CC BY
5
УДК 614.777:628.191:68.062.7
Проф. А. 3. Бузина, канд. мед. наук Ф. А. Руди
К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВИНИЛОВЫХ ЭФИРОВ ГЛ И КОЛ ЕЙ В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
Казахский научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний. Областная санэпидстанция, Караганда
Виниловые эфиры гликолей, обладающие высокой реакционной способностью, широко используются в синтезе различных соединений и материалов (пластмассы, синтетические каучуки и др.). В процессе производства эфиры могут попадать в промышленные сточные воды (при нарушении герметичности, а также при промывании аппаратуры).
Исследованию подвергли моновиниловый эфир этиленгликоля (МВЭЭГ), его изомер 2-метил-1,3-диоксолан (ацеталь), моно- и дивиниловый эфир диэтиленгликоля (МВЭДЭГ и ДВЭДЭГ). Все указанные соединения представляют собой бесцветные прозрачные жидкости со специфическим запахом, хорошо растворяются в воде (кроме ДВЭДЭГ, который растворяется в соотношении 0,77:100), гидролизуются и полимеризуются.
По данным М. Ф. Шостаковского, процесс гидролиза протекает интенсивно в присутствии небольших количеств кислоты. В щелочной среде, а также при действии света и тепла виниловые эфиры почти не изменяются. Так как вода в водоемах в природных условиях обычно имеет щелочную реакцию и щелочность может повышаться в результате широкого применения в быту и в промышленности синтетических моющих средств, содержащих основания, нормирование концентрации виниловых эфиров гликолей в воде водоемов следует считать оправданным.
*#Для установления возможного влияния изучаемых эфиров на органо-лептические свойства воды определяли пороговые концентрации веществ по запаху и привкусу. Выяснилось, что оба показателя находятся почти на одном уровне, причем порог привкуса несколько выше порога запаха. Подогревание до 60° воды, содержащей ацеталь, МВЭЭГ и МВЭДЭГ, не усиливало их запаха и привкуса. При температуре 20° ДВЭДЭГ придает воде>более слабый запах и привкус по сравнению с остальными изучаемыми эфирами, что, очевидно, связано с более низкой летучестью и растворимостью вещества. Подогревание раствора до 60° усиливает запах и снижает пороговую концентрацию эфиров с 4,48 до 1,99 мг/л. Результаты органолептических исследований представлены в таблице.
Пороговые концентрации (в мг/л) виниловых эфиров гликолей по запаху
Вещество Температура, град. Интенсивность запаха, баллы м ±т п Р. % M—tm
Ацеталь 20
сн2-о Vh-ch, СН,—О 1 2 1,24 9,20 0,05 0,06 25 29 4,03 3,00 1,13 2,06
МВЭЭГ 20 3,07 1,92
СН,=СН—О—сн а—сн 2—он 1 2,05 0,06 31
2 2,88 0,07 18 2,43 2,73
МВЭДЭГ 20 0,08 43 4,25 1,83
СН2=СН(ОСНаСН2)ОН 1 2,00
2 3,34 0,15 36 4,49 3,64
ДВЭДЭГ 20 0,18 57 3,72
(ch^CHOCHjchjjo 1 4,84 4,48
2 8,40 0,21 20 2,50 7,96
ДВЭДЭГ 60 1 2,12 0,06 32 3,02 1,99
2 3,32 0,07 34 2,17 3,18
Виниловые эфиры гликолей не изменяют прозрачности и цвета воды и не образуют пены.
Ввиду отсутствия специфического метода определения эфиров их стабильность в воде изучали косвенным методом по снижению запаха. Было установлено, что запах ацеталя и МВЭЭГ в 5 баллов снижался до 1 балла на 3-й сутки, а в 3 балла — через 1 сут. Запах в 1 балл через 1 сут не воспринимался. Запах ДВЭДЭГ снижался несколько медленнее. В опыте установлено, что наличие в воде виниловых эфиров гликолей не снижает эффекта хлорирования. Хлорирование не усиливает специфического запаха и привкуса воды, содержащей виниловые эфиры в концентрациях, пороговых по органолептическим свойствам.
Влияние исследуемых соединений на процессы самоочищения от органического загрязнения бытовых сточных вод изучали в модельных водоемах, в которые был внесен бытовой сток, после чего добавляли определенные количества эфиров. Были испытаны концентрации ацеталя 0,1, 0,5, 1, 10, 20, 50, 100 и 300 мг/л, концентрации МВЭЭГ, МВЭДЭГ и ДВЭДЭГ— 0,1, 0,25, 0,5, 1, 10 и 100 мг/л. При этих концентрациях эфиров в модельных водоемах не наступило изменения рН среды и биологического потребления кислорода, а также процессов аммонификации и нитрификации органических веществ. Не наблюдалось также закономерности в изменении роста сапрофитной микрофлоры в зависимости от концентрации эфиров. Следовательно, концентрации, установленные в опыте как пороговые по влиянию на органолептические свойства воды, не будут изменять санитарного режима водоемов.
В проведенных ранее острых и подострых опытах по нормированию концентраций виниловых эфиров гликолей в воздухе рабочих помещений было установлено, что МВЭЭГ, ацеталь, МВЭДЭГ и ДВЭДЭГ относятся к группе малотоксичных веществ. Среднесмертельная доза для мышей равна соответственно 2900±169, 3500±16, 4450±198 и 2570±219 мг/кг, для крыс — 3910± 182, 4700±22, 4930±193 и 6390+198 мг/кг. По характеру токсического действия изучаемые эфиры являются наркотиками. В токсических дозах и концентрациях они поражают почки, печень и нервную систему, не обладают выраженными кумулятивными свойствами. Ацеталь и МВЭЭГ в неразведенном виде и в больших концентрациях оказывают местное раздражающее действие. МВЭДЭГ и ДВЭДЭГ практически не раздражают кожу и слизистые оболочки. Кожно-резорбтивных и аллергизи-рующих свойств эфиров не выявлено. При гистологическом исследовании органов животных, подвергавшихся острому отравлению, отмечались полнокровие сосудов, дистрофические изменения в клетках эпителия почечных канальцев, печени и головного мозга. В органах животных, подвергнутых подострому отравлению, были обнаружены незначительные структурные изменения (Ф. А. Руди).
Хронический санитарно-токсикологический эксперимент проводили с ацеталем, так как наряду с последним в производстве чаще применяется МВЭЭГ, в обычных условиях легко изомеризующийся в ацеталь. Опыт проводили в течение 5 мес на 64 крысах, которых разделили на 4 группы. Животные 1-й группы ежедневно получали с питьевой водой дозу 0,5 мг/кг (10 мг/л), 2-й группы — 5 мг/кг (100 мг/л), 3-й группы — 50 мг/кг (1000 мг/л); 4-я группа служила контролем. При выборе доз исходили из пороговых концентраций по влиянию на органолептические свойства воды с учетом результатов подострого отравления. В выборе доз учитывали также закономерность, отмеченную С. Н. Черкинским и соавт., — соотношение ЛД50 к минимально действующей дозе в подавляющем большинстве случаев не превышает 1000. Мы предположили, что доза 5 мг/кг является минимально действующей.
Для оценки токсичности применяли показатели, изменение которых было зарегистрировано в проведенных ранее опытах с хронической ингаляционной затравкой. Учитывали динамику веса и потребления кислоро-
да, проверяли обезвреживающую функцию печени (по пробе Квика — Пы-теля в модификации М. Я. Савиной), функциональное состояние почек (по суточному диурезу; удельному весу мочи и количеству в ней белка), нервной системы (по суммационно-пороговому показателю — СПП). Определяли также весовые коэффициенты внутренних органов.
У животных 3-й группы (доза 50 мг/кг) с 4-го месяца затравки наблюдалось отставание в весе, увеличение СПП (Р<0,05) и количества белка в моче (Р<0,01). Снижение выделения бензойнокислого натрия, отмечавшееся на 4-м месяце затравки, оказалось недостоверным. Все обнаруженные функциональные нарушения исчезали через 1 мес после затравки. У животных 2-й группы (доза 5 мг/кг) была отмечена только тенденция к увеличению количества белка в моче. В 1-й группе (доза 0,5 мг/кг) не наблюдалось изменения учитывавшихся показателей.
Таким образом, отставание в весе, изменения функционального состояния почек и нервной системы у животных 3-й группы подтверждают результаты, полученные ранее в исследованиях с хронической ингаляционной затравкой. Тенденция к увеличению количества белка в моче животных 2-й группы позволяет считать дозу 5 мг/кг подпороговой. Доза 0,5 мг/кг оказалась недействующей при длительном поступлении в организм.
Следовательно, не действующая в хроническом санитарно-токсико-логическом опыте концентрация в 10 раз, а подпороговая — в 100 раз выше установленной пороговой по влиянию на органолептические свойства воды. Поэтому лимитирующим показателем вредности ацеталя при спуске его в водоем должен быть принят органолептический. Согласно полученным результатам исследования ацеталя в отношении влияния на органолептические свойства воды, его ПДК в воде водоемов может быть на уровне 1 мг/л.
МВЭЭГ, МВЭДЭГ и ДВЭДЭГ исследованы только в острых и подострых токсикологических опытах. Эти эфиры сходны с ацеталем как по физико-химическим свойствам, так и по силе и характеру токсического действия. Все исследованные соединения в водной среде подвергаются гидролизу с образованием этиленгликоля или диэтиленгликоля и уксусного альдегида. Предположение, что эта реакция протекает и в организме, подтвердилось в наших опытах на крысах, которым перорально вводили МВЭЭГ, после чего в моче был обнаружен этилен гликоль. Согласно данным литературы (Williams), по характеру общетоксического действия этиленгликоль и ди-этиленгликоль сходны, но последний менее токсичен. Исходя из изложенного, можно считать, что действие МВЭЭГ, МВЭДЭГ и ДВЭДЭГ идентично действию ацеталя и при длительном поступлении в организм. Поэтому результаты, полученные в опыте с ацеталем, могут быть перенесены на указанные эфиры и ПДК в воде водоемов определяется по их влиянию на органолептические свойства воды — 2 мг/л.
Выводы
1. Лимитирующим показателем вредности виниловых эфиров глико-лей в воде водоемов является органолептический.
2. Пороговые концентрации по влиянию на органолептические свойства воды для ацеталя— 1,13 мг/л, для моновинилового эфира этилен-гликоля (МВЭЭГ)—1,92 мг/л, для моновинилового эфира диэтиленгли-коля (МВЭДЭГ)— 1,83 мг/л, для дивинилового эфира диэтилеиглнколя (ДВЭДЭГ) — 1,99 мг/л. В этих концентрациях виниловые эфиры гликолей не изменяют санитарного режима водоемов и не вызывают видимых патологических изменений в организме теплокровных животных.
3. В качестве ПДК в воде водоемов могут быть рекомендованы для ацеталя 1 мг/л, для МВЭЭГ, МВЭДЭГ и ДВЭДЭГ — 2 мг/л.
ЛИТЕРАТУРА. Руди Ф. А. — «Гиг. и сан.», 1974, №11, с. 94—97. — ШостаковскийМ. Ф. Простые виниловые эфиры. М., 1952. — Ч е р к и и -с к и й С. Н., К р а с о в с к и й Г. Н., Тугаринова В. Н. — В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. Вып. 6. М., 1964, с. 290—299. — W i 1 I i а m s R. Т. Detoxicatcon Mechanisms. London, 1959, p. 69—73.
Поступила 30/VI 1976 .
SUBSTANTIATION OF THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATIONS OF VINYL ESTERS OF GLYCOLS IN WATER BODIES
A. Z. Buzina, F. A. Rudi
Ethylenglycol monovinyl ester (EGMVE), its isomer 2-methyl-l, 3-dioxolan (acetal), diethylen-glycol monovinyl ester (DEGMVE) and diethylenglycol divinyl ester (DEGDVE) were investigated. The limiting index of noxiousness of investigated esters in water bodies was organoleptic. The maximum permissible concentration in the water of water bodies is suggested to be set for acetal at a level of 1 mg/1 and that for EGMVE, DEGMVE, DEGDVE at a level of 2 mg/l.
УДК 616.72-007.248-036.21(571-55)
В. С. Бутко, Е. Я. Калабухов, Т. А. Андреева
ХАРАКТЕРИСТИКА РЯДА ЗВЕНЬЕВ ЭКОСИСТЕМЫ УРОВСКОЙ ЭНДЕМИЧЕСКОЙ МЕСТНОСТИ ЗАБАЙКАЛЬЯ
Читинский медицинский институт, Читинский политехнический институт
В связи с изучением уровской эндемической местности были исследованы химические свойства питьевых вод, микроэлементная характеристика почв, пищевых продуктов, накопление биологически активных микроэлементов в костной ткани человека, а также механические свойства некоторых костей скелета в норме и при уровской болезни.
Сбор образцов сельскохозяйственных культур, выращиваемых на территории уровской биогеохимической местности на основных типах почв — мерзлотных лугово-лесных, лугово-болотных и болотных — проводили в селениях, расположенных в районе эндемии. При отборе образцов растений (картофель, морковь, свекла, капуста, пшеница, ячмень) для анализа одновременно брали образцы почв из пахотного слоя данной местности на глубине 20 см. Забор проб воды осуществляли в этих же селах из рек и их притоков, а также ключей, эндемичных и благополучных по уровской болезни сел в местах водопользования.
Помимо объектов внешней среды, анализу были подвергнуты бедренные и большеберцовые кости, ребра, а также основные фаланги пальцев от 46 умерших в возрасте 29—60 лет, проживавших в районе уровской эндемии всю жизнь. Из них 19 человек погибли от травм и несчастных случаев. Из 19 случайно погибших 6 мужчин и 4 женщины болели уровской болезнью II и III степени.
Всего было исследовано 4860 проб различных объектов биосферы из 25 селений района уровской эндемии.
Содержание химических элементов—кальция, магния, стронция, свинца, цинка, марганца, молибдена, меди, железа и серебра — определяли методом количественного спектрального анализа и химико-аналитическим методом. Механические свойства костей человека исследовали на универсальной машине УММ-5 и маятниковом копре МК-30.
При изучении химического состава воды брались анионный и катион-ный состав, а также перманганатная окисляемость ее в различные сезоны года.
Обработку полученной информации проводили методом вариационной статистики (Н. А. Плохинский) на электронно-вычислительной машине «Наири-2».
