CC BY
5
TASKS OF HYGIENIC RESEARCH IN CONNECTION WITH THE INTRODUCTION OF RECYCLING WATER SUPPLY SYSTEMS
IN INDUSTRIAL PLANTS
M. A. Pinigin, R. D. Smirnova, G. A. Bagdasarian, and L. Kh. Tsyganovskaya
The paper discusses the main lines of hygienic research on environmental protection in connection with the installation at industrial enterprises of recycling water supply systems and particularly with the use of purified waste water. On the basis of an analysis of their own findings and of those reported in the literature, the authors point out the major unfavorable consequences associated with the use of such systems and indicate ways of solving the more important hygienic problems involved.
УДК 613.32
Акад. АМН СССР Г. И. Сидоренко, доктор мед. наук Г. Н. Красовский, канд. мед. наук 3. И. Жолдакова
О ПУТЯХ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИССЛЕДОВАНИЙ
ПО ГИГИЕНИЧЕСКОЙ РЕГЛАМЕНТАЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Широкая химизация всех отраслей народного хозяйства приводит к загрязнению биосферы все новыми веществами неприродного происхождения. Точно определить количество потенциальных химических загрязнений окружающей среды не представляется возможным, а вместе с тем ориентировочные данные свидетельствуют о том, что число химических агентов, которые могут поступать в воду водоемов, атмосферный воздух, почву и др., исчисляется тысячами. В частности, в США установлено, что число нашедших применение в промышленности, сельском хозяйстве и быту химических соединений и их композиций равно 27 ООО. Известно, что номенклатура новых красителей, производство которых с каждым годом расширяется, достигает нескольких сот наименований, а промышленные сточные воды отдельных цехов проектируемых в настоящее время предприятий могут содержать до 500 ранее не изученных в гигиеническом отношении соединений. Судя по заявкам отдельных предприятий, уже сейчас назрела необходимость в обосновании ПДК в воде водоемов более чем для 1000 веществ.
В нашей стране за последние 30 лет обоснованы ПДК в воде водоемов для 600 веществ. Несложный расчет показывает, что существующие гигиенические учреждения страны ежегодно могут разрабатывать нормативы для 30—35 соединений, т. е. потребности народного хозяйства в регламентировании содержания вредных веществ в воде водоемов значительно превышают возможности гигиенических учреждений в проведении соответствующих исследований. К тому же четко проявилась тенденция к увеличению объема и длительности токсикологических исследований из-за необходимости изучать отдаленные эффекты, что может привести к расширению уже существующего разрыва. В связи с этим следует стремиться к разрешению возникшего противоречия путем дальнейшего повышения эффективности научных исследований по обоснованию ПДК.
Увеличение эффективности работ по нормированию веществ настоятельно требует перехода на более совершенные организационные формы научного планирования, поиска и внедрения в научную практику новых принципов и методических приемов ускоренной гигиенической регламентации.
На наш взгляд, совершенствовать планирование следовало бы по трем основным направлениям.
Классификация поступающих от промышленности заявок для выбора приоритетных веществ (нуждающихся в первоочередном исследовании)
на основе следующих критериев: стадии технологической разработки и сроков внедрения в промышленное производство, объема производства и применения ожидаемого содержания в промышленных сточных водах, предполагаемого характера рассеивания в окружающей среде и степени контакта с населением, персистентности в окружающей среде, токсичности и опасности.
• В результате значительная часть информации для оценки веществ по указанным критериям может быть получена от заявок из промышленности и дополнена уже имеющимися данными о структуре и свойствах, принадлежности к определенному классу химических соединений, нормировании этого или аналогичного вещества в других средах, в том числе за рубежом.
Практическая реализация принципа этапного планирования исследований (С. Д. Заугольников и соавт.; И. В. Саноцкий); разработка временных регламентов типа ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ) с учетом того, что не все вновь синтезируемые вещества внедряются в широкое промышленное производство.
Координация планирования с целью одновременной разработки ПДК в разных объектах окружающей среды в одном институте или на основе межпроблемной кооперации в рамках АМН СССР в нескольких институтах гигиенического профиля. В области охраны водоемов целесообразна межотраслевая координация: одновременное обоснование гигиенических, рыбохозяйственных, экологических и других регламентов новых веществ с последующим установлением единой ПДК (Г. И. Сидоренко, 1977; Г. Н. Красовский и соавт., 1977).
Между тем практическое использование всех указанных организационных форм пока затруднено из-за отсутствия законодательных требований к форме поступающих от промышленности заявок, объему информации
• в них, в том числе об этапе разработки и перспективах внедрения в промышленное производство. Дополнительных усилий требует и научная организация планирования в рамках АМН СССР.
По нашему мнению, решающей в увеличении эффективности исследований должна стать разработка теоретических основ, методических схем и приемов ускоренного гигиенического нормирования, что позволит в более сжатые сроки получать основные гигиенические параметры допустимого содержания веществ в воде.
В настоящее время уже имеется ряд научных предпосылок для решения этой проблемы: накоплен сравнительно большой экспериментальный материал по оценке токсичности и опасности веществ в различных областях гигиенического нормирования, доказана возможность его взаимоиспользования для ускоренного обоснования ПДК в разных объектах окружающей среды; сделан шаг вперед в выяснении зависимости биологических эффектов от структуры веществ; разработаны прикладные аспекты теории прогнозирования в гигиене (Г. И. Сидоренко, 1976), усовершенствованы методы предсказания параметров хронической токсичности веществ на основании кратковременных опытов (Г. Н. Красовский и соавт., 1971; М. А. Пинигин).
Следовательно, возможность использования ускоренных методов гигиенического нормирования не только необходима, но и базируется на достаточно прочной научной основе.
Следует отметить, что проблему ускоренной регламентации не следует сводить к расчету ОБУВ. По-видимому, использование ориентировочных нормативов целесообразно только в отдельных случаях: на стадиях первичных технологических разработок, полупроизводственных и опытных испытаний и предпроектных работ, для определения необходимой чувствитель-^ ности аналитических методов контроля веществ в воде или замены веществ в в технологическом процессе на менее опасные.
Следует иметь в виду, что пути повышения эффективности гигиенических исследований в области гигиены окружающей среды связаны не столь-
Таблица 1
Классификация вещес!в по степени опасности при этапном установлении ПДК
Класс опасности
Последовательность оценки опасности веществ
Критерий
перЕый (чрезвыча й-но опасные)
второй (вы- третий сокоопасные) (опасные)
четвертый (умеренно опасны й)
дк/пк, дк/пк,
<1 <1
<0,001 0,001—0,1 >10« 10е—>10» <1 1—10
1—10 >10
1—10 >10
0—11—10 >10
10»—Ю1 <10*
>10—100 >100
2
3*
4*
* Проводится только для веществ, отнесенных к первому — третьему классу опасности.
Пр имечание. ДК — допустимая концентрация; ДД — допустимая доза; ПКорг— пороговая концентрация по органолептическому признаку; ПКСан — пороговая концентрация по общесанитарному признаку; ПДотд — пороговая доза по отдаленным эффектам; ПДобщ — пороговая доза по общетоксическому действию.
ко с разработкой расчетных приемов для установления ориентировочных нормативов, сколько с совершенствованием методических подходов, цель которых — получение в более сжатые сроки достаточно обоснованных нормативов для включения в санитарное законодательство. Отдельных ускоренных методов и даже комплекса их для этого недостаточно. Необходим переход на систему приемов в виде методических схем, логично сочетающих элементы эксперимента и расчета.
В отличие от гигиены труда нормативы для окружающей среды разрабатываются на основе нескольких показателей вредности, например,' для питьевой воды по двум, а для воды водоемов — по трем признакам: органолептическому, общесанитарному и токсикологическому. Сроки экспериментального обоснования пороговых величин по первым двум показателям сравнительно невелики (дни или 1—3 нед), поэтому нет необходимости применять для них ускоренные методы. В то же время именно они в большинстве случаев определяют ПДК- В частности, для 60% уже изученных веществ нормативы установлены по органолептическому признаку вредности; при этом для большинства соединений разрыв между пороговыми концентрациями по первым двум признакам и безвредными уровнями по токсикологическому признаку вредности, как правило, значителен и может достигать 1000—10 000 раз и более.
С учетом этих особенностей разработаны варианты методических приемов гигиенического нормирования веществ в воде и обобщены в виде схемы этапного нормирования (Г. Н. Красовский, 1977). Основой этапного нормирования стали следующие принципы:
— сочетание экспериментального метода точного и надежного обоснования пороговых концентраций по органолептическому и общесанитарному показателям вредности и приемов, сокращающих сроки токсикологических исследований в тех случаях, когда это логически оправдано;
— выбор оптимальных методов прогнозирования параметров хронической токсичности с учетом их сравнительной точности: на основе физико-химических констант -»- нормативных величин для других объектов окружающей среды -»- результатов острого опыта с оценкой кумулятивных свойств по времени гибели животных ->- результатов подострых опытов;
— последовательность применения различных по точности и трудоемкости токсикологических приемов, определение класса опасности и завершающего исследования;
— необходимость перехода к следующему этапу методической схемы в тех случаях, когда полученная на предыдущих этапах информация оказывается недостаточной для обоснования надежной ПДК;
Таблица 2
Методическая схема этапного установления гигиенических ЛДК химических веществ
в водных объектах
Этап нормирования Вариант схемы Оценка ДК Класс опасности веществ, позволяющий завершить исследования на соответствующем этапе
Первый Второй Третий Четвертый Сокращенная Ускоренного нормирования На основе хронического эксперимента Развернутая (полная) По результатам острого опыта и расчета По результатам острого и подострого опытов и расчета По результатам острого, подсст-рого и хронического опытов и расчета По результатам острого, подострого, хронического и пожизненного опытов и расчета Четвертый Третий Второй Первый
Примечание. Изучение влияния веществ на органолептические свойства воды и санитарный режим водных объектов, а также оценка стабильности веществ в воде проводятся в полном объеме независимо от используемого варианта схемы.
— возможность получения информации о наличии отдаленных эффектов веществ в кратковременных опытах.
В схеме этапного нормирования сочетаются экспериментальный метод точного и надежного обоснования пороговых концентраций по органолеп-тическому и общесанитарному признакам вредности и сокращение сроков токсикологических исследований, где это логически оправдано. Такой подход позволяет без потери надежности информации в более короткие сроки обосновать ПДК, приобретающую законодательный характер.
Составными элементами этапного установления гигиенических ПДК является методическая схема (табл. 1) и классификация веществ по степени опасности для определения необходимого и достаточного объема исследований (табл. 2). В классификации используется несколько критериев. Первый из них — превалирование одного из трех признаков вредности. Если преобладает влияние на органолептические свойства воды или санитарный режим водоемов (т. е. соответствующие пороговые концентрации по этим признакам вредности существенно ниже, чем расчетная максимально недействующая концентрация — МНК1), то объем токсикологических исследований можно ограничивать. При кратности различий в пределах 1—10 должен быть осуществлен переход к схеме ускоренного нормирования, в которой оценка МНК дана на основе острого и подострого опытов. Второй (МНК) и последующие критерии применяются только для тех веществ, у которых предполагается токсикологический лимитирующий признак вредности. В качестве третьего критерия используется показатель кумулятивных свойств — важнейший при оценке опасности веществ.
Последний критерий — способность веществ вызывать отдаленные последствия. Отдельные эффекты следует рассматривать как более неблагоприятные виды биологического действия веществ по сравнению с общетоксическим эффектом.
Вредное вещество относят к соответствующему классу по показателям наибольшей опасности.
Данная классификация может применяться для оценки опасности веществ, которые ранее были изучены в гигиеническом отношении. При использовании схемы этапного нормирования величина МНК или МНД
1 МНК — концентрация вещества в воде в миллиграммах на 1 л, соответствующая подпороговой дозе и получаемая пересчетом. МНК=МНДХ20.
(максимально недействующая доза) определяется расчетными и экспресс-экспериментальными методами.
Согласно принципам этапного нормирования, исследования начинаются с установления пороговых концентраций по органолептическому и общесанитарному признакам вредности независимо от степени опасности вещества, причем выполнение токсикологического эксперимента для прогнозирования МНК предусмотрено уже на первом этапе («сокращенная ф схема»).
Результаты острых опытов дают возможность определить не только ЬО,о> но и получить информацию о кумулятивных свойствах вещества по времени гибели животных (Б. М. Штабский). «Сокращенная схема» применима для относящихся к тем классам и группам веществ, которые уже достаточно хорошо изучены в гигиеническом отношении. Исследования могут быть закончены уже на этом этапе, если о веществе (на основании данных литературы, материалов гигиенического нормирования в других объектах окружающей среды, по аналогии с близкими по структуре веществами) можно с уверенностью сказать, что оно не вызывает отдаленных последствий. Если на первом этапе установлено, что вещество относится к третьему классу опасности, то переходят ко второму этапу исследований.
Второй этап — «схема ускоренного нормирования» предусматривает более широкое использование подострых и экспресс-экспериментальных методов с последующей экстраполяцией полученных результатов на длительные сроки воздействия (Г. Н. Красовский и соавт., 1971). Этот этап включает также изучение отдаленного действия—гонадотоксического и мутагенного. Достаточно надежные суждения о степени опасности веществ по этому критерию могут быть сделаны путем сопоставления пороговых доз по общетоксическому и отдаленным эффектам в кратковременных а 20—30-дневных экспериментах (Г. Н. Красовский и соавт., 1976; Г. Н. Красовский и В. С. Журков; Г. Н. Красовский и И. В. Сутокская). Если в этих случаях установлено, что пороговая доза по общетоксическому эффекту значительно ниже (в 10 раз и более) порога гонадотоксического и мутагенного действия, то в условиях хронического эксперимента их можно не изчуать. Аллергенные эффекты на данном этапе изучают по показаниям в зависимости от структуры вещества. Одновременно в полном объеме определяют эмбриотоксический эффект с установлением дозовой зависимости. При правильном планировании длительность второго этапа не превышает 4 мес, причем в эти сроки исследуют и весь спектр биологических эффектов.
Если в результате работ, предусмотренных первым и вторым этапами, обнаруживается, что вещество относится ко второму классу опасности, следует перейти к последующему, третьему, этапу нормирования, включающему хронический 6-месячный опыт на лабораторных животных, как это предусмотрено «Методическими указаниями по разработке и научному обоснованию предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов» (1976). Но этот срок может оказаться недостаточным для небольшого числа веществ, относящихся к первому классу опасности. Для них необходим пожизненный эксперимент с целью изучения канцерогенного действия и героэффекта — «развернутая (полная) схема».
Таким образом, результаты каждого предыдущего этапа исследований позволяют определить, достаточен ли объем полученной информации для обоснования ПДК данного вещества в воде водоемов или необходим переход к следующему этапу методической схемы.
Схема предполагает широкое использование расчетных методов на каждом этапе. Полученные с помощью расчетных методов результаты прогноза параметров хронической токсичности мы рассматриваем как ф дополнительный критерий надежности: устанавливаемые безвредные уровни веществ в воде позволяют избежать случайных, не обнаруженных ис-
следователем ошибок, таких, как неучтенные внешние воздействия на животных, изменение биологической активности веществ при нарушении условий их хранения и др. Не преувеличивая значения расчетных параметров токсичности, которые могут колебаться в пределах до 10 раз, отметим, что и итоги отдельного хронического эксперимента могут варьировать в достаточно широких пределах.
Принятая 5—10-кратная градация выбираемых для изучения в хроническом эксперименте доз сама по себе ведет к ошибке определения параметров токсичности в 3—8 раз. При этом далеко не всегда учитывается, что возможно варьирование результатов опыта, обусловленное различиями пола, возрастом животных, пищевым рационом, метеорологическими факторами, циркадными и сезонными биологическими ритмами. В то же время расчетные параметры, полученные с помощью математических уровней, в особенности разработанные на основе гигиенических нормативов для соединений, относящихся к определенным классам, являются результатом обобщения десятков и сотен экспериментальных наблюдений, выведенных с учетом установленной закономерности распределения.
Завершая рассмотрение методической схемы этапного нормирования, следует подчеркнуть, что ее применение дает возможность в 10—20 раз сократить сроки обоснования ПДК для 50—70% веществ. Логичное сочетание экспериментальных исследований с расчетным и экспресс-экспериментальным прогнозированием токсичности позволяет не только более экономично в кратчайшие сроки удовлетворять многочисленные заявки промышленности на разработку гигиенических нормативов, но и обеспечивает повышение точности и надежности рекомендуемых ПДК-
Нам представляется, что перспектива ускоренного нормирования связана с разработкой расчетных методов прогнозирования влияния веществ на репродуктивную функцию и экспресс-экспериментальных методов предсказания канцерогенной активности. Важно также выработать критерии для строгого отбора наиболее точных математических уравнений и унифицировать методические условия проведения острых и подострых экспериментов в различных областях гигиенического нормирования.
Таким образом, предлагаемые организационные формы планирования научно-исследовательских работ и дальнейшее развитие теории и методологии ускоренного гигиенического нормирования являются кардинальным направлением в повышении эффективности исследований по совершенствованию водно-санитарного законодательства.
ЛИТЕРАТУРА
Заугольников С. Д., Коваленко А. И., Кочанов М. М. и др.— В кн.: Научные основы современных методов гигиенического нормирования химических веществ в окружающей среде. Под ред. И. В. Саноцкого. М., 1971, с. 58. Красовский Г. Н.— В кн.: Вопросы охраны окружающей среды. Пермь, 1977, с. 19—22. Красовский Г. #., Шиган С. А., Витвицкая Б. Р. и др.— В кн.: Всесоюзный симпозиум «Применение математических методов для оценки и прогнозирования реальной опасности накопления пестицидов во внешней среде и организме». 1-й. Материалы. Киев, 1971, с. 47—53. Красовский Г. Н., Варшавская С. П., Шиган С. А. и др.— В кн.: Основные вопросы проблемы отдаленных последствий воздействия профессиональных ядов. М., 1976, с. 28—33.
Красовский Г. Н., Журков В. С.— В кн.: Вопросы охраны окружающей среды.
Пермь, 1977, с. 23—26. Красовский Г. Н., Сутокская И. В.— Гигиена окружающей среды (Экспрессин-
форм.), 1977, N5 10, с. 24. Пинигин М. А.— Вестн. АМН СССР, 1972, № 1, с. 82.
Саноцкий И. В.— Ж- Всесоюз. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева, 1974, т. 19, № 2, с. 125—135.
Сидоренко Г. И,— Вестн. АМН СССР, 1976, № 12, с. 75.
Сидоренко Г. И.— В кн.: Советско-американский симпозиум по проблеме «Гигиена
окружающей среды». Итоговый. 2-й. Материалы. М., 1977, с. 5—10. Штабский Б.М.— Гиг. труда, 1974, № 1, с. 23—28.
Поступила 15/\'Ш 1978 г.
TOWARD INCREASED EFFICIENCY OF RESEARCH AIMED AT ESTABLISHMENT OF HYGIENIC STANDARDS FOR HARMFUL SUBSTANCES IN WATER
G. 1. Sidorenko, G. N. Krasovsky, and Z. I. Zholdakova
A number of organizational measures are required if the efficiency of research concerned with the setting of MACs for substances present in bodies of water is to be increased. A scheme of step-by-step establishment of standards based on the use of rapid and computing methods of forecasting is suggested with a view to shortenir.g the duration of relevant studies and making the standards more reliable.
УДК 613.63:661.185
3. С. Маркова, А. И. Саутин, Г. М. Костродымова
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ ХИМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ КОНТАКТА С СИНТЕТИЧЕСКИМИ МОЮЩИМИ СРЕДСТВАМИ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Для установления степени химической нагрузки на человека при использовании синтетических моющих средств (CMC) нами осуществлены исследования по определению уровня фактического загрязнения кожи остаточными количествами поверхностно-активных веществ у женщин в условиях контакта с CMC. Работа выполнена в лабораторных условиях, имитирующих стирку в быту, и на базе фабрик-прачечных, праче^ых самообслуживания и производственного объединения «Сумгаитхимпром». Под наблюдением находилось 98 человек. Проведено около 300 анализов по определению анионоактивных и неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) в водных смывах со стандартной площади рабочей поверхности кистей рук (5,8% от общей площади тела).
Химические вещества смывали с кожи следующим образом. В пробирки с притертыми пробками наливали по 10 мл водопроводной воды. При определении фонового загрязнения кожи ватным тампоном, предварительно смоченным водой, смывали участки кожи с двух сторон обеих кистей рук частыми движениями сверху вниз. Для определения остаточных количеств ПАВ после контакта с раствором CMC руки тщательно промывали под струей теплой водопроводной воды без мыла. С мокрых рук сухим ватным тампоном проводили смыв. Ватные тампоны помещали в пробирки с 10 мл воды, которую затем подвергали химическому анализу. Количество ПАВ, обнаруженное на коже рук, выражали в микрограммах на 1 мл. Анионоактивные ПАВ определяли общепринятым методом с метиленовым синим. Количество неионогенных ПАВ в водной среде измеряли полярографическим методом, разработанным сотрудниками лаборатории физико-химических и радиологических исследований. Метод основан на способности неионогенных и анионоактивных ПАВ подавлять полярографические максимумы. Чувствительность метода 0,5 мг/л. Концентрацию ПАВ в воде рассчитывали по формуле:
где С — концентрация ПАВ (в мкг/мл); А — количество ПАВ, обнаруженного в анализируемом объеме (мкг/л); V — объем пробы, взятой для анализа (в мл).
Установлено, что в производственных условиях после 20-минутного контакта с 0,5% раствором CMC количество ПАВ'на коже рук было равно 5,6—7,5 мкг/мл в прачечных самообслуживания, 4,0—15,3 мкг/мл—на фабриках-прачечных, 10 мкг/мл — на заводе синтеза CMC, 11,4 мкг/мл —
