CC BY
2
Оценка эффектнвности и безопасности применения новой технологии электромеханической очистки хлорированной поверхностной воды
Концентрация, мкг/дм'
Вещество исходная вода после хлорирования после элек-тро-коагу-ляции после адсорбции углем Гигиенический норматив, мкг/дм'
Хлормстан — 4,0 — — Не установлен
Хлорциан — 2,0 — — 35
Дихлорметан — 2,0 — — 20
Хлорэтан — 0,1 — — 200
Дихлорацетилен — 0,2 — Не установлен
Хлороформ — 500 77,7 13,7 100
Четыреххлористый 0,2 6,0 0,1 — 2
углерод
Бромдихлорметан — 29,3 7,1 — 30
Хлорпентан — 0,8 — — Не установлен
Трихлорэтилен — 4,0 — — 60
Хлорпикрин — 5,0 0,7 — Не установлен
Тетрахлорэтилеи — 8,9 — — 20
Хлоргексан — 5,0 — — Не установлен
Дибромхлорметан — 1,6 — — 30
Бромоформ — 0,2 — — 100
1,1,2,2-Тетрахлорэтан — 1,0 0,6 0.3 200
М етилдихлорацето- — 2,0 — — Не установлен
нитрил
1-Хлор-З-метилбу- — 20,1 — — То же
тен-1
Трихлорацетальдегид — 285,5 — — 10
З-Хлорбутанол-2 — 1067 — — Не установлен
2,2-Дихлорбутан — 25,1 — — То же
4-Хлор-3,6-дигидро- — 17,6 — — и и
пиран
2,3-Дихлор-3-метил- — 15,7 — — п II
бутан
I -Хлор-З-метилпен- — 9,4 — — И и
танол-3
Хлоргептан 2,0 13,8 4,6 — " "
Хлороктан — 11,8 — И N
мировую войну. Отметим, что это вещество образуется при хлорировании воды, в составе которой имеются азотсодержащие вещества, нитраты, нитриты, аминокислоты и др. До последнего времени норматив для этого вещества не был разработан. Однако аналитические исследования питьевых вод ряда городов нашей страны способствовали развитию исследований, направленных на обоснование гармонизированного норматива для содержания хлорпикрина в питьевой воде. Применение нового способа электрохимической очистки воды, как показали наши исследования, позволило получить воду, соответствующую гигиеническим требованиям, предъявляемым к качеству питьевой воды.
Поиск новых с точки зрения безопасности технологий водоподготовки идет также и в направлении создания новых способов обеззараживания. Сравнительный анализ продуктов трансформации при разных способах водоподготовки и оценка влияния на их образование уровня содержания гуминовых соединений показали, что содержание галогенсодержащих соединений и суммарное содержание образовавшихся продуктов трансформации оказались выше при хлорировании по сравнению с озонированием и при обработке исходной воды с большим уровнем гуминовых веществ. Это свидетельствует о необходимости удаления гуминовых соединений.
Для электрохимической очистки воды от гуминовых соединений нами было разработано устройство, представляющее собой две камеры разного объема, разделенные диафрагмой на катодное и анодное пространства. Стенками камер являлись плоские электроды из титана, покрытого диоксидом рутения. В катодной камере был помещен синтетический активированный уголь, который служил одновременно объемным электродом и адсорбентом. Гу-миновые кислоты, обладая электролитическими свойствами, в электрическом поле мигрировали в направлении от анода к катоду, на котором они адсорбировались. В результате применения этого способа концентрация гуминовых соединений в воде понижалась в 200 раз.
Важным направлением в области оценки новых технологий является разработка методов определения и подготовка сборников методов контроля веществ в объектах окружающей среды, предназначенных для практического применения. Особенно значимым направлением является разработка многокомпонентных методов контроля. Так, в рамках аналитического исследования выбросов табачной фабрики нами был разработан метод контроля никотина и других 9 веществ, входящих в состав выбросов табачной фабрики, в атмосферном воздухе. Под нашим руководством и при нашем участии издаются официальные сборники методов контроля веществ, включающие многокомпонентные методы. Особенно большое значение имеет разработка методов контроля ряда опасных и токсичных веществ, для которых пересмотрены или скорректированы гигиенические нормативы. В частности, в связи с гармонизацией нормативной базы в области гигиены воды были разработаны методы контроля таких супертоксикантов, как несимметричный диметилгидразин и хлорпикрин.
Таким образом, проведение аналитических исследований, в основе которых заложен принцип анализа объектов окружающей среды неизвестного состава, ориентированного на идентификацию широкого спектра веществ, позволит дать адекватную гигиеническую оценку эффективности и безопасности применения новых технологий с учетом образования новых веществ в результате химического воздействия этих технологий на среду и токсичности продуктов трансформации. Эти исследования будут способствовать сохранению здоровья населения.
Поступила 22.04.05
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2006 УДК 614.72:547.561-092.9
Р. А. Сулейманов, Г. С. Раиштова, Т. К. Валеев, Ф. С. Фархутдинова
ОБОСНОВАНИЕ ОРИЕНТИРОВОЧНО БЕЗОПАСНОГО УРОВНЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОСНОВАНИЯ МАННИХА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека, Башкирский государственный университет, Уфа
Расчетное обоснование ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ) М,М-димегил (3,5-дитретбу-тил-4-оксибензил) амина в атмосферном воздухе проведено согласно МУ № 2630—82 [4].
М.Ы-диметил (3,5-дитретбутил-4-оксибензил) амин (основание Манниха) находит широкое применение в нефтехимической, нефтеперерабатывающей промыш-
ленности в качестве ингибитора термополяризации мономеров (изопрена, стирола и пр.). Основание Манниха является продуктом, из которого в дальнейшем получают ионол — высокоэффективный стабилизатор для светлых каучуков и резин. Кроме того, ионол широко используют как антиокислитель жиров растительного и животного происхождения. Способность данного класса фенолов
ингибировать процессы окисления позволила широко применять их в качестве эффективных антиоксидантов. Производят основание Манниха на Стерлитамакском нефтехимическом заводе.
М,Ы-диметил (3,5-дитретбутил-4-оксибензил) амин зарегистрирован во Всероссийском регистре потенциально опасных химических и биологических веществ (РПБ № 05742686 24 05544 от 23.02.2000). В литературе имеются сведения о токсических свойствах 1^,Ы-диметил (3,5-дитретбутил-4-оксибензил) амина и родственных ему химических соединений, установлена и утверждена предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м3 [1, 5]. Материалы по обоснованию ПДК Ы,1Ч-диметил (3,5-дитретбутил-4-оксибензил) амина в воздухе рабочей зоны, выполненные в Башкирском государственном медицинском университете (БГМУ), представлены заказчиком. Исследования по выявлению отдаленных последствий воздействия химического вещества проводили в отделе медицинской экологии Уфимского НИИ медицины труда и экологии человека.
Наименование вещества: основание Манниха, аги-дол-3, М.Ы-диметил (3,5-дитретбутил-4-оксибензил) амин, химическое название по иРАС — 2,6-ди-(димети-лэтил)-4-(Ы-диметиламино) метил) фенол. Эмпирическая формула: С,7Нг701^.
Основание Манниха представляет собой порошок желтовато-оранжевого цвета с приятным специфическим запахом. Молекулярная масса 263 при 760 мм рт. ст., температура кипения 179'С, плавления 93,5°С, удельный вес 0,88 г/см3 при 20*С.
Хорошо растворяется в спиртах, эфирах, кетонах; практически не растворим в воде, хорошо смешивается с растительным маслом. Основание Манниха относится к классу фенолов. По параметрам острой токсичности является умеренно токсичным веществом. При внутри-желудочном введении препарата ЬО^ составила для крыс — 1650 мг/кг, для белых мышей — 406 мг/кг, при ингаляционной затравке среднесмертельная концентрация — 500 и 300 мг/м3 соответственно. Клиническая картина отравления основанием Манниха характеризовалась в начале признаками раздражения, дыхание становилось прерывистым, более поверхностным. Сразу же после окончания однократной затравки животные выглядели неряшливо, шерсть потеряла свой характерный блеск, взъерошена, дыхание стало затрудненным. Животные заторможены, сжимаются в комок, от пищи отказываются, забиваются в темные места. Некоторые особи не реагируют на звуковые и световые раздражители. Смерть наступала на фоне клонических судорог во время затравки или (в основном) в ближайшие сутки после ее окончания.
При попадании на кожу или слизистые оболочки глаз основания Манниха наблюдалось выраженное местное раздражающее действие. Исследуемый продукт не обладает способностью проникать в организм животного через неповрежденные кожные покровы в количествах, вызывающих явления интоксикации или его гибель.
При выборе концентраций в хроническом опыте основывались на результатах ранее проведенных острых и подострых опытов, а также использовали расчетные формулы для определения ориентировочных величин ПДК. Основание Манниха при нормальной температуре и давлении практически не летуче, но при высокой температуре (> ЮО'С) испаряется, быстро конденсируется до аэрозоля конденсации. Поэтому при расчете ориентировочной ПДК в воздухе рабочей зоны использовали уравнение для высококипящих органических соединений.
Учитывая это, в хроническом опыте испытывали 2 концентрации основания Манниха — 3,5 и 15,6 мг/м3. Эксперименты проводили на белых крысах. Животные были разделены на 3 группы по 27 крыс в каждой. Подопытные и контрольные животные находились в камерах в условиях одинаковой относительной влажности (55—
65%), температуры и кратности обмена воздуха. Затравку животных осуществляли 5 раз в неделю по 4 ч в день в течение 4 мес.
Хроническое ингаляционное воздействие аэрозоля основания Манниха на животных вызвало определенные функциональные сдвиги: изменение возбудимости центральной нервной системы, колебание ректальной температуры, замедление прироста массы тела, уменьшение потребления кислорода, изменение функции почек и колебание состава периферической крови; причем у животных 1-й группы эти изменения были выражены резче, чем у животных 2-й группы, по сравнению с контролем.
После окончания затравки и восстановительного периода животных забивали и их внутренние органы подвергали патоморфологическим исследованиям.
Результаты хронического отравления основанием Манниха выявили дистрофические изменения паренхиматозных элементов на фоне выраженных сосудистых расстройств и нарушения кровообращения. После восстановительного периода эти явления были менее выражены, но окончательного выздоровления не наступало.
У животных 2-й группы также отмечались подобные изменения, но у некоторых из них они были менее выражены.
Сенсибилизирующих свойств у основания Манниха не выявлено. Его специфическое действие на организм животных (крыс) изучали при однократном и многократном поступлении. Ингаляционную затравку проводили в динамических условиях однократно при концентрации на уровне Limch — 3 мг/м3 и многократно в течение 6 мес при ежедневном 5-разовом поступлении в неделю по 4 ч для изучения гонадо-, эмбриотоксического, тератогенного, мутагенного и канцерогенного эффектов. Животные были разделены на 3 группы. Концентрация основания Манниха для 1-й группы подопытных животных составляла 3,5 мг/м3, для 2-й — 15,6 мг/м3, 3-я группа была контрольной.
Для выявления воздействия препарата на эмбриональное развитие определяли число живых и мертвых зародышей в яичниках у половозрелых крыс-самок, размер и массу плодов и плаценты. По разности желтых тел и мест имплантации судили о гибели яйцеклеток, резорбцию плодов определяли по соотношению мест имплантации и количеству эмбрионов, общую эмбриональную смертность вычисляли по разнице желтых тел и живых плодов.
При изучении эмбриотоксического эффекта испытуемого препарата в максимально высокой концентрации отмечалось достоверное повышение общей эмбриональной, до- и постимплантационной смертности.
Таким образом, при изучении эмбриотоксического и тератогенного действия выявленные изменения следует рассматривать как соответствующие проявления высокой дозы испытуемого вещества.
Изменения состояния окостенения скелета у подопытных животных по сравнению с контролем не обнаружено. При изучении постнатального развития потомства статистически достоверных отклонений по сравнению с контрольной группой не зафиксировано.
О функциональном состоянии гонад самцов судили по длительности сохранения подвижности сперматозоидов, кислотной и осмотической резистентности, числу живых, мертвых и патологических форм сперматозоидов. Морфологические изменения в семенниках оценивали по следующим показателям: индексу сперматогенеза, суммарному количеству нормальных сперматогоний, количеству канальцев со слущенным семяродным эпителием, числу канальцев с 12-й стадией мейоза, массовым коэффициентам и размерам семенников. Для суждения об оплодотворяющей способности этих самцов спаривали с интактными самками. При гистологическом исследовании семенников у животных 1-й и 2-й групп (3,5 и 15,6 мг/м3) деструктивных изменений не выявлено. Нарушения функционального состояния семяродного эпителия у животных в сочетании с морфологическими из-
Параметры токсичности и опасности веществ, близких по строению
Химическое название
Формула
Среднесмертельные дозы DLW, мг/кг
крысы
морские свинки
Рекомендуемые ПДК,,, мг/м'
Класс опасности
п-третбутил-фенол (СН3)3СС4Н4ОН 1030 - — 0,4* ПДК^, 2-й
0,03*
2-третбутил-4-метилфенол (СН3)3СС6Н3СН3ОН 2500 800 1200 1 3-й
2,6-дитрстбутил-4-метилфенол (СН3)3СС6Н4С(СН3)3 2450 2000 — 0,5" ПДК^, 3-й
агидол 1 СН3ОН — —
2,6-дитретбутил-4-гидроксиметил (СН3)3СС6Н4С(СН3)3 7000 — — — 4-й
фенол СН3ОН
2,4,6-тритретбутнлфенол [(СН3)С]3С6Н2 ОН — 1600 — 50 3-й
2,6-дитретбугилфенол [(СН3)С]3С6Н2 ОН 3100 2200 — 0,1** ПДКт 3-й
М^-диметил(3,5-дитретбутил-4оксибензил) амин [(СН3)С]2С6Н3 ОН 1650 406 — 0,5* ПДК^ 2-й
Примечание. Одна звездочка — утвержденные ПДК, две — утвержденные ОБУВ для 2,6-дитретбутил-4-метилфенола 0,5 мг/м3, ПДК для п-третбутилфенола — 0,03 мг/м1, прочерк — сведения отсутствуют.
менениями не обнаружено. Нарушения сперматогенеза также не выявлено. У самок, спаренных с самцами, подвергнутыми воздействию препарата, предимплантацион-ной гибели зародышей не наблюдалось.
При гистологическом исследовании семенников отслоения и выпадения семяродного эпителия в просвет канальцев не обнаружено. Половая активность самцов не снижена, о чем свидетельствует оплодотворяющая способность самок, спаренных с самцами. У животных 2-й группы (15,6 мг/м3) отмечено некоторое снижение времени подвижности сперматозоидов. Следовательно, при ингаляционном поступлении вещества в испытуемых дозах функциональных и морфологических изменений в гонадах самцов не обнаружено. В целом репродуктивная функция животных не нарушена.
Мутагенное влияние на половые клетки изучали путем учета доминатных летальных мутаций при спаривании самцов с интактными самками. Проявления действия препарата на генетический аппарат клеток самцов, реализующегося доминантными деталями, не зафиксировано. Уровень постимлантационной смертности зародышей, отцы которых подвергались влиянию основания Манниха, статистически не превышал контрольный.
Результаты проведенных экспериментов позволяют отнести основание Манниха к веществам, не оказывающим эмбриотропного и гонадотропного действия, а также не обладающим мутагенной, тератогенной и канцерогенной активностью при однократном воздействии. При хроническом воздействии основания Манниха в концентрации 15,6 мг/м3 выявлены минимальные эм-бриотропные эффекты, которые можно отнести на счет токсических проявлений вещества; не выявлено гонадотропного, мутагенного, тератогенного и канцерогенного действия, в то же время при концентрации вещества 3,5 мг/м3 специфического действия на организм животных не наблюдалось. На отсутствие отдаленных эффектов у группы пространственно-затрудненных фенолов (замещенные фенолы) указывают и ряд авторов — Э. Г. Давлетов, В. В. Ершов [3], А. Д. Дуриев [2].
В соответствии с системой стандартов на вредные вещества (ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ) данный продукт можно отнести к 3-му классу опасности.
Данные о физико-химических свойствах, результаты токсикологических исследований позволяют нам рассчитать ОБУВ основания Манниха в атмосферном воздухе.
На основе сопоставления результатов, полученных с использованием расчетных уровней, получены значения ОБУВ основания Манниха в пределах от 0,015 до 0,69 мг/м3.
Действующая ПДК основания Манниха в воздухе рабочей зоны составила 0,5 мг/м3. Для 2,6-дитретбутилфе-нола — вещества, близкого по строению и химическим свойствам, установлен и утвержден ОБУВ в атмосферном воздухе населенных мест 0,1 мг/м3.
В токсикологическом отношении изучены близкие по строению одноатомные фенолы (в объеме токсикологического паспорта): 2,6-дитретбутил-4-гидроксиметилфе-нол относится к 4-му классу опасности; 2,4,6-тритретбу-тилфенол к 3-му классу опасности. Для последнего рекомендована ПДК в воздухе рабочей зоны 50 мг/м3 (официально не утверждена) [1].
Среди изученных в токсикологическом отношении химических веществ класса фенолов ближе всего по строению к основанию Манниха 1 п-третбутилфенол, 2-третбутил -4- метилфенол, 2,6-дитретбути л -4- гидро-ксиметилфенол, 2,4,6-тритретбугилфенол [2]. Экспериментально установленные в годы прошлого столетия ПДК для воздуха рабочей зоны (большинство официально не утверждены) рекомендованы на уровне от 0,4 мг/м3 для п-третбутилфенола до 50 мг/м3 для 2,4,6-тритретбу-тилфенола и агидола 1 (см. таблицу).
Учитывая перечисленное, а также тот факт, что наилучшее приближение ОБУВ к экспериментально обоснованным величинам ПДК дают расчеты по формулам, в основу которых заложены параметры токсикометрии и ПДК в других объектах окружающей среды, мы считаем возможным рекомендовать ОБУВ N.N-диметил (3,5-дитретбутил-4-оксибензил) амина в атмосфере населенных мест на уровне 0,01 мг/м3.
JI итература
1. Вредные вещества в промышленности: Справочник / Под ред. Н. В. Лазарева, Э. Н. Левитиной. — Л., 1976. - С. 413-414.
2. Дуриев А. Д., Середин Е. Б. // Хим.-фарм. журн. — 1990. - Т. 19. - С. 329-333.
3. Ершов В. В. Пространственно-затрудненные фенолы. - М., 1972.
4. Методические указания по установлению ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест № 2630-82. - М., 1982.
5. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны (дополнение № 8 к перечню ПДК № 4617-88) ГН 2.2.4.002-93. - М., 1993.
Поступила 22.04.0S
