Научная статья на тему 'О НОРМИРОВАНИИ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ'

О НОРМИРОВАНИИ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
128
37
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MAXIMAL PERMISSIBLE CONCENTRATIONS OF HEXAVALENT CHROMIUM IN THE ATMOSPHERIC AIR

The threshold values of the irritating effect hexavalent chromium and that of its reflex action on the functional state of human cortex are at a level of 2.5 mkg/m3. In this respect a concentration of 1.5 mkg/m3 prove ineffective. Chromium in a concentration of 1.5 mkg/m3 produced no shifts in the motor reaction, in the carbon anhydrase activity and in blood cell morphology. The maximum permissible single-time and daily average concentration of hexavalent chromium compounds in the atmospheric air may be recommended to amount to 1.5 mkg/m3 (0,0015 mg/m3) of СrO3. At a distance of 1.5 km from the chromium compounds works investigated the atmospheric air proved to contain hexavalent chromium at a concentration exceeding the recommended standard level. The sanitary protection zones around the above mentioned plant should be from 1.0 to 2.0 km. wide.

Текст научной работы на тему «О НОРМИРОВАНИИ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ»

ниям, абстрактная трактовка «общества» и «человека» как вечных и «естественных» явлений, взгляд на общество как на механический агрегат индивидов или биологический организм.

Так замыкается порочный круг — от психологических и биологических концепций буржуазной психологической и медицинской социологии, через теорию стресса Селье к открыто антикоммунистической микросоциологии Морено. Цель поворота социальной гигиены в сторону буржуазной медицинской социологии — увести социальную гигиену от коренных социальных вопросов, подменить требование изменения социальной среды концепцией «приспособления» к ней, подменить социологические проблемы медико-биологическими и тем самым отвлечь внимание рабочего класса и интеллигенции от борьбы за социализм, за коммунизм.

Из всего сказанного вытекают серьезные задачи, встающие перед советской социальной гигиеной как областью марксистской социологии. Действительный реальный путь достижения полного физического и социального благополучия, о чем мечтали и мечтают все прогрессивные врачи, человечеству наметила Программа КПСС. Задача социальной гигиены как области марксистской социологии — научно и убедительно показать это.

ЛИТЕРАТУРА

Лисицин Ю. П., Царегородцев Г. И. Сов. здравоохр., 1962, № 6, стр. 3.— Шепуто Л. Л. Вопросы диалектического материализма и медицина. М., 1963, ч. 2.— Bourn A., Health of the Future. London, 1952.— Dunn L., Points of attack for vai-sing the levels of wellness. New York, 1957.— The Epidemiology of Health. New York, 1958, p. 60, 66, 139, 148. — Gerfeldt E., Socialhygiene. Berlin, 1955.—M о p e и о Дж. Социометрия — экспериментальный метод и наука об обществе. М., 1958, стр. 39. — Sand R., The Advance to Social Medicine. London-New York, 1952.— Sel ye H., The Stress of Life. New York, 1959, p. 363.— Wins low C., The lost of Sickness and the Price of Health. Geneva, 1951.

Поступила 31/1 1963 г.

ъ ъ ъ

О НОРМИРОВАНИИ ШЕСТ И ВАЛ БИТНОГО ХРОМА

В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ

Научный сотрудник Э. Ф. Куперман

Из Свердловского института гигиены труда и профпатологии и кафедры коммунальной

гигиены Центрального института усовершенствования врачей

Из известных соединений хрома наибольшее значение в токсикологическом отношении имеют шестивалентные, обладающие наряду с местным явно выраженным общетоксическим действием [В. П. Лука-нин и др., А. А. Юделес, Е. В. Файдыш, В. П. Ершов, Я. М. Грушко, Леман (Lehmann), Манкузо (Mancuso), Лерца (Lerza), Киба (Kiba) и др.]. Токсические свойства шестивалентного хрома чаще изучали при кратковременной ингаляции в сравнительно больших концентрациях, а также при введении его через пищеварительный тракт, внутривенно и накожно. Мы не встретили сведений об оценке действия минимальных концентраций хрома в условиях длительного ингаляционного поступления его в организм.

В гигиенической литературе вопрос о загрязнении атмосферного воздуха шестивалентным хромом освещен крайне недостаточно. Нам известна только работа Буэрна (Bourne, 1950), посвященная изучению загрязнения воздушного бассейна вокруг завода хромовых соединений в США.

Для характеристики загрязнений атмосферного воздуха соединениями шестивалентного хрома мы обследовали два наиболее крупных в СССР завода по производству хромовых соединений. По ходу техно-

логического процесса с воздухом, удаляемым аспирационными и вентиляционными системами (а также неорганизованным путем), в атмосферу поступают соединения шестивалентного хрома (монохро-маты, бихроматы, хлористый хромил) в виде аэрозоля конденсации и в газообразном состоянии. Удаляемый воздух (на одном из заводов) проходит частичную очистку в скруббере, эффективность которого составляет 70%. В атмосферный воздух на высоте 10—15 м выбрасывается 700—800 кг в сутки шестивалентных соединений хрома. На другом заводе внедрение хроматно-серного метода получения окиси хрома

Рис. 1. Максимальные разовые концентрации шестивалентного хрома в атмосферном воздухе вокруг заводов хромовых соединений.

/ — Первоуральский хромпиковый завод; 2 — Актюбинский завод

хромовых соединений.

позволяет вести технологический процесс с участием шестивалентного хрома только в растворах и тем самым значительно сократить выбросы последнего в воздух (до 150—200 кг в сутки).

Отбор проб воздуха (250 в районе Первоуральском хромпикового завода и 100 в районе Актюбинского завода хромовых соединений) проводили под ветром в радиусе до 2 км вокруг заводов. Исследуемый воздух протягивался через мембранный фильтр № 2 или ткань ФПП-15, помещенные в пылевой патрон. Для отбора одной пробы протягивается 30 л воздуха со скоростью 1 л/мин. Шестивалентный хром в воздухе определяют по методу Гурвица и Сергеевой, несколько видоизмененному нами применительно к малым концентрациям (чувствительность 0,0001 мг/мл).

На рис. 1 приведены результаты определения шестивалентного хрома в атмосферном воздухе вокруг обследованных предприятий.

С целью обоснования предельно допустимой концентрации шестивалентного хрома в атмосферном воздухе были проведены экспериментальные исследования с использованием принципиальной схемы, рекомендованной Комитетом по санитарной охране атмосферного воздуха.

Аэрозоль конденсации шестивалентного хрома (рис. 2) получали нагреванием навески хромового ангидрида в электрической трубчатой печи. Газовую смесь с установленной концентрацией аэрозоля подавали в нюхательные цилиндры и затравочные камеры. Для решения вопроса о величине допустимой максимальной разовой концентрации были изучены и определены порог раздражающего действия шести-

о

аз OJ 0.8 /

Расстояние от so Soda fd км)

валентного хрома и порог рефлекторного действия последнего на функциональное состояние коры головного мозга.

Исследование порога раздражающего действия хрома проводили по общепринятой методике у 10 практически здоровых людей. Всего проведено 250 определений с 12 различными концентрациями аэрозоля хрома (от 40 до 1,5 мкг/м3). Было установлено, что хром в концентрации 10—24 мкг/м3 даже при кратковременном вдыхании вызывает резкое раздражение в переднем отделе носовой полости; более низкие концентрации вызывают легкое раздражение верхних дыхательных путей. Минимальная ощутимая концентрация у группы наблюдаемых

Рис. 2. Схема экспериментальной устанорки.

/ — воздуходувка; 2 — силикагель; 3 — активированный уголь; 4 — электронный потенциометр; 5 — электрическая печь; 6 — кварцевая лодочка; 7 — реометр; 8 — смеситель; 9 — нюхательный цилиндр; 10—щит; 11 — затравочная камера.

колебалась в пределах 4—2,5 мкг/м3. Пороговая концентрация у наиболее чувствительных лиц оказалась равной 2,5 мкг/м3. Концентрация 1,5 мкг/м3 не ощущалась ни одним из наблюдаемых.

Определение порога рефлекторного действия хрома на световую чувствительность глаза проводили методом темновой адаптации на адаптометре системы АДМ (см. таблицу). Для наблюдения было

Средние величины световой чувствительности при вдыхании различных концентраций хрома (в процентах к данным

на 15-й минуте)

20-я минута 25-я минута

г Обследуемый чистый концентрация хрома (в мкг/м3) чистый концентрация хрома (в мкг/м3)

воздух 2,5 1,5 воздух 2,5 1.5

А.......... Г.......... Л.......... 150 118 129 198 2 36 16^2 149 118 124 205 149 1Ь0 184 238 128 205 129 153

отобрано 3 человека, у которых ранее был определен порог раздражающего действия хрома. Изучение хода темновой адаптации проводили при подаче чистого воздуха, а также газовой смеси с концентрацией аэрозоля хрома 2,5 и 1,5 мкг/м3. Чистый воздух и экспериментальную смесь различных концентраций хрома подавали на 15-й минуте в течение 47г минут. Каждую концентрацию исследовали не менее 3 раз. Всего проведено 60 определений.

Кратковременное вдыхание аэрозоля шестивалентного хрома <в концентрации 2,5 мкг/м3 вызывает у всех наблюдаемых на 20-й минуте значительное повышение световой чувствительности. Даже на 40-й минуте ход темновой адаптации не возвращался к исходному уровню. Статистическая обработка материала показала, что полученные адаптометри-ческие изменения при вдыхании 2,5 мкг/м3 хрома у всех обследованных достоверны. Концентрация хрома 1,5 мкг/м3 оказалась недействующей.

Для иллюстрации влияния хрома на световую чувствительность глаза приводим кривые темновой адаптации у одной из наблюдаемых (рис. 3).

Таким образом, установлено, что порог рефлекторного действия хрома на функциональное состояние коры головного мозга, определенный адаптометрическим методом, совпадает с пороговой концентрацией раздражающего действия последнего, что для веществ тригеминального действия считается характерным.

Оценивая результаты, полученные при изучении кратковременного действия шестивалентного хрома на организм человека, можно констатировать, что концентрация 1,5 мкг/м3 (0,0015 мг/мг) оказалась под-пороговой при проверке по обоим методам. Она предложена нами в качестве максимальной разовой предельно допустимой концентрации шестивалентного хрома в атмосферном воздухе1.

Для изучения действия малых концентраций шестивалентного хрома в условиях длительного периода мы провели хронический эксперимент на лабораторных животных — непрерывную 90-дневную (по 20 часов в сутки) камерную затравку. В опыт было отобрано 45 белых крыс-самцов весом 90—120 г, составивших 3 группы по 15 крыс в каждой. Крыс первой группы подвергали воздействию аэрозоля хрома в концентрации 30 мкг/м3 (в 3 раза ниже допустимой концентрации для

и

| 45000 л

% 42000 -

% 39000-

1 36000-

|

§ 33000-

§

1 30090-

27000-

| 24000-

§

£ 2/000-

1 /8000-

1 /5 ООО -

/2000-

1 0000-

| 6000-

3000-

/о /5 го гз зо Время (0 минутах)

Рис. 3. Влияние различных концентраций хрома на световую чувствительность глаза у наблюдаемой Л.

/ — чистый воздух; 2 — концентрация хрома 2,5 мкг/м*\

3 — 1,5 мкг/м3.

1 Предложенный норматив утвержден ГСИ СССР 14/П 1961 г. за № 221-61.

воздуха цехов), 'второй—1,5 мкг/м3 (на уровне предложенной максимальной разовой). Третья группа служила контролем. Пробы воздуха для анализа отбирали 4 раза в сутки. Средняя концентрация шестивалентного хрома в первой камере была на уровне 29±0,3 мкг/м3, во второй камере—1,51 ±0,026 мкг/м3. Аэрозоль конденсации хрома в газовой смеси состоял на 90% из частиц величиной до 1 р,.

В процессе опытов вели наблюдение за общим состоянием животных, их весом, моторной хронаксией мышц-антагонистов, активностью ферментов крови (карбоангидразы) и морфологическим составом крови.

ШП5л 0.013-0.011-0.009-0.002-0005-

§ 0.015 л 1 0.013-^ 0.0/1 -0.009-0.007-

0.005-

Рис. 4. Моторная хронаксия мышц-антагонистов у крыс № 4 и 5 первой группы (30 мкг/м3) до затравки, в период затравки и в восстановительном периоде. / — разгибатели; 2 — сгибатели.

В течение всего периода затравки хром не оказывал существенного влияния на вес и общее состояние подопытных животных, хотя крысы первой группы (концентрация 30 мкг/м3) были менее активны, у них отмечались вялость, сонливость.

В последние годы при обосновании предельно допустимых концентраций вредных веществ широко используют метод исследования моторной хронаксии мышц-антагонистов как весьма чувствительный показатель, характеризующий функциональное состояние центральной нервной системы. Хронаксию и реобазу разгибателей и сгибателей голени задней правой конечности (у 6 крыс каждой группы) измеряли на конденсаторном хронаксиметре ГИФ ежедневно при постоянных условиях.

Концентрация хрома 30 мкг/м3 у крыс первой группы, начиная со 2-й недели затравки, вызывала изменения величины хронаксии (удлинение) как разгибателей, так и сгибателей. К концу 2-й недели восстановительного периода хронаксия возвратилась к исходному уровню. Еще более отчетливо эти изменения проявляются при оценке хронаксии у отдельных крыс этой группы. Из рис. 4 видно, что у крысы № 4 на 8-й неделе опыта имело место обратное соотношение хронаксии разгибателей и сгибателей. У крысы № 5 на 3-й неделе отмечено сближение хронаксии разгибателей и сгибателей, а на 9-й неделе — их обратное соотношение. У крыс второй группы (концентрация 1,5 мкг/м3) нарушений правильного соотношения хронаксии мышц-антагонистов не отмечалось на протяжении всего опыта и статистически

Затратно

—I-!-1-1-1-1-1-1-Г——I-Г—-Г"

5 6 7 8 9 10 11 12 13 Н 15 16 боем я на5людения {недели)

Крыса н4

-1-1

18 19 20

Крыса К5

достоверных изменений по сравнению с контрольной группой не обнаружено.

Работами ряда авторов (Н. Е. Пономаренко и др.) показано, что многие токсические соединения являются мощными ингибиторами угольной ангидразы крови. Мы использовали колориметрический метод определения угольной ангидразы в цельной крови, разработанный Н. Е. Пономаренко. Метод основан на определении скорости гидратации С02 в присутствии бикарбоната и карбоната натрия. Активность угольной ангидразы исследовали на 3 крысах каждой группы (рис. 5). До начала затравки последняя составляла у всех 9 крыс в среднем

г з ^ $ в 7

8ремв на&людения (0 декадах)

Рис. 5. Активность карбоангидразы в цельной крови у крыс до затравки, в период затравки и в восстановительном периоде.

1 — крысы первой группы (30 мкг/м3); 2— крысы второй группы

(1,5 мкг/м*); 3 — контрольная группа.

8—9 секунд. Начиная с середины опыта у крыс первой группы наступило статистически достоверное снижение активности фермента, что выражалось в замедлении скорости гидратации СОг до 15—20 секунд. У крыс второй группы (концентрация 1,5 мкг/м3) изменения активности фермента были сходными с таковыми у контрольных животных.

При изучении состава крови не было отмечено существенных изменений в количестве эритроцитов, лейкоцитов и содержании гемоглобина. Однако в лейкоцитарной формуле крови крыс первой группы к концу первого месяца затравки наблюдались увеличение количества палочкоядерных нейтрофилов до 6—8%, а также появление юных форм. В небольшом количестве обнаруживались даже нейтрофильные миелоциты. Отмеченные изменения указывают на явный сдвиг лейкоцитарной формулы влево, что может рассматриваться как признак раздражения кровотворных органов под влиянием шестивалентного-хрома (Е. В. Файдыш). Концентрация 1,5 мкг/м3 не вызывала подобных изменений в морфологическом составе периферической крови.

При гистоморфологических исследованиях \ проведенных после окончания 3-месячной затравки с использованием обычной и специальной окраски препаратов, у животных первой группы (концентрация 30 мкг/м3) был выявлен ряд изменений. Наиболее значительные изменения были обнаружены в органах дыхания.

1 Гистоморфологические исследования выполнены Г. В. Белобрагиной и Л. Н. Ельничных.

При длительном воздействии хрома в трахее обнаруживаются инфильтрация слизистой оболочки клеточными элементами лимфоиднога типа и интенсивная гиперемия ее; происходят расширение синусов и кровоизлияние в паратрахеальных лимфатических узлах. В легких крыс, подвергавшихся длительному воздействию хрома, наряду с полнокровием и отеком отмечались резкое утолщение межальвеолярных перегородок с образованием безвоздушных участков, развитие эмфизематозных процессов, а также нерезкие явления периваскулярного,. перибронхиального и диффузного склероза. Имели место определенные изменения и в паренхиматозных органах. Так, в почках обнаружены пикноз ядер в эпителии извитых канальцев и значительное количество гиалиновых цилиндров в их просветах; отмечены частичная или полная атрофия фолликулов селезенки, застойные явления в печени.

Обращает на себя внимание отсутствие каких-либо изменений носовой перегородки, что отмечалось в ряде случаев В. П. Луканиным в экспериментальных исследованиях при ингаляции кроликам бихро-мата натрия. Можно полагать, что отсутствие поражений носовой перегородки в наших условиях связано прежде всего с использованием значительно более низких концентраций хрома, а также с высокой степенью дисперсности аэрозоля, что создавало условия для проникновения последнего в более глубокие отделы дыхательного аппарата.

У крыс второй группы, получавших меньшую концентрацию хрома (1,5 мкг/м3), гистоморфологических изменений органов и отличий от контроля не обнаружено.

Кроме того, у животных исследовали распределение хрома в организме. У крыс, подвергавшихся затравке аэрозолем хрома в концентрации 30 мкг/м3, содержание иона хрома, определенное спектральным методом, достигало в легких 1% в расчете на золу, более чем в 30 раз превышая содержание последнего в легких контрольных животных. Также значительно более высокое содержание хрома обнаружено у животных этой группы в почках (0,1%), селезенке (0,08%), печени (0,045%), головном мозгу (0,036%).

Таким образом, основываясь на данных хронической затравки, мы предлагаем принять предельно допустимую среднесуточную концентрацию шестивалентного хрома в атмосферном воздухе на уровне максимальной разовой, т. е. 1,5 мкг/м3 (0,0015 мг/м3). Эта концентрация не вызывает функциональных изменений в организме как человека, так и лабораторных животных.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Полученные нами данные о неблагоприятном действии хрома в концентрации 30 мкг/м3 свидетельствуют о необходимости пересмотра содержания этого соединения в воздухе производственных помещений (100 мкг/м3) в сторону его снижения.

Сопоставляя обнаруженные в асмосферном воздухе концентрации шестивалентного хрома вокруг обследованных заводов с предлагаемой предельно допустимой концентрацией, мы видим, что на расстоянии до 0,5 км от завода № 1 последний превышен в 10—30 раз. На дальних расстояниях отмечено резкое снижение, однако и в зоне 1,5 км содержание шестивалентного хрома продолжает в 3 раза превышать продельный уровень. На расстоянии 2 км во всех пробах концентрация хрома в воздухе оказалась ниже предлагаемой максимальной разовой. Вокруг завода № 2 в наибольшей степени воздух загрязнен хромом также в зоне 0,5 км с превышением допустимого уровня более чем в 4 раза.

Гигиеническая оценка заводов хромовых соединений как источников загрязнения атмосферного воздуха позволяет рекомендовать в зависимости от величины валового выброса хрома санитарно-защитные зоны 1—2 км.

Выводы

1. Порог раздражающего действия шестивалентного хрома лежит на уровне 2,5 мкг/м3\ порог рефлекторного действия аэрозоля хрома на функциональное состояние коры головного мозга, определенный адаптометрическим методом, у наиболее чувствительных лиц равен также 2,5 мкг/м3.

2. Недействующая концентрация хрома при проверке указанными методами равна 1,5 мкг/м3.

3. Концентрация шестивалентного хрома 30 мкг/м3 в условиях хронической 90-дневной (по 20 часов в сутки) затравки вызывает у подопытных животных изменения моторной хронаксии, активности угольной ангидразы и морфологического состава крови. Отмечены определенные гистологические изменения внутренних органов.

4. Концентрация хрома 1,5' мкг/м3 при тех же условиях не вызывает аналогичных изменений у подопытных животных.

5. Предельно допустимая как максимальная разовая, так и среднесуточная концентрация соединений шестивалентного хрома в атмосферном воздухе может быть рекомендована на уровне 1,5 мкг/м3 (0,0015 мг/м3) в пересчете на Сг03.

6. Для заводов хромовых соединений могут быть рекомендованы следующие санитарно-защитные зоны: при выбросе соединений шестивалентного хрома до 200 кг в сутки не менее 1000 м, при выбросе до 1000 кг в сутки не менее 2000 м.

7. Предельно допустимая концентрация шестивалентного хрома в воздухе производственных помещений (0,1 мг/м3) завышена и нуждается в пересмотре в сторону снижения.

ЛИТЕРАТУРА

Беляева Л. Н. В кн.: Вопросы гигиены, профпатологии и промышленной токсикологии. Свердловск, 1959, т. 5, стр. 302.— Грушко Я. М. Вопр. онкол., 1961, № 1, стр. 100.— Ершов В. П. Гиг. труда, 1962, № 2, стр. 3.— Луканин В. П. Труд и здоровье рабочих хромпикового завода. Свердловск, 1930.— Файдыш Е. В. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1954, в. 2, стр. 70.— Она же. Гиг. и сан., I960, № 7, стр. 10.— Bourne Н. G., Industr. Med. Surg., 1950, v. 19, p. 568.— Kiba S., Fukuoka acta med., 1959, v. 50, p. 514.— Lehmann Км Die Bedeutung der chromate fur die Gesundheit der Arbeiter. Berlin, 1914.— Lerza P., Folia Medica (Napoli), 1957, v. 40, p. 100.— Mancuso T. F., Industr. Med. Surg., 1951, v. 20, p. 393.

Поступила 29/VII 1963 r.

MAXIMAL PERMISSIBLE CONCENTRATIONS OF HEXAVALENT CHROMIUM

IN THE ATMOSPHERIC AIR

E. F. Kooperman, scientific worker

The threshold values of the irritating effect hexavalent chromium and that of its reflex action on the functional state of human cortex are at a level of 2.5 mkg/m3. In this respect a concentration of 1.5 mkg/m3 prove ineffective. Chromium in a concentration of 1.5 mkg/m3 produced no shifts in the motor reaction, in the carbon anhydrase activity and in blood cell morphology. The maximum permissible single-time and daily average concentration of hexavalent chromium compounds in the atmospheric air may be recommended to amount to 1.5 mkg/m3 (0,0015 mg/m3) of СгОз.

At a distance of 1.5 km from the chroium compounds works investigated the atmospheric air proved to contain hexavalent chromium at a concentration exceeding the recommended standard level. The sanitary protection zones around the above mentioned plant should be from 1.0 to 2.0 km. wide.

# Ъ Ъ

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.