CC BY
9
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1991 УДК 613.633:631.243.321:613.155.3
М. Т. Тахиров, Е. Е. Бекжанова, Ф. У. Юлдашева К ОБОСНОВАНИЮ ПДК ЗЕРНОВОЙ ПЫЛИ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
НИИ санитарии, гигиены и профзаболеваний Минздрава Узбекской ССР, Ташкент
В комплексе опасных и вредных выбросов производства зерна ведущее место занимает зерновая пыль (ЗП).
Биологическое действие ЗГ1 обусловлено различными факторами: большим удельным весом мелкодисперсной фракции пыли, наличием свободной двуокиси кремния, микробной и грибковой флорой, являющейся основной причиной аллерги-зации организма и развития вторичных воспалительных изменений [6, 13]. Пневмокониоз, возникающий от воздействия ЗП, выделен в самостоятельную нозологическую единицу [17]. Высокой грибковой и бактериальной обсемененностью ЗП обусловлены заболевания бронхолегочной системы, у работников зернохранилищ, грузчиков и других работников, контактирующих с зерном [8].
Однако, несмотря на изучение видового состава и патогенных свойств микрофлоры ЗП [4, 12], при установлении ПДК в воздухе рабочей зоны учитывали только содержание в ней свободной двуокиси кремния.
Целью настоящей работы явилось обоснование ПДК зерновой пыли в атмосферном воздухе с учетом ее биологической вредности.
Исследования атмосферного воздуха на содержание ЗП, плесневых грибов и бактерий проводили на территории Ташкентского мелькомбината № 1 и на расстоянии 100, 300, 500, 750 и 1000 м от него.
Концентрацию пыли в атмосферном воздухе определяли гравиметрическим методом [16], а микробную и грибковую обсемененность воздуха — с помощью прибора Кротова. Отобрано и проанализировано 150 проб атмосферного воздуха.
Морфологию и дисперсность пыли изучали по [5], содержание свободной двуокиси кремния — по [11], содержание органических веществ определяли путем сжигания.
Исследование микробиологического и микологического состава ЗП осуществляли путем посева 0,1 мл пылевой суспензии на чашки Петри с твердыми питательными средами в разведении 1:10, 1:100, 1:1000 и т. д. Для определения общего количества микроорганизмов использовали мясопептонный агар, для изучения микологического состава — средь: Сабуро и Чапека. Чашки с посевом бактериальной микрофлоры инкубировали в термостате 1—2 сут при температуре 37 °С. При изучении микологического состава пы-
ли чашки выдерживали в течение 3—4 сут при 26— 28 °С.
Проведено 240 исследований морфологии, дисперсности, физико-химического и микробиологического состава пыли.
Патогенность плесневых грибов и микроорганизмов определяли общепринятыми в микологических и микробиологических исследованиях методами [3] в опытах на 420 белых мышах.
Аллергены были приготовлены из всех видов плесневых грибов и бактерий, выделенных из пыли, а также из нативной пыли [14].
Аллергенное действие ЗП, а также выделенных из нее плесневых грибов и бактерий изучено в реакции общей анафилаксии.
С целью установления токсического действия малых концентраций ЗП на организм теплокровных животных была проведена хроническая круглосуточная ингаляционная затравка 72 белых крыс-самцов в течение 3 мес. Животные были разделены на 4 группы. Изучены 3 концентрации ЗП (см. таблицу). Максимальная концентрация ее была на уровне ПДК в воздухе рабочей зоны, последующие — в 5 раз ниже. При оценке общетоксического действия были изучены поведение и динамика массы животных, количество эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов периферической крови, активность холинэстеразы крови, суммационно-пороговый показатель (СПП), уровень общего белка и белковых фракций сыворотки крови [15]. О состоянии фиброза легочной ткани судили по содержанию оксипролина в сухой ткани легких [18].
С учетом возможности подавления иммунных реакций при развитии интоксикации [2], для изучения сенсибилизирующего действия ЗП в условиях хронического ингаляционного воздействия были выбраны концентрации, не вызывающие выраженных токсических реакций, а изучение сенсибилизирующего действия ЗП было проведено в отдельном эксперименте на 40 морских свинках-самцах, разделенных на 4 группы (см. таблицу). Для оценки состояния сенсибилизации морских свинок использовали показатели, отражающие как клеточные реакции на антиген in vitro (реакция специфического лизиса лейкоцитов — РСЛЛ, реакция специфической агломерации лейкоцитов — РСАЛ), так и определение гуморальных антител (реакция пассивной гемагглютина-ции — РПГА) [1].
В качестве специфического антигена использо-
Постоянство концентраций в затравочных камерах при непрерывном ингаляционном воздействии зерновой пыли на белых
крыс и морских свинок
Группа животных Заданная концентрация Фактическая концентрация
пыли, мг/м3 пыль, мг/м3 плесневые грибы, м. к./м3 бактерии, м. к./м3
1-я
2-я
3-я
4-я (контроль)
1-я
2-я
3-я
4-я (контроль)
4 0,8 0,16
Чистый воздух
0,8
0,16
0,03
Чистый воздух
Токсикологический эксперимент
4.31 ±0,1 0,81 ±0,02 0,16±0,003 0
6356,83±240,37 1761.46dt77.98. 788,20±38,78 288,62± 13,72
Аллергологический эксперимент
0,79±0,01 1713,35±31,08
0,16± 0,003 890,43±29,42
0,031 ±0,0009 512,40±22,25
0 377,72± 12,88
25 096,68± 559,48 3836,17± 144,97 1638,17±81,74 671,96±44,04
3976,46± 93,86 1964,00±71,91 1138,83±40,32 775,46±27,70
Примечание, м. к.— микробные клетки.
вали смесь антигенов, полученных из плесневых грибов и бактерий. Состояние естественной резистентности организма оценивали по уровню содержания лизоцима в сыворотке крови [7]. Известно, что на самых ранних этапах воздействия микробного агента имеет место дисбиоз пристеночной микрофлоры слизистых оболочек [9]. Для оценки состояния слизистых оболочек экспериментальных животных изучали общее количество микроорганизмов на них и количество кишечных палочек [10, 19].
В воздухе затразочных камер, помимо содержания пыли, определяли количество плесневых грибов и бактерий. В воздухе контрольных камер, куда подавали воздух без ЗП, также обнаруживали плесневые грибы и бактерии, составляющие естественный фон воздуха (см. таблицу). В ходе изучения токсического и аллергенного действия ЗП проведено 1840 биохимических, морфологических и иммунологических определений; в затравочных камерах отобрано и проанализировано 1610 проб воздуха на содержание в них пыли, плесневых грибов и бактерий.
Исследованиями атмосферного воздуха установлено, что наиболее высокие концентрации ЗП создавались на территории завода, содержание пыли здесь достигало 10,05±1,3 мг/м3, плесневых грибов — 2348,8± 1337,5 м.к/м3, бактерий — 5612,3± 1635,4 м.к/м3. С увеличением расстояния от завода концентрации пыли, плесневых грибов и бактерий в атмосферном воздухе снижались и составляли на расстоянии 750 м соответственно 0,092±0,0001 мг/м3, 425,09±60,30 и 1201,0± ±84,55 м.к/м3. На расстоянии 1000 м от источника загрязнения концентрации пыли, бактерий и плесневых грибов в атмосферном воздухе не отличались от их содержания в атмосферном воздухе контрольных участков.
При определении дисперсного состава ЗП выявлено, что суммарное распределение частиц по фракциям было следующим: 1 мкм — 19,24%, 1—3 мкм —33,01%, 3—5 мкм — 9,91 %,- 5— 8 мкм —21,84%, 8—16 мкм.—11,46'%, "16—
32 мкм — 4,89 %. Таким образом, основная доля (60,15 %) в составе ЗП приходится на фракцию 5 мкм.
Содержание свободной двуокиси кремния в пробах пыли составило от 2 до 9,75 мг/кг, а органических примесей — от 7,25 до 10,2 %.
Общее содержание бактерий в 1 г пыли было на уровне 70,6-10б±5,0-104 м.к/г, плесневых грибов — 135,3-106±7,3-105 м.к/г. Видовой состав плесневых грибов был представлен грибами рода аспергилла желтая, аспергилла черная, кладоспо-риум, мукор, альтернария, пеницилла. Установлено, что наибольшей токсичностью обладают грибы аспергилла черная и аспергилла желтая, значительно меньшей — грибы родов мукор и альтернария.
При изучении силы сенсибилизирующего действия ЗП и выделенных из нее плесневых грибов и бактерий в реакции общей анафилаксии обнаружено, что тяжесть анафилактического шока была неодинаковой: анафилактический индекс по Wei-д1е (1960 г.) составил для аспергиллы черной 2,58, аспергиллы желтой — 2,83, мукора — 2,50, аль-тернарии — 2,39, пенициллы — 2,75, кладоспориу-ма — 2,38, взвеси бактерий — 1,83, нативной зерновой пыли — 1,33, смеси антигенов — 2,08.
Исследование резорбтивного действия малых концентраций ЗП в условиях хронического круглосуточного эксперимента показало, что длительное (45 дней) ингаляционное воздействие ее в концентрации 4 мг/'м3 приводит к достоверному снижению массы тела экспериментальных животных (р<0,05).
Изучение содержания лейкоцитов периферической крови выявило статистически достоверный лейкоцитоз у крыс 1-й и 2-й групп к 60-му дню воздействия (р<0,001, р<0,01). Динамика изменения холинэстеразы крови свидетельствовала о снижении активности фермента у крыс 1-й и 2-й групп, статистически значимом соответственно к 45-му (р<0,001) и 75-му (р<0,01) дням воздействия.
Установлено достоверное снижение СПП у крыс
1-й и 2-й групп к 60-му дню воздействия (р<0,001, р<0,001).
У животных 1-й группы при воздействии ЗП наблюдалось статистически достоверное увеличение содержания оксипролина в сухой ткани легкого после 3-месячного ингаляционного воздействия (р<0,001), что связано, вероятно, с развитием фиброза легочной ткани.
В течение всего периода воздействия ЗП в выбранных концентрациях не влияла на содержание общего белка в сыворотке крови. Достоверный сдвиг белковой формулы в сторону уменьшения содержания альбуминов и увеличения содержания у-глобулинов в сыворотке крови крыс
1-й и 2-й групп свидетельствует о вероятном нарастании титра антител (р<0,001, /э<0,001).
Патоморфологические изменения в органах дыхания у крыс 1-й группы указывают на слабо выраженное фиброгенное действие ЗП; у животных
2-й группы обнаружены явления интерстициаль-ной пневмонии.
Результаты исследований по выявлению сенсибилизации опытных групп животных при круглосуточном ингаляционном воздействии ЗП показали наличие положительных аллергических реакций у морских свинок 1-й и 2-й групп. В более ранние сроки регистрировали изменения у свинок 1-й группы, где лизис лейкоцитов достоверно увеличивался уже к 7-м суткам воздействия, достигал максимума к 21-м суткам (р<0,001) и в последующие сроки был достоверно выше контроля. Изменение показателя агломерации лейкоцитов было достоверным к 14-м суткам воздействия, достигало максимума к 21-м суткам (р<0,001) и оставалось достоверным в течение всего срока воздействия. Аналогичная динамика отмечена при изучении РПГА: к 21-м суткам воздействия log2 титра был равен 3,1 ±0,22 при log2 в контрольной группе, равном 0 (р<0,001).
Во 2-й группе морских свинок достоверные изменения зарегистрированы по РСАЛ к 21-му дню, РСЛЛ к 14-му дню воздействия; при изучении РПГА отмечены значимые изменения лишь к 21-м и 56-м суткам.
При изучении лизоцима сыворотки крови установлено снижение его активности, статистически значимое в 1-й группе морских свинок, к 21-м суткам воздействия (р<0,01).
Общее содержание микрофлоры в ротовой полости и число кишечных палочек достоверно увеличивались у свинок 1-й группы к 21-му дню (р<0,001), а 2-й группы — к 75-му дню (р<0,001). Достоверно повышенное общее количество микроорганизмов на слизистых оболочках стойко сохранялось до конца ингаляционного воздействия ЗП. Стойкий дисбиоз пристеночной микрофлоры слизистых оболочек, а также снижение активно-
сти лизоцима крови у морских свинок 1-й и 2-й групп свидетельствуют о снижении неспецифической резистентности организма животных.
Выводы. 1. Хроническая круглосуточная затравка зерновой пылью в концентрациях 4 и 0,8 мг/м3 оказывает на организм подопытных животных политропное действие с преимущественным поражением центральной нервной системы, крови, легких.
2. Зерновая пыль в концентрациях 0,8 и 0,16 мг/м3 при круглосуточном ингаляционном воздействии оказывает сенсибилизирующее действие, обусловленное присутствием в ней плесневых грибов и бактерий.
3. Среднесуточная ПДК зерновой пыли, в атмосферном воздухе рекомендована на уровне 0,03 мг/м3, что соответствует содержанию в атмосферном воздухе 500 м.к/м3 плесневых грибов и 1000 м.к/м3 бактерий.
Литература
1. Алексеева О. Г., Дуева Л. А. Аллергия к промышленным химическим соединениям.— М., 1978.— С. 94—120.
2. Алексеева О. Г. // Гиг. и сан:— 1974,— № 10,— С. 82—86.
3. Ашмарин И. П., Воробьев А. А. Статистические методы в микробиологических исследованиях.— Л., 1962.— С. 82— 93.
4. Билай В. И. // Ядовитые грибы на зерне хлебных злаков.— Киев, 1953,- С. 44.
5. Временные методические указания по обоснованию предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.— М., 1988.— С. 90-94.
6. Громова В. С. // Гиг. труда,— 1985.— № 12,— С. 33—34.
7. Дорофейчук В. Г. // Лаб. дело — 1968,— № 1,—С. 28— 30.
8. Карпова М. И. // Гиг. и сан,— 1962,— № 1,—С. 14—18.
9. Квятковская И. Я-, Ремез И. М., Седышева Б. П. // Гигиенические аспекты изучения биологического загрязнения окружающей среды,— М., 1968,— Т. 4, № 2,— С. 27—28.
10. Клемпарская Н. Н., Шальнова Г. А. // Аутофлора как индикатор радиационного поражения организма.— М., 1966,— С. 206.
11. Козлова Н. П. Ц Гиг. труда,— 1963,— № 10,— С. 55.
12. Мамбиш И. Е., Подьяпольская О. П., Соседова Н. И. // Совещание по микотоксикации человека и сельскохозяйственных животных, 2-е.— Киев, 1961.— С. 45—59.
13. Нестерова Л. А., Перелыгин В. Н. // Инструктивно-мето-дические рекомендации для внедрения в практику здравоохранения.— Фрунзе. 1969.— Вып. 16.— С. 74—81.
14. Пастернак Н. И., Брысин В. Г. // Аллергенность плесневых грибов.— Ташкент, 1975.— С. 64.
15. Покровский А. А., Шолохова 3. А., Болтунова Л. Д. // Биохимические методы исследований в клинике.— М., 1969,— С. 64—69.
16. Сидоренко Г. И., Дмитриева М. Т. // Унифицированные методы определения атмосферных загрязнений.— М., 1976.— С. 259—261.
17. Степанов С. А., Величковский В. Т. // Пневмокониозы от пыли органического происхождения.— Саратов, 1981.— С. 6-12.
18. Хвапил М. Ц Гиг. труда.— 1961,— № 4 — С. 53—58.
19. Шальнова Г. А. // Лаб. дело,— 1961,— № 2,— С. 24—26.
Поступила 22.05.90
