CC BY
39
В.Ф. Трушков, К.А. Перминов, В.В. Сапожникова, О.Л. Игнатова, В.Н. Шевнин МАТЕРИАЛЫ ПО ЕДИНОМУ ГИГИЕНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ, КОМПЛЕКСНОМ, СОЧЕТАННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ
V.F. Trushkov, K.A. Perminov, V.V. Sapozhnikova, O.L. Ignatova, V.N. Shevnin MATERIALS ON UNITED HYGIENIC RATE SETTING IN COMBINED,
COMPLEX, CONJUNCT INFLUENCE ON THE ORGANISM Кировская государственная медицинская академия
При выполнении исследований проводилось ортого нальное планирование эксперимента. Представлено урав нение единого гигиенического нормирования химических веществ при комбинированном, комплексном, сочетанном воздействии на организм. Представлены перспективы определения токсичности и методология единого гигие нического нормирования химических веществ при ком бинированном, комплексном, сочетанном воздействии на организм.
Ключевые слова: производство, излучение, воздей ствие, токсичность, опасность, норма. Orthogonal planning of the experiment was carried out by fulfilment of the investigations. Equation of united hygienic rate setting in combined, complex, conjunct influence on the organism is presented. Prospects of determination of toxicity and methodology of united hygienic rate setting in combined, complex, conjunct influence on the organism are presented. Key words: enterprise, irradiation, influence, toxicity, danger, norm. Таблица № 1
Уровни порогового и подпорогового воздействия исследуемых химических факторов
Химическое Ингаляционно (мг/м3) Перкутанно (мг/см2)
вещество Пороговый Подпороговый Пороговый Подпороговый
уровень уровень уровень уровень
ТГМ-3 1315 263 6,25 1,25
МГФ-1 2180 436 7,60 1,52
В настоящее время на многих промышленных предприятиях встречаются массовые производ ственные операции, при выполнении которых име ется реальная опасность воздействия на организм разнообразных химических и физических факторов производственной среды. Проявляется комбиниро ванное действие многих химических веществ при поступлении одним путем, например, ингаляционно или перкутанно. Возможно комплексное действие химических соединений одновременно при посту плении в организм различными путями. Не исклю чается сочетанное действие химических соединений и физических факторов производственной среды, например, ультрафиолетового излучения в создании электронных схем в электронной и электротехниче ской промышленности. Проблема единого гигиени ческого нормирования является актуальной гигиени ческой проблемой, в разработке которой проводятся первоначальные исследования [3]. Задачей настоя щих исследований явилась разработка методологии единого гигиенического нормирования химических соединений при комбинированном, комплексном, сочетанном воздействии на организм. Материалы и методы
С целью изучения комбинированного, ком плексного, сочетанного воздействия факторов производственной среды проводились токсиколо гические исследования основных компонентов про грессивных композиционных материалов: триэти- ленгликоль диметакрилата (ТГМ-3), диметакрилат- бис-этиленгликоль фталата (МГФ-1). Опыты выпол нялись на белых крысах при воздействии изучаемых соединений ингаляционным, перкутанным путем в пороговых и подпороговых уровнях, установленных ранее в ходе острых опытов. При этом подпороговые уровни воздействия по результатам предыдущих ис следований составляли 1/5 пороговых величин. Чис ленные данные о действующих
производственных факторах представлены в таблице 1.
общественное здоровье и организация здравоохранения, экология и гигиена человека
Дополнительно к действию исследуемых хими ческих веществ проводилось изучение влияния уль трафиолетового излучения на пороговом и подпоро- говом уровне, соответственно, 6,48 вт/м2 и 1,29 вт/м2. При постановке экспериментальных исследований действия парных сочетаний веществ и ультрафиоле тового излучения, оценке полученных результатов в проводимой работе, наряду с использованием мето да ортогонального планирования факторного экспе римента, вводились дробные реплики, насыщенные факторные планы, учитывались материалы плани рования эксперимента на диаграммах «состав-свой ство» [1, 2]; использовались метод Гаусса, а также методики его усовершенствования - импульсный, полиномиальный методы [6, 7]. Осуществлялось ортогональное планирование и проведение экспери мента, матрица которого представлена в таблице 2.
Общественное здоровье и организация здравоохранения, экология и гигиена человека Для оценки комбинированного, комплексно го, сочетанного воздействия на организм на основе анализа 108 веществ в проводимых ранее исследо ваниях [4, 5] с учетом среднесмертельных доз, кон-
Таблица № 2
Планирование экспериментальных исследований по изучению комбинированного, комплексного, сочетанного действия факторов производственной среды_
Ингаляционное воздействие Перкутанное воздействие Ультрафиоле
ТГМ-3 МГФ-1 ТГМ-3 МГФ-1 то вое Изменение эффекта
излучение (у) в %
Доля Доля Доля Доля Доля ожидаемо фактическ
порогового порогового порогового порогового порогового е ое
воздействия воздействия воздействия воздействия воздействия
Х. Х2 Х3 Х4 Х,
1 1 1 1 1
0,2 1 1 1 0,2
1 0,2 1 1 0,2
0,2 0,2 1 1 1
1 1 0,2 1 0,2
0,2 1 0,2 1 1
1 0,2 0,2 1 1
0,2 0,2 0,2 1 0,2
1 1 1 0,2 0,2
0,2 1 1 0,2 1
1 0,2 1 0,2 1
0,2 0,2 1 0,2 0,2
1 1 0,2 0,2 0,2
0,2 1 0,2 0,2 0,2
1 0,2 0,2 0,2 0,2
0,2 0,2 0,2 0,2 1
Экспериментальная матрица имеет вид: 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1
Матрица является импульсной, где учитывают ся коэффициенты воздействий полинома вида:
■о v v v v v имп.—ттНмп. в 1х1 +в2х2 +в3х3 +в4х4 +в5х5 У , Таблица № 3
Коэффициенты импульсного полинома для описания воздействия веществ разных групп перкутанным,
Показатель Группа № 1 Группа № 2 Группа № 3 Группа № 4 УФ-изл учение
Ингаля ционно Перку танно Ингал яцион но Перк утанн о Ингал яцион но Перкута нно Ингаляц ионно Перкута нно
Фагоцитарное число 20,97 13,66 19,10 16,95 15,60 19,10 9,96 22,04 17,30
Фагоцитарный индекс 2,28 2,66 3,20 3,90 4,90 4,70 7,63 5,79 4,70
Истинная кислотность мочи 10,80 10,80 10,80 10,80 10,80 10,80 10,80 10,80 10,80
Содержание гликогена в нейтрофилах крови 7,20 8,93 7,60 8,0 8,30 7,40 9,42 6,58 7,20
Активность щелочной фосфатазы в нейтрофилах крови 6,91 5,29 7,85 7,00 9,60 8,10 12,41 9,60 6,90
Активность цитохромоксидазы в нейтрофилах крови 8,83 2,37 9,00 5,45 9,30 8,80 9,78 13,37 8,50
5* 67
где: химп. - соответствующий фактор в им пульсной матрице, у - результирующий эффект. центраций, порогов острого действия, энтальпии хи мических соединений выделены 4 группы веществ и использованы соответствующие зависимости: за висимость № 1 - особо ядовитые вещества с высо ким полярным эффектом соединений; зависимость № 2 -сильноядовитые вещества с менее выражен ным полярным эффектом; зависимость № 3 -сред- неядовитые вещества с незначительным полярным эффектом за счет больших радикалов; зависимость № 4 - малоядовитые вещества, где полярный эф фект почти отсутствует.
Результаты и обсуждение
Для веществ каждой фуппы коэффициенты импульсного полинома по иезультатом проводтмых острых опытов на животдын с окхеделением соед- несмерлельныхдоз (ЛД50), спхцшАмАьАтетоьук кон- центраций(ЫЬК50Р, сорогтв остинго дейстдия (Ышае) иоеют строго определенную величину (таблица 3).
В щюизводственных условиях у работающих анализйроваьись гематомогртаеские сокузауоли и свойства мочо. ОА1федегтоуо1 горюг.гхзАиА кооффициенга импуььчн ого полинома для ингаляционного и перку- тапного воздействия химических веществ, которые учтены р ваделигиенического ноимдрованио. Дад- ныо предстачйьоы в таблиц г. Мчжду данными о стрых оеытовихдоническд- го возсействис сАеМАес.! оырреоьцноныоя связь и попрауороыв функции (0(х)й Изменнния Вовиоллга- чАсвАел АоАвахААей омганиымааредстыплывыввиде Афхрон = Афостр + /(Ы).. Опнотслушь укгпыи параболиы ческой зависимости в деуствиьс .е1Асга: ууах2+ьх+с.
Путем обработки нвАМмедодом наимень ших квадратов получены коэффицинппы «о>, «в» и «с» параболических завиуимоьоеЫ длт все х пААААсА^ - лей жизнедеятельности оогенизма, е!сыследквчййтех в острых опытах на животныхмпри хринихьохомвоЗс действии у работающих в услохияы мь по ним вычислены поправоаные —ууроиф/ГуД
Для большинства медхыдсбиолтгыостфх тесле- дований достоверными исчитаются вдоверительные границы, установленные при вероятности безоши бочного прогноза Р = 95% и более. В эксперимен тальных исследованиях -азлвчия биологивеского эффекта в условиях опыта, по сравнмэию с кмнкро- лем, менее 5, в том числе 4,бб% онедуетэнитагп не достоверными. Следовательно, на основмнни того, что безопасным является наличие биологического эффекта и уровень воздействия до 5%, по сравнению сдонтдолем, тртсодитси и шеиеАющое ссгтесдкс- скее нырмврооанидммоеофдуторных юмнтецАсАвдп-м№1еокихомщвств.Изнунуосашюйиормси ятуяетдо дорма пу« возунйетоыиодного вещивтва с сыАомыА- хдувленмд. Онаоыичисляетсч мледтющнм образом: а • х. = 4,99%,
где: а - кооффициент стлднома, овсоызающий дейсовде вещедовд о сгсдод даправледсд (лечдумвд- До, ДДГАЛддАОШЮ 1Р т.д.). " и . Ь1И яс.
где: С. - концевафардо тсепопа; Иш - пиром острого действия вещества.
На основании проведенных исследований вы полнен орасчет ддопустимых уровней веществ по уравнению единого чигиенодссвочо хво)мхувоаноу. Пример рас чета
Проводится изучение сдстемыдействую- щих факторов: триэтиленвлиполь димоожрунат (ТГМ-3), диметоншчат-бис-ози ленгликольфтаиага (МГФ-1) ингаляцииннт _]о исрроанно а сочезонис с УФ-излучением в учбпврбиузюизводства.
Ставится задача: ощэедеушть дощнмнноую пои- центрацию в воздрсе ДйОочей диаы СМСЧ). Опре деление по лимитирующему показателю: «актив ность щелочной фосфатазы в нейтрофилах крови». ,Оба вещества относятся к третьей группе. Действует УФ-излучение. Коэффициенты импульсного по линома для веществ третьей группы: а™™1 = 9,6; аперкутан- = 8,1. Для УФ-излучения аА = 6,9. Определя ется поправочная функция для активности щелочной фосфатазы нейтрофилов крови. Уравнение полино ма приобретает вид:
Таблица № 4 Коэффициенты а. импульсного полинома
Действующий фактор Показателиорганизма с учетом вида воздействияфактора
Фагоцитарно е число Фагоцитарн ый индекс Содержание гликогена в нейтрофилах крови Активность щелочной фосфатазыв ней- трофилахкро ви Истинная кислотность мочи
ингаля ционн о перкут анно ингал яцио нно перку танно ингаля ционн о перкут анно ингаля ционн о перкут анно ингал яцион но перкут анно
Ультрафиолетовое излучение 17,3 4,7 7,2 6,9 10,8
Диметакрилат- бис-этиленгликоль фталат (МГФ-1) 15,6 16,5 5,2 6,4 7,6 7,6 9,6 10,5 10,8 10,8
Триэтиленгликоль диметакрилат (ТГМ-3) 15,7 18,3 4,9 4,7 8,0 6,5 9,6 7,9 28,6 10,8
Средний коэффициент для «средне-ядовитых» веществ 15,6 19,1 4,9 4,7 8,3 7,4 9,6 8,1 10,8 10,8
Средний коэффициент для «высокоядовитых» веществ 19,1 16,9 3,2 3,9 7,6 8,0 7,85 7,0 10,8 10,8
Общественноездоровье и организация здравоохранения, эколоня и ги&1еначеловека
4,99=9,6хМф +8,_МГФтан+9—ТМ Л85,1х8;Мзй,ан-зьЛ,9.х,9ф-93423(1(с)2 +219,63(]Х)
у ингал. . _ перкутан. . ингал. . перкутан.
где: дЯ — хМГФ-1 — хМГФ-1 — ХТГМ-3 — ХТГМ-3 .
/-1 ингал. s-i перкутан. s-i ингал. s-i перкутан. i
4 99 — 9 6 — мгф-1 | g i СмгФ-1 л 9 б-™--+ g 1 —тгМ-з н 6 9 "уфо
Timингал. ' Timперкнтан. ' Tim"™ ' 11тперк—нан. ' ТтУФо ас.МГФ-1 ас МГФ -1 'П ас.ТГМ-3 ас.ТГМ-3 ас. фингал. фингал. перкутан. перкутан. фингал.
934 23( — мГФ-i--ТГМ-3--мгф-1--тгм-з )2 — 219 63( —мгф-1 —
' /тингал. Tim™. ттперкнтан. тттперкунан ( ,Ттинган. ас МГФ-1 ас.ТГМ -3 Липас.МГФ-1 ЛипаС.ТГМ-3 ЛиШс.МГФ-1 /сингал. /сингал. перкутан. перкутан.
—тгм-3 . —тгм-ъ--мгф-1--тгм-ъ ) Tim™. Tim™' Т ттерхушах. Т ТтЛУ1""- '
ас МГФ-1 ас ТГМ-3 Липас.МГФ-1 ,паС ТГМ-3 Вводя в уравнениевсе известные велиеиньн по денным острых опытов: ЬшаМНС-ЛЪ60 емг/ниат22; 1ртЛНгф-! = 2,1 8 мг/я; 2/мМН*Н— = 6,25 мг/нм2; ааЛТшс-р -_3=1,31 мг/я; Ит— = 6,48 рт/м2,
с учетом фактических уровней действующих птоизводственных факторот:
с™:3 = 2,91 мг/м3; СТГМТ = 0,012 мг/см2; СлфСГ = 0,015 мг/см2; <СУФО = 0,0091 вт/м2,
тр ингал.
проводится определение доцстимой конЛентЛЛаеЛии ц0игФ-а Ц в воздуте рабочего доны путем ре1ления уравнгния мадер/ти-есквмо аналоза: m ингал. гтингал. /сингал.
4,99 = 9,6СМ0Ф\ + 0К 9,63 —ЛЩШ60 934у03( Смгф-1 )0 -09334,03 Си. ? ? ШГф-1 ? т- . ингая , v г 'оОнгае - 7 5 ЦеГингал. L ШасМГФ-1 ЫГПмМГФ>-1 Ытас.ТМФ-1
тингал. im перку таФ п перкутан гт ингал. рк перкутан 1 перкутан.
9 Стт-з _--мм _- Стт-а -у 9 ( С-тт-з _д 8 | A-'AK/AHij-i - ;§ 1е Стйм-а
А 7- • ингая. л • перкутан т • перкутан. ' а т • ингал. ' 7- • перкутане
Лтингал. ЛтперкУтан Т 4тпеРкУтая ' ' Т 2тингал. ' L уАе,перщчпак Т тпГН>тад
3
ас.ТГиШ-3 ас.МГФ-1 Аипас.ТГМ-3, ас.ТГМ-6 уа'а'пасМГФ-1 Juum^ ТГМ-3 твннал. гвперкутаФ пеперкутан. гтиннал. ритеркууан.
- 934 03(-Г-у-__ __ стгм-З ро __ 1 С) (,33А Гетгм-3 смгФ-1 _
' ( Т тъгАингап. т • перкутан т • перкутан ' н к a г-цпинкал. т j-изперкутан Тт1тас.ТГМ-Ъ Т-''тасМГФ-1 Ь1тас.ТгМ-3 т1тас.ТГМ-3 Ь1тас.МГФ-1 лператин 0 (л/-. _ АТГМ-3 ) 11тОс7шХ 6,-48
АА пшгал. деляемому опытным путем (4,83 мг/м3), она является ОпАеделеАА внгФг\ на уровне 11,22 _ „
, 3 нб 3 J закономерно более низкой, чем при изолированном мг/м3. Таким образом, на основе импульсного по- a г уди о , ,е „ Д линомшльного мстодЛ з:втановлета н/дейс;нен-1тА воздействии (26,5 мг/м3). П° результатам исследо-
щая длААтиьАсм лонцентр/цмя димятамсян/г-бек:- ваний рекомендовано осуществлять определение
этилед[АликомюТпкамчай в /оАААе рабочей зоны щж допустимых уровней новых химических веществ в
комбЛНЩЮШШШМ, КОМРА£й-АРМ1А, С/0М£й-анН0М А03-бинарных смесях и физичесКИх факторов в условиях
дейстмаз на орА;р]/А:зм илутюнс М,АН Э0а kAjei- производства по уравнению единого гигиенического
центрация близка к недействующему уровню, опре- нормирования: 04х2ЩрБтаи+6Тхфизич-возд-я-9СНКХ9тнн еАААв на -ъ 6 х 9,BXIxmzajl + комерАб 4 99Выводы
На основании ортогонального планирования эксперимента с применением импульсного полино миального метода выполнены исследования по оцен ке комбинированного, комплексного, сочетанного действия химических веществ, определена взаимо связь данных острой токсичности, порогов острого действия на лабораторных животных и результатов хронического воздействия на организм работающих в условиях производства. Материалы проводимых исследований по ложены в основу единого гигиенического нормиро вания химических веществ при комбинированном, комплексном, сочетанном воздействии на организм. Список литературы
Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Пла нирование эксперимента при поиске оптимальных усло вий. М.: Наука, 1971. 82 с.
Пулькин С.П., Никольская М.Н., Дьячков Л.С. Вы числительная математика. М.: Просвещение, 1980. 126 с.
Трушков В.Ф., Перминов К.А., Сапожникова В.В., Игнатова О.Л. Определение взаимосвязи термодинамиче ских свойств и параметров токсичности чистых химиче ских веществ для единого гигиенического нормирования // Экология человека. 2012. № 3. С. 3-10. Трушков В.Ф., Перминов К. А. Связь структуры и действия веществ. Уравнение единого гигиеническо го нормирования химических соединений. Palmarium Academic Publishing, ISBN: 978-3-8473-9250-7. 2012. 288 с.
Трушков В.Ф., Перминов К. А. Клинико- гигиеническая апробация нормативов химических ве ществ и единого гигиенического нормирования при ком бинированном, комплексном, сочетанном воздействии на организм // Вятский медицинский вестник. 2011. № 2. С. 57-61. Эберт К., Эдерер Х. Компьютеры. Применение в химии. М.: «Мир», 1978. 175-178 с.
H. Scheffe. The Simplex-Centroid Design for experiments with mixtures. I. Roy. Stat. Soc. Ser. B. 1963. 25. № 2. 235 р. Сведения об авторах
Трушков Виктор Федорович - заведующий ка федрой гигиены, д.м.н., профессор ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздравсоцразвития России, е-mail: trushkov@ kirovgma.ru, тел.: (8332) 37-48-70.
Перминов Константин Аркадиевич - старший преподаватель кафедры гигиены ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздравсоцразвития России, е-mail: perminov@ kirovgma.ru. Сапожникова Вера Викторовна - клинический интерн ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздравсоцразвития России.
игнатова оксана Леонидовна - аспирант кафе дры гигиены ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздравсоц- развития России.
Шевнин Владимир Ииколаевич - директор оздо ровительного центра NEWAYS.
