CC BY
7
УДК 614.777:662.234.4
к гигиенической оценке нитрометана и других нитропарафинов применительно к санитарной охране водоемов
В. Г. Субботин
Кафедра коммунальной гигиены Ленинградского санитарно-гигиенического медицинского института и Свердловский медицинский институт
Рациональное использование природного газа и нефти связано с производством нитропарафинов — ценного сырья для органического синтеза, получения инсектицидов, фунгицидов и других продуктов. Запроектированные способы обезвреживания образующихся сточных вод не исключают поступления нитропарафинов в водоемы. Изучаемые нитропарафины [(нит-рометан (НМ), нитроэтан (НЭ) и 1-нитропропан (1-НП)] являются первичными алифатическими нитросоединениями; в обычных условиях это жидкости с выраженным запахом, удельным весом больше 1, хорошо растворимые в воде (при 20° соответственно 95,45 и 14 мл/л). Отсутствие в литературе данных по гигиенической и токсикологической характеристике этих соединений послужило основанием для комплексных гигиенических исследований (С. Н. Черкинский).
В гомологическом ряду нитропарафинов летучесть уменьшается от НМ к 1-НП, но при контроле за содержанием их в воде в небольших концентрациях эта закономерность не выявляется. Наибольшее значение применительно к санитарной охране водоемов приобретает возможность образования при хлорировании воды соединений с более выраженным вредным действием по сравнению с исходными нормируемыми соединениями. Так, нами в специальных химических исследованиях1 установлено образование хлорпикрина при хлорировании водных растворов НМ (Ramage), а также определены условия реакции (А. Г. Абрамов и В. Г. Субботин). Оптимальными условиями для образования хлорпикрина из НМ (при исходной концентрации 1 мг/л) оказалось мольное соотношение хлора и углекислого кальция 2 : 1 и выше (рис. 1). Подобное соотношение обусловливает более высокую величину рН, повышающую степень диссоциации хлорноватистой кислоты, что способствует существованию в водной среде гипохлорит ионов и быстрому хлорированию НМ. В присутствии хлористого и сернокислого кальция и достаточно продолжительном контакте НМ (1 -иг/л) с хлором хлорпикрин не образуется, так же как и при оптимальных условиях, но исходной концентрации НМ 0,005 мг/л и ниже.
Образование хлорзамещенных НЭ и 1-НП, по данным литературы и полученным результатам, возможно лишь при хлорировании аци-форм этих соединений после предварительной обработки крепкими щелочами, что не имеет практического значения в реальных условиях хлорирования воды. Вредное действие образующегося хлорпикрина, как выяснилось,
1 Работа выполнена совместно с кафедрой технологии органического синтеза (зав.— проф. Е. Г. Сочилин) Технологического института им. Ленсовета, Ленинград.
h |г
Г
го во эо
Вре/ия (S минутах)
/го
Рис. 1. Изменение концентрации хлорпикрина во времени в водных растворах в присутствии углекислого кальция при начальных концентрациях НМ, равных 1 мг/л и хлора — 10 мг/л.
! — содержание СаСОа 3,5 мг!л\ 2 — содержание СаС03 7 мг/л\ 3 — содержание СаСОа 14 мг!л.
сказывается прежде всего в ухудшении органолептических свойств (запаха) воды даже при сравнительно малых (0,01 мг/л) исходных концентрациях НМ в хлорируемой воде.
Нитропарафины способны ухудшать органолептические свойства (запах) воды, порог восприятия запаха НМ, НЭ и 1-НП составляет соответственно 9,06, 2,19 и 1,12 мг/л.
Влияние нитропарафинов на санитарный режим водоемов мы изучали по динамике биохимического потребления кислорода (ВПК;, и БПКго). интенсивности процессов минерализации азотсодержащих органических соединений и содержанию растворенного кислорода. Отмечено повышение процесса ВПК при испытании НМ, НЭ и 1-НП в концентрациях 25 мг/л, не оказавших заметного влияния на процессы аммонификации, нитрификации и развитие водной сапрофитной микрофлоры. В качестве пороговой по влиянию на общий санитарный режим водоемов определена концентрация каждого из указанных соединений 5 г/л.
Сравнительная токсикологическая оценка НМ, НЭ и 1-НП дана на основании острого (см. таблицу) и подострого эксперимента (ЬЭ50 рассчитаны по методу Литчфилда и Уилкоксона).
Верхние параметры токсичности и коэффициенты кумуляции нитропарафинов при пероральном введении вещества
Вещество НМ НЭ 1-НП
ЬО,0±5^ (в мг/кг)
Животные ^^ коэффициент кумуляции
Белые мыши » крысы 950± 122 940+80 1,88 (1,84—1,92) 860±104 1 100±97 2,3 (2,20—2,42) 800± 96 1 060±93 2,03 (2,00—2,06)
Клиническая картина острых отравлений НЭ и 1-НП была сходной и характерной для веществ с наркотическим (неспецифическим) действием. Своеобразно проявлялось отравление животных НМ; преобладала резко выраженная стадия возбуждения с последующими эпилептиформными судорогами. Патоморфологические изменения были связаны главным образом с паренхиматозными органами. Наиболее выраженные изменения обнаружены в печени (очаговые некрозы, жировая дегенерация, значительное кровенаполнение синусоидов). В надпочечниках найдены кровоизлияния, атрофия коркового слоя и некрозы мозгового вещества. Отмечены также выраженное полнокровие внутренних органов, явления отека легочной ткани.
Кумулятивные свойства НМ, НЭ и 1-НП изучены в подострых опытах на крысах, получавших ежедневно с питьевой водой х/ъ ЬО50 этих веществ в течение 20 дней. Коэффициент кумуляции свидетельствует о выраженной способности нитропарафинов к функциональной кумуляции (см. таблицу) наряду с более выраженными кумулятивными свойствами НМ (Я<0,05).
Особенности токсического действия НМ изучены в подострых опытах общей продолжительностью 2 месяца на 40 крысах и 30 кроликах, получавших это вещество ежедневно с питьевой водой в дозах 1/10, 1/20 и 1/40 50 (соответственно 94, 47 и 23,5 мг/кг). Обнаруженное при этом некоторое снижение веса подопытных животных по сравнению с контролем не подтверждено статистической обработкой полученных материалов (Р>0,05). Повышение активности глютаминатпируватной трансаминазы сыворотки крови было существенным уже через неделю (Р<0,01), а глютаминаток-салатной через 4 недели от начала затравки (Р<0,01). Содержание сульф-гидрильных (БН) групп в крови животных было также повышенным (Р<0,05
и Р <0,01) через 2—3 недели от начала опыта, однако не превышало пределов физиологических колебаний и было статистически недостоверным в конце опыта. Электрофоретическое исследование соотношения белковых фракций сыворотки крови выявило к коццу периода отравления увеличение содержания а- и у-глобулиновых фракций (Р<0,05). О нарушении функционального состояния печени свидетельствовало также снижение содержания протромбина в плазме крови животных (Р<0,05 и Р<0,01). Наряду с повышением активности холинэстеразы цельной крови (через 3—6 недель от начала отравления, Р<0,05) в морфологическом составе крови и внешнем газообмене у животных не установлено существенных
Рис. 2. Влияние НМ на скорость выработки условнорефлекторной реакции на звонок в
хроническом эксперименте. / — контроль; 2 — концентрация 0.05 мг/кг; 3 — концентрация 0,5 «г/кг; 4 — концентрация
12,5 мг кг.
■
отклонений по сравнению с контролем. Достоверные изменения относительного веса внутренних органов не были закономерными в зависимости от дозы НМ.
Гиперферментация была связана, по-видимому, с компенсаторно-приспособительными, неспецифическими реакциями организма на введение токсического вещества (А. Ф. Блюгер и соавторы).
В хроническом санитарно-токсикологическом эксперименте на 40 крысах и 32 кроликах изучено влияние малых доз НМ (12,5, 0,5 и 0,05 мг/кг) на организм животных при ежедневном 6-месячном поступлении его с питьевой водой. При выборе доз вещества мы приняли во внимание результаты изучения влияния на органолептические свойства воды и по-дострых опытов.
Наиболее выраженным (Р<0,05) было преходящее повышение глюта-минатпируватной и глютаминатоксалатной трансаминаз сыворотки крови в конце 2-го и середине 3-го месяца от начала затравки животных, получавших НМ в наибольшей дозе (12,5 мг/кг). Кратковременное повышение трансаминаз выявлено также в группах животных, которые испытывали воздействие НМ в дозе 0,5 мг/кг (Р<0,05).
Исследование условнорефлекторной деятельности (А. А. Голубев) крыс показало повышение их способности к образованию временных условно-рефлекторных связей при испытании доз 0,5 мг/кг и выше. В дальнейшем, к концу 2-го месяца опыта, отмечено снижение способности формирования временных условнорефлекторных связей у крыс, получавших НМ в указанных дозах (рис. 2). Разница в числе сочетаний, необходимых для появления условнорефлекторных реакций, по сравнению с контролем была
У//\ Контроль
Рис. 3. Влияние НМ на способность животных к образованию временных услов-норефлекторных связей в хроническом эксперименте (средние данные, обработанные методом скользящей средней).
А — появление реакции; Б — упрочение реакции.
статистически недостоверной, различие же в числе сочетаний, потребных для упрочения реакции (рис. 3), оказалось существенным (Р<0,001).
Снижение выявлено в результате сопоставления основных показателей условнорефлекторной деятельности контроля и опытных групп,характеризующих возбудительный процесс (скорость выработки, величина и процент наличия условнорефлекторной реакции). Изменения условнорефлекторной деятельности животных связаны, по-видимому, с повышением силы раздражительного процесса в 7оуо ср*гг/нг результате токсического действия НМ.
....................Наблюдение за общим состоянием
■аф5мг/тЩ№1оэаЮмг/кг и динамикой веса животных, определение содержания БН-групп в крови, активности холинэстеразы, остаточного азота крови и весовых коэффициентов внутренних органов, а также оценка данных патоморфологи-ческих исследований не выявили существенных отличий от контроля.
В связи с этим доза НМ 0,05 мг/кг (1 мг/л), не оказавшая влияния на организм животных по примененным тестам, может рассматриваться как недействующая в санитарно-токсикологическом отношении.
Выводы
1. Пороговой по влиянию на органолептические свойства воды (запах) является концентрация НМ, соответствующая порогу восприятия провоцируемого запаха и исходному содержанию этого вещества на уровне 0,01 мг/л. Пороговые концентрации НЭ и 1-НП по этому показателю определены соответственно на уровне 2,19 и 1,12 мг/л. Концентрация НМ, НЭ и 1-НП 5 мг/л — пороговая по воздействию на санитарный режим водоемов.
2. Доза НМ 0,05 мг/кг (1 мг/л) является максимально недействующей на организм животных в хроническом санитарно-токсикологическом эксперименте.
3. При однотипном характере действия НЭ и 1-НП на организм животных и одинаково выраженных кумулятивных свойствах лимитирующим можно считать также токсикологический показатель вредности. Недействующая в санитарно-токсикологическом отношении концентрация НМ, равная 1 мг/л, может рассматриваться как ориентировочная предельно допустимая концентрация НЭ и 1-НП.
4. Наименьшая пороговая концентрация НМ 0,01 мг/л, провоцирующая запах при хлорировании воды, не рекомендуется в качестве предельно допустимой из-за возможного выраженного вредного действия хлорпикрина.
Для повышения санитарной надежности в качестве предельно допустимой рекомендуется концентрация НМ на уровне 0,005 мг/л, исключающая образование хлорпикрина при лимитирующем органолептическом показателе вредности1.
1 Опубликованные ранее рекомендации основывались на подпороговой в санитарно-токсикологическом отношении концентрации НМ, равной 1 мг/л. В связи с выявленной в дальнейшем возможностью образования хлорпикрина и провоцирования запаха при указанной концентрации НМ определяющими нормирование НМ следует считать данные, приведенные в этой статье. — Автор.
ЛИТЕРАТУРА
Абрамов А. Г..Субботин В. Г. В кн.: Материалы к Научной сессии, посвящ. актуальным вопросам гигиены при химизации народного хозяйства. Л., 1965.— Б л ю -г е р А. Ф., Беленький М. Л., Шустер Я. Я. Вопр. мед. химии, 1964, в. 1, с. 12.— Голубев А. А. Труды Научной сессии, посвящ. итогам работы за 1956 г. Л., 1958, с. 231.— Черкинский С. Н. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1949, в. 1, с. 52.— Weatherby I. Н., Arch-Industr. Hlth., 1955, v. 11, p. 102.
Поступила 6/III 1967 г.
HYGIENIC ASSESSMENT OF NITROMETHANE AND OTHER NITROPARAFINS IN CONNECTION WITH SANITARY PROTECTION OF WATER BODIES
V. G. Subbotin
Sanitary-chemical and toxicologic investigations were carried out with nitroparafins— nitromethane (NM), nitroethane (NE) and 1-nitropropane (1-NP). The threshold concentrations of NE and 1-NP affecting the organopeltic properties of water (smell) were found to be at a level of 2.19 and 1.12 mg/1 accordingly. The threshold value of NM that imparts a smell as a result of chlorpicrine formation in the course of chlorination amounted to 0.01 mg/1. A concentration of nitroparafin amounting to 5 mg/1 proved to be the threshold value affecting the sanitary regime of water bodies.
The maximum dose of NM ineffective for animals in a chronic, test was equal to 0.05 mg/kg (1 mg/I). This dose may be taken as the approximate maximum permissible concentration of NE and 1-NP for the toxic effect. The maximum permissible concentration of NM is suggested to be within the level of 0.005 mg/1, that excludes the possibility of chlorpicrine formation and deterioration of water quality.
УДК 613.5:628.851(571.1)
микроклимат крупнопанельных жилых домов
в условиях западной сибири
Проф. Л. М. Маслов, доц. Е. Ф. Васильев, В. Г. Попов
Кафедра гигиены Омского медицинского института им. М. И. Калинина и кафедра гигиены Новосибирского медицинского института
Объектами нашего наблюдения явились крупнопанельные жилые дома серий 1-335-1 (Омск) и 1-464А-1 (Новосибирск) в зимний, весенний, летний и осенний периоды 1964 и 1965 гг. Контролем служили кирпичные дома.
Замеры микроклимата мы осуществляли в квартирах с различной этажностью и ориентацией по странам света. Самописцы круглосуточно регистрировали температуру и относительную влажность воздуха. Определяли также температуру поверхностей ограждений и радиаторов, скорость движения и охлаждающую способность воздуха, фиксировали метеорологические факторы наружного воздуха. Физиологические исследования жильцов и других испытуемых лиц предусматривали измерение температуры тела, частоту пульса и дыхания, артериальное давление, определение кожных температур и потоотделения в области лба, груди, кисти и стопы, постановку холодовой пробы. Одновременно производили опрос испытуемых на тепловое самочувствие в момент обследования, изучали их теплоощущение утром и вечером.
Установлено, что при строительстве изученного нами крупнопанельного дома в Омске были допущены дефекты. К. ним относилось отслаивание пенобетона от железобетонного покрытия в глухих торцовых стенах, плохая заделка стыков, промерзание на внутренних стенах и местах сопряжения узлов через закладные металлические части, «дутье» в углах. Отсутствовал систематический контроль за отопительной системой. В зимнее время 1964—1965 гг. в отдельных квартирах крупнопанельного дома среднесуточная температура была в пределах рекомендуемого норматива или
