CC BY
29
МАТЕРИАЛЫ К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕТИЛМЕТАКРИЛАТА В АТМОСФЕРНОМ
ВОЗДУХЕ
Аспирант В. И. Филатова
Из кафедры коммунальной гнгнены Центрального института усовершенствования врачей
Метилметакрилат — мономер, исходное сырье для производства органического стекла. Его широко применяют в различных отраслях народного хозяйства, особенно в авиа- и автомобилестроении, оптической, часовой, протезной промышленности.
Токсикология метилметакрилата изучена недостаточно и только в больших концентрациях его. По данным Л. 3. Пономаревой-Астрахан-цевой (1940), Дейхмана фекИтап, 1940), Е. И. Люблиной (1948), В. Д. Карпова (1954), Л. А. Райнеса (1957), вдыхание метилметакрилата оказывает на организм выраженное наркотическое и общетоксическое действие.
Как производство, так и потребление метилметакрилата сопровождается частичной потерей его, что ведет к загрязнению атмосферного воздуха. Между тем мы не встретили в литературе данных о действии на организм животного и человека малых концентраций метилметакрилата и о предельно допустимых концентрациях его в атмосферном воздухе. Широкое применение метилметакрилата в промышленности, недостаточная изученность его, малое количество данных о степени загрязнения им атмосферного воздуха делают весьма актуальным вопрос о гигиенической оценке метилметакрилата как атмосферного загрязнителя.
Задачей наших исследований являлось обоснование максимальной разовой и среднесуточной предельно допустимых концентраций метилметакрилата в атмосферном воздухе, изучение загрязнения им атмосферного воздуха вокруг завода органического стекла.
Для определения малых концентраций метилметакрилата в атмосферном воздухе нам под руководством М. В. Алексеевой и М. Н. Кузь-мичевой удалось добиться в физико-химической лаборатории Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрис-мана повышения чувствительности колориметрического метода, предложенного Е. И. Гронсберг, в 10 раз (до 0,001 мг в объеме 1 мл). Принцип метода, основанный. на омылении эфира водным, раствором щелочи и определении продукта омыления по реакции с хромотро-повой кислотой, при этом не нарушился; было изменено лишь соотношение реактивов. \ *
В первой части работы изучали кратковременное действие паров метилметакрилата на организм человека, что было необходимо для обоснования максимальной разовой предельно допустимой концентрации. Исследования проводили по трем методикам: определение порога обонятельного ощущения, адаптометрия и функциональная электроэнцефалография.
Определение порога обонятельного ощущения метилметакрилата производили по методике, рекомендованной Комитетом по санитарной охране атмосферного воздуха, у 14 практически здоровых людей. В результате исследования установлено, что минимальная ощутимая концентрация у наблюдаемых колебалась в пределах 1,2—0,2 мг/мъ. Пороговой концентрацией у наиболее чувствительных лиц оказалась 0,2 мг/мг (табл, 1).
Действие метилметакрилата на световую чувствительность глаза методом адаптометрии определяли у 3 наблюдаемых с помощью адаптометра АДМ. Исследования начинали при вдыхании чистого воздуха, с определения кривой темновой адаптации, с которой сравнивали все полученные в дальнейшем данные. Подачу метилметакрилата в концентрациях 0,23, 0,2 и 0,15 мг/м3 проводили на 15-й минуте темновой адаптации в течение минут. Каждое наблюдение продолжалось 40 минут.
Результаты исследования показали, что при кратковременном вдыхании метилметакрилата в концентрации 0,23 мг/м3 происходит понижение световой чувствительности глаза у всех 3 наблюдаемых на 20-й минуте опыта (сразу же после прекращения подачи газа). Аналогичные изменения наблюдались и при вдыхании метилметакрилата в концентрации 0,2 мг/м3, однако степень выраженности их была меньше. Концентрация метилметакрилата 0,15 мг/м3 не вызвала статистически достоверных изменений световой чувствительности ни у одного из 3 наблюдаемых. Для иллюстрации влияния метилметакрилата на световую чувствительность глаза приводим кривые темновой адаптации, полученные у одной из наблюдаемых (рис. 1).
Как показали исследования А. Д. Семененко, Б. Мухитова, Н. Б. Имашевой, X. К. Мананновой, метод функциональной электроэнцефалографии позволяет учитывать в количественных показателях изменения функционального состояния центральной нервной системы при действии токсических веществ в подпороговых по запаху концентрациях. Мы также использовали этот метод. Наблюдения проводили на 5 практически здоровых лицах. Исследуемые находились в экранированной камере. Вблизи лица помещали цилиндр, через который наблюдаемому подавали чистый воздух со скоростью 20 л в минуту. Камера освещалась лампой (25 вт), постоянно вентилировалась. Регистрацию электрической активности головного мозга производили на 8-канальном электроэнцефалографе фирмы «Кайзер». Биотоки отводили от височных и затылочных областей уни- и биополярно. Одновременно регистрировали дыхание и записывали электрокардиограмму. Раздражение ритмическим светом оптимальной частоты (8 в секунду) и различной интенсивности (0,1—0,6 дж) проводили периодически через каждые 2 минуты в течение 45 секунд. За это время интенсивность вспышки лампы фотостимулятора менялась 9 раз.
После двукратной записи фона начинали давать метилметакрилат в концентрации 0,15 или 0,1 мг/м3. Продолжительность вдыхания газа равнялась 5 минутам. На 3-й минуте дачи метилметакрилата снова записывали кривую усвоения ритма и через 10 секунд после выключения паров — 4-ю кривую. Затем последовательно через каждые 2 минуты регистрировали кривые усвоения ритма до тех пор, пока не появлялась тенденция к восстановлению исходного уровня усвоенного ритма.
Таблица 1
Определение порога обонятельного ощущения паров метилметакрилата
Количество наблюдаемых Концентрация метилметакрилата (в мг/м3)
минимальная ощутимая максимальная неощутимая
4 0,2 0,1
4 0,5 0,2
1 0,9 0,5
5 1,2 0,9
С каждой концентрацией и чистым воздухом (контроль) проводили по 3 наблюдения.
Метилметакрилат в концентрации 0,1 мг/м3 оказался недействующим (рис. 2).
1260000
I» 41 210000
1
1 180000 1
| 150 ООО
§ 120000 %
1
| 90000 1
^ 60000 I
^ 30000
I
10 15 20 25 30 35 Время (д минутах)
60
Рис. 1. Влияние паров метилметакрилата на свс-
товую чувствительность глаза у наблюдаемой Р.
1 — ход гемновой адаптации при вдыхании метилметакрилата в концентрации 0,23 мг/м3; 2 — концентрации 0,2 мг/м3; 3 — в концентрации 0Л5 мг/мг\ 4 — при вдыхании чистого воздуха.
о
«а
I §
Г»
§ I
Последействие
Таким образом, концентрация метилметакрилата 0,1 мг/м3 по всем трем методам изучения острого действия на организм человека оказалась подпороговой. Она предлагается как максимальная разовая предельно допустимая концентрация метилметакрилата в атмосферном воздухе.
Для обоснования среднесуточной предельно допустимой концентрации метилметакрилата в атмосферном воздухе мы применили хроническую круглосуточную затравку белых крыс-самцов примерно одного возраста и веса, содержавшихся в течение 60 суток в камерах с заданными концентрациями метилметакрилата. Крыс разделили на 4 группы по 15 в каждой; одна группа служила контролем. Крыс первой группы затравляли метил-метакрилатом в концентрации 10 мг/м3, второй группы —
1 мг/м3, третьей — 0,1 мг/м3. В течение месяца до затравки мы получали фон или исходные данные по использованным методикам. Определяли соотношение хронаксии мышц-антагонистов, выведение копропорфири-
110
100 90 60 70 50 50
в 1 » 1
£ 1 1
\ !
1
Гч Ч
1 1
Фон ММД
3 6 9 12 15 18 21 время стимуляции ритмическим светом (в минутах}
24
Рис. 2. Динамика амплитуды электроэнцефалографических кривых усвоения ритма при действии паров метилметакрилата.
/ — при вдыхании метилметакрилата в концентрации 0,15 мг/м3; 2— в концентрации 0,1 мг/м2\ 3 — при вдыхании чистого воздуха.
о
5
нов с мочой, активность холинэстеразы в цельной крови. Во время опытов наблюдали также за поведением и весом животных.
На протяжении всего периода затравки крысы были активны, симптомов, указывающих на раздражающее действие метилметакри-
лата, изменения поведения и веса подопытных крыс по сравнению с контрольными отмечено не было.
Моторную хронаксию и реобазу определяли с помощью электронного хронаксиметра ИСЭ-01 еженедельно у 5 крыс каждой группы в одно и то же время и в одинаковых условиях. Начиная с 4-й недели затравки (рис. 3, а, б) мы отмечали статистически достоверные изменения в соотношении хронаксии разгибателей и сгибателей у крыс первой и второй групп. Нормализация наступила к концу первой недели восстановительного периода. У крыс третьей группы на протяжении хронического эксперимента сохранялось нормальное соотношение хронаксии мышц-антагонистов (рис. 3, в).
Изменение количества порфиринов в моче было использовано в
Рис. 4. Изменение порфиринового обмена.
1 — крысы первой группы; 2 — второй группы; 3 — третьей группы; 4 — контрольной группы.
Д. Г. Одошашвили). Данными работами была показана высокая чувствительность спектрофотометрического метода.
Суточную мочу у крыс собирали один раз в 2 недели. Извлечение копропорфирина проводили по методу Фишера, определение вели на
спектрофотометре СФ-4.
До затравки был установлен исходный уровень выделения копропорфирина с мочой (1,7—2,3 V Для одной крысы). В процессе затравки
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Время наблюдения (3 неделях)
Рис. 3. Хронаксия мышц-антагонистов у крыс.
а — крысы первой группы; б — второй группы; « — третьей группы; /—сгибатели; 2 — разгибатели.
на протяжении опытного периода у крыс контрольной группы выделение копропорфирина постепенно увеличивалось и к концу опыта составило 3,7 у. Это было связано с увеличением возраста и веса животных. У крыс третьей группы (0,1 мг/м3) изменения содержания копропорфирина в моче были сходны с изменениями у контрольных животных; у крыс первой и второй групп уже на 3-й неделе было отмечено снижение содержания копро-
порфирина в моче по сра^не- » ч
нию с исходным уровнем ' * ' ''
•(рис. 4).
Изменение порфирино-вого обмена носило временный характер; на 14-й день восстановительного периода количество копропорфирина в моче крыс первой и второй групп увеличилось до уровня контроля. Наши данные подтверждены статистически;
Изучение активности холинэстеразы цельной крови проводили по химическому методу А. А. Покровского, видоизмененному А. П. Мартыновой. Определяли активность холинэстеразы у 5 крыс каждой группы 2 раза в месяц. До затравки исходное время гидролиза фермента составило 37—42 минуты. У крыс первой группы, начиная со 2-й недели затравки, время гидролиза ацетил-холина увеличилось до 47 минут, т. е. отмечалось снижение активности холинэстеразы: в конце затравки оно достигло 66 минут (рис. 5). У крыс второй группы менее отчетливые, но достоверные изменения активности холинэстеразы наблюдались лишь в конце затравки. Нормализация наступила через 2 недели восстановительного периода. У крыс третьей группы достоверных изменений активности холинэстеразы не обнаружено.
Таким образом, непрерывная затравка белых крыс парами метилметакрилата в течение 60 суток оказала отчетливое действие на животных первой группы (10 мг/м3) и не влияла на животных третьей группы (0,1 мг/м3). Следовательно, среднесуточная предельно допустимая концентрация для метилметакрилата может быть рекомендована на уровне максимальной разовой—0,1 мг/м3.
Для гигиенической оценки загрязнения атмосферного воздуха вокруг завода органического стекла, использующего до 5 тонн метилме-
Таблица 2
Разовые концентрации метилметакрилата вокруг завода органического
стекла
§
! §
I
65 60 55 50 45 40 35 30
9/Х т 6/XI 20/Х1 4/Х11 18/ХП 25/Л1 6/1 12/1 Дата исследования
Рис. 5. Изменение активности холинэстеразы цельной крови у крыс.
1 — крысы первой группы; 2 — второй группы; 3 — третьей группы; 4 — контрольной группы.
Расстояние от источника выброса (в м) Количество отобранных проб Максимальная кон- Распределение концентраций в пробах (в мг/м3)
центрация (в мг/м3) выше 2 2—1 1-0,5 0,5—0,1 0,1 ниже 0,1
100 200 500 800 1000
28 32/ 29 28 26 I
/
4,1 12 11 4 1
2,3 2 6 18 6 - -
1,1 - 2 4 23 - -
0,4 - - • 17 7 4
0,1 * • « ™* 1 25
такрилата в сутки, в ноябре 1961 г. было отобрано 143 пробы воздуха на расстоянии 100, 200, 500, 800 и 1000 м с подветренной стороны от источника выброса. Исследования показали, что атмосферный воздух вокруг завода систематически загрязняется метилметакрилатом.
Как показано в табл. 2, лишь на расстоянии 1000 м все полученные концентрации оказались на уровне (одна проба) или ниже предлагаемой нами предельно допустимой концентрации 0,1 мг/м3. Причинами поступления метилметакрилата в воздух является недостаточная герметичность оборудования и коммуникаций, применение устаревшей отжиговой технологии, отсутствие механизации и очистки газов.
«
Выводы
1. Порог обонятельного ощущения метилметакрилата равен* 0,2 мг/м3, порог рефлекторного изменения световой чувствительности глаза —0,25 мг/м3, порог действия на электрическую активность головного мозга—0,15 мг/м3. Недействующей концентрацией является 0,1 мг/м3.
2. Концентрации метилметакрилата 10 и 1 мг/м3 в процессе хронической непрерывной затравки ингаляционным методом вызывают у подопытных белых крыс изменения правильного соотношения хронак-сии разгибателей и сгибателей, снижение активности холинэстеразы и уменьшение выделения копропорфирина с мочой. Метилметакрилат в концентрации 0,1 мг/м3 при тех же условиях не вызывает аналогичных изменений в организме животных.
3. Предельно допустимые максимальная разовая и среднесуточная концентрации метилметакрилата в атмосферном воздухе не должны превышать 0,1 мг/м3.
4. Атмосферный воздух вокруг производства органического стекла-систематически загрязняется метилметакрилатом. Основное вимание в борьбе с загрязнением -атмосферного воздуха метилметакрилатом должно быть уделено усовершенствованию аппаратов и оборудования, разработке способов очистки вентиляционных газов.
Поступил a 23/VII 1962 rv
DATA FOR SUBSTANTIATING THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF METHYLMETACRYLATE IN THE ATMOSPHERIC AIR
V. I. Filatova, aspirant
The experiments were aimed at determining the methylmetacrylate threshold values of the sense of smell, of a reflex action to ocular light sensitivity (0.2 mg/m3) and that of the brain electric activity (0.15 mg/m3). Methylmetacrylate in concentrations of 10 mg/m3 and 1.0 mg/m3, administered by way of inhalation to white rats in a continuous chronic poisoning test, caused disturbances in chronaxy correlation of the flexor and extensor muscles, a fall in cholinesterase activity and a decrease of coproporphyrin excretion in the urine. A concentration of 0.1 mg/m3 proved ineffective in all the tests. The maximum single and the average daily permissible concentration are suggested to comprise 0.1 mg/m3.
ft # ft
