К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ α, 2—4-ДИНИТРОФЕНОЛА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 614.777 + 628.394]:662.235

К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ а, 2—4-ДИНИТРОФЕНОЛА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ

Т. А. Попов

Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва

а, 2—4-Динитрофенол (ДНФ) применяется в промышленности при производстве некоторых красителей и в сельском хозяйстве в качестве инсектицида и гербицида, в связи с чем возможно поступление этого вещества в водоемы со сточными и ливневыми водами.

ДНФ — нитросоединение ароматического ряда — имеет эмпирическую формулу С6Нз(Ш2)2 ОН и представляет собой желтоватые кристаллы с карболовым запахом. Они легко растворяются в органических растворителях, мало растворимы в холодной воде.

Экспериментальные исследования по обоснованию предельно допустимой концентрации (ПДК) ДНФ проводились нами по общепринятой схеме (С. Н. Черкинский). Для определения влияния изучаемого вещества на органолептические качества воды мы исходили из растворов, содержавших 5, 10 и 20 мг/л. Они имели интенсивную желтую окраску и не обладали запахом. У этих растворов был сильно выраженный горько-вяжущий привкус. Необходимые концентрации ДНФ мы создавали путем последовательного разбавления в 2 раза. Интенсивность привкуса оценивали по 5-балльной системе бригадным методом. С уменьшением концентрации вещества горький привкус исчезал быстрее, чем вязкость, которая ощущалась до концентрации ДНФ 0,005 (0,00363-^-0,00637) мг/л. Практический порог составляет 0,0121 мг/л в параметрах 0,0106-=-0,0135. Статистическая обработка материала показала достаточную надежность полученных данных (табл. 1).

Специально поставленные опыты показали, что 2—4-ДНФ при хлорировании его растворов способствует провоцированию хлорфенольно-го запаха. Хлорирование воды, содержащей ДНФ, придает ей аптечный запах при концентрации вещества 0,650 (0,498-^0,802) мг/л.

Т а б л и ц а 1

Статистические параметры пороговых концентраций а, 2—4-ДНФ по его влиянию на привкус воды

&5 . о 2 е = Р Я С-> — 2 о Л X Статистический критерий

X и 5 С и — X О Число дсний М±т кпэффицн-ент изменчивости (в Ч) ?в ошибки М~1т М + /т

1 2 28 27 0,005 ±0,00042 0,0121 ±0,00073 44,6 31,6 8,5 6,0 0,0041 0,0106 0,0058 0,0135

ДНФ изменяет естественный цвет воды — она приобретает желтую окраску. Для водоемов 1-го вида водопользования порог окраски находится на уровне 0,0054 (0,0048-^0,006) мг/л, а для водоемов 2-го вида на уровне 0,0106 (0,0095-^0,0116) мг/л.

Стабильность ДНФ в воде мы изучали по изменению интенсивности привкуса (на уровне 2, 3 и 5 баллов) и окраски. Результаты исследования косвенно свидетельствуют о значительной стабильности изучаемого вещества в воде. Учитывая, что желтую окраску, которую придает воде ДНФ, практически нельзя отличить от обычной окраски природной воды многих водоемов, можно рекомендовать в качестве лимитирующей величины по органолептике концентрацию 2—4-ДНФ 0,012 мг/л, что соответствует практическому порогу по привкусу.

Возможность нарушения санитарного режима водоемов при попадании в них 2—4-ДНФ изучали путем наблюдения за динамикой БПКб и БПКго по скорости минерализации азотсодержащих органических соединений и по развитию и отмиранию сопрофитной микрофлоры. Были выбраны концентрации 0,004, 0,04 и 0,4 мг/л. Обработка полученных данных показала, что все эти концентрации в течение 5 и 20 суток не могут заметно влиять на общий санитарный режим водоемов, поскольку разница между контролем и 3 опытными концентрациями находится в пределах ошибки биологического эксперимента. Изучение влияния более высоких концентраций ДНФ оказалось невозможным из-за окраски. Поэтому мы поставили 2 серии опытов, в которых следили за динамикой БПК5, определяя содержание кислорода полярографическим путем (химический контроль по Винклеру). Исследовали концентрации 0,04, 0,4 и 4 мг/л. Результаты, полученные на основе использования обоих методов, совпадали между собой и не выявили статистически достоверных различий по сравнению с контролем.

Содержащиеся в литературе сведения о токсичности а, 2—4-ДНФ противоречивы. Это побудило нас тщательно изучить токсическое действие вещества на организм теплокровных животных. Результаты острого опыта на 4 видах животных показали, что ДНФ сильно токсичен для кроликов и белых крыс (ЬО50 30 и 31,2 мг/кг), менее токсичен для белых мышей (ЬО50 46,5 мг/кг) и для морских свинок (ЬО50 81 мг/кг) (Т. А. Попов).

ДНФ не обладает заметными кумулятивными свойствами. Из 15 крыс, получавших '/б ЬО50 ДНФ в течение 20 дней, не погибло ни одной. Для выявления функциональной кумуляции на 7, 14 и 21-е сутки мы определяли содержание метгемоглобина крови, мочевины и сиаловых кислот в сыворотке крови. Обнаруженные сдвиги указывали на выраженную функциональную кумулятивность ДНФ (Т. А. Попов).

Токсикодннамнческие особенности ДНФ мы выявляли в подост-ром эксперименте на 40 белых крысах, 16 кроликах и 30 белых мышах. Вещество вводили им ежедневно в течение 80 дней в количестве, равном '/го ЬО50. Как известно (Э. Слейтер; Л. Рачев и соавторы), ДНФ разобщает процессы фосфорнлирования от дыхательной цепи, т. е. «де-купелирует» окислительное фосфорилирование. Другие авторы указывают на усиление обмена веществ и потребления кислорода при воздействии ДНФ (С. М. Дубашинская и соавторы, Э. А. Мируэдзер, и др.).

Отмеченная нами в подостром опыте задержка нарастания веса, увеличение скорости потребления кислорода в мышечной ткани (Я<0,001), повышение содержания неорганического фосфора в крови, снижение содержания БН-групп (Р<0,002), ускоренное наступление трупного окоченения хвоста у мышей, ускоренное поступление радиоактивного фосфора (Р32) в крови и др. — все это служит экспериментальным подтверждением литературных данных. Вместе с тем мы обнаружили увеличение содержания мочевины в сыворотке крови, снижение содержания гемо-

глобина и количества эритроцитов, увеличение метгемоглобина, ускоренное поступление и выведение из печени препарата бенгалроза, содержавшего радиоактивный йод (Л131), изменение весовых коэффициентов, нарушение высшей нервной деятельности, что указывало на нарушение других функций и систем. Патоморфологические и гистохимические исследования подтвердили полученные нами сведения о разнообразном и выраженном характере токсичности ДНФ в испытанной дозе.

Программа наиболее важного для гигиенического нормирования хронического санитарно-токсикологического эксперимента, кроме указанных выше тестов, предусматривала изучение фагоцитарной активности лейкоцитов в динамике содержания молочной кислоты, АТФ и

и и

%30

го■ %!<>

но

Ю0 ■

*

-ч 90 ■

<

"г -

1 70 -

-

%

О 00 ООО —Появление —

00000

N

X

ч

\

—I—г

.Фон

Упрочение

1 2 3 « 5 6 Срони интоксикации, (вмесяцах')

Рис. !. Появление и упрочение дпффе-ренцировки.

/—контрольная группа; 2—дола 0.0015 мг,кг; 3 — доза 0,031 мг/кг; 4 — доза 0,62 мг/кг.

Рис. 2. Содержание БН-групп в сыворотке крови кроликов в течение хронического опыта (в % к контролю).

I — контрольная группа; 2 — доза 0.003 мг/кг-, 3 — доза 0,03 мг/кг; 4 — доза 0,6 мг/кг.

креатинфосфата в мышцах, количества и подвижности сперматозоидов в конце опыта. Хронический эксперимент проводился нами на 60 белых крысах и 24 кроликах в течение 7 месяцев. Мы исследовали длительное действие ДНФ на оба вида животных в количестве '/во и '/юоо ЬО50, что равнялось 0,62 и 0,031 мг/кг для крыс. В качестве наименьших были взяты концентрации, составляющие '/юооо ЬЭ50 для кроликов (0,003 мг/кг) и '/20000 ЬО50 для крыс (0,0015 мг/кг).

Для оценки влияния ДНФ на центральную нервную систему применяли ускоренную двигательно-пищевую методику условных рефлексов (А. А. Голубев; С. Н. Черкинский и соавторы). Опыт проводили на 24 белых крысах в камере Л. И. Котляревского с автоматической регистрацией показателей. Предварительно животных распределили на 4 группы по данным выработки условнорефлекторной реакции на звонок. На 4—5-м месяце интоксикации ДНФ были выработаны условные рефлексы на положительный раздражитель (тон 200 гц) и дифференциро-вочный сигнал к нему (тон 500 гц). Упрочение условных реакций достигнуто после 34,7±1,0 сочетания у контрольной группы, 37,0±4,7 сочетания у 3-й группы (доза затравки 0,62 мг/кг), 38,8±4,3 сочетания у 2-й группы (доза затравки 0,031 мг/кг) и 35,6±3,8 сочетания у 1-й группы (доза затравки 0,0015 мг/кг). Выработка дифференцировки выявила различия на уровне достоверных 0,05) только для 3-й группы; ко-

личество предъявлений, необходимых для упрочения дифференцировоч-пых реакций у крыс этой группы было 37,1 ±1,08 при 31,3±2,2 в контроле (рис. 1).

Для того чтобы выявить тенденцию ослабления процесса активного торможения, мы ввели по ходу эксперимента новый положительный раздражитель (слабый)—красный свет мощностью 15 вт, после чего

Таблица ^

Условные реакции в стереотипе

Тон 200 гц Индекс ( + ) Свет красный 15 вт Тон 500 гц пр и нарушениях дифферен-цировки Индекс (—)

Группа Показатель латентный период (в сек.) величина искусственного условного рефлекса наличие реакции (в Я) величина / реакции / на тон / 200 гц / у/ величина /реакции на свет латентный период (в сек.) величина искусственного условного рефлекса наличие реакции (в %) латентный период (в сек.) величина искусственного условного рефлекса наличие реакции (в "¿) величина / реакции на / тон 200 гц / (2-й) V / величина / нарушения 'на тон 500 гц

Контрольные

(л=6) Животные, получавшие ДНФ в лозе 0,0015 мг/кг (п=6) Животные, получавшие ДНФ в дозе 0,031 мг/кг (л=6) Животные, получавшие ДНФ в дозе 0,62 мг/кг (1=6)

М±т 2,13±0,18

М

М±т /

Р

М±т I Р

1,93±0,18

33,1±1,792,0±2,0 2,10±0,15 38,5±2,6 91,7± 1,4 1,80±0,21

2,30±0,25

2,68±0,35

36,8±3,282,7±2,9 2.6 <0,05

29,7±2,980,5±4,2 2,44 >0,05

1,86±0,17

2,25 ±0,1

3,36±0,34 16,2± 1,6 74,2± 2,8 2,7±0,3 23,1 ±3,1 81,1 ±3,5

3,47±0,38 20,4±2,270,0±4,3

7,04 ±0,35 6,8±0,2

4,23±0 ,33

13,4± 1,5 58,2±4,1 3,27 <0,05

4,25 ± 0,26 6,48 <0,001

4,19±0,63 3,98 <0,02

5,4±1,8 5,6±0,5

16,6± 3,7 2,7 <0,05

20,8±0,3 2,59 <0,05

25,0±3,3

21,6± 1,7

5,04± 1,02

7,0±0,9

56,7 ±3,3, 3,5± 1,4 6,8 <0,001

63,3 ± 9,9 3,71 <0,02

1,89 ± 0,33 2,97 <0,05

Примечание. Отсутствие данных в графике означает, что Р<0,05.

составили стереотип реакций на 2 положительных и на 1 дифференци-ровочном сигналах (В. Е. Миклашевский). Условные реакции в стереотипе представлены в табл. 2. Как видно из этой таблицы, выработка стереотипа, предъявляя повышенные требования к высшей нервной деятельности экспериментальных животных, выявила значительные различия, которые оставались прежде скрытыми. Кроме того, при выработке стереотипа мы получили больше информаций о состоянии высшей нервной деятельности.

Отмеченные нами данные свидетельствуют о том, что доза 0,62 мг/кг вызывает увеличение процента выпадения положительных условных реакций на оба положительных раздражителя; это говорит об ослаблении процесса возбуждения. Достоверные различия при той же дозе в величине латентного периода и реакции расторможения, как и в процентах проявления отрицательного условного рефлекса,, свидетельствуют об ослаблении активного торможения. Снижение отрицательного индекса подтверждает те же нарушения процессов высшей нервной деятельности. Подобные нарушения вызывает и доза 0,031 мг/кг, однако они выражены в меньшей степени. Доза 0,0015 мг/кг не оказывает воздействия на условнорефлекторную деятельность.

Проведенная в конце эксперимента функциональная проба на уга-шение и восстановление реакций на тон 200 гц выявила статистически достоверное различие при угашении для крыс, получавших дозы ДНФ 0,62 мг/кг, что связано со слабостью активного торможения.

Систематические наблюдения над животными по всем другим тестам показали, что длительное поступление в организм животных ДНФ в концентрации V50 LD50 вызывает статистически достоверное применение большинства показателей. При интоксикации этим веществом в концентрациях, соответствующих '/юоо LD50, кроме сдвигов в высшей нервной деятельности крыс, отмечены достоверные повышение содержания мочевины и снижение количества SH-групп у кроликов —на 63,5% (Я<0,01) при дозе 0,6 мг/кг и на 77,9% при дозе 0,03 мг/кг (рис. 2); уменьшение количества богатых энергией фосфорных соединений в печени крыс. Длительное поступление ДНФ в дозе 0,0015 мг/кг в организм крыс и в дозе 0,003 мг/кг в организм кроликов не вызывало никаких функциональных изменений.

Результаты хронического санитарно-токсикологического эксперимента дают основания рассматривать дозу '/so LD50 как несомненно действующую. Дозу '/юоо LD50, оказавшую влияние на центральную нервную систему, на содержание SH-групп и на функцию почек, следует рассматривать как пороговую, а дозы '/ю 000 LD50 для кроликов и V20000 LD50 для крыс — как недействующие.

Выводы

1. а, 2—4-ДНФ придает воде горько-вяжущий привкус и желтую окраску. Практический порог по привкусу находится на уровне 0,0123 мг/л. При этой концентрации окраску практически нельзя различить при обычной цветности воды водоемов.

2. а, 2—4-ДНФ в концентрации до 4 мг/л не влияет на общий санитарный режим водоема.

3. В санитарно-токсикологическом эксперименте обнаружено, что недействующая доза соответствует 0,0015 мг/кг (0,03 мг/л).

4. Учитывая, что недействующая доза по санитарно-токсикологиче-скому признаку вредности только в два раза превышает пороговую концентрацию по органолептическому признаку вредности, а последний касается привкуса воды, трудно поддающегося контролю, следует признать лимитирующим признаком вредности санитарно-токсикологический, а в качестве ПДК можно рекомендовать дозу 0,03 мг/л.

ЛИТЕРАТУРА

Голубев А. А. Тезисы докл. 5-й Ленинградск. конференции но вопросам промышленной токсикологии. Л., 1957, с. 13. — Д у б а ш и н с к а я С. М., Каган А. И., Мельникова В. Ф. Труды и материалы Украинск. ин-та патологии и гигиены труда. Киев, 1935, т. 14, с. 28. — Миклашевский В. Е. Труды Ин-та высшей нервной деятельности АМН СССР. (Серия физиол.) М„ 1961, т. 6, с. 322. — П о п о в Т. А. Фарма-кол. и токсикол., 1965, № 4, с. 493. — Он ж е. В кн.: Материалы 8-й Научной конференции молодых научных работников Научно-исслед. ин-та гигиены и санитарии. Тбилиси, 1965, с. 19. — Черкинский С. Н. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1949, в. 1, с. 52. — Черкинский С. Н., М и к л а ш е в с к и й В. Е., Мурзакаев Ф. Г. Там же, 1964, в. 6, с. 323.— Рачев Л., Тодоров И., Статева С. Обмен веществ в детском возрасте. София, 1962, с. 38. — Мируэдзер Э. А. (ред.) Некоторые проблемы гигиены труда и профессиональной патологии. М., 1960, с. 185.—Слейтер Э. В кн.: Доклады 5-го Международного биохимического конгресса. М., 1961, симп. 5, тегр. 4, с. 3.

Поступила 27/1 I960 г.

SUBSTANTIATION OF THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF a, 2—4 DINITROPHENOL IN WATER BODIES

T. A. Popov

The paper contains experimental findings for substantiating the maximum permissible concentration (MPC) of a, 2—4 dinitrophenol (DNP) in water bodies. The actual threshold value of taste amounts to 0.123 mg/1. DNP at a concentration of 4 mg/1 does not affect the sanitary regimen of water bodies.

The upper toxic parameters were determined in an acute poisoning test. An especially arranged test demonstrated complete absence of material acumulation and considerable presence of functional one.

The toxic dynamics of DNP was studied in a subacute experiment by means of a series of tests. The threshold value determined in a chronic test (0.03 mg/kg) caused considerable functional shifts in the body. The ineffective dose for the sanitary-toxicologic index is at a level of 0.0015 mg/kg (0.03 mg/1). This concentration is suggested by the author as the maximum permissible one.

УДК 614.777-¡-628.394]:661.727.4:547.491

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АЦЕТОНЦИАНГИДРИНА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ

П. Е. Шкодич

Кафедра гигиены Горьковского медицинского института им. С. М. Кирова

Ацетонциангидрин (АЦГ) — нитрил гидрооксиизомасляной кислоты с эмпирической формулой (СН3)2С(ОН)СЫ — относится к органическим цианидам или нитрилам. В обычных условиях он представляет собой жидкость светло-зеленого цвета с характерным запахом горького миндаля, который хорошо растворяется в воде и органических растворителях. Используют АЦГ для получения акриловых эфиров и полиакриловых пластмасс, а также в производстве органического стекла и синтетических смол. Производство и применение АЦГ связаны с образованием сточных вод, содержащих эту жидкость, спуск которых в водоемы требует регламентации.

Мы провели комплексные экспериментальные исследования с целью гигиенического обоснования предельно допустимой концентрации (ПДК) АЦГ в водоемах по общепринятой схеме (С. Н. Черкинский). Влияние АЦГ на органолептические свойства воды изучали бригадным методом, интенсивность запаха и привкуса оценивали по пятибалльной системе.