CC BY
11
Методы исследования
УДК 613.632:678.7
А. М. Шевченко, А. П. Яворовский
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К НОРМИРОВАНИЮ ЭПОКСИДНЫХ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ ЛЕТУЧИХ
КОМПОНЕНТОВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Киевский медицинский институт
Проблема гигиенической регламентации эпоксидных смол и их летучих компонентов становится все более актуальной в связи с расширением применения этих материалов в различных отраслях народного хозяйства.
Как известно, используемые в промышленности эпоксидные смолы представляют собой вязкие жидкости или твердые вещества с молекулярной массой от нескольких сотен до нескольких тысяч единиц и содержанием низкомолекулярных летучих примесей от 0,1—0,2 до 1—2 %. В современном эпоксидном производстве смолы могут попадать на кожу работающих, воздух рабочей зоны загрязняется низкомолекулярными исходными, промежуточными и вспомогательными продуктами синтеза эпоксидных олигомеров, пылью пресс-порошковых составов, аэрозолями дезинтеграции эпоксидных стеклопластиков и других подвергающихся механической обработке формовочных изделий.
Так, установлено [2, 8], что на различных этапах синтеза эпоксидных смол марок Э-40, ЭД-20, ЭД-16, ЭД-Л (загрузка реактора исходными продуктами, открывание реактора с горячей смолой, фильтрование, слив нижнего слоя отстоя смолы в воронку канализации, разлив готового продукта в тару) воздушная среда производственных помещений может загрязняться парами эпихлоргидрина (ЭХГ), толуола и пылью дифи-нилпропана.
Показано, что содержание ЭХГ в воздухе рабочей зоны может превышать ПДК в 40—70 раз, а толуола — в 4—24 раза. Максимально полная конденсация исходных продуктов при проведении реакции синтеза и ограничение содержания летучих примесей в готовых смолах приводят к существенному улучшению состояния воздушной среды [5].
При переработке диановых эпоксидных смол в компаунды в воздухе рабочей зоны обнаруживаются ЭХГ, толуол, стирол, ацетон. Изготовление стеклопластика на основе эпоксидной смолы УП-2124 сопровождается выделением в воздух ЭХГ, анилина, алифатических аминов, триэтано-ламина. Штукатурка, спецодежда, поверхность технологического оборудования, хорошо сорбируя смолы и летучие компоненты, могут служить
источником вторичного загрязнения воздуха производственных помещений указанными веществами. При содержании в воздухе рабочей зоны 0,23—3,1 мг/м3 ЭХГ (вибропоглощающие мастики) в смывах со стеклянных поверхностей обнаруживается 0,81 мг/м2 этого вещества, с деревянных— 23,82 мг/м2 [3]. Летучие химические вещества на этом этапе технологического процесса определяются несколько в меньших количествах.
Переработка эпоксидных смол в изделия характеризуется значительным удельным весом ручных операций. По данным [4], осуществившего паспортизацию 144 промышленных предприятий, приготовление компаундов и нанесение их на изделие в 63 % случев осуществляется вручную (с помощью лопаточек, кисточек, шприцов, пульверизаторов) и сопровождается не только поступлением в воздух летучих примесей, но и загрязнением кожи и спецодежды смолами и отвердителями.
При изготовлении изделий из эпоксидных стек-копластиков возможно образование аэрозоля сложного состава. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что при отдельных технологических операциях (обрезка стеклопластика на дисковой пиле, резка на фрезерном станке, шлифовка) запыленность воздуха рабочей зоны может достигать 50 мг/м3. Использование порошковых эпоксидных пластмасс в производстве щелочных аккумуляторов сопровождается пыле-выделением на уровне 8,5—60,2 мг/м3 [1].
Изучение состояния здоровья работающих свидетельствует о том, что эпоксидные смолы могут вызывать как местные изменения кожи, слизистой оболочки глаз, органов дыхания, так и общетоксический эффект — поражать гепато-билиарную, центральную нервную, сердечно-сосудистую и другие системы и органы. Наряду с общетоксическим эти соединения могут оказывать сенсибилизирующее и в ряде случаев мутагенное и канцерогенное действие [10]. Аэрозоли дезинтеграции эпоксидных стеклопластиков способны вызывать умеренно выраженный диффузный пневмосклероз [7].
Таким образом, в зависимости от физико-химических свойств и условий получения и применения эпоксидных смол и пластмасс контактиру-
ющие с ними работающие могут подвергаться влиянию различных действующих начал, находящихся в производственной среде в разном агрегатном состоянии и проникающих в организм несколькими путями (собственно смолы, летучие компоненты, аэрозоли). Комплексное и комбинированное воздействие указанных агентов может приводить к развитию различных биологических эффектов.
Между тем применявшиеся до настоящего времени методические подходы к гигиенической регламентации химических факторов производственной среды не учитывали все особенности биологического действия и физико-химических свойств эпоксидных смол и пластмасс. В частности, гигиеническое нормирование летучих продуктов эпоксидных смол осуществлялось без учета характера комбинированного действия и возможных отдаленных последствий. Не регламентировалось загрязнение высокотоксичными компонентами эпоксидных пластмасс кожного покрова и аэрозолями дезинтеграции воздуха рабочей зоны производственных помещений. Спорным остается вопрос о целесообразности разработки дифференцированных нормативов для различных видов и классов эпоксидных смол.
На основании обобщения данных литературы [8, 9], а также собственного опыта токсикологической оценки и регламентации эпоксидных смол и пластических масс мы считаем возможным сформулировать следующие положения, касающиеся их гигиенического нормирования.
В соответствии с общепринятой установкой санитарные стандарты для летучих комплексов эпоксидных смол разрабатываются по ведущему компоненту. Начиная с 1978 г. по настоящее время таких стандартов разработано 18. В большинстве случаев ведущая роль принадлежит ЭХГ, отличающемуся высокой токсичностью и летучестью, постоянным присутствием в составе летучих комплексов большинства эпоксидных смол и пропорциональным выделением по отношению к сопутствующим летучим фракциям. Для эпоксидных смол ЭХГ является ведущим (определяет токсичность смеси) и характерным (указывает на источник выделения) летучим компонентом. По ЭХГ нормированы в настоящее время летучие продукты эпоксидиановых смол ЭД-20, ЭД-16, Э-40 (1 мг/м3), эпоксианилиновой смолы ЭА (0,1 мг/м3), диэтиленгликолевой смолы ДЭГ-1 (0,2 мг/м3), смол марок Э-181 (0,1 мг/м3), ЭТФ (1 мг/м3), УП-2124 (0,2мг/м3),УП-650 (0,3 мг/м3), УП-650Т (0,3 мг/м3) и др. Однако в ряде случаев ведущим компонентом может выступать другое вещество. Так, изучавшиеся нами полиокси-пропиленэпоксиды марок ДЭ-500, ДЭ-1000, ТЭ-750, ТЭ-1500 регламентированы по ацетону (ПДК летучих продуктов полиоксипропиленэпок-сидов в воздухе рабочей зоны—100 мг/м3 по ацетону). Некоторые эпоксидные смолы (например, циклоалифатические) синтезированы без
применения ЭХГ — прямым эпоксидированием циклоалкенов надуксусной кислотой. Так, в составе летучего комплекса диоксиддициклопента-диена (ДДЦПД) идентифицирован собственно олигомер и растворитель, из смол марок УП-612 и УП-632 в воздухе выделяются толуол и тетра-гидробензальдегид.
Для решения вопроса о ведущей роли того или иного летучего компонента в ряде случаев целесообразно применение многофакторного анализа. Математический анализ помогает выделить ведущий компонент в тех случаях, когда на основании санитарно-химических и токсикологических исследований это не представляется возможным. Так, без применения математического анализа невозможно было бы решить вопрос о ведущем компоненте в составе летучих комплексов цикло-алифатических эпоксидных смол УП-650 и УП-650Т, где газохроматографическим методом наряду с ЭХГ и толуолом был идентифицирован третий компонент — хлористый аллил, близкий по токсичности и содержанию в составе летучих комплексов указанных смол к ЭХГ [6].
В отдельных случаях наряду с разработкой ПДК для летучих компонентов в воздухе рабочей зоны, по нашему мнению, необходима разработка предельно допустимого уровня (ПДУ) загрязнения кожных покровов. Сказанное в первую очередь относится к низкомолекулярным эпоксидным олигомерам, растворимым в жирах и воде и обладающим относительно высокой (2—3-й классы), абсолютной токсичностью (диглицидил-резорцинол, ДГФ-25, Э-181 и др.). Разработка ПДУ необходима также для оказывающих кож-но-резорбтивное действие высокотоксичных аминных и ангидридных отвердителей эпоксидных смол (полиоксипропиленаминов ДА-500, ДА-1000, ТА-1100 и др.).
Гигиенической регламентации должны под-вергаться аэрозоли дезинтеграции твердых эпо- V ксидных смол, стеклопластиков и порошковых составов, широко распространенные на предприятиях по переработке эпоксидных пластмасс. В этом агрегатном состоянии эпоксидные материалы способны оказывать не только общетоксическое и сенсибилизирующее, но и умеренно выраженное фиброгенное действие [7]. Вместе с тем содержание пыли в воздухе предприятий по переработке эпоксидных пластмасс до сих пор не регламентировано и, следовательно, не подвергается санитарному контролю.
При разработке гигиенических регламентов наряду с общетоксическим следует учитывать сенсибилизирующее действие и возможные отдаленные эффекты (мутагенный, канцерогенный). Сказанное относится в первую очередь к цикло-алифатическим эпоксидным смолам, молекулы многих из которых, проникая в организм, способны интеркалировать в структуру ДНК, замещая близкие по стерическим свойствам азотистые основания. К таким соединениям следует
отнести в первую очередь водорастворимые эпо-ксиазоциклические и эпокситиираногетероцикли-ческие эпоксидные смолы.
Особого внимания заслуживает вопрос о целесообразности установления индивидуальных гигиенических стандартов для вновь синтезированных эпоксидных смол и композиций. Поскольку эпоксидных смол, как индивидуальных веществ, а тем более эпоксидных композиций на их основе можно получить неограниченное количество, разработка индивидуальных стандартов представляется нецелесообразной как с точки зрения экспериментального обоснования ПДК, так и контроля за их соблюдением в условиях производства. Вместе с тем очевидной является несостоятельность положения о том, что для эпоксидных соединений может быть разработана единая, универсальная ПДК, гарантирующая безопасное использование всех видов и классов эпоксидных смол, в том числе существенно различающихся по химическому строению и токсикологическим свойствам. По нашему мнению, дифференцированные ПДК следует разрабатывать, однако не для каждого из индивидуальных веществ, а для целых классов эпоксидных смол, синтезированных по одному принципу.
При токсикологической оценке близких по строению и физико-химическим свойствам эпоксидных смол, представляющих собой гомологические ряды (диановые, полиоксипропиленэпок-сиды, оксилины, смолы на основе полиэтиленгли-коля и др.), целесообразно использовать групповой подход, предусматривающий нормирование ряда веществ по эталонному представителю. Как показали данные [8], а также проведенные нами эксперименты, такие смолы оказывают однотипное воздействие на организм экспериментальных животных, а колебания параметров токсичности и опасности членов гомологических рядов при разных путях поступления в организм, как правило, не выходят за пределы одного класса опасности (ГОСТ 12.1.007—76). В качестве эталонного представителя, исследуемого по полной схеме экспериментов; следует избирать вещество, характеризующееся наибольшей перспективой внедрения в народное хозяйство. Другие члены гомологического ряда могут изучаться по сокращенной программе. ПДК, установленная для эталонного представителя, рассматривается как гигиенический стандарт для всего гомологического ряда или при необходимости может корректироваться с учетом абсолютной токсичности индивидуального вещества.
При работе с пластмассами (связующими для стеклопластиков, клеями, лаками, шпаклевками) следует ориентироваться на ПДК летучих комплексов тех смол, на основе которых пластмассы получены. В тех случаях, когда в состав пластмасс в качестве связующей основы, помимо эпоксидных смол, вводятся активные разбавители, модифицирующие добавки или другие источники
низкомолекулярных летучих примесей, ПДК летучих продуктов пластмассы может не соответствовать ПДК летучих продуктов смолы. В качестве примера можно привести исследованный нами эпоксидный клей УП-5-207, в состав которого, помимо эпоксидной смолы ЭД-20, введен активный разбавитель УП-616 и отвердитель которан. Как показали полученные результаты, летучие продукты разбавителя и отвердителя значительно усиливают токсичность летучих компонентов смолы. Предположенная ПДК летучих продуктов клея УЦ-5-207 в воздухе рабочей зоны составляет 0,3 мг/м3 по ЭХГ.
В связи с тем что эпоксидные смолы и пластмассы сегодня достаточно хорошо изучены в токсикологическом отношении, накоплен значительный материал, характеризующий свойства отдельных классов эпоксидных смол, определена зависимость токсичности смол от химического строения; при гигиенической регламентации вновь синтезированных соединений может широко использоваться принцип аналогии. В ряде случаев санитарные стандарты для вовь синтезированных эпоксидных смол могут быть установлены исходя из данных литературы. Иногда для решения вопроса о величине ПДК летучих компонентов той или иной новой смолы или композиции достаточно проведения санитарно-хими-ческих или краткосрочных токсикологических экспериментов. Во всех случаях ПДК, рекомендованная по аналогии, должна соответствовать диапазону санитарных стандартов, установленных для летучих продуктов эпоксидных смол,— от 0,1 до 1,0 мг/м3 по ЭХГ.
Реализация указанных подходов и принципов позволит разработать надежные гигиенические стандарты содержания эпоксидных пластмасс и их летучих компонентов в производственной среде и предупредить неблагоприятное воздействие этих соединений на организм работающих.
-I
Литература
• ^ • / * 1 * . • • I*
1. Веселовская Н. М., Хахарева М. В. // Гиг. труда. — 1984. — № 2. —С. 43—45. ;
2. Керимова И. И., Мелик-заде Т. М., Винокурова М. И. и др. // Труды Азербайджан, науч. -исслед. ин-та гигиены труда и профзаболеваний.— 1971. — Вып. 7.— С. 7—И.
3. Коваленко В. И., Боков А. Н. // Гигиена труда в химической промышленности. — Волгоград, 1975.— С. 101 — 105.
4. Пушкарь М. П., Борисенко Я. Ф.// Гиг. и сан.—1973.—
№ 10. —С. 100—101.
5. Рыжик Л. А. // Вопросы гигиены труда при получении и использовании некоторых полимерных материалов в промышленности. — Л., 1968. — С. 69—74.
6. Шевченко А. М., Яворовский А. П. // Гиг. труда. — 1978. —No 10. —С. 26—31.
7. Шевченко А. М., Яворовский А. П., Богорад В. С. // Профилактика и диагностика, лечение заболеваний органов дыхания. — Киев, 1986. — С. 103—111.
8. Шумская Н. И. // Промышленная токсикология и клиника профессиональных заболеваний химической этиологии. — М., 1962.— С. 150—152.
9. Шумская И. И. // Токсикология новых промышленных химических веществ. — М., 1969. — Вып. 11. — С. 39— 47.
10. Мапвоп М. // ВгЦ. 37. — Р. 317—366.
Л. таиэ! Мес1. — 1980
Уо1
Поступила 26.01.88
УДК 57.082.25:[612.112.91.015.3:577.121.7
Е. А. Венглинская, А. П. Парахонский
ПРИМЕНЕНИЕ ЦИТОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ОРГАНИЗМА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
Кубанский медицинский институт, Краснодар
Содержание животных в условиях вивария может приводить к значительным изменениям их реактивности, возникновению ряда заболеваний, часть из которых протекает в скрытой форме [7, 10]. Надежным критерием для лабораторного контроля качества животных является оценка их резистентности [1, 9], в том числе путем выявления неспецифического симптомокомплекса, проявляющегося эффектом лабилизации наружных и лизосомальных мембран лейкоцитов и приводящего к нарушению жизнедеятельности клетки
[3, 5].
Таблица 1
Нормативные интралейкоцитарные цитохимические показатели здоровых лабораторных животных {М ± т)
Показа-
Возраст тели, усл. ед. Зима Весна Лето Осень
Белые крысы-самцы (п = 986) Период полового созревания
1 МП 225+4 200±3 230+2 215+3
КБ 80+1 70±2 100+2 75+1
ГЛ 34+2 20+2 40+1 30+1
2 МП 222+3 210+1 240+1 219+2
КБ 101+2 80+2 125+1 83+1
ГЛ 45+1 35+2 55+3 47+1
Репродуктивный период
3
4
МП
КБ
ГЛ
МП
КБ
ГЛ
222+2 103+2
235 ±4 122+2 74 ±2
216+3 80±3 36+3 207+2 90+1 60+1
235±2 135 ±4 60+2 255+ 1 140+3 82+3
220±3
84+1
45+4
84+2 80+1
Кролики (п = 153) Репродуктивный период
3 МП 213+4 194+5 225+2
КБ 280+2 230+1 300+3
ГЛ 72+1 54±2 854-4
4 МП 245+5 173+4 2054-5
КБ 291+4 169±2 310+3
ГЛ 80+3 60±1 95+2
215+4 276+4 64+3
295+1 85+3
Примечание. Возрастные периоды по [7]; 1, 2, 3, 4 — возраст животных: инфантильный, ювенильный, молодой, зрелый соответственно.
Эти наблюдения послужили основанием для разработки способа оценки резистентности организма, основанного на учете индивидуальных количественных отклонений показателей энергетической и бактерицидной систем нейтрофилов крови от конкретного числового выражения нор- ^ мы. Изменения значимы (р<0,001), если откло- -нения от нормы составляют не менее 30 %, т. е. достоверно выходят за пределы размаха физиологических колебаний. Животные с такими показателями составляют группу риска и выбраковываются.
Наблюдения проведены в течение 12 мес на 986 неинбредных белых крысах-самцах различных возрастных периодов и 153 половозрелых кроликах породы шиншилла. Кровь для исследования брали утром до кормления у крыс из хвостовой, а у кроликов из краевой вены уха. Функциональную активность лейкоцитов оценивали по тесту с нитротетразолиевым синим (НСТ-тест) с учетом завершенности фагоцитоза [5, 6]. Содержание гликогена (ГЛ) и свободного лизосомального бактерицидного катионного белка (КБ) определяли люминесцентно-цитохимическими методами [2, 12], активность миелопероксидазы (МП) выявляли бензидиновым способом [5]. Моделирова- , ние у кроликов артрита различной этиологии про-изводили методом [3]. Проведены также морфо-логические, а у кроликов и рентгенологические исследования. Статистическую обработку данных осуществляли с использованием программируе-
Таблица 2
Содержание и активность компонентов бактерицидной и энергетической систем лейкоцитов крови белых крыс-самцов
Показатели, Центили
усл. ед. рэ Р,о Р2Б Рьо Р7Ь Рэо Р 97
МП КБ ГЛ 150 65 20 ОНП 180 70 26 НП 216 82 30 ПНН 222 90 36 Н 230 103 45 ПВН 270 150 60 ВП 290 201 75 ОВП
П римечание. Расчет центилей [8]. Р50 принят за норму с физиологическими колебаниями Р2Б и Р75. ОНП — очень низкий показатель; НП — низкий показатель; ПНН — показатель ниже нормы; Н — норма; ПВН — показатель выше нормы; ВП — высокий показатель; ОВП — очень вы-
сокий показатель.
Я
