О ДОПУСТИМОМ УРОВНЕ БЕНЗ(А)ПИРЕНА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Естественно, что такого рода работы не могут быть завершены за 1 — 2 года. В то же время необходимость ограничения загрязненности среды обитания человека канцерогенами существует уже сейчас. В радиационной гигиене много лет принято руководствоваться принципом, согласно которому во всех случаях, даже когда дозы облучения не выше нормативов, следует, насколько это возможно, стремиться к их снижению. Очевидно, и в отношении химических канцерогенов следует применять этот принцип, в максимально возможной степени ограждая человека от воздействия канцерогенов.

ЛИТЕРАТУРА. Агранат В. 3., Книжников В. А., Л я с с Ф. М-Мед. радиол., 1971, № 6, с. 3. — До л л Р. Профилактика рака на основе данных эпидемиологии. М., 1971.— Ильницкий А.П., Коган Ю. Л. В кн.: Канцерогенные вещества во внешней среде. М., 1971, с. 55. — Нейман И. М. Гиг. и сан., 1972, № 5, с. 90. — Ш е р б а к Н. П., Коган Ю. Л. В кн.: Канцерогенные вещества во внешней среде. М., 1971, с. 42. — Я н ы ш е в а Н. Я- Гиг. и сан., 1972, № 7, с. 87. — Я н ы -шева Н. Я., Костовецкий Я. И., Федоренко 3. П. Там же, 1974, №7, с. 71. — Saffiotti U. et al. Cancer Res., 1972, v. 32, p. 1075.— Wayne L. G., Chambers L. A., Arch, environm. Hlth., 1968, v. 16, p. 871.

Поступила 12/VI11 1974 г.

УДК 614.777:665.44

А. П. Ильницкий

О ДОПУСТИМОМ УРОВНЕ БЕНЗ<А)ПИРЕНА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ

Институт экспериментальной и клинической онкологии АМН СССР, Москва, кафедра коммунальной гигиены I Московского медицинского института им. И. М. Сеченова

Одну из первых попыток определить безопасное количество канцерогенных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), в частности бенз(а)пирена (БП), которое может поступить в человеческий организм с водой, предпринял Münch. Он считал, что с незначительно загрязненными поверхностными водами в течение жизни человека может поступить до 1,5мг канцерогенных ПАУ; это количество углеводородов, по мнению автора, можно рассматривать как не вызывающее опасений.

В 1969 г. Borneff и Kunte предложили предельно допустимую концентрацию комплекса из 6 углеводородов на уровне 0,2 мкг/л. В число этих углеводородов были включены флюорантен, 3,4-бензфлюорантен, 11,12-бензфлюорантен, 3,4-БП, 1,12-бензперилен и индено (1,2,3 сс))пврен (название ПАУ дано по старой номенклатуре). Доля БП в этом нормативе составляет примерно 0,007—0,01 мкг/л. Рекомендуя подобный норматив, немецкие исследователи исходили из уровня ПАУ в водоемах, а также из технической возможности достигнуть такого содержания углеводородов в воде.

Эта рекомендация вошла затем во 2-е издаиие «Европейских стандартов питьевой воды» (ВОЗ, Женева, 1972) и 3-е издание «Международных стандартов питьевой воды» (ВОЗ, Женева, 1973), которые содержали специальный раздел «Полициклические ароматические углеводороды». Это явилось первым международным признанием необходимости и возможности нормирования ПАУ в воде, а также первым нормативом канцерогенных веществ, рекомендованным Международной организацией к практическому применению.

В СССР попытка установить безопасную для человека концентрацию БП в водоемах была сделана Н. Я- Янышевой, которая исходила при этом из экспериментальных данных, полученных в опыте на животных (3. П. Федоренко и Н. Я- Янышева).

С нашей точки зрения, при установлении ПДК канцерогенных веществ в окружающей человека среде, в частности БП в водоемах, в первую очередь необходимо использовать результаты эпидемиологических обследований определенных контингентов населения, материалы о распространении канцерогенов во внешней среде, результаты экспериментов на животных, экстраполируя их затем на человека.

Наиболее доказательными при определении безопасного уровня БП в водоемах были бы исследования, позволяющие установить прямую связь концентраций этих веществ, присутствующих в воде, с уровнем онкологической заболеваемости населения, потребляющего эту воду, а также определить концентрации БП в воде, не оказывающие патологического влияния. В нашем случае такое сопоставление невозможно главным образом потому, что с водой поступает лишь V100—V1000 количества БП, которое попадает в организм человека со всеми продуктами питания (А. П. Ильницкий).

Вместе с тем для канцерогенных веществ (в том числе БП), имеющих столь широкое распространение в окружающей человека среде, целесообразно и необходимо определять «фоновый» уровень в объектах внешней среды. Знание этого уровня позволит установить

те концентрации канцерогенов, ниже которых установление ПДК не имеет смысла. По нашим данным, для незагрязненных водоемов промышленных областей «фоновый» уровень БП составляет, как правило, 0,001—0,005 мкг/л. В частности, в водоемах Московской области средняя концентрация БП составила 0,0038± 0,0002 мкг/л.

Основные данные, необходимые для определения допустимого уровня БП в водоемах, могут быть получены лишь в эксперименте на животных. В связи с этим были проведены 2 серии экспериментов. В I серии (А. П. Ильиицкий, Л. Г. Соленова, В. М. Воронин) изучалось действие различных доз БП и его комбинаций с другими ПАУ при их перораль-ном введении мышам 2 линий; во II серии (А. П. Ильницкий, Н. И. Шеренешева, В. М. Воронин) изучалось действие БП при сочетанном (пероральном и интратрахеальном) введении его беспородным крысам.

Животные, использованные в первом эксперименте, были разделены на 2 группы. В 1-й группе (100 мышей-гибридов CS7BlXCBA по 50 самок и самцов, а также 67 самок CC67W) животным еженедельно в течение 10 нед натощак вводили зондом per os 0,2 мл раствора БП в триэтиленгликоле (ТЭГ). Последний, по данным Т. В. Шемякиной (1959), способен усиливать действие канцерогенных углеводородов при их пероральном введении. Суммарные дозы БП были следующими: 10, 1, 01 и 0,001 мг. Во 2-й группе (100 мышей-гибридов и 60 самок CCS7W) при тех же условиях вводили 0,2 мл ТЭГ, содержащего смесь БП, дибенз(а, 1!)антрацена (ДБА) и бенз(а)антрацена (БА) в соотношении, близком к содержанию их в окружающей человека среде (Grimmer). При планировании экспериментов были учтены условия опытов 3. П. Федоренко и Н. Я. Янышевой, что позволило сопоставить собственные результаты с результатами названных авторов.

Результаты эксперимента представлены в табл. 1.

Подавляющая часть опухолей обнаружена в органах, относящихся к системе пищеварения, — в желудке и печени. Доброкачественные опухоли в печени (гепатомы) у мышей-гибридов мы считаем спонтанными, так как их количество в опытных группах не превышало контроля. Что касается опухолей желудка, то их появление обусловлено действием канцерогенных углеводородов, введенных мышам: связь эффекта (количество опухолей) с дозой БП и других ПАУ убедительно свидетельствует об этом.

Таблица I

Результаты перорального введения мышам БП, а также комплекса из 3 канцерогенов —

БП, ДБА и БА1

Линия мышей

Суммарная доза БП, а также БП+ДБА + БА (в мг), полученная каждым животным за 10 введений

Число животных, доживших до появления пер вой опу холи

Число животных с опухолями преджелудка другой локализации

SS

s2

О X

5S

£ " Я О О -Ч =• =

Я

я к

О X

в х

Гибриды F^jjBl X X СВА

0,1 0,01 0,001 Контроль Триэтиленгликоль (2 мл)

17 11 14 19

18

CC„W

0,1 0,01 0,001 Триэтиленгликоль (2 мл)

8 II 13 10

Гибриды F1C51B1 X X СВА

0,1+0,05+6,2 0,01+0,005+0,02 0,001+0,0005+0,002

18

20 19

CC„W

10,0+5,0+20,0 1,0+0,5+2,0 0,1—0,05+0,2 0,01+0,005+0,02 0,001+0,0005+0,002

9 19 5 4 10

32 1

1 В каждой группе было 10—20 животных.

* В 1 случае сочетание плоскоклеточного ороговевающего рака преджелудка и аденокорцнноыы желудка.

Таблица 2

Результаты индукции опухолей у крыс, получавших БП пероральным и интратрахеальным

путем1

Доза БП (в мг), полученная каждым животным за 10 введений Введение Число животных к моменту появлении первой опухоли

1,0 Пероральное 28

10,0 э 29

1.0 Интратрахеальное 34

10,0 » 23

1,0+1,0 Пероральное + интра-

трахеальное 30

10,0+10,0 То же 31

Контроль Пероральное 15

Контроль Интратрахеальное 15

молочных желез

Число животных с опухолями

кроветвор-ноЛ ткани

1 В каждой группе было 24 — 38 животных.

Полученные результаты подтверждают известное различие в чувствительности к действию БП и других канцерогенных ПАУ многослойного плоского эпителия преджелудка мышей и железистого эпителия желудочка и кишечника. Наши данные свидетельствуют о том, что железистый эпителий по крайней мере в 1000—10 000 раз более резистентен к действию БП и других ПАУ, чем многослойный плоский эпителий преджелудка. Однако еще нельзя сделать окончательного вывода о степени различия чувствительности этих видов эпителия потому, что, с одной стороны, дозы БП, превышающие 10 мг, нами не испыты-вались, а с другой — единственная аденокарцинома, возникшая в группе мышей СС57и\ получивших максимальное количество канцерогенов (БП+ДБА+БА), не является достаточно доказательной. Дальнейшие эксперименты позволят уточнить этот вопрос.

Во втором эксперименте (с беспородными белыми крысами) БП вводили перорально, интратрахеально и сочетание (перорально + интратрахеалыю). Результаты десятикратного введения БП (перорально — в подсолнечном масле, интратрахеально — в гидролизине) при общей дозе БП 1 и 10 мг приведены в табл. 2.

Несомненен факт более частого появления опухолей молочных желез в опытных группах по сравнению с контролем, что указывает на возможность отдаленного действия БП, поступившего в организм животных пероральным или интратрахеальным путем.

Для беспородных крыс разводки питомников АМН СССР, взятых нами в эксперимент, ранее был характерен высокий уровень наличия спонтанных опухолей молочных желез (по данным Е. А. Ирд и В. П. Коноплева, до 9%). Однако в настоящее время, как показали результаты изучения нами контрольных групп, столь большого количества спонтанных опухолей молочных желез у самок этой разводки не наблюдается. В силу этого обстоятельства следует признать патогенетическую связь между БП, вводимым в организм крыс перорально или интратрахеально, и учащением количества опухолей молочных желез.

Вместе с тем представляется важным, что зависимость между дозой БП и количеством опухолей молочных желез (т. е. зависимость доза — эффект), которая могла бы явиться серьезным подтверждением роли БП в возникновении опухолей этой локализации, прослеживается лишь в случае интратрахеального введения канцерогена (как при интратрахеаль-ном введении, так и в комбинации с пероральным введением). При пероральном введении подобная зависимость отсутствует.

Опухоли из кроветворной ткани мы считаем спонтанными, так как их образование отмечено также в контрольных группах.

Опухоли желудочно-кишечного тракта не обнаружены ни у одного животного.

Результаты эксперимента показали значительную устойчивость железистого эпителия желудочно-кишечного тракта крыс к действию БП: как пероралыюе введение этого вещества в дозах 1 и 10 мг, так и комбинация его с интратрахеальным введением БП в тех же дозах не привели к возникновению опухолей. Полученные материалы свидетельствуют также о большей резистентности плоского эпителия преджелудка крыс по сравнению с преджелуд-ком мышей, у которых, как показано выше, при тех же дозах БП возникает значительное количество опухолей преджелудка. Этот факт следует сопоставить с тем, что плоский эпителий кожи у крыс также значительно устойчивее к канцерогенному действию смол и ПАУ, чем аналогичная ткань мышей; это служит еще одним подтверждением функционально-морфологической близости плоского эпителия кожи и преджелудка грызунов.

При моделированных нами условиях отсутствовал эффект усиления бластомогенного действия БП при его комбинированном введении.

Таким образом, мы располагаем для анализа экспериментальным материалом, голу-ченным на 2 видах животных при введении различных доз БП. а также результатами изучения действия комбинации БП с другими канцерогенными ПАУ и данными о действии БП при его сочетанном поступлении в организм животного двумя путями. Исходя из этих материалов, мы предполагаем определить допустимую концентрацию БП в водоемах.

При пероральиом поступлении канцерогенов, в частности БП, бластомогенный эффект может быть реализован на месте введения, т. е. в желудочно-кишечном тракте, а также в органах и тканях, удаленных от него. Обе эти возможности нашли отражение в наших исследованиях.

Что касается желудочно-кишечного тракта мышей и крыс, то эффект введения БП был обнаружен только в преджелудке мышей. Железистая часть желудочно-кишечного тракта практически осталась интактной; лишь у 1 из 500 животных, получивших перорально до 10 мг БП, выявлена аденокарцинома желудка (см. результаты первого эксперимента), что позволяет считать возникновение этой опухоли явлением, до известной степени случайным, и не придавать ему первостепенного значения.

Основываясь на результатах наших экспериментов, мы считаем, что доза БП 10 мг не представляет опасности для железистой части желудочно-кишечного тракта мышей и крыс. В литературе мы не нашли указаний на то, что при пероральиом введении БП экспериментальным животным могут быть получены опухоли железистого эпителия желудочно-кишечного тракта. Исследователи вынуждены были прибегать к искусственным приемам (имплантация в стенку желудка нитей, импрегнированных канцерогеном, введение в искусственный дивертикул желудка канцерогена в перфорированной капсуле и т. п.), которые весьма далеки от физиологических условий. В то же время многие авторы систематически наблюдали у мышей опухоли преджелудка. Опухоли подобной локализации установлены и нами. Однако в отличие от некоторых исследователей (например, Н. Я. Янышевой) мы не считаем возможным использовать эти данные для дальнейшей экстраполяции на человека, так как в желудочно-кишечном тракте человека ниже пищевода нет ни одного участка, который был бы покрыт многослойным плоским эпителием и для которого преджелудок грызунов мог бы служить адекватной морфологической моделью. В функциональном отношении в организме человека также нет органа, подобного преджелудку. «Индуцированный многими авторами... плоскоклеточный рак преджелудка является экспериментальной моделью, которая неадекватна раку желудка человека» (Л. М. Шабад). Точно также он не является адекватной моделью опухолей пищевода и кишечника человека.

Таким образом, единственно возможными для экстраполяции на человека данными, полученными при изучении желудочно-кишечного тракта экспериментальных животных, мы считаем результаты изучения железистой части желудочно-кишечного тракта, а максимальную недействующую дозу БП для этих условий определяем равной 10 мг.

Вторая возможность проявления бластомогенных потенций канцерогена, поступившего в организм пероральным путем, — индукция отдаленных опухолей.

В эксперименте на мышах подобных опухолей не было отмечено. Такие опухоли (опухоли молочных желез) обнаружены в эксперименте на белых крысах при обеих испытанных дозах БП (1 и 10 мг). К сожалению, дозы БП ниже 1 мг нами не изучались.

Учитывая, однако, что при пероральиом введении БП отсутствовала четкая зависимость доза — эффект, а также то, что в эксперименте были использованы животные, у которых можно предположить повышенную чувствительность тканей молочных желез к действию канцерогена (существовавший ранее высокий уровень спонтанных опухолей молочных желез), мы считаем возможным предположить в качестве минимальной недействующей дозы такую, которая в 10 раз меньше минимальной испытанной нами и равной 0,1 мг БП. Эта доза в 100 раз меньше, чем минимальная недействующая доза для железистого эпителия желудочно-кишечного тракта мышей и крыс, в связи с чем для дальнейших расчетов мы используем именно ее.

При наших расчетах мы учитывали, что недействующая доза в эксперименте не получена. В связи с этим мы приняли коэффициент запаса равным 100.

Расчет допустимой концентрации (ДК) БП в воде произвели по следующей формуле:

а-Р

Дкбп — РГУ-Т-К3 мкг/л>

где <1— концентрация БП, полученная экспериментальным путем (100 мкг); Р— средний вес человека (70 кг); Р, — средний вес животного (0,25 кг); V— объем воды, потребляемой человеком в среднем в течение года (800 л); Т— средняя продолжительность жизни человека (70 лет); К3— коэффициент запаса, равный 100. Таким образом:

100-70

ДКБП = 0,25-800.70-100 = 0,005 мкг/л"

Рекомендуемая концентрация, несомненно, будет служить улучшению санитарного состояния водоема, так как по крайней мере в 20—25% изученных нами совместно с рядом исследователей проб уровень БП в водоемах превышает это значение.

Следует подчеркнуть, что эта концентрация обладает значительным «запасом прочности», так как в процессе очистки воды, содержащей подобные концентрации БП, на водопроводной станции количество канцерогена уменьшается не менее чем вдвое, а в результате термической обработки при приготовлении пиши — еще в 2 раза. Таким образом, в воде, прошедшей подобную обработку, БП будет содержаться на уровне примерно 0,001 мкг/л. Нужно учитывать также, что с водой поступает лишь малая часть БП и других ПАУ, попадающих в организм человека алиментарным путем, основная доля их содержится в других продуктах питания (см. выше).

Оценивая абсолютную (по данным эксперимента) и относительную (с учетом доли БП, поступающей с пищевыми продуктами) опасность рекомендованной концентрации БП в воде, мы приходим к выводу о ее достаточной надежности. К сожалению, наши данные, а также данные, представленные в мировой литературе, не дают пока материала для использования современных математических методов с целью экстраполяции результатов эксперимента на человеке и оценки степени безопасности рекомендованных концентраций (использование с этой целью результатов по индукции опухолей в преджелудке мы считаем совершенно неправильным). Необходимы дальнейшие исследования, накопление новых экспериментальных данных, которые позволят произвести дальнейшее уточнение предлагаемого норматива.

ЛИТЕРАТУРА. Ильницкий А. П. В кн.: Некоторые итоги изучения загрязнения внешней среды канцерогенными веществами. М., 1972, с. 36. — Ф е д о р е н -ко 3. П., Янышева Н. Я. Гиг. и сан., 1967, № 5, с. 14. — Ш а б а д Л. М. Пред-рак в экспериментально-морфологическом аспекте. М., 1967.— Borne ff J., Kun-te H., Arch. Hyg. (Berl.), 1969, Bd 153, S. 220. — G r i m m e г G., Erdöl, u. Kohle, 1966, Bd 19, S. 578.—Münch H.-D., Z. ges. Hyg., 1966, Bd 12, S. 468.

Поступила 25/X 1974 г.

УДК 6 «3.6 33:622:6 |6.24-003.662]-в7

Канд. геолого-минералогических наук К■ Д■ Тимохов

О МЕТОДИКЕ СРАВНИТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ СИЛИКОЗООПАСНОСТИ РУДНИЧНЫХ ПЫЛЕЙ

Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт профилактики пневмокониозов и техники безопасности, г. Березовский Свердловской области

Для гигиенической оценки рудничной атмосферы в нашей стране и во многих странах за рубежом определяется масса пыли, т. е. запыленность в миллиграммах на 1 м3 воздуха. Количество (концентрация) пыли в воздухе играет первостепенную роль при возникновении пневмокониозов (Е. В. Хухрина и В. В. Ткачев). Не меньшее гигиеническое значение имеет состав рудничных пылей и в первую очередь количество в них свободной двуокиси кремния (в основном кварца), так как самым тяжелым пневмокоииозом является силикоз, возникающий при вдыхании свободной кристаллической двуокиси кремния. Два эти показателя, т. е. запыленность и содержание в пыли минералов группы кварца, являются главными для определения силикозоопасности рудничных пылей и потому положены в основу установления предельно допустимых концентраций (ПДК) пылей, согласно действующим санитарным нормам. 1 %

Для гигиенической оценки на горнорудных предприятиях цветной металлургии осуществляется контроль запыленности рудничного воздуха при разных технологических процессах. При этом сопоставляется фактическая запыленность с уровнем ПДК пыли, действующим на контролируемой шахте или карьере.

На горнорудном предприятии, как правило, используется единая ПДК пыли, установленная на основе среднего содержания свободной двуокиси кремния (кварца) во взвешенных пылях. Однако результаты наших исследований свидетельствуют, что нередко наблюдаются значительные колебания (отО до 60%) в содержании кварца в пылях, отобранных в разных забоях одного и того же рудника. Это зависит от количества данного компонента в разрушаемых рудах и вмещающих горных породах. Так, например, на руднике «Молибден» Тырныаузского комбината при перфораторном бурении по пироксен-гранатовым скарнам образуется пыль с содержанием свободной двуокиси кремния от 1,1 до 33,3%. Следовательно, один показатель запыленности в этих условиях еще не характеризует силикозоопасные-свойства рудничного воздуха. Для более полной характеристики силикозоопасности рудничной атмосферы отдельных забоев или рабочих мест необходимо учитывать два фактора: запыленность воздуха и содержание свободной двуокиси кремния в пыли. Это следует делать также и в исследовательских целях для сравнительного и дифференцированного изучения силикозоопасности рудничного воздуха различных забоев, выработок и горизонтов, а также для сравнительной оценки горных машин по пылевому фактору, обеспыливающих мероприятий и др.

В 1970 г. И. П. Петровым была предложена следующая формула для оценки степени пиевмокониозоопасности работ применительно к угольным шахтам:

Р = С(10л-,-г1)«г. (1)

Где р— количество эквивалентной пыли, вдыхаемой рабочим за период работы в течение смены или цикла; С— средневзвешенная концентрация пыли за цикл или за смену; п — относительное содержание свободной двуокиси кремния во взвешенной пыли; г| — относительное содержание во взвешенной пыли породы или угля; ( — продолжительность рассматриваемого процесса работ; количество вдыхаемого работающим воздуха, харак-