CC BY
22
МАТЕРИАЛЫ К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИМЕТИЛФОРМАМИДА В АТМОСФЕРНОМ
ВОЗДУХЕ
Аспирант Д. Г. Одоьиашвили
Из кафедры коммунальной гигиены Центрального института усовершенствования
врачей
Диметилформамид, как растворитель полиакрилнитрила, применяется главным образом в производстве синтетического волокна нитрона.
Литературные сведения о токсичности диметилформамида весьма ограничены. По данным Массман (Маэзтап, 1956, 1957, 1959) и К- П. Стасенковой (1960), токсическое действие больших концентраций диметилформамида заключается в поражении центральной нервной системы, паренхиматозных органов (печени и почек) и сердечно-сосудистой системы. Влияние малых концентраций диметилформамида в условиях хронического эксперимента не изучалось. Отсутствуют данные о концентрациях паров диметилформамида и о предельно допустимых концентрациях его в атмосферном воздухе.
Под руководством М. В. Алексеевой мы модифицировали метод определения диметилформамида М/ Д. Бабиной и Г. С. Павловской в сторону увеличения чувствительности его в 10 раз для определения малых концентраций в атмосферном воздухе. Сущность метода заключается в омылении диметилформамида щелочью. Образующийся при этом диметиламин определяется колориметрически по реакции с 2,4-динитрохлорбензолом. Чувствительность метода 0,001 мг в 2 мл раствора. Метод специфичен для диметилформамида.
Для установления максимальной разовой предельно допустимой концентрации диметилформамида в атмосферном воздухе были определены порог обонятельного ощущения диметилформамида и влияние малых концентраций его на электрическую активность головного мозга. Для установления среднесуточной предельно допустимой концентрации было изучено действие препарата на животных в условиях хронической затравки.
Порог обонятельного ощущения диметилформамида был определен у 12 наблюдаемых по общепринятой методике (В. А. Рязанов, К. А. Буштуева, Ю. В. Новиков, 1957). Всего проведено 344 наблюдения. Минимальная ощутимая концентрация диметилформамида колебалась от 0,14 до 0,74 мг/м3. Таким образом, порог запаха диметилформамида оказался равным 0,14 мг/м3. Максимальной неощутимой, подпо-роговой была; концентрация 0,11 мг/м3 (табл. 1).
Для гигиенического нормирования атмосферных загрязнений рядом исследователей (К. А. Буштуева, 1960; В. А. Гофмеклер, 1960; Ли Шен, 1961; Г. И. Соломин, 1961, и др.) в последнее время с успехом был применен метод выработки условного электрокортикального рефлекса. Малые концентрации химических веществ, не оказывающие влияния на обонятельную чувствительность, вызывали отчетливые изменения электрической активности мозга.
Изучение порога рефлекторного изменения электрической активности мозга при вдыхании различных концентраций диметилформамида мы проводили на 8-канальном электроэнцефалографе «Кайзер» по методике К. А. Буштуевой, Е. Ф. Полежаева и А. Д. Семененко (1960). Выработку электрокортикального условного рефлекса на подпороговое раздражение по запаху проводили у 6 человек в возрасте до 30 лет с ясно выраженным альфа-ритмом. Безусловным раздражителем служил свет, вызывающий десинхрониза-цию альфа-ритма, условным — вдыхание паров диметилформамида, который подавался исследуемому в течение 15 секунд в определенной концентрации. Последние 5 секунд подачу газа подкрепляли светом. Условный рефлекс считали выработанным и концентрацию диметилформамида действующей, если десинхро-низация альфа-ритма происходила до включения света.
Постепенно снижая концентрацию диметилформамида, мы находили порог, ниже которого условный рефлекс уже не вырабатывался. У 3 из 6 исследуемых порогом образования электрокортикального условного рефлекса оказалась концентрация 0,08 мг/м3, у остальных 3 человек— 0,055 мг/м3. Концентрация 0,032 мг/м3 для всех оказалась недействующей (табл. 2).
Полученные результаты показали, что в качестве максимальной разовой предельно допустимой концентрации в атмосферном воздухе можно рекомендовать концентрацию 0,03 мг/м3.
Для установления среднесуточной предельно допустимой концентрации диметилформамида в атмосферном воздухе мы изучили хроническое действие паров диметилформамида на организм животных.
В течение 60 дней была проведена непрерывная круглосуточная затравка белых крыс диметилформамидом в следующих концентрациях: первая группа — 10 мг/м3, вторая — 0,5 мг/м3, третья —0,05 мг/м3, четвертая группа была контрольной. Концентрация диметилформамида 10 мг/м3 является предельно допустимой для цехов, 0,05 мг/м3 — величина, близкая к предлагаемой нами максимальной разовой предельно допустимой концентрации для атмосферного воздуха, 0,5 мг/м3 — средняя между ними.
Для опытов было отобрано 60 молодых белых крыс-самцов (по 15 в каждой группе). Экспериментальная смесь воздуха с определенной проверяемой ежедневно концентрацией диметилформамида подавалась в камеру со скоростью 17—18 л/мин. Колебания концентраций не превышали 5—10% от заданной.
В процессе хронического опыта были исследованы: общее состояние, вес, обмен порфиринов, активность холинэстеразы и моторная хро-
Таблица 1
Результат определения порога обонятельного ощущения паров диметилформамида
№ п/п Число исследуемых Концентрация (в мг/м3)
минимальная ощутимая максимальная неощутимая
1 2 0,14 0,11
2 2 * 0,37 0,15
3 1 0,55 0,37
4 6 0,74 0,55
5 1 0,88 0,74
•Таблица 2
Порог образования электрокортикального
условного рефлекса при вдыхании паров диметилформамида
Инициалы исследуемого Рефлекс при концентрации (в мг/м3) Пороговая концентрация (в мг/м3)
0,12 0,08 0,055 0,032
Л. Е. + + + 0,055
В. С. + + + — 0,055
Л. П. + + + — 0,055
Г. г. + • ' + - — 0,08
В. П. + + • - — 0,08
Е. М. + + - — 0,08
Примечание. + наличие рефлекса; — отсутствие рефлекса.
наксия мышц-антагонистов. Крысы всех групп были здоровы, активны, отставания в весе по сравнению с контрольными не отмечено. Не было нарушения правильного соотношения моторной хронаксии мышц-антагонистов.
Рядом исследователей (А. П. Мартынова, 1957; Г. И. Соломин, 1961; Ли Шен, 1961) с целью обоснования предельно допустимых концентраций загрязнений воздуха был успешно применен метод изучения изменения активности холинэстеразы под влиянием вдыхания различных химических веществ.
Сущность метода заключается в гидролизе ацетилхолина, определяемого по времени изменения цвета индикатора в результате сдвига рН. Активность холинэстеразы определяли у 5 крыс каждой группы один раз в 15 дней. Время гидролиза аиетилхоли-на в норме (у контрольной группы) и до затравки составило 37—40 минут. С начала 2-го месяца затравки у крыс первой группы, подвергшихся воздействию диметилфор-мамида в концентрации 10 мг/м3, началось уменьшение активности холинэстеразы, время гидролиза ацетилхолина увеличилось до 50 минут и достигло к концу затравки 62 минут (рис. 1).
Равномерное снижение активности холинэстеразы наблюдалось и у крыс второй группы, подвергшихся воздействию диметилформамида в концентрации 0,5 мг/м3. К концу затравки время гидролиза ацетилхолина у них составило 55 минут. У крыс третьей группы изменения активности холинэстеразы не отмечалось.
Результаты изменений статистически достоверны.
Одновременно у 5 крыс каждой группы изучали порфириновый обмен. У крыс контрольной группы и у всех подопытных до затравки нормальное содержание копропорфиринов в моче составило 1,5—2 у в сутки. Сбор суточного количества мочи осуществлялся в специальных камерах.
Экстракцию копропорфиринов производили по методу Фишера, определение вели на спектрофотометре СФ-4. Анализ мочи на содержание копропорфирина проводили каждый 15-й день.
На 14-й день затравки было отмечено резкое уменьшение количества копропорфирина в моче у крыс первой (10 мг/м3) и второй (0,5 мг/м3) групп; особенно резко — у крыс первой группы (рис. 2).
Низкий уровень копропорфирина сохранился до конца опыта у крыс обеих групп. На 45-й день затравки количество копропорфирина в моче у крыс первой и второй групп составило 0,4—0,6 у, т. е. было в 8 раз меньше, чем у крыс контрольной группы. После затравки количество копропорфирина в моче у крыс первой и второй групп быстро восстановилось и уже к 14-му дню было равно таковому в контрольной. В концентрации 0,05 мг/м3 диметилформамид не повлиял на порфириновый обмен. Наши данные подтверждены статистически.
• __
5
Г0/Х60г 25/Х ГО/Х/ 25/Л/ АШ// 25/Х// Ю/161г
Дата исследования -
Рис. 1. Влияние димегилформамида на активность
холинэстеразы крови крыс.
1 — первая группа; 2 — вторая группа; 3 — третья группа; 4 — контрольная группа.
>
Таким образом, результаты исследования показывают, что большие концентрации диметилформамида (10 и 0,5 мг/мъ) снижают количество копропорфирина, выделяемого с мочой, а малые (0,05 мг/м3) не оказывают на него влияния.
Данные, полученные в результате динамической затравки лабораторных животных диметилформамидом, позволяют нам рекомендовать среднесуточную предельно допустимую концентрацию для диметилформамида на уровне максимальной разовой (0,03 мг/м3).
Для гигиенической оценки загрязнения атмосферного воздуха диметилформамидом мы обследовали опытный завод синтетического
волокна нитрона, на котором применяется диметил-формамид в качестве растворителя полиакрил-нитрила. Загрязнение атмосферы происходит в основном за счет вентиляционных выбросов диметилформамида из химического и прядильного цехов. В процессе произ-водства на 1 кг готового волокна с вентиляционными газами в атмосферу уходит 300 г диметилформамида. Абсолютный выброс диметилформамида в атмосферу составляет 80 — 90 кг в сутки.
В сентябре и октябре 1960 г. были отобраны пробы воздуха вокруг этого завода на расстояниях 25, 50, 100, 150, 200 и 300 м от источников выбросов. Как показано в табл. 3, лишь на расстоянии 300 м все по-
///Г 26/Х ///// 26/х/ ///х// 26/х// ////¿7
Дата иссягдоДаям
Рис. 2. Влияние диметилформамида на суточное выведение мочой копропорфирина крысами (в гаммах
на 100 г веса крыс).
А—Б — период затравки; / — первая группа; 2— вторая группа; 3 — третья группа; 4 — контрольная группа.
Таблица 3
Разовые концентрации диметилформамида в атмосферном воздухе вокруг опытного
завода синтетического волокна нитрона
Расстояние от источника выброса, м Количество проб Максимальная концентрация диметилформамида, мг/м3 Распределение концентрации диметилформамида
всего из них выше предела чувствительности метода 0,014 мг/м3 15-10 мг/м3 ♦ 10-5 мг/м3 5—3 мг/м3 • 3—1 мг/м3 1-0,1 мг/м3 0.1-0.03 мг/м3 ниже 0,03 мг/м3
• 25 6 6 13,3 6
50 11 И 7,7 4
100 12 12 • 2,2 • ф 10 2
150 36 36 0,38 * 26 10
200 50 23 0,08 14 9
300 25 3 • • • 4 25
/
лученные концентрации оказались ниже предлагаемой нами предельно допустимой концентрации 0,03 мг/м3. Следует отметить, что обследованный нами завод является опытным. Строящиеся сейчас заводы также будут применять диметилформамид в качестве растворителя. Однако мощность этих заводов в десятки раз превысит мощность обследованного опытного завода и соответственно следует ожидать увеличения во много раз выброса диметилформамида в атмосферный воздух.
Выводы
1. Порог обонятельного ощущения диметилформамида равен 0,14 мг/м3.
2. Пороговая концентрация, при которой удается выработать условный электрокортикальный рефлекс, равна 0,05 v иг/м3.
3. Максимальная разовая предельно допустимая концентрация может быть рекомендована на уровне 0,03 мг/м3.
4. Концентрации диметилформамида 10 и 0,5 мг/м3 при круглосуточной двухмесячной затравке белых крыс вызывает статистически достоверное снижение активности холинэстеразы, понижение выделения копропорфирина с мочой.
5. Среднесуточная предельно допустимая концентрация может быть рекомендована на уровне максимальной разовой — 0,03 мг/м3.
6. На основании гигиенической оценки загрязнения атмосферного воздуха для заводов, производящих волокно нитрон и выбрасывающих диметилформамид в количестве 100 кг в сутки, санитарная защитная зона должна быть не менее 300 м.
ЛИТЕРАТУРА
Буштуева К. А., Полежаев Е. Ф., С е мене н ко А. Д. Гиг. и сан., 1950, № 1, стр. 57.— Гофмеклер В. А. Там же, 1960, № 4, стр. 9.— Покровский А. А. Всен.-мед. ж., 1953, № 9, стр. 61.—Р я з а н о в В. А., Буштуева К. А., Новиков Ю. В. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. М., 1957, в. 3, стр. 117.—С о л о м и н Г. И. Гиг. и сан., 1961, № 5, стр. 3.—М assman W., Brit. J. industr. Med., 1956, v. 13, p. 51.
Поступила 30/XI 1961 r.
DATA FOR SUBSTANTIATING THE LEVEL OF MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF DIMETHYLFORMAMIDE IN THE ATMOSPHERIC AIR
D. G. Odoshashvili, Aspirant
In the present wor the maximum one time and the daily average maximum permissible concentrations of dimethylforamide in the Atmospheric air are4substantiated experimentally. For this purpose the olfactary threshold value of dimethylformamide was determined and proved to be 0.14 mg/m3. The threshold value of conditioned electrocortical reflex formation during inhalation of dimethylformamide vapours was at a level of 0.05 kg/m3. In a chronic test performed on white rats a twenty-four-hour poisoning for a period of 60 days with dimethylformamide at a concentration of 10 and 0.5 mg/m3 caused af fall in the blood cholinesterase activity and inhibited porphyrin metabolism. A concentration of 0.05 mg/m3 was ineffective.,The maximum one time and the daily average maximum permissible concentrations of dimethylformamide in the atmosphere are suggested to be put at the level of 0.03 mg/m3.
/
ft ft ft
^ . I
