CC BY
9
б) научное значение, поскольку материалы экспедиции по линии изучения здоровья населения и его санитарного состояния в целом закладывают основу для сопоставлений и оценки сдвигов в состоянии здоровья населения степного Крыма.
3. Научно-практическую работу медицинских институтов на крупных строительствах необходимо организовать в плане годичного цикла, повторяя выезды в разные сезоны года.
■¿г * ¿г
Б. П. Гуринов, В. А. Зорэ, А. А. Ильина и Л. М. Шабад 1
О содержании полициклических ароматических углеводородов в загрязнениях атмосферного воздуха и в дымовых выбросах
Из Научно-исследовательского санитарного института имени Ф. Ф. Эрисмана и лаборатории онкологии Института нормальной и патологической морфологии
АМН СССР
Работами М. К. Петровой, изучавшей роль функционально ослабленной коры головного мозга в возникновении различных патологических процессов в организме, убедительно показано, что «в возникновении и развитии злокачественного новообразования главным ведущим звеном, повидимому, все-таки является хроническое нарушение деятельности коры головного мозга»2. В другом месте своей работы М. К. Петрова указывает, что истощение и ослабление нервной системы играют большую роль в появлении предраковых симптомов у животных, на организм которых действуют неблагоприятные факторы внешней среды, в том числе канцерогенные вещества, и могут вызвать появление и развитие злокачественных новообразований.
В окружающей среде организм человека может встретиться с целым рядом канцерогенных вредностей.
Уже около 200 лет назад стали известны первые примеры профессионального рака, в частности, в Англии был описан так называемый «рак трубочистов». В дальнейшем был отмечен ряд случаев возникновения рака кожи у человека под действием продуктов перегонки каменного угля, различных смол, сажи и минеральных масел.
На примере профессионального рака с полной достоверностью можно убедиться в том, что некоторые химические и физические агенты внешней среды могут приводить к заболеванию человека злокачестзен-ными опухолями.
Установление бластомогенных агентов во внешней среде, в частности, химических канцерогенных веществ, позволяет поставить вопрос о профилактике рака в первую очередь путем предупреждения действия этих агентов на организм.
Изучение рака показывает, что его возникновению предшествуют определенные предраковые изменения. Своевременное их обнаружение и лечение являются вторым рациональным путем профилактики рака.
1 В отборе и анализе проб принимали участие М. К Харахинов, Н. Т. Макаров, В. В. Базилевич, Л. А. Климова и В. И. Белозерская.
2 М. К. Петрова, О роли функционально-ослабленной коры головного мозга в возникновении различных патологических процессов в организме, М., Медгиз, 1946, стр. 89.
Если до сих пор в качестве примера влияния экзогенных канцерогенных агентов мы приводили профессиональный рак, то не следует забывать, что, помимо производственной обстановки, и в окружающей нас среде в ряде случаев могут содержаться те же агенты.
Многочисленными опытами на животных доказано, что смазывание кожи каменноугольной смолой или содержащимся в ней 3.4-бензпире-ном вызывает рак. Поэтому совершенно естественно возникает вопрос о том, не могут ли в некоторых случаях «ли при некоторых условиях сказаться канцерогенные свойства каменноугольной смолы, употребляемой, например, в строительстве дорог, канцерогенные свойства сажи или других продуктов сгорания топлива, попадающих в атмосферу.
Некоторые исследователи (Томсон и Др.) обнаружили 3.4-бензпи-рен в воздухе крупных промышленных городов, другие — опытами на животных подтвердили канцерогенность смол, экстрагированных из загрязнений городского воздуха Однако не вполне ясно, всегда ли в задымленном воздухе содержатся канцерогенные вещества, и в каких концентрациях эти вещества могут встречаться в атмосферном воздухе.
Научно-исследовательский санитарный институт имени Эрисмана поставил перед собой задачу последовать загрязнения городского воздуха канцерогенными веществами.
Для изучения были взяты три города, в которых применялись различные виды топлива. В этих городах изучалась концентрация пыли в атмосферном воздухе и содержание в ней полициклических углеводородов.
Для уточнения вопроса о связи между видом сжигаемого топлива и присутствием смолистых и канцерогенных веществ в выбросах дымовых труб было произведено также исследование дымовой сажи.
Работа проводилась комплексно с оптической лабораторией Московского педагогического института имени В. И. Ленина (зав. лабораторией проф. Э. В. Шпольский).
В настоящем сообщении мы вначале остановимся на исследовании сажи, так как именно дымовые выбросы являются первоисточником загрязнения атмосферы продуктами неполного сгорания топлива.
А. Исследование сажи из дымоходов
А)тбор проб сажи производился из дымоходов котельных установок промышленные предприятий, электростанций, жилых домов, бань и т. д. путем соскоба с внутренних стенок дымоходов, а в некоторых случаях аспирацией из отходящих дымовых газов твердых взвешенных частиц Агервз—епециальную отсосную трубку Всесоюзною теплотехнического института именй Дзержинского при помощи эжектора или воздуходувки, ---
— Всего было взято для исследования 45 проб сажи. Для вычисления процента смолистых веществ определенные навески проб экстрагировались дихлорэтаном После отгонки дихлорэтана полученные смолистые осадки взвешивали. Для определения 3.4-бензп,ирена в навесках их растворяли в жидком парафин^ята^теков-ощшшшое вазелиновое масло) до концентрации 1—5.10-3 г смолы на М см3 парафина. Спектры флуоресценции растворов фотографировали по обычной методике^аписание которой можно *айти в более ранних сообщенияхФлуоресценцию растворов возбуждали лампой ПРК-4, излучение которой пропускали через фильтр из кобальто-никелевого стекла. Свет-флуоресценции конденсировался линзой на щель спектрографа. Съемку производили -на -высокочувствительных- фотоматериалах. /
.— Стандартом служил спектр медной или железной дуги/ Если-в-енектрр фдуорес_\ ценции смолы были обнаружены какие-либо полосы, то длины волн их определяли
1 А. А. И л ь и н а, К методике спектрально-флуоресцентного анализа смол, Журнал аналитической химии, 1950, V, 2; А. А. И л ь и н а и В. В. Б а з и л е в и ч, Флуоресценция 3.4-бензпирена, Известия Академии наук СССР, серия физическая, т. XII. № 5, 1948; В. И. Белозерская и В. А. Зорэ, Спектрально-флуоресцентное определение 3.4-бензпирена, Информационно-методические материалы Института име1ги Эрисмана, 1952, № 2.
путем интерполяции по линиям стандартного спектра. Полученные длины волн максимумов в спектрах флуоресценции смолы сравнивали со спектрами флуоресценции чистых углеводородов в парафиновых растворах, измеренными нами ранее или известными по литературе.
Некоторые образцы были подвергнуты дополнительным исследованиям при применении низких температур (—180°). В этом случае, кроме уточнения спектра (полосы флуоресценции при замораживании растворов становятся резче и ярче), иногда выявлялись и полосы фосфоресценции, длины волн которых также бывают полезны при идентификации веществ >.
Оценка концентрации бензпирена в исследованных смолах производилась на основании проведенных нами ранее опытов с разведением2.
/Рассмотрение спектров флуоресценции смол, полученных из раз-лртных образцов сажи, показывает, что большинство образцов дает спектры флуоресценции со многими узкими полосами в области 380— 500 mji{назовем их епектрами -nms-ff, которые говорят о присутствии
3.4-бензпирена и других много-ядерны« ароматических углеводородов/На рисунке приведена кривая !(а), характерная для спектра типа I, полученная путем записи почернения снимка спектра флуоресценции (с помощью регистрирующего микрофотометра). В пробах сажи, взятых из дымоходов котельных при сжигании различного вида топлива: каменного угля, торфа, нефти, дерева, мы находим один и тот же «набор» полос флуоресценции, слегка вариирующий в отношении выявления слабых линий. От образца к образцу спектры флуоресценции изменяются лишь в отношении большего или меньшего выявления этих полос на фоне сплошного спектра. Наиболее яркие линии, встречающиеся во многих образцах,—404—405, 409—410, 427—430, 433—4535 mц — с большой достоверностью можно отнести за счет присутствия 3.4-бензпирена — одного из самых сильных канцерогенных веществ, встречающихся в смолах.
Некоторые последовательности полос напоминают спектры флуоресценции дибензпиренов, однако нам не удалось провести их точную идентификацию.
/Опыты с замороженными (до —180°) растворами показали, что большинство образцов, обнаруживших в спектре флуоресценции полосы 3.4-бензпирена, дают желтую, оранжевую или красноватую фосфоресценцию, что говорит о присутствии в них углеводородов типа бенз- и дибензантрацена, дибензпиренов и других представителей «тяжелой ароматики».
В других пробах сажи мы встречаемся со спектрами флуоресценции другого типа (яигГТТ), состоящими из 3—4 широких полос, характерных для антрацена, бензантрацена и их производных/(см. рисунок, б).
В небольшом числе случаев в спектре флуоресценции (тип III) обнаруживается лишь широкая бесструктурная полоса флуоресценции, простирающаяся почти по всему видимому спектру (см. рисунок, в).
1 См. более подробно А. А. Ильина, Известия Академии наук СССР, серия физическая, XV, 1951.
2 См. работы А. А. Ильиной, упомянутые выше.
Примеры записи спектров флуоресценции растворов смол, выделенных из сажи
а—спектр типа I: б—crn-ктр типа И; в—спектр типа III (по оси ординат отклонения соответствуют почернению негативного изображения спектра)
В этих случаях даже замораживание раствора не выявляет следов присутствия многоядерных ароматических углеводородов.
/Сравним результаты исследования отдельных образцов сажи.
Сажа, полученная из дымоходов домовых котельных, работающих на' каменном угле, дает смолу, в спектре флуоресценции которой мьншп^ -ли. главные линии 3.4-бензпирена «—оценил« е» концентрацию;' £ В 0,01%. ---;-^---------»
Смолы, полученные из сажи, взятой из топок заводов, дают или аналогичную картину (стт5етрБгтатт5~Г)"" и обнаруживают в спектре ряд широких полос -(стгектрът- типа Ii), соответствующих ароматическим углеводородам типа антрацена, или, наконец, дают широкую сплошную полосу флуоресценции -(таи IHf, говорящую об отсутствии веществ, подобных 3.4-бензпирену.
Экстракты сажи, взятые из дымоходов различных предприятий отапливаемых нефтью или мазутом, дали также неоднородную картину, что связано, повидимому, с неодинаковыми условиями сжиганиу'Так, например, в саже из дымохода крекинг-завода и сажевого завода бенз-пцрен отсутствует (спектр сплошной). Наоборот, в саже нескольких котельных промышленных предприятий, бань, жилых домов, бензпирен обнаруживается в количествах от 0,002 до 0,01%. Кроме того, присутствуют и еще более сложные углеводороды того же типа.
Сажа, полученная при сжигании торфа, дает ту же картину: в некоторых случаях (2 завода) канцерогенные углеводороды обнаружены, в других (дымоход теплоэлектроцентрали) — отсутствуют (повидимому, при хорошем сжигании).
Подчеркнем, что наличие бензпирена в саже, полученной при сжигании торфа, установлено нами впервые.
Смолы из дымоходов домов, отапливаемых дровами, во всех случаях дали спектры типа I, по которым найдено содержание 3.4-бензпирена, доходящее до 0,01%.
Из приведенного материала видно, что нельзя установить соответствия между видом топлива и содержанием канцерогенных углеводородов в саже.
Наоборот, можно сделать вывод, что способ сжигания, или, вернее, полнота сжигания топлива, играет гораздо большую роль: при плохом сжигании в экстрактах из сажи обычно обнаруживают канцерогенные углеводороды, при хорошем они отсутствуют.
Пробы, полученные из одного и того же дымохода путем аспирации уноса при разных условиях сжигания, наглядно иллюстрируют этот вывод.
Так, одна из этих проб была отобрана во время растопки, когда происходило сильное дымление и, очевидно, с топочными газами уносилось много продуктов неполного сгорания. Эта проба дала в спектре флуоресценции ясные признаки большого содержания 3.4-бензпирена (свыше 0,01%). По мере налаживания правильного горения этот показатель уменьшился до «==0,001% 3.4-бензпирена в пробе № 2, а проба № 3, взятая через двое суток после растопки, дала спектр флуоресценции, в котором не было никаких следов 3.4-бензпирена или родственных ему веществ.
В связи с этой частью работы возник вопрос, одинаков ли состав смол в саже, оседающей на стенках дымохода, и в саже, уносимой с дымовыми газами. Последняя, очевидно, всегда свежего происхождения, а сажа, осевшая на стенках, остается там длительное время.
Нами было проведено два опыта по сравнению сажи из уноса и сажи, осевшей на стенках того же дымохода. Оба сорта сажи дали аналогичную картину, Следовательно, нет никаких оснований думать, что сажа, выбрасываемая из трубы, может содержать меньше канцерогенных веществ или иметь другой состав по сравнению с той сажей, которая оседает на стенках.
la
Б. Исследование смолистых экстрактов из пыли
Для суждения о загрязненности атмосферного воздуха канцерогенными веществами необходимо знать: а) концентрацию пыли в атмосферном воздухе, б) содержание в пыли смолистых веществ и в) содержание канцерогенных веществ в этих смолах.
Отборы проб пыли производились в тех же городах, где находились предприятия,, давшие материал для исследований сажи. Содержание в пыли городов смолистых и. канцерогенных веществ в начале работы исследовалось в осадках атмосферной пыли путем сбора последней в банках, выставляемых на открытых местах на определенный срок, или же из пыли снежного покрова.
Концентрации пыли в воздухе сначала определялись при помощи автомобильного аспиратора системы Научно-исследовательского санитарного института имени Эрисмана, а в дальнейшем был использован мощный циклонный аспиратор, сконструированный Н. Т. Макаровым (Научно-исследовательский санитарный институт имени Эрисмана) и дающий возможность отбирать пыль в достаточно больших количествах, необходимых для спектрального анализа.
В результате применения этого аспиратора в трех изучаемых городах был» отобраны пробы пыли, в которых и было определено содержание смол и 3.4-бензаи-рена/ Одновременно с этим была выявлена и концентрация пыли.
7 Всего было взято 83 пробы атмосферной пыли. Полученные пробы, так же как и -сажа, экстрагировались дихлорэтаном и в них определялось количество смолистых веществ. Оказалось, что результаты определения смолистых веществ в пробах пыл» зависят от применяемого метода отбора проб: в седиментационных пробах обнаруживается обычно 0,1—1% смолист^« веществ, а в аспирационных — значительно большие количества (от 3 до 12%ШЭто объясняется различной дисперсностью улавливаемой пыли: в банках, а тем более в снежных пробах, оседает наиболее крупная пыль, а при аспирации улавливается более «тонкая» пыль которая может сорбировать больше смолистых веществ, чем грубодисперсная пыл^
Смолы, полученные из пыли, исследовали тем же Спектрально-флуоресцентным методо м„_.о~«вторам - -было - сказало -выше..
' Смолы, экстрагированные из атмосферной пыли, дали также спектры флуоресценции всех трех указанных -выше типов, т. е. в них можно было обнаружить 3.4-бензпирен, а иногда и друпие углеводороды/В небольшом числе случаев пробы были свободны от полициклических ароматических углеводородов этого типа. Как видно из табл. 1, в подавляющем большинстве проб пыли обнаружено не менее 0,001% бензпире-на. Однако пробы пыли с большим содержанием этого вещества (больше 0,01%) встречаются реже, чем при исследованиях сажи. Это можно объяснить тем, что под влиянием света и кислорода воздуха бензпирен и подобные ему углеводороды, находящиеся в загрязнениях воздуха, могут постепенно окисляться.
Таблица 1. Относительные показатели содержания бензпи рена в смолах, выделенных из проб дымовой сажи и атмосферной пыли
Содержание бензпирена (в процентах) Количество проб в процентах
сажа (из труб) пыль
0 20 19,2
0.Г01 18 47,5
0,005 18 19,2
0,01 (и больше) 44 14,1
В табл. 2 приведены данные о содержании бензпирена в пыли, взятой в различное время года. Оказалось, что среди проб, взятых во время отопительного сезона, отрицательные анализы встретились лишь в единичных случаях, тогда как в летнее время отрицательные ответы получились почти в 30%. Это можно объяснить тем, что зимой работает боль-
шое количество отопительных котельных жилого сектора, в которых процесс сжигания топлива недостаточно совершенен. Кроме того, в летний период уменьшение количества бензпирена в пробах может быть связано с действием солнечного облучения.
Таблица 2. Содержание 3.4-бензпирена в атмосферной пыли в различное время года
Анализ на бензпи-рен Количество 1 роб, ВЗЯ1ЫХ в
отопительный неотопительный
сезон сезон
Бензпирен обнаружен ...... 31 35
Бензпирен не обнаружен ....... 2 13
Всего ... 33 48
Наибольший интерес для гигиенистов представляет возможность оценки содержания бензпирена в атмосферном воздухе городов.
Так как, применяя седиментационный метод, нельзя было рассчитать концентрацию бензпирена в воздухе, то для этой части работы был использован мощный аспиратор циклонного типа, дающий возможность просасывать 100 м3 воздуха в час. С помощью этого аппарата были взяты пробы пыли в тех же трех городах, о которых мы уже упоминали. Располагая данными по концентрации пыли в воздухе этих же пунктов, определив содержание смолистых веществ в пробах пыли и количество 3.4-бензпирена в смолах, можно оценить содержание последнего в воздухе, составляющее: 3,6.108.10 —7 —11.10 ~7мг на 1 м3 воздуха.
Наибольшее содержание канцерогенного углеводорода обнаружено в воздухе города, где применяется жидкое топливо.
Приведенные расчеты следует считать предварительными, так как они основаны пока на сравнительно небольшом количестве наблюдений.
При рассмотрении полученных данных обращает на себя внимание большее содержание 3.4-бензпирена в смолах, полученных из пыли, чем это указано в табл. 1. Однако следует иметь в виду, что данные расчета содержания 3.4-бензпирена в воздухе основаны на материале, полученном при использовании аспирационного метода, тогда как данные в табл. 1 охватывают все исследования пыли, причем большинство проб (около 85%) было получено седиментационным методом, дающим пыль с меньшим содержанием смолистых и канцерогенных вешеств.
Наши данные расходятся с высказываниями Томсонанаходившего в смолах атмосферной пыли меньшие количества бензпирена. Указанное расхождение, по нашему мнению, можно отнести за счет разной методики, так как наши расчеты произведены на основе аспирационных данных, а Томсон говорит об оседающей пыли.
Кроме атмосферной пыли и дымовой сажи, нами исследовалась также сажа выхлопов автотранспорта в связи с тем, что некоторые авторы считают, что выхлопные газы автомобилей способствуют повышению заболеваемости раком легких.
Из сажи, взятой нами соскобом с внутренней поверхности глушителя автомобиля, были экстрагированы смолы, в которых обнаружено 0,002—0,01% 3.4-бензпирена.
1 Гигиена и санитария, 1951, № 11.
В настоящее время советские конструкторы успешно заканчивают работы по устранению выброса в воздух продуктов неполного сгорания моторного топлива.
Реализация этих работ ликвидирует загрязнение воздуха советских городов от автотранспорта.
Заключение
Итак, в результате настоящего исследования удалось/показать, что в дымовой саже независимо от вида топлива могут присутствовать канцерогенные углеводороды типа 3.4-бензпирена, 1.2.5.6-дибензантра-цена и т. д.
Наличие этих веществ зависит от способа сжигания. Наиболее совершенные методы сжигания «обезвреживают» дымовые выбросы (в отношении канцерогенных веществ), так как органические соединения сгорают. Присутствие 3.4-бензпирена было обнаружено также в саже выхлопов автотранспорта.
В загрязнениях воздуха можно обнаружить те же канцерогенные углеводороды, но в несколько меньшем содержании по сравнению с дымовой сажей. Наши исследования дали возможность определить концентрации канцерогенных веществ (по крайней мере 3.4-бензпирена) в воздухе населенных пунктов.
Такого рода исследования приобретают особое значение в нашей стране. Только в условиях социалистического строя страны, идущей к коммунизму, возможны широкие государственные рационально обоснованные и доведенные до конца мероприятия по профилактике рака — устранение профессиональных вредностей, обеспечение чистоты воздуха путем борьбы с его задымленностью и т. д.
Переход на рациональные методы сжигания топлива, широкое распространение теплофикации городов, все большее и большее использование электроанергии должны сыграть значительную роль в этом направлении..''
IV * Л
А. О. Войнар
К вопросу о токсичности солей кадмия1
Из кафедры биохимии Сталинского медицинского института
В статье, посвященной вопросу о токсичности питьевой воды, содержащей соли кадмия, Я. М. Грушко, В. А. Донское и В. С. Колесник затронули важный вопрос, имеющий большое практическое значение и остающийся пока Неразрешенным, судя по тому, что данные различных авторов о предельно допустимых концентрациях кадмия в питьевой воде весьма расходятся.
Для решения поставленной задачи авторы избрали метод длительного эксперимента на животных продолжительностью от 4 до 8 месяцев.
Такая постановка опыта наиболее надежна, так как целым рядом исследователей показано, что кадмий, поступающий в организм в виде различных соединений как через рот, так и парэнтерально, задержи-
1 По поводу статьи Я. М. Грушко, В. А. Донскова, В. С. Колесника «Токсичность питьевой воды, содержащей соли кадмия», Гигиена и санитария, № 9, 1951.
О
