CC BY
6
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 б-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.
В первую серию опытов, продолжавшихся более 200 дней, было изято 15 кроликов, получавших Сг6 в дозах 1, 3, 5 и 7 мг на 1 кг веса животных, и 5 кроликов, которые служили контролем. Во второй серии опытов под наблюдением находилось 4 собаки, получавшие Сг6 в дозах 0,01, 0,1, 1 и 5 мг/кг. Третья серия опытов была поставлена с кроликами, причем 4 из них давали хром в дозе 0,1 мг/кг, столько же животных служило контролем.
Во время хронического эксперимента вели систематические наблюдения за общим состоянием и функциональными изменениями в организме: учитывали показатели состава крови, общего уровня окислительных процессов, а в третьей серии опытов изучали дополнительно состояние гликогенообразовательной функции печени.
У кроликов, получавших 7 мг/кг, и у собаки, получавшей 5 мг/кг Сг6, были найдены сдвиги в лейкоцитарной формуле в сторону увеличения юных форм лейкоцитов, что может рассматриваться как признак раздражения кровотворных органов. Кроме того, у собаки было отмечено повышение общего уровня количества лейкоцитов. У кроликов и собак, получавших меньшие дозы хрома, изменений в составе крови обнаружено не было. Что касается нарушений общего уровня окислительных процессов, то оно наблюдалось в значительной мере у собаки, получавшей наивысшую дозу Сг® — 5 мг/кгг в меньшей степени — у собаки, получавшей 1 мг/кг, и вовсе не наблюдалось у собак, получавших 0,01 и 0,1 мг/кг Сг®. Патогистологическое исследование органов не обнаружило изменений, которые указывали бы на дистрофические процессы в органах подопытных животных. Тщательное исследование коры головного мозга показало отсутствие дистрофий, распада, а также тигролиза у всех подопытных животных при испытанных дозах Сг®.
За последнее время в литературе появилось несколько работ зарубежных авторов, также касающихся токсичности Сг® при введении его животным через рот. В Мичиганском университете Деккером, Хоппер-том, Байрамом и др. (Decker, Hoppert, Byerrum) в 1956—1960 гг. было проведено изучение действия Сг® на белых крысах и собаках. При этом испытывали концентрации Сг6 1, 5, 10, 15 и 25 мг на 1 л воды. Проводили наблюдение за общим состоянием и весом животных, составом крови и задержкой Сг® в организме подопытных животных. Полученные результаты показали, что примененными тестами в организме животных не было обнаружено изменений. Только у крыс, получавших воду с концентрацией Сг® 25 мг/л, обнаружено небольшое снижение гемоглобина. После 6-месячной затравки крысы были убиты и их органы подвергли патогистологическому исследованию, которое не выявило каких-либо изменений в органах подопытных животных.
В том же эксперименте авторы определяли содержание Сг® в тканях крыс, бывших в опыте. Было обнаружено значительное количество хрома в почках, печени и костной ткани крыс, потреблявших воду с концентрацией Сг6 15 и 25 мг/л. Ткани животных, потреблявших воду с концентрацией Сг® 10 мг/л и менее, содержали незначительное количество хрома или он вовсе не обнаруживался в них. Авторы пришли к выводу, что максимальная допустимая концентрация Сг® в воде должна находиться на уровне 5 мг/л.
Хотя авторами и была доказана слабо выраженная токсичность Сг®, они продолжили опыт на собаках и проводили наблюдения в течение 4 лет, продолжая давать им воду с указанными выше концентрациями Сг®.
В результате 4-летнего эксперимента на собаках авторами не было отмечено никаких отклонений в потреблении пищи, весе животных и их общем состоянии, не было также разницы между подопытными и контрольными животными в отношении состава крови.
К изложенному следует добавить, что Всемирной Организацией Здравоохранения в 1958 г. был издан Международный стандарт для питьевой воды. В стандарте отмечено, что предельная величина для Сг6 0,05 мг/л находится ниже возможной его токсичности и установлена, чтобы не допускать применения Сг6 в водоснабжении по техническим условиям эксплуатации водопроводной сети. Вельш и Томас (Welsh, Thomas, 1960) в статье, посвященной значению химических лимитов для стандартов питьевой воды, приводят данные о том, что возможное вредное влияние Сг® не так серьезно, как это раньше предполагали. Авторы приводят случаи, когда одна семья в течение 3 лет пила воду из колодца, загрязненную отходами, содержащими 1 мг/л Сг6. При клиническом обслед9вании членов семьи никаких отклонений от нормы обнаружено не было. В другом случае не обнаружены изменения в организме людей, которые потребляли воду с концентрациями 2,5— 3,5 мг/л Сг6. Авторы одновременно сообщают, что вода с концентрацией 10 мг/л Сг® при приеме в течение 15 дней вызывала тошноту.
Таким образом, исследования разных авторов показывают, что при пероральном поступлении малых доз Сг® в организм не обнаруживается его вредного действия.
На основании экспериментальных исследований Московского науч-но-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР и литературных данных Государственной санитарной инспекцией СССР была утверждена предельно допустимая концентрация Сг® для воды водоемов 0,1 мг/л. При этом лимитирующим признаком при установлении предельно допустимой концентрации был органолептический, а не токсикологический.
Однако наряду со всеми приведенными выше экспериментальными исследованиями имеется работа Я. М. Грушко, в которой приводятся данные о том, что Сг® при длительном поступлении в организм животных (кроликов) через желудочно-кишечный тракт уже при дозе 0,0002 мг на 1 кг веса животных, т. е. примерно 0,01 мг на 1 л воды вызывает в коре головного мозга подопытных животных значительные морфологические изменения, свидетельствующие о начинающейся белковой дистрофии.
В эксперименте этого автора на каждую дозу Сг® было взято по одному животному и одно животное было контрольным, а тестами для оценки степени влияния различных доз хрома служили лишь поведение животных, изменение их веса и патоморфологические изменения в органах и тканях. Из этого следует, что автором был поставлен эксперимент на совершенно недостаточном количестве животных и применено весьма ограниченное количество тестов. Эксперимент такого рода не отвечает требованиям надежности и не соответствует современному уровню постановки санитарно-токсикологических исследований, методика которых совершенствуется в направлении учета функциональных изменений в организме.
Я. М. Грушко считает, что Сг® по своей токсичности может быть приравнен к таким ядовитым веществам, как сулема и ртуть, хотя ни в одном из исследований других авторов Сг® не характеризуется высокой токсичностью для организма животных и ни одним из авторов не были отмечены изменения в центральной нервной системе.
Сомнительный характер экспериментальных данных, полученных Я. М. Грушко, послужил основанием для исследования, которое позволило бы новыми методами еще раз проверить токсическое действие малых доз Сг® на кору головного мозга подопытных животных.
Учитывая, что в случае морфологических изменений в коре головного мозга имеется основание ожидать и изменения в функциональном состоянии центральной нервной системы, был поставлен хронический санитарно-токсикологический опыт на белых крысах с применением
Таблица 1
Образование у крыс положительной условнорефлекторной связи на звонок и свет под влиянием Сг6
Условный рефлекс
Доза Cr*, мг/кг на звонок на свет
появился укрепился появился укрепился
Контрольные животные 4 16 3 21
» > 3 19 6 26
» » 2 27 4 17
» » 4 12 5 20
0,005 4 15 6 22
0,005 5 22 5 27
0,005 6 20 4 16
0,005 2 17 4 21
Таблица 2
Устойчивость положительных рефлексов на звонок и свет под влиянием Сгв
метода условных рефлексов и последующим патогистологическим исследованием органов и тканей животных и особенно мозга.
Метод условных рефлексов в настоящее время широко используется в гигиенических исследованиях и является одним из наиболее чувствительных тестов. Достаточно отметить, что предельно допустимые концентрации почти для всех веществ, которые лимитируются по токсикологическому признаку вредности, были установлены по данным, полученным методом условных рефлексов. Для изучения условных рефлексов у белых крыс мы использовали усовершенствованную камеру Л. И. Котляревского с автоматической регистрацией условнорефлекторной деятельности животных.
В настоящее время при изучении действия вредных веществ в целях скорейшего выявления первичных сдвигов в условнорефлекторной деятельности ряд исследователей успешно использовал методику изменения на фоне воздействия исследуемых веществ одного или двух положительных рефлексов или образования стереотипа
(Э. 3. Григорьев, А. А. Голубев, В. Г. Лаппо, Я- Г. Двоскин и др.). Исследования, проведенные этими авторами, показали, что процесс образования временных связей в коре головного мозга, наблюдаемый при этой методике, оказывается более чувствительным к воздействию токсических факторов, чем заранее выработанные и упроченные условные рефлексы. Эта методика выработки условных рефлексов была применена и в нашем эксперименте.
В опыте находилось две группы животных по 4 крысы в каждой. Животные первой группы подвергались воздействию Сг® в дозе 0,005 мг на 1 кг веса (0,1 мг на 1 л воды), т. е. проверяли принятую в настоящее время предельно допустимую концентрацию Сг6, животные второй группы служили контролем. Эксперимент продолжался б'/г месяцев. О влиянии Сг6 на процесс образования положительных условнорефлек-торных связей судили по скорости образования и укрепления рефлексов, а также по количеству правильных ответных реакций в течение опыта.
Анализ полученных данных показал, что положительные рефлексы на звонок и свет образовались и укрепились у контрольных животных и у крыс, получавших Сг6, примерно одинаково. В табл. 1 приводятся данные образования и укрепления положительных рефлексов на звонок и свет, из которых видно, что у контрольных крыс укрепление рефлекса па звонок произошло на 12—27-м сочетании, у крыс, получавших Сгв,
Выпадение рефлексов, %
Доза Сг«, мг/кг на звонок из 120 сочетаний на свет из 100 сочетаний
Контрольные животные > > > » 0,005* 0,005 0,005 0,005 0,0 1,2 1,6 0,6 0,0 1,2 2,4 0,0 4 5 7 4 4 5 6 3
на 15—22-м сочетании; на свет: у контрольной группы — на 17—26-м, у крыс, получавших Сг®,— на 16—27-м сочетании.
Дальнейшие наблюдения показали, что положительные рефлексы у крыс, получавших Сг®, оказались довольно прочными. Так, за 15 опытов (табл. 2) выпадение рефлексов на звонок из 120 сочетаний у контрольной группы крыс колебалось в пределах от 0 до 1,6%. а у крыс, получавших Сг®, — от 0 до 2,4%, на свет — у контрольной группы от 4—7% (из 100 сочетаний), у крыс, получавших Сг®, колебания отмечались в 3—5%.
Латентный период и величина рефлекса стабилизировались у животных обеих групп в одно и ;го же время — к концу первого месяца от начала опыта. Колебания латентного периода наблюдались у конт-^ рольной группы животных от 0,9 до
1,1 секунды, у крыс, получавших Сг®, от 0,76 до 1,1 секунды. В дальнейшем ходе эксперимента латентный период оставался идентичным у животных обеих групп. Увеличение латентного периода наблюдалось только в первук.
I .
^ ¿7/--^ ~4~ декаду, что объяснялось началом вы-
^ Декады работки стереотипа. Такое увеличение
отмечалось также у всех животных.
Состояние дифференцировочного тор- Отрицательный условный рефлекс
можения в коре головного мозга „ у ^ ^ ^ ^
крЫС был выработан без задержки у живот-
1 — контрольные животные: 2 — крысы, ных обеих групп. Закрепление диф-получавшне 0,005 мг/ке 6-валентного хрома. фереНЦИрОВКИ НЭСТуПИЛО У ЖИВОТНЫХ
контрольной группы на 27—68-м сочетании, а у группы крыс, получавших Сг®, — на 30—56-м сочетании. Растормаживание дифференцировки наблюдалось в очень незначительном проценте на протяжении всего опыта.
Некоторое увеличение частоты растормаживания у животных обеих групп наблюдалось в первые декады. Это можно также объяснить началом выработки стереотипа. На рисунке представлено состояние дифференцировочного торможения в коре головного мозга у крыс.
Что касается силовых взаимоотношений в коре головного мозга у крыс, получавших Сг®, то следует отметить, что у этих животных не наблюдалось заметного отличия от аналогичных показателей у контрольных крыс. Если рассматривать состояние силовых взаимоотношений в коре головного мозга не по отношению к контрольным животным, а сравнивать период формирования стереотипа с периодом окончания опыта, то и при этом нельзя отметить учащения случаев фазовых состояний, связанных с длительностью затравки.
Фазовые состояния в условнорефлекторной деятельности имели место у контрольных и подопытных животных. Из табл. 3 видно, что нарушения условнорефлекторной деятельности наблюдались в контрольной группе крыс в 2,1—4,4% случаев, у крыс, получавших Сг®,— в 2,1-4,2%.
Таким образом, проведенный нами эксперимент показал, что Сг6 в дозе 0,005 мг на 1 кг веса (от 0,1 мг на 1 л воды) не сказывает влияния на условнорефлекторную деятельность белых крыс ни по одному из показателей.
По окончании опыта животные были обезглавлены, а их органы и ткани подвергнуты патогистологическому исследованию. Основное количество препаратов было окрашено гематоксилином и эозином. Дополнительно для выявления внутриклеточного включения липоидов все паренхиматозные органы были окрашены Суданом III. Также были применены окраски на соединительную ткань пирофуксиновой смесью, на эластические волокна по Вейгерту, окраска толуидиновой смесью на
Таблица 3
Нарушение силовых взаимоотношений (в процентах) к общему числу опытов
Фаза Обший
Доза Cr', яг/кг Число опытов уравнительная парадоксальная процент нарушений
Контрольные животные > »
» > > >
0.005 0,005 0,005 0,005
45
47 45 45
48 50 45 47
4.4 2,1 0,0 2,1
2.05 0,0 2,1 4.2
0,0 0,0 2,1 2,2 2,05 4,0 0,0 0,0
4,4 2,1 2,1 4,2 4.2
4.0
2.1 4.2
Таблица 4
Результаты патогистологических исследований органов и тканей животных, подвергавшихся затравке Сгв
Продолжительно ть опыта, сутки
Cr«
доза. мг/*г
концентрация, яг/л
Вид жи- Количество
животных
вотного в опыте
Патогистологические изменения в органах
Данные Я. М. Грушко (исследования В. А. Донскова)
Патологических изменений в органах и тканях подопытных и контрольных животных не обнаружено В коре головного мозга обнаружены морфологические изменения, свидетельствующие о начинающейся белковой дистрофии Патогистологические изменения дистрофического характера обнаружены также в сердце, печени и почках Резко выраженные дистрофические изменения в коре головного мозга и во внутренних органах
Данные нашего первого эксперимента (исследования Е. В. Урановой)1
133—135 0,00002 0,001 Кролики 1
133—135 0,0002 0,01 > 1
133—135 0,002 0,1 1 > 1
204 0,0 0,2 Собака 1 Патологических изменений в органах и тканях, связанных с действием Сг*. обнаружено не было В коре головного мозга изменений также не найдено
204 0,1 2 Собака 1
410 Кролик 5 То же
204 1,0 20 Собака ] 1 »
210 Кролик 5
Данные нашего второго эксперимента (исследования С К. Лапина и В. Серова)1
195 0,005 0,1 Крыса 4 При исследовании органов и коры головного мозга (с использг ванием различных методик окраски препапатов) морфологических изменений обнаружено не было
1 Патегистологические исследования проводили на кафедре патологической анатомии
I Московского ордена Ленина медицинского института имени И. М. Сеченова.
кислые мукополисахариды. К препаратам мозговой ткани, помимо обычного окрашивания гематоксилином и эозином, было применено специальное для определения состояния структуры нервной клетки окрашивание по методу Ниссля тионином, а также импрегнация серебром на аргирофильную зернистость по Снесареву.
В табл. 4 представлены результаты патогистологических исследований органов в наших опытах и опытах Я. М. Грушко.
Таким образом, проведенный нами проверочный эксперимент показал, что Сг6 в дозе 0,005 мг/кг (0,1 мг/л) не вызывает нарушений в условнорефлекторной деятельности белых крыс ни по одному из показателей, а также патогистологических изменений в органах и тканях и в коре головного мозга.
Изложенное позволяет сделать вывод, что прежние и новые экспериментальные данные, полученные нами, как и данные других авторов, полностью отрицают достоверность результатов исследований Я. М. Грушко и подтверждают обоснованность предельно допустимой концентрации Сг6 на уровне утвержденной Государственной санитарной инспекцией СССР.
ЛИТЕРАТУРА
Голубев А. А. Труды научной сессии Ленинградск. ин-та гигиены труда и профзаболеваний, посвящ. итогам работы за 1956 г., 1958, стр. 231. — Григорьев Э. 3. Гиг. и сан., 1957, № 5, стр. 86. — Грушко Я. М. Материалы к вопросу о гигиеническом нормировании предельно допустимой концентрации шестивалентного хрома в водоемах. Автореф. Дисс. докт. Казань, 1954. — Двоскин Я. Г. Учен, записки Ин-та санитарии и гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана. М., 1960, № 3, стр. 25. — 3 а-б л о ц к i й П. Руководство по изучению и лечению сифилитических болезней. СПб., 1857. — Л а п п о В. Г. Учен, записки Ин-та санитарии и гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана. М., 1960, № 3, стр. 32,—П е л и к а н Е. Воен.-мед. журн., 1854, ч. 63, № 2, стр. 27,— Файдыш Е. В. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1954, в. 2, стр. 93. — В г а г d D., Toxicologie du chrome. Paris, 1935. — Byerrum R. U., Anwar R. A., Hopper t C. A., J. Am. Water Works Ass., 1960, v. 52, p. 651, —Decker C. F., Hopper t C. A„ Byerrum R. U., Ibid., 1956, v. 48, p. 89. — I d e m. Ibid., p. 1279. — M а с К e n z i e R. D., H о p p e r t C. A., Byerrum R. U„ Ibid., 1957, v. 49, p. 1310. — International Standards for Drinking Water. Geneva, 1958.
Поступила </IV 1961 r.
NEW DATA FOR SUBSTANTIATING MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF HEXAVALENT CHROMIUM IN WATER BASINS
E. V. Feidysh, Junior Scientific Collaborator
The work was aimed at obtaining additional data as hygienic background for determining the maximum permissible concentration of hexavalent chromium in water basins. In this connection certain articles have been lately published about the effect exerted by small doses of hexavalent chromium on the cerebral cortex. In order to ascertain the latter, an experiment was performed to investigate the effect of hexavalent chromium on the conditioner reflexes of white rats. The tests were carried out with chromium at a concentration of 0.1 mg/1, which is accepted as the maximum permissible concentration for water basins.
Chronic poisoning of animals for a period of six months indicated that hexavalent chromium at a dose of 0.005 mg/kg body weight (0.1 mg/1), did not cause any disturbances to the conditioned reflex reactivity in animals and the process of conditioned reflex formation in them did not differ from that observed in control animals. Histological examination of organs and tissues did not reveal any pathological lesions.
Thus, it may be concluded that newly obtained experimental data confirm the adequacy maximum permissible concentration of hexavalent chromium accepted by the State Sanitary Inspection of the USSR.
г> -.V
