CC BY
3
Гигиена атмосферного воздуха
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1997 УДК 614.72:547.381]-07
Л. А. Тепикина, Е. Л. Скворцова, 3. В. Шипулина, А. В. Карташова, Ю. Н. Мольков, Н. Н. Сизова ОБОСНОВАНИЕ ПДК КРОТОНОВОГО АЛЬДЕГИДА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Кротоновый альдегид (КА, р-метилакролеин, метилпропеналь, 2-бутеналь) достаточно широко используется на предприятиях органического синтеза. КА — бесцветная прозрачная жидкость с навязчивым специфическим запахом; мол. масса 70,09; температура кипения 102,2°С; температура плавления 74—76,6°С; плотность 0,8495 г/см3 при 25°С. Вещество растворяется в воде — 18% (20°С). Оказывает раздражающее общетоксическое действие. Среднесмертельная концентрация
(С1-5о) — 1500 мг/м3; порог острого действия (Ышас) 50 мг/м3 (кошка), 7—10 мг/м3 (кролик — 40 мин); порог раздражающего действия (Ьпгцг)
50 мг/м3 (кошка), 9 мг/м3 (кролик), 0,5-1,0 мг/м3 (человек). ПДК в воздухе рабочей зоны установлена на уровне 0,5 мг/м3, 2-й класс опасности. ПДК воды водоемов 0,3 мг/л по санитарно-токси-кологическому признаку, 3-й класс опасности. Ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ) в атмосферном воздухе, разработанный ранее нами, утвержден на уровне 0,01 мг/м3 12, 4].
При однократном введении в желудок белым беспородным мышам и крысам-самкам КА в 2% растворе крахмала определены следующие параметры токсикометрии (в мг/кг): Шт 76,9; ЬО100 1 65,0 (мыши); ЬО0 38,2; ЬО100 169,8 (крысы). ЬОзо определить экспериментально не удалось, теоретически при графической обработке данных на пробитной сетке ЬЭзо близки к 110 и 80 мг/кг для мышей и крыс соответственно. Клиническая картина характеризовалась раздражением слизистых, почесыванием, гиперемией ушей, цианозом слизистых и конечностей; животные ложились на живот, температура понижалась, тахикардия, смерть.
Разработан метод определения кротонового альдегида в воздухе. Отбор проб проводится в сорбционные трубки, заполненные полисорбом-1 (фракция 0,25—0,5 мм) и предварительно охлажденными смесью льда с солью. В течение 10 мин воздух аспирируют со скоростью 0,2 л/мин. Трубки с отобранными пробами помещают в чистые пробирки с притертой пробкой и хранят не более 1 сут. Анализ проводят4 на хроматографе с пламенно-ионизационным детектором. Время удерживания кротонового альдегида 2 мин 30 с на колонке с 10% карбовакса 20 М на инертоне А\У при температуре испарителя 180°С, колонки — 95°С и скорости газа-носителя (азота) 40 мл/мин.
Измеряемые концентрации кротонового альдегида - 0,008-0,1 мг/м3.
Нами проведено обоснование максимальной разовой ПДК по общепринятой методике |3] с привлечением 25 добровольцев. Изучено 7 концентраций: 2,3, 0,88, 0,58, 0,3, 0,11, 0,035 и 0,02 мг/м3. Обработка результатов проводилась методом пробит-анализа [1] и методом наименьших квадратов [6|.
При статистической обработке данных (табл. 1) получена следующая зависимость:
!ё С = -1,56 + 0,18 (+ 0,0035) • Р (и = 7; /•= 0,92; БО = 0,35; Г= 26,0),
где Р — число положительных ответов.
Рассчитанные по данному уравнению концентрации составляют: ЕС|6 = 0,036 мг/м-5; ЕСо = 0,028, угол наклона равен ЗГ. Коэффициент запаса принят равным 1,5 или максимально разовая ПДК <ПДКмр) равна 0,025 мг/м3. Норматив утвержден бывшим Минздравом СССР.
Проведена серия экспериментов по выявлению эффектов однократного кратковременного (30-минугного) действия КА на крыс. Опыт проведен на 5 группах животных, подвергавшихся воздействию КА в концентрациях: 12,7 мг/м3 (500 ПДКМ0) - 1-я группа; 1,3 мг/м3 (52 ПДКМ0)
— 2-я группа; 0,28 мг/м-5 (11 ПДКмр) — 3-я группа; 0,14 мг/м3 (5 ПДКмр) — 4"я группа; 0,02 мг/м3 (1 ПДКмр) — 5-я группа.
Через 72 ч после ингаляции забивали часть животных, а затем определяли изменения морфологических показателей и слизистой носа, трахеи,
Таблица 1
Результаты определения порога запаха кротонового альдегида
Концентрация, мг/м3
Отношение положительных ответов к общему числу предъявлений
Процент положительных ответов
Стандартизованные; процент положительных ответов
Теоретический процент положительных ответов
2,3 50/50 100,0 100,0 97.9
0,88 64/72 92,2 91,87 78,1
0,58 49/69 71,01 67,45 69,7
0,3 29/103 33,85 25.72 56,4
0,11 55/95 57,89 52,72 36,2
0,035 28/117 23,73 14,35 13,1
0,02 11/90 12,22 1,42 1,86
Чистый воздух 8/71 11,27
Таблица 2
Зависимость изменения показателей лействия на слизистую носа крыс после однократных ЗО-минутиых воздействий КА (через 72 ч после ингаляции)
Показатель Концентрация, кратность превышения ПДКчр
500 52 11 5 1
* Активность СДГ:
в эпителии + — — — —
в железах + + + — —
Активность ЛДГ:
в эпителии + + — + —
в железах + — — + —
Изменения в эпителии:
дистрофия — — + — +
гипертрофия — — + + +
Изменения в железах:
атрофия
гипертрофия + — — — —
дистрофия сосудов + + + — —
Инфильтраты:
гнойный
лимфоциты
тучные клетки — — + — —
плазматические клетки
Секрет:
мукоидно-белковый + — — — —
бокаловидный + — — — —
Деструкция нервных волокон + + — — —
Кровенаполнение сосудов + — — — —
Процент достоверных изме-
ненных показателей 59 23,5 29 18 12
Примечание. + достоверные различия с контролем, — отсутствие статистически значимых изменений.
легких, печени; исследовали бронхоальвеолярные смывы. Кроме того, в сыворотке крови, моче, печени и почках измеряли активность малонового диальдегида, ЛДГ, а также 1^-ацетил-р-с1-глюкоза-минидазы. Сразу после окончания воздействия кротонового альдегида измеряли норковый рефлекс, двигательную активность и суммационно-пороговый показатель (СПП).
В результате проведенных исследований было выявлено, что через 72 ч после воздействия имеет место изменение активности ЛДГ в тканях легких и печени под действием КА в концентрациях 12,7 и 1,3 мг/м3. В трахее наблюдались изменения единичных показателей только после воздействия КА в концентрации 12,7 мг/м3. Физиологические показатели достоверно изменялись по сравнению с контролем после воздействия КА в концентрациях 12,7 и 1,3 мг/м3. Клеточный состав БАС изменялся только при воздействии КА в концентрации 12,7 мг/м3.
Вместе с тем анализ результатов исследований слизистой носоглотки крыс показал, что количество измененных показателей в данной ткани зависит от величины действующей концентрации (табл. 2). По мере уменьшения действующей концентрации с 500 до 1 ПДКмр количество достоверно измененных показателей соответственно снижается с 59 до 12%.
По нашему мнению, изменение морфологии слизистой носоглотки крыс может служить критериально значимым показателем кратковременного
воздействия раздражающих веществ при выявлении опасности аварийных ситуаций.
Для обоснования среднесуточной ПДК (ПДКСС) проведены эксперименты на белых крысах-самцах, подвергавшихся воздействию КА круглосуточно в течение 4 мес в различных концентрациях: 1-я группа — 12,5 мг/м3 (500 ПДКмр), 2-я - 1,2 мг/м3 (50 ПДКмр), 3-я - 0,35 мг/м3 (14 ПДКмр), 4-я - 0,18 мг/м3 (7 ПДКмр) и 5-я - 0,02 мг/м3 (1 ПДКмр).
У животных в динамике и в конце эксперимента изучали морфологические показатели состояния слизистой носоглотки, трахеи, легких, печени, активность ряда ферментов сыворотки крови, мочи, печени, почек, титры гетерофильных и аутоиммунных антител, а также клеточную реакцию дыхательных путей по бронхоальвеоляр-ным смывам.
В результате проведенных исследований выявлено, что изменения во внутренних органах, тканях и биологических жидкостях зависят как от концентрации КА, так и от времени его воздействия, т. е. по мере уменьшения концентрации вещества увеличивалось время, необходимое для достижения равноценного эффекта. При этом следует отметить, что не все исследуемые показатели оказались полезными при оценке воздействия КА в вышеперечисленных концентрациях. Действие КА как вещества с раздражающим типом действия проявилось при исследовании трахеи, слизистой носоглотки, печени. Между тем изменения в тканях легких достоверно от контроля не отличались.
Активность галактозидазы и малонового диальдегида в моче подопытных животных достоверно повысилась, в то время как в сыворотке крови изменения отсутствовали.
Зависимость доза — эффект прослеживалась также при исследовании титра аутоиммунных антител. В первую очередь следует отметить, что к концу эксперимента наблюдался достоверный рост титра антител к легочной ткани — от 166% при действии КА в концентрации 0,02 мг/м3 до 366% при его ингаляции в концентрации 0,18 мг/м3. Аналогичная дозо-эффективная зависимость отмечалась и по увеличению титра аутоиммунных антител к тканям печени; титр повысился от 300 до 800%.
При анализе показателей биологического действия КА зависимости время — эффект прослеживались также по титру гетерофильных антител, проценту изменения показателей в слизистой носоглотки.
По ряду показателей (морфологические изменения в слизистой носоглотки, активность глюко-замидазы, индекс альтернации в печени) четко прослеживалась и зависимость концентрация — время, что позволило с использованием методики М. А. Пинигина [5] определить величину ПДКСС на уровне 0,002 мг/м3 (2-й класс опасности).
Таблица 3
Параметры токсикометрии КА для расчета интегрального пока зателя В
Показатель Весовой коэффициент (V,) Значение показателя Численное значение G,
CLS0, мг/м3 0,5 1 500 0,677
zac 0,75 150 0,259
1,25 5 000 I
Zbiol 1,25 75 000 !
LimC|„ мг/м3 1,0 0,02 0,769
На основании проведенных исследований ПДКС;.С для КА рекомендована на уровне 0,003 мг/м3.
В соответствии с [3] по 5 показателям проведено установление интегрального показателя опасности (В) (табл. 3):
В = 1/У • I = 1/5,25 ■ [(0,677 • 0,5) + (0,254 • 0,79) + + (I • 1,25) + (1 • 1,25) + (I • 0,769)] = 0,638.
В соответствии с величиной В коэффициент запаса равен 6,74; КА отнесен ко 2-му классу опасности.
Поскольку КА является веществом преимущественно раздражающего и резорбтивного дейст-
вия, действующая ПДКмр должна быть уточнена с учетом этих эффектов.
Л итература
1. Андреещева И. Г., Пинигин М. А. // Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. — М., 1978. — Т. 6. — С. 75-76.
2. Вредные вещества в промышленности / Под ред. Н. В. Лазарева. - Л.. 1976. — Т. 1. — С. 518-519.
3. Временные методические указания по обоснованию ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. — М., 1989.
4. Измеров Н. Ф.. Саноцкий И. В., Сидоров К. К. Параметры токсикометрии промышленных ядов при воздействии. — М„ 1977.
5. Пшшгин М. А. // Медико-биологические и гигиенические аспекты охраны воздушной среды. — Минск. 1986. — С. 45-59.
6. Тепчкшш Л. А., Щербаков Б. Д. // Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. — М., 1976. — Т. 3. — С. 30-35.
Поступила 27.09.96
S u m тагу. The reflex and rcsorptive effects of crotonic aldehyde was studied. The maximum acceptable concentration (MAC) of crotonic aldehyde was established to be 0.025 mg/'m3. the mean daily MAC recommended to be 0.003 mg/m3. Hazard Class 2. It was shown that nasopharyngeal mucosal morphological changes in laboratory animals might serve as significant criteria for the action of the agent having an irritant effect.
СА. I". МАЛЫШЕВА, 1997 УДК 614.7:543.81-07
А. Г. Малышева
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н Сысика РАМН, Москва
В гигиене актуальной остается проблема трансформации веществ в окружающей среде. В воздухе городов, воздушной среде помещений, воде, почве обнаружены сотни органических соединений. Под влиянием естественных физико-химиче-ских факторов происходят процессы трансформации веществ, которые могут приводить к образованию соединений, нередко более токсичных и опасных по сравнению с исходными. Во многих исследованиях не только доказана возможность трансформации органических веществ [1, 3, 5, 11, 13], рассмотрены гигиенические аспекты трансформации отдельных групп соединений [2], но и показана необходимость учета процессов трансформации при оценке влияния загрязнения атмосферного воздуха на состояние здоровья населения [12]. Однако прогнозирование позедения органических веществ и групп соединений под действием природных физико-химических факторов в условиях загрязнения окружающей среды представляется трудной задачей. Для этого необходимо выявить закономерности трансформации веществ, что являлось целью настоящей работы.
Для исследования процессов трансформации использован метод хромато-масс-спектрометрии, обладающий широкими возможностями идентификации с одновременной количественной оценкой огромного спектра соединений в сложных смесях неизвестного состава, которыми нередко являются объекты окружающей среды. Процессы
трансформации изучали как в модельном эксперименте в условиях реакционных камер на примере поведения индивидуальных углеводородов и натурных смесей, так и в натурном эксперимен-
Рис. I. Кинетические кривые трансформации бензола (/) и пентсна (2) и накопления одного из продуктов трансформации пснтсна бутаналя (3) под влиянием УФ-излучения и озона в присутствии (я) и отсутствии (б) оксидов азота.
По оси абсцисс — врем» (о мин); по осп ординат — кошюпраини (и мкг/м3).
