CC BY
9
УДК 614.777:628.39
ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИИ ФЛОТОРЕАГЕНТА ИМ-68 И СОСТАВЛЯЮЩИХ ЕГО СПИРТОВ (ГЕКСИЛОВОГО, ГЕПТИЛОВОГО, ОКТИЛОВОГО) В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
В. Б. Воскобойникова
Кафедра гигиены Ленинградского ордена Ленина института усовершенствования
врачей им. С. М. Кирова
Среди промышленных сточных вод, загрязняющих водоемы, большое место занимают сточные воды от флотации цветной металлургии. Научно-исследовательский институт по механической обработке руд («Механобр») предложил новый, более дешевый и эффективный, чем спирты циклического строения типа терпинеола, флотореагент ИМ-68, состоящий из гексилового, гептилового и октилового спиртов. В сточные воды, сбрасываемые в канализацию, переходит до 30% реагентов, применяемых для флотации. В связи с этим возникла необходимость нормирования в водоемах ПДК флотореагента ИМ-68 и составляющих его спиртов. Решая эту задачу, мы руководствовались принятыми в нашей стране гигиеническими принципами разработки ПДК вредных веществ в водоемах (С. Н. Черкинский).
Флотореагент ИМ-68 представляет собой смесь первичных спиртов жирного ряда — гексилового (17%), гептилового (40%) и октилового (43%). Удельный вес первого из них 0,8266, второго 0,8370 и третьего 0,8473. Удельный вес флотореагента ИМ-68 составляет 0,8394. Растворимость в воде в весовых процентах гексилового спирта равна 0,59, гептилового — 0,10 и октилового — 0,05.
Литературные сведения о токсичности высших предельных одноатомных спиртов в основном относятся к ингаляционному воздействию паров этих веществ на организм теплокровных животных (Г. Н. Заева и В. И. Федорова; Ю. Л. Егоров и Л. А. Андрианов). Как эти, так и другие авторы (А. X. Каримова; А. А. Каспаров и др.) свидетельствуют о вредном влиянии гексилового, гептилового и октилового спиртов, заключающемся главным образом в поражении нервной системы и печени.
Ввиду того что ИМ-68 и его составляющие придают воде резкий запах, мы изучали их влияние на ее органолептические свойства с целью установления в ней пороговых концентраций этих веществ по запаху и привкусу. Исследования вели по общепринятой методике — бригадным методом. Для определения порога запаха и привкуса воды было проведено по 3 серийных опыта с различными исходными концентрациями изучаемых веществ. Оказалось, что флотореаген.'' ИМ-68 и его ингредиенты уже в небольших концентрациях придают воде неприятный резкий запах и вяжущий привкус. Материалы исследований обработаны нами с использованием основных положений теории малых выборок Стьюдента — Фишера (табл. 1 и 2).
Интенсивность запаха и привкуса при температуре воды 60° существенно не изменилась. Стабильность высших спиртов и флотореагента ИМ-68 в воде мы изучали по стойкости их запаха. Исследования показали, что вещества мало стабильны, но при интенсивности запаха и привкуса 4—5 баллов они исчезают лишь на 3-й сутки.
При изучении влияния ИМ-68 и его ингредиентов на санитарный режим водоемов были проведены опыты по определению оиохимическо-го потребления кислорода (ВПК) содержащимися в воде органическими веществами. При этом испытаны различные концентрации флотореагента и спиртов. Результаты наблюдений показали, чти гексилсвый.
Таблица 1
Статистические параметры пороговых концентраций гексилового, гепти-лового, октилового спиртов и флотореагента ИМ-68 по их влиянию на запах воды (в пределах 1 балла)
Вещество Статистические параметры
М±т п Р М - ¡т
Гексиловый спирт . . . Гептиловый » ... Октиловый » ... Флотореагент ИМ-68 0,021 + 0,00057 0,078 + 0,00166 0,096 + 0,00173 0,099 + 0,00274 34 57 29 30 2.7 2,1 1.8 2,7 0,020 0,075 0,091 0,093
Таблица 2
Статистические параметры пороговых концентраций гексилового, гепти-лового, октилового спиртов и флотореагента ИМ-68 по их влиянию на привкус воды (в пределах 1 балла)
Вещество Статистическ ие параметры
М±т п Р м — ш
Гексиловый спирт . . . 0,037 + 0,00053 59 1,45 0,035
Гептиловый » ... 0,030 + 0,00063 82 2,09 0,029
Октиловый » ... 0,035 + 0,00061 91 1,74 0,034
Флотореагент ИМ-68 0,027 + 0,00076 67 2,2 0,025
Обозначения (в табл. 1 и 2): М + т — средняя арифметическая с ее ошибкой; п — число наблюдений; Р — ошибка (в %); М — ¡т — нижняя доверительная граница.
гептиловый, октиловый спирты и флотореагент ИМ-68 не тормозят динамику БПК, а, наоборот, окисляясь, повышают общее потребление кислорода водой. Однако при концентрациях флотореагента и спиртов на уровне порога по органолептическому признаку (0,02—0,09 мг/л) величины БПК находятся на уровне контроля или близки к нему.
Для определения токсических свойств гексилового, гептилового и октилового спиртов было поставлено по 3 серии острых опытов, а свойств флотореагента ИМ-68 — 2 серии острых опытов. Действие гексилового и гептилового спиртов изучали на 36 группах мышей, октилового — на 17 и флотореагента ИМ-68 — на 10. Каждая группа состояла из 10 мышей. Всего в острых опытах было использовано 750 мышей. Испытуемые дозы выбирали по скоростному методу А. О. Лойта. Все вещества вводили в желудок подопытных животных в виде масляных растворов или взвесей в 0,2 мл подсолнечного масла. В каждой серии опыта была контрольная группа из 10 мышей, которой одновременно вводили по 0,2 мл подсолнечного масла.
В результате статистической обработки данных острых опытов методом пробит-анализа, предложенного Литчфилдом и Уилкоксоном в модификации Рота, нам удалось установить средние смертельные дозы (ЬО50) спиртов с доверительными границами: гексилового
-•-200 I 300
1950мг/кг ) гептилового 1500_250 мг!кг , октилового спирта —
1790 +220 мг'кг , флотореагента ИМ-68 2320 мг/кг.
Кроме того, были проведены дополнительные эксперименты на белых мышах для выявления кумулятивного действия изучаемых ингредиентов. Для этого 4 группам мышей (по 10 животных в группе) в течение месяца вводили внутрижелудочно в подсолнечном масле вещество в дозе, равной 0,1 Ь05о. Судя по этим опытам, гексиловый, гептиловый, октиловый спирты и флотореагент ИМ-68 не обладают кумулятивными свойствами.
2 Гигиена и санитария, № 3
17
Сравнительная видовая чувствительность по методу Дейхманна и Лебланка показала, что наиболее чувствительны к гептиловому спирту кролики (ЬЭбо равна 750 мг/кг); ЬОбо для белых крыс составила 4920 мг/кг.
В хроническом санитарно-токсикологическом эксперименте нами изучался наиболее токсичный, по нашим данным, гептиловый спирт. При этом мы исходили из того, что по литературным данным и результатам наших острых опытов характер действия изучаемых веществ однотипен.
Хронический опыт с гептиловым спиртом проводили на 24 кроликах, исходный вес которых равнялся 2—3 кг. Продолжительность эксперимента составляла 6 месяцев. Каждая группа состояла из б животных, в опыте испытывали 3 дозы гептилового спирта. Нецелесообразность изучения меньших доз подтверждали литературные данные о сравнительно малой токсичности высших спиртов и результаты наших собственных исследований в ходе которых было обнаружено отсутствие у них кумулятивных свойств. Группа кроликов, получавшая чистое подсолнечное масло, служила контролем. Кроме того, мы учитывали физиологические показатели, которые были получены у самих подопытных животных при снятии фона.
Расчет статистических параметров по итогам хронического опыта производили по методу Р. Н. Бирюковой. Вычисляли среднюю арифметическую (М) с ошибкой (т±) и коэффициент доверительных границ/ (по таблицам Стьюдента). Среднее значение сравнивали методом «нулевой гипотезы» по коэффициенту достоверности различия Различие считали существенным, если / было больше / табличного, которое в наших опытах равнялось 2,23 (для 6 животных).
Весь период хронического опыта общее состояние и состояние шерстного покрова кроликов, получавших гептиловый спирт, было такое же, как и у животных контрольной группы. Все кролики прибавляли в весе. Даже наивысшая испытанная нами доза не повлияла на состояние периферической крови, показатели красной и белой крови находились в пределах нормы. Чувствительными оказались некоторые функции печени (углеводная и холинэстеразная активность). Изучая активность сывороточной холинэстеразы по методу Правдич — Неминской, мы уже со 2-го месяца обнаружили снижение ее активности у кроликов, получавших гептиловый спирт в дозах 50 и 14 мг/кг. В конце эксперимента при концентрации гептилового спирта 50 мг/кг она достигла статистически достоверных сдвигов (табл. 3). Через 5 месяцев при
Таблица 3
Статистические параметры активности сывороточной холинэстеразы кроликов, отравленных различными дозами гептилового спирта
а X ■ о* Группа кроликов, получавших дозы гептилового спирта (в мг/кг)
к ч V И 0.0 1.4 14 50
Фон в начале м 4,50 + 1,22 5,87 + 2,09 4,80 + 2,04 4,80 + 1,22
эксперимента а + 1,07 + 1,07 + 1,78 + 1,07
(август) ( 0 1,47 0,349 0,444
1 — Р 0 0,82 0,25 0,33
Результаты в конце экспе- М 4.90+ 1,22 5,42 + 2,45 3,15 + 0,41 2,98 + 0,82
римента (февраль) а + 1,07 4- 2,13 + 0.35 + 0,711
г 0 0,581 3,62 3,18
1—Р 0 0,42 0,99 0,99
% 0 — 34 38
наивысшей дозе изучаемого вещества активность холинэстеразы снизилась на 38%. В то же время в контрольной группе, а также в группе кроликов, получавших наименьшую дозу гептилового спирта (1,4 мг/кг), изменений активности холинэстеразы не наступило.
Протромбиновый индекс у всех подопытных животных при всех испытанных дозах как до эксперимента, так и в конце его оставался без изменения и находился на уровне 90—112%. Сахар крови мы определяли по методу Хагедорна — Иенсена, гликогенообразующую функцию печени изучали, судя по полученным сахарным кривым. Как видно
из рис. 1 и 2, действующей оказалась доза 14 мг/кг, недействующей— 1,4 мг/кг.
Учитывая, что основные белки сыворотки крови образуются в печени и изменение соотношения белков крови имеет диагностическое значение при заболеваниях этого органа, мы определяли соотношение отдельных фракций путем электрофореза
V 30
13 30 60
и 30
Рис. 1. Гликемические кривые при нагрузке галактозой кроликов после 5 месяцев отравления гептило-вым спиртом.
По оси ординат — содержание сахара в крови (в мг%); по оси абсцисс — время (в мин.); а—кролик № 44; б— кролик № 27; 1 — фон; 2 — концентрация гептилового спирта 14 мг/кг.
Рис. 2. Гликемические кривые при нагрузке галактозой кроликов после 5 месяцев отравления гептило-вым спиртом.
По оси ординат — содержание сахара в крови (в мг%)\ по оси абсцисс — время (в мин.). 1 — кролик № 223, фон; 2 — кролик № 223, концентрация гептилового спирта 1,4 мг/кг\ 3 — кролик № 79, фон; 4 — кролик № 79, концентрация гептилового спирта 1,4 мг/кг.
на бумаге. Результаты исследований не обнаружили статистически достоверных изменений в содержании общего белка, альбумина и глобу-линовых фракций, а также в величине белкового коэффициента.
Для характеристики влияния гептилового спирта на центральную нервную систему были проведены исследования по методу Е. И. Люб-линой путем регистрации соотношения между силой электрического раздражения кожи голени кролика и силой рефлекторной реакции, выражающейся сгибанием лапы. При этом учитывали количество нормальных, уравнительных и парадоксальных реакций в каждом исследовании (Н. Е. Введенский). В опытах с введением гептилового спирта в дозе 50 и 14 мг/кг исходное нормальное соотношение со 2—3-го месяца отравления переходило в уравнительную фазу, чаще появлялись парадоксальные реакции. При наименьшей концентрации гептилового опыта (1,4 мг/кг) подобных изменений не было. Напротив, отмечавшиеся в исходном периоде уравнительные реакции в течение хронического опыта переходили в нормальные, парадоксальные реакции устранялись.
2*
19
По окончании хронического санитарно-токсикологического эксперимента произведен осмотр внутренних органов животных. Видимых изменений не обнаружено. Морфологические исследования внутренних органов не выявили заметных изменений по сравнению с органами контрольных животных.
Выводы
1. Гексиловый, гептиловый, октиловый спирты и флотореагент ИМ-68 значительно ухудшают органолептические свойства воды, придавая ей неприятный запах и вяжущий вкус; порог ощущения (по привкусу) находится на уровне 0,03 мг/л.
2. Изученные ингредиенты и их смесь флотореагент ИМ-68 в концентрациях, пороговых по привкусу, практически не оказывают влияния на общесанитарный режим водоема (ВПК).
3. Недействующая (подпороговая) по влиянию на теплокровный организм доза наиболее токсичного гептилового спирта равна 1,4 мг/кг (примерно 28 мг/л); она в 1400 раз больше пороговой по привкусу и ВПК.
4. Ввиду того что другие испытанные нами спирты и флотореагент менее токсичны, чем гептиловый спирт, а их пороговые концентрации по органолептическому признаку весьма близки, они также могут нормироваться по этому признаку.
5. Сопоставление приведенных выше данных позволяет рекомендовать ПДК гексилового, гептилового и октилового спирта, а также фло-тореагента ИМ-68 на уровне 0,03 мг/л, причем все они лимитируются по органолептическому признаку вредности.
ЛИТЕРАТУРА
Введенский Н. Е. Возбуждение, торможение и наркоз. Л., 1953. ^ Ч е р к и н-ский С. Н. Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1949, в. 1, с. 52. — Шоршер И. Н. Бюлл. цветной металлургии, 1958, № 21, с. 25.
Поступила 18/1V 1965 г.
SUBSTANTIATION OF THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF THE
FLOTATION REAGENT ИМ-68 AND ITS COMPONENT ALCOHOLS (HEXYL, HEPTYL, OCTYL) IN WATER RESERVOIRS
V. B. Voskoboinikova
Hexyl, heptyl and octyl alcohols and the flotation reagent ИМ-68 impart a strong smell and an astrigent taste to water. The least threshold value of taste is at the level of 0.3 rag/1. At concentrations equalling the threshold values of taste these substances produce practically no effect on the general sanitary regime of the water body (biological oxygen consumption). The inefficient (subthreshold) dose of the most toxic heptyl alcohol, affecting the rabbits, amounted to 1.4 mg/kg (approximately 28 mg/1). Since other alcohols and the flotation reagent were less toxic than heptyl alcohol and their threshold values affecting the erganoleptic properties of water were similar, it is possible to suggest the maximum permissible concentrations of the investigated alcohols and that of the flotation reagent ИМ-68 to be set at the level of 0.03 mg/1. All these substances are limitted by their effect on the organoleptic properties of water.
