CC BY
10
Дискуссии и отклики читателей
УДК 614.7:547/-037
С. Д. Заугольников, М. М. Кочанов, А. О. Лойт, И. И. Ставчанский (Ленинград)
К ВОПРОСУ О ПРОГНОЗИРОВАНИИ ОПАСНОСТИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ВО ВНЕШНЕЙ СРЕДЕ
I
Одной из важных задач токсиколого-гигиенической характеристики новых химических веществ является оценка их возможной опасности в производственных условиях, а также по вероятному влиянию на условия обитания в населенных пунктах. Подобная оценка может оказаться необходимой при предварительной токсикологической характеристике и на любом другом этапе токсиколого-гигиенического исследования вновь внедряемого химического соединения. Многие отечественные и зарубежные авторы предлагали различные классификации количественной оценки токсичности и опасности ядов, учитывающие связь физико-химических свойств веществ с различными параметрами их биологического действия. Подробный анализ этих классификаций приводят И. П. Уланова (1970, 1971), И. П. Уланова и соавт., С. Д. Заугольников и соавт. (1967, 1970). Количественную оценку опасности веществ, как правило, рассматривают в качестве одного из критериев обоснования их .предельно допустимых концентраций (ПДК) в воздухе производственных помещений.
Согласно классификации И. П. Улановой, опасность оценивают по 7 показателям: KBHOcl, КВИОас, КВИОсь, Limac, Zac, Zimch и ZCh. При оценке опасности одного вещества по ряду показателей можно получить разные классы ее, однако определяющим в конечном итоге должен быть такой показатель, который выявляет наибольшую степень опасности в соответствии с поставленной конкретной задачей. Так, для определения класса опасности при установлении ПДК химических соединений в воздухе производственных помещений решающее значение имеют показатели хронического воздействия яда (LimCb ZCh), если, конечно, они получены (И. П. Уланова, 1971). Вместе с тем, очевидно, необходимо определять опасность воздействия вредных веществ не только в условиях производства, но и в местах проживания окружающего населения, так как нормирование предельно допустимых уровней вредных веществ в атмосфере населенных пунктов и водоемах санитар-
Таблица I
Классификация опасности химических соединений в воздухе рабочей зоны, атмосфере населенных пунктов и воде водоемов
Показатель степени опасности 1. Чрезвычайно опасные 2. Высокоопасные 3. Умеренно опасные 4. Мало-опасные
Сн1 (в мг/л) ПДК (в мг/м3) рабочей зоны Сн (в мг/л) ПДК (в мг/м3) атмосферы Б (в г—100 г Н20) ПДК (в мг/л) воды водоемов >2,5 >4,0 >2,0 2,5—2,0 4,0—2,9 2,0—1,0 1,9-1,0 2,8—1,6 0,9—0,1 0,9—0,0 1,5—0,0 0,0—(—2,0)
1 Насыщающая концентрация.
Таблица 2
РАБОЧАЯ ЗОНА Распределение вредных химических веществ по классам реальной опасности
Вещество Температура кипения (в градусах) * а с а. Степень реальной опасности Класс реальной опасности
Акролеин 52,5 0,7 >2,5 I
Диметиламин 7,4 1.0 >2,5 I
Формальдегид —21 0,5 >2,5 I
Фосген 8,2 0,5 >2,5 I
Метилфуран 65 1 2,3 II
Кротоновый
альдегид 102 0,5 2,3 II
Аллил циани-
стый .... 118 0,3 2,2 II
Винил хлорис-
. тый .... —13,9 30 1,9 III
м-Хлоранилин 230,5 0,05 1,9 III
Хлоропрен 59,4 2,0 1.9 III
Акриловая кис
лота .... 141 5 1,8 III
Бензол . . . 80,1 5 1.8 III
Пропионовый 48 1.8 III
альдегид 5
Спирт пропар-
гиловый 114 1 1,8 III
Эпихлоргидрин 117 1 1,8 III
Спирт метило-
вый . . . 64,7 5 1,7 III
Сероуглерод 46,3 10 1.7 III
Масляный аль-
дегид 75,7 5 1.7 III
Дихлорэтан 57,3 10 1.6 III
Этил хлористый 12,2 50 1,5 III
Триметиламин 35 5 1.5 III
Диметиланилин 193 0,2 1.5 III
Винилацетат 73 10 1,4 III
Дивинил -4,54 100 1.4 III
Пиридин 115,6 5 1,4 III
Тетрахлорэти-
лен . . . 120,8 10 1,0 III
п-Хлорфенол 217 1 0,9 IV
Хлорпропионо-
вая кислота 170 1 5 0,9 IV
Спирт'амиловый 137,8 10 0,9 IV
Метил ацетат 57,5 100 0,9 IV
Циклогексан 81,0 80 0,7 IV
Бензоил хло-
ристый 197,2 5 0,7 IV
Демитил фор-
мамид 153 10 0,6 IV
Масляная кис-
лота .... 164 10 0.6 IV
Спирт гекси-
ловый 157,2 10 0,6 IV
Фенол . . . 181,2 5 0,6 IV
Циклогексан 155 10 0.6 IV
Эфир этиловый 34,6 300 0,6 IV
Фурфурол 161,7 10 0,5 IV
Толуол . . . 110,6 50 0,5 IV
Толуидин 200 3 0,5 IV
Апетофенон 102,3 5 0,5 IV
Бензил цианис-
тый 233 0,8 0,5 IV
но-бытового водопользования опирается на иные принципы, чем при установлении и обосновании ПДК этих веществ в воздухе производственных помещений.
Для определения степени опасности наряду с токсичностью следует знать некоторые физические свойства вредных веществ, из которых на первом месте по доступности стоит температура кипения и плавления, летучесть и растворимость. Основной принцип количественной оценки опасности сформулирован Н. С. Правдиным, которому соответствует положение Lehman, что опасность отравления устанавливается не только абсолютной токсичностью вещества, но и его летучестью. Логарифмы отношений летучести к ПДК могут служить относительным показателем степени опасности ингаляционного воздействия вещества (Swart). Реальная опасность химических соединений, способных загрязнить водоемы санитарно-бытового водопользования, может, очевидно, оцениваться по такому же принципу. При этом растворимость вещества, вероятно, можно рассматривать в значении, аналогичном насыщающей воздух концентрации. Логарифмы же отношений растворимости к ПДК, по-видимому, могут служить относительным показателем степени перорального воздействия веществ. В данном случае, помимо использования показателей летучести и растворимости, следовало выбрать показатель, наиболее полно отражающий биологическую активность вещества. ПДК как интегральный показатель, являющийся гигиеническим нормативом и учитывающий практически все известные данные токсикологической характеристики, на наш взгляд, в значительной мере отвечала этому требованию.
Нами сделана попытка дать количественную характеристику степени опасности органических соединений в воздухе производ-
Таблица S АТМОСФЕРА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
Распределение по степени и
вредных химических веществ: классам реальной опасности
ственных помещений, атмосфере населенных пунктов и водоемах санитарно-бытового водопользования. При построении классификации опасности (табл. 1) предусматривалось разделение веществ на 4 класса. При обосновании границ классов мы воспользовались принципами градации классов токсичности по СЬо, по ориентировочным ПДК и смертельным концентрациям в долях от насыщающей (С. Д. Заугольников и соавт., 1967), а также с учетом одного из принципов градации классов опасности И. П. Улановой (1971).
При анализе данных о 43 веществах в воздухе рабочей зоны (табл. 2), 30 веществах в атмосфере населенных пунктов (табл. 3) и 26 веществах в воде водоемов (табл. 4) установлено, что опасность воздействия определяется не только токсичностью, но и в значительной степени летучестью и растворимостью вредных веществ. В условиях производства малотоксичное, но высоколетучее вещество может оказаться гораздо более опасным, чем чрезвычайно токсичное, но малолетучее. Например, цианистый бензил является веществом чрезвычайно токсичным (I класс), но ввиду его весьма невысокой летучести (t° кип.= 223°) он может быть отнесен к малоопасным веществам (IV класс) при ингаляционном воздействии.
В условиях распространения вредных веществ в атмосфере населенных мест отмечается такая же зависимость. Дивинил является веществом умеренно токсичным (III класс), однако летучесть его чрезвычайно высока (t° кип.= —4,5°), поэтому оно должно быть отнесено к высокоопасным (II класс). Этилбензол обладает чрезвычайно высокими токсическими свойствами (I класс), но растворимость его очень мала (0,01 г— 100 г Н20), поэтому по реальной степени опасности он может быть отнесен к умеренно опасным веществам (III класс).
Однако следует иметь в виду, что показатель летучести — понятие скорее медико-гигиеническое, чем физико-химическое. Более определенным и конкретным показателем является насыщающая концентрация (Сн). Правда, этот показатель, как и показатель растворимости, очень часто отсутствует в справочниках химических веществ, и, следовательно, ими трудно руководствоваться в повседневной научной и практической деятельности. В связи с этим мы вновь обратились к известным закономерностям, свидетельствующим о корреляционной связи между
Вещество Температура кипения (в градусах) а ei" CS Степень реальной опасности Класс реальной опасности
Пропилен —47 3,0 >4.0 I
Хлор .... —34 0,1 >4.0 I
Аммиак . . . —33,4 0,2 >4.0 I
Формальдегид —21 0,5 >4.0 I
Металмеркатан 5,8 9.10-« >4,0 I
Диэтиламин 55,5 0,05 3,9 II
Метилацетат 57,5 0,07 3,9 II
Стирол . . . 146 0,003 3,8 II
Хлоропрен 59,4 0,10 3,5 И
Этилацетат 77 0,10 3,3 II
Этилбензол 136,2 0,02 3,2 II
Изопропилбен-
зол .... 152,5 0,014 3,2 II
Диметиланилин 193 0,0055 3,2 п
Дивинил —4,54 3,0 3,2 II
Гексаметилен-
диамин 204 0,001 3,2 1Г
Ацетон . . . 56,5 0,35 3,2 II
Винилацетат 73,0 0,2 3,1 II
Хлорбензол 132,1 0,10 2,8 III
Тиофен 84 0,6 2,8 Iii
Спирт метило-
вый . . . 64,7 1,0 2,8 III
Спирт пролило-
вый 97,2 0,3 2,8 III
Масляная кис-
лота .... 164 0,015 2,8 III
Уксусная кис-
лота .... 48,1 0,2 2,7 III
Циклогексан 155 0,04 2,7 III
Капроновая
кислота 202 0,01 2,7 III
Спирт изопро- III
пиловый 82,5 0.6 2,7
Уксусный ан-
гидрид 140 0.1 2,6 III
Амилен . . . 20,1 1,5 2,6 III
Бутан . . . —0,6 200 1,4 IV
Пентан . . . 36,3 100 1.3 IV
8а
Таблица 4
ВОДА ВОДОЕМОВ САНИТАРНО-БЫТОВОГО ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
Распределение вредных химических веществ по степени и классам реальной опасности
Вещество
ES
Лимитирующий показатель вредности
£<2 I I 1 и
со о5
Im ПС Е t»
m «5 О ¿1 «с те
5 я с
о. О
Ацетонциангидрин ....
2,5-Лутиднн.......
Ди мети л амин......
Формальдегид......
п-Нитрофенол......
Малеиновая кислота . . . Гептиловый спирт ....
Фен ил гидразин .....
Хлорбензол.......
Анилин .........
Метилэтилкетон.....
Циклогексан ......
Анизол.........
Акриловая кислота . . .
Циклогексанол .....
Ацетофенол.......
Хлорат натрия.....
«-Нитрофенол .....
Пикриновая кислота . . . Триэтиламин.......*
Четырехлористый углерод
м-Хлоранилин ......
Дихлорметан
Дициандиамид .....
Трихлорэтилен ......
Сероуглерод .......
0,001
0,05 0,1 0,5 0,02 1,0 0,005
0,01 0,02 0,1 1,0 0,1
0,05 0,5 0,5 0,1 20,0 0,06
0,5 2,0
0,3 0,2 7,5 10,0 0,5 1,0
Санитар но-токси кологи -
ческий Тот же
Органолептический Санитарно-токсикологи-
ческий Тот же
Органолептический Санитарно-токсикологи-
ческий Тот же
Органолептический Санитарно-токсикологи-
ческий Органолептический Санитарно-токсикологи-ческий
То же » »
Органический
То же » >
» »
4,3 25 46 214 1,6 49
0,31
0,15
1,17
3,6
37
2.5 0,41 3.1
3.6 0,48
80,5
0,2 1,23
0,68 0,097 0,15 2,0 2,3 0,1 0,2
3.6
2.7
2.7 2,6 1,9 1,9
1.8 1.8 1.7 1,6 1,6
1.4 0,9 0,8 0,8 0,7 0,6
0,5 0,4
—0,5 —0,5 -0.2 —0,6 —0,6 —0.7 —0,7
IV IV IV IV IV IV IV
токсичностью и целым рядом физикр-химических свойств (А. А. Голубев; Н. В. Лазарев; Н. В. Лазарев и В. А. Филов; Э. Н. Левина, Е. И. Люблина; Е. И. Люблина и А. А. Голубев; И. В. Саноцкий; Goldwater). Помимо этого, отмечается достоверная зависимость между температурой кипения, плавления и растворимостью (Hildebrand и Scott). Поэтому из множества показателей физико-химических свойств была выбрана температура кипения, так как хорошо известна корреляционная связь между этим показателем и многими показателями токсичности. Важно также, что температура кипения является одним из наиболее распространенных показателей, который определяется уже при первой идентификации вещества, сразу после его получения.
Таким образом, широкая доступность этого показателя, ранее установленные корреляционные связи с ним ПДК, насыщающих воздух концентраций и растворимости позволили предполагать целесообразность его использования для определения реальной опасности химических веществ.
Для решения этого вопроса методом множественной регрессии были проанализированы трехмерные ряды: температура кипения — ПДК — показатели степени опасности как в воздухе рабочей зоны, так и в атмосфере населенных пунктов и в воде водоемов. При этом выявлена достоверная коррелляционная зависимость между температурой кипения и показателем степени опасности («1,2,3 = 22; 25; 36, rli2,3= —0,48—
Номограмма показателя степени реальной опасности химических веществ в воздухе рабочих помещений, атмосфере населенных мест и воде водоемов санитарно-быто-
вого водопользования. 1° кип. — шкала температуры кипения; \%ПДК — десятичный логарифм предельно допустимых концентраций в .воздухе рабочей зоны, максимально разовой в атмосфере населенных мест и воде водоемов; в. в.— школа показателя степени реальней опасности в воде водоемов саннтарно-бытового водопользования; р. з,— шкала показателя степени реальной опасности в рабочей зоне; атм. — шкала показателя степени реальной опасности в атмосфере населенных мест.
0,53—0,35; Р<0,05), а также между ПДК и показателем степени опасности (''1,2,3 = —0,76—0,86—0,66; Р<0,03).
Зависимость показателя степени реальной опасности от температуры кипения вещества и соответствующих ПДК выражена в виде линейных уравнений множественной регрессии:
а) для производственных помещений
1е ПДК*р. з. = 3,1-0,ОН-кип—0,841е ПДК рабочей зоны:
б) для атмосферы населенных мест
ПДк"атм. = 3.4 — 0,01<° кип. — 0,82^ ПДК атм.;
• в) для воды водоемов санитарно-бытового водопользования ПДК в. в = 1 —0.0071°кип. —ПДК в. в.
Для удобства практического использования метода ориентировочного определения степени реальной опасности химических соединений, вероятно, может оказаться полезной номограмма, построенная на основании указанных выше уравнений множественной регрессии. По этой номограмме, зная температуру кипения вещества и ПДК в соответствующей среде, можно ориентировочно определить степень его реальной опасности (см. рисунок).
Применение метода ориентировочного определения степени реальной опасности химических соединений на разных стадиях предупредительного и текущего санитарного надзора поможет избежать ненужных затрат времени и средств, связанных с заменой более опасных веществ менее опасными, и в выборе оптимальных технологических процессов.
ЛИТЕРАТУРА. Голубев А. А. В кн.: Вопросы общей промышленной токсикологии. Л., 1963, с. 23. — Заугольников С. Д., Лойт А. О., Иван иц-кий А. М. В кн.: Общие вопросы промышленной токсикологии. М., 1967, с. 46.— Они же. В кн.: Принципы предельно допустимых концентраций. Под ред. А. А. Ле-тавета, И. В. Саноцкого. М., 1970, с. 76. — Л а з а р е в Н. В. Неэлектролиты. Л., 1944. — Лазарев Н. В., Филов В. А. Гиг. труда, 1964, № 4, с. 19. — Л е в и н а Э. Н. Тезисы докл. 5-й Ленннградск. конференции по вопросам промышленной токсикологии. Л., 1957, с. 32. — Люблина Е. И. В кн.: Материалы к научной сессии, посвящ. 40-летию Научно-исслед. ин-та гигиены труда и профзаболеваний. Л.. 1964, с. 45. — Люблина Е. И., Голубев А. А. В кн.: Применение математических методов в биологии. Л., 1963, сб. 2, с. 90. — Правд и н Н. С. В кн.: Оценка сравнительной токсичности химических веществ. М. — Л., 1933, с. 7. — С а н о ц к и й И. В. В кн.: Промышленная токсикология и.клиника профессиональных заболеваний химической этиологии. М., 1962, с. 35. — Уланова И. П. В кн.: Принципы и методы установления предельно допу-
£ кип. 245 235 225 ,2/5 205 /35 185 175 165 155 145 135 125 115 105 35 85 75 65 55 45 35 25 15 5 -5 -15 -25 -35 -45
ЬдПДК
Г Показатель сте-\ пени реальной. г опасности
- -4.0 --3.0
- -2.0 --1,0
О - 1.0 - 2.0
- 3.0
- 40
- 5,0
Атм. \В.в. <о
Р.З. "2,5 г 2.0-
НО \ 0
1.5
1.0 чМз о
3,0 2.0
1.0
01
стимых концентраций вредных веществ в воздухе производственных помещений. М., 1970, с. 65. — Она же. Зависимость биологического действия от химической структуры разных классов галоидосодержащих углеводородов. Автореф. дисс. докт. М., 1971. — Уланова И. il., Сидоров К. К., Халепо А. И. В кн.: Общие вопросы промышленной токсикологии. М., 1967, с. 49. — Q о I d w a t е г L., Dangerous Properties of Industrial Mamerials. London, 1961. — L e h m a n n К. В., Arch. Hyg. (Berl.), 1912, Bd 75, H. 1, 2. — S w a r t H„ Z. Militarmed., 1965, Bd 6, S. 89. — H i 1 d e b г a n d J. H„ S с о 11 R. L., The Solubility of Nonelectrolyts. New York, 1950.
Поступила 9/XII 1971 год»
УДК 614.72
Канд. мед. наук В. М. Прусаков
К ОЦЕНКЕ РОЛИ ОТДЕЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ В ЗАГРЯЗНЕНИИ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
Институт биофизики Министерства здравоохранения СССР, Москва
В практике санитарной охраны атмосферного воздуха городов и населенных мест, особенно в промышленных районах, очень важно выяснить роль отдельных источников вредных выбросов в загрязнении воздушного бассейна. При этом возникает необходимость установить значение того или иного источника в создании максимального кратковременного и общего, усредненного во времени уровня загрязнения атмосферы отдельными веществами или их суммой. Первый уровень загрязнения оценивают в нашей стране по максимальным разовым концентрациям в факеле выбросов вредных веществ, а второй — по среднесуточным, не фиксированным строго по факелу выбросам от конкретных источников. Исследования фактического загрязнения и особенно среднесуточного не всегда позволяют ответить на поставленный вопрос, так как одинаковые вредные вещества часто поступают в атмосферный воздух от различных источников. Весьма ограниченные сведения получают и при сравнении валовых выбросов вредных веществ, так как при этом не учитывают условий поступления и распространения их в атмосфере, взаиморасположение источника и населенного пункта и опасность для населения. В подобных случаях целесообразно привлечение известных математических моделей загрязнения атмосферного воздуха, изложенных в «Указаниях по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ (пыли, сернистого газа), содержащихся в выбросах промышленных предприятий» (СН 369-67) и рассматриваемых различными авторами (П. И. Андреев; Д. Л. Лайхтман и С. Н. Каплан; Д. Л. Лайхтман и соавт.).
О значении того или иного источника в максимальном загрязнении воздушного бассейна в факеле выбросов можно судить по рекомендациям СН 369-67 или формулам, предложенным П. И. Андреевым; это определяется особенностями источника. Такой математический прием широко применяется в практике санитарного надзора. Он позволяет установить роль тех или иных источников, когда отмечается влияние одного из них, и сумму их при наложении факелов выбросов. Если же выразить максимальную разовую концентрацию в долях предельно допустимой, то в последнем случае можно сравнивать источники даже при различном качественном составе их выбросов. Однако максимальная разовая концентрация не дает возможности оценить роль источника в общем загрязнении, так как не учитывает длительность задымления жилого района.
Этого недостатка лишена среднесуточная концентрация, в возникновении которой решающее значение имеет фактор длительности загрязнения, определяемый в каждом случае преимущественно розой ветров. Известно (Д. Л. Лайхтман и С. Н. Каплан; Heini) 2 варианта рас-
