CC BY
10
10. Метелица Д. И., Попова Е. М. // Биохимия,—1979 — Т. 44, № П.— С. 1923—1935.
11. Микулич С. Г. Изменение клеточного метаболизма в тканях печени и мозга при интоксикации метиловым спиртом в эксперименте: Автореф. дис. ... канд. биол. наук.— Киев, 1974.
¡12. Мотлох Н. Н. // Межсистемные взаимодействия при радиационном поражении.—Пущино, 1978,—С. 61—68.
13. Ротенберг Ю. С. Ц Бюл. экспер. биол,—1982,—№ 9.— С. 42—45.
14. Саркисов Д. С. // Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций.—М., 1987.—С. 36— 57.
15. Скулачев В. П. Трансформация энергии в биомембранах.— М„ 1972.
16. Тиунов Л. А. // Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций.—М„ 1987,—С. 366—381.
17. Тиунов Л. А., Жербин Е. А., Жердин Б. Н. Радиация и яды.— М„ 1977.
18. Трифонов Ю. А., Турдыев А. А., Тиунов Л. А. // Гиг. и сан,—1987.—№ 8.—С. 82-84.
19. Трифонов Ю. А., Турдыев А. А., Тиунов Л. А. // Там же.— 1989,—№ 3.— С. 32—34.
20. Туракулов Я■ X., Кургульцева Л. И., Гагельганс А. И. // Биохимия.—1967,—Т. 32, № 1,— С. 106—109.
21. Турдыев А. А., Тиунов Л. А., Трифонов Ю. А. // Биохимия алкоголизма.—Минск, 1980,— С. 144.
22. Хогебум Д., Шнейдер В. Нуклеиновые кислоты: Пер. с англ.— М., 1957.
23. Урбах В. Ю., Биометрические методы.— М., 1964.
24. Buskirk ]., van Frisell W. // Arch. Biochem.— 1968.— Vol. 132, N 1,- P. 130-138.
25. Dalvi R. R„ Townsend W. // Chem. pharm. Bull.— 1976.— Vol. 24, N 9,— P. 2128—2131.
26. King Т. E. Ц Meth. Enzymol.— 1967,—Vol. 10,— P. 322.
27. M с Mar tin K-, Hedstrom K. G. Tolf Bo-Ragner // Arch. Biochem.— 1980,— Vol. 199, N 2,— P. 606—614.
Поступила 12.01.90
© В. М. ВОРОНИН. Ю. Д. ПАРФЕНОВ. 1991 УДК 613.155.3:54в.48|-074
В. М. Воронин, Ю. Д. Парфенов ОБОСНОВАНИЕ ПДК КАДМИЯ ПО КАНЦЕРОГЕННОМУ ЭФФЕКТУ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва; НИИ канцерогенеза ВОНЦ АМН СССР, Москва
При гигиеническом регламентировании кадмия следует учитывать различные виды его биологических эффектов. Наибольшие трудности возникают при попытке учесть его канцерогенное действие. Определить допустимые концентрации канцерогена, в частности кадмия, можно лишь по зависимости доза — канцерогенный эффект. ПДК кадмия, рассчитанные на основании такой зависимости, ранее не предлагались.
Кадмий считают вероятным канцерогеном для человека [14]. Канцерогенность его установлена по результатам эпидемиологических и экспериментальных исследований. Контакт с соединениями кадмия, главным образом с оксидом, а также с некоторыми сплавами, содержащими кадмий, повышал у работающих частоту рака легких, носа, глотки, толстой кишки, предстательной железы. В экспериментальных исследованиях при подкожном и внутримышечном введении хлорида, оксида, сульфата и сульфида кадмия у крыс и мышей развивались саркомы на месте введения, опухоли яичек и поджелудочной железы.
При обосновании гигиенических нормативов кадмия могут оказаться полезными данные о содержании его в различных объектах окружающей среды. В атмосферном воздухе сельских районов концентрация кадмия обычно ниже 0,003 мкг/м3 [14]. Среднегодовые концентрации кадмия в воздухе городов с развитой промышленностью колеблются в пределах 1,8—3 нг/м3, вблизи коксовых заводов эта величина составляет 3,2 нг/м3 [8]. В зоне действия мусоросжигательных установок на различном удалении от центра города средненедельная концентрация кадмия в воздухе находится в пределах 0,007—0,015 мкг/м3 [7]. На расстоянии 500 м от завода с действующей
медеплавильной печью средняя концентрация кадмия в воздухе достигает 0,36 мг/м3 [23]. В производственных условиях канцерогенные оксид, сульфид и сульфат кадмия определяются на уровнях соответственно 0,074—0,09 мг/м3 (иногда до 1,1 мг/м3), менее 0,1 и 0,08—25 мг/м3 [14]. В атмосферных осадках содержание кадмия составляет 0,66 [1] или 0,1—3,4, 0,3—2,1, 0,1 — 1,7 и 0,1—2,5 мкг/л [5]. Поступление кадмия с продуктами питания оценивается в ЧСФР в 60 мкг на человека в день, ФРГ 48 мкг, Японии (в незагрязненных районах) 47—59 мкг, Румынии 38— 64 мкг, в США 4—92 мкг [14, 15]. Средней величиной принято считать 0,03 мг на человека в день [24]. В питьевой воде (Калькутта, Индия) кадмий обнаруживается в концентрациях до 8,2 мкг/л [22]. В пресноводной части одного из рукавов дельты Нила концентрация кадмия составляет 0,403 мкг/л, в зоне смешения речных и морских вод — 0,52 мкг/л [10]. В гавани морского порта Дарвин (Австралия) в воде она колеблется в пределах 0,7—4 мкг/л [19], у восточного побережья Шотландии изменяется от 10 нг/л на севере до 25 нг/л на юге [11]. В почвах уровень кадмия обычно ниже 1 мкг/г, однако в районах, подверженных загрязнению, он составляет от 1 до 70 мкг/г [14]. Один из возможных путей поступления кадмия в организм — курение. Установлено, что при выкуривании 20 сигарет в день в легкие поступает около 1,5 мкг кадмия, что в пересчете на год составляет приблизительно 0,5 мг [14].
Таким образом, наиболее низкие концентрации кадмия в атмосферном воздухе (1—3 нг/м3) наблюдаются в сельских районах. В городах они выше (в среднем достигают 0,05 мкг/м3). Более
высокие значения отмечены вблизи некоторых производств (0,36 мг/'м3). Наиболее высокие концентрации кадмия в воздухе определяются в производственных условиях (до 25 мг/м3). В незагрязненных водоемах содержание кадмия менее
1 мкг/л; в воде, загрязненной промышленными стоками, оно может достигать 10 мкг/л. В продуктах питания уровень кадмия обычно ниже 0,01 мкг на 1 г сырой массы [14]. Основными источниками поступления кадмия в организм человека признаются продукты питания, питьевая 'вода и курение, однако в производственных условиях наибольшее значение имеет ингаляционный путь поступления канцерогена [17].
Представляют интерес данные об опыте лимитирования кадмия в различных объектах. Для почвы в ФРГ принята ПДК, равная 3 мг/кг; считают, что этот норматив требует ужесточения [16, 20]. ПДК кадмия для сухого компоста, образующегося в результате переработки коммунальных и промышленных отходов, составляет в этой стране
2 мг/кг [9]. В промышленных сточных водах в ФРГ ПДК кадмия установлена на уровне 0,2 мг/л [13]. В СССР эта величина (для сточных вод полиграфических предприятий) равна 0,01 мг/л, в США (штат Нью-Йорк) —0,3 мг/л, в Японии — 0,05 мг/л [2]. В питьевой воде в СССР ПДК кадмия (с учетом валового содержания всех форм) установлена по санитарно-токси-кологическому признаку на уровне 0,001 мг/л [5], В США— 10 мкг/л [12]. Для дымов допустимая концентрация кадмия в США предложена на уровне 0,1 мкг/м3 для 8-часового периода осреднения и 0,03 мг/м3 в качестве верхнего предела; как средневзвешенная во времени величина для 8-часового периода работы с пылью определена концентрация 0,2 мг/м3 и как предельная за 15-минутный период воздействия — 0,6 мг/м3.
Эти нормативы приняты Администрацией по профессиональной безопасности и здоровью США по токсическому эффекту без учета канцерогенности. Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья США рекомендовал для соединений кадмия концентрацию 40 мкг/м3 как средневзвешенную и 200 мкг/м3 как верхний предел за 15-минутный период [12]. В Швеции для воздуха рабочей зоны ПДК кадмия принята на уровне 0,05 мг/м3, в Финляндии для 8-часового периода воздействия — 0,02 мг/м3. [18]. В СССР среднесуточные ПДК в атмосферном воздухе населенных мест утверждены для азотнокислого, йодистого, сернокислого, хлористого кадмия и его окиси (в пересчете на кадмий) на уровне 0,0003 мг/м [4].
Зависимость концентрация — эффект при действии кадмия, необходимая для расчета ПДК по канцерогенному эффекту, изучена в хроническом эксперименте [21]. 120 самцов Ш крыс подвергали в течение 18 мес воздействию аэрозоля хлорида кадмия в концентрации 12,5, 25 или 50 мкг/м3 (в пересчете на кадмий). Выжившие в ходе эксперимента животные находились под наблюдением в течение 18 мес после окончания ингаляционного воздействия. Частота опухолей легких (карцином) составила 71,4 % при концентрации кадмия 50 мкг/м3, 52,6 % при концентрации 25 мкг/м3 и 15,4 % при концентрации 12,5 мкг/м3. Для определения ПДК кадмия в атмосферном воздухе населенных мест и в воздухе рабочей зоны производственных помещений по его канцерогенному действию применяли рекомендованный для этой цели в СССР [3] метод вероятностных оценок, который был реализован с помощью логнормальной, логистической и линейной беспороговой моделей. Для регрессионного анализа зависимости концентрация — эффект использова-
Зависимость превышения вероятности возникновения опухолей легких от концентрации кадмия в воздухе для экстраполяции с помощью различных моделей.
По оси абсцисс — концентрация кадмия в воздухе, мкг/м3; по оси ординат — превышение вероятности возникновения опухолей легких. Модели: /—линейная беспороговая; 2— Вейбулла;
3 — логистическая; 4 — логнормальная.
Результаты регрессионного анализа концентрация — эффект и расчета ПДК для хлорида кадмия после ингаляции крысам-самцам
Параметры ПДК в
линеаризирован- воздухе.
ных уравнении R!. % ЭД/ з мкг/м3
Модель RSS
АО Al мкм/м атмосфера рабочая зона
Логнормаль-
ная —3,75 1,13 94,7 0,007 2,76 1,03 1,79 Логистическая —6,08 1,84 93,7 0,007 2,75 0,18 0,64 Линейная беспороговая — 0,015 97,1 0,025 3,28 0,007 0,065
Примечание. R2 — коэффициент детерминизации; RSS — сумма квадратов остатков; ПДК — предельно допустимая концетрация, соответствующая предельно допустимому риску Ю-4 (атмосферный воздух) или Ю-"3 (воздух рабочей зоны); ЭД50 — оценка эффективной канцерогенной дозы, дающей 50 % эффект у животных.
ли приведенные выше экспериментальные данные. Результаты такого анализа приведены в таблице. На рисунке представлены графики зависимости превышения вероятности возникновения опухолей легких у крыс от концентрации кадмия в воздухе, экстраполированные в область реальных уровней содержания кадмия в атмосферном воздухе для различных использованных при регрессионном анализе моделей: линейной беспороговой, модели Вейбулла, логистической и логнормальной.
Как видно из приведенных данных, ПДК кадмия по канцерогенному эффекту в атмосферном воздухе населенных мест может быть рекомендована на уровне 1 мкг/м3; ПДК кадмия в воздухе рабочей зоны производственных помещений по тому же показателю вредности и на основании тех же экспериментальных и расчетных данных может быть предложена на уровне 2 мкг/м3.
Согласно действующим методическим рекомендациям [3], обоснование и подготовка к утверждению нормативов канцерогенных веществ с учетом различных факторов, соображений и обстоятельств представляют собой самостоятельную экспертную задачу. Приведенные материалы могут быть использованы при ее решении.
Литература
1. Вороненая Г. Н., Николишин И. Я., Никитин А. М. и др. // Комплексный глобальный мониторинг состояния биосферы,—Л., 1986,—Т. 1.-С. 155—163.
2. Даценко И. И., Банах О. С., Баранский Р. И. Химическая промышленность и охрана окружающей среды.— Киев, 1986.
3. Методические рекомендации по гигиеническому обоснованию гигиенических регламентов химических канцерогенных веществ.— М.; Л., 1985.
4. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест (дополнение № 2 к списку ПДК № 3086 от 27.08.84) № 4256-87 от 03.02.87,—М„ 1987.
5. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от-загрязнения (СанПиН № 4630—88 от 04.07.88).— М., 1988.
6. Хрыневич P. // Комплексный глобальный мониторинг состояния биосферы,— Л., 1986.— Т. 2.— С. 269—272.
7. Barrat R. S. // Sci. Total Environ.—1988.—Vol. 72,— P. 211-215.
8. Buck M„ Ellermann K. // Umwelt.— 1988,— N 9.— P. 447—448.
9. Claussen T. // Neue Landschaft.— 1988,—Bd 33, N 6.— S. 401—403.
10. El-Rayis A. 0., Saad M. A. H. // Journees etud. Pollut. mar. Mediterranee etud, pollut. mar. Mediterranee.— Lucerne, 1984-1985.— P. 45—52.
11. Falconer C., R., Davies L. M., Topping G. // Sci. Total Environ.— 1986,—Vol. 54.— P. 173—183.
12. Four Annual Report on Carcinogens. Summary.— 1985,- NTP 85-002.
13. Gotzelmann W. // Metalloberflache.—1986.—Bd 40, N 8,— S. 343—347.
14. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans.— Lyon, 1987.— Suppl. 7.
15. Klaassen C. D., Lehman L. D., Maitani T. // Trace Subst. environ, health.— Columbia, Mo., 1986.— P. 113— 121.
16. Leschber R. // Schriftenr. Ver. Wasser-, Boden Lufthyg.— 1987,— N 74,- S. 41—52.
17. Oberdorster G. 11 Zbl. Bakt.— 1988.—Bd 185, N 4—5,— S. 483-484.
18. O'Neill /. K., Dodet B. // Environmental Carcinogens Selected Methods of Analysis.—Lyon, 1986.—Vol. 8.
19. Peerrada Naseem, Ryan P. // Mar. Pollut. Bull.— 1987,—Vol. 18, N 8.—P. 458-461.
20. Ranta C., Mihailescu A., Carstea 5. et al. // An. Inst. Cere. Pedol. Agnochim.— 1988,— Vol. 48.—P. 269—280.
21. Takenaka S„ Oldiges H., Konig H. et al. // J. Nat. Cancer Inst.— 1983,- Vol. 70, N 2,— P. 367-373.
22. Thakur S. P., Bhattacharjee В. 11 J. Inst. Chem. (India).— 1988,— Vol. 60, N 1,— P. 134.
23. Thiessen L., Vanderstraeten P., Lenelle Y., Verduyn G. // Heavy Metals Environ.—Edinburgh, 1985,—Vol. 1.— P. 138—140.
24. Turek В., Waldmcn J. // Csl. Hyg.—1986,—Vol. 31, N 7—8.— P. 421—427.
Поступила 19.01.90
