CC BY
11
почвы, ее покрова, профиля местности, определяемых климатогеографическими особенностями района исследований. Значение интерференционного множителя варьирует в зависимости от перечисленных условий от 1,2 до 1,8. В весенне-осенний период при мокрой, гладкой поверхности земли, лишенной растительности (глина, чернозем) интерференционный множитель имеет наибольшее значение, что соответствует наиболее контрастной интерференционной картине. Интерференционная картина менее контрастна при сухой почве, покрытой растительностью, с более значительными неровностями. В пределах расстояний, которые приходятся на область возможных значений радиусов санитарно-защитных зон, величины Ф3, как показали исследования, лежат в интервале 1,3— 1,6.
Как показали проведенные нами натурные исследования и данные расчетов, уровень ЭМЭ на прилегающей к РЛС территории значительно зависит от положения ДН в вертикальной плоскости, которое определяется положением антенны по углу места (ек).
Чем меньше ек, тем меньше угол наклона ДН в вертикальной плоскости (е0), тем выше уровни интенсивности ЭМЭ на прилегающих к источнику территориях. Поэтому работа РЛС на отрицательных углах качания (ексО°) крайне нежелательна в медико-биологическом отношении. В то же время увеличение е|( в сторону положительных значений ведет к улучшению электромагнитной обста-
новки (снижению уровней ППЭ) на прилегающих к РЛС территориях, так как существенно сокращает необходимые радиусы санитарно-защитных зон вокруг источника. Так, изменение положения ДН в вертикальной плоскости на 0,5° ведет к изменению радиуса санитарно-защитной зоны (минимальное удаление от источника, на котором ППЭ не превышает предельно допустимого уровня электромагнитной энергии, установленного санитарным законодательством) на 500—700 м. Нам представляется, что подъем диаграмм направленности РЛС с помощью изменения угла качания антенны в вертикальной плоскости с одновременным подъемом антенн источников на более высокие эстакады является эффективным средством нормализации сложной электромагнитной обстановки на прилегающих к РЛС селитебных территориях.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что описанные порядок исследова ний и методика расчета и инструментальных измерений распределения ЭМЭ вокруг источников поля СВЧ могут быть рекомендованы для гигиенической оценки электромагнитной обстановки в районах размещения радиолокационных средств гражданской авиации. Кроме того, данная методика может применяться для прогнозирования электромагнитной ситуации в населенных местах, а также использоваться при текущем и предупредительном санитарном надзоре и разработке мер защиты населения от электромагнитного фактора.
ЛИТЕРАТУРА
Думанский Ю. Д. и др.— В кн.: Охрана внешней среды населенных мест. Киев, 1974, с. 45—47.
Думанский Ю. Д. и др.— В кн.: Научно-техн. прогресс и охрана окружающей среды. Киев, 1975, вып. 3, с. 14— 15.
Думанский Ю. Д., Сердюк А. М., Лось И. П. Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека. Киев, 1975.
Золотухин А. Н. и др.— Зарубеж. радиоэлектроника, 1975, № 1, с. 91—112.
Майкелсон С. М.— В кн.: Основы космической биологин и медицины. М., 1975, т. 2, кн. 2, с. 9—58.
Сердюк А. М. Взаимодействие организма с электромагнитными молями как с фактором окружающей среды Киев, 1977.
Холявко Ф. Р. Основы защиты от сверхвысокочастотного
(СВЧ) электромагнитного облучения. Киев, 1969. Шутенко О. И. Гигиеническая характеристика электромагнитных полей СВЧ в условиях населенных мест. Автореф. дне. канд. Киев, 1974. Battocletti J. Н. Electromagnetism, Man and Environment. Boulder, 1976.
Guy A. №.— In: Biologic Effects of Nonionizing Radiation. New York, 1975, p. 539—543.
Поступила II/IX 1979 r.
УДК 614.71/.72:614.841.13:6781:615.916
Кандидаты мед. наук Л. М. Шафран и В. М. Стяжкин, канд. техн. наук В. И. Разин (Москва)
К МЕТОДИКЕ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Широкое применение полимерных материалов, их низкая устойчивость к действию высоких температур с выделением в процессе термоокислительной деструкции и пиролиза высокотоксичных газообразных продуктов диктуют необходимость включения в комплекс методов гигиенической оценки
синтетических материалов показателей токсичности продуктов горения.
Изучение условий и газового состава продуктов 4 горения и их токсичности показало, что ограни- ] читься исследованием качественных и количественных характеристик выделяемых в воздушную
— 44 —
среду токсичных веществ не представляется возможным. Это связано с разнообразием летучих компонентов, трудностью нх идентификации и количественного учета, а также сложностью дифференцированной оценки биологических эффектов отдельных составляющих многокомпонентной смеси (Г. А. Васильев и соавт., 1974). Поэтому гигиенисты в качестве основного критерия при оценке горючести полимеров, как правило, используют токснкометрический показатель Wcl5„. т. е. количество материала, необходимое для создания среднесмертельной (50%) концентрации токсичных продуктов и определяемое экспериментально-расчетным методом (Г. А. Васильев и В. С. Илич-кин; А. И. Эйтинген и соавт.; Hilado и Laboosiere, 1976).
Такой подход позволяет на основе сравнительной оценки различных материалов производить отбор наименее токсичных при горении. Однако вопрос о выборе критерия и моделировании условий пожара до сего времени остается дискута-бельным и решается различными авторами неодинаково, что затрудняет сопоставление полученных результатов и их использование при экспертизе полимерных материалов. Поэтому с целью уточнения некоторых подходов к гигиенической оценке продуктов горения полимеров нами проведены санитарно-химические и токсикологические исследования продуктов горения синтетических материалов при сжигании их в трубчатой электропечи и стендовых условиях, в камере, позволяющие имитировать реальное помещение с источником пожара. Сжигание образцов разнообразных полимерных материалов на основе поливиннлхлорида, фенолформальдегидных, эпоксидных, полиэфирных смол, полистиролов, пенополиуретанов и фторопластов проводили при фиксированных температурах 350, 600, 800 "С, а также в камере стенда в условиях пламенного горения. Пробы воздуха для исследования газового состава продуктов горения отбирали непосредственно из камеры (трубки), а также из затравочной камеры объемом 120 л. При качественном и количественном анализе состава газовыделений использовали метод газожидкостной хроматографии (хроматографы «Цвет-129» и ЛХМ-8МД), а для отдельных компонентов — методы колориметрического и титрометрического анализа (Е. А. Перегуд).
Токсикологический эксперимент на белых крысах и мышах массой 120—150 и 16—20 г соответственно проводили непосредственно в камере стенда или в затравочной камере. В течение всего опыта в затравочной камере поддерживался уровень кислорода не ниже 19% по объему. Продолжительность острой затравки составляла 60 мин с последующим наблюдением за животными в течение 2 нед. Токсическое действие оценивали исходя из гибели животных. Кроме того, определяли в крови содержание карбоксигемоглобина (НоСо).
При санитарно-химическом исследовании в пробах воздуха обнаружили 15—23 соединения, от-
дельные из которых не удавалось идентифицировать. Состав продуктов горения хотя и зависел от химической основы материала, однако отличался довольно значительным непостоянством. Среди продуктов, специфичных для определенного вида материалов, следует назвать хлористый водород и хлорированные углеводороды, характерные для поливинилхлоридных материалов, стирол, характерный для полистиролов, фенол, дифенил-пропан и формальдегид, характерные для материалов на основе фенолформальдегидных смол, плюс алифатические амины и окислы азота, характерные для мочевиноформальдегндных смол, пенополиуретанов, фтористый водород, характерный для фторопластов, и др. Цианистый водород выявлен среди продуктов горения пенополиуретанов, полимеров на основе эпоксидных, некоторых полиэфирных и мочевиноформальдегндных смол, а также ряда других материалов. Количество его колебалось от следов до 1,52 мг на 1 г сгоревшего материала.
Наряду с перечисленными, специфичными для различных материалов компонентами продуктов горения в газовыделениях постоянно присутствуют соединения, появление которых зависит от глубины окисления и степени деградации органических молекул полимера. Среди них обязательно и имеют наибольший удельный вес окись углерода (1,1 — 326 мг/г) и углекислота (22—2040 мг/г), а также предельные и непредельные алифатические и ароматические углеводороды.
Все летучие компоненты образуют парогазоаэ-розольную смесь и твердые дымовые частицы. Сухой остаток при термическом разложении и горении полимеров в различных опытах составил от 1 до 26% от сжигаемой навески образца, причем для термостойких материалов температура 350 °С нередко оказывалась недостаточной для развития процесса пламенного горения и потеря массы образца в этих случаях была незначительной (до 5—10%).
Исследования показали, что на качественный и особенно количественный состав продуктов горения влияют следующие условия опыта: температура в трубке (камере), диаметр трубки, объем затравочной камеры (при отборе проб для газового анализа непосредственно в процессе токсикологического эксперимента), время с момента начала опыта, уровень аэрации образца (содержание кислорода в воздухе), а также размер навески сжигаемого материала.
Как правило, прн 350 °С количество определяемых в газовой смеси компонентов и нх концентрации ниже, чем при сжигании полимеров в условиях более высоких температур. Однако при 800 °С, вероятно, вследствие более полного термического окисления продуктов горения концентрации отдельных компонентов и уровень газовыделений в целом в 56% случаев оказывались ниже, чем при 600 °С. Например, прн сжигании образца пенополиуретана в трубке при 600 °С количество выделяемого из 1 г материала цианистого водорода было
л
в 6 раз, толуилендиизоцианата — в 23 раза, алифатических аминов — в 10,5 раза выше, чем при 800 °С. В то же время количество выделяемой углекислоты нередко резко возрастало в условиях более высокой температуры. Так, повышение ее с 600 до 800 °С приводило к росту количества выделяемого из образца полистирола углекислого газа в 100 раз, тогда как уровень стирола снижался в 54 раза, бензола — в 9,4 раза, толуола — в 4,8 раза.
Зависимости состава и концентрации газовыделений от количества образца, диаметра трубки и условий аэрации взаимообусловлены: при достаточно большой навеске материала, особенно при установлении смертельных концентраций продуктов горения, в трубке диаметром, 20 мм трудно обеспечить достаточно полное окисление даже продуктов, отличающихся невысокой летучестью, нз-за недостатка кислорода. Поэтому в отбираемых пробах воздуха содержание, например, окиси углерода при прочих равных условиях в 5 раз выше, чем в трубке диаметром 40 мм; определяются также пластификаторы, димеры итримеры исходного мономера. Работа установки для сжигания по замкнутому циклу (камера горения — затравочная камера) при малой линейной скорости движения воздуха в трубке (0,3—0,5 м/с) создает условия для вторичного окисления образующихся продуктов, что приводит к росту концентраций С02 в камере уже после сгорания образца. Повышение же скорости движения воздуха ведет к изменению температуры в затравочной камере и нарушает стандартные условия опыта Наиболее полно реальные условия пожара воспроизводятся при моделировании процесса в камере достаточно большого объема (стендовые испытания). Однако ввиду сложности установки, больших габаритов, значительных расходов по эксплуатации и обслуживанию, а также необходимости сжигать большие навески материала с учетом реальной насыщенности применение ее для автономных испытаний отдельных материалов вряд ли может быть признано оправданным. Проведенные нами исследования показали, что в стендовых условиях процессы окисления образующихся при пожаре органических продуктов протекают более полно, что резко снижает токсичность парогазоаэрозольной смеси в зоне дыхания животных. Повышение содержания кислорода в воздухе камеры способств дальнейшему и более четкому проявлению указанных тенденций.
Фактор времени также чрезвычайно важен для оценки газового состава продуктов горения, поскольку возрастание концентраций исследуемых веществ отмечается только в первые 10—20 мин опыта. После достижения максимума даже в замкнутой системе происходит снижение содержания в воздухе отдельных компонентов за счет сорбции стенками затравочной камеры, переходными трубопроводами и твердыми частицами аэрозоля.
Для получения более надежного и интегрального
оценочного критерия целесообразно проводить также токсикологические исследования.
Использование расчетно-экспериментального метода оценки токсичности продуктов горения по показателю смертельности основано на общепринятом в токсикологии количественном критерии, что делает его понятным и приемлемым для гигиенистов. Однако как интерпретировать получаемые в токсикологическом эксперименте результаты—вопрос сложный. Показатель Wcl„„ Для каждой температуры опыта различен. Например, при сжигании двух образцов полиуретанов при 600 °С Wcl„ был равен 7,34±0,69 и 6,31 ±0,84 г, что свидетельствует о большей токсичности второго образца. Однако при 800 °С соотношение оказалось обратным: 5,60±0,76 и 8,03±0,78 г. При достаточно большом количестве испытываемых образцов с учетом получаемых при трех температурах результатов задача выбора наименее токсичного образца практически неразрешима. Этот довод приводится одним из первых в критических замечаниях относительно данного показателя. Наш опыт позволяет предложить следующее правило для данной цели: образец с наименьшим показателем при 350 °С наиболее опасен; для термостойких материалов при использовании затравочной камеры объемом 120 л и в условиях опыта по замкнутому циклу даже при 60-минутной экспозиции Wcl,. не должен быть достигнут при температуре 350 °С.
Трудность оценки результатов токсикологического эксперимента объясняется также тем, что не всегда показатель Wcl„ используется в ка-
честве интегрального критерия для сравнения токсичности продуктов горения различных материалов. Ряд авторов (Cornish и Abar; Kishilani и Nacamura) используют для этого время экспозиции в минутах при сгорании стандартной навески образца, в течение которого происходит гибель или обездвиживание подопытных животных.
Проведенные нами исследования по сравнению применяемых показателей позволяют отдать предпочтение критерию Wcl,0, так как в зависимости от характера действия на организм продуктов горения, выделяемых разными материалами, время гибели животных может варьировать от не-скольких^ минут до нескольких суток, на что указывают сам автор методики (Kishitani). Не случайно срок наблюдения за животными после 15— 30-минутной затравки устанавливается в течение 5—7 дней. Кроме того, показатель Wcl„ более тесно связан с насыщенностью материала в камере, что облегчает интерпретацию полученных данных применительно к реальным условиям пожара.
Как правило, полученные данные сравнивают с токсичностью продуктов горения эталонных образцов древесины различных пород. При выборе их в качестве основного достоинства авторы отмечают незачнтельное разнообразие состава газовыделений с преобладанием окиси углерода как доминирующего токсичного компонента (Bowes; Mason; Hilado и Laboosiere). Поэтому определение в крови
подопытных животных содержания карбокснгемо-глобина позволяет оценивать роль окиси углерода в развитии смертельного отравления. По данным Н. П. Александрова, гибель белых крыс и мышей наступает при блокировании окисью углерода 60— 70% гемоглобина крови. Опыт показывает, что при содержании в крови животных 50% и более НЬСО смертельный эффект продуктов горения полимерных материалов обусловлен в основном или практически исключительно окисью углерода. Поэтому представляется целесообразным использовать в качестве эталона при сравнительной оценке токсичности продуктов горения не навеску традиционного материала, а соответствующую \Усх,. концентрацию окиси углерода для взятого в опыт вида животного (для мышей 3,5 мг/л). Это позволит еще более стандартизировать условия опыта и ввести в качестве дополнительного критерия содержание в крови НЬСО, как это предлагают Г. А. Васильев и соавт. (1976). При достижении смертельного эффекта в условиях меньшего содержания НЬСО в крови (до 30—40%) токсическое действие обусловлено другими соединениями, содержание которых необходимо определять в воздухе камер (цианистый и хлористый водород, толуилендиизо-
цианат, мономеры стирола, этилена и другие углеводороды).
В целом накопленный к настоящему времени опыт экспериментальных исследований по гигиенической оценке токсичности продуктов горения полимерных материалов позволяет строить ее на основе результатов автономных испытаний по са-нитарно-химическому и токсикологическому критериям, причем последнему принадлежит ведущая роль. Дополнение полученных данных результатами стендовых испытаний позволит уточнить параметры токсичности по комплексу применяемых в изделии (помещении) материалов с учетом специфики условий аэрации, соотношения насыщенности, кубатуры и длительности пребывания человека в зоне пожара.
Наиболее актуальными задачами при дальнейшей разработке вопроса гигиенической оценки токсичности продуктов горения полимеров являются, на наш взгляд, изучение токсичности многокомпонентных смесей с учетом роли отдельных компонентов в общетоксическом эффекте и разработке методических подходов к интегральной оценке токсичности по несмертельным эффектам с количественным учетом полученных данных.
ЛИТЕРАТУРА
Александров //. П.— Гиг. и сан., 1973, 11. 92—95. Васильев Г. А., Иличкчн В. С., Романов Э. И.— В кн.:
Пожарная защита судов. М., 1974, с. 65—66. Васильев Г. А., Иличкчн В. С.— Гиг. и сан., 1975, № 5, с. 87—91.
Васильев Г. А., Иличкин В. С., Смирнова Н. В. и др.—
Судостроение, 1976, № 11, с. 46—48. Перегуд Е. А. Химический анализ воздуха. Л., 1976. Эйтинген А. И., Соловьева Т. В., Грибунова Г. Б. и др.—
Гиг. и сан., 1975, № 2, с. 104 105. Bowes Р. С.— Ann. occup. Hyg., 1974, v. 17, p. 143 — 155.
Cornish H. H., Abar L.— Arch, environm. Hlth, 1969, v. 19, p. 15—21.
Hilado С. J.— J. Combustion Toxicol. 1978, v. 3, 1, p. 32— 60.
Hilado С. J., Laboosiere L. A.— J. Consumer Product Flammebil. 1976, v. 3, p. 141 — 149.
Kishitani K — J. Fac. Eng., 1971, v. 32-B, p. 31—46.
Kishitani M.. Nacamura K.— J. Fire a. Flammabil., 1976, v. 4, p. 15—26.
Mason R. V,— Ann. occup. Hyg., 1974, v. 17, p. 159—166.
Поступила 14/VI 1979 r.
УДК 614.7:546.171-074
Канд. хим. наук Т. Л. Радовская, И. В. Круглова, Т. К. Каэюнь
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ ФТОР-ИОНА И ЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ДИФФУЗИОННОМ ПРИБОРЕ
Свердловский научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний
За последние время для выделения фтора из различных объектов с целью последующего его аналитического определения все шире внедряется диффузионный метод. Отечественной промышленностью налажен серийный выпуск многокамерного диффузионного прибора, сконструированного в Институте биофизики Министерства здравоохранения СССР (М. М. Голутвина, Н. Н. Кононыкина и В. П. Ря-бикин). Сорбция фтористого водорода в приборе осуществляется покрытыми щелочным раствором центральными резервуарами ячеек. Разработана новая конструкция ячейки, в которой улавливание фтористого водорода происходит на пористой стек-
лянной пластинке, импрегнированной щелочью (Н. Ш. Вольберг и Т. А. Кузьмина).
При использовании нами многокамерного диффузионного прибора и описанной методики определения фтор-иона выявлены некоторые недостатки.
Калибровочная шкала, построенная в объеме 6 мл в диапазоне 1—8 мкг Р~ с цирконий-эриохром-цианиновым реагентом, получается нестабильной. Воспроизводимые результаты шкалы получены при применении свежеприготовленного раствора реагента и проведении колориметрической реакции в объеме 20 мл. Линейность калибровочного графика (см. рисунок) сохраняется в интервале I—
