CC BY
5
УДК 613.32:66.094.403'
К ВОПРОСУ О ДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ АКТИВНОГО ХЛОРА, ПОСТУПАЮЩЕГО С ПИТЬЕВОЙ ВОДОЙ
Кандидаты мед. наук \М. А. Губарь\ и Т. П. Богданова, А. Т. Воронов,
Т.П. Бутученкова
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Несмотря на использование хлора в практике водоснабжения уже более 60 лет, данные о действии его на организм при длительном потреблении хлорированной воды крайне незначительны и противоречивы. Отдельные авторы по существу без достаточных оснований считали вредным потребление воды, содержащей хлор в небольших концентрациях, начиная с 0,5 мг/л (А. П. Мухин; И. Е. Матусов). Другие, наоборот, не наблюдали отрицательных действий после длительного потребления воды с содержанием 50, 100 и 200 мг/л активного хлора (Blabaum и Nichols; Muegge). И. С. Цитович на основании экспериментов отрицал возможность резорбтивного действия активного хлора при введении его в кишечник, а также непосредственно в кровь.
Мы подошли к решению вопроса следующим образом. Во-первых, считали важным определить в опытах на испытуемых влияние хлорированной воды на слизистую оболочку ротовой полости человека, а также установить степень поглощения хлора в ротовой полости и при взаимодействии его с желудочным соком; во-вторых, пытались определить воздействие на животных хлорированной воды при длительном ее потреблении г.
Показатели раздражения слизистой оболочки ротовой полости хлорированной водой
Концентрация свободного хлора в воде (в мг/л) Длительность полоскания (в мин.) Количество Количество опытов, показавших Степень увеличения миграции (в % к контролю) Достоверность увеличения миграции лейкоцитов (в %)
испытуемых опытов обычную миграцию лейкоцитов увеличение миграции лейкоцитов
г,о 3 5 10 10 0 0
10,0 3 5 10 10 0 0 —
50,0 3 6 10 8 2 33—183 Менее 95
100,0 3 5 10 0 10 36—300 95—99
100,0 I 4 10 6 4 20—325 Менее 95
Примечание. Статистическая обработка материалов проводилась ['методом естественных
пар вариант (А. И. Венчиков). --
Раздражение ротовой полости хлорированной водой определяли методом миграции лейкоцитов на слизистую оболочку, который применяется для выявления предвоспалительных изменений слизистой оболочки под влиянием веществ, содержащихся в воде (Ю. Л. Петров и Л. Д. Тихомирова).
Как видно из таблицы, статистически достоверное увеличение миграции лейкоцитов по сравнению с контролем (водопроводная дехлорированная вода) наблюдалось только после 3-минутного ополаскивания рта водой с концентрацией 100 мг/л свободного хлора. При менее длительном ополаскивании (в течение 1 мин.), а также при концентрации хлора в воде 50 мг/л увеличение миграции, наблюдавшееся в отдельных опытах, было недостоверным. Вода, содержавшая хлор в меньших концентрациях (10 и 1 мг/л), в условиях этих опытов раздражающего действия на слизистую оболочку не оказывала.
Поглощение свободного хлора в ротовой полости определяли путем ополаскивания рта водой, содержащей хлор в определенной концентрации.
1 Работа выполнена под руководством члена-корр. АМН СССР проф. С. Н. Черкинского.
При этом применялись последовательно 5 порций воды объемом 20 мл каждая; после ополаскивания в течение заданного времени (от 1 сек. до 3 мин. в разных опытах) воду сливали вместе и в 100 мл тотчас определяли йодометрически остаточный хлор. Контролем служила та же водопроводная вода, предварительно дехлорированная.
Как видно из рис. 1, при начальных концентрациях хлора 1 и 2 мг/л уже после ополаскивания 5—10 сек. в воде сохранялось не более 0,1 — 0,2 мг/л остаточного хлора; при начальных концентрациях 5 и 10 мг/л после ополаскивания 15—-30 сек. количество остаточного хлора не превышало 10%. Дальнейшие опыты показали, что способность слизистой оболочки ротовой полости к очень быстрому поглощению активного хлора сохранялась в значительной степени при непрерывном ополаскивании рта порциями хлорированной воды в общем объеме до 2 л.
Поглощение хлора желудочным соком человека изучали путем добавления в хлорированную воду предварительно профильтрованного сока, который получали из терапевтической клиники. Концентрацию остаточного активного хлора определяли в зависимости от начальной дозы свободного хлора в воде (от 1 до 50 мг/л), от продолжительности взаимодействия (1—15—30 мин.) и от количества введенного желудочного сока (из расчета от 10 до 100мл на 1 л хлорированной воды). При этом наблюдалось весьма быстрое поглощение значительных количеств хлора желудочным соком, несмотря на искусственные условия in vitro, вне контакта с остальным содержимым желудка. Так, при добавлении на 1 л воды 50 мл сока в течение 1 мин. связывалось почти полностью до 25 мг/л хлора.
Таким образом, результаты наших опытов свидетельствуют об исключительно высокой потенциальной способности слизистой оболочки ротовой полости человека к быстрому поглощению активного хлора из питьевой воды. Этим по существу обеспечивается дехлорирование во рту тех объемов воды, которые могут потребляться для питья, даже при большой жажде. Если при одномоментном потреблении значительного количества воды с высоким содержанием хлора последний частично пройдет через ротовую полость, он переходит в химически неактивную форму после самого кратковременного взаимодействия с содержимым желудка. При этом после однократного потребления воды с содержанием до 10 мг/л свободного хлора не отмечается признаков раздражения слизистой оболочки ротовой полости.
В соответствии с рассмотренными данными задача дальнейших исследований состояла в том, чтобы установить в опытах на животных степень раздражения слизистой оболочки пищеварительного тракта в условиях длительного потребления хлорированной воды. Для этого прежде всего необходимо было провести патоморфологическое исследование. Наблюдение за животными в период опыта состояло в регистрации водопотребле-ния, веса и их поведения. Эти общие показатели могли бы служить косвенным свидетельством нарушения питания организма в результате возможного влияния раздражения пищеварительного тракта при длительном воздействии хлора.
В эксперимент были взяты белые крысы-самки 2-месячного возраста весом 140—160 г. Животные были разделены на 5 групп, по 10 крыс в каждой; 1-я и 5-я группы — контрольные, получавшие для питья водопроводную
Рис. 1. Скорость связывания активного
хлора в ротовой полости. По оси абсцисс — концентрация хлора (в мг1л)\ по оси ординат — продолжительность полоскания.
дехлорированную воду, и 3 группы — подопытные, получавшие ту же воду с добавлением соответственно 0,5, 2,5 и 12,5 мг/л хлора. После 5 месяцев 5-я группа крыс из той же партии, ранее находившихся на контрольном режиме стала получать в течение 1 месяца воду, подкисленную серной кислотой до рН 4,5 и содержавшую 50 мг/л свободного хлора, т. е. ту концентрацию, при которой были обнаружены признаки повышения миграции лейкоцитов на слизистую оболочку ротовой полости в опытах на испытуемых (см. выше).
Все животные находились на сухом рационе питания (брикетный корм) с добавлением поливитамина. Общая продолжительность опыта на животных составляла 6 месяцев, в течение которых ежесуточно регистрировали количество выпитой крысами воды (с помощью градуированных поилок) и один раз в 10 суток определяли их вес. По истечении 3 месяцев от начала опыта произведен забой (путем декапитации) 3 крыс каждой группы. Для патогистологического исследования были взяты следующие органы: стенка ротовой полости (щечный отлел). желудок, тонкий кишечник (тощая кишка) и печень. При завершении опыта аналогично были забиты со взятием тех же органов по 3 крысы во всех 5 группах.
Все животные в течение опыта были клинически здоровыми, в их поведении и общем состоянии не наблюдалось каких-либо особенностей. Данные в отношении веса животных и количества потребляемой ими воды за каждые сутки опыта обработаны статистически путем вычисления средних арифметических величин (М), их средней ошибки (яг) и коэффициента достоверности различий (/) при вероятности 95% (Л. С. Каминский). При этом установлено, что динамика увеличения веса в течение всего опыта была по существу одинаковой как у контрольных, так и у подопытных животных. Аналогичные результаты получены и в отношении водопотребления. В опытных группах животных, получавших хлорированную воду, не наблюдалось отставания в весе от контрольной группы, а также уменьшения количества потребляемой воды (из расчета на 1 кг живого веса).
При патоморфологическом исследовании забитых крыс не обнаружено никаких макроскопических изменений в изученных органах, т. е. в ротовой полости (щечный отдел), желудке, тонком кишечнике (тощая кишка) и в печени. Гистологическое и гистохимическое исследование щечной области показало, что у животных 2-й и 3-й группы, получавших воду с содержанием 0,5 и 2,5 мг/л хлора, не было каких-либо изменений в сравнении с контрольной 1-й группой. У животных 4-й группы, получавших воду с 12,5 мг/л хлора в течение 3 и 6 месяцев, наблюдалось умеренное расширение капиллярной сосудистой сети в слизистой, подслизистой оболочке, мышечном слое и подкожной клетчатке. Аналогичные, но более выраженные явления были у животных 5-й группы, получавших воду с 50 мг/л хлора в течение 1 месяца (рис. 2).
В слизистой оболочке желудка не обнаружено выраженных изменений в сравнении с контролем у подопытных животных, получавших воду с хлором в дозах 0,5—2,5—12,5 мг/л. Но у всех животных, получавших с водой
Рис. 2. Лимфоидная инфильтрация в подкожной клетчатке щечного отдела ротовой полости. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 7X20.
50 мг/л хлора в течение 1 месяца, наблюдалась гиперемия капиллярной сети,, причем расширение и кровенаполнение сосудов заметно увеличились по-сравнению с животными всех других групп. Эти изменения, однако, имели место преимущественно в поверхностном слое слизистой оболочки желудка. В тонком кишечнике у всех подопытных животных каких-либо изменений по сравнению с контрольными не установлено.
В печени подопытных животных при использовании воды с 50 мг/л хлора отмечено некоторое снижение гликогена и РНК.
Таким образом, основные изменения, выявленные при патогистологи-ческом исследовании органов забитых крыс, сводятся к активной гиперемии капиллярной сети слизистых оболочек верхних отрезков пищеварительного тракта, что наблюдалось у животных, получавших воду с большим содержанием свободного хлора — 12,5 мг/л (в течение 3 и 6 месяцев) или 50 мг/л (в течение 1 месяца). Эти явления активной гиперемии расцениваются как функциональные сдвиги при отсутствии структурных изменений.
В целом выполненные нами исследования свидетельствуют об отсутствии вредного действия на организм животных свободного хлора, содержащегося в питьевой воде в тех концентрациях, которые обычно применяются в практике водоснабжения (до 2,5 мг/л включительно). Остаточный хлор в концентрациях более 10 мг/л характеризуется местным действием на слизистые оболочки только в верхних отрезках пищеварительного тракта. Наши экспериментальные данные подтверждают мнение И. С. Цитовича, а также С. Н. Черкинского и Н. Н. Трахтман, которые отрицали возможность ре-зорбтивного действия хлорированной воды, подчеркивая вероятность быстрого связывания активного хлора при соприкосновении с тканями и жидкостями организма.
Как известно, содержание свободного остаточного хлора (не более 0,5 мг/л) регламентируется по органолептическому признаку вредности. Результаты нашей работы дают основание полагать возможным использование воды с более высоким содержанием остаточного хлора. Это может быть допущено, конечно, только в исключительных случаях, когда необходимо срочно повысить эффективность обеззараживания при затруднениях обеспечить полное дехлорирование воды.
Выводы
1. В исследованиях на испытуемых установлена исключительно большая способность слизистой оболочки ротовой полости человека к поглощению из воды свободного хлора, а также высокая устойчивость слизистой к его раздражающему действию. Значительные количества хлора поглощаются после кратковременного взаимодействия с желудочным соком. При уровне остаточного хлора, нормируемом по органолептическому признаку, полностью исключается возможность поступления с водой в организм активного хлора.
2. В экспериментах на белых крысах, получавших воду с концентрацией от 0,5 до 50 мг/л свободного хлора, не наблюдалось отставания в весе от контрольной группы и уменьшения водопотребления. При патогистологи-ческом исследовании признаки функционального раздражения слизистых ротовой полости и желудка (активная гиперемия капиллярной сети) обнаружены только у животных, получавших воду с наиболее высоким содержанием хлора (12,5 мг/л) в течение 3 и б месяцев или соответственно 50 мг/л в течение 1 месяца. Концентрации в воде остаточного хлора до 2,5 мг/л включительно являются практически безвредными.
ЛИТЕРАТУРА
Венчиков А. И. Оценка результатов наблюдений в области физиологии и медицины. Ташкент, 1963. — Каминский Л. С. Статистическая обработка лабораторных и клинических данных. Л., 1964. — Матусов И. Е. В кн.: Сборник студен-
2 В
ческих научных работ Омск. мед. ин-та. Омск, 1958, в. 4, с. 70. — Мухин А. П. Некоторые гигиенические вопросы центрального водоснабжения в экспериментальной их обработке. Смоленск, 1935. — Петров Ю. Л., Тихомирова Л. Д. Лабор. дело, 1961, № 8, с. 28.—Цитович И. С. Труды Ростовск. мед. ин-та. Ростов-на-Дону, 1940, № 7, с. 70. — Ч е р к и н с к и й С. Н., Трахтман Н. Н. Обеззараживание питьевой воды. М., 1962. — В 1 a b a u m С. J., N i с h о 1 s М. S., J. Am. Water Works Ass., 1956, v. 48, p. 1503. — Muegge O. J., Jbid., p. 1507.
Поступила 1/X 1969 r.
THE ACTION OF FREE CHLORINE IN THE DRINKING-WATER ON THE ORGANISM
\M. A. Gubar], T. P. Bogdanova, A. T. Voronov, T. P. Butuchenkova
The published data on the effect produced on the body by the use of chlorinated water are contradictory. The authors investigated the capacity of the oral mucous membrane and that of the gastric juice of man to adsorb active chlorine from water and the resistance of the mucous membrane to its irritating action. The irritating effect of active chlorine on the upper sections of the digestive tract in case of a long-term use of chlorinated water was studied in a test carried out on albino rats. The residual chlorine concentrations in water within the level of 2.5 mg/1 were found to be practically innocuous.
УДК 628.39:614.777(260)
МЕТОД РАСЧЕТА КАЧЕСТВА МОРСКОЙ ВОДЫ С УЧЕТОМ РАЗБАВЛЕНИЯ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ
Кандидаты техн. наук А. М. Айтсам, X. А. Вельнер, Л. Л. Пааль Таллинский политехнический институт
При санитарном контроле за качеством воды в водоемах, а также при оценке степени очистки сточных вод в очистных сооружениях исходят из допустимых значений концентраций загрязняющих веществ. При этом необходимо знать закономерности разбавления и превращения загрязняющих веществ в водоемах. Часто при расчете качества морской воды в бухтах используются зависимости М. А. Руффеля. Однако, как показывает опыт, указанные формулы дают удовлетворительные результаты лишь применительно к тем условиям, для которых они были составлены.
Мы попытались на основании полуэмпирической теории турбулентной диффузии дать простые расчетные зависимости, которые для удобства представлены в виде номограмм. В статье приводятся также основные технико-экономические расчеты при определении необходимой степени очистки сточных вод в случае глубоководного канализационного морского выпуска.
Участок морского побережья, куда может быть осуществлен выпуск сточных вод, определяется территориальным расположением города, поселка или промышленного предприятия. Будем считать, что качество воды в зоне водопользования при расчетных условиях соответствует нормативам, т. е. концентрация лимитирующего ингредиента загрязнения не превышает нормативное 5], где 5— концентрация вещества загрязнения (в мг/л), [ 5] — нормативная концентрация вещества в мг/л, определяемая Санитарными правилами № 483-64, а также требованиями рыбоохраны и промышленности.
Поставим перед собой задачу определить длину Ь и глубину Н канализационного морского выпуска и соответствующую ему степень очистки сточных вод, исходя из допускаемой загрузки водоема сточными водами. Для этого необходимо определить закономерности распространения в море концентраций загрязнений (А. М. Айтсам).
Рассмотрим случай загрязнения водоема сточными водами, содержащими в качестве лимитирующего ингредиента стабильные (консервативные)
