CC BY
6
такие «традиционные» для физиологов труда факторы, как производственная нагрузка и длительность ее воздействия, но и ряд социально-гигиени-•ческих факторов. Это касается и социал-гигиенистов, которые обычно ограничиваются выяснением влияния указанных факторов на состояние здоровья. По-видимому, наиболее целесообразной следует признать организацию комплексных исследований с участием социал-гигиенистов, физиологов и психологов труда.
Поступила 20/У 1974 г.
Методы исследования
УДК 614.72:54-185
Проф. И. М. Трахтенберг, канд. мед. наук 3. К■ Иванова, канд. техн. нау Д. С. Иванов ,
к вопросу о количественной оценке смесей паров и газов относительно постоянного состава
Киевский научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний
В ранее представленном нами сообщении (И. М. Трахтенберг и соавт.) говорилось о количественной оценке смесей относительно постоянного состава. Продолжая дальнейшие исследования в этом направлении, мы учитывали, что до настоящего времени нет однозначного ответа на вопросы, касающиеся выбора метода контроля в воздухе, нормирования допустимого содержания и классификации многокомпонентных смесей. Математический ■подход к решению этих вопросов по результатам экспериментальных исследований смесей относительно постоянного состава рассматривается в настоящей статье. Речь идет прежде всего о веществах, состав которых регламентирован ГОСТ.
При расшифровке состава смеси важнейшее значение имеют причины, обусловливающие качественное и количественное содержание ее веществ, установление функциональной связи между компонентами и достоверность полноты раскрытия состава смеси. Оценка причин, от которых зависит количественное содержание последней, предполагает изучение процесса возникновения вредных смесей и условий их появления (температура нагревания исходных продуктов, давление, режим вентиляции и т. п.). Исследования, проведенные в последние годы, показали, что в производстве синтетических волокон, пластмасс и других химических материалов поступают в воздух производственных помещений вредные смеси относительно постоянного состава (И. В. Саноцкий; И. М. Трахтенберг и соавт.; 3. А. Волкова и соавт.; А. И. Корбакова и соавт.; 3. А. Волкова и Н. И. Шуйская, и др.). Этот факт объясняется неизменностью исходных продуктов, определяющих состав смеси, постоянством источников, а также строгой регламентацией технологического режима.
Математически связь между компонентами смеси может быть выражена посредством установления функциональной зависимости, например на основе метода наименьших квадратов. Под функциональной зависимостью понимают зависимость вида:
С, = /(<:„), (1)
где С|, Ск — средние значения концентраций ¿-го, го компонента. В нашем случае наибольший интерес представляют зависимости концентраций каждого от ведущего или компонента, по которому рекомендуется прово-
дить контроль среды. В общем случае эта зависимость может быть выражена многочленом т-й степени:
С, = а„ + а,Ск + агС\ + • • • + атС?, «#*. (2)
Рассмотрим зависимость вида С, = К1/кСк, где К = — коэффициент пропорциональности.
Смесь химических веществ, в которой концентрации компонентов взаимно пропорциональны, будем называть смесью относительно постоянного состава. Таким образом, под относительным постоянством состава смеси веществ понимают их взаимную пропорциональность. В количественном выражении это означает: коэффициент пропорциональности, равный отношению концентраций каждого из веществ к концентрации одного из них (неважно, какого именно), должен оставаться постоянным в рассматриваемом диапазоне условий. Следует заметить, что при нагревании исходного продукта до высоких температур интенсивность его распада иногда резко возрастает, при этом могут изменяться соотношения между компонентами смеси и появляться (в значительных количествах) новые, ранее не обнаруживаемые вещества. Такая смесь уже не является смесью относительно постоянного состава. Однако часто по условиям производства и применения исходного продукта диапазон технологических температур находится в узких пределах, и тогда в этих пределах смесь может быть отнесена к относительно постоянным. К изменению состава смеси могут приводить и другие причины, которые подлежат тщательному исследованию.
После того как экспериментально установлено относительное постоянство смеси и определены коэффициенты пропорциональности, контроль воздушной среды можно проводить по любому из веществ, входящих в смесь (например, по веществу, измерения концентраций которого наиболее доступны и достаточно точны). Последнее становится возможным потому, что при известных коэффициентах пропорциональности достаточно измерить концентрацию одного из компонентов смеси, остальные нетрудно получить расчетом. Покажем это на примере. Для удобства рассуждений пронумеруем все компоненты смеси, первым номером обозначим компонент, стоящий в знаменателе коэффициентов пропорциональности. В этом случае связь между концентрациями компонентов смеси будет иметь вид:
= (3)
Пусть, например, для смеси А (л^ хг х3 х4), состоящей из 4 веществ, в некотором диапазоне условий И1-^-И2 установлено относительное постоянство состава и определены коэффициенты пропорциональности по отношению к веществу хг. Требуется определить концентрации всех веществ, если известна концентрация С4 вещества По определению (2) имеем:
С, = -¡-^ Св и далее С, = /С2/1С„ С, = /С3/,С,. (4)
Теперь можно найти ЛГ^, К(/3 и т. д. и воспользоваться формулой (3). Этот пример свидетельствует о том, что если известны коэффициенты пропорциональности по отношению к одному из веществ и концентрация одного из компонентов смеси, то могут быть найдены коэффициенты пропорциональности по отношению к любому другому веществу и концентрации всех этих веществ. Это и позволяет осуществлять контроль и нормирование таких смесей по одному из компонентов, рассчитывая, если нужно, концентрации всех остальных.
Необходимым условием классификации многокомпонентной смеси является оценка полноты расшифровки ее состава. Без количественной оценки трудно быть уверенным в том, что состав смеси определен полностью. Затруднение может быть преодолено, если для оценки расшифровки смеси
3 Гигиена н санитария № 7
65
использовать коэффициент множественной детерминации (М. Езекиэл и К. Фокс), который представляет собой математически установленную долю вариаций зависимой переменной, обусловленную влиянием изучаемых компонентов смеси. Порядок расчета коэффициента детерминации по данным токсикологического эксперимента и его трактовка определены рядом авторов (А. Я. Бройтман; П. А. Нагорный; 3. К. Иванова).
При значении коэффициента детерминации, близком к 1 (что свидетельствует о практически полной расшифровке состава смеси), можно перейти к оценке изучаемой смеси по одной из рекомендуемых классификаций токсичности. Известно, что в основе большинства классификаций токсичности ядов лежит среднесмертельная концентрация (CL'¿о0), полученная в эксперименте на белых мышах. При классификации смеси ядов предлагается исходить из их общего количества в единичном объеме воздуха, при котором наблюдается эффект (CL502). Для определения CL502 можно воспользоваться методом пробит-анализа (В. Б. Прозоровский) по одному из веществ, а затем установить все остальные, используя функциональные зависимости между компонентами (коэффициентами пропорциональности). Если же для определения ведущего компонента найдено уравнение множественной регрессии, то оно также может быть использовано для установления CLeoï.
Покажем это на примере. Для смеси газообразных веществ A EDE относительно постоянного состава найдено уравнение множественной регрессии по20 независимым наблюдениям: у=—1+0,2 СА+0,9Св+17,6 Сд+0,73 Се, коэффициент детерминации R2=0,98, а также коэффициенты пропорциональности относительно компонента а: /(В/А=10, /(о/А=30 и кега=70. Найдем Cl4oï, Для чего приравняем у =50 и выразим концентрации компонентов эквивалентно по воздействию через концентрацию вещества а. Это нетрудно сделать с помощью коэффициентов пропорциональности по формуле (2) или (3). Имеем: Cb=Kd/a = СА, Cd=Kd/aCa и Се=Ке1а• Подставив эти значения в уравнение регрессии, получим: у=—1+0,2 Сд+ +0,9-10 а, + 17,6-30 Сл+0,73-70 СА, или у=—1+588,3 СА. Отсюда:
= Следовательно, Св 60=/(В/А СА 50 = 10 • 0,087,
Cd 50=2,6 и Се 50=6,1-
Таким образом, определены концентрации каждого компонента смеси, при которых наблюдался 50% эффект. Сумму этих веществ, выраженную в соответствующих единицах (например, в миллиграммах на 1 м3), если эффект летальность, а эксперимент классификационный и смесь расшифрована полностью, можно принять в качестве СЦо£- Если физические или иные соображения (М. Езекиэл и К. Фокс) подтверждают достоверность уравнения регрессии, изложенный способ определения будет
справедлив и в том случае, когда полученные в опыте значения у не превышают 50%.
Нижний предел величины R2 можно оценить, воспользовавшись графиками из книги М. Езекиэл и К. Фокс. Нижний предел коэффициента детерминации не ниже 0,96 с вероятностью 0,95. Это дает основание считать смесь практически расшифрованной. Следовательно, среднесмертельная концентрация смеси AEDE будет равна CL502 = СА80+СВБ0+Сд 50+ +СВ50=9,6 (мг/м3). Используя непрерывную шкалу классификации (И. В. Саноцкий), находим степень токсичности, равную 0,72. Для сравнения изложенного способа определения среднесмертельных концентраций компонентов смеси с данными непосредственных измерений были использованы экспериментальные данные, приведенные П. М. Нагорным. В расчет были включены измерения концентраций 4 экспериментов, в которых летальность белых мышей равнялась 50%, а также приведенное автором уравнение множественной регрессии. Анализ данных (см. таблицу)
Сравнительные данные эксперимента и расчета
Сравниваемые параметры « *4 C50Z
Средние значения концентрации при
50% летальности (П. А. Нагорный) 168,7 86,7 1,08 3,25 259,73
Среднеквадратическне значения сред-
них 5,05 14,2 0,075 0,98 15,1
Средние значения концентраций, опре-
деленные по уравнению множест-
венной регрессии 180 75,6 1,13 4,7 261,43
показывает, что отличия расчетных величин, полученных обоими методами, статистически недостоверны.
Это подтверждает справедливость предлагаемой методики определения CL50I по уравнению множественной регрессии.
В заключение следует отметить, что изложенный нами подход к оценке комбинированного действия может быть в значительной степени распространен при соответствующем математическом описании функциональных связей между компонентами и на смеси, не обладающие этим свойством.
Выводы
1. Предлагается принять в качестве количественного показателя смеси относительно постоянного состава взаимную пропорциональность ее компонентов (/Cj/y=const).
2. Используя аналитические зависимости между компонентами смеси, можно определять среднесмертельную концентрацию совокупности веществ методом пробит-анализа по одному из компонентов с последующим расчетом концентраций каждого из них или по уравнению множественной регрессии.
3. Математические зависимости между компонентами смеси позволяют рассчитать суммарное количество вредных веществ и при коэффициенте детерминации, близком к 1 (что свидетельствует о практически полной расшифровке состава), провести классификацию смеси по степени токсичности.
4. Контроль и нормирование смеси относительно постоянного состава целесообразно проводить по одному из ее компонентов, рассчитывая при необходимости концентрации остальных ингредиентов через коэффициенты пропорциональности.
ЛИТЕРАТУРА. Бройтман А. Я. К оценке комбинированного действия. — В кн.: Вопросы общей промышленной токсикологии. Л., 1963, с. 9—16. — Волкова 3. А. и др. Некоторые гигиенические аспекты комбинированного действия промышленных ядов. — В кн.: Токсикология новых промышленных химических веществ. М., «Медицинах, 1969, в. 11, с. 14—24. — Волкова 3. А., Ш у мекая Н. И. Гигиенические аспекты промышленного применения и переработки синтетических полимерных материалов. — «Ж. Всеооюзн. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева», 1974, т. 19, № 2, с. 200—204. Езекиэл М., Фокс К- Методы анализа корреляций и регрессий, линейных и криволинейных. М., «Статистика», 1966. — Иванова 3. К. Определение ведущего компонента смеси химических веществ на основе регрессионного анализа. — «Фармакол. к токси-кол»., 1974, № 1, с. 105—109. — К о р б а к о в а А. И. и др. Оценка комбинированного действия продуктов термоокислительной деструкции и вопросы контроля воздушной среды производственных помещений. — В кн.: Токсикология новых промышленных химических веществ. М., «Медицина», 1969, в. 11, с. 24 —33. — Нагорный П. А. Оценка комбинированного действия нескольких факторов методов множественной регрессии. — «Фармакол. и токсикол.», 1971, № 3, с. 366—369. — Прозоровский В. Б. Использование метода наименьших квадратов для пробит-анализа кривых летальности. — Там же, 1962, № I.e. 115—120. — Саноцкий И. В. — В кн.: Токсикология новых промышленных химических веществ. М., «Медицина», 1967, в. 9, с. 7. — О и ж е. Современное состояние вопроса о комбинированном действии газов, паров и аэрозолей. — Там же, 1969, вып. 11,
3*
67
с. б—13. — Трахтенберг И. М., Бартенев В. Д., Шефтель В. О.— В кн.: Гигиена и токсикология высокомолекулярных соединений и химического сырья, используемого для их синтеза. Л., 1969, с. 19.
Поступила 12/VIII 1974 г.
УДК 816-056.3-02:541-07
Проф. О. Г. Алексеева, канд. мед. наук А. И. Петкевич, А. Д. Черноусое, Н. А. Шамсутдинова, JI. Н. Черноусова
оценка некоторых методов IN VITRO для выявления аллергии к химическим веществам
Научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Москва I Ленинградский медицинский институт им. И. П. Павлова
Для выявления аллергии к химическим веществам как в клинике, так и в эксперименте повсеместно используют кожные пробы. Однако общепризнано, что кожные пробы могут сенсибилизировать организм и вызывать генерализацию процесса. В связи с этим международная группа экспертов-иммунологов1 высказала мнение о насущной необходимости разработки методов аллергодиагностики in vitro.
Следует отметить, что за последние 10 лет неоднократно пытались использовать химические гаптены в аллергологических диагностических реакциях in vitro — пассивной гемагглютинации (О. Г. Алексеева и соавт.), помутнения плазмы (Р. Уанье; О. Г. Алексеева и соавт.; Е. С. Брусиловский и А. М. Фиалковский; JI. А. Дуева), связывания комплемента (В. М. Баранова), высаливания непреципитирующего комплекса антиген — антитело (Е. С. Брусиловский и А. М. Фиалковский), непрямой деграну-ляции тучных клеток (Н. Р. Поляк; Е. С. Брусиловский и А. М. Фиалковский), термистограммы реакции антиген — антитело (В. П. Казначеев и соавт.), специфического подавления ретракции кровяного сгустка (И. Е. Сосонкин, 1967; Н. Р. Поляк), специфического лейколиза (Л. А. Дуева), специфической задержки лизиса лимфоцитов (Matsuo и Ofuji), повреждения нейтрофилов (Ш. 3. Загидуллин2; А. В. Мысляе-ва и соавт.), агглютинации тромбоцитов (И. М. Линдгрен), специфического гашения флюоресценции (А. В. Мысляева и соавт.), специфической агломерации лнйкоцитов (А. Е. Сосонкин, 1968; А. В. Мысляева и соавт.; Е. С. Брусиловский и А. М. Фиалковский), специфической бласт-трансформации лимфоцитов (Geczy и Baumgarten; Forman и Alexander), розеткообразования (Arnold и соавт.) и подавления миграции макрофагов (Polak и Frey; Arnold и соавт.). Однако большинство из этих методов достаточно сложно, для их качественного выполнения требуются специалисты-иммунологи, поэтому в практике токсикологии и клиник, не имеющих иммунологической лаборатории, в дополнение к кожным пробам чаще применяют неспецифические методы обнаружения аллергии.
Учитывая это обстоятельство, мы при экспериментальном изучении различных аспектов аллергии к химическим веществам провели апробацию 3 технически простых методов аллергодиагностики in vitro — реакции специфической агломерации лейкоцитов (РСАЛ) по И. Е.-Сосонкину и 2 неспецифических методов, используемых при изучении аллергии к химическим веществам,— агломерации лейкоцитов, т. е. лейкергии по Fleck (контрольный препарат РСАЛ) и латекс-оседания эритроцитов (ЛОЭ) по Л. И. Израйлету 3. Апробацию проводили в опытах с замасливателями стекловолокна и их ингредиентами (3 марки замасливателя № 30, эпок-сидированный триэтиленгликоль, дициандиамидформальдегидуксусная смола, винилтриэтоксисилан, дибутилсебацинат, смеси из данных ингредиен-
1 Серия технических'докладов ВОЗ, 1973, № 496.
а Автореферат кандидатской диссертации. М., 1970.
* Автореферат докторской диссертации. М., 1970.
