CC BY
17Токсикологический вестник №Ö (135)
УДК 614.71 : 615.917
МАТЕРИАЛЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТОКСИЧНОСТИ И ОБОСНОВАНИЮ ПДК ФЕНОЗАНА-23 В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
Т.К. Валеев, Р.А. Сулейманов, И.М. Нигматуллин, А.А. Гайсин, Н.Р. Рахматуллин
Федеральное бюджетное учреждение науки «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека» Федеральной службы по защите прав потребителей и благополучия человека (ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора), 450106, г. Уфа, Республика Башкортостан, Российская Федерация
Изучены токсикологические свойства и основные механизмы биологического действия нового химического соединения класса алкилфенолов на лабораторных животных. По результатам экспериментальных исследований установлены токсикометрические параметры, обоснованы уровни предельно-допустимых концентраций в атмосферном воздухе. Объектами исследований являлись: лабораторные животные - кролики, морские свинки, белые крысы, белые мыши; химическое соединение - Фенозан-23.
Ключевые слова: токсичность, экспериментальные исследования, лабораторные животные, Ф-23.
Введение. Учитывая возрастающую актуальность применения алкилфенольных ан-тиоксидантов в различных отраслях промышленности, в последние годы значительно увеличились объемы их производства. Однако для некоторых новых алкилфенольных соединений не установлены гигиенические нормативы (ПДК) в объектах окружающей среды, не в полной мере изучены их токсикологические свойства и степень влияния на организм человека.
В связи с этим нами были проведены экспериментальные исследования по изучению токсикологических свойств и обоснованию предельно допустимых концентраций в атмосферном воздухе населенных мест представителя производных класса алкилфенолов - Фенозана-23 (Ф-23), широко применяемого в качестве стабилизатора при производстве полиэтилена, полипропилена, полистирола, химических во-
локон, каучука, поливинилхлорида, алкидных смол и др.
Ранее нами были выполнены экспериментальные токсикологические исследования схожей группы алкилфенольных соединений (2,6-ди-трет-бутилфенол, 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутил-фенол, 2,2-метилен-бис(6-ди(1,1-диметилэ-тил)-4-метилфенол, 4,4-2,2-метилен-бис(2,6-ди (1,1-диметилэтил)фенол, 1-трет-бутил-4-гек-силфенол), в результате которых определены особенности механизмов их биологического действия, установлены токсикометрические параметры, обоснованы и утверждены гигиенические нормативы (ПДК и ОБУВ) в атмосфере населенных мест. В ходе исследований установлено, что изученные алкилфенольные соединения по степени опасности и токсичности для человека относятся к веществам 3-4 классов. Обладают малой летучестью и, как
Валеев Тимур Камилевич (Valeev Timur Kamilevich), к.б.н., старший научный сотрудник отдела медицинской экологии ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора, 450106, г. Уфа, Республика Башкортостан, [email protected]
Сулейманов Рафаил Анварович (Sulejmanov Rafail Anvarovich), д.м.н., заведующий отделом медицинской экологии ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора, 450106, г. Уфа, Республика Башкортостан, [email protected]
Нигматуллин Ирек Минуллович (Nigmatullin Irek Minullovich), к.м.н., врач отделения функциональной диагностики ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора, 450106, г. Уфа, Республика Башкортостан
Гайсин Альфат Ахатович (Gaysin Alfat Ahatovich), к.м.н., врач отделения функциональной диагностики ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора, 450106, г. Уфа, Республика Башкортостан
Рахматуллин Наиль Равилович (Rahmatullin Nail Ravilovich), к.м.н., старший научный сотрудник отдела медицинской экологии ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора, 450106, г. Уфа, Республика Башкортостан
следствие - малой вероятностью острых ингаляционных отравлений. Некоторые представители алкилфенольных соединений (2,4-ди-трет-бутилфенол и 1-трет-бутил-4-гек-силфенол) оказывают раздражающее действие на кожу и слизистые оболочки глаз. Все изученные соединения, в большей или меньшей степени влияют на окислительно-восстановительные процессы, ферментативную и кроветворную системы организма. Основными поражаемыми органами и системами являются центральная нервная система, слизистые оболочки глаз, паренхиматозные органы (печень, почки). Сенсибилизирующих свойств и выраженных кумулятивных эффектов не отмечено. Гонадотоксическое, мутагенное, канцерогенное действия алкилфенольных соединений не установлены [1-4].
Целью настоящей работы явилось гигиеническое обоснование среднесуточной и максимальной разовой предельно допустимых концентраций Ф-23 в атмосферном воздухе.
Материалы и методы исследований. Ф-23 представляет собой мелкий порошок от белого до светло-желтого цвета, не имеет запаха, не растворяется в воде, растворяется в этаноле, ацетоне, толуоле, бензоле, хлороформе, мало растворим в спиртах. Химическое название (по ШРАС) - пентаэритритовый эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропио-новой кислоты (синонимы: Фенозан-23, Аги-дол-110). Эмпирическая формула: С73Н108О12. ПДК в атмосферном воздухе для данного соединения до проведения исследований отсутствовала. Имеется только ОБУВ в атмосферном воздухе населенных мест на уровне - 0,10 мг/м3 (ГН 2.1.6.2309-07) и ПДК в воздухе рабочей зоны - на уровне 10 мг/м3 (ГН 2.2.5.1313-03).
Токсикологические исследования проведены на базе отдела токсикологии ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора на нелинейных крысах и мышах обоего пола, морских свинках и кроликах. Эксперименты проводили в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных целей.
Экспериментальные исследования по изучению ольфакторного и резорбтивного действия Ф-23 и обоснованию предельно-допустимых концентраций в атмосферном воздухе проведены в соответствии с действующими методическими документами [5-8].
Для определения вещества в воздухе использовали утвержденный химический метод, основанный на улавливании взвешенных частиц Ф-23 фильтром из ткани с последующим опре-
делением на жидкостном хроматографе с ультрафиолетовым детектором [9].
Ингаляционное воздействие Ф-23 на животных осуществлялось в 200-литровых камерах с нижним диффузором, через который проводился отсос воздуха. Воздух подавался в камеру через силикогельный поглотитель. Для отбора проб в камере был вмонтирован штуцер на уровне зоны дыхания животных. Камера для контрольных животных находилась в отдельной комнате.
Исследование хронического действия вещества проведено на белых нелинейных крысах-самцах массой тела 200-210 г. Длительность непрерывной ингаляционной экспозиции составила 3 месяца с последующим периодом наблюдения в течение месяца. При оценке функционального состояния целостного организма были использованы следующие показатели: общее состояние, масса тела, спонтанная двигательная активность, суммационно-порого-вый показатель (СПП), лактатдегидрогеназа (ЛДГ), аспартатаминотрансфераза (АСТ), ала-нинаминотрансфераза (АЛТ), щелочная фос-фатаза (ЩФ), сульфгидрильная (SH) группа, холестерин, общий белок, количество лейкоцитов, эритроцитов, содержание гемоглобина, масса внутренних органов.
Результаты и обсуждение. При изучении рефлекторного действия вещества пороговая и подпороговая концентрации не установлены, так как при предъявлении волонтерам исследуемого вещества в больших концентрациях (до 300 мг/м3), на протяжении всего периода эксперимента, в 90 % случаев не обнаруживалось присутствие посторонних запахов (из 20 волонтеров, 18 не находили различия по запаху между чистым воздухом и испытуемым продуктом). На основании этого можно сделать выводы, что вещество Ф-23 не обладает ощутимым запахом, и при нормальных условиях среды не представляет опасности с позиции рефлекторного действия.
Результаты исследований острой токсичности при пероральном введении лабораторным животным позволили отнести Ф-23 к 4 классу опасности - малоопасные вещества (среднесмертельная доза составила 8400 мг/кг (6285,7-10340,0) (по ГОСТ 12.1.007-76 «ССБТ Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»). Клиническая картина острой интоксикации развивалась в течение 1-2 часов после введения больших доз продукта. У животных отмечалась адинамия, затрудненное дыхание. Внешний вид животных становился неопрятным. Животные сбивались в угол клетки, у них наблюдался мелкий тремор передних конечностей. В дальнейшем
Токсикологический вестник №Ô (135)
они принимали лежачее положение. Гибель животных происходила в течение первых суток эксперимента.
Необходимо отметить, что экспериментальные исследования не выявили существенных различий в видовой и половой чувствительности животных к изучаемому веществу (величина ДЛ50 Ф-23 для крыс составила 9000 мг/кг, для мышей 8000 мг/кг).
При остром ингаляционном воздействии Ф-23 на лабораторных животных определить среднесмертельную концентрацию (СЬ50) изучаемых соединений не удалось, так как при механическом создании в ингаляционных камерах максимально достижимых концентраций (на уровне 3900-5500 мг/м3) и 4-х часовом ингаляционном воздействии на белых крыс, гибель животных не отмечалась в течение всего (14 дневного) периода наблюдения. Порог острого действия (Ь1шас) Ф-23 определен на уровне 2977,8 мг/м3 (по изменениям показателей функционального состояния центральной нервной системы животных).
При исследованиях местного раздражающего действия и кожно-резорбтивных свойств установлено, что продукт не обладает выраженным раздражающим действием и способностью проникать через неповрежденную кожу. Кумулятивные свойства продукта определены как слабовыраженные (Ккум=9,6). При изучении аллергенных свойств установлено, что изучаемое вещество не способствует ал-лергизации организма.
В ходе проведения хронического 3-месячного эксперимента изучено 3 концентрации Ф-23, фактические уровни которых составили: 10,1; 20,5 и 50,7 мг/м3. При ингаляционном воздействии на крыс максимальной концентрации - 50,7 мг/м3 были отмечены изменения функционального состояния животных. Так, через 1,5 месяца после начала эксперимента СПП и показатели поведенческих реакций статистически достоверно изменяются и не приходят в норму до конца эксперимента. Количество лейкоцитов у животных опытной группы к концу эксперимента уменьшилось, а затем восстановилось. Количество эритроцитов достоверно снижается к концу эксперимента, однако эта величина находится в пределах физиологических колебаний. Исследование активности ферментов выявило стойкое возрастание активности АЛТ, ЩФ, 8Н-групп. Можно полагать, что в данном случае повышение активности ферментов в сыворотке крови является следствием повреждения клеточных мембран, которое сопровождается выходом в кровь цитоплазматических ферментов. При опре-
делении массы органов достоверных изменений не выявлено.
При экспозиции животных изучаемым веществом в концентрации 20,5 мг/м3 проявления интоксикации были такие же, как и при действии Ф-23 в концентрации 50,7 мг/м3, но менее выраженного характера: происходили статистически достоверные изменения двигательной активности, «норкового» рефлекса, СПП. Гематологические изменения характеризовались увеличением количества гемоглобина, биохимические - сдвигами в показателях функционального состояния печени. Следует отметить, что все изменения изучаемых показателей при воздействии продукта в концентрации 20,5 мг/м3 на организм животных носили обратимый характер
При ингаляционном воздействии вещества в концентрации 10,1 мг/м3 проявлений интоксикации и изменений функционального состояния организма у подопытных животных не отмечено. Это дает основание считать, что исследуемое вещество в этой концентрации не оказывает отрицательного влияния на организм, а концентрацию 20,5 мг/м3 можно принять за пороговую.
При проведении исследований по определению отдаленных эффектов установлено, что изучаемое вещество не обладает гонадо- и эм-бриотоксическим действиями. Также не выявлено мутагенного влияния вещества.
В результате обработки и анализа полученного материала нами определена среднесуточная ПДК Ф-23, на уровне 8,0 мг/м3. Так как Ф-23 является веществом, обладающим преимущественно резорбтивным действием, максимальная разовая ПДК определялась на уровне 98% вероятности ее проявления в хроническом эксперименте и составила - 2,0 мг/м3.
Следует отметить, что Ф-23 оказался наименее токсичным соединением, в ряду исследуемых ранее веществ группы алкилфенолов. Так, например, среднесуточная ПДК для 2,6-ди-трет-бу-тилфенола, 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенола и 2,4-ди-трет-бутилфенола составила 0,6 мг/м3, максимальная разовая 2,0 мг/м3, для 1-трет-бу-тил-4-гексилфенола - 0,3 мг/м3 и 1,5 мг/м3 соответственно [2,4].
Заключение. Алкилфенольное соединение - Фенозан-23 не обладает ощутимым запахом и при нормальных условиях среды не представляет опасности с позиции рефлекторного действия. Неблагоприятные последствия при воздействии Ф-23 в больших концентрациях на организм теплокровных животных носят общетоксический характер, с преимущественным поражением центральной нервной системы и функций печени. Сред-
несмертельные дозы для различных видов лабораторных животных (белые крысы обоих полов, белые мыши) при воздействии Ф-23 находятся на уровне 8000-9000 мг/кг, что позволяет отнести изучаемое соединение к 4 классу опасности (малоопасные вещества). Изученное вещество не обладает выраженным раздражающим действием и способностью проникать через неповрежденную кожу, относится к соединениям со слабо выраженными кумулятивными свойствами, не способствует аллергизации организма, не об-
ладает гонадотоксическим, эмбриотоксиче-ским и мутагенным эффектами.
Разработанные и экспериментально обоснованные уровни гигиенических регламентов Фенозана-23 утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации и включены в нормативные документы - Дополнение № 7 к ГН 2.1.6.1338-03 - ГН 2.1.62498-09: «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рашитова Г.С., Сулейманов Р.А., Валеев Т.К. Сравнение острой токсичности веществ класса алкилфенолов //Гигиена и санитария, 20- № - С. 80-81.
2. Сулейманов Р.А., Валеев Т.К. Экспериментальные данные по гигиеническому нормированию агидола-21
в атмосфере населённых мест // Токсикологический вестник, 20- № - С. 61-65.
3. Сулейманов Р.А., Рашитова Г.С., Фархутдинова Ф.С., Валеев Т.К. Обосно-
вание ориентировочного безопасного уровня воздействия основания Манни-ха в атмосферном воздухе //Гигиена и санитария. - 20- № - С. 344. Сулейманов Р.А., Валеев Т.К. Гигиеническое обоснование предельно-допустимой концентрации Агидола-10 в атмосферном воздухе населенных мест /Гигиена и санитария. - 20- № - С. 95-97.
5. Временные методические указания по обоснованию ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе насе-
ленных мест. - М., 1989.
6. Методические указания к постановке исследований по изучению раздражающих свойств и обоснованию ПДК избирательно действующих раздражающих веществ в воздухе рабочей зоны. - № 2196-- М., 1980.
7. Методические указания к постановке исследований по обоснованию предельно допустимых концентраций промышленных химических аллергенов в воздушной среде (рабочая зона и атмосфера). - М., 1991.
8. Методы экспериментального исследования по становлению порогов действия промышленных ядов на генеративную функцию с целью гигиенического нормирования(Методические указания). - № 1744-- М., 1978.
9. Определение Агидола-110 в атмосферном воздухе методом жидкостной хроматографии: Методические указания. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 20- 16 с.
REFERENCES:
1. Rashitova G.S., Suleymanov R.A., ValeevT.K. Sravnenie ostroy toksichnosti veshchestv klassa alkilfenolov //Hygiene and sanitation, 20- № - S. 80-81 (in Russian).
2. Suleymanov R.A., Valeev T.K. Eksperimental'nye dannye po gigienicheskomu normirovaniyu agidola-21 v atmosfere naselennykh mest //Toxicological Revlew, 20- № - S. 61-65 (in Russian).
3. Suleymanov R.A., Rashitova G.S., Farkhutdinova F.S., Valeev T.K. Obosnovanie orientirovochnogo
bezopasnogo urovnya vozdeystviya osnovaniya Mannikha v atmosfernom vozdukhe // Hygiene and sanitation. - 20-№ - S. 34-36 (in Russian).
4. Suleymanov R.A., Valeev T.K. Gigienicheskoe obosnovanie predel'no-dopustimoy kontsentratsii Agidola-10 v atmosfernom vozdukhe naselennykh mest //Hygiene and sanitation. - 20- № - S. 95-97 (in Russian).
5. Vremennye metodicheskie ukazaniya po obosnovaniyu PDK zagryaznyayushchikh veshchestv v atmosfernom vozdukhe naselennykh mest. - M., 1989 (in
Russian).
6. Metodicheskie ukazaniya k postanovke issledovaniy po izucheniyu razdrazhayushchikh svoystv i obosnovaniyu PDK izbiratel'no deystvuyushchikh razdrazhayushchikh veshchestv v vozdukhe rabochey zony. - № 2196-- M., 1980 (in Russian).
7. Metodicheskie ukazaniya k postanovke issledovaniy po obosnovaniyu predel'no dopustimykh kontsentratsiy promyshlennykh khimicheskikh allergenov v vozdushnoy srede (rabochaya zona i atmosfera). - M., 1991 (in Russian).
8. Metody eksperimental'nogo issledovaniya po stanovleniyu porogov deystviya promyshlennykh yadov na generativnuyu funktsiyu s tsel'yu gigienicheskogo normirovaniya (Metodicheskie ukazaniya). - № 1744--M., 1978 (in Russian).
9. Opredelenie Agidola-110 v atmosfernom vozdukhe metodom zhidkostnoy khromatografii: Metodicheskie ukazaniya. - M.: Federal'nyy tsentr gigieny
i epidemiologii Rospotrebnadzora, 20- 16 s (in Russian).
T.K. Valeev, R.A. Sulejmanov, I.M. Nigmatullin, A.A. Gaysin, N.R. Rahmatullin
MATERIALS OF EXPERIMENTAL STUDIES ON TOXOCITY AND SUBSTANTIATION OF MAXIMUM ALLOWABLE CONCENTRATION OF PHENOZAN-23 IN ATMOSPHERIC AIR
OF RESIDENTIAL AREAS
Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology , 450106 Ufa, Russian Federation
Toxicological properties and main biological action mechanisms of a new chemical compound Phenozan-23 (Ph-23) belonging to alkylphenol class were studied in laboratory animals. Based on the outcome of experimental studies, toxicometric parameters of Phenozan-23 were stated, its maximum concentration levels in ambient air were substantiated. Test objects were laboratory animals including rabbits, guinea pigs, white rats, white mice. The chemical compound was Phenozan-23. Keywords: toxicity, experimental studies, laboratory animals, PH-23.
Переработанный материал поступил в редакцию 12.08.2015 г.
