CC BY
19
ОБЗОРЫ
ss
К ТОКСИКОЛОГИИ НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ
Кандидат биологических наук М. JI. Рылова Из Ленинградского института гигиены труда и профессиональных заболеваний
Синтетические пластические массы и смолы получают все большее применение в самых различных отраслях промышленности. По семилетнему плану развития народного хозяйства СССР намечается увеличение производства этих веществ более чем в 7 раз, что ставит перед токсикологами весьма важную задачу определения токсичности продуктов, применяющихся и образующихся в производстве синтетических полимеров.
Исходными веществами для синтеза пластических масс являются химически активные соединения — мономеры, обладающие весьма выраженными токсическими свойствами. Многие из мономеров оказывают главным образом неспецифическое (неэлектролитное) действие на организм. Однако они производят также и специфическое действие.
Изучение токсичности стирола в опытах на белых мышах показало, что в высоких концентрациях он является наркотическим веществом. Вместе с тем пары стирола и его производных — а-метилстирола, моно-и дихлорстирола — при хронических отравлениях ими животных вызывали ряд изменений в крови и паренхиматозных органах.
а-метилстирол в экспериментальных условиях оказался более токсичным, чем стирол, по влиянию на центральную нервную систему, на работоспособность и кровь. Изменения в крови под влиянием моно- и дихлорстирола слабее, чем при действии стирола и а-метилстирола. Однако по характеру действия на организм все эти соединения оказались довольно сходными. Наличие кратной связи в их молекулах обусловливает их большие раздражающие свойства по сравнению с такими ароматическими углеводородами, как, например, бензол.
Из перечисленных соединений большую опасность вызвать острое отравление в производственных условиях представляет стирол, так как он наиболее летуч (Т. А. Блинова и М. Л. Рылова, 1957; Л. Ф. Ларионов, 1936; Э. И. Нусельман, 1936; П. М. Обуховский, 1935; В. Я. Русин, 1957; М. Л. Рылова, 1955).
Альдегиды жирного ряда — формальдегид, ацетальдегид, пропионо-вый и масляный альдегиды, широко используемые (за исключением про-пионового альдегида) для синтеза пластических масс и искусственных смол путем поликонденсации,— оказывают наркотическое действие на организм, которое усиливается с увеличением числа углеродных атомов. Но эти альдегиды обладают также и сильными раздражающими свойствами, ослабевающими с увеличением числа углеродных атомов. Каждый из этих альдегидов в высоких концентрациях вызывал у животных отек легких и помутнение роговицы (Ван Вэнь-янь, 1957). Вследствие высокой летучести альдегидов жирного ряда в производственных условиях в случае аварий возможны острые отравления.
Среди мономеров имеются соединения, относящиеся к сложным эфирам винилового спирта. Некоторые из них — винилпропионат и ви-
нилбутират — синтезированы в самые последние годы, в связи с чем приобретает большое практическое значение изучение их токсичности, проведенное в нашей лаборатории А. А. Голубевым (1957). Пользуясь результатами исследований действия на организм винилацетата, выполненных В. Д. Бартеневым (1957), Л. Ф. Ларионовым (1936), Э. И. Нусель-ман (1936), П. М. Обуховским (1935), А. А. Голубев смог сопоставить токсичность трех членов гомологического ряда сложных эфиров винилового спирта: винилацетата, винилпропионата и винилбутирата. Эти три соединения оказывали наркотическое действие, но в силу своей химической активности проявили также и специфические свойства. Однократные острые отравления мышей показали, что токсичность паров этих соединений в гомологическом ряду падает. В опытах А. А. Голубева минимальные и максимальные смертельные концентрации для винилпропионата и винилбутирата (соответственно 4 и 8, 6 и 10 мг/л) оказались весьма близкими. Эти концентрации значительно ниже наркотических, так как смерть наступала после отравлений, во время которых наркоза не было.
Раздражающее действие изучаемых эфиров сказалось не только на верхних, но в еще большей мере на глубоких дыхательных путях — у погибших животных наблюдался отек легких. Раздражающие свойства несколько слабее у винилбутирата.
На основании своих исследований автор приходит к выводу о возможной опасности острых отравлений парами винилпропионата и винилбутирата в производственных условиях.
Некоторые мономеры проникают в организм человека через неповрежденную кожу и вызывают общее отравление [моно- и дихлорсти-рол, нитрил акриловой кислоты, ди-(р-хлорэтил)-формаль]. Условием для такого опасного действия является не только способность веществ всасываться через кожу. Через кожу могут проникать в организм очень многие вещества, но всасывание при этом идет хуже, чем через альвеолярную мембрану или стенку кишечника; проникают в организм относительно небольшие количества вещества.
Способность всасываться через кожу приобретает характер реальной угрозы только при наличии и второго условия — сильной ядовитости. Так, жидкий акрилонитрил при всасывании через кожу не менее опасен, чем при вдыхании его паров (Э. Н. Левина, 1951).
В этом отношении вредным оказался ди-(р-хлорэтил)-формаль, который применяется в качестве мономера в процессе поликонденсации низкомолекулярных жидких тиоколов — полисульфидных каучуков. Этот мономер получается путем синтеза из этиленхлоргидрина и параформа.
По данным К. С. Клинской (1958), при однократном погружении хвоста белых мышей в жидкий мономер на 3—6 часов все животные погибли или к концу экспозиции, или в течение суток после ее прекращения. Это вещество было довольно токсичным при поступлении в организм через дыхательные пути. Так, повторные отравления мышей парами ди-(p-хлорэтил)-формаля в концентрации 0,45 мг/л в течение l'/г месяцев по 4 часа ежедневно вызвали белковую и жировую дистрофию в печени и почках. Пары его раздражали слизистые и кожу животных.
По смертельным концентрациям этот мономер близок к такому сильному яду, как этиленхлоргидрин, случаи отравления которым на производстве известны при проникании его через неповрежденную кожу. Интересно, что по своему строению ди-(p-хлорэтил)-формаль несколько напоминает некоторые радиомиметические вещества, например иприт, азотистый иприт, эмбихин. В производственных условиях при обычной температуре опасность острого отравления парами ди-(р-хлор-этил)-формаля невелика вследствие его малой летучести. Следует отметить, что при действии влаги и следов кислоты ди-(p-хлорэтил)-формаль
распадается с выделением таких достаточно токсичных веществ, как формальдегид и этиленхлоргидрин.
Здесь уместно коротко остановиться на токсичности 1,2,3-трихлор' пропана, поскольку он наряду с ди-(3-хлорэтил)-формалем применяется в производстве жидких тиоколов. Токсичность этого вещества иссле* довалась А. А. Голубевым (1958), который показал, что 1,2,3-трихлор* пропан является наркотическим веществом более сильным, чем хлороформ. Обращает на себя внимание очень узкий диапазон индивидуальных колебаний смертельных концентраций для белых мышей: минимальная смертельная концентрация составляет 4 мг/л, а абсолютная смертельная концентрация — 6 мг/л. Двухфазная токсичность 1,2,3-три-хлорпропана выше токсичности ряда веществ, применяющихся в промышленности: дихлорэтана, бензола, бензина, трихлорэтилена, толуола, че-тыреххлористого углерода. При повторных отравлениях мышей парами этого соединения в концентрации 0,35 мг/л у животных наблюдались нарушения высшей нервной деятельности и поражение печени. Приведенные данные показывают возможность острых и хронических отравлений парами 1,2,3-трихлорпропана в производственных условиях.
Применяемые в производстве синтетического каучука непредельные углеводороды ряда ацетилена, например моно- и дивинилацетилен, те-трамер ацетилена и их хлорпроизводные (хлорбутадиен, дихлорбутен), помимо выраженного наркотического действия, обладают также раздражающими свойствами, вызывают изменения в верхних дыхательных путях и легких, а их хлорпроизводные — в печени и почках (А. М. Троицкая-Андреева, 1936; Р. С. Стародубская, 1936). В однократных опытах на животных вредное влияние этих соединений возрастало от моно-и дивинилацетилена к дихлорбутену (В. В. Закусов, 1936). Автор приходит к выводу, что токсическое действие паров непредельных углеводородов усиливается с возрастанием кратных связей, а большая ядовитость дихлорбутена (по сравнению с хлорбутадиеном) вызывается появлением второго атома хлора в его молекуле. В. В. Закусов и А. М. Троицкая-Андреева подчеркивают, что получение каучука из ацетилена связано с большими вредностями и большей опасностью острых отравлений на производстве, чем при синтезе натрийбутадиенового каучука и особенно при хлорировании моновинилацетилена.
Мономер хлористый винилиден, относящийся к непредельным хлор* производным соединениям ряда этилена и применяющийся для полимеризации синтетических пластиков, при многократном отравлении беременных морских свинок в концентрации 1 мг/л вызывал, по данным М. Л. Рыловой (1953), помимо сильного раздражения слизистых, гибель плода на поздних стадиях беременности.
Отмечая раздражающее действие ряда мономеров, нельзя не упомянуть об алкилхлорсиланах, являющихся основными продуктами в производстве полимерных кремнийорганических соединений. При соприкосновении с воздухом они быстро гидролизуются с выделением хлористого водорода. При этом образуются не только газообразные, но и твердые продукты в виде соединений кремния. Не исключена возможность попадания мельчайших частиц этих соединений вместе с воздухом в дыхательные пути (М. Л. Рылова, 1952).
До сих пор речь шла о возможной опасности отравления, связанной с синтезом полимерных соединений из основных продуктов. Однако такая опасность не исключена и в процессе их переработки, которая часто производится с применением высоких температур, а также при использовании готовых изделий из них. Так, тиокол оказался токсичным только в условиях его нагревания до 120—150° (выше температуры его разложения). При этом выделялись летучие продукты, вызывающие раздражение слизистых, расстройство координации движений и гибель белых мышей во время экспозиции или в ближайшие 2—3 дня
•(К. С. Клинская). При нагревании резорциновой смолы до 60—90° выделялись летучие продукты, которые раздражали слизистые и вызывали повреждение легких у белых мышей (Э. Н. Левина, 1959).
Резиновая смесь, содержащая порофор-57 (динитрил азоизомасля-ной кислоты, представляющий собой легко распыляющийся порошок), в процессе производства подвергается нагреванию до 50—70° и 130— 150°. Опыты В. Я. Русина показали, что вдыхание продуктов разложения порофора при его нагревании до 70—80° вызвало смерть всех мышей в течение 10—30 минут. В этих опытах во вдыхаемом воздухе была найдена синильная кислота в концентрациях 0,0004—0,008 мг/л. При повторных ингаляционных отравлениях (ежедневно в течение 10 дней по 2 часа в день) продуктами термического разложения порофора у белых крыс наблюдалось сильное поражение сердечной мышцы, легких, лечени и почек. Концентрации свободной синильной кислсты во вдыхаемом воздухе при этом составляли 0,0014—0,0016 мг/л. Нагревание измельченной пористой резины до 100° сопровождалось выделением сво--бодной синильной кислоты (в тех же прочих условиях опыта) в концентрации около 0,016 мг/л.
Нанося порофор (в виде порошка или водной взвеси) на кожу мы--шей, В. Я. Русин не обнаружил ни местного, ни резорбтивного действия; следовательно, наиболее опасным является ингаляционный путь •его поступления в организм в виде пыли или продуктов термического разложения, особенно при длительном вдыхании.
Отдельные мономеры обладают способностью вызывать аллергические реакции. К ним относится винилкарбазол. Его сенсибилизирующее действие наблюдалось не только в опытах на кроликах, но сказывалось также на сотрудниках лаборатории, у которых отмечалось покраснение кожи лица, как при ожоге, появление сыпи, ощущение стянутости кожи и зуд. После прекращения контакта с мономером винилкарбазола все отмеченные явления исчезали. Этот мономер оказывал также и раздражающее действие на кожу. Полимер винилкарбазола не вызывал аллергической реакции. Незначительное раздражающее действие на кожу кролика полимера винилкарбазола объясняется, по-видимому, наличием оставшихся в продукте полимеризации небольших количеств мономера <М. Л. Рылова, 1953).
Аллергические заболевания кожи могут вызывать не только некоторые мономеры, но и отдельные полимерные соединения, например эпоксидные смолы, которые получаются путем конденсации эпихлоргидри-на с резорцином (резорциновая смола, РЭС) или дифенилолпропаном (дианоьая смола, ЭЦ). Опыты на животных показали, что резорциновые смолы обладают более раздражающим и сенсибилизирующим действием, чем диановые. Смолы, содержащие большее число эпоксидных групп, были более токсичны. Отвердитель полиэтиленполиамин оказывал раздражающее действие на кожу, не вызывая при этом аллергической реакции (Э. Н. Левина, 1959).
Здесь, кстати, упомянем, что ди-вторично-бутилгидрохинон (проти-востаритель-19), применяемый в производстве синтетического каучука, вызывал значительное раздражение кожи у животных, не проявляя при этом ни сенсибилизирующего, ни фотосенсибилизирующего действия (В. Я. Русин, 1953).
Известно эпилирующее влияние не только мономера хлоропрена, но и его димеров, образующихся в процессе полимеризации и дальнейшей переработки готового продукта (Э. Н. Левина, 1948).
Из веществ, не являющихся основными продуктами в процессе полимеризации и поликонденсации, но применяющихся для придания полимерам нужных свойств, изучалось действие новых пластификаторов—■ хлорированного парафина и эфиров себациновон кислоты (дибутил- и диоктилсебацината). При действии на животных в хроническом опыте
в условиях обычной температуры они оказались сравнительно малотоксичными. В случае нагревания хлорированного парафина до 100 и 150° образующиеся летучие продукты разложения вызывали дегенеративные изменения в печени и селезенке белых мышей.
Учитывая способность хлорированного парафина переходить в кислые и щелочные растворы, М. Г1. Чекунова (1957) считает, что его не следует применять в производстве тех видов пластмасс, которые идут на изготовление посуды, тары для пищевых продуктов, медицинских инструментов, детских игрушек. Из двух исследованных эфиров себаии-новой кислоты М. П. Чекунова рекомендует в качестве более безопасного пластификатора диоктилсебацинат. Он менее летуч, в меньших количествах выделяется из готовых изделий и меньше выщелачивается водой. Следует напомнить, что в качестве пластификаторов применяются весьма токсичные вещества, например трикрезилфосфат, вызывающий параличи конечностей. Поэтому внедрение в производство синтетических пластиков таких сравнительно малотоксичных пластификаторов, как упомянутые эфиры себациновой кислоты, имеет большое гигиеническое значение.
Среди вспомогательных соединений, используемых в производстве высокомолекулярных продуктов, имеются вещества, представляющие собой тонко измельченные порошки. Образуя пыль и загрязняя воздушную среду, они могут оказывать вредное действие на организм, поступая в него через дыхательные пути. К этим веществам относятся, кроме упомянутого порофора-57, некоторые аминосоединения ароматического ряда, применяющиеся как противостарители для каучука,— неозон Д (фенил-р-нафтиламин) и эджрайт (альдоль-а-нафтиламин). Оба эти вещества при многократном воздействии на животных вызывали дистрофические изменения в паренхиматозных органах (И. С. Александров и др., 1938; Л. С. Морозенская и Т. А. Штессель, 1938).
Ускорители вулканизации каучука типа бутанакса, бутанайта и Ki, представляющие собой продукты конденсации анилина или а-нафтил-амина с альдегидом, могут оказывать вредное действие на организм при проникании их через кожу. Токсичность бутанайта и бутанакса (Л. С. Морозенская и Т. А. Штессель, 1938; И. С. Александров и др.* 1938) оказалась особенно выраженной при их нагревании до 70° (температура, создающаяся на смесительных вальцах).
В литературе имеется сообщение о том, что в ускорителях, образующихся при конденсации а- и р-нафтиламина с формальдегидом, содержатся непрореагировавшие до конца молекулы нафтиламина. В процессе конденсации образуется 1:2:8:9-дибензакридин, который при подкожном введении мышам вызывал у них развитие рака [Кейз и Хоскер (Case a. Hosker, 1954)].
Как мы видели, токсичность отдельных полимеров нередко объясняется наличием в них остатков непрореагировавших мономеров или процессами деструкции, при которых освобождаются вредные вещества. Поэтому одним из важных методов борьбы с заболеваниями в результате контакта с полимерами должна быть их гигиеническая стандартизация, установление должного контроля за соответствием продукта стандартам, равно как и стандартизация технологических процессов и принятие мер защиты рабочих.
Л ИТЕРАТУРА
Александров И. С., Гадаскина И. Д. Старицына Т. В. и др. В кн.: Экспериментальные исследования по токсикологии вновь вводимых в промышленность веществ. Л., 1938, вып. 2, стр. 92.— Бартенев В. Д. В кн.: Материалы по токсикологии вешеств, применяемых в производстве пластических масс и синтетических каучуков. Л., 1957, стр. 63. — Б л и н о в а Т. А., Р ы л о в а М. Л. Там же, стр. 6. — Ван Вэнь-я н ь. Там же, стр. 42.—■ Г о л у б е в А. А., Там же, стр. 66.—О н же. Труды научной сессии Ленинградск. ин-та гигиены труда и профзаболеваний, посвящ. итогам работы
за 1956 г. Л., 1958. стр. 231. — 3 а к у с о в В. В. В кч.: Экспериментальные исследования? по промышленным ядам. Л., 1936, стр. 114. — К л и н с к а я К. С. Тезисы докл. отчетной научной сессии Ленинградск. научно-исслед. ин-та гигиены труда и профзаболеваний, посвящ. 40-й годовщине Великой Октябрьской соц. революции. Л., 1958, стр. 37,— Ларионов Л. Ф В кн.: Экспериментальные исследования по промышленным ядам. Л., 1936, стр. 72.— Он же. Там же, стр. 104.— Левина Э. Н. В кн.: Исследования' в области промышленной токсикологии. Л., 1948, стр. III, стр. 154. — Она же. Гиг. и сан., 1951, № 2, стр 34. — Она же. Там же, 1959, № 2, стр. 35. — Морозен-екая Л. С., Ш т е с с е .1 ь Т. А. В кн.: Экспериментальные исследования по токсикологии вновь вводимых в промышленность веществ. Л., 1938, стр. 106. — Н усе ль-м а н Э. И. В кн.: Экспериментальные исследования по промышленным ядам. Л., 1936, стр. 63. — Он же. Там же, стр. 95. — Обуховский П. М. Вестн. сов. оторннолар„ i935, № 1, стр. 45.— Он же. Там же, № 3, стр. 256.— Русин В. Я. В кн.: Рефераты научных работ Ленинградск. ин-та гигиены труда и профзаболеваний за 1953 г. Ин-форм. бюлл. 1954, стр. 207. — Он ж е. В кн.: Материалы по токсикологии веществ, применяемых в производстве пластических масс и синтетических каучуков. Л., 1957, стр. 26.— Рылова М. Л. Фармакол. и токсикол., 1952, т. 15, № 5, стр. 46.— Он» же. Там же, 1953, т. 16, № 1, стр. 47. —Она же. Гиг. и сан., 1953, № 10, стр. 27.— Она же. Там же, 1955, № 5, стр. 21. — Стародубская Р. С. В кн.: Экспериментальные исследования по промышленным ядам. Л., 1936, стр. 134. — Троицкая Андреева А. М. Там же, стр. 126.— Чекунова М. П. В кн.: Материалы по токсикологии веществ, применяемых в производстве пластических масс и синтетически*, каучуков. Л., 1967, стр. 92. — Case k. А. М., Н osker М. Е., Brit. J. Prev. a. Social Med., 1954, v. 8, p. 39, Arch. Industr. Hyg., 1954, v. 10, p. 438.
Поступила 15/1 1960 ».
it fr- it
