CC BY
11
УДК 613.632.2:546.711:621.791.7
К ВОПРОСУ О ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКЕ ОКИСЛОВ МАРГАНЦА СВАРОЧНОГО АЭРОЗОЛЯ
Г. А. Максименко, П. Ф. Тащи, М. Н. Грач, В. В. Титова
Развитие марганцевой интоксикации у электросварщиков наблюдается значительно реже, чем у рабочих электродных цехов и марганцевых рудников. Так, Л. Н. Грацианская и соавт. указывают, что при обследовании 245 электродников она выявлена у 27 (11%), при обследовании 200 шахтеров по добыче марганцевых руд — у 6 (3%), а при обследовании 450 электросварщиков — лишь у 6 (1,3%). По данным Е. И. Воронцовой, из 1041 обследованного электросварщика марганцевая интоксикация обнаружена у 7 (0,7%).
С 1964 по 1969 г. нами исследовано 607 проб сварочного аэрозоля, отобранных на промышленных предприятиях города, с целью определения марганца. В 49,4% проб суммарное содержание окислов этого вещества превышало ПДК в 10—30 раз. За это время в Ворошиловграде не зарегистрировано ни одного случая заболевания электросварщиков, связанного с марганцевой интоксикацией.
Суммарное количество соединений марганца (в пересчете на МпО») в 1 м3 воздуха в местах, где работают электродники, электросварщики и рабочие марганцевых рудников, выражается, как правило, величинами одного и того же порядка (Н. В. Лазарев и Э. Н. Левина). Естественно, что в развитии марганцевой интоксикации существенную роль играет не только концентрация соединений марганца в воздухе производственных помещений, но и тип химического соединения этого элемента, выступающего в качестве токсического начала. Так, электродники подвергаются воздействию пыли марганцевой руды (окислов марганца) и ферромарганца, а электросварщики — аэрозолей окислов марганца, среди которых преобладает закись марганца (Н. В. Лазарев и Э. Н. Левина).
Проведенные нами исследования показывают, что при оценке токсичности сварочного аэрозоля существенное значение может иметь различие физико-химического состояния окислов марганца сварочного аэрозоля и пыли марганцевых рудников и электродных цехов. Конденсация окислов марганца, выделяющихся из сварочной ванны, происходит совместно с конденсацией значительно превосходящих количеств окислов железа. Это обстоятельство позволяет предположить, что окислы марганца сварочного аэрозоля могут находиться по крайней мере в 2 физико-химических состояниях: в «свободном», когда поверхность окислов марганца обнажена, и в «запечатанном», когда окислы марганца находятся внутри оболочки из окислов железа. Пыль электродных цехов и рудников, являясь аэрозолем дезинтеграции, такой особенностью практически не отличается.
Очевидно, в силу специфического поведения окислов железа в легочной ткани (капсу-ляция и в основном местное действие, следствием чего является развитие сидероза) «запечатанные» окислы марганца будут обладать крайне малой лабильностью в организме человека и их поступление из «запечатанного» состояния в кровь, а следовательно, и развитие марганцевой интоксикации под их влиянием будет затруднено. Напротив, поверхность «свободных» окислов марганца легко доступна для контакта с кровью, и их растворение в крови будет идти более интенсивно.
Стремясь получить подтверждение этих предположений, мы применили модифицированную методику, помогающую определять раздельно как «свободную», так и «запечатанную» закись марганца в сварочном аэрозоле, а также окислы 3- и 4-валентного марганца, и выполнили многочисленные исследования по этой методике.
Ни одна из описанных в литературе методик не позволяет разлельно определять «свободную» и «запечатанную» закись марганца в сварочном аэрозоле. По методике А. К. Лав-рухиной данные о содержании закиси марганца в сварочном аэрозоле оказываются заниженными.
Как подтвердили наши исследования, это объясняется тем, что при растворении закиси марганца сварочного аэрозоля в 6 н. растворе сульфата аммония в раствор переходит лишь «свободная» закись марганца. ««Запечатанная» закись марганца в сульфате аммония не растворяется.
По методике И. Л. Липлавк данные о содержании закиси марганца соответствуют действительному его количеству в сварочном аэрозоле, однако при этом растворяется как ссвободная», так и «запечатанная» закись марганца. Причиной этого является обработка аэрозоля смесью пирофосфата калия и серной кислоты, при которой растворяются окислы железа, т. е. происходит «вскрытие» «запечатанной» закиси марганца и дальнейшее ее растворение наряду со «свободной» закисью марганца.
Суть предлагаемой нами методики сводится к следующему. Сварочный аэрозоль, отоб-
§анный на фильтр АФА-ХА-18, обрабатывают 6 н. раствором сульфата аммония (100°, 0 мин.). При этом в раствор переходит «свободная» закись марганца. Раствор от осадка отделяют центрифугированием. Операцию позторяют 2 раза. Остаток обрабатывают 2— 3 раза смесью раствора пирофосфата калия и серной кислоты (100°, 60 мин.). В результате такой обработки в раствор переходит «запечатанная» закись марганца и окислы 3-валентного марганца. Нерастворенной остается лишь двуокись марганца. Последняя переводится в раствор обработкой серной и щавелевой кислоты. После избирательного растворения
Таблица I
Содержание окислов марганца в сварочном аэрозоле (в мг!м3) в пересчете на Мп02
Общее количество окислов марганца всех степеней окисления Закись марганца
общее количество «запечатанная* «свободная» Мп3+ Мп4+
.Минимальное 1 .Максимальное } Среднее в мг/м3 0,15 34,5 8,15 0,08 30,2 6,05 0,06 29,3 5,6 0,02 0,8 0,45 0 10,5 1,3 0 6.7 0,8
Минимальное ] .Максимальное > Среднее ) в % к общему количеству 100 43 98 74 21 97 68,6 0,85 22,4 5,5 0 28 15,9 0 34 9,8
окислов марганца каждый из них определяется в соответствующей порции раствора ампе-рометрическим титрованием перманганатом калия (И. Л. Липлавк). Данные, полученные в результате анализа 227 проб сварочного аэрозоля по предложенной нами методике, приведены в табл. I.
Нами были также поставлены опыты по растворимости закиси марганца из сварочного аэрозоля в сыворотке человеческой крови. Результаты этих определений представлены в табл. 2.
Из табл. 2 видно, что во взятых для опыта пробах сварочного аэрозоля суммарное количество закиси марганца было меньше, чем растворимость ее из реактивных препаратов закиси марганца. Можно было ожидать, что закись марганца сварочного аэрозоля полностью растворится. Результаты опытов показали, однако, что фактически в сыворотке крови растворилась не вся закись марганца, а лишь часть ее. Сравнение этих материалов с данными о растворимости закиси марганца из реактивных препаратов, полученных в аналогичных условиях (37°, экспозиция 10 суток), указывает на то, что в сварочном аэрозоле содержится значительное количество закиси марганца, растворимость которой в сыворотке крови затруднена. Это подтверждает различную токсикологическую значимость «свободной» и «запечатанной» закиси марганца сварочного аэрозоля.
Полученные нами данные позволяют дать предположительное объяснение различию в частоте марганцевой интоксикации у электросварщиков и рабочих электродных цехов и рудников по добыче марганцевой руды, свидетельствуя о необходимости учета физико-химического состояния токсического начала при оценке токсичности аэрозолей.
ЛИТЕРАТУРА Воронцова Е. И. Гигиена труда при электросварочных работах. Автореф. дисс. докт. М., 1960. — Грацианская Л. Н., Велик-с о н И. М., Г о р н Л. Э. Труды юбилейной научной сессии Научно-исслед. ин-та гигиены труда и профзаболеваний. Л., 1957, с. 158. —ЛаврушинаА. К- Ж. аналит. химии, 1949, № 1, с. 40. — Лазарев Н. В., Л е в и н а Э. Н. Окислы марганца. Л., 1962. — Л и.п лавкИ. Л В кн.: Новое в области санитарно-химического анализа. М.. 1962, с. 74.
Поступила 6/1 1971 г.
Таблица 2
Закись марганца из сварочного аэрозоля Растворимость реактивной закиси марганца (в мг •/,)
Количество растворимость в сыворотке крови (в мг%) осталась не-растворенной закись марганца (в мг на 100 мл сыворотки)
Минимальное Максимальное Среднее из 10 опытов . . . 0,4 3,0 1,14 1,0 3,8 3.2 2,4 8,1 4,76
