CC BY
3
бионтсв и отрицательно воздействующих на санитарно-ги-гиенические показатели воды.
Принимая во внимание возрастающие объемы указанных производств, интенсификация очистки из сточных вод может рассматриваться как важный этап в повышении эффективности мер по охране поверхностных вод от загрязнения.
В последнее время широкое применение в технологиях очистки промышленных стоков получили гидролизованные соли алюминия [4]. Использование их в ряде производств позволило снизить затраты реагента по сравнению с затратами применяемого сернокислого алюминия на 16—40 %, существенно расширяется и диапазон рН доступных для очистки сточных вод [2].
В настоящей работе перед нами стояла задача изучить эффективность обезвреживания сточных вод производства сухих элементов обработкой нпзкоосновным гндроксохло-ридом алюминия (НГОХА) в сравнении с другими возможными технологическими приемами.
Поскольку совместное или комбинированное [1] действие смеси биологически активных веществ на живой организм, как правило, отличается от простого суммирования эффектов [5, 6], результаты химического анализа пробы не всегда могут адекватно отражать степень и направление изменения повреждающих свойств обрабатываемых промышленных стоков. Поэтому в качестве показателя эффективности обезвреживания было выбрано изменение токсичности сточной воды для тестовых гидробионтов.
Исследования выполнены с использованием стоков завода сухих элементов «Сириус» в Клайпеде. В качестве разбавителя и контрольной среды применялась отстоянная водопроводная вода со следующими гидрохимическими параметрами: рН 7,8—8,0. концентрация кислорода 7,6— 8.4 мг/л, концентрация Са2+ 40—45 мг/л температура 19— 21 °С. Гест-объектом служила лабораторная культура ветвистоусых ракообразных Daphnia magna. Опыты проводили в 250-миллилитровых стеклянных емкостях, в которые помещали по 10 особей однодневного возраста. В остальном условия проведения токсикологического эксперимента и способ обработки полученных результатов соответствовали рекомендациям, изложенным в работе Н. С. Строганова [3].
НГОХА (А10НС12) получали путем растворения металлического алюминия в титрованном растворе соляной кислоты (4].
Как показали проведенные исследования, стоки производства сухих элементов токсичны для ветвистоусых ракообразных. Стопроцентная гибель подвергнутых воздействию неочищенной сточной воды тестовых организмов наблюдается по истечении 96—120 ч, и только 3-кратное разбавление стока позволяет снизить гибель животных за 120 ч наблюдения до уровня контроля.
В связи с активной реакцией исследованных стоков (рН 10,5) представляло интерес изучить возможность снижения их токсичности для гидробионтов путем нейтрализации кислыми агентами. Однако результаты опытов по определению токсикологических характеристик стоков, оттитрованных раствором соляной кислоты до значений рН. близких к физиологическому оптимуму свидетельствуют о том, что нейтрализация не может обеспечить эффективное обезвреживание сточных вод. Так, гибель 50 % тестовых
организмов в образцах промышленных стоков, доведенных соляной кислотой до pH 7,5, происходит за 46—52 ч. Для исходной сточной воды этот период равен 42—48 ч.
Результаты изучения токсичности сточных вод, обработанных НГОХА, показали, что медианная летальная концентрация этого соединения не превышает 30 мг/л (но А13+). Вместе с тем обработка сточных вод указанным реагентом существенно влияет на степень их острой токсичности для исследованных тест-объектов. При этом регистрируемый эффект находится в зависимости от количества вносимого препарата. В частности, при низких концентрациях НГОХА (до 25 мг/л по АР+) имеет место резкое (до 238 %) увеличение токсичности обрабатываемых реагентом стоков. Это указывает на возможность синергизма или потенцирования |1) в действии токсических агентов стока и НГОХА на организм гидробионтов.
С увеличением количества реагента, вносимого в обра батываемые сточные воды, повреждающее действие последних на гидробионты снижается, и в определенных условиях может быть достигнуто существенное улучшение их токсикологических характеристик. Так, в наших опытах при концентрации коагулянта 70—80 мг/л токсичность очищенной сточной воды по сравнению с исходной снижается более чем на 44 %. Однако дальнейшее увеличение концентрации реагента не приводит к заметному улучшению качества стоков, тестируемого по показателям токсичности. Обращает на себя внимание также тот факт, что наибольшее снижение токсичности исследуемых сточшх вод достигается при концентрациях НГОХА, значительно превышающих среднелетальные. По-видимому, в этом находит свое отражение процесс взаимной нейтрализации биологической активности химических ингредиентов стока и НГОХА при их взаимодействии.
Таким образом, результаты проведенных исследований позволяют заключить, что сточные воды производства сухих элементов могут оказывать сильное повреждающее действие на гидробионтов. Обработка сточных вод растворами НГОХА может приводить к существенному снижению острой токсичности. Это позволяет отнести НГОХА к веществам, перспективным для дальнейшего изучения в качестве возможных препаратов для реагентной очистки стоков производства сухих элементов.
Литература
1. Грушко Я■ М- Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах. — Л., 1979.
2. Кульский JI. А.. Накорчевская Б. Ф. Химия воды: Физико-химические процессы обработки природных и сточ ных вод. — Киев, 1Э84.
3. Строганов Н. С. // Методики биологических исследований по водной токсикологии. — М., 1971. — С. 14—16.
4. Шутько А. П., Сороченко В. Ф., Козликовский Я. />.. Гречко В. И. Очистка воды основными хлоридами алюминия. — Киев, 1984.
5. Hutchinson N. J., Sprague f. В.// Cañad. J. Fish, aquatic Sei. — 1986. — Vol. 43. N 3. — P. 647—655.
6. Marui/ama Т.. Hannah S. A.. Cohen J. M. // J. Watrr Pollnt. Control Fed. — 1975. — Vol. 47, N 5. — P. 962— 974.
Поступило 30.03.S8
УДК 615.285.7.099 + 613:615.286.7
Ю. С. Сапунов, С. Е. Демина, Р. И. Анискына, Е. П. Зайцева ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ СУМИЛЕКСА
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Из применяемых в настоящее время в сельском хозяйстве пестицндных соединений определенного внимания заслуживают производные карбоновых кислот, обладающие высокой активностью.
Несмотря на сравнительно невысокую токсичность и
незначительную кумуляцию, многие производные карбоновых кислот при длительном введении в организм животных в небольших количествах вызыв.ают хроническое отравление, сопровождающееся изменениями окислительно-восстановительных процессов, угнетением активности хо-
линэстеразы, нарушением условнорефлекторной деятельности [1, 2].
В настоящей работе проведены экспериментальные исследования токсических свойств фунгицида из группы кар-боновых кислот — сумилекса (Япония). Препарат рекомендован для борьбы с серой гнилью семян подсолнечника, предназначенных для хранения в качестве посевного материала. Выпускается в виде 53 % смачивающегося порошка. Среднесмертельная доза сумилекса для мышей составляет 8000±696,6 мг/кг, для крыс — 7000±900 мг/кг, для кроликов—10000 мг/кг. Характерными симптомами клинической картины острой интоксикации являются заторможенность, снижение звуковой и болевой чувствительности, нарушение координации движений, парезы и паралич задних конечностей.
Подострый опыт по определению кумулятивных свойств сумилекса проводили на 30 белых крысах в течение 4 мес. Животные получали пестицид перорально в дозах, соответствующих '/ю ЬОм (700 мг/кг) — 1-я группа, 760 ЬО^ (140 мг/кг)—2-я группа; 3-я группа служила контролем.
Результаты исследований показали, что признаки влияния сумилекса в дозе 700 мг/кг начинают проявляться на
2-м месяце эксперимента. Установлено снижение количества эритроцитов (3,7±0,2 млн. при 4,6±0,3 млн. в контроле; р<0,05), активности ацетилхолинэстеразы (102±9 мг ацетилхолина в. опыте и 168±10 в контроле). Выявлены изменения уровня активности аланин- и аспарагинамино-трансфераз. У животных, получавших сумилекс в дозе 140 мг/кг, также обнаружено снижение активности ферментов. Патоморфологические исследования выявили снижение реактивности печеночных клеток, гипоплазию лим-фондной ткани легких и селезенки, некоторое снижение активности пучково-сетчатой зоны коры надпочечников, функциональные изменения обкладочных клеток желудка. Таким образом, можно заключить, что сумилекс в изучаемых дозах обладает слабо выраженной кумулятивной активностью.
Хронический токсикологический эксперимент проводили в течение 6 мес на крысах и кроликах. Животные ежедневно получали перорально водную взвесь препарата в дозах, составляющих 1/50, 1/500 и 1/5000 или равных со-
ответственно для крыс 140, 14 и 1,4 мг/кг, для кроликов 200, 20 и 2 мг/кг. Исследование морфологического состава периферической крови крыс при действии сумилекса в дозе 140 мг/кг показало снижение содержания гемоглобина и количества эритроцитов. Активность ацетилхолинэстеразы у крыс данной группы была достоверно снижена, начиная со 2-го месяца и до конца эксперимента. Максимальное угнетение наблюдалось на 6-м месяце. Установлено изменение активности трансаминаз. При введении сумилекса в дозе 14 мг/кг выявлен антихолинэстеразный эффект на
3-м и 6-м месяцах опыта.
Введение сумилекса в дозе 140 мг/кг приводило к повышению суммационно-порогового показателя и сокращению времени удерживания животных на горизонтальной перекладине.
Патоморфологические исследования, проводившиеся по окончании опыта, позволили выявить дистрофические изменения эпителиальных клеток желудка, локальные поражения печеночных клеток с признаками белковой дистрофии, выраженное действие на гормонпродуцирующую функцию коры надпочечников. Обнаружены также сосудистые расстройства в сердце, печени, почках, аорте, дистрофические и некробиотические процессы в миокарде. Гистохимическими методами исследования установлены нарушения углеводного и белкового обмена в тканях. Изменения были наиболее выражены у животных, получавших препарат в дозе 140 мг/кг, однако введение дозы 14 мг/кг также вызывало изменения в состоянии сердечно-сосудистой системы. Как показали гистоэнзимологические исследования, сумилекс в дозе 1,4 мг/кг приводит к нарушениям биоэнергетических процессов в миокардиоцитах.
В хроническом эксперименте на крысах исследовали также возможное влияние сумилекса на показатели проницаемости биомембран. Для этого использовали биохимические, электронно-микроскопический и радиологический ме-
тоды. Исследованиями установлено нарушение стабильности плазматических мембран, которое выражалось п появлении в крови и повышении уровня ряда органо- и орга-неллоспецнфнческнх ферментов (гистидазы, кислой фосфа-тазы, РНКазы и ДНКазы — маркерных ферментов лизо-сом). Наиболее характерные сдвиги отмечались при действии сумилекса в дозах 140 и 14 мг/кг. Наряду с этим установлено изменение показателей функционального со- ^ стояния мембранных и внутриклеточных структур печенн животных. Наблюдалась лабилизацня мембран лизссом и митохондрий, на что указывало умеренное повышение не-седиментируемой активности изучавшихся маркерных ферментов внутриклеточных органелл. Снижение общей активности цитохромоксидазы — маркера внутренней мембраны митохондрий — свидетельствовало о нарушении окислительно-восстановительных процессов, тканевого дыхания при действии сумилекса. Установлено неблагоприятное влияние последнего на мембраны эндоплазматнческой сети клеток печени. Отмечено изменение активности мккросо-мальных ферментов печени, проявляющееся в частичном ингибированни монооксигеназной системы гидроксилирова-ния. Характер изменений изучавшихся показателей позволил оценить дозу 1,4 мг/кг как пороговую.
По результатам электронно-микроскопических исследований ультраструктурной организации клеток миокарда и его сосудов установлено, что сумилекс в дозах 140 и 14 мг/кг вызывал нарушения структуры митохондриаль- # ного, лизосомального и•транспортного аппаратов клеток сердечной мышцы. При действии дозы 1,4 мг/кг отмечались незначительные ультраструктурные изменения, преимущественно в сосудах терминального русла миокарда, что позволило считать эту дозу пороговой.
Для оценки онкогенных свойств сумилекса использовали ускоренные методы определения аденоматозного эффекта на легких мышей линии ВАЬВ/с и мутагенной активности на сальмонеллезных штаммах Эймса. Кроме того, изучали коканцерогенные свойства пестицида при его со-четанном воздействии с заведомым канцерогеном — метил-холантреном. На основании проведенных исследований установлено, что сумилекс в изученных дозах не оказывает стимулирующего влияния на спонтанный аденоматозный процесс в легких мышей и не обладает канцерогенными и мутагенными свойствами.
Токсикологические исследования сумилекса включали также опыты по изучению его возможного атерогенного действия, влияния на иммунологическую реактивность животных, поведенческие реакции, сорбционную способность тканей органов и желез внутренней секреции, проницае-мость гематоэнцефалнческих барьеров. Результаты этих исследований были учтены при гигиеническом нормировании сумилекса.
При изучении влияния сумилекса на санитарный режим водоемов установлено, что препарат в концентрациях от 0,1 до 5 мг/л не влияет на динамику биохимического потребления кислорода. Концентрация 10 мг/л по данному показателю является действующей. Влияние сумилекса на процессы минерализации органических веществ изучали на модельных водоемах (объем Юл). Полная минерализация органических веществ наступала на 35-е сутки. Величина рН воды в течение всего периода исследований изменялась в интервале от 7,8 до 8,7. Концентрации сумилекса от 0,5 до 5 мг/л практически не оказывали влияния на содержание растворенного кислорода. Таким образом, пороговой концентрацией по влиянию на санитарный режим водоемов является 5 мг/л.
В связи с тем что сумилекс не оказывает заметного влияния на органолептические свойства воды, а порог его общетоксического действия меньше, чем пороговая концентрация по влиянию на санитарно-химические показатели, лимитирующим признаком при гигиеническом нормировании сумилекса в воде водоемов следует считать токси- £ кологический.
Исходя из принципов комплексного гигиенического нормирования и с учетом средней нормы потребления воды человеком в сутки рассчитана ПДК сумилекса в воде
водоемов, материалы по обоснованию которой представлены в Минздрав СССР. Литература
1. Закордонец В. А. //Справочник но пестицидам. — Киев, 1977, —С. 216—217.
2. Калоянова-Симеонова Ф. И. Пестициды — токсическое действие: профилактика. — М., 1980.
Поступила 01.03.88
УДК 614.777:615.9171-074
И. М. Паранько, 3. И. Жолдакова, С. И. Гончаров, Е. И. Гринько,
В. В. Хлебников
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОРИЕНТИРОВОЧНОГО
ДОПУСТИМОГО УРОВНЯ 1^,1М'-БИС(ТРИМЕТИЛ)-2,5-ДИМЕТИЛ-1^-КСИЛИЛЕНДИАММОНИЙ ХЛОРИДА В ВОДЕ
ВОДОЕМОВ
Днепропетровский медицинский институт; НИИ общей и коммунальной гигиены АМН
СССР им. А. Н. Сысина, Москва
N,N' - бис (триметил) -2,5-диметил-п-кснлилендиаммоний хлорид (товарное наименование соль Д-4)
СНз
I
(CHa)3N+—СНо —СН2—N + (CH3)S
Г.1- Г.1-
СН,
применяется в качестве добавки в фотографические эмульсин для улучшения сенситометрических параметров фото-киноматериалов. Технический продукт содержит 96 % Д"4 и 4 % воды, в обычных условиях представляет собой белый кристаллический порошок. Вещество при нагревании не плавится, а разлагается при температуре 150°С; растворяется в воде при 20 °С неограниченно, в этаноле и метаноле до 10—15 %, а в ацетоне, толуоле и октаноле практически нерастворимо.
Сведения о токсических свойствах исследуемого соединения в доступной литературе не обнаружены. Анализ данных литературы о биологическом действии химических соединений, имеющих в той или иной мере сходные структурные группы [1—3, 7, 11—13], позволил предположить преимущественное влияние соли Д-4 на периферическую нервную систему, систему крови, печень.
Цель настоящей работы — гигиеническое обоснование ориентировочного допустимого уровня (ОДУ) соли Д-4 в воде водных объектов хозяйственно-пнтьевого и культурно-бытового водопользования. Соль Д-4 не может с уверенностью быть отнесена к определенному структурному классу из-за многообразия радикалов-заместителс-й, входящих в состав молекулы. Вместе с тем для воздуха рабочей зоны ПДК соли Д-4 установлена на уровне 2 мг/м3. В связи с этим на первом этапе исследований для расчета пороговых (ПД) и максимальных недействующих доз (МНД) применили следующие уравнения [9]:
lg ПД = 0,74-lg ПДКр. 3— 0,37; ПД = 0,7 мг/кг, (1)
lg МНД = 0,60-lg ПДКр. з— 131; МНД = 0,074 мг/кг. (2)
Затем провели исследования в соответствии с программой первого этапа гигиенического нормирования содержания химических веществ [4] с использованием расчетных и экспресс-методов [8].
Установлено, что соль Д-4, по данным косвенных исследований (пенообразующая способность, химическое потребление кислорода — ХГ1К, рН раствора, расход активного хлора), относится к нехлорирующимся, гндролнзую-щимся (группа Б) стабильным веществам (1 сут</у, < <7 сут).
При изучении влияния соли Д-4 на органолептнческие свойства воды найдено, что пороговой концентрацией по
органолептическому признаку вредности является 20 мг/ дм3 (влияние на ценообразование при 60°С).
Исследование влияния соли Д-4 на санитарный режим водоема показало, что вещество вызывает повышение биохимического потребления кислорода (БПК) на 6-е сутки опыта при концентрациях, равных и превышающих 0,5 мг/л.
При концентрации 0,5 мг/л в последние сроки наблюдения БПК на 15 % превышает контрольные данные. По БПК такая концентрация Д-4 не может даже теоретически н течение любого срока наблюдения превысить данные контроля более чем на 1 мг/л 02, так как ХПК теоретическое для Д-4 составляет 2,1 мг 02 на 1 мг вещества. Следовательно, концентрация 0,5 мг/л может быть определена как пороговая по влиянию соли Д-4 на санитарный режим водоема.
Исследование параметров острой токсичности соли Д-4 позволило установить, что при действии доз 500—1400 мг/ кг у животных развивались явления острой интоксикации: непроизвольные сокращения мышц, подпрыгивание, утрата способности к перемещению, синюшность лап и слизистой, учащенное нерегулярное дыхание, судороги всего тела. При статистической обработке данных установлены следующие значения параметров токсикометрии:
ЬО50 558,7 (496—621) мг/кг.; ЕТ00 0,855 ч; 1кум 0.
Различий в видовой и половой чувствительности к исследуемому веществу не выявлено. В условиях повторного введения соли Д-4 в дозе '¡2 ЕТМ (п) оказалось бо-
лее 15 сут.
Клиническая картина отравления, слабо выраженные кумулятивные свойства, а также особенности влияния на качество поды, выявленные при изучении стабильности и органолептнческих характеристик, позволили отнести соль Д-4 как к аминопронзводным, так и к хлорпронзводным бензола. Поэтому для прогнозирования токсикологических параметров были нспользованы уравнения, не учитывающие химическую структуру вещества [9):
\й ПД = 0,99-к' ЬО50 — 2,83; ПД = 0,78;
МНД = 0,08 мг/кг, (3)
^ МНД = 0,88-— 3,54; МНД = 0,075 мг/кг, (4) ^МНД = —1,302 ЕТ50 + ^ 1ЛЭ50 — 2,220;
МНД = 4,8 мг/кг.
по 1кум МНД = LDjo/lOOOO; МНД = 0,056 мг/кг, lg (LDjo/ПД) - 2,792 + 0.375 lg ЕТ50; ПД = 0,43 мг/кг, по ЕТ50 (л) МНД = LD50/2000; МНД = 0,28 мг/кг.
(5 (6)
(7)
(8)
Исходя из структурной формулы соли Д-4, рассчитана величина индекса молекулярной коннективности [51. Для проверки величин МНД, полученных по уравнениям для производных бензола, проведен контрольный расчет
