CC BY
9
Д — домсритсльныП интервал; О — ЧСС; д — СГ1П; X — частота дыханий.
суммации йпСп прямую Оп Сп , проходящую через точку максимального отклонения Ц/. Тогда коэффициент усиления К будет равняться:
Л И Т Е I
Бейли Н. Статистические методы в биологии. М., 1963. Бройтман А. Я■— В кн.: Вопросы общей промышленной
токсикологии. Л., 1963, с. 9. Давыдова В. И. К механизму комбинированного влияния соединений марганца и фтора. Автореф. дис. канд. Пермь, 1977.
Дрейпер #., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М., 1973.
а ведущий путь определяется из соотношения: СУГ Р\У 0£>„ : 0Сп =2-75-
что в данном случае указывает на ингаляцию как ведущий путь.
Величины пороговых уровней при комплексном и изолированном воздействии оказались весьма близки. Так, при изолированном ингаляционном воздействии пороговой была концентрация 55 мг/м3 по изменению СПП и частоты дыхания. Порог при комплексном воздействии по СПП оказался равен
53.4 мг/м3. При введении в желудок пороговой величины была принята величина, равная 16 мг/кг по изменению ЧСС. При комплексном воздействии ею оказалась величина 22 мг/кг по СПП, а по ЧСС —
23.5 мг/кг. Величины порогов по СПП и ЧСС весьма близки, а доверительный интервал СПП включает таковой для ЧСС. Проверка полученных результатов по критерию Фишера показала адекватность их экспериментальным данным.
Таким образом, предложенный метод в отличие от метода Леве, дающего только качественную характеристику, позволяет с учетом зоны аддитивности получить не только качественную, но и количественную оценку эффекта и выявить ведущий путь поступления яда в организм.
ТУРА
Савицкий И. В.— Врач, дело, 1971, № 3, с. 138—142. Смирнов Н. В., Дунин-Борковский И. В. Краткий курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М., 1965. Экштат Б. Федянина В. И., Павленко М. П.— Сбор-пик науч. трудов Моск. НИИ гигиены, 1977, № 23, с. 45—47.
Поступила 23/УИ 1979 г.
УДК 615.9.076.0:612.833.81
Кандидаты мед. наук А. Д. Фролова и Э. А. Дворкин, М. Б. Лисман, Л. В. Луковникова, Е. Н. Нечаева, Г. И. Сидорин
К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ В ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Научно-исследовательский институт гигиены труда и профессиональных заболеваний,
Ленинград
В поисках новых чувствительных показателей оценки вредного действия, в частности химического фактора в последнее время стали обращаться к анализу поведения животных в эксперименте. К настоящему времени можно считать, что сформировалось новое научное направление — поведенческая токсикология, которая использует воз-
можности экспериментальной психологии и токсикологии для выявления повреждающего действия как лек,зрстренных средств, так и промышленных веществ.
Причиной такого повышенного интереса к изучению поведенческих реакций животных явились их доступность для объективной оценки без ана-
Изменение СПП н ориентировочного рефлекса через 1 ч после внутрибрюшинного введения ядов (М±т)
Степень наркотического действия 1/10 ЕД.„ 1/100 ЕД,,
Вещество Группа СПП, в понедснческля реакции, % о? контроля СПП, в поведенческая реакция. % от контроля
Слабая Эта нол Р Опытная Контрольная 4,25±0,50 4,40±0,40 >0.05 99,00 >0,05 4,60±0,37 4,40±0,41 >0,05 96,10 >0,05
Пропанол Р Опытная Контрольная 5,19±0,23 5,17±0,21 >0,05 128,00 0,01 4,17±0,36 4,43±0,32 >0,05 95,90 >0,05
Промежуточная Диоксан Р Опытная Контрольная 5,30±0,37 5,00±0.52 >0,05 45,00 <0,001 4,43±0,33 4,43± 0,032 >0,05 51,00 <0,001
Сильная Толуол Р Опытная Контрольная 5,08±0,50 4,80±0,50 >0,05 66,00 <0,005 4,85±0,24 4,90±0,50 >0,05 92,10 >0,05
Октан Р Опытная Контрольная 5,55±0,62 4,86±0,48 >0,05 57,00 <0,001 5,17±0,40 4,86±0.48 >0,05 91,10 >0,05
лиза внутренних физиологических и биохимических механизмов, я также возможность учета изменения повеления животных ня основании регистрации лишь отпельных его компонентов: гори-зонтальнон и вертикальной активности, исследовательской активности в лабиринте и на «открытом поле», «норкового рефлекса», а также двигательной активности и эмоциональной реактивности и др. (Weiss и Laties; van Gelder и Garson; Б. Вайс и соавт.; Е. С. Балынина и Л. А. Тимофиевская).
В настоящей работе была проведена сравнительная оценка модифицированного метода «открытого ноля» (Boissier и соавт.; Hall) и метода регистрации суммационно-порогового показателя (СПП) при действии органических и неорганических промышленных ядов (С. В. Сперанский) с целью установления более чувствительного критерия как общетоксического, так и избирательного действия ядов на нервную систему.
В опытах были использованы белые крысы обоего пола массой 180—220 г. Статистическая обработка изменений СПП проводилась параметрическим методом Фишера — Стьюдента. Раа^щхриаая_""«р-
денческне реакции как дннамнческий показатель
не располагая сведениями о нормальности его распределения, статистическую обработку исполь-зованногб метода «открытая поля» проводили с 11омощью непарамётрического критерия Вилкоксо-на — Манна — Уйтни (Ь. ВТГублер и А. А. Генкнн).
Для сравнительной оценки выбранных методов были использованы органические промышленные яды, расположенные в различных классах био-лого-фнзико-химнческой системы неэлектролитов Н. В. Лазарева и обладающие разной силой наркотического действия: слабые наркотики — эти-
ловый, пропиловый спирты; сильные — октило-вый спирт, толуол; промежуточное положение занимает диоксан.
Характеристикой специфического действия выбранных веществ на нервную систему служили среднеэффективные дозы по наркотическому эффекту (ЕД50). Критерием наркотического действия являлось наступлениё"~бЬКОьш и пшюження через 5 мин после введения вещества. Среднеэффектив-ные дозы для этилового и пронилового спиртов, диоксана, толуола и октилового спирта составили соответственно 30,0 12,78, 23,53, 13,67 и 6,22 мМ/кг соответственно. Как видно, установленные ЕД50 позволили окончательно распределить эти соединения в соответствии с ранее теоретически определенным для них местом в системе неэлектролитов Н. В. Лазарева. Результаты изменения СПП и поведенческой реакции представлены в табл. 1. Как видно из табл. 1, введение различных дроб-ностей от наркотической ЕД50 не приводило к статистически значимым изменениям СПП при действии всех исследуемых ядов и их доз. Обращает на себя внимание чувствительность поведенческой реакции при введении диоксана — наркотика с умеренно выраженными наркотическими свойствами (статистически достоверные изменения получены на уровне 1/100 ЕДГ>0) — и отсутствие достоверных изменений этого показателя при применении сильных наркотиков (октнловый спирт, толуол). Вероятно, использование только метода «открытого поля» в токсикологическом эксперименте для оценки избирательности действия на нервную систему может привести к ошибочному представлению о степени выраженности нейротоксического действия. По-видимому, этот показатель не только
Изменения СПП и поведенческой реакции при однократном воздействии ДПДА и ДАПН (М + т)
ДПДА ДАПН
Концентрация, иг/и' Группа СПП. в полсдснческаи реакция, % от контроля СПП. В поведенческая реакция, % от контроля
100 Опытная Контрольная 7,66±0,34 7,58±0,13 Р>0,05 55 Р<0,05 6,33±0.24 6,33±0,37 Я>0,05 108 Я>0,05
300 Опытная Контрольная 6,76^0,24 7,49-0,10 Я<0,05 168 Р<0,05 6,45±0,24 7,45±0,31 Я<0,05 52 Я<0,05
отражает состояние нервной системы, но и зависит от других токсических проявлений яда, в частности от раздражающего эффекта.
Исследование раздражающего действия по установлению пороговых концентраций, нарушающих сосудистую проницаемость кожи кроликов (А. А. Голубев), показало, что все исследованные вещества по классификации А. А. Голубева относятся к веществам со слабым раздражающим действием, за исключением диоксана, обладающего раздражающим действием средней степени.
Метод «открытого поля» с использованием «норкового рефлекса» был применен также при установлении порогов однократного и хронического действия. Одновременно использовались и другие критерии оценки действия на нервную систему (СПП), а также показатели общетоксического действия: определение 5Н-групп в сыворотке крови, гексеналовын сон, изменение весовых коэффициентов внутренних органов и многие другие.
Пороги однократного действия определялись при 4-часовой ингаляционной затравке парами диме- * тиламинопропионитрила (ДАПН) и диметилпропан-диамина (ДПДА). Было обнаружено, что концентрации, вызывающие изменения СПП и «норкового рефлекса, на «открытом поле» при действии обоих ядов не приводили к изменению ни одного из других взятых показателей общетоксического действия. Таким образом, пороговые концентрации для ДПДА и ДАПН были установлены по изменению СПП и «норковому рефлексу» на «открытом поле».
Как видно из табл. 2, пороговые концентрации паров ДАПН, установленные по изменению выбранных показателей, совпали и составили 300 мг/м3. Пороговая концентрация паров ДПДА, равная 100 мг/м3, была определена по изменению «норкового рефлекса» на «открытом поле». Оба исследованных вещества практически не обладают наркотическими свойствами, но характеризуются раздражающим действием, более выраженным у ДПДА, и относятся но классификации А. А. Голубева к силыюраздражающим веществам. Вероятно, и в данном случае наличие более выраженного раздражающего действия у ДПДА привело к повышению «чувствительности» «норкового рефлекса» на «от-
крытом поле» при установлении порога однократного действия.
При определении порога хронического действия метилового эфира нитроуксусной кислоты — вещества с выраженными кумулятивными свойствами и отсутствием раздражающего и наркотического эффекта — было выявлено, что пороговая концентрация (7 мг/м3) приводила к синхронному изменению СПП и «норкового рефлекса» на «открытом поле» к концу 4-месячного эксперимента при отсутствии в эти сроки достоверных изменений других показателей общетоксического действия.
Таким образом, материалы о пороговых концентрациях однократного и хронического действия позволяют рекомендовать поведенческую реакцию как один из наиболее чувствительных критериев оценки пороговости действия ядов. Отмеченное в эксперименте совпадение пороговых концентраций по СПП и «норковому рефлексу» на «открытом поле» в случае воздействия органических веществ, у которых наркотический эффект практически отсутствует, может послужить также основанием для исключения избирательности действия других ядов на нервную систему и нацелить на поиск иных сторон токсического действия, что, однако, требует дальнейшего изучения.
Сравнительный анализ СПП и поведенческих реакций при действии неорганических промышленных ядов выявил другой характер взаимоотношений в ответных реакциях организма, регистрируемых этими двумя методами.
Неожиданно интересные данные были получены при интратрахеальном введении 50 мг Zr02, Ti02, ВаС03, их механических смесей и спеков: титаната бария, титаната-цирконата бария, характеризующихся плохой растворимостью в воде. Результаты эксперимента представлены в табл. 3. Из табл. 3 видно, что общетоксическое действие вводимых веществ выражалось в достоверных изменениях СПП при отсутствии различий в поведенческой реакции, регистрируемых, однако, в более поздние сроки. Изменения в поведении животных при воздействии соединений металлов исследовали Morga-uti и соавт., Hastings и соавт.
Они объясняли нарушения в поведении животных не столько нейротоксическим действием, сколь-
Изменения СПП и поведенческой реакции у белых крыс после однократного ннтратрахеального введения соединений металлов
(М±т)
Срок после воздействия Срок после поздейстнкя
10 дней 1 мсс
Вещество Группа СПП. В Р поведен-ческаи реакция, % от контроля р Группа СПП. В р поведенческая реакция, % от контроля Р
ВаСОз Опытная Контрольная 7,40±0,71 7,11+0.30 >0,5 98,8 >0,05 Опытная Контрольная 6,52±0,25 6,92+0,58 >0,25 130,10 <0,05
TiOj Опытная Контрольная 5,68±0,43 5,17±0,27 >0,25 120,5 >0,05 Опытная Контрольная 5,67±0,21 6,92±0,58 <0,05 122,60 <0,05
Zn202 Опытная Контрольная 6,26±0,38 5,17±0,27 <0,05 112,1 >0,05 Опытная Контрольная 6,07±0,21 6,92±0,28 <0,05 181,30 <0,001
Механическая смесь BaC03-f-Ti02 Опытная Контрольная 8,31±0,38 7,19±0,30 <0,05 95,5 >0,05 Опытная Контрольная 5,02±0,25 6.91±0,28 <0,05 136,50 <0,05
Механическая смесь BaC03+Ti02+Zr0s Опытная Контрольная 6,03±0,32 5,26±0,12 <0,05 85,8 >0,05 Опытная Контрольная 6,20±0,15 6.91 ±0,28 <0,05 153,20 <0,05
Тнтанат бария Опытная Контрольная 5,67±0,24 5,69±0,24 >0,05 114,0 >0,05 Опытная Контрольная 5.61 ±0,28 5,30±0,34 >0,05 150,30 0,005
Титанат цирконат бария Опытная Контрольная 5,03*0,15 5,26±0,12 >0,1 73,8 >0,05 Опытная Контрольная 5,14±0,28 5,30±0,34 >0,5 153,60 0,01
ко глубокими нарушениями обменных и метаболических процессов в организме.
Сравнение метода регистрации СПП и метода «открытого поля» показало, что оба они достаточно чувствительны для выявления токсического действия. Наблюдение только за поведенческой реакцией может привести к ошибочным представлениям об отсутствии токсического эффекта при применении соединений металлов либо, наоборот, к необоснованному суждению об усилении токсического действия на нервную систему на примере диоксана. Между тем оба метода дополняют друг друга, а их одновременное использование позволяет получить более полное представление о разных сторонах токсического действия.
Выводы
1. Метод «открытого поля» может быть использован как объективный показатель токсического
действия на нервную систему химических соединений, обладающих наркотическим эффектом.
2. Наличие специфических эффектов, в частности раздражающего действия, может привести к повышению «чувствительности» показателя поведенческой реакции.
3. В случае отсутствия наркотического эффекта при действии органических веществ метод «открытого поля» с использованием «норкового рефлекса» является одним из чувствительных показателей для выявления общетоксического действия при установлении пороговых концентраций и доз.
4. Ранние проявления токсического действия малорастворимых соединений металлов регистрируются по изменению СПП.
5. Одновременное использование СПП и поведенческих реакций в токсикологическом эксперименте расширяет возможости поиска специфических эффектов.
ЛИТЕРАТУРА
Балынина Е. С., Тимофиевская Л. А,— Гиг. и сан., 1978, № 7. с. 54—58.
Вайс Б., Мейкус Д. А., Вуд Р. В.— В кн.: Советско-американский симпозиум по проблеме «Гигиена окружающей среды». 2-й. Материалы. М., 1977, с. 31—34.
Голубее А. А.— В кн.: Вопросы гигиены труда и профпа-тологии. Материалы научной сессии. Л., 1967, с. 193— 196.
Гублер Е. В., Генкин А. А. Применение непараметриче-
скнх критериев статистики в медико-биологических исследованиях. Л., 1973.
Лазарев Н. В. Л., 1944.
Сперанский С. В.— Фармакол. и токсикол., 1965, № I, с. 123.
Boissier 1. /?., Simon P., Lwoff J. M.— Therapie, 1964, v. 19, p. 571.
Hall C. S.— J. comp. Psychol., 1934, v. 17, p. 89.
Hastings L., Choudhury H., Petering H. J. et al.— Bull.
environ. Contam. Toxicol., 1978, v. 20, p. 96—101. Morgauti J. B., Lown B. D., Stineman C. H. et al.—
Gem. Pharmacol., 1978, 9, № 4, c. 257—261. Ts'so Timothy O. T., Leong B. K■ J., Chenoweth M. B.— In: Behavioral Toxicology. Ed. B. Weiss, V. Laties.
New York, 1975, p. 265—288; 288—291. Van Gelder G. A., Garson T. L.— J. Am. vet. med. Ass.,
1973, v. 169, p. 1033—1035. Behavioral Toxicology. Ed. B. Weiss, V. J. Laties. New York, 1975.
Поступило 29/V 1979 r.
Из практики
УДК 614.9:628.35
Н. И. Окладников, В. Н. Батракова
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД СВИНОКОМПЛЕКСОВ
Министерство здравоохранения РСФСР; Наро-фоминская районная санэпидстанция.
Московская область
Для предупреждения отрицательного влияния животноводческих сточных вод на поверхностные водоемы, подземные воды и почву на свинокомплексах строятся различные системы очистных сооружении. Наиболее широкое применение нашла искусственная биологическая очистка с последующей утилизацией сточных вод на сельскохозяйственных полях орошения.
Наши исследования по санитарно-гигиенической оценке этой системы очистки и утилизации животноводческих сточных вод проведены на комплексе по выращиванию и откорму 108 000 голов в год.
В состав свинокомплекса входят две линии по выращиванию и откорму 54 000 голов в год, кормо-приготовительные цехи, блок подсобно-вспомогательных помещений, административно-бытовой корпус, ветеринарный пункт с санитарной бойней. Суточное водопотребление свинокомплекса по проекту составляет 2294,7 м3: на поение животных, кормонриготовление, уборку помещений и нужды обслуживающего персонала проектируется 1354,7 м3, на смыв навоза из подпольных каналов — 970 м3. Суточный расход сточных вод свинокомплекса по проекту равен 2294 м3: хозяйственно-фекальных — 661,28 м3, производственных от гидросмыва навоза и уборки помещений — 1632,72 м3. Система канализации непосредственно на территории свинокомплекса принята общая для хозяйственно-фекальных и животноводческих сточных вод.
Очистные сооружения состоят из двух ступеней биологической очистки и земледельческих полей орошения. Первая ступень очистных сооружений построена по проекту итальянской фирмы «Джн-эй-Джи», рассчитана на 48-часовую аэрацию сточных вод н состоит из приемного резервуара, динамических фильтров, сушильных печей, аэротен-ков и вторичных отстойников. В процессе работы
эта ступень подверглась реконструкции, заключавшейся в установке вертикальных отстойников перед аэротенками, центрифуг НОГШ-5СЮ и демонтаже вибросит.
Вторая ступень очистных сооружений выполнена по типовому проекту 902-2-124 и состоит из 4 секций мощностью 1250 м3/сут каждая.
В процессе эксплуатации свинокомплекса для утилизации очищенных сточных вод созданы сельскохозяйственные поля орошения (СХПО) со стационарной сетью общей площадью около 427 га. В районе участков СХПО почвы суглинистые, грунтовые воды залегают на глубине до 1 м, мощность водовмещающих пород 3—7 м, местами до 10 м.
При проведении исследований по гигиенической оценке эффективности работы биологических очистных сооружений пробы сточных вод отбирали нз приемного резервуара, после вибросит или вертикальных отстойников, на выходе с первой ступени и после второй. Для выявления влияния очищенных животноводческих сточных вод на грунтовые воды в районе СХПО был налажен лабораторный контроль за шахтными колодцами, которые расположены по ходу грунтового потока ниже полей орошения. Пробы сточных вод отбирали ежемесячно, а грунтовые воды исследовали в зависимости от графика полива СХПО. При наблюдении за работой очистных сооружений и влиянием их на грунтовые воды пользовались общепринятыми показателями.
По проекту животноводческие сточные воды свинокомплекса должны поступать на очистные сооружения с влажностью 98,2% при БПК5до 3500 мг/л. На второй ступени сточные воды очищаются до БПК20 15—20 мг/л и количества взвешенных веществ 15—20 мг/л, а на напорных кварцевых фильтрах они доочищаются до БПКго 3—5 мг/л и ко-
