CC BY
11
УДК 615.777.991-099-092
О МЕХАНИЗМЕ ОСТРОГО ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ХЛОРИДОВ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ
B.C. Спиридонова, C.B. Суворов Кафедра гигиены труда I Московского медицинского института им. И. М. Сеченова
Современная техника широко использует хлорирование редких металлов для более полного попутного извлечения всех ценных компонентов полиметаллических руд, а также для получения чистых и сверхчистых металлов (вольфрам, молибден, цирконий и др.). Хлориды обладают свойствами, отличающими их от других соединений тех же металлов, в частности способностью к гидролизу во влажном воздухе и жидких средах.
Рис. 1. Некроз слизистой оболочки желудка при внутрижелудочном введении хлорида вольфрама. Увеличение 60Х.
Рис. 2. Участки некроза кожи и слизистой оболочки у крысы при респираторном поступлении хлорида вольфрама.
Как показали исследования одного из нас (В. С. Спиридонова), при применении хлоридов в качестве сырья для получения карбонилов редких металлов в воздухе рабочих помещений можно было обнаружить хлориды в концентрации 3—20 мг/м3 и одновременно пары соляной кислоты в концентрации 14—25 мг/м3. В еще большей степени гидролиз пыли хлоридов возможен при оседании их на влажные поверхности слизистых оболочек и в жидких средах организма. In vitro динамическое равновесие процессов гидролиза хлорида вольфрама WCle и хлорида молибдена МоС15 в жидких средах, близких по рН к жидкой части гомогената легких, желудочному и кишечному сокам, устанавливается в течение 1—6 часов.
При гидролизе на разных этапах разложения вещества происходит образование ряда соединений — оксихлоридов металлов разной степени окисления, соляной кислоты и окислов металлов — в виде высоко диспергированных частиц.
В соответствии с этим гигиеническая оценка степени вредности, а также характера и механизма действия пыли хлоридов редких металлов должна отличаться от той, которую современная промышленная токсикология дает окислам и другим соединениям тех же металлов (Е. А. Мельникова; О. Я. Могилевская; Н. П. Кокорев и соавторы; И. В. Рощин, и др.).
Изучение нами (В. С. Спиридонова) токсичности WC16 и МоС15 в остром опыте при разных путях поступления в организм позволило установить, что эти соединения вызывают резко выраженное раздражающее и прижигающее действие на ткани, на которые они оседают. При введении хлоридов вольфрама и молибдена в желудок крысам в дозе 1800 мг/кг в слизистой и подслизистой оболочке желудка и кишечника (рис. 1), а также в печени и почках были выявлены очаги некроза. При респираторном поступлении этих веществ (в кон-
центрациях 0,043—0,14 мг/л) у крыс наблюдались слезотечение, обильные кровянистые выделения изо рта и носа с последующим развитием коагуляционного некроза тканей (рис. 2). Часть животных погибла от отека легких.
Сопоставление параметров токсичности хлоридов вольфрама и молибдена с параметрами токсичности их окислов (О. Я. Могилевская; Н. В. Мезенцева; С. В. Суворов) показывает, что хлориды значительно более токсичны, чем окислы. Например, LD50 хлорида вольфрама, установленная на мышах, составляла 1086,5 мг/кг (при внутрижелудочном введении), тогда как LD50 WOs равнялась 4786 мг/кг даже при внутрибрюшинном введении. Следует предполагать, что в основе этого лежит гидролиз хлоридов в средах организма.
Для того чтобы выяснить роль гидролиза хлоридов редких металлов в механизме их ■острого токсического действия, мы провели дополнительные экспериментальные исследования сравнительной токсичности хлоридов этих редких металлов (WC1„ и МоС15) при различно искусственно созданных условиях течения гидролиза. Было проведено 13 серий опытов, в которых использовано 200 белых мышей-самцов (весом по 18—22 г). Вещества вводили внутрибрюшинно, что обеспечивало наилучшие условия для сравнения их действия. В предварительных опытах исследуемые вещества вводили в вазелиновом масле. Оказалось, что даже в масляном растворе происходит частичный гидролиз веществ. Поэтому мы решили изучить возможность введения хлоридов в водных растворах. Установлено, что острое токсическое действие хлоридов металлов практически не зависит от того, вводятся ли они в организм в виде масляной взвеси или в виде водного раствора. Это значит, что гидролиз WCle и МоС15 происходит в жидких средах организма с той же интенсивностью, что и in vitro в воде. Поэтому в последующих опытах мы вводили WCle и MoCls в дистиллированной воде.
В I серии опытов животные получали МоС15 в дозе 180 мг/кг. При такой дозе хорошо растворимая соль Na2MoC>4 не вызывала острой гибели животных. При введении же мышам МоСЬ, мы наблюдали гибель 60% их в первые часы.
Полагая, что указанная доза МоС15 вызывала выраженный летальный эффект в связи -с освобождением иона хлора, мы во II и III серии опытов изучали влияние частичной или полной нейтрализации вещества едкой щелочью на степень токсичности. BV—IX серии опытов животным вводили искусственные смеси соединений Мо03, Na2MoC>4 и HCl, в которых содержание молибдена составляло 0,67 ма/кг, а хлора—3,3ма/кг. Иначе говоря, весовые количества молибдена и хлора были эквивалентны этим элементам в МоС15 при дозе 180 мг/кг, что обеспечивало необходимые условия для сравнения, т. е. для выяснения сравнительной токсичности смеси соединений молибдена и хлористого водорода и продуктов гидролиза хлорида молибдена.
Подобные же опыты мы провели с WCle (серии IV, X—XIII). Дозу вещества выбрали с таким расчетом, чтобы количество хлора во вводимом веществе было эквивалентно хлору в МоС16 в исходных опытах. Создание эквивалентных отношений по металлу не имело существенного значения из-за малой токсичности растворимых соединений вольфрама, о чем свидетельствуют данные литературы и материалы опытов одного из нас (С. В. Суворов).
Результаты наших исследований представлены в таблице.
Из этой таблицы следует, что частичная нейтрализация МоС15, при которой нейтрализуются 2 атома хлора из 5, не снижает токсичности вещества. Динамическое равновесие идролиза MoClj обычно условно изображается так:
MoCl M0OCI3-* 2С1
Нейтрализация всех 5 атомов хлора в наших опытах лишила вещество острого токсического действия: гибели животных не наблюдалось. При введении животным МоОэ и Na^MoOi в количестве 0,67 ма/кг (по молибдену) не происходило острой гибели мышей. Это подтвердило наше предположение, что токсичность хлоридов является свойством, сообщаемым веществу ионами хлора.
Однако токсическое действие свободных ионов в хорошо диссоциируемом соединении, каким является соляная кислота, оказалось выше, чем в хлоридах (в опытах эквивалентные отношения по хлору были соблюдены—3,3 ма/кг). Более того, добавление Na„Mo04 (молибден в дозе 0,6 ма/кг) и особенно МоОэ (молибден в дозе 0,67 ма/кг) к соляной кислоте, содержащей хлор в количестве 3,3 ма/кг, снизило летальный эффект соляной кислоты, приблизив его в первом случае к результатам исходных опытов с МоС15 и резко ослабив во втором (т. е. при введении Мо03+НС1).
Из этого следует, что токсичность хлоридов нельзя свести (а тем более приравнять) к токсичности ионов хлора вещества. Нет оснований искать объяснение этому явлению в антагонизме действия отдельных элементов (в ионной форме) и продуктов гидролиза. Более правдоподобно предположить связь его с особенностями гидролитического распада вещества, и в этом смысле характер химической связи оказывает решающее влияние на степень токсического действия вещества.
В самом деле, в молекуле Na2MoO« молибден находится в наиболее устойчивой ионной форме (анион М0О4"). тогда как молекула Мо03 во влажной и жидкой среде способна к некоторым перестроениям с образованием М0О4" и других сложных анионов. Понятно, что в первом случае возможности для взаимодействия веществ раствора с вводимым извне ионом хлора меньше. Это, по нашему мнению, и обусловливает большее токсическое действие одного и того же количества соляной кислоты в первом случае по сравнению со вторым.
На примере \УС16 еще более наглядна связь степени токсического действия хлоридов с особенностями течения гидролиза. Известно, что при наблюдении за гидролизом \VClg могут быть отмечены разные этапы процесса, распознаваемые по изменению окраски взвеси: 1) фиолетовая (сразу по разведении), 2) серая (через 30 мин.—1 час), 3) желтая (в конце, что связано с образованием и вольфрамовой кислоты).
Летальность белых мышей при затравке их хлоридами вольфрама и молибдена или же смесью соединений этих металлов и соляной кислоты
Серия опыта Вводимое вещество Общее количество вещества (в мг/кг) Доза Число животных Процент гибели в 1—2-й день1 Примечания
эквивалентные количества (по молибдену и хлору) всего погибли после затравки по дням
сч «о LO «О ь. Т со
I МоС1, 180 0,67 ма/кг Мо+ 4-3,3 ма/кг С1 10 6 60
II МоС1, 180 То же 10 6 60 Частично нейтрализовано
III MoCl, 180 » > 10 Полностью нейтрализовано
IV WCI, 216 С содержанием 3,3 ма/кг С1 10 2 20 То же
V MoO, 64 0.67 ма/кг Мо 10
VI Na,MoO, 140 То же 10 1
VII HCI 120 3, 3 ма/кг 10 10 100
VIII MoO,+HC] 64 120 0, 67 ма/кг Мо 3,3 ма/кг 10 3 - 1 30
IX Na.MoO. + + HCI 1 40 120 То же 10 6 1 - 60
X WCI, 216 С содержанием 3.3 ма/кг С1 10 2 2 1 - - - 1 - 40 Введено ех tempore (фиолетовый цвет)
XI WCI, 216 То же 10 10 100 Введено через 30 мин. (серый цвет)
XII WCI, 216 » » 10 7 70 Введен на следу, ющне сутки (желтый цвет)
XIII WCI, 216 » » 10 5 3 80 Введен через сутки фильтрат
1 Гибель животных от воздействия соляной кислоты наблюдалась в 1-е сутки.
Как видно из приведенной выше таблицы, острое токсическое действие \VClg выше на втором этапе гидролиза, в XI серии опытов (100% летальность). Некоторое снижение токсичности вещества на заключительном этапе гидролиза мы связываем с возникновением устойчивого динамического равновесия в химических реакциях и с включением хлора в более прочные связи комплексных соединений.
Нам представляются важными результаты серии опытов, когда животным вводили водный фильтрат WClв после заключительного этапа гидролиза (XIII серия опытов). Эффект оказался равным действию взвеси \УС1в на том же этапе гидролиза. Видимо, острая токсичность хлоридов редких тугоплавких металлов обусловлена в основном действием
6 Гигиена и санитария, № 12
?1
растворимой части гидролизующегося вещества и главным образом иона хлора. При этом с ослаблением химической связи хлора с веществом нарастает токсичность хлорида.
При сравнении острого токсического действия \МС1в и МоС15> взятых в эквивалентных по хлору количествах, установлена более высокая токсичность Это не может быть
объяснено действием вольфрама, растворимые соли которого в десятки раз менее токсичны, чем соли молибдена. При равных количествах хлора в вводимых дозах \УС1в и М0СЛ5 (3,3 ма/кг) относительное число его ионов больше в Это, по-видимому, обусловливает
лучшее и более полное течение гидролиза.
Относительное тождество острого токсического действия хлоридов 2 разных металлов не снимает различия, т. е. специфики их действия, которое не может быть выявлено в остром опыте. Это и понятно, так как параметры острой токсичности вольфрама и молибдена несравнимо ниже параметров токсичности соляной кислоты. Следует предполагать, что при длительном действии на организм хлоридов в малых концентрациях значение металла будет возрастать, а значение кислоты снижаться.
Выводы
1. В случае использования в производстве без должных мер защиты хлоридов молибдена и вольфрама может возникнуть опасность острой интоксикации, выраженность которой определяется количеством действующего фактора (пыль хлоридов металлов).
2. В механизме острого токсического действия хлоридов вольфрама и молибдена ведущая роль принадлежит аниону хлора.
3. При проведении профилактических мероприятий и организации медицинской помощи рабочим следует учитывать особенные свойства хлоридов молибдена и вольфрама как промышленных ядов.
ЛИТЕРАТУРА
Кокорев Н. П., Бобрищев-Пушкин Д. М., Кранцфельд В. Д. Гиг. труда, 1960, № 10, с. 23. — Мезенцева Н. В. В кн.: Токсикология редких металлов. М., 1963, с. 47. — Мельникова Е. А. Гиг. и сан., 1958, № 5, с. 27. - Моги л е в с к а я О. Я. В кн.: Токсикология редких металлов. М., 1963, с. 26, 71. — Рощи н И. В. Гигиена труда, промыш. токсикология и проф. патология в металлургии ванадия. Автореф. дисс. докт. М., 1964. — Саноцкий И. В. В кн.: Токсикология новых промышленных веществ. М., 1961, в. 2, с. 94. — Спиридонова В. С. В кн.: Химические факторы внешней среды и их гигиеническое значение. М., 1965, с. 33. — С у-в о*р о в С. В. Гиг. и сан., 1963, № 4 с. 24.
Поступила 14/УИ 1966 г.
УДК 612.461.015.642 : 797,»-053.5
ЭКСКРЕЦИЯ ВИТАМИНОВ С МОЧОЙ У школьников ПРИ РАЗЛИЧНЫХ НАГРУЗКАХ ПО ПЛАВАНИЮ
О. В. Максютинская, Т. К■ Павленко, О. И. Снигур
Львовский научно-исследовательский институт педиатрии, акушерства и гинекологии
Большинство отечественных и зарубежных исследователей отмечает, что интенсивные тренировки увеличивают использование организмом витаминов. Так, потребность в витамине В1 при физических упражнениях может нарастать до 15—20 мг в сутки (М. А. Вытчикова; ШскпеН и Ргевсои), а в витамине С —: до 200—300 мг (СагШе). Дополнительное включение витамина С и комплекса витаминов В в рацион спортсменов значительно повышает их выносливость (Н. Н. Яковлев; МсСоггшск).
Вопрос же о потребности в витаминах юных спортсменов освещен недостаточно. Поэтому нам представлялось целесообразным изучить обеспеченность организма пловцов школьного возраста витаминами С и группы В при различных нагрузках. Из группы витаминов В мы избрали мало изученный витамин В6, а также РР.
Под наблюдением было 20 школьников в возрасте от 10 до 14 лет (10—11 лет 3 ребенка и 12—14 лет 17 детей), которые в период летних каникул находились в спортивном лагере и тренировались по плаванию. Большинство из них имело II разряд по этому виду спорта. Общая нагрузка по плаванию у них колебалась от 1000 до 5500 м в сутки и зависела от возраста: у детей 10—11 лет не более 3000 л и у 12—14-летних школьников до 5500 м. Питание наблюдаемых по обеспечению белком и витаминами было полноценным и
