, установленная по методу Беренса, составила 25 300+2460 мг/кг, по методу Беренса и Шлос-сера — 25 350+4500 мг/кг, диапазон острого/ токсического действия в пределах 17 000—^ 33 000 мг/кг, для латекса ВДВХБАИК-73Е-ПАЛ — соответственно 21350+2060, 21900+2390 и 15250—27250 мг/кг. Максимально достижимая доза лакриса-95 29 000 мг/кг не вызвала гибели ни одного из взятых в опыт животных. Значение коэффициента видовой чувствительности для всех изученных сополимеров менее 3.
Среднее время гибели для латекса ВДВХБАИК-63Е-ПАЛ составило 11,4 ч, для ВДВХБАИК-73Е-ПАЛ — 16 ч.
Кумулятивные свойства изучаемых соединений оценивали на основании результатов острого и подострого экспериментов [6]. Показано, что индекс кумуляции (1к) для обоих латексов равен 0,08. Подострый опыт проводили по методу ^ Б. М. Штабского и Г. Н. Красовского на 60 белых мышах-самцах, которые в течение 25 дней ежедневно получали '/2 ЬО50 изучаемых латексов. Животные за время эксперимента получали 12,5 ЬО50, при этом гибели не наблюдалось. Следовательно, коэффициент кумуляции (Ккум) равен 12,5, а среднее время летальности при многократном введении [ЕТ50(К)] — более 15. Полученные результаты позволяют отнести изучаемые латексы к группе ПБ, т. е. к малотоксичным И малокумулятивным соединениям. Ккум для лакриса-95 принят по аналогии равным 12,5 с учетом близости по физико-химическим свойствам к другим представителям группы водорастворимых акриловых полимеров (М-14, латексы).,
На втором этапе осуществляли сравнительную Ч оценку пороговых (ПД) и максимальных недействующих доз (МИД), а также ПДК с использованием расчетных и экспресс-экспериментальных методов. Одним из перспективных расчетных способов является регрессионный анализ. Исследованиями прошлых лет [1] показана целесообразность применения для определения ПДК водорастворимых акриловых полимеров следующих регрессионных систем:
ПД = 0,923^ ЬО50—2,886;
МНД = 0,88^ Ь05о—3,54;
МНД = — 1,3021д ЕТ50+^ ЬО50-2,22.
Данные острых опытов и расчетным путем установленные МНД (МНК) позволяют отнести все изученные вещества к 3-му классу опасности. С целью повышения надежности гигиенических нормативов изученных соединений и под-тверждения точности определенных расчетным « путем значений ПД и МНД (согласно схеме этапного нормирования) на третьем этапе были проведены 2 серии подострых экспериментов.
Таблица 2
Результаты токсикологических исследований изучаемых сополимеров
Показатели
з-g
Доза латекса ВДВХБАИК-73Е-•ПАЛ в подостром опыте, мг/кг
300 30
спп 10 + + + + _
АЛТ крови 7 — — — — — —
ACT крови 7
Гемоглобин крови 7 — — — — и/о 11/0 11 О
Динамика массы тела 10 — — — — — —
Гексеналовый наркоз:
время засыпания 7 — — — — + — —
время сна 7 + + — — + + —
Витальное окрашива-
ние:
печень 7 + — — — + — —
надпочечники .7 + + — — + — —
почки 7 +
семенники 7 + +
головной мозг 7 + + + — — — —
Весовые коэффициен-
ты:
почки 7 — + + — — — —
надпочечники 7 + +
семенники 7 — — — — — — —
головной мозг 7 — — — — — —
Патоморфологичес-
кие исследования
0.3
Доза лакри-са-95 в гтод-сстром опыте, мг/кг
20
1 К2
Примечание. + достоверные изменения показателя по отношению к контролю; — отсутствие достоверных изменений; н/о — не определяли.
В связи с тем что латексы обладают близкими физико-химическими свойствами и их ЬО50> установленные в острых опытах, близки, подост-рый эксперимент проводили на одном из них, относительно более токсичном, а именно на ВДВХБАИК-73Е-ПАЛ в дозах 300, 30, 3 и 0,3 мг/кг. Кроме того, в дозах 20, 2 и 0,2 мг/кг изучали лакрис-95, имеющий некоторые отличительные структурные особенности. Опыты проводили на 250 белых мышах-самцах как наиболее чувствительном к действию данных соединений виде животных. Изучаемые вещества вводили ежедневно перорально в виде водных растворов. Исходными величинами для выбора доз служили экспериментальные ЬО50 и расчетные величины ПД и МИД. Полученные результаты представлены в табл. 2,
При изучении полимера ВДВХБАИК-73Е-ПАЛ установлено, что доза 300 мг/кг является действующей; аналогичные изменения, но выраженные в меньшей степени наблюдались при дозе 30 мг/кг. Пороговой оказалась доза 3 мг/кг, а недействующей — 0,3 мг/кг. При оценке лак-риса-95 показано, что в качестве пороговой может быть принята доза 2 мг/кг, а в качестве МИД — 0,2 мг/кг. Отношение ПД0бщ/ПД0тд (по витальному окрашиванию и патоморфологиче-ским исследованиям) определено на уровне более 10. С учетом хорошей изученности аналогов (п=10) мы сочли возможным не изучать отдаленное действие латексов и лакриса-95.
Таким образом, проведенные токсикологические исследования по обоснованию гигиенических нормативов латексов ВДВХБАИК-63Е-ПАЛ и ВДВХБАИК-73Е-ПАЛ и лакриса-95 свидетельствуют, что изученные соединения относятся к малотоксичным веществам (3-й класс опасности) с невыраженными кумулятивными свойствами. Установленные МИД сополимеров находятся на уровне 6 мг/дм3 для латексов и 4 мг/дм3 для лакриса-95.
В результате обобщения данных комплексных санитарно-химичесхих и токсикологических исследований рекомендованы следующие ПДК акриловых сополимеров в воде водоемов: для лакриса-95 на уровне 4 мг/дм3 с токсикологическим признаком вредности; для латексов обеих марок — 0,5 мг/дм3 при нормировании по органо-лептическому признаку вредности.
Литература
1. Климкина Н. В.. Тулакин А. В., Ехина Р. С. и др.// Гиг. и сан,— 1983, — № 5. — С. 20—24; 1985. — № 7.— С. 13—17.
2. Методические указания по применению расчетных и экспресс-экспериментальных методов при гигиеническом нормировании химических соединений в воде водных объектов / Под ред. Г. Н. Красовского. — М., 1979.
3. Методические рекомендации по гигиенической оценке стабильности и трансформации химических веществ в водной среде. — М., 1980.
4. Методы определения вредных веществ в воде водоемов. — М., 1981.
5. Разработка и научное обоснование предельно допустимых концентраций в воде водоемов: Метод, указания / Под ред. С. Н. Чер!:инского. — М., 1976.
6. Штабский Б. М., Каган Ю. С. и др. // Гиг. и сан. — 1974. — № 3, —С. 65—67.
Поступила 23.05.8S
