CC BY
16
Риск заболеваемости раком в течение жизни при поступлении Аб в организм человека с пищей и водой.
По оси абсцисс: 1 — Бельгия. 2 — США. 3 — Канада. 4 - Украина, 5 — Англия, 6 — Австрия. 7— Япония, Я — ФРГ, 9 — средний риск; по оси ординат — риск заболевания раком.
лучено для ФРГ, а средняя экспозиционная доза поступления Ах больше допустимой в 23 раза.
Известно, что больше всего Аб содержится в мясе, рыбе и птице. В странах, где эти продукты имеют преимущество в рационе питания, наблюдается повышенное поступление А.з в организм человека, а экспозиционная доза превышает допустимую на несколько порядков. Эти страны дают большой вклад в среднее поступление Аз в организм человека, что приводит к большому среднему риску заболеваемости раком. Как видно на рисунке, средний риск достигает величины Ю-2, что на 2 порядка выше приемлемого. Существенны риски в ФРГ
№ = 2-10~2), Австрии (Лу = 5-10_3) и Японии (Л? = 6 • 10~3). Менее подвержено риску заболеваемости раком население Англии, Украины, Канады. Риски в этих странах не больше 10"~3. Наименьшему риску, не превышающему приемлемый, подвержены жители Бельгии и США. В настоящее время наблюдается тенденция к повышению требований ПДК по Аб. В частности. Всемирная организация здравоохранения уже в 1988 г. снизила ПДК Аз в питьевой воде до 0,01 мг/л [6].
Таким образом, в данной работе проведена оценка риска заболеваемости раком в гипотетическом случае при поступлении Аз, Ве, Сс1, Сг+<\ N1 в организм человека через потребляемые ресурсы с концентрацией канцерогена, точно соответствующей принятым и утвержденным в России ПДК. В рамках модельной ситуации показано, что риск заболеваемости раком при поступлении Аз и Сг+б по ингаляционному пути через воздух существен и составляет 10~2. По Аз получен большой риск заболеваемости раком также и для орального пути поступления.
Используя реальные данные поступления Аз с пищей и водой, оценены риски заболеваемости ра-
ком в разных странах. Установлено, что б среднем человек в течение жизни подвержен высокому риску заболеваемости раком порядка Ю-2. Это на 2 порядка выше приемлемого и сравнимо с оцененным риском в гипотетическом случае. Более того, оцененный риск для большинства рассматриваемых стран превышает приемлемый.
Традиционный метод определения экологической безопасности, основанный на использовании ПДК. согласуется с USEPA методом оценки риска, если рассматриваются отдельные виды ресурсов, потребляемых человеком. Как показано ка примере As, использование ПДК в качестве отправной точки расчета приводит к суммарной экспозиционной дозе, превышающей допустимую, и к существенному риску заболеваемости раком.
Оценка риска и управление риском, положенные в основу политики установления стандартов качества природных ресурсов в стране, позволят контролировать и уменьшать риск заболеваемости раком. В то же время следует отметить, что оценка риска основывается на допущениях, которые могут привести к завышенному риску, не соответствующему реальной ситуации, при достижении которого потребуются неоправданно большие экономические затраты. С другой стороны, традиционный метод, основанный на использовании ПДК, может дать критерии контроля, учитывающие как экономические затраты, так и экологическую безопасность. Следовательно, необходимо продолжать исследования с целью установления единых критериев и методических подходов для оценки риска заболеваемости раком.
Литература
I. Беспамятное Г. П., Кротов Ю. А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде: Справочник. — Л., 1985. 2 Морозова С. П. // Гиг. и сан. - 1991. - № 7. -С. 38-4!.
3. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах (Дополнение № 1 к перечню ПДК и ОДК № 6229 - 91). Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020—94. — М., 1995.
4. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.4.559 - 96. - М„ 1996.
5. Правила охраны атмосферного воздуха. — М., 1991.
6. Рахманин Ю. А., Михайлова Р. И.. Ческис А. Б., Роговей, А. И. // Гиг. и сан. - 1994. - № 8. - С. 5-9.
7. La Grega М. D., Buckingham P. L., Evans J. C. Hazardous Waste Management. — New York, 1994.
Поступила 06.06.97
©А. Г. МАЛЫШЕВА. 1999 УДК 613.5:614.7!
А. Г. Малышева
ЛЕТУЧИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ ПОМЕЩЕНИЙ ЖИЛЫХ
И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сыеина РАМН. Москва
Присутствие летучих органических соединений ряде работ, в том числе и наших исследованиях, в воздухе помещений является в последние годы определены соединения, содержащиеся в воздухе предметом широких исследований |1, 4, 10, 12]. В помещений различного назначения, имеющих за-
грязнение разного вида, и выявлен ряд веществ, характерных для конкретных источников загрязнения [2, 3, 8, 9, 11]. Вместе с тем, несмотря на многообразие работ, устанавливающих многокомпо-нентность загрязнения воздуха помещений непроизводственного назначения, представляет интерес дать обобщенную характеристику загрязнения, дающую представление о компонентном и групповом составе органических соединений, реально содержащихся в воздушной среде помещений жилых и общественных зданий, с учетом разнообразных источников поступления веществ, их способности к трансформации с образованием новых продуктов и возможности их накопления.
Для этой цели были идентифицированы спектры органических соединений воздушной среды в 182 квартирах и 12 общественных зданиях с учетом разнообразных источников загрязнения, расположенных в помещениях. Исследования выполнены с использованием метода хромато-масс-спектрометрии*.
Следует отметить, что разработанный нами комплекс методических приемов, направленный на совершенствование всех стадий анализа (от пробоотбора до идентификации веществ), обеспечил возможность примененя хромато-масс-спек-трометрии для идентификации в воздухе помещений органических углеводородов С|—С2о, их кислород*, азот-, серо- и галогенсодержащих производных ниже уровня большинства гигиенических нормативов.
Применение хромато-масс-спетрометрии позволило установить в воздушной среде помещений жилых и общественных зданий 560 летучих органических соединений, относящихся к 32 группам химических веществ. Полный перечень идентифицированных соединений, диапазоны обнаруженных концентраций и основные источники загрязнения воздуха помещений приведены в работе |7|. Отметим, что источником химических загрязнений воздуха помещений могут быть и самые разнообразные предметы, например одежда, возвращенная из химчистки, обычные дезинфицирующие средства, и деятельность человека в помещении, в частности курение, приготовление пиши, стирка и т. д. Токсичные вещества выделяются обычными красками и клеем, с табачным дымом и продуктами жизнедеятельности домашних животных и человека. Горячий душ весной также может быть не безвреден для здоровья из-за интенсивного хлорирования воды, так как в водяных парах присутствуют токсичные галогенсодержащие соединения. В новых домах загрязнения вызывают ковровые покрытия, мебель из древесно-стружечных плит (ДСП), полимеры, используемые в качестве отделочных материалов. Одним из основных источников загрязнения воздушной среды помещений остаются применяемые в строительстве материалы. В целом выявлено 11 ведущих источников загрязнения воздуха помещений.
Основные группы летучих углеводородов в воздушной среде помещений жилых и общественных зданий и источники их выделения приведены в таблице. В порядке убывания представители групп
Основной групповой состав летучих углеводородов, обнаруженных в воздушной среде помещении жилых и общественных зданий
Группы соединений Количество веществ Количество ненормированных веществ. % Основные источники загрязнения* Классы опасности
Предельные нормаль- 16
ные углеводороды 44 1-7 4
Предельные разветв-
ленные углеводороды 29 100 1-7 —
Непредельные углево-
дороды 60 82 1-3, 5-6 3-4
Циклические углево-
дороды 40 85 1, 3, 5 —
Ароматические углево-
дороды 58 57 1-7 2-4
Альдегиды 39 59 1-6, 9, 11 2-4
Кетоны 46 87 1-5. 9. 11 3-4
Спирты 39 51 1. 4. 5. 7. 9 3-4
Эфиры 52 46 1. 5. 7. 9 3-4
Фураны 17 80 1-4, 9 —
Фенолы 5 60 1-2. 5 2
Инданы 13 100 2-3. 5-7 —
Терпены 29 83 3-4. 7-9 —
Органические кислоты 12 42 2, 5, 9, 11 2-3
Оксисосдинения 4 100 5, 7 —
Азотсодержащие угле-
водороды 48 77 2-6, 11 2-4
Серосодержащие со- 1, 2, 4-5,
единения 25 60 9 1-4
Галогенсодержащие 1. 3-5. 7,
соединения 28 46 10 2-4
*Весьма признательна канд. хим. наук Е. Г. Растян-никову, принимавшему участие в проведении хромато-масс-спектрометрических анализов.
Примечание. Звездочка: / — полимерные, строительные и отделочные материалы; 2— атмосферный воздух, основным источником загрязнения которого являются автомобильные выбросы; 3 — табачный дым; 4 — бытовая пыль; 5 — продукты жизнедеятельности человека и домашних животных; 6 — продукты сгорания газа; 7— средства по уходу за домом, в том числе чистяшис, мастики, полироли для мебели, клеи для половых покрытий, лаки и краски, аэрозольные освежители воздуха; 8 — дезодоранты, косметика, духи, сигареты, растения; 9 — приготовление пищи; 10 — деятельность человека, связанная с потреблением водопроводной воды (принятое душа, вода из крана, стирка, кипячение, мытье посуды, влажная уборка и т. д.); // — продукты трансформации загрязняющих веществ.
располагались следующим образом: непредельные углеводороды > ароматические соединения > эфиры
> азотсодержащие углеводороды > кетоны > предельные углеводороды > циклоуглеводороды > альдегиды
> спирты > терпены > галогенуглеводороды > сернистые соединения > фураны > инданы > органические кислоты > фенолы. Самыми многочисленными группами, на долю которых приходилось 44% всего количества летучих органических соединений, являлись углеводороды (насыщенные, ненасыщенные, ароматические, циклические). Наряду с углеводородами большую часть (56%) в воздухе помещений составляли их производные, содержащие различные функциональные группы, в частности кислород-, азот-, серо- и галогенсодержащие соединения. Более трети (34%) содержания приходилось на долю предельных и ароматических углеводородов. Отметим обнаруженную тенденцию к распределению предельных углеводородов в воздушной среде типичной жилой квартиры: содержание углеводорода снижалось от простейшего представителя С| (метана) до С7 (гептана), затем увеличивалось с максимумом у Сд (нонана) и далее снова снижалось. Эта тенденция вполне согласуется с распределением нормальных предельных углеводородов
для атмосферного воздуха в малозагрязненных непромышленных районах [5]. Исключение составляет повышение уровня содержания углеводородов С§—Ср. которое можно объяснить значительным поступлением их в воздух помещений из строительных и отделочных материалов, полимеров и средств бытовой химии. Подчеркнем, что оценка степени опасности присутствия широкого круга органических соединений в воздухе помещений представлялась сложной задачей из-за отсутствия гигиенических нормативов для значительного ряда соединений. Тем не менее, ориентируясь на нормированные соединения, можно все же заключить, что, несмотря на значительный вклад в суммарное содержание, практически все обнаруженные в воздухе помещений предельные углеводороды в гигиеническом отношении можно считать неопасными, поскольку они присутствовали в концентрациях, не превышающих ПДК.
Особое внимание заслуживает группа ароматических соединений. Эту группу следует отнести к одной из основных по распространенности в воздухе помещений, количеству представителей, уровню концентраций, вкладу в суммарное содержание, гигиенической значимости, способности веществ к окислительной трансформации с образованием более токсичных продуктов. Гигиеническая значимость определялась отношением обнаруженной концентрации вещества к предельно допустимой. Для ряда ароматических соединений отмечены значительные уровни превышения ПДКС с. Так, кратность превышения ПДКСС достигала, в частности в квартирах после ремонта, с новой мебелью, загрязненных табачным дымом, для бензола до 15,2 раза, этилбензола до 43 раз, триметил-бензолов до 23,9 раза, метилэтилбензолов до 19,8 раза, диэтилбензолов до 15,4 раза, стирола до 68 раз, нафталина до 5 раз, ксилолов до 4 раз, толуола до 1,6 раза. Отметим, что источниками поступления в воздушную среду помещений ароматических углеводородов являлись наряду с атмосферным воздухом строительные, отделочные, полимерные материалы, продукты сгорания газа, табачный дым, бытовая пыль, средства бытовой химии. Бензол, толуол, этилбензол, ксилолы, пропилбензол, метилэтилбензолы, триметилбензолы присутствовали во всех исследованных помещениях. При этом содержание каждого углеводорода варьировало в интервале концентраций (в мкг/м): бензола от 6 до 1524, толуола от 10 до 963, этилбензола от 8 до 854, ксилолов от 6 до 400, пропилбензола от 2 до 190. метилэтилбензолов от 2 до 310, триметилбен-золов от 2 до 410. Для ароматических углеводородов также обнаружена тенденция к распределению в зависимости от строения молекулы: с увеличением количества атомов углерода наблюдалось снижение их содержания, при этом простейшие гомологи, как правило, присутствовали в большем количестве. Следует отметить высокую повторяемость превышений ПДК по стиролу, этилбензолу, изопропилбензолу, триметилбензолу, метилэтил-бензолу, диэтилбензолу. Это указывает на необходимость контроля содержания этих соединений в воздухе помещений.
Как указывалось выше, наряду с углеводородами в воздухе помещений присутствовали их производные, содержащие различные функциональные
группы. Из кислородсодержащих соединений наибольшую гигиеническую значимость представляла группа альдегидов. Критериями оценки гигиенической значимости являлись частота обнаружения, уровни концентраций, принадлежность к токсичной группе. В воздушной среде помещений идентифицирован широкий спектр предельных нормальных альдегидов (от формальдегида до додека-наля) и их изомеров, а также непредельных (акролеин, метакролеин) и ароматических (бензальде-гид, толуиловый альдегид). Одновременно установлено, что они широко распространены в воздухе помещений, при этом их концентрации часто превышали предельно допустимые для воздуха населенных мест. Среди альдегидов нормального строения по распространенности, кратности и степени повторяемости превышений ПДК наиболее гигиенически значимыми являлись формальдегид, ацетальдегид и нонаналь. При этом формальдегид и гексаналь являлись практически постоянными компонентами воздушной среды помещений. Так, формальдегид встречался в воздухе помещений в широком диапазоне концентраций: от 1 mkt/mj в экологически чистых квартирах до 170 мкг/м3 в квартирах с новой мебелью из ДСП, а гексаналь — от 1 до 80 мкг/м3. Следует отметить особенность группы альдегидов. Они выделяются в воздушную среду помещений различными внутренними источниками и при процессах, связанных с деятельностью человека (курение, приготовление пищи), альдегиды могут являться продуктами трансформации органических соединений. В то же время, несмотря на то что альдегиды отнесены к промежуточным продуктам трансформации 16], при контроле органических загрязнений воздушной среды важно учитывать и промежуточные продукты, принимая во внимание высокую гигиеническую значимость группы альдегидов.
На наш взгляд, недостаточно внимания уделяется группе кетонов. По распространенности в воздухе помещений, суммарному содержанию, количеству представителей, уровням содержания эта группа занимала одно из ведущих мест в перечне летучих органических веществ, загрязняющих воздух помещений. В то же время доля нормированных кетонов среди всех обнаруженных в воздухе помещений кетонов не превышала 13%. Это затрудняло гигиеническую оценку их присутствия в помещениях. Среди нормированных наиболее гигиенически значительными являлись ацетофенон, ацетон, метилэтилкетон. Кратность превышения ПДК для ацетона достигала в некоторых помещениях, в частности вблизи хранящихся средств бытовой химии, до 11,6 ПДК. Ацетофенон также оказался распространенным и встречался в помещениях в концентрациях, превышающих предельно допустимые до 15 раз. Особенно высокий уровень его содержания наблюдали в помещениях с интенсивно протекающими процессами, например при курении, приготовлении пищи с использованием газовых плит, при работе бытовых озонаторов или компьютеров. Из ненормированных кетонов часто и в наибольших концентрациях обнаруживались кетоны нормального строения, в частности 2-геп-танон, 2-бутанон, 2-октанон, 2-гексанон. Кетоны, так же как и альдегиды, отнесены к продуктам трансформации, однако в отличие от последних
кетоны в реальных условиях окружающей среды следует рассматривать как конечные продукты. Из этого следует, что контроль этих соединений необходим из-за опасности их накопления в воздухе помещений.
Для воздуха помещений характерно загрязнение спиртами и эфирами. Источниками загрязнения представителей первой группы являлись продукты жизнедеятельности человека и домашних животных, процессы приготовления пищи, средства по уходу за домом (мастики, клеи для половых покрытий, лаки, краски, полироли). Эфиры выделялись с продуктами жизнедеятельности, растениями и в процессах приготовления пищи, а также поступали в воздух помещений при использовании косметики и дезодорантов. Наибольшую гигиеническую значимость представляли 2-пентанол, н-бута-нол, изобутанол, 2-бутанол, 1,4-диоксан, дифени-ловый эфир, этил- и бутилацетаты.
Из других кислородсодержащих соединений следует отметить группу фуранов. В воздух помещений они поступают с табачным дымом и продуктами сгорания газа, атмосферным воздухом, загрязненным автомобильными выбросами, и адсорбируются на бытовой пыли. Для фурана, 2-метил-фурана и 3-метилфурана характерна высокая гигиеническая значимость. Так, в помещениях, где курят, идентифицирован фуран в концентрациях, превышающих предельно допустимую до 8 раз. Среди ненормированных соединений группы фурана в наиболее значительных концентрациях в воздухе помещений обнаружены 2-пентил- и 2н-бути лтетра гидрофуран ы.
В целом уровень загрязнения воздушной среды, рассчитанный по суммарному превышению ПДК (Ксуч|) летучих органических соединений, достигал для воздушной среды помещений с табачным дымом 79, комнаты с новым линолеумом 70, помещений благоустроенной квартиры после евроремонта: спальни 41,9, комнаты без мебели 29,7, гостиной 17, детской 19,5. Для сравнения: уровень загрязнения атмосферного воздуха Москвы в районе расположения перекрестка автомобильных дорог с интенсивным движением автотранспорта состав-
лял 84, у автомобильной дороги с движением малой интенсивности — 39, в городском парке — 5.
Таким образом, загрязнение воздушной среды жилых и служебных помещений может являться одним из основных факторов риска для здоровья человека. В качестве одного из способов снижения уровня химического загрязнения воздуха помещений может быть рекомендовано применение сорб-ционных или озонирующих установок. Так, установлено, что использование озонирования оказалось эффективным способом деструкции и деток-сикации высокотоксичных соединений: фенола, стирола, нафталина и их производных, метакро-леина, сероуглерода, а деструкция веществ, обладающих выраженным запахом, например метил- и этилметакрилатов, сероводорода, акролеина, будет способствовать дезодорации помещений |6].
Литература
1. Губернский Ю. Д., Дмитриев М. Т. // Водоснабжение и сан. техника. — 1982. — № 2. — С. 14—16.
2. Губернский Ю. Д., Калинина И. В. // Гиг. и сан. — 1996. - № I. - С. 33-37.
3. Дмитриев М. Т., Малышева Л. Г., Растянников Е. Г. // Косм. биол. - 1987. - № 4. - С. 50-56.
4. Ильницкий А. П. Канцерогенные факторы жилища (экологигиенические аспекты). — М., 1995.
5. Исидоров В. А. Органическая химия атмосферы. — СПб., 1992.
6. Малышева А. Г. // Гиг. и сан. — 1997. — № 3. — С. 5-10.
7. Малышева А. Г. Методические основы использования хромато-масс-спектрометрии для идентификации органических соединений и продуктов их трансформации в гигиене окружающей среды: Дис. ... д-ра биол. наук. — М., 1996.
8. Малышева А. Г., Растянников Е. Г. // Гиг. и сан. — 1993. - № 6. - С. 52-55.
9. Малышева А. Г., Растянников Е. Г. // Там же. — № 7. - 64-68.
10. Сидоренко Г. И., Губернский Ю. Д.. Дмитриев М. Т. // Там же. - 1978. - № 5. - С. 10-15.
11. Спенглер Д. // Журн. экол. химии. — 1994. — № 2. — С. 99-109.
12. Zhang J.. Lloy P. J., Qinghi H. // Environ. Sei. Tecli-nol. - 1994. - Vol. 28, N 1. - P. 146-152.
Поступила 04.0S.97
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ 1999 УДК 6I5.9:661.722|.076.9
Л. А. Румянцева, А. В. Истомин, Р. С. Хамйдулин, Д. И. Тимохин, И. Г. Михайлов ТОКСИКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СПИРТОВ, ПРОИЗВОДИМЫХ
ГИДРОЛИЗНЫМИ ЗАВОДАМИ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана Минздрава РФ
Этиловый спирт широко используется в химической, химико-фармацевтической, парфюмерно-косметической, медицинской и других отраслях промышленности. Общеизвестен способ его получения из пищевого сырья (зерна, картофеля, свеклы и отходов свекловичного производства).
В настоящее время в качестве сырья, кроме сельскохозяйственных продуктов, используются отходы лесной и деревообрабатывающей промышленности. В основе технологии получения спирта лежат химические и биохимические процессы гид-релиза растительной субстанции — целлюлозы в
моносахариды с последующим сбраживанием последних до этанола. При этом может образоваться ряд токсичных соединений (как и при получении спирта из пищевого сырья).
Процесс очистки гидролизного спирта осуществляется по 5-колонной системе, состоящей из бражной, эпюрационной, спиртовой, эфирной и метанольной колонн. В. П. Нужный и соавт. |3| отмечают, что "в последние годы разработаны способы дополнительной очистки синтетического и гидролизного спиртов" и что "образцы спиртов успешно прошли токсикологическую экспертизу".
