CC BY
5
УДК 614.7:615.785.7J-07
Р. И. Розвага, В. Д. Лукьянчук О ДЕТОКСИКАЦИИ ДИНИТРОФЕНОЛЬНЫХ ПЕСТИЦИДОВ
ВНИИ гигиены и токсикологии пестицидов, полимеров и пластических масс, Киев
В связи с разработкой мероприятий по охране окружающей среды важное значение приобретает проблема обезвреживания пестицидов и других опасных соединений [4, 6]. Среди различных видов их обезвреживания важное место принадлежит химической детоксикации, которую следует рассматривать как наиболее управляемый синтез веществ с прогнозируемыми свойствами.
Большую опасность для работающих и населения представляют динитрофенольные пестициды в виде остатков (сельскохозяйственная техника, тара, помещения складов, баз и резервных станций хранения пестицидов, сточные воды и др.). Загрязненные ими объекты могут явиться причиной острых и хронических отравлений. При этом нарушается обмен веществ в клетках, разобщаются процессы окислительного фосфорилирования с потерей богатых энергией соединений (АТФ и др.).
Известные методы детоксикации динитрофеноль-ных пестицидов [5] не всегда эффективны, поскольку остатки ядов рекомендуется обезвреживать исключительно с помощью кальцинированной или каустической соды. При этом нитрогруппы ядов в целочной среде не разрушаются, сохраняя токсическое действие.
Целью наших исследований была разработка эффективных и доступных способов и средств химического обезвреживания динитрофенольных пестицидов, в частности 2,4-динитрофенола (2,4-ДНФ); 2,4-динитро-6-метилфенола (ДНОК); 2,4-динитро-6-изобутилфенола (диносеб) и 0-изопропил-0-(2,4-динитро-6-изобутилфенил) карбоната (акрекс) с образованием малотоксичных и неопасных продуктов. При этом мы исходили из того, что для постав-
ленной цели необходимо полностью устранить электронно-акцепторные свойства нитрогрупп, обусловливающих высокую токсичность пестицидов [21.
Нами экспериментально доказано, что динитрофенольные пестициды в водно-аммиачной среде под воздействием растворов солей двухвалентного железа (железного купороса) восстанавливаются с образованием соответствующих диаминопроизводных. Последние при обработке порошкообразным гипо-хлоридом кальция (хлорной известью) подвергаются глубокому селективному окислению и аммоно-лизу и превращаются в триаммониевые соли 6-ал-кил-1,2,4-триоксибензолов. Следует указать, что соль двухвалентного железа в обменной реакции с гидратом окиси аммония образует гидрат закиси железа, который в щелочной среде и выступает в качестве эффективного восстановителя нитрогрупп пестицидов.
Изучаемые пестициды и полученные на их основе продукты химического обезвреживания (ПХО), выделенные в виде химически чистых форм, были подвергнуты тщательному физико-химическому анализу путем определения их растворимости, температуры плавления, элементного состава и изучения ультрафиолетовых (УФ) и инфракрасных (ИК) спектров. Проведенные исследования показали, что ПХО пестицидов являются бесцветными кристаллическими веществами, в то время как сами пестициды имеют слабо-желтую окраску. Кроме того, ПХО хорошо растворимы в воде и других гидрофильных растворителях, содержат кристаллизационную воду, которую не удается удалить даже в глубоком вакууме из-за их сублимации и разложения аналогично солям аммония. Строение и фи-
Таблица I
ИК-спектры 2,4-ДНФ и их ПХО
Вещестно Характеристические полосы поглощения, сы ***
VC — NO, vOH vC-0 VNH.
2,4-ДНФ 1330ср, 1335ср ЗЮОср, 3260ср 1180с
1535—40с
ДНОК 1320—30с, 1540с 1150с, 3240с
Диносеб 1340ср. 1570с 1175с 1420—ЗОср, 3180—3220с
Акрекс* 1350с, 1545с 1180с
Соединение:
I 1180ср 3260с, 3350с. 1450с
II 1180с 3280с, 1440ср
III 1180с 3260с. 3350с. 1440с
/
Примечание. Одна звездочка -уО = С( равна 1770—75 см-1 (с); две звездочки — соответственно сильное * 0
* и среднее поглощение функциональных групп.
Химический состав продуктов обезвреживания динитрофенольных пестицидов
ONH,
лН.О
Соединение R п Найдено, % Брутто-фор-ыула Вычислено, %
С н N С Н N
I II III Н сн, изо-С4н, 3 7 1.5 31,57 26,55 46,34 9,04 10,08 10,31 18,27 13,59 16,26 с,н21м,о, c7h31n3o10 QOH55N.O, 31,17 26,49 46,12 9,15 9,84 10,07 18,17 13,24 №,14
зико-химические свойства исходных динитрофено-лов и ПХО пестицидов (соединения I—III) подтверждаются некоторыми показателями УФ- и ИК-спектра (табл. 1 и 2). Следует указать, что эти вещества получены нами при проведении процессов восстановления и окисления в условиях обычной температуры. Однако при нагревании реагентов на основе 2,4-ДНФ была получена диаммоние-вая соль 3,6-диоксидибензо-[2,3,5,6]-1,4-диоксана (соединение IV) состава C,2HuN204 с температурой плавления 455—457 °С (из метанола). Ее образование следует рассматривать как результат поликонденсации трнаммониевой соли 1,2,4-триокси-бензола, что было доказано встречным синтезом.
Опыты показали, что пестициды диносеб и ак-рекс образуют в результате обезвреживания один и тот же ПХО (соединение III). При этом осуществляется гидролиз сложно-эфирной связи ак-рекса с последующим образованием соли аммония по фенольному гидроксилу. Кроме того, продукт I был получен нами и при окислении дигидрохло-рида 2,4-диаминофенола (амидола).
Степень детоксикации динитрофенольных пестицидов в обезвреживающих средах определяли ранее описанным методом [1]. В этом случае ПХО не мешают определению самих пестицидов. Установлено, что при использовании 10% раствора аммиака, 20% раствора железного купороса и порош-
кообразной хлорной извести полное обезвреживание пестицидов происходит в течение 25—30 мин. Результаты лабораторных исследований подтвердились лри производственных испытаниях.
Важнейшей характеристикой продуктов детоксикации пестицидов является их опасность для теплокровных. Токсичность ПХО, динитрофенольных пестицидов определяли на крысах обоего пола массой 160—200 г в условиях перорального введения в виде водных и масляных растворов либо в растворе диметилсульфоксида. При этом основные параметры токсичности определяли известным методом [31. Установлено, что важный обезвреживающий агент составов — железный купорос — в дозе 20 г/кг не вызывает гибели животных. С целью количественной оценки степени обезвреживания пестицидов нами предложен индекс детоксицирую-щей эффективности (ИДЭ) — отношение LD50 ПХО к LD60 соответствующего пестицида. Из табл. 3 видно, что вещества, образующиеся при детоксикации всех изучаемых динитрофенолов, относятся к умеренно опасным соединениям (III класс по ГОСТ 12.1.007—76). Величины ИДЭ показывают, что продукты детоксикации примерно на 1—2 порядка менее токсичны, чем соответствующие исходные пестициды (табл. 3 и 4). Детоксинирующее действие средств химического обезвреживания подтверждается и токсикологическими данными. Так,
Таблица 3
Параметры токсичности (в мг/кг) и опасности продуктов детоксикации динитрофенольных пестицидов для крыс при пе-
роральном введении и ИДЭ
Продукт детоксикации пестицида LD„ LD„ LD.. LD„ 1 LD„ s 1 ИДЭ
LD„ LD,. LD„S
2,4-Диаминофенол 241,25 337,50±32,08 433,7» 559,00 0,0030 1,7979 1,3420 0,0022 2,76
Соединение:
IV 6499,4 I1666,6±2109,24 16832,60 23549,70 0,0001 2,5892 1,6181 0,0001 95,62
II 905 1200,00±85,16 1495.00 1878,50 0,0008 1,6510 1,2850 0,0006 20,34
III* 1025 1400,00± 108,98 1780.00 2268,20 0,0007 1.7360 1,1318 0,0006 34,15
III" 880 1365,00± 160.00 1840,00 2469,00 0,0007 2,0900 1,4490 0,0005 10,75
Примечание. Продукты детоксикации, Получсьные на основе 2,4-ДНФ (IV), ДНОК (II), диносеба (III*) и акрекса (III**).
Параметры токсичности (> мг/кг) и опасности динитрофенольных пестицидов для крыс при пероральном введении
Вещество LD,. LD,. LD,. LD„ 1 LD„ s 1
LD,. LD,. LD..S
2,4-ДНФ 102 122±6,66 142 168 0,0082 1,3921 1,18 0,0069
ДНО К 52 59±2,09 66,5 75,67 0,0169 1,2788 1,1308 0,0149
Диносеб 21 41±4,70 61 87 0,0243 2,9047 1,72 0,0141
Акрекс 83 127± 10,84 167 223,6 0,0079 2,0120 1,42 0,0055
если токсичность промежуточного продукта обезвреживания 2,4-ДНФ (2,4-диамннофенола, образующегося лишь на стадии восстановления пестицида) ниже, чем исходного пестицида в 2,76 раза, то конечного (IV) — в 95,62 раза. Следовательно, для полного обезвреживания пестицида одной стадии восстановления нитрогрупп до аминогрупп крайне недостаточно и требуется последующее окис-ние диаминофенолов до триаммониевых солей 6-алкил-1,2,4-триоксибензолов, что приводит к резкому снижению токсических свойств пестицидов.
Оценивая опасность возникновения острых отравлений при пероральном поступлении в организм ПХО пестицидов, следует отметить, что они безопасны по всем показателям: абсолютной токсичности (1/ЬОм), суммарному показателю токсичности (1/1-В50-5) и вариабельности смертельных доз (Ь081/Ь0)б и Б). При этом наиболее широкий диапазон токсического действия имеют продукты обезвреживания 2,4-ДНФ и акрекса.
Таким образом, предложенный способ химической детоксикации динитрофенольных пестицидов на основе доступных и эффективных реагентов приемлем для практического применения, так как продукты обезвреживания обладают относительно низкой токсичностью. Применение данного способа будет способствовать предупреждению загрязне-
ния динитрофенолами объектов окружающей среды, улучшению условий труда работающих и охране здоровья населения от вредного воздействия пестицидов.
Литература
1. Клисенко М. А., Шмигидина А. М. Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде. М., 1983, ч. 13, с. 119—124.
2. Лукьянчук В. Д. — Докл. АН УССР, Серия «Б», 1983, № 11, с. 70—72.
3. Прозоровский Б. В. — Фармакол. и токсикол., 1962, № 1, с. 115—119.
4. Розвага Р. И. — В кн.: Проблемы гигиены и токсикологии пестицидов. Киев, 1981, ч. I, с. 163—168.
5. Санитарные правила по хранению, транспортировке и применению пестицидов (ядохимикатов) в сельском хозяйстве. М., 1975, с. 30—33.
6. BachisevG. N.. Rozvaga R. J. — Acta epidemiol. (Praha), 1983, N 10, p. 10—12.
Поступила 21.01.85
Summary. Data on the decontamination of dinitro-phenol pesticides by the known reducers and oxidizers are presented. The products of decontamination, triammonium salts of 6-alkyl-l,2,4-trioxibenzenes, proved to be by 1-2 orders less toxic than the initial pesticides. By its hygienic and technological characteristics, the method meets the needs of practical experience.
УДК 613.955-07
Г. Н. Сердюковская, Е. К. Глишкова, В. А. Доскин, Т. Н. Сорокина
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ОПТИМИЗАЦИИ ШКОЛЬНОГО УРОКА В МЛАДШИХ КЛАССАХ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
НИИ гигиены детей и подростков Минздрава СССР, Москва
В основных направлениях школьной реформы подчеркивается, что главная задача современной школы — совершенствование всех учебных дисциплин и каждого отдельного урока как основной формы организации учебных занятий. Разработка эффективных мер по оптимизации учебного процесса тесно связана с организацией обучения школьников и является одним из основных факторов, влияющих на весь процесс усвоения знаний [6).
Многочисленные исследования гигиенистов позволили наметить ряд мер, способствующих улучшению организации процесса обучения детей в школе, уменьшению их утомления. Однако до
недавнего времени гигиенические разработки ограничивались в основном регламентацией длительности учебных занятий, рекомендациями по использованию наглядных и технических средств обучения, целесообразному чередованию «трудных» и «легких» предметов и др. [1—3, 5, 7, 8).
В настоящее время перед гигиеной обучения и воспитания стоит задача гигиенической оптимизации основной организационной формы школьного обучения — урока, так как без соответствующей оценки и анализа его трудности и утомляемости невозможно предложить такое содержание, объем и организацию педагогического процесса, которые
