CC BY
13
МАТЕРИАЛЫ К ГИГИЕНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ СОДЕРЖАНИЯ ГЕКСАХЛОРОБУТАДИЕНА И ПОЛИХЛОРБУТАНОВ В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
Аспирант Ф. Г. Мурзакаев
Из кафедры коммунальной гигиены I Московского ордена Ленина медицинского
института имени И. М. Сеченова
Гексахлорбутадиен— 1,3 С4С16 (ГХБД) —является хлороуглеро-дом и представляет бесцветную тяжелую маслянистую жидкость с запахом, напоминающим запах скипидара. Растворимость его в воде составляет 0,0005%.
В последнее время ГХБД стали с успехом применять в сельском хозяйстве в качестве инсектицида для борьбы с корневой формой вино--градной филлоксеры. Он обладает также фумигационным и гербицид-ным действием. ГХБД находит -применение в промышленности в качестве ускорителя для вулканизации каучука, как жидкий диэлектрик в трансформаторах и как растворитель при хлорировании органических соединений. Непосредственными предшественниками ГХБД при его производстве являются полихлорбутаны: низший — С4Н5С15 (ПХБ1) и высший— С4Н4С1б (ПХБ2). ГХБД в химическом отношении является довольно инертным веществом, он ведет себя как насыщенное соединение, что объясняется экранированием двойных связей атомами хлора.
Производство нового инсектицида будет связано с возможностью поступления самого продукта и его полупродуктов — полихлорбутанов— со сточными водами в открытые водоемы. В связи с этим мы предприняли экспериментальные исследования с целью гигиенического обоснования предельно допустимых концентраций ГХБД и его полупродуктов в воде водоемов. Исследования проводили по общепринятой методической схеме (С. Н. Черкинский, 1949).
Изучение влияния ГХБД и полихлорбутанов на органолептические свойства воды показало, что в малых концентрациях эти вещества придают воде ароматический запах. При этом порог ощущения, по показателям большинства одораторов, находится для ГХБД в пределах 0,007—0,03 мг/л, для ПХБ2 — 0,007—0,03 мг/л и для ПХБ1 — 0,02—0,05 мг/л. Учитывая физиологические колебания данных, полученных от разных одораторов, мы произвели статистическую обработку органолептических данных с целью нахождения нижней доверительной
Таблица 1
Статистические параметры пороговых концентраций ГХБД, ПХБ2 и ПХБх по их влиянию
на органолептические свсйства воды
Название вещества » и <ь х а • Статистические параметры
3 5 я «3 X х V» 41 СЧ — о £ с £ М ±гп п Р М—«га
ГХБД...... . 1 2 0,016 0,036 0,00077 0,000'5 56 47 5 10 0,014 0,035
ПХБ2........ 1 2 0,013 0,028 0,00037 0,0015 44 40 2,8 5,3 0,012 0,027 '
ПХБ!........ 1 2 0,031 0,068 0,0015 0,0034 53 43 5,8 5,0 0,С27 0,061
Обозначения: М+ш — средняя арифметическая с ее ошибкой; п — число наблюдений; Р — ошибка (в°/о); М — (ш — нижняя доверительная граница.
границы средней величины их пороговой концентрации по запаху и пределы ошибки (табл. 1).
При нагревании воды, содержащей эти вещества, усиления запаха не наблюдается.
Изучение влияния этих веществ на привкус воды показало, что порог ощущения по этому показателю для ГХБД находится на уровне 0,48 мг/л, для ПХБ2—0,48 мг/л и для ПХБ!—0,62 мг/л, что в 30—40 раз превышает порог ощущения по запаху. Окраска воды при данных концентрациях не менялась.
При внесении этих веществ в малых концентрациях в воду их запах интенсивностью 4—5 баллов исчезал только на 7—8-е сутки, что косвенно свидетельствует об их высокой стабильности в воде. Аналогичный вывод был сделан при изучении стабильности данных веществ в опытах с дафниями. Пороговые концентрации ГХБД, ПХБг и ПХБ1 по запаху в специально поставленных опытах не оказали влияния на вкусовые качества мяса и рыб.
Изучение влияния указанных веществ на процессы самоочищения воды водоемов от органических загрязнений велось путем наблюдения за динамикой биохимического потребления кислорода (БПК5). Результаты исследования показали, что ГХБД в концентрации доЗ мг/л (предел растворимости) не оказывает существенного влияния на интенсивность биохимического потребления кислорода.
Другие результаты были получены в опытах с полихлорбутанами. Они подавляли процесс БПК5 приблизительно одинаково (на 25%): ПХБ2 — начиная с концентрации 0,3 мг/л, ПХБ1 — с концентрации 0,5 мг/л.
Изучение влияния ГХБД и его полупродуктов на организм теплокровных животных мы начали с проведения острого санитарно-токсико-логического эксперимента. Верхний параметр токсичности ГХБД, ПХБг и ПХБ! определяли при введении испытуемых веществ per os в растворе подсолнечного масла лабораторным животным трех видов (белые мыши, белые крысы и морские свинки). Клиническая картина отравления при введении смертельных доз была характерна для отравления другими хлорированными углеводородами.
Полученные данные острого опыта о смертности животных были обработаны статистически с использованием пробит-анализа по методу Литчфилда—Уилкоксона в модификации Рота (М. Л. Беленький. 1959); они представлены в табл. 2.
Таблица 2
Величины LD50 с ее ошибкой для ГХБД, ПХБ2 и ПХБ! при введении per os (в мг/гсг)
LDie±m
Название вещества белые мыши белые крысы • • морские свинки
ГХБД.......... ПХБ.»........... ПХБх . .......... 87±8,9 2000 ±256 2500±370 350±27,0 90±8,50 94 0+ 1400+
Примечание. LD50 определена по методу Дейхман и Ле Бланк (1943) на 6 животных.
Опыты, поставленные с целью выявления возможности кумуляции в организме животных ГХБД, позволяют признать его веществом с незначительно выраженными кумулятивными свойствами. Коэффициент ку-муляции>2,6.
Учитывая весьма низкие пороговые величины этих веществ по влиянию на органолептические свойства воды, которые находятся примерно на одинаковом уровне, мы сочли целесообразным при изучении длитель-
Ю
ного влияния их на организм животных уделить основное внимание ГХБД как наиболее токсическому из них.
При выборе тестов в хроническом санитарно-токсикологическом эксперименте мы исходили из обширных литературных данных о токсико-динамике хлорированных углеводородов, которые характеризовали их как паренхиматозные яды, вызывающие жировую инфильтрацию печени, почек, сердечной мышцы и других органов, и как наркотические вещества, поражающие центральную нервную систему (Н. В. Лазарев, 1954). Кроме того, были учтены данные острого опыта (клиническая картина отравления, патологоанатомические изменения во внутренних органах), что дало нам возможность выявить наиболее поражаемые системы и органы при действии исследуемых веществ и выбрать адекватные тесты для оценки этих изменений в хроническом опыте.
Рис. 1. Содержание сульфгидрильных групп в сыворотке крови морских
свинок при длительном пероральном введении различных доз ГХБД. / — контроль; 2 — доза ГХБД 0,004 мг]кг\ 3 — доза 0,04 мг/кг\ 4 — доза 2 мг/кг.
Хронические опыты были поставлены на 25 морских свинках и 28 белых крысах. Для изучения были приняты следующие дозы ГХБД: 0,004; 0,04; 2 и 7 мг на 1 кг веса животного. В течение 9 месяцев наблюдения подопытные животные нормально прибавляли в весе и ничем не отличались по внешнему виду и поведению от контрольных животных.
Как известно, при действии хлорированных углеводов наблюдается значительное снижение содержания сульфгидрильных (БН) групп в различных органах и тканях (В. Г. Мхитарян, 1960; П. Г. Гаркави, 1961), играющих большую роль в обезвреживании эндогенных и экзогенных ядов (М. Л. Беленький, В. И. Розенгарт, 1949).
В связи с этим мы определяли содержание БН-групп как в динамике в сыворотке крови морских свинок, так и в конце опыта в сером веществе коры головного мозга у белых крыс путем амперометрического титрования по методу Кельтгоффа и Гарриса (1946).
Было установлено, что у морских свинок, получавших ГХБД в дозе 2 мг на 1 кг веса, начиная с 3-го месяца затравки, наблюдалось стойкое снижение содержания БН-групп в сыворотке крови. Указанные изменения не отмечались у животных, получавших меньшие дозы ГХБД (рис. 1).
Аналогичное существенное снижение содержания БН-групп было обнаружено в сером веществе коры головного мозга и в сыворотке крови белых крыс, получавших ГХБД в течение 6 месяцев в дозе 7 мг на 1 кг веса. Дозы ГХБД 0,004 и 0,04 мг на 1 кг веса не оказывали влияния на содержание БН-групп (рис. 2).
и
Учитывая то обстоятельство, что снижение содержания БН-групп могло быть обусловлено нарушением белкового обмена, в частности синтеза аминокислот и белков сыворотки крови, мы в своих исследованиях определили содержание белковых фракций сыворотки крови путем элек-
1}о -
I: 0,90 § 0,80-
^ 0,70-
I 0.60А
* 0,50 Л %
%
^ 0,30-
А ^ ^ ж
• ••• + • • • • + : ++• • • •: 5 i 1 +
+ • • • • • • 9 # • ♦ • # • • * • • • • •
/С онтроль ГХБД- 0,00 Ь мг/кг ГХБД-0,04 мг/кг ГХБД-7 мг/кг
-100
Ча
80 |
■70 | ■ 60 |
■50 5
с;
■зо |
%
Рис. 2. Содержание сульфгидрильных групп в гомогенате головного мозга и сыворотке крови белых крыс.
Обозначения: точки — БН-группа в гомогенате головного мозга; крестики — БН-группы в сыворотке крови.
\ • •
грофореза на бумаге. Однако полученные результаты не позволили нам отметить изменение белковых фракций сыворотки крови в связи с действием ГХБД. Не было установлено изменений и в активности холин-
эстеразы цельной крови белых крыс.
Угнетение фагоцитарной активности лейкоцитов мы обнаружили у морских свинок, получавших ГХБД в дозе 2 мг на 1 кг веса, начиная с конца 2-го месяца затравки, которое держалось на низких цифрах до конца опыта.
В конце опыта посмертно были определены весовые коэффициенты внутренних органов и содержание в них витамина С.
Изучение содержания витамина С во внутренних органах показало, что оно заметно увеличилось в надпочечниках, селезенке и в печени у животных, получавших ГХБД в дозе 2 мг на 1 кг веса.
Полученные данные свидетельствуют о том, что изученные нами дозы ГХБД не оказали какого-либо влияния на весовые коэффициенты внутренних органов.
Для оценки влияния ГХБД на функцию центральной нервной системы использовали метод условных рефлексов. Опыт был проведен на 20 белых крысах одного пола и возраста. Исследования вели в камере системы Котляревского по ускоренной двигательно-пищевой методике (3. Э. Григорьев, 1960, и др.). Предварительно животные были отобраны и распределены по группам в зависимости от скорости появления и закрепления у них условнорефлекторной реакции на звонок.
В течение 4—5 месяцев затравки изучали состояние условнорефлекторной деятельности под действием ГХБД. О влиянии ГХБД на процессы формирования положительных условнорефлекторных связей судили по скорости появления и упрочения условных реакций, величине латентного периода и количеству правильных ответных реакций в течение опы-
30 п 25-1 Л?J
1/5Н
ъ>
4410-5-
-1-1
7 Ю
Поябленас и упрочение реакции
Рис. 3. Появление и упрочение условнорефлекторной реакции у белых крыс, получавших ГХБД.
/ — контроль; 2 — доза ГХБД 0,004 мг/кг; 3 — доза 0,04 мг/кг; 4 — доза ГХБД 7 мг!кг.
та. Для этой цели мы вырабатывали условный рефлекс на новый для крыс раздражитель—метроном 40 гц. О состоянии внутреннего торможения судили по скорости появления и упрочения дифференцировки на метроном 16 гц.
Таблица 3
Появление и упрочение дифференцировки у белых крыс, получавших различные дозы
ГХБД, на метроном 16 гц
Группа Доза ГХБД в (мг/кг) Показа- Появление отрицательной реакции Упрочение дифференцировка
тель 0» 00» 000» 0000» 00000»
Первая . . . • . Вторая ..... Третья ...... Четвертая .... Контроль 0,004 0,04 7 М + П1 М+т М+т М+т 11+2,68 11+3,11 9+1,34 13+2,04 21+3,14 20+2,95 15+3,31 18±3,63 30 + 2,65 26+5,9 26+3,06 22+1,184 30+2,65 30+4,25 26 ±3,06 22+1,184 30+2,65 31+4,47 27+2,64 24 + 1,41
1 Количество сочетаний, при которых впервые появилась дифференцировка.
2 Количество сочетаний, при которых появилась дифференцировка 2 раза подряд.
3 Количество сочетаний, при которых появилась дифференцировка на 3, 4 и 5 дифференцировоч-ных раздражителей подряд.
4 Изменения достоверны с вероятностью Р<0,05.
Полученные данные исследований, статистически обработанные, представлены на рис. 3 и в табл. 3. Эти данные говорят о том, что ГХБД в дозе 7 мг на 1 кг веса животного вызывает выраженные функциональные изменения высшей нервной деятельности в виде ослабления процесса возбуждения и некоторого усиления процесса внутреннего торможения. При дозе ГХБД 0,04 мг на 1 кг веса у крыс была отмечена некоторая, несущественная, тенденция к усилению процессов внутреннего торможения, тогда как процесс возбуждения оставался без изменений. Минимальная доза гексахлорбутадиена — 0,004 мг на 1 кг веса — не оказывала влияния на функцию центральной нервной системы.
Таким образом, в результате хронического эксперимента можно прийти к выводу о том, что действующими концентрациями ГХБД на организм животных являются 2 и 7 мг/кг, пороговой — 0,04 мг/кг и недействующей — 0,004 мг/кг, что примерно соответствует его содержанию в воде — 0,08 мг/л.
Выводы
1. ГХБД -и полихлорбутаны оказывают наиболее резкое влияние в малых концентрациях на органолептические свойства воды, придавая ей в первую очередь ароматический запах. Пороговые концентрации по этому показателю для ГХБД равны 0,01 мг/л, для ПХБг — 0,01 мг/л и для ПХБ1 — 0,02 мг/л.
2. ГХБД и его полупродукты в воде относительно стабильны.
3. ГХБД до концентрации 3 мг/л не влияет на динамику БПКб- Пороговой концентрацией по этому показателю для ПХБ2 является 0,3 мг/л, для ПХБ! — 0,5 мг/л.
4. В санитарно-токсикологическом эксперименте обнаружено, что недействующей концентрацией для наиболее токсичного ГХБД является 0,004 мг/кг (0,08 мг/л) .
5. На основании сопоставления полученных данных исследования можно считать, что лимитирующим 'признаком вредности для этих веществ является влияние их на органолептические свойства воды. В качестве предельно допустимых концентраций в воде водоемов для них могут быть рекомендованы следующие: для ГХБД —0,01 мг/л, для ПХБ2 — 0,01 мг/л и для ПХБ! — 0,02 мг/л.
ЛИТЕРАТУРА
Беленький M. Л. Элементы количественной оценки фармакологического эф фекта. Рига, 1959.—Беленький М. Л., Розенгарт В. И. Успехи совр. биол., 1949, т. 28, в. 3, стр. 387.—Григорьев 3. Э. Фармакол. и токсикол., 1960, № 1, стр. 84—Лазарев Н. В. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Л., 1954, ч. 1.—Мхитарян В. Г. В кн.: Вопросы биохимии. Ереван, 1960, т. 1, стр. 135.—Уланова И. П., Гаркав и П. Г. В кн.: Токсикология новых промышленных химических веществ. М., 1961, в 1, стр. 11.—Ч е р-кинский С. Н. Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. M., 1949, в. 1.—D eichma nn W. В., Le Blanc Т. J., J. industr. Hyg.. 1943, v. 25, p. 415.—Ko It ho ff I. M., Harris W. E., Lndustr. Eng. Chem., 1946. v. 18, p. 161.
Поступила 26/IX 1962 г
DATA FOR SUBSTANTIATING MAXIMAL PERMISSIBLE CONCENTRATIONS OP HEXACHLORBUTADIEN AND POLYCHLORBUTANE IN WATER BASINS
F. G. Murzakaev, aspirant
Hexachlorbutadien (HCBD) and Polychlorbutane (PCB) affect the organoleptic properties of water: the latter acquires an aromatic odour of one unit intensity when the concentration of HCBD amounts to 0.01, that of PCB2 (highest polychlorbutane) to 0.01 and of PCBi (lowest polychlorbutane) to 0.02 mg/1. Up to a concentration of 3 mo/i HCBD has no effect in BC05. PCB2 and PCB, inhibit the BC05 process. HCBD is the most toxic of the substances. However, its introduction in a dose ci 0.004 mg/kg body-weight (amounting to approximately 0.08 rng/l) to animals in a chronic lest proved to be ineffective. The maximal permissible concentrations of these substances in water basins may be recommended as follows: 0.01 mg/1 for HCBD, 0.01 mg/1 for PCB2 and 0.02 mg/1 for PCBj. A change of organoleptic properties of water may serve as a limiting critérium in the determination of these concentrations.
ft ft ft
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИНИТРОТОЛУОЛА В ВОДЕ
ВОДОЕМА
Научный сотрудник Л. В. Галузова
Из Саратовского научно-исследовательского института сельской гигиены
2,4-Метадинитротолуол представляет собой игольчатые бледно-желтые кристаллы. Температура плавления 70°, температура кипения 300°. В воде растворяется 0,03% при 22° (М. С. Быховская, 1954), растворим' в бензоле, горячем спирту. Его применяют в анилино-красочной и других отраслях промышленности.
Исследования проводили по общепринятой схеме.
Динитротолуол не имеет запаха и не придает его воде. При концентрации 1 мг/л и выше вода при стоянии на свету приобретает желтоватый оттенок. Вкус воды, содержащий динитротолуол в концентрации 0,5 мг/л, не меняется. При концентрации 1 мг/л появляется едва заметный горьковатый вяжущий металлический привкус. При концентрации 2 мг/л вода приобретает горьковатый вкус. Данные, приведенные в табл. 1, позволяют заключить, что недействующей по вкусу концентрацией в воде является 0,5 мг/л (при 20—22°).
Мы изучили также влияние динитротолуола на органолептические свойства мяса и рыб. Опыты проводили на прудовых рыбах (серебристый карп), которые содержались в воде с различными концентрациями динитротолуола в течение 3 недель. Было установлено, что вареное мяса и бульон рыб, находившихся в аквариумах с концентрацией вещества 0,5—1 —10 и 20 мг/л, не приобретали постороннего привкуса.
и
