CC BY
5
® КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1997 УДК 614.72-074-092.9
С. М. Соколов, В. П. Филонов, П. А. Амвросьев, В. В. Дробеня
ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИАНГИДРИДА ПИРОМЕЛЛИТОВОЙ КИСЛОТЫ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
Минский государственный медицинский институт. Республика Беларусь
Диангидрид пиромеллитовой кислоты (ПМДА) находит широкое применение при получении ароматических полиамидов, синтезе электроизоляционных и термостойких полимеров, эпоксидных и полиэфирных смол, а также пластмасс, пленок, резиновых волокон.
При поступлении ПМДА в организм животных наблюдается умеренное общетоксическое и слабо выраженное раздражающее действие. Способность к кумуляции не выявлена; LD50 равна 6,7 г/кг (для крыс) [1—5).
Изучено ингаляционное воздействие ПМДА в концентрациях 9,17 ±0,1; 1,2 ±0,061; 0,11 ±0,021 и 0,0089 ± 0,003 мг/м3 на организм белых крыс-самцов с исходной массой 150—180 г. Животные были разделены на 8 групп по 10 особей в каждой.
Для оценки биологического действия ПМДА в соответствии с его токсикодинамикой определяли интегральные и специфические показатели, в том числе поведение животных и динамику их массы тела, суммационно-пороговый показатель (СПП), активность холинэстеразы (ХЭ) цельной крови, активность Na+, К+-АТФазы, содержание N-ацетилнейроми новой кислоты, аденозинтри-фосфата (АТФ), бифосфоглицерата (БФГ), концентрацию общего, сульф-, метоксигемоглобина. Кроме того, определяли осмотическую резистентность эритроцитов и сенсибилизирующее действие вещества. Указанные показатели изучали на 1, 3 и 7-е сутки от начала воздействия, а затем еженедельно. Контроль за концентрацией осуществляли 1 раз в сутки разработанным нами хромато-графическим методом (чувствительность метода 0,3 мкг в анализируемом объеме раствора).
Эксперментальные животные, подвергавшиеся воздействию ПМДА в концентрациях 9,17—0,0089 mt/mj на протяжении всего эксперимента, были здоровы, активны, по внешнему виду и проведению не отличались от животных контрольной группы. Однако вещество в изученных концентрациях вызывало функциональные изменения у подопытных животных. Так, при концентрации ПМДА 9,17 мг/м3 у животных наблюдали достоверное увеличение СПП, изменение активности ферментов, повышение содержания АТФ и БФГ в крови.
Анализируя характер изменения активности ХЭ, отметим, что он аналогичен динамике СПП, так как ацетилхолин, будучи субстратом ХЭ, является также медиатором парасимпатической нервной системы.
В единой связи с СПП и ХЭ находилась и изучаемая Na+, К+-АТФаза, биологическая роль которой связана с транспортом ионов Na+ и К+ через клеточные мембраны, процессом гликолиза, обменом энергии и АТФ.
Значительные изменения при воздействии ПМДА наблюдали в системе крови. В частности, у подопытных животных резко (на 67,3%) возросло количество лейкоцитов (р < 0,001) на 8-й неделе эксперимента, что можно объяснить воспалительными изменениями в бронхах.
При поступлении ПМДА в концентрации 9,17 мг/м3 у животных наблюдалась анемиями. Так, к 3-й неделе эксперимента дефицит эритроцитов составил 30% (р < 0,01). Однако несмотря на развившуюся анемию, содержание общего гемоглобина начало снижаться только к 9-й неделе ингаляции. Необходимо отметить, что динамика изменений общего и оксигенированного гемоглобина была идентична.
Компенсаторная реакция, обеспечивающая по-сти постоянный уровень гемоглобина на протяжении первых 2 нед эксперимента, связана в первую очередь с увеличением содержания ДФГ. Результаты, полученные при изучении содержания ДФГ, показывают достоверно высокие уровни этого соединения у подопытных животных по сравнению с контрольными.
Динамика содержания АТФ в эритроцитах подопытных и контрольных животных значительно различается. Так на 3, 5 и 13-й неделях воздействия уровень АТФ у подопытных животных был в 3 раза выше, чем у контрольных.
Таким образом, при ингаляции ПМДА в эритроцитах происходит переключение метаболизма глюкозы с основного пути (образование макроэр-гических соединений для синтеза АТФ) на побочный синтез ДФГ, обеспечивающее компенсацию гипоксического состояния при токсической нагрузке.
С целыо определения резистентности эритроцитов был применен флюоресцентный анализ их "теней". При изучении осмотической резистентности эритроцитов было выявлено 3 группы клеток: высокорезистентные, среднерезистентные и слаборезистентные в зависимости от чувствительности к осмотическому лизису и механическим воздействиям. Высокорезистентные — эритроциты "молодые", недавно выброшенные в кровяное русло клетки; слаборезистентные — "старые" клетки. Нами установлено, что дисперсия свойств высокорезистентной группы "молодых" эритроцитов значительно (в 1,5—2 раза) выше у подопытных животных по сравнению с контрольными, начиная уже с первой недели ингаляции.
На 21-е сутки эксперимента "молодые" эритроциты, поступившие из костного мозга в кровь и обладающие максимально высокой резистентностью, переходят в группу слаборезистентных клеток, т. е. эритроцитов с поврежденной клеточной мембраной.
Изучая флюоресцентные параметры "теней" эритроцитов у подопытных животных, мы обна-
ружили увеличение квантового выхода флюоресценции белков в области 352 нм (см. таблицу).
Из таблицы следует, что различия в интенсивности флюоресценции между подопытными и контрольными животными составляют более чем 2 раза. Это свидетельствует о деградации мембранных белков и хорошо согласуется с результатами изучения осмотической резистентности эритроцитов.
При определении содержания кортизола в сыворотке крови было установлено, что на 9-й неделе эксперимента концентрация гормона у подопытных животных в 2 раза выше, чем у контрольных, а к 13-й неделе опыта его уровень увеличился в 5 раз.
Анализ полученного материала свидетельствует, что фоновые уровни кортизола у животных высоки — 128,4 нмоль/л (опыт) и 126,3 нмоль/л (контроль). Стабильное снижение содержания г кортизола у контрольных животных начинается с
5-й недели и к концу эксперимента оно минимально. У подопытных животных устойчивое снижение содержания кортизола в крови начинается лишь с 9-й недели, но и к концу эксперимента оно остается довольно высоким — 90 нмоль/л.
Известно, что процессы защиты и адаптации при воздействии неблагоприятных факторов протекают с мобилизацией энергетических ресурсов и повышением активности гормональной системы, причем важная роль принадлежит коре надпочечников и передней доле гипофиза, секрети-рующих адренокортикотропный и соматотроп-ный гормоны, соотношение которых во многом определяет действие стрессоров. При воздействии стрессоров слабой силы увеличивается корковый слой надпочечников, он обогащается секреторными гранулами, обмен становится анаболическим, неспецифическая устойчивость организма даже по отношению к другим раздражителям повышается.
Таким образом, рассмотрение динамики кортизола у подопытных животных как проявление адаптационного синдрома, является необоснованным. Высокое содержание гормона коры надпочечников отмечалось на протяжении всего 4-месячного эксперимента (от 90 до 165 нмоль/л), что в сочетании с зарегистрированным увеличением массы тела подопытных животных свидетельствует о действии ПМДА на организм, однако специ-5 фичность этого эффекта нам установить не уда-
лось. Очевидно, что полученные данные являются отражением нормальной адаптационной реакции организма.
Изучение динамики СПП при воздействии концентрации 1,2 мг/м3 показало, что характер изменений у контрольных животных соответствует нормальной физиологической реакции организма, в то время как кривая динамики СПП в опытной группе указывает на то, что животные находятся в возбужденном состоянии.
Судя по динамике содержания эритроцитов в крови животных, их эритрон более приспособлен к регулярной потере крови. Анемические проявления наблюдаются на 10-й неделе, когда дефицит эритроцитов составляет 25% по сравнению с исходным уровнем, но явление это эпизодическое. К 12-й неделе дефицит уже только 10%, и
Интенсивность флюоресценции (в усл.сд.) белков "теней" эритроцитов у животных, подвергшихся ингаляционному воздействию ПМДА в концентрации 1,2 мг/м3
Группа Время, сут
49 56 70 77 Б4
Контроль 16,61 15,47 17,10 17,96 15,98 Опыт 36,53 34,33 34,80 36,41 37,34
на таком уровне он находится и в последней точке опыта (13-я неделя). У контрольных животных анемия регистрируется в течение 1-й недели, когда дефицит эритроцитов равен 17%, в дальнейшем это состояние компенсируется. С 9-й недели наблюдается срыв компенсаторной реакции, что проявляется в резком уменьшении числа эритроцитов, дефицит которых к 11-й неделе эксперимента составляет 34%. К 12-й неделе количество эритроцитов несколько возрастает, но затем опять снижается, что свидетельствует о неустойчивости компенсаторного состояния и возможном выходе системы в патологию.
Изучение содержания общего гемоглобина в крови животных в процессе длительного эксперимента показало, что достоверные различия между опытом и контролем наблюдаются с 11 -й недели затравки.
При воздействии ПМДА в концентрации 0,11 мг/м3 обнаружено резкое (в 2,5 раза по сравнению с контролем) повышение числа лейкоцитов в крови на 3-й неделе опыта. В последней точке эксперимента (13-я неделя) число лейкоцитов в крови подопытных животных было в 2 раза выше, чем у контрольных.
Концентация ПМДА на уровне 0,0089 мг/м3 практически не вызывала изменений физиологических и биохимических показателей.
Результаты исследований с использованием физиологических, биохимических, гематологических, биофизических и иммунологических показателей выявили, что концентрации ПМДА 9.17, 1,2 и 0,11 мг/м3 оказывают токсическое воздействие на организм подопытных животных. У животных наблюдаются изменение прироста массы тела, снижение осмотической резистентности эритроцитов, отклонения в биохимическом статусе клеток крови; изменяются метаболизм эритроцитов, гормональный фон, реакция на раздражитель.
Данные гематологических исследований показывают, что ПМДА не оказывает выраженное токсическое действие на красную кровь (низкий уровень метгемоглобина, отсутствие сульфгемог-лобина и анемических проявлений). Обнаруженная в гематологических исследованиях реакция белой крови, очевидно, является результатом слабо выраженного сенсибилизирующего действия вещества. Результаты изучения реакции специфической агломерации лейкоцитов крови подтвердили данное предположение.
Показатели осмотической резистентности эритроцитов и биохимического статуса свидетельствуют о мембраноповреждающем действии ПМДА.
Таким образом, на основании проведенных исследований можно утверждать, что ПМДА оказы-
вает общетоксическое и слабое сенсибилизирующее действие. В качестве среднесуточной ПДК утверждена концентрация 0,01 мг/м3 (2-й класс опасности).
Л итература
1. Каримуллина Н. К.. Лиспянский Е. 3., Филиппова 3. X. // Гигиена труда и охрана здоровья рабочих в нефтяной и нефтехимической промышленности. — Уфа. 1967. — Т. 3. - С. 200-202.
2. Каримуллина Н. К.. Филиппова 3. X.. Лиспянский Е. 3. и др. // Актуальные вопросы гигиены труда, промышленной токсикологии, профессиональной патологии и коммунальной гигиены в нефтяной, химической и нефтехимической промышленности. — Уфа, 1969. — С. 100—103.
3. Каримуллина Н. К.. Филиппова 3. X.. Лиспянский Е. 3. // Гигиена и токсикология высокомолекулярных соединений и химического сырья, используемого для их синтеза. - Л., 1969. - С. 230-231.
4. Клячкипа А. М., Мельникова Л. В., Иванов Н. Г. // Токсикология новых промышленных химических всшеств. — М.. 1975. - Вып. 14. - С. 125-131.
5. Кондратюк В. А., Гунько Л. М., Перейми В. Я. и др. // Гиг. и сан. - 1986. - № 11. - С. 79-80.
Поступило 22.04.96
Summary. The maximum allowable concentration (MAC) of pyromellitic acid dianhydride (PMAD) in the ambient air was sub-stabtiated by physiological, hematological, and physiological methods. The inhalation of this substance by animals rcd.iced their body weight, erythrocytic osmotic resistance, enhanced animals' sensitization. The mean daily MAC of PMAD was found to be 0.01 mg/ m3. PMAD was considered to be Hazard Class 2.
Гигиена воды, санитарная охрана водоемов и почвы
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1997 УДК 614.777:628.315
3. И. Жолдакова, Е. В. Кустова, О. О. Сшшцына, А. Е. Недачин, С. Г. Сидоренко ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЛОКАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
В настоящее время предложены как отечественные, так и зарубежные установки для биологической очистки сточных вод малых объектов [1]. По данным Е. Г. Колосовой, отечественная установка комбинированного действия для биологической очистки сточных вод, разработанная Рос-товским-на-Дону НИИ Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова, обеспечивает значительное улучшение качества воды по таким санитарно-химическим показателям, как биохимическое потребление кислорода за 5 сут (БПК5), взвешенные вещества, химическое потребление кислорода (ХПК), азот аммиака. Тем не менее эта установка не вполне отвечает гигиеническим требованиям, поскольку не избавляет сточные воды от биологического загрязнения (яйца гельминтов, бактерии) и не обеспечивает достаточное удаление избыточного количества образующихся нитритов. Кроме того, большим недостатком установки является низкая ее эффективность в условиях увеличения нагрузки органическими веществами, не изучена эффективность очистки сточных вод в зимнее время.
До настоящего времени отсутствует система оптимальных гигиенических показателей для оценки эффективности установок очистки сточных вод от неканализованных объектов, нет официального документа, который определял бы систему показателей, по которым следует проводить оценку такого рода установки. В связи с этим, оценивая законодательство, связанное с охраной поверхностных вод от загрязнения [2], мы выделили основные показатели и критерии для оценки эффективности устройств, предназначенных для очистки бытовых сточных вод. На наш взгляд, эти критерии должны быть следующими: улучшение
органолептических свойств сточной воды, прошедшей очистку; улучшение санитарно-химиче-ских показателей загрязнения воды органическими веществами; эффективность очистки от промышленных химических загрязнений, а также от поверхностно-активных веществ (ПАВ), присутствие которых характерно для любых хозяйственно-бытовых сточных вод; эффективность очистки от микробного и вирусного загрязнения; влияние сточных вод на принимающий водный объект; зависимость эффективности от температурных и климатических условий и колебаний нагрузки; условия сохранения эффективности активного ила.
Именно по этим критериям мы оценивали установку "Вюс1еге" производства АО "Экофин", предназначенную для механической, биологической и химической очистки хозяйственно-быто-вых сточных вод от малых и средних отдельно стоящих неканализованных объектов.
Исследованная нами установка "Вюс1еге-100" эксплуатируется более 7 лет и предназначена для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод от отдельно стоящего кафе, которое обслуживает в течение дня около 2000 посетителей, средний объем стоков 20 м3/сут. Установка состоит из септика, имеющего решетку, 2 ступеней биологической очистки и блока химической очистки. На ступени биологической очистки сточная вода проходит через элементы загрузки биофильтра, представляющие собой пластмассовые диски различных размеров с большой удельной поверхностью, покрытые в результате эксплуатации биологической пленкой. Активный ил в виде биологической пленки разлагает органические вещества, содержащиеся в сточных водах. Среднее время процесса очистки сточных вод на установке 12—
