CC BY
6
УДК 614.7:001.«
А. П. Шицкова, О. Н. Елизарова, С. М. Павленко, Ю. Л. Егоров, С. И. Плитман, Р. А. Рязанова, В. В. Новикова
#
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ИНТЕГРАЦИИ МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОМ НОРМИРОВАНИИ В РАЗЛИЧНЫХ ОБЪЕКТАХ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Коммунистическая партия и Советское правительство большое значение придают охране внешней среды от загрязнений. Ярким примером заботы о здоровье трудящихся служит Постановление 4-й сессии Верховного Совета СССР восьмого созыва «О мерах по дальнейшему улучшению охраны природы и рациональному использованию природных ресурсов». I
В связи с этим возрастает роль изучения биологического действия токсических веществ и их нормирования во внешней среде.
В условиях значительной дифференциации современной гигиенической науки исследования с целью нормирования токсических веществ в изве- Щ
стной степени ведутся разрозненно. Отсутствие интеграции в этом направлении ограничивает получение полной информации и проведение в жизнь комплексных целенаправленных профилактических мероприятий. Определенный вклад в решение этой проблемы внесли Е. И. Люблина и А. А. Голубев, А. О. Лойт и М. М. Кочанов, Г. Н. Заева и Ю. С. Каган и др.
Анализ материалов, касающихся гигиенического нормирования, по-'зволяет выделить здесь 2 наиболее важных методических направления — математическое моделирование и разработку ускоренных методов установления предельно допустимых концентраций веществ в разных средах на основе изучения патогенетических особенностей биологического действия ядов. По сути дела эти направления являются двумя сторонами проблемы <
прогнозирования гигиенических нормативов в окружающей среде.
В Московском научно-исследовательском институте гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана на протяжении последних лет наряду с изучением комплексного и комбинированного действия веществ на организм ведется разработка методических вопросов в целях выявления закономерностей, позволяющих осуществлять интегрирование гигиенических нормативов токсических веществ в пищевых продуктах, водоемах и других объектах внешней среды. Внимание при этом было уделено разработке расчетных методов, основанных на выявлении корреляционной зависимости между ! различными параметрами токсичности и химическими константами. Такая зависимость не является формальной. В основе ее лежат глубокие физико-химические, биофизические и биологические причинно-следственные связи, которые обнаруживаются не только в эксперименте, но и путем математического анализа. <
При проведении исследований по математическому прогнозированию ПДК химических соединений были взяты за основу следующие положения: нахождение корреляционной зависимости между пороговыми уровнями веществ по тому или иному лимитирующему признаку и их физико-химическими константами; группировка определяющих признаков (аргументов) и зависящих (функций) с учетом их агрегатного состояния и принадлежности к тому или иному химическому классу; максимальное расширение физико-химических констант, отражающих не только межмолекулярные, но и внутриатомные связи; проведение всестороннего анализа материала, представленного для математической обработки.
Нами был собран и обобщен материал по 111 химическим соединениям, относящимся к разным классам. При анализе, группировке и расчете учитывались параметры токсичности (пороговые дозы по влиянию на санитар-но-токсикологический признак вредности, среднесмертельные дозы, коэф-
фициенты кумуляции и т. д.). Из физико-химических констант было обращено внимание на молекулярный вес,температуру кипения и плавления, удельный вес, давление пара, растворимость веществ в воде, спирте и крови, коэффициент преломления, величину максимума поглощения в УФ-области. Кроме того, учитывались пороговые концентрации по влиянию на санитарный режим водоема и органолептические показатели воды. Материал обрабатывался с помощью ЭВМ «Минск-22».
Методом линейной и нелинейной корреляции, регрессионного анализа были проанализированы 33 корреляционные пары. Наиболее тесная связь (коэффициент корреляции более 0,5) обнаружена между пороговой дозой вещества по влиянию на санитарно-токсикологический (с/т) признак вредности и степенью поглощения в УФ-области: 1
Min (с/т) = 0,026 гпах —5,7;
I
между пороговой дозой по влиянию на санитарно-токсикологическни признак вредности и пороговой концентрацией по влиянию на санитарный режим (с/р) водоема (для твердых веществ):
Min (с/т) = 2,1 MiK (с/р) -f 0,3;
между пороговой концентрацией по влиянию на органолептические (орг.) свойства воды (запах) и степенью растворимости (Р) веществ в воде (для жидкостей):
Min (орг.) = 15,4 Р+ 1,82;
между допустимыми остаточными количествами (ДОК) веществ в пищевых продуктах и ПДК в воде водоемов, а именно:
для хлорорганических веществ: ДОК=2,2 ПДК+0,33; ПДК=0,34 ДОК+0,05; для фосфорорганических веществ ДОК=1,45 ПДК+0,68; ПДК=0,17 ДОК—0,08.
В остальных случаях корреляционная связь была менее 0,5. Сопоставление расчетных ДОК с установленными в результате эксперимента показало, что эти величины весьма близки. Например, ДОК далопона, рассчитанное по формуле, равно 4,73, а установленное экспериментально — 0,5;. ПДК расчетная равна 1,75, экспериментальная — 2. Таким образом, предварительные ориентировочные расчеты свидетельствуют о довольно тесной связи между ПДК веществ в водоемах и ДОК в пищевых продуктах при качественно однородной совокупности признаков.
Далее выявлялась корреляционная связь между ПДК веществ в воздухе производственной зоны и атмосферном воздухе. В последнее время рядом авторов (А. О. Лойт, Е. И. Спыну и др.) предложены формулы для пересчета ПДК в воздухе рабочей зоны в аналогичные нормативы в атмосферном воздухе. Однако, несмотря на то что эти формулы обеспечивают в зна-чительком проценте случаев удовлетворительное совпадение расчетных нормативов с экспериментально установленными, наиболее тесной корреляции следует ожидать при сопоставлении ПДК в разных средах с учетом химической структуры веществ. Исходя из этого, мы сопоставили ПДК в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе для гомологических рядов алифатических спиртов, жирных кислот, альдегидов и кетонов. Наибольшее совпадение этих нормативов для этих 4 рядов алифатических веществ получено с помощью формулы А. О. Лойта. В то же время сопоставление ПДК в разных средах и сравнение этих величин с нормативами для веществ соседних в гомологическом ряду позволили установить необходимость пересмотра ПДК метанола и проверки аналогических нормативов формальдегида и ацетальдегида в атмосферном воздухе.
До сих пор нет расчетных методов, позволяющих получить ориентировочную среднесуточную ПДК вещества в атмосферном воздухе, при уело-
1 Степень поглощения по А.тах в УФ-области в растворителе гептоле.
вии, что содержание его не нормировано в воздухе рабочей зоны. В данном случае мы рекомендуем установить ориентировочную ПДК вещества в атмосфере на основе острого эксперимента с ингаляционным или пероральным введением (по ЬС50или ЬО50для мышей). Среднесуточная ПДК в атмосферном воздухе при этом может быть определена по формулам: 1б ПДК (в мг/м») = -2,00 + 0,86. I (1,3 ЬС50) или ^ ПДК (в мг/м3) = —2,00 + 0,86. I ^ (0,01 ЬО50).
ЬС50 выражена в миллиграммах на 1 л, а ЬО50 — в миллиграммах на 1 кг веса тела белой мыши. Эти формулы основаны на совмещении формулы А. О. Лойта с формулами, предложенными Е. И. Люблиной и А. А. Голубевым.
Поскольку математический расчетный метод позволяет получить лишь ориентировочные ПДК и ДОК, мы большое внимание уделили постановке токсикологического эксперимента с целью разработки методических подходов к изучению закономерностей биологического действия веществ по углубленной комплексной схеме исследования. Она включает выработку единых методических приемов для оценки биологического действия химических веществ с тем, чтобы получить возможность их нормирования в пищевых продуктах и использования полученных данных в отношении других объектов внешней среды, выявление особенностей действия одних и тех же веществ при пероральном и ингаляционном пути поступления в организм, определение зависимости токсичности веществ от экспозиции в условиях одинакового пути поступления.
Эксперименты проводились нами с одними и теми же веществами, вводимыми разными путями, с подбором единых патогенетически значимых и наиболее чувствительных специфических тестов и функциональных нагрузок. Изучение ингаляционного и перорального действия некоторых пестицидов и неэлектролитов в условиях хронического опыта на уровне пороговых количеств выявило изменения в одних и тех же органах и системах животных, независимо от пути поступления яда. Так, цирам и цинеб вызывали изменения центральной нервной системы, морфологического состава крови, активности ряда ферментгв и генеративной функции. Это указывает на единый механизм действия названных пестицидов, в основе которого лежат нарушения окислительно-восстановительных процессов. Такая же закономерность выявлена при изучении развития интоксикации химическими веществами типа электролитов. Однако сроки наступления патологических изменений полностью не совпадали. При ингаляционном пути введения большинства веществ ответные реакции наступали раньше, чем при пероральном. Разумеется, все сказанное не может быть отнесено к веществам, обладающим раздражающим действием.
Как известно, токсичность химических соединений зависит не только от путей введения, но и от экспозиции воздействия ядов. Согласно методическим указаниям, сроки проведения эксперимента для гигиенического нормирования пестицидов в пищевых продуктах, а также при установлении допустимых количеств перехода токсических веществ из пластмасс в модельные среды установлены в пределах 10—12 месяцев; при нормировании веществ, в том числе тех же пестицидов, в водоемах эксперимент проводится в течение 6—7 месяцев.
В связи с этим было изучено действие одних и тех же веществ (формальдегида и др.) при пероральном введении в пороговых количествах в одной серии опытов при экспозиции 6 месяцев, в другой — при экспозиции 12 месяцев. Нарушения высшей нервной деятельности, биохимических и других показателей наблюдались на 3—5-м месяце, а затем на 11 — 12-м месяце опыта. В промежутке между этими периодами видимых изменений в организме животных не имелось. Таким образом, обнаружены 2 фазы проявления патологического действия вещества с периодом видимой нормализации между ними.
Для того чтобы установить, является ли эта видимая нормализация стадией компенсации патологического процесса или организм уже справился с интоксикацией, мы провели опыты с применением различных функциональных нагрузок. При изучении неэлектролитов (формальдегида и др.) и некоторых пестицидов дана сравнительная оценка ряда интегральных и специфических функциональных нагрузок (статическая работоспособность, холодовая проба, ано-дизация головного мозга). Опыты показали, что даже при незначительных проявлениях интоксикации все примененные нагрузки изменяют в ту или иную сторону функции организма.
Что касается стадии видимой нормализации, то только специфические функциональные нагрузки выявляют скрытое действие яда. Например, для веществ наркотического действия (некоторые неэлектролиты, растворители и спирты, формальдегид и т. д.), а также для ряда пестицидов такой специфической функциональной пробой оказалась анодизация головного мозга. Спиртовая проба как специфическая нагрузка на центральную нервную систему также выявила изменения, но в более слабой степени. Скрытое действие некоторых ядохимикатов и других ядовитых веществ, выявленное с помощью анодиза-ции головного мозга, показано в таблице. Как видно, полученные нами по окончании 12-месячного эксперимента пороговые дозы оказались такими же, как и после анодизации головного мозга в 1-й, а также 7-й и 8-й месяцы опыта, когда никаких проявлений интоксикации не наблюдалось.
Таким образом, применение функциональных проб позволяет сократить срок проведения длительного хронического комплексного эксперимента при гигиеническом нормировании.
Выводы
1. Перспективным методическим направлением интегрального подхода к гигиеническому нормированию является прогнозирование безвредного уровня химических соединений в различных объектах внешней среды при сочетании математического ?.юделирования и углубленного изучения закономерностей биологического действия токсических веществ.
2. При математическом моделировании для выявления корреляционных связей между определяющими признаками и зависящими следует учитывать агрегатное состояние и природу химических соединений, физико-химические константы, отражающие не только межмолекулярные, но и внутримолекулярные связи при обязательном учете токсикологических показателей, в частности пороговых концентраций.
2 Гнгнена и санитария № 5
2 л
о 5 о С
>> т
2
2
>>
« о.
о т о. о
О £
= 2
н о
и 5 о
- = 3 Я
I £
Я «ч Э- =
ш я
>>
X
о <
в
я
о
2
СО
л я ед о.* Э ё-й-о.
4) О. Ж 3 О ц « -
су к
3 ^зёё
е{ (- _
О
3 о с п
С 5 ч с с с
8 о
— 1С о о
я я в я я «
п п п п п 2
О О о С О О
С* Ч Ч ЕС Ч
о: к к к к к
я я я я я я
со ее со со со со
о о о о о о
1_ [_ и и Ь- и.
о о о о о о
о. с. о. о. о. о.
о о о о ОС
ссс=пс
4>
53 й>
41 Н
ч
со к 3 со
А А А А
а «
4 56
§о а
А А А А
3 ВО
— о с 1ЛО1Л - - < -г о о ■
3 н
х " а. о ; чг
О 1_ О
о ч 24
* О. X с*>Х
!ох ¿з
Ч V 5 И с х с-5 0
о О. с« 2 7. с;
X О X (-■ =
х о 4> о р
^хгз-ей
зз
3. Установление некоторых коррелятивных связей между ПДК в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе позволяет прогнозировать ПДК вредных веществ и в ряде случаев определить ориентировочные нормативы, подлежащие в дальнейшем уточнению.
4. Для определения в атмосферном воздухе ориентировочной ПДК веществ, содержание которых в других средах еще не нормировано, могут быть использованы формулы с учетом данных острого токсического эффекта (LK5o и LD50).
5. При выборе функциональных нагрузок следует учитывать фазы интоксикации. В период видимой нормализации целесообразно применять, специфические функциональные нагрузки, выявляющие скрытое действие яда. Это позволяет ставить вопрос о сокращении сроков проводимого экс пе римента (за исключением веществ, обладающих специфическим действи ем в том числе канцерогенным, мутагенным и др.).
ЛИТЕРАТУРА. ЗаеваГ. Н., Каган Ю. С. В кн.: Методы определения токсичности и опасности химических веществ. М., 1970, с. 37.—Лойт А. О.,. Кочанов M. М. Гиг. труда, 1971, № 5, с. 15. — Люблина Е. И., Голубе в А. А. В кн.: Материалы научной сессии Ленинградск. ин-та гигиены труда и профзаболеваний. Л., 1961, с. 44.—Спыну Е. И. В кн.: Гигиена применения, токсикология пестицидов и клиника отравлений. Киев, 1968, в. 6, с. 103.
Поступила 27/XII 1972 г.
CERTAIN PROBLEMS OF INTERGRATION OF METHODS IN HYGIENIC STANDARDIZATION OF ENVIRONMENTAL FACTORS
A. P. Shitskova, 0. N. Elizarova, S. Af. Pavlenko, Yu. L. Egorov, S. /. Plitman, R. A. Ryazanova, V. V. Nosikova
On the basis of investigation results obtained the authors show that the most perspective-methodical trend in the integral solution of the problem of hygienic standardization is the prognosis of inefficient levels of chemical noxious compounds in various objects of environment simultaneously with the mathematical modelling and thorough study of the regularity of biological action of toxic substances.
УДК 371.т
Канд. мед. наук H. H. Куинджи
НОРМИРОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПИСЬМА С УЧЕТОМ МЕХАНИЗМА УТОМЛЕНИЯ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ
Институт гигиены детей и подростков Министерства здравоохранения СССР, Москва
Психологи, занимающиеся обучением письму, в качестве главною нагрузки при нем выделяют психическую (А. Д. Лурия; Л. С. Выготский; Е. В. Гурьянов). Физиологи и гигиенисты основные трудности при> обучении письму связывают с чрезмерной нагрузкой на двигательный анализатор. Так, Н. В. Зак писал, что физиологически акт письма слагается из движений пальцев руки и глаз, а также из «потребного для этого удобного положения всего туловища».
Неравнозначность нагрузки на мышцы правой и левой половин туловища при относительно неподвижной позе делает акт письма не только-утомительным для мышц руки и туловища, но, по мнению гигиенистов и ортопедов, вредным фактором внешней среды, способствующим формированию неправильной осанки (А. А. Холина и др.; Н. В. Головинская; H. Н. Куинджи, и др.). Исходя из сказанного, мы поставили перед собой задачу определить механизм утомления младших школьников при письме, т. е. выявить наиболее чувствительные системы организма и на основе оптимальной работоспособности этих систем нормировать длительность, непрерывного письма для учащихся начальной школы.
С позиции физиологии труда взрослого организма письмо следует отнести к малым физическим нагрузкам. Влияние же письма на организм.
