CC BY
4
Краткие еообщешш
?
УДК 613.15:546.214+612.223.12
М. Т. Дмитриев, М. П. Захарченко, О. В. Давыдов, Я. И. Леонтьев
О ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ПОВЫШЕННЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ
ОЗОНА В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сыеина АМН СССР, Москва
Озон является весьма распространенной нримесыо воздушной среды. В атмосферном воздухе его природные концентрации обычно составляют 0,02—0,05 мг/м3, нередко достигают 0,1—0,2 мг/м3. Максимальная разовая ПДК озона для атмосферного воздуха составляет 0,16 мг/м3 [16]. При фотохимических реакциях в атмосферном воздухе в присутствии окислов азота и углеводородов концентрации озона могут достигать 0,5—1 мг/м3. Кроме того, в последние годы установлено, что озон является и обычным промышленным загрязняющим веществом, поскольку, образуясь в современных технологических процессах, он после выброса через дымовую трубу способен распространяться на большие расстояния [4].
Повышенные концентрации озона нередко встречаются в административных и производственных помещениях с пультами управления, множительной техникой, лазерными приборами, при электронной обработке материалов [5, 6, 9, 10], что обусловлено воздействием на воздух ультрафиолетовой и ионизирующей радиации, быстрых электронов и электрических разрядов [17]. В связи с тем что эти физические факторы все шире используются в современной технике и технологических процессах, воздействие повышенных концентраций озона на организм будет все более расширяться. Различные виды биологического действия озона изучены в работах [1, 8, 11]. Однако влияние озона на показатели неспецифического гуморального иммунитета, перекисного окисления липидов (ПОЛ) и ферментных систем организма изучено недостаточно, что и явилось задачей данного исследования.
Исследование повышенных концентраций озона проводили на экспериментальных животных. Опыты выполняли на 180 самцах взрослых беспородных крыс массой 150— 200 г и 25 самцах взрослых беспородных мышей массой 18—20 г. Озон получали при помощи оптического генератора, не образующего окислов азота. Постоянство концентрации озона на заданном уровне контролировали при помощи газоанализатора озона вБаздЫ 1003 АН» (США— ФРГ). Концентрацию озона в зоне дыхания животных определяли непрерывно на протяжении всего опыта с точностью до 0,002 мг/м3. Влияние озона в концентрациях 0,5, ¡1 и 2 мг/м3 на изучавшиеся показатели оценивали как при однократном, так и при многократных воздействиях при экспозициях 2 и 4 ч. Многократное воздействие осуществляли по следующей схеме: первая затравка — длительность 4 ч и четыре последующие — по 2 ч ежедневно. Затравку животных проводили в камере из органического стекла объемом 0,8 м3. О влиянии озона на показатели неспецифического гуморального иммунитета судили по изменению бактерицидности сыворотки крови, которую определяли по общепринятой методике [2], а также по изменению активности лизоцима сыворотки, определявшейся нефелометрическим методом [7]. Влияние озона на показатели ПОЛ оценивали по изменению количества диеновых конъюгатов (ДК) и малонового диальдегида (МДА) в тканях головного мозга, печени и легких. Количество ДК определяли по методу [18], количество МДА — по методу [19]. О влиянии озона на ферментные системы организма животных судили по изменению активности супероксид-дисмутазы (СОД) в тканях головного мозга, печени и легких. Определение активности СОД, проводившееся по методу [25], позволяло оценивать функционирование системы
антноксидантной защиты организма животных. Кроме того, определяли активность сывороточных трансамииаз (ACT и АЛТ), что позволяло судить о ранних нарушениях клеточного метаболизма у затравленных животных. Активность ACT и АЛТ определяли унифицированным методом с. использованием биохимических наборов фирмы «Lache-та». Статистическую обработку результатов исследования проводили методами параметрической статистики по /-критерию Стьюдента при вероятности ошибки 5 % (р<0,05).
Установлено уменьшение активности лизоцима сыворотки крови при воздействии озона в течение 2 ч в концентрации 1 мг/мз на 47,7% (р<0,05) и 2 мг/м3 на 19,1 % (р<0,05). При ингаляции озона в концентрации 0,5 мг/м3 активность сывороточного лизоцима увеличивалась на 28 % (р<0,05) по сравнению с контролем. При изучении влияния озона на активность сывороточных, трансамииаз выявлено дозозависимое снижение активности этих, ферментов.
Выявленные изменения достоверно отличаются от контроля (р<0,05). Установлено уменьшение активности АЛТ сыворотки крови крыс. Так, при концентрации озона 1 мг/м3 она составляла 1,45 мкмоль/мл ч, а в контроле — 1,72 мкмоль/мл-ч (р<0,05).
Активность липидной перокеидации, увеличение которой свидетельствует о нарушении проницаемости клеточных мембран вследствие изменения липндных матриц мембран, изучали как при однократном воздействии озона в концентрациях 0,5, 1 и 2 мг/м3, так и при многократном воздействии в концентрации 0,5 мг/м3. Параллельно с определением количества продуктов ПОЛ определяли активность СОД — одного из ключевых ферментов в системе антиоксидантиой защиты. Результаты этих исследований приведены в таблице.
При многократном воздействии озона в концентрации 0,5 мг/м3 количество ДК в легких животных снизилось от 21,95 до 15,15 ммоль/г (р<0,05). При анализе результатов по изучению влияния озона на активность ПОЛ выявлено, что при однократном воздействии озона на животных в концентрации 0,5 мг/м3 активность СОД уменьшалась на 22 % в печени (р<0,05) и на 15 % в тканях мозга (р<0,05). Количество МДА в тканях мозга достоверно уменьшалось на 30,4 % (р<0,05), в остальных случаях количество МДА и ДК не отличалось от контроля. Это обстоятельство позволяет предположить, что ингаляция озона в этой концентрации вызвала; активацию других
Изменение активности СОД (в % к контролю) в тканях при
однократном воздействии озона
Концентра- Активность СОД в тканях
ция озона, мг/м3 МОЗГ печень легкие
Контроль 26,02±1,93 68,00± 1,10 36,85±0,48
0,5 1,0 2,0 22,19±2,56 26,854=1,75 31 ,23±1 ,71 * 53,194-2,18* 50,04+2,39* 49,984=3,75* 31,46±1,85* 35,57=Ы ,84 39,34±0,88*
Примечание. Звездочка
р<0,05.
изменения достоверны при
w
78
Щ
звеньев системы антиоксидантной защиты, которая в целом эффективно справлялась с нагрузкой. В тканях легких отмечено достоверное сокращение количества ДК на 31 %, что также свидетельствует об эффективном функционировании системы антиоксидантной защиты. Увеличение МДА в тканях мозга крыс на 40 % (р<0,05) по сравнению с контролем отмечено при однократном воздействии озона в концентрации 1 мг/м3. Если в контроле оно составляло 2,47 ммоль/г, то при концентрации 0,5 мг/м3 оно составляло 1,72 ммоль/г (р<0,05), при концентрации 1 мг/м3 оно составило 3,47 ммоль/г (р<0,05). Одновременно отмечено снижение активности СОД в тканях печени на 27,5 % (р<0,05).
Увеличение содержания продуктов ПОЛ установлено также при ингаляции озона в концентрации 2 мг/м3. Содержание ДК в этом случае возрастало на 16 % (р<0,05) в тканях мозга, на 46 % в печени (р<0,05) и на 24 % 8 тканях легких. Одновременно с этими изменениями отмечено достоверное повышение активности СОД в тканях мозга на 20 %, в тканях легких на б % и уменьшение активности СОД в печени на 26,5 %.
Отмеченные изменения в содержании продуктов ПОЛ и активности СОД могут свидетельствовать о том, что система антиоксидантной ^защиты организма животных при воздействии озона в концентрации 2 мг/м3 не справлялась с утилизацией образующихся перекисей, что приводило к их накоплению в исследуемых тканях. Однако начальные признаки недостаточной активности системы антиоксидантной защиты проявлялись у животных при ингаляции озона в концентрации 1 мг/м3, о чем свидетельствует избыточное накопление МДА в тканях мозга.
Сопоставление результатов наших исследований с данными литературы о влиянии озона на организм человека показало следующее. При изучении влияния озона в концентрации 0,5 мг/м3 на организм человека отмечалось отсутствие жалоб на раздражение носоглотки, наличие каш-ля и болей в грудной клетке при дыхании [22], что совпадает с данными [24]. Выявлено [13], что у рабочих, подвергавшихся воздействию озона в концентрации 0,5— 0,8 мг/м3, повышалась частота появления головных болей,: слабости и ухудшения памяти только через 7—10 лет производственной деятельности. Исследованиями [3] установлено, что производственная деятельность людей при концентрациях озона до 0,4 мг/м3 не сопровождается нарушениями функционирования нервной системы и не вызывает раздражения слизистых оболочек дыхательных путей. В результате иммунологических исследований установлено, что воздействие озона в концентрации 1,1 мг/м3 не изменяло количество Т-лимфоцитов у людей [26], а в концентрациях до 0,33 мг/м3 в течение 2—9 лет повышало содержание иммуноглобулинов в. А, М [28]. При исследованиях у 28 испытуемых кумулятивного эффекта озона в концентрациях 0,4, 0,7 и 1 мг/м3 было показано практическое отсутствие кумуляции [20], что согласуется с результатами исследований на животных [14, 15]. Исследованиями [3] показано, что при 2-часовом воздействии озона в концентрации 1 и 1,5 мг/м3 работоспособность испытуемых не снижалась. При изучении влияния 2-часовой ингаляции озона в концентрации 1 мг/м3 на изменения биохимических показателей не обнаружено существенных отличий от контроля в чувствительности мембран эритроцитов к гемолизу, содержании БН-групп в эритроцитах, активности ацетилхолинэстеразы, глюкозо-2-фосфатдегидро-геназы и ЛДГ в сыворотке крови [12].
Ч
При анализе результатов наших экспериментальных исследований выявлено, что воздействие озона в концентрации 1 мг/м3 в течение 2 ч вызывало угнетение активности системы антиоксидантной защиты, сопровождавшееся избыточным увеличением количества продуктов липидиой пероксидации в тканях мозга. При воздействии озона в концентрации 2 мг/м3 (экспозиция 2 ч) перечисленные изменения были более выраженными, особенно изменения активности ПОЛ, которая, по современным представлениям [21, 23, 27], является патогенетическим механизмом интоксикации озоном. В то же время однократное воздействие озона в концентрации 0,5 мг/м3 в течение 4 ч
не ухудшало деятельность ведущих систем организма животных, а при многократной ингаляции не обнаружено отрицательного влияния озона на липидную пероксидацию и физическую работоспособность.
Таким образом, воздействие повышенных концентраций озона приводит к снижению активности лизоцима сыворотки крови, количества ДК, увеличению содержания продуктов ПОЛ и активности СОД в тканях, что, несомненно, должно рассматриваться в качестве неблагоприятных изменений в состоянии организма и соответственно воздушной среды помещений и атмосферного воздуха. Полученные результаты дают основания ставить перед технологами и прибористами более жесткие требования о снижении количеств озона, выделяемых при работе оборудования.
Вместе с тем наши многолетние исследования содержания озона в воздушной среде показывают, что полностью избежать кратковременного влияния концентраций озона на организм, особенно при использовании уже имеющейся аппаратуры, не представляется возможным. В связи с этим нами разработан комплекс ПДК для озона, рассчитанных на различную длительность действия и предназначенных для конкретных административных или служебных помещений. Эти же ПДК целесообразно учитывать и при конструировании или производстве приборов и аппаратуры самого различного назначения, эксплуатация которых связана с выделением озона в воздушную среду.
Литература
1. Буштуева К. А. // Руководство по гигиене атмосферного воздуха. — М., 1976. —С. 166.
2. Габрилович А. />., Соболева С. П. // Объединенная науч. конф. медицинского и науч.-исслед. ин-тов Ростова-на-Дону, 4-я: Материалы. — Ростов-н/Д., 1967.—С. 234.
3. Городинский - С, М.//Гиг. и сан. — 1955.— № 2. — С. 28.
4. Дмитриев М. Т., Серебряков В. Н„ Серебрякова Р. В. '/' Там же.— 1984. — № 7. — С. 72.
5. Дмитриев М. Т., Серебряков В. Н., Серебрякова Р. В. // Там же. — 1985. — № 8. — С. 77.
6. Дмитриев М. Т.. Серебрякова Р. В., Серебряков В. И. // Там же. — 1984. —№ 3. — С. 81.
7. Дорофейчук В. Г. // Лаб. дело. — 1968. — № 1. —С. 28.
8. Захарченко. М. П., Дмитриев М. Т. // Воен.-мед. журн. —
1981. —№ 3. —С. 41.
9. Захарченко М. П., Дмитриев М. Т. // Гиг. и сан. —
1982. —№ 1J—С. 80.
10. Захарченко М. П.. Дмитриев М. Т. //Воен.-мед. журн.—
1983. — № 3. — С. 42.
11. Захарченко М. П., Дмитриев М. Т.// Гиг. и сан. — 1983. —№ 7. — С. 4.
12. Каткова Е. Б.. Гельдыев К. Г. // Нейрофармэкологическая регуляция системных процессов (Психофармакология поведения). — Л., 1974. — С. 131.
13. Кудрявцева О. Ф. // Гиг. труда. — 1963. — № 6. — С. 52.
14. Печенникова Е. В. // Методические и теоретические вопросы гигиены атмосферного воздуха. — М., 1976.— С. 49.
15. Печенникова Е. В. и др.//Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. — М., 1977. — Вып. 5. — С. 50.
16. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. —М., 1984.— С. 9.
17. Пшежецкий С. Я., Дмитриев М. Т. Радиационные физико-химические процессы в воздушной среде. — М., 1978.
18. Стальная И. Д. // Современные методы в биохимии.— М., 1977. —С. 63.
19. Стальная Я. Д., Гаршивили Т. Г.// Там же. — С. 62.
20. Folinsbee L. Г. et al. // Amer. Rev. resp. Dis. — 1978.— Vol. 117, N 4. —PI 2. —P. 232.
21. Chow С. K.. Tappet A. L. //Arch, environm. Hlth. — 1973. —Vol. 26. —P. 205.
22. Kleinfeld M. et al.//Ibid. — 1967. —Vol. 15. — P. 176.
23. Goldstein B. D. et al.//Ibid. — 1969. —Vol. 18. — P. 631.
24. Young №. A. et al.//Ibid. — 1963. — Vol. 7. — P. 337.
25. Morirnitsu. N. N. et al. // Biochem. biophys. Res. Com-• mun. — 1972. — Vol. 43, N 3. — P. 849.
#
26. Peterson M. L. et al. // Environm. Res. — 1981. — Vol. 24, N 2. — P. 299.
27. Posin С. I. et al. // J. Toxicol, environm. ITlth. — 1979. —• Vol. 5, N 6.— P. 1049.
28. Ulrich L. et al. // Журн. гиг., эпидемиол. микробиол* (Прага). — 1980. —Т. 24, № 3. — С. 274.
Поступила 02.03.87
УДК 614.777:[574.64:547.533
Г. в
Толстопятова, В. И. Коркач, И. Р. Бариляк,
О. В. Гудзь, Б. Н. Бычковский
А. П. Самойлов,
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ 2,4-ДИХЛОРТОЛУОЛА
В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
Киевский научно-исследовательский филиал ГОСНИИХЛОРПРОЕКТа
2,4-Дихлортолуол (ДХТ) относится к ароматическим соединениям, представляет собой бесцветную маслянистую жидкость со специфическим запахом. Молекулярная масса 161, температура кипения 198—199 °С, плотность 1,23 г/см3, упругость паров 0,6209 мм рт. ст. при 20 °С. Плохо растворим в воде (0,1 мае. %), хорошо растворяется в органических растворителях. Используется при производстве бен-зальдегида, получают при хлорировании толуола.
При изучении влияния ДХТ на органолептические свойства воды (запах, цветность, мутность, пенообразование) установлено, что преобладающим является изменение запаха воды. По результатам «открытого» опыта интенсивность запаха на уровне 1 балла вызывает концентрация 0,03 мг/л, 2 баллов — 0,08 мг/л. В «закрытом» опыте ЕС50 установлена 0,042±0,003 мг/л. Нагревание растворов с ДХТ значительно снижает запах.
Стабильность ДХТ в водных растворах изучали прямым аналитическим методом и косвенно — по изменению интенсивности запаха воды. Полученные данные позволяют отнести ДХТ к среднестабильным соединениям. Специфический запах в водных растворах с ДХТ в концентрации 0,5—1 мг/л (4—5 баллов) определялся до 7 сут опыта. В- концентрации 0,025—0,1 мг/л (1—2 балла) запах определялся в течение 3—4 сут опыта. При аналитическом исследовании первоначальная концентрация ДХТ 1 мг/л (5 баллов) снижалась в течение 10 сут до 0,075 мг/л, а 0,1 мг/л (2 балла)—до этого уровня в течение 5 сут опыта.
Влияние ДХТ на санитарный режим водоемов испытывали в концентрациях 10, 5, 1, 0,1 и 0,01 мг/л. Учитывая плохую растворимость соединения в воде, его раствор готовили в виде эмульсии с помощью гомогенизатора МР\\^-302 при 14 000 оборотов в 1 мин. Установлено, что ДХТ в концентрации 1 —10 мг/л вызывал выраженное торможение ВПК и образования нитритов. Пороговой концентрацией ДХТ по общесанитарному признаку вредности являлась 0,1 мг/л. По параметрам острой токсичности ДХТ можно отнести к умеренно токсическим соединениям: ЬБэд для белых мышей составляла 2900 (2280— 3520) мг/кг, для крыс —4600 (3950—5220) мг/кг, для морских свинок — 5000 мг/кг.
Кумулятивные свойства изучали по методу С. Н. Чер-кинского и соавт. при введении У5 ЬИ^ ДХТ в течение 20 дней белым крысам. Гибели животных не было отмечено. Однако после введения 1 ЬО50 ДХТ в опытной группе погибли 80 % животных, что свидетельствует о наличии кумулятивных свойств у ДХТ, но с явлениями привыкания к нему. 1Кум равен 0,08, что подтверждает наличие кумулятивных свойств у ДХТ.
Подострый опыт проводили в течение 2 мес на крысах. ДХТ испытывали в дозах '/ю, Уюо и Уюоо ЬО50 (460, 46, 4, 6 мг/кг). Влияние ДХТ на организм животного оценивали с учетом общего состояния и поведения, динамики массы тела, изменения концентрации гемоглобина в периферической крови, концентрации свободного гемоглобина в сыворотке крови, содержания эритроцитов и лейкоцитов
в периферической крови, осмотической резистентности эритроцитов, лейкограммы, фагоцитарной реакции нейтро-филов, концентрации иммунных комплексов в сыворотке крови, бактерицидной активности сыворотки крови, диуреза, содержания неорганического фосфора и белка в моче, экскреции креатинина с мочой, активности трансаминаз в сыворотке крови и печени, содержания белка, гликогена и интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ) в печени, суммационно-порогового показателя (СПП), порочного рефлекса, патоморфологической картины внутренних органов.
Полученные данные свидетельствуют о том, что ДХТ в дозе 7ю ЬБбо (460 мг/кг) вызывает у животных изменение большей части изученных показателей, характеризующих функциональное состояние печени, почек, деятельности ЦНС. При гистологическом исследовании внутренних органов наиболее выраженные изменения были отмечены в печени и почках. В печени они проявлялись в зернистой и очаговой жировой дистрофии цитоплазмы гепато-цитов, появлении двуядерных гепатоцитов и гепатоцитов с полиплоидными ядрами. В почках выявлено набухание нефротелия извитых канальцев первого порядка. Определялись повышенная десквамация нефротелия и наличие зернистых цилиндров в просвете извитых канальцев второго порядка, резкое полнокровие капилляров клубочков и очаговые мелкие кровоизлияния в межуточной ткани. В головном мозге отмечены нарушение компактности межуточного вещества, расширение просветов Вирхова — Робена, сателлитоз.
При введении в дозе Уют ЬЭ^ ДХТ выявлено поражение тех же органов, но несколько менее выраженное. Доза Уюо ЬО50 ДХТ (4,6 мг/кг) по влиянию на организм была пороговой.
Данные подострого опыта подтверждают наличие кумулятивных свойств у ДХТ, так как отношение ЬО50 к пороговой дозе равно 1000.
При изучении отдаленных последствий действия ДХТ оценивали его способность нарушать внутриутробное развитие животных, вызывать хромосомные аберрации в соматических клетках, а также влиять на гонады самцов. ДХТ в дозах у5 и ^о ЬО50 вызывал гибель зародышей в постимплантационных стадиях развития, при дозе 1/5 ЬО50 снижалась плодовитость крыс. Эти же дозы ДХТ приводили к угнетению развития зародышей: их размер и размер плаценты были достоверно меньше по сравнению с контролем. Тератогенного действия ДХТ не оказывал. МИД по .показателю эмбриотоксичности являлась 'Доо Ь05о (9,2 мг/кг). Недействующей дозой по цитогенетической активности являлась Уюо ЬО50 (46 мг/кг). Однако и в этой дозе соединение было способно нарушать генетический аппарат половых клеток самцов, что реализуется достоверным повышением уровня постимплантационной смертности потомства после спаривания самцов с интактными самками. МИД по показателям мутагенной активности ДХТ являлась Уюоо ЬЭ50 (4,6 мг/кг).
Результаты оценки морфофункционального состояния
