CC BY
10
МАТЕРИАЛЫ К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ФУРФУРОЛА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
Младший научный сотрудник Р. Убайдуллаев
Из Узбекского научно-исследовательского института гигиены, санитарии и профессиональных заболеваний и кафедры коммунальной гигиены Центрального института усовершенствования врачей
Семилетним планом развития народного хозяйства СССР предусматривается значительное увеличение производства и потребления фурфурола.
Фурфурол — гетероциклический альдегид группы фурана. Чистый фурфурол представляет собой прозрачную, сильно преломляющую свет бесцветную жидкость с характерным запахом, напоминающим запах горького миндаля. Фурфурол тяжелее воды, удельный вес его 1,59, температура кипения 162°, температура замерзания 36,5°. Растворимость фурфурола в воде растет с повышением температуры. Фурфурол хорошо растворим в спиртах, ацетоне, эфире, бензоле и других органических растворителях. В то же время он сам является растворителем для многих органических веществ.
Фурфурол широко применяется как смолообразующий агент, как полупродукт для различного рода синтезов, как средство для придания твердости, жесткости некоторым материалам, как вещество, употребляющееся для селективной очистки масел, а также для дезинфекции и консервации. Фурфурол получают из лузги подсолнухов, опилок, скорлупы кедровых орехов, кукурузной кочерыжки, соломы, хлопковой шелухи и др.
Главными источниками загрязнения атмосферного воздуха фурфуролом являются предприятия, в технологическом процессе которых производят и потребляют фурфурол.
Фурфурол в больших концентрациях вызывает параличи и судоро ги, в малых слабо раздражает слизистые оболочки. Вопросы токсикологии фурфурола освещены недостаточно (Е. Н. Левина, Н. В. Лазарев, Т. А. Анисимова), отсутствуют данные о действии его малых концентраций, встречающихся в атмосферном воздухе. И. М. Коренман и Я. Б. Резник описали влияние паров фурфурола в концентрациях 0,007—0,053 мг/л на работающих. Они жаловались на раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, слюнотечение, конъюнктивиты и упорные головные боли. По данным Г. М. Назырова и Е. Я. Венгерской, в крови рабочих гидролизного завода обнаружено содержание фурфурола от следов !до 20 мг/л, а в моче — от следов до 8 мг/л. Авторы подчеркивают, что у лиц, подвергавшихся воздействию фурфурола в концентрациях порядка сотых, а иногда десятых долей миллиграмма в 1 л, обнаружено значительное содержание его в крови.
Однако в литературе нет данных о содержании фурфурола и его предельно допустимой концентрации в атмосферном воздухе.
Для определения малых концентраций фурфурола нами под руководством заведующей физико-химической лабораторией Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР М. В. Алексеевой был видоизменен метод, предложенный И. М. Коренманом в 1930 г. Этот метод основан на реакции фурфурола с анилином. Образующийся при этом фурфуранилин окрашивает раствор в розовый цвет в присутствии уксусной кислоты. Окраску пробы сравнивают со стандартной шкалой. Метод неспецифичен, определению мешают формальдегид и высокомолекулярные спирты. Чувствительность метода 0,25 мкг в объеме 2 мл.
Для обоснования предельно допустимой концентрации в атмосферном воздухе были использованы методы, рекомендованные Комитетом по санитарной охране атмосферного воздуха.
Во всех опытах была применена установка для беспрерывной подачи экспериментальной смеси воздуха и паров фурфурола.
Порог обонятельного ощущения паров фурфурола мы определяли у 17 человек. Для каждого наблюдаемого устанавливали индивидуальный порог.
Минимальная ощутимая концентрация фурфурола колеблется от 1 до 1,51 мг/м3, причем у 6 наиболее чувствительных лиц этой группы она составила 1 мг/м3. Максимальная неощутимая концентрация у них же 0,86 мг/м3.
Следующим этапом нашей работы было определение влияния малых концентраций фурфурола на рефлекторное изменение световой чувствительности глаза. Исследование проводили в полностью затемненной комнате, при относительной тишине, с помощью адаптометра АДМ на 3 наблюдаемых в возрасте от 20 до 27 лет.
Были исследованы концентрации 0,8, 0,6, 0,31 и 0,22 мг/м3. Концентрации фурфурола 0,8 и 0,6 мг/м3 вызывали статистически достоверное изменение световой чувствительности глаза у всех 3 наблюдаемых, концентрация фурфурола 0,31 мг/м3—только у 2 наблюдаемых, а 0,22 мг/м3—ни у одного. Влияние фурфурола на световую чувствительность глаза у наблюдаемой Ю. показано на рис. 1.
В последние годы ряд авторов (К. А. Буштуева, Е. Ф. Полежаев и А. Д. Семененко; В. А. Гофмеклер; Ю. Г. Фельдман и др.) с успехом применил для гигиенического нормирования атмосферных загрязнений метод электрокортикального условного рефлекса. Мы также использовали этот метод. На протяжении всего наблюдения исследуемый вдыхал из цилиндра чистый воздух. В нужный и неизвестный для него момент к воздуху примешивали определенную концентрацию паров фурфурола. Запись биотоков проводили при помощи электроэнцефалографа «Альвар»
1 Эта часть работы выполнена на кафедре клинической и экспериментальной физиологии Центрального института усовершенствования врачей.
1 70000 -
1 63000 -
1 55000 -
§ 43000 -
1«
р 42000 -
р 35000 -
|| 28000 -
V 2! ООО -
1 14000 -
1 7000 -
1
ч> о 1-
га Г5 го 25
время, /кинуты
Рис. 1. Влияние паров фурфурола на световую чувствительность глаза у наблюдаемой Ю.
/ — кривая хода теыновой адаптации при вдыхании чистого воздуха; 2 — при вдыхании фурфурола в концентрации 0.8 мг/мг\ I — в концентрации 0.6 мг м'\ 4 — в концентрации 0.31 мг/м'; 5 — в концентрацчи 0,22 мг,'м\
В наших наблюдениях безусловным раздражителем являлся прерывистый свет, вызывающий десинхронизацию а-ритма, условным — вдыхание паров фурфурола. Для выработки электрокортикального рефлекса условный раздражитель неоднократно (15—25 раз) сочетали с безусловным. На фоне 15 секунд подачи газа в последние 5 секунд включали свет. Условный рефлекс считался выработанным, и концентрация фурфурола — действующей, если десинхронизация а-ритма происходила до включения света. Постепенно снижая концентрацию фурфурола, мы находили порог, ниже которого условный рефлекс уже
■к; — Г г * V 4< иь А* К' л* /ч -л« л* »4* А[ А! м \ V ы ГУ V V л ул «А V. 4 чГ л* ч/Ч н» N г г- и« >—
1
—
ь —
7 —
8 — 1 1
✓Л
Рио. 2. Условный электрокортикальный рефлекс на вдыхание паров фурфурола
у исследуемой Л.
/ и 2 — биотоки мозга при затылочном отведении; 3 и 4 — при височном отведении;
5 и б —каналы аппарата свободны; 7 — отметка дачи газа; 8 — отметка света.
не вырабатывался. Этот порог был использован как критерий для установления максимальной разовой предельно допустимой концентрации фурфурола в атмосферном воздухе.
Концентрацию фурфурола в цилиндре проверяли до и после наблюдения.
Условный электрокортикальный рефлекс был выработан у обоих наблюдаемых при концентрации фурфурола 0,084 мг/м3 (рис. 2). Концентрация 0,05 мг/м3 оказалась недействующей.
Сводные данные по изучению рефлекторного действия паров фурфурола на рецепторы органов дыхания представлены в табл. 1.
На основании этих данных в качестве максимальной разовой предельно допустимой концентрации фурфурола в атмосферном воздухе мы предлагаем 0,05 мг/м3.
Следующим разделом нашей работы явилось обоснование среднесуточной предельно допустимой концентрации фурфурола в атмосферном воздухе. Для этого мы провели хроническую круглосуточную затравку белых крыс парами фурфурола.
Беспрерывно в течение 60 дней затравляли 60 крыс-самцов весом 80—100 г. Крысы были разбиты на 4 группы по 15 в каждой. Животных
Таблица 1
Пороговые концентрации фурфурола при действии на рецепторы органов дыхания
Поро-
говая
(функция концен-
трация.
мг/м9
Ощущение запаха .........• . . 1,0
Световая чувствительность глаза ..........0,31
Образование электрокортикального условного
рефлекса . . ..........0,084
Недействующая концентрация..............0,05
первой группы подвергали воздействию фурфурола в концентрации 10 мг/м3 (на уровне предельно допустимой для цехов), второй группы— 0,3 мг/м3, третьей группы —0,05 мг/м3 (на уровне предлагаемой нами максимальной разовой предельно допустимой концентрации фурфурола для атмосферного воздуха), крысы четвертой группы служили контролем.
Экспериментальную смесь воздуха с определенной концентрацией фурфурола подавали в камеру со скоростью 15—17 л/мин. Концентрацию фурфурола определяли ежедневно в каждой камере. Для животных первой группы она составляла в среднем 10,14 мг/м3 ± 0,35 а мг/м3второй группы — 0,33 мг/м3 ± 0,033 а мг/м3, третьей группы — 0,052 мг/м3 ± 0,0033 амг/м3.
Таким образом, среднее квадратическое отклонение показывает весьма незначительную величину колебания концентраций в затравочных камерах.
Для суждения о действии ф'урфурола были исследованы общее состояние животных, их вес, моторная хронаксия мышц-антагонистов, активность холинэстеразы и белковые фракции сыворотки крови.
Существенного изменения веса подопытных крыс по сравнению с контрольными не было, однако наблюдалось некоторое отставание веса у крыс первой группы. В этой же группе погибло 2 крысы через 50—53 дня после начала затравки. Животные других групп были здоровы, отставания в весе по сравнению с контрольными не отмечено.
Для суждения о токсическом влиянии малых концентраций фурфурола на функциональное состояние центральной нервной системы определяли моторную хронаксию мышц-антагонистов правой задней конечности крыс.
Исследования проводили при помощи электронного импульсного стимулятора ИСЭ-01.
Хронаксию и реобазу определяли еженедельно у 5 крыс каждой группы в одно и то же время и в одинаковых условиях.
По данным Р. В. Борисенковой, Дуань Фын-жуй, В. А. Гофмекле-ра, Ю. Г. Фельдмана и др., соотношение хронаксии мышц-антагонистов является чувствительным тестом, отображающим функциональные сдвиги в центральной нервной системе при вдыхании малых концентраций токсических веществ.
В первой группе крыс изменение моторной хронаксии наступило на 4-й неделе затравки и проявилось в нарушении правильного соотношения хронаксии разгибателей и сгибателей (рис. 3). Нормализация произошла к концу 2-й недели восстановительного периода.
Во второй группе эти нарушения наступили лишь на 6-й неделе затравки и были менее отчетливы. Они нормализовались уже к концу 1-й недели восстановительного периода.
В третьей группе достоверного изменения не наступило (см. рис. 3).
В литературе имеются указания на изменение активности холинэстеразы при интоксикации нервной системы, что послужило поводом для нас использовать этот показатель.
Мы применили колориметрический метод определения активности холинэстеразы цельной крови, разработанный А. А. Покровским и видоизмененный А. П. Мартыновой. Метод основан на определении времени, необходимого для изменения цвета индикатора в результате сдвига рН, происходящего при гидролизе ацетилхолина. Было исследовано 5 крыс каждой группы. Кровь брали из хвостовой вены, соблюдая правила асептики, один раз в 15 дней.
Активность холинэстеразы у всех крыс в норме составляла 37—42 минуты. В конце первой половины месяца от начала затравки наступи-
1 Среднее квадратическое отклонение.
ло некоторое угнетение активности холинэстеразы у животных первой группы, и время гидролиза ацетилхолина увеличилось до 47—48 минут, а к концу 2-го месяца — до 54—55 минут (рис. 4).
Угнетение активности холинэстеразы у крыс второй группы было выражено слабее, и время гидролиза к концу затравки составляло 44 минуты.
/ г ) 4 5 в 7 е 9 ю
Время наблюдения, недели
м ге/х е/х/гоя/4/х//гв/х 25/м в//
Дота исследования
Рис. 3. Влияние паров фурфурола на моторную хронаксию крыс первой и третьей групп (средняя для 5 крыс).
1 — хронаксия разгибателей; 2 — хронак-. сия сгибателей; А—Б — период затравки.
Рис. 4. Влияние паров фурфурола на активность холинэстеразы крови крыс.
/ — первая группа; 2 — вторая группа; 3 — третья группа; 4 — четвертая группа; А—Б — период затравки.
У животных третьей группы но сравнению с контрольными изменения не отмечены. Результаты изменений активности холинэстеразы у крыс первой и второй групп статистически достоверны.
За последние годы появилось значительное количество работ, указывающих на изменение общего количества белка в крови или отдельных его фракций при различных заболеваниях (Н. Д. Морозов, А. И. Бурлуй и др.).
Представляют интерес работы о характере действия на белковый обмен ряда химических веществ. Л. Н. Сурадейкина, Гранати (ОгапаК), Скаво (Бсауо), Мон-тервино (Могйепппо) описали снижение концентрации альбуминов крови и увеличение концентрации глобулинов при хронической затравке четыреххлористым углеродом и сероуглеродом.
Мы в хроническом опыте изучали действие малых концентраций фурфурола на белковые фракции крови крыс методом электрофореза на бумаге. Общее количество белков определяли рефрактометром.
Анализ фореграмм производили немецким регистрирующим прибором МОР (денситометр) с последующим интегрированием полученных кривых методом взвешивания.
Исследовали белковые фракции сыворотки крови у 5 крыс каждой группы. Кровь брали натощак из хвоста через каждые 15 дней.
У крыс первой группы уже к концу 2-й недели затравки количество альбуминов снизилось до 33—46% по сравнению с исходным уровнем (41—50%) и контрольной группой. Увеличилось количество глобулинов <рис. 5).
Рис. 5. Влияние паров фурфурола на изменение белковых фракций сыворотки крови у крысы № 1 первой группы — 1, крысы № 12 третьей группы — 2. до затравки— а и через месяц после начала затравки — б. А — альбумины; а — «-глобулины; 0 — Р-глобулины; Т — 7" глобулины
Изменение белковых фракций сыворотки крови
Группа крыс
Первая . . Вторая . . Третья . . Контрольная
До затравки
общее количество белка. г%
7,73 7,64 7,57 7,57
альбумин,
%
45.4 42,8 42,8
43.5
глобулины, %
21.4 21,2
23.5 29,9
18,4 20,0 19,7 20,4
Через месяц
14,8 16,0 14,0 13,3
общее количество белка, г%
8,07 8,2 8,12 8,29
У крыс второй группы к концу затравки изменения были менее выражены, а у крыс третьей группы изменений не отмечено (табл. 2).
Таким образом, непрерывная затравка белых крыс парами фурфурола в течение 60 суток оказала отчетливое действие на животных первой группы (10 мг/м3), менее выраженное на животных второй группы (0,33 мг/м3) и не оказало действия на животных третей группы 0,052 мг/м3. Следовательно, среднесуточную предельно допустимую концентрацию для фурфурола мы можем рекомендовать на уровне максимальной разовой 0,05 мг/м3.
Для гигиенической оценки загрязнения атмосферного воздуха фурфуролом вокруг Андижанского гидролизного завода мы отобрали 157 проб воздуха на расстоянии 50, 250, 500, 700 и 1000 м с подветрен ной стороны от источника выброса.
Пробы отбирали аспирационным методом в два поглотителя с пористой пластинкой, заполненные 4 мл поглотительного раствора. Всего отбирали от 10 до 40 л воздуха со скоростью 30 л/час. Во время отбора проб воздуха мы вели наблюдения за направлением и скоростью ветра, температурой воздуха, барометрическим давлением и влажностью.
Данные о степени загрязнения атмосферного воздуха фурфуролом вокруг завода приведены в табл. 3.
Таблица 3
Максимальные разовые концентрации фурфурола в атмосферном воздухе вокруг Андижанского гидролизного завода
Концентрации, мг/м' Распределение концентраций
Расстояние от Количество в пробах, мг/м'
источника отобранных
выброса, м проб максимальные минимальные выше от 1.0 от 0,5 от 0.1 0.05 и
1.0 до 0,5 ДО 0.1 до 0,05 ниже
50 33 2,02 0,45 7 23 3
250 33 1,57 0,09 2 9 21 1 _
500 31 0,91 0,03 — 1 26 2 2
700 31 0,47 0,02 — — 11 10 10
1 000 29 0,09 — — — — 1 28
Таким образом, лишь на расстоянии 1000 м от источника выброса обнаруженные концентрации (кроме одной) были ниже предлагаемой нами предельно допустимой максимальной разовой (0,05 мг/м3). Исходя из этого, санитарно-защитная зона для Андижанского гидролизного завода и сходных с ним по мощности с учетом загрязнения воздуха фурфуролом должна быть не менее 1000 м. Для более точного решения вопроса о зонах разрыва следует учесть весь комплекс веществ, за грязняющих атмосферу вокруг завода.
Таблица ¡2
у крыс при хронической затравке фурфуролом
затравки на высоте изменений Через 2 недели после окончания затравки
глобулины, % глобулины, %
а Э Т количество белка, г% альбумин, % а Э т
29,2 24,6 23,2 22,4 21,3 20,1 20,7 20,6 16,7 15,3 14,1 14,6 8,2 8,45 8,15 7,85 45,6 42,6 43,6 43,0 22,1 21.3 22,5 22.4 19,1 21,1 20,1 20,1 13,2 15,0 13,8 14,5
Выводы
1. Порог обонятельного ощущения фурфурола у наиболее чувствительных лиц равен 1 мг/м3, порог изменения световой чувствительности глаза — 0,31 мг/м3 и порог выработки электрокортикального условного рефлекса — 0,084 мг/м3. Недействующей концентрацией является 0,05 мг/м3.
2. Максимальная разовая предельно допустимая ■ концентрация фурфурола в атмосферном воздухе может быть рекомендована на уровне 0,05 мг/м3.
3. Хроническая круглосуточная затравка в течение 60 дней вызывает у подопытных крыс изменения в правильном соотношении хронак-сии сгибателей и разгибателей, активности холинэстеразы и белковых фракций крови у крыс, подвергнутых действию фурфурола в концентрациях 10 и 0,31 мг/м3. Фурфурол в концентрации 0,05 мг/м3 никакого действия на организм крыс не оказал.
4. Среднесуточная предельно допустимая концентрация фурфурола в атмосферном воздухе, по данным хронического опыта, может быть рекомендована на уровне максимальной разовой, т. е. 0,05 мг/м3.
5. Санитарно-защитная зона для гидролизных заводов, сходных с Андижанским по мощности, должна быть не менее 1000 м.
ЛИТЕРАТУРА
Анисимова Т. А. Фармакол. и токсикол., 1942, № 1—2, стр. 63. — Борисе»-кова Р. В. Экспериментальные исследования по гигиенической характеристике производственной пыли ферросплавов. Дисс. канд. М., 1952. — Бурлуй А. И. В кн.: Проблемы ревматизма. Тезисы. М., 1956, стр. 31. — Буштуева К. А., Полежаев Е. Ф., Се мен ен ко А. Д. Гиг. и сан., 1960, № 1, стр. 57. — Гофмеклер В. А. Там же, № 4, стр. 9. — Дуань Ф ы н-ж у й. Там же, 1959, № 10, стр. 12. — Корен-ман И. М., Резник Я. Б. Гиг. безопасности и пат. труда, 1930, № 2, стр. 46. —Л а зарев Н. В. (ред.). Вредные вещества в промышленности. Л., 1954, т. 1, стр. 651.— Левина Е. Н. Фармакол. и токсикол., 1950, № 3, стр. 18. — Мартынова А. П. Гиг. труда и проф. заболевания, 1957, № 4, стр. 23. — Морозова Н. Д. В кн.: Сборник научных работ Казанск. мед. ин-та, 1957, стр. 249. — Назыров Г. Н., Венгерская X. Я. Гиг. труда и проф. заболевания, 1960, № 7, стр. 40. — Покровский А. А. Воен.-мед. журн., 1953, № 9, стр. 61. — Сурадейкина Л. Н. В кн.: Сборник трудов Архангельск, мед. ин-та, 1956, т. 14, стр. 78. — Фельдман Ю. Г Гиг. и сан., 1960, № 5, стр. 3. — Granati A., Scavo D., Montervino С., Folia med., 1956, v. 39, p. 763.
Поступила 27/11 1961 г.
DATA SUBSTANTIATING THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF FURFUROL IN ATMOSPHERIC AIR
R. Ubaidullaev, Junior Scientific Collaborator
The author studied the effect produced by small concentrations of furfurol on men and animals. The threshold value of smell for furfurol comprises 1.0 mg/m3, that of reflex change in light sensitivity of eyes is 0.31 mg/m3 and of electrocritical conditioned reflex is 0.084 mg/m'. The ineffectual concentration of 0.05 mg/m3 is suggested as the maximum one-time permissible concentration of furfurol in the atmospheric air.
A chronic twenty-four-hour poisoning of white rats for a period of 60 days, with furfurol vapours at a concentration of 10.14 and 0.33 mg/m3, produced changes in motor chronaxy, in cholinesterase activity and in protein fraction of the blood serum. A concentration of 0.05 mg/m3 gave no effect. Consequently, the daily average concentration may be of the same level as the maximum one-time concentration and comprises 0.05 mg/m3.
During the investigation of a hydrolysis plant, furfurol was discovered in the air at a distance of 700 m at a centration exceeding the maximum permissible concentration suggested above.
T=r -sir
НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО
ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ 6-ВАЛЕНТНОГО ХРОМА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
Младший научный сотрудник Е. В. Файдыш
Из Института общей и коммунальной гигиены АМН СССР и кафеЛры коммунальной гигиены I Московского ордена Ленина медицинского института имени И. М. Сеченова
Токсичность 6-валентного хрома (Сгв) для организма человека и теплокровных животных в настоящее время достаточно хорошо изучена отечественными и зарубежными исследователями.
Соединения Сгб обладают местным прижигающим и резорбтивным действием. Большие дозы Cr0 при длительном поступлении в организм через рот вызывают изменения в печени, почках и действуют на крово-творную функцию.
Еще в середине прошлого столетия Н. И. Пирогов и П. П. Заблоц-кий-Десятковский изучали влияние Сг° на организм человека, а Е. Пеликан проводил свои исследования на животных. В дальнейшем хроническое действие соединения Cr6 изучали на работающих в условиях вдыхания хромовой пыли и действия на кожный покров и слизистые оболочки. При этом наблюдалось преимущественно местное прижигающее действие.
Леман (Lehmann, 1914) изучал токсичность Сг® на собаках при длительном его введении через желудочно-кишечный тракт в дозах 2—5, Брард (Brard, 1935) в дозах 1,3—1,8 мг на 1 кг веса животных. В исследованиях Лемана испытанные дозы хрома не оказали вредного действия на организм подопытных животных. Брард при меньших дозах обнаружил у животных анемию, а через 3 месяца после начала опыта животные погибли при явлениях тяжелого сепсиса. Результаты опытов Брарда оказались в резком противоречии с данными Лемана и других исследователей, которые при тех же условиях не наблюдали подобных клинических явлений. Возможно, в опытах Брарда действовали другие факторы или какая-то вторичная инфекция, которая вызвала септическое состояние животных и привела их к гибели.
Мы проводили длительные хронические опыты на животных (кроликах и собаках) в Московском научно-исследовательском институте гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР.
