Научная статья на тему 'Новые данные по вопросу о задержке аэрозолей при дыхании'

Новые данные по вопросу о задержке аэрозолей при дыхании Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
18
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Новые данные по вопросу о задержке аэрозолей при дыхании»

По количеству кишечных палочек за весь период наблюдений видно также, что наши пункты наблюдений ¡могут быть расположены в следующем порядке по степени убывания показателя загрязнения воды: у парохода (6 745), у северного берега (4 780), в заливе села Осташ-ково (1 200), у южного берега (333) и на середине водохранилища (253).

Таким образом, проведенные в 1946 г. наблюдения над влиянием населенных пунктов на санитарный режим водохранилища позволяют сделать следующие выводы.

1. Сезонный пловучий дом отдыха, располагавшийся в заливе на северном берегу между селом Осташкове и деревней Сорокино, существенно влиял на загрязнение этого залива и прибрежной полосы. Наибольшее возрастание числа бактерий было в 10,5 раза и числа кишечных палочек (выраженного в виде коли-индекса) — в 26 раз по сравнению с пунктом на середине водохранилища.

2. Гигиенические мероприятия, проводимые домом отдыха, не могут полностью устранить это загрязняющее влияние, поскольку отдыхающие проводят значительное время в ближайших окрестностях, на берегу и на воде. Об этом говорят наблюдения над пунктом, где был расположен пляж, использовавшийся отдыхающими.

3. Заметное загрязнение отмечается и на южном берегу водохрани-лища, охотно посещаемом экскурсантами из Москвы, в особенности в

С дни отдыха.

4. Залив у села Осташково загрязняется заметно меньше, чем залив в месте расположения сезонного дома отдыха.

5. В настоящее время влияние обследованных источников загрязнения водохранилища следует признать стравнительно небольшим, поскольку оно не распространяется далеко (например, до его середины).

6. О скорости ликвидации внесенного загрязнения можно судить по тому, что в заливе, где была стоянка парохода и баржи, через две недели после их ухода санитарно-бактериологические показатели были такие же, как и на середине водохранилища.

И. И. ЛИВШИЦ, Е. Т. ЛЫХИНА и Г. Г. ЭРЕНБУРГ

Новые данные по вопросу о задержке аэрозолей при дыхании

Из отдела гигиены труда (лаборатория аэрозолей) Ленинградского института гигиены

труда и профзаболеваний

В настоящей статье освещаются результаты некоторых исследований: а) по изучению задержки аэрозолей конденсации, б) по изучению задержки аэрозолей дезинтеграции, в) по выяснению зависимости задержки аэрозолей при дыхании от электрического заряда частиц.

Задержка при дыхании аэрозолей конденсации

Задержка при дыхании аэрозолей конденсации паров металлов изучалось на дымах окиси цинка и окиси кадмия.

Для генерации дымов окиси кадмия и окиси цинка применялась тигельная электропечь с максимальной температурой нагрева 900°. Соответствующая навеска металла загружалась непосредственно в печь.

Опыты проводились при концентрациях: для дыма окиси кадмия от 65 000 до 400 000 частиц в 1 см3, а для дыма окиси цинка от 40 000 до 360 000 частиц в 1 см3. Всего было проведено с 5 испытуемыми 139 опытов; по дыму окиси кадмия — 59, а по окиси цинка — 80.

з г»^ттлшАльнАя ) МЕДИЦИНА. БИБЛИОТЕКА / К.шистврс?!;* ?,щ;а!1дахран»йня /

Результаты всех опытов представлены на рис. 1. В большинстве опытов степень задержки составляла от 45 до 90%. Можно отметить более высокую степень задержки частиц дыма окиси цинка. В табл. 1 даны максимальные, минимальные и средние величины задержки для отдельных испытуемых по обоим дымам.

юо 90

£

$ 80 %

^ 70 %

Ч 60

«I * ¡0

30

го

о о -о г 1 о ос )

°в 1 о_ о э ° л о с •> о -1 в

о* 8. Т* окр ° 8« > -1

о в А о>2_ )<О*0 [о о?о ио— • 1 )

• У о и - О 1 1

• ♦о • 9 о • •о

• • « в о • Дым сао о ■■ гпо

0.2

о,в

о

'.1 '.я 2,2 г,е з.о 3.4

Ча с /го частиц дыма в Г см3 /*/О5

3,8

4. г

Рис. 1. Задержка дыыов окиси кадмия и окиси цинка при дыхании

Таблица 1. Степень задержки при дыхании дымов окиси кадмия

и окиси цинка

Окись кадмия Окись цинка

Испытуе-

максималь- минималь- максималь- минималь-

мый средняя средняя

ная ная ная ная

A. Б. B. Г. Д. 83,1 84.4 84,6 73.5 47,6 62.5 52.6 32,0 64 75 74 49 90,9 92.3 93,0 94.4 44.4 45.5 74,3 41,7 69 72 83 71

Из табл. 1 видно, что для 4 из 5 испытуемых средний процент задержки по обоим дымам был выше 60 и только у одной испытуемой по окиси кадмия он равнялся 49. Степень задержки у испытуемых колебалась в широких пределах. Более высокую степень задержки дыма окиси цинка по сравнению с дымом окиси кадмия можно было бы объяснить разной дисперсностью и неодинаковым процентом заряженных частиц у обоих дымов. Пока нет данных для сравнения дисперсности частиц окиси кадмия и окиси цинка. Микрофотограммы этих двух дымов, полученные на электронном микроскопе и представленные на рис. 2 и 3, не выясняют различий в дисперсности их частиц. Как видно будет из дальнейшего изложения полученных в нашей лаборатории данных, задерживаются главным образом заряженные частицы, и поэтому величина процента заряженных частиц во вдыхаемом аэрозоле должна играть определенную роль для задержки его в органах дыхания. Но и в этом вопросе пока нет данных для сравнения величины процентов заряженных частиц в изучавшихся дымах.

Изложенные выше опыты подтвердили, таким образом, что установленная в прежних работах лаборатории высокая степень задержки при дыхании аэрозолей конденсации (махорки, каменного угля и окиси магния) справедлива также для дымов окиси кадмия и окиси цинка (во

всяком случае для большинства испытуемых), и притом для окиси цинка она несколько выше, чем для окиси кадмия. Действие поступающего в организм при дыхании аэрозоля не определяется одним фактом за-

Рис. 2. Дым окиси кадмия при увеличении в 15С00 раз (на электронном микроскопе)

Рис. 3. Дым окиси цинка при увеличении в 22 00Э раз (на электронном микроскопе)

держки его, а зависит в большой степени также от глубины его проникновения в органы дыхания. Поэтому была исследована роль носовых путей при задержке аэрозолей. Двое из испытуемых дышали то носом, то ртом через каждые 40 отсчетов. Таким образом, в одной части опытов проверялась задержка дыма при дыхании носом, а во втором — прш

Таблица 2. Степень задержки дымов при разных типах дыхания

% задержки дыма |

Испытуе- окиси кадмия окиси цинка

мый носовое дыхание ротовое дыхание носовое дыхание ротовое дыхание

А. 76,3 79,8 77,0 71,5

Б. 65,0 62,3 78,9 75,3

дыхании ртом. Опыты проводились при следующих концентрациях: для дыма окиси кадмия—от 130 000 до 485 000 частиц в 1 см3, а для окиси цинка — от 145 000 до 300 000 частиц в 1 см3. Всего было проведено 68 опытов (табл. 2).

Для окиси кадмия не обнаружено определенной зависимости степени задержки от типа дыхания; для окиси цинка степень задержки при носовом дыхании больше на 3,5—5,5%!, чем при дыхании ртом.

Эти опыты подтвердили высказанное уже ранее по поводу других аэрозолей конденсации мнение о том, что носовые пути вряд ли служат защитным фильтром, а если и выполняют защитную функцию для отдельных видов дыма, то в очень малой степени. Следовательно, задержка дымов окиси кадмия и окиси цинка, как и других аэрозолей конденсации, происходит главным образом в более глубоких частях дыхательных путей.

Задержка при дыхании аэрозолей дезинтеграции

Объектом изучения была пыль кварца и алюминиевая пудра, из которых первая, как известно, играет особую роль в этиологии силикоза,

а вторая привлекает к себе внимание как одно из средств предупреждения силикоза.

Для определения задержки микроскопических частиц кварца и алюминиевой пудры в камере создавалась концентрация около 3 500 частиц в 1 см*. Общий процент задержки микроскопических частиц кварца и алюминиевой пудры оказался в среднем почти одинаковым (48 и 47%) (рис. 4).

Существенные различия обнаруживаются в степени задержки различных фракций аэрозоля этих металлов: при вдыхании кварца в наименьшем проценте задерживаются частицы размером 0,3—1 у-, а с увеличением размера частиц увеличивается и процент задержки; при вдыхании же алюминиевой пудры частицы фракций 0,3—1 ^ задерживаются по сравнению с кварцем этой же фракции в значительно большем проценте и больше, чем частицы следующей по величине фракции—1— Зц—алюминиевой пудры (рис. 5).

Сравнение задержки субмикроскопических частиц кварца и алюминия производилось при средней концентрации 45 000—50 000 ч/см3. Задержка субмикроскопических частиц алюминия оказалась равной в среднем 62%, кварца — 46% (рис. 6).

____жвари заЗздв

Ильич"

___Алюминиевая

пудра

Смесь: кОвриМЪ алюминий Ш'Л

С/м 0.3-1^ частицы4-

3-5/1

Диаметр /н - части и

¡-¡О.и Общая задержка ' м- частиц

Рис.4. Сравнительная задержка при дыхании пылевых частиц разного диаметра

20 г

Сравнение процента задержки субмикроскопических и микроскопических частиц обоих материалов показало:

1) субмикроскопические частицы кварца задерживались на 13°/о больше самых мелких микроскопических частиц его (фракции 0,3—1 р)

V

■»'

4

л

щ

Рис. 5. Алюминиевая пудра при увеличении в 21 000 раз (на электронном

микроскопе)

2) субмикроскопические частицы алюминиевой пудры задерживались на 9°/п больше, чем частицы фракции 0,3—1 р- этого материала и на 16% больше субмикроскопических частиц кварца.

Количество микроскопических (фракции 0,3—1 [*) и субмикроскопических частиц при ряде производственных процессов является преобла-

I».

Рис. 6. Пмль каолина при увеличении в 26 000 раз (на электронном микроскопе)

дающим во всей взвешенной в воздухе пыли. Поэтому установление факта высокой степени задержки их приобретает большое значение.

Исследовалась также задержка смешанной пыли кварца и алюминиевой пудры: 90 весовых частей кварца и 10 весовых частей алюминия тщательно перемешивались и подавались в камеру обычным спо-

собом. В камере создавалась концентрация порядка 3 500 ч/см3, такая же, как при опытах с кварцем и алюминиевой пудрой отдельно.

Степень задержки отдельных фракций микроскопических частиц смеси кварца и алюминиевой пудры в общем такая же, какая наблюдалась в опытах с чистой алюминиевой пудрой, тогда как общий процент.-задержки микроскопических частиц смеси немного ниже общего процента задержки кварца и алюминия.

Таким образом, добавление к кварцу 10°/о| алюминиевой пудры существенно изменило характер его задержки. Этот факт представляет интерес потому, что наглядно иллюстрирует возможность изменения «поведения» кварца при вдыхании его с другими материалами, сопутствующими ему ¡в производственных условиях.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Была сделана также попытка выяснить зависимость задержки пыли от концентрации ее во вдыхаемом воздухе. До сих пор этому вопросу уделялось мало внимания.

При концентрации во вдыхаемом воздухе субмикроскопических частиц алюминиевой пудры, разной 50 ООО ч/см3, задержка в среднем достигала 57%, а при концентрации, в три раза большей (150 ООО ч/см3), задержка у тех же испытуемых увеличивалась в среднем до 72%.

То же самое наблюдалось и в отношении микроскопических частиц алюминиевой пудры. Как видно из табл. 3, с увеличением концентрации пыли во вдыхаемом воздухе примерно в три раза степень задержки увеличивалась у отдельных испытуемых на 18—46% (табл. 3).

Таблица 3. Задержка микроскопических частиц алюминиевой пудры при разных концентрациях (средние данные)

Испытуемый Количество частиц из 1 см3

поступило в легкие при вдохе задержалось в легких

абс. /о

А. , 3 368—11 199 1 642—7 453 48,2—6^,5

Б. , 1 779—5 602 674-4 689 37,8-83,7

В. 3411—11 157 1 536-7 348 45,0—65,7

Таким образом, с увеличением концентрации частиц пыли во вдыхаемом воздухе степень задержки возрастает.

Влияние электрозаряженности частиц аэрозоля на степень задержки его при дыхании

Механические процессы обработки твердых веществ (дробление, обточка, зачистка и т. п.) приводят к образованию на частицах больших трибоэлектрических зарядов (зарядов трения). По предложению физика Л. С. Боришанского был разработан прибор для определения числа заряженных частиц в изучаемом аэрозоле.

Прибор основан на принципе оседания заряженных частиц в поле цилиндрического конденсатора. Незаряженные частицы, на которые электрическое поле не действует, не осядут и выйдут из конденсатора без изменения Для частиц определенного размера существует соответствующий потенциал насыщения, при котором все заряженные частицы осядут на обкладках конденсатора. Прибор представляет собой обыкновенный счетчик Оуэнса I, в котором увлажнительная трубка превращена в цилиндрический конденсатор путем вмонтирования в нее металлического стержня, служащего внутренней обкладкой конденсатора. К ней и подводится напряжение от сети. Сама трубка служит внешней обкладкой и заземляется (рис. 7).

С помощью этого прибора проводилось определение степени задержки электро-варяженных частиц аэрозолей при дыхании.

Выдыхаемый испытуемыми воздух направляется в кювету ультрамикроскопа, где I производится подсчет субмикроскопических частиц, а для анализа микроскопиче-

ских частиц пробы отбирались счетчиком Оуэне а I и полученные препараты яод-вергались последующему микроскопированию в проходящем свете при увеличении 1 080Х для подсчета общего числа частиц и различных фракций. Количество частиц в выдыхаемом воздухе, выраженное в процентах к количеству частиц во вдыхаемом воздухе, представляет собой величину задержки в организме.

Предварительно было проведено определение процента заряженных частиц в воздухе производственных помещений. Объектами обследования были выбраны токар- /I полюсу оатирви ные цехи фарфоровых за-

водов им. Ломоносова и / с "ХЦ!*

«Пролетарий», а также дробильный цех абразивного завода «Ильич».

Пыль в этих цехах относится к аэрозолям дезинтеграции, и при производственных процессах в этих • к земле цехах (обточка, зачистка, Рис. 7. Схема конденсатора прибора для опре-

шлифовка, дробление) мож- деления процента заряженных частиц аэрозоля.

г ' , А — внешняя обкладка конденсатора; В — внутренняя об-

НС ожидать появления триоо- кладка; С — увлажнительная бумажка; Е— клемма; Я—кон-

электрических зарядов. Эти денсатор

предположения оказались правильными. В указанных цехах был обнаружен большой процент заряженных частиц, изменявшийся в зависимости от характера производственного процесса.

Приведенные в табл. 4 результаты подтверждают теоретические данные о наличии большого процента заряженных пылевых частиц при трибоэлектрической зарядке.

Таблица 4. Процент заряженных частиц пыли при различных производственных процессах

Наименование предприятия и цеха Место взятия пробы Общее число частиц в 1 см» Число частиц, прошедших конденсатор (незаряженных) Число заряженных частиц % заряженных частиц

Завод »Ильич* У грохотов ...... 556 117 439 78,9

Дробильный цех В помещении..... 1 106 249 857 77,5

Завод им. Ло- У обточки чаш .... 2 Г36 875 1 261 59,0

моносова У вертикального станка 2488 1 482 1 006 40,4

Токарный цех У обточки мелких дета-

лей ......... 2 793 1 874 919 32,9

В помещении..... 1 747 746 1 001 57,3

Завод .Пролета-

рий"

Токарный цех У обточки мелких дета-

лей ......... 882 482 400 45,4

Как видно из табл. 4, наибольший процент заряженной пыли (78,9) обнаружен на абразивном заводе «Ильич» при дроблении и грохочении карборунда. На заводе «Пролетарий» при обточке мелких фарфоровых деталей процент заряженных частиц равен 45,4. Данные по Фарфоровому заводу им. Ломоносова показывают, что на процентное содержание заряженных частиц пыли в воздухе сильно влияет характер производственного процесса. Так, при обточке больших чаш процент заряженных частиц равен 59, при шлифовке средних чаш на вертикальных стан-•ках —40,4, а при ручной обточке мелких деталей 32,9.

Наличие большого процента заряженных частиц в производственной пыли подтвердило правильность постановки задачи изучения задержки заряженной пыли при дыхании.

Экспериментальные исследования проводились с пылью ¡маршали-та, полученной с завода «Ильич», медицинской алюминиевой пудрой, вырабатывемой опытным заводом ВАМИ, и пылью каолина.

Дисперсность и форма частиц алюминиевой пудры и каолина, применявшихся в экспериментах, видны на микрофотограммах (рис. 5 и 6), полученных на электронном микроскопе.

Для алюминиевой пыли распределение по фракциям было следующее: фракция <С 1 ц = 69 %, 1—3р. = 27,3%, 3 — 5^ = 3,7%. Для пыли маршалита: фракция < 1 ^ = 85,9%, 1 — 3 ^ = 13,6 %, 3 — 5 ц = 0,5%.

Эксперимент заключался в том, что прибором дважды отбирались пробы вдыхаемого и выдыхаемого воздуха: один раз при отсутствии напряжения на конденсаторе и второй раз при напряжении на конденсаторе, равном 400 V.

Микроскопическая обработка препаратов давала возможность судить о процентном содержании заряженных частиц во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе, а имея эти данные, можно легко рассчитать и содержание заряженных частиц в задержанной пыли.

При обработке результатов исследуемая среда рассматривалась как состоящая из двух составляющих — заряженных и незаряженных частиц. Величина процента задержки при дыхании определялась как от общего числа частиц, так и от каждой частицы в отдельности. Всего было обработано 350 препаратов.

При обработке полученных результатов опытов со всеми тремя видами пыли (маршалита, алюминиевой пудры и каолина) было обнаружено, что заряженная пыль задерживается при дыхании в значительно большей степени, чем пыль незаряженная. Это наблюдалось для всех исследованных пылей и у всех испытуемых.

Средние из всех опытов для маршалита и алюминия приведены в табл. 5 и 6.

Таблица 5. Пыль маршалита

Испытуемые * Общее число частиц—/70 Число незаряженных частиц—П! Число заряженных частиц - По /7а-100 По в %

м. Вдох........... 1 347 455 892 66

Выдох.......... 634 407 227 35,8

Задержка ......... 713 48 665 93

°/о задержки....... 52,9 10,5 74,6 .

и. Вдох........... Выдох .......... Задержка ........ °/о задержки....... 616 362 254 41.4 330 277 53 16,0 ■ 286 85 201 70,0 47 23 80

Наиболее интересные данные получены для пыли маршалита (табл. 5). У испытуемой М., при общем проценте задержки 52,9, из незаряженных частиц задерживалось 10,5%, а из заряженных — 74,6.%. Из общего числа задержанных частиц пыли 93% являются заряженными. У испытуемой И. при общем проценте задержки 41,4 из незаряженной пыли задержалось 16%, а из заряженной — 70%. Процент заряженных частиц в задержанной пыли — 80.

Таблица б. Пыль алюминиевой пудры

Испытуемая М. Общее число частиц — По Число незаряженных частиц— пх Число заряженных частиц — п2 100 По в %

Концентрация — Вдох......... 15 198 4 273 10 925 72

15 01,0 ч/см3 Выдох......... 6 589 2 £65 3 724 57

Задержка....... 8 609 1 408 7 201 84

% задержки...... 56,6 32,9 66,0 -

Концентрация — 1 000 ч/см3 Вдох......... Выдох ......... Задержка ....... % задержки...... 1 012 526 4^6 48,0 400 314 86 22,0 612 2 2 400 65,8 61 40 82

Для пыли алюминиевой пудры данные представлены для одной и той же испытуемой М., но при различных концентрациях— 15 000 и 1 ООО ч/см3. При общем проценте задержки соответственно 56,6 и 48 процент задержки незаряженных частиц равен соответственно 32,9 и 22, а процент задержки заряженных частиц — 66 и 65,8. Процент заряженных частиц в задержанной пыли — 84 и 82.

Такие же данные получены и для пыли каолина.

При анализе данных о задержке заряженной пыли по дисперсности оказалось, что самые мелкие фракции — <1 и 1—3 р-, а особенно фракция < 1 р задерживаются преимущественно из заряженной пыли.

Таким образом, данные, полученные в этой работе, обнаружили большую роль заряженных частиц в задержке пыли при дыхании.

М. С. БЫХОВСКАЯ

Определение тетраэтилсвинца в органических субстратах

Из Института гигиены труда и профзаболеваний Академии медицинских наук СССР

Вопрос о судьбе тетраэтилсвинца в организме изучен мало.

По литературным данным, тетраэтилсвинец быстро разлагается в организме, но не освещен вопрос, каким изменениям он при этом подвергается.

По определению тетраэтилсвинца в органических субстратах в литературе имеется лишь несколько работ. Сущность метода определения сводится к тому, что тетраэтилсвинец перегоняется из объектов с водяным паром; выделенный таким образом тетраэтилсвинец разрушается концентрированной соляной кислотой или насыщенным раствором бромной воды, и далее производится определение иона свинца.

При разработке метода определения тетраэтилсвинца в органических субстратах нами были испытаны следующие способы извлечения его из объектов: перегонка с водяным паром, извлечение растворителями и выдувание током воздуха с последующим поглощением в соответствующий реагент. Наряду с этим, были установлены оптимальные условия последующего определения выделенного тетраэтилсвинца.

Опыты производились с кровью, спинномозговой жидкостью, мозгом и печенью, к которым добавлялись определенные количества спиртово-

4 Гигиена и санитария, № 10

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.