ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СХЕМЫ ЭТАПНОГО ГИГИЕНИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПРОМЫШЛЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

Вопросы изучения промышленных сточных вод приобрели особенно важное значение в послевоенный период после постановления правительства «О мерах по ликвидации загрязнения и санитарной охране водных источников» (1947). В соответствии с этим постановлением разработка и установление условий спуска промышленных сточных вод в водоемы явилось одной из основных задач при решении вопроса о санитарной охране водоемов.

Проведенные под руководством С. Н. Строганова исследования по санитарной характеристике промышленных сточных вод позволили дать количественную и качественную характеристики сточных вод различных предприятий, разработать условия спуска стоков в водоемы, охарактеризовать санитарные последствия сЬуска вод в водоемы, обосновать санитарно-гигиенические рекомендации по условиям спуска сточных вод в водоемы. Полученные материалы послужили научным обоснованием для проведения санитарно-технических мероприятий по очистке сточных вод; при этом были научно обоснованы допустимые уровни загрязнения химическими веществами (цинком, медью, свинцом, хромом, ртутью и др.) сточных вод при их спуске в водоемы..

Одновременно с исследовательской работой Сергей Николаевич успешно занимался педагогической деятельностью. В 1923—1930 гг. он был доцентом кафедры микробиологии II Московского университета, в 1930—1933 гг. — профессором ин-' женерно-строительного института им. В. В. Куйбышева, в 1932—1939 гг. — профессором Московского института инженеров коммунального строительства. В этих вузах он читал курс основ микробиологии и технологии очистки сточных вод. С 1934 г. С. Н. Строганов состоял членом Ученого совета Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова.

Умелый воспитатель молодежи, он подготовил

большое число опытных исследователей и практических работников. Во всей своей многогранной исследовательской и педагогической деятельности Сергей Николаевич руководствовался мыслью о том, что гигиенист обязан «заботиться о здоровье л человека, трудящегося, создающего материальные и культурные ценности и имеющего право на работу и отдых в здоровой обстановке. Этот момент заставляет рассматривать мероприятия по борьбе за чистоту водоемов как дело большой государственной важности».

Литературное наследие Сергея Николаевича — более 80 печатных работ, отражающих разностороннюю деятельность этого ученого. Основными из них, кроме указанных выше, являются сборники работ по вопросам очистки сточных вод (1934— 1936) под его редакцией. Изданы «Почвенные методы обеззараживания сточных вод и отбросов», «Биологическая очистка сточных вод», написанные им совместно с Н. Н. Корольковым, учебник для строительных вузов «Химия и микробиология сточных вод», созданный совместно с М. И. Лапшиным. Работы последнего периода жизни С. Н. Строганова отражены в сборнике трудов АМН СССР «Санитарная характеристика водоемов», опубликованном уже после смерти С. Н. Строганова (1951). С. Н. Строганов занимался большой общественной деятельностью. Он был действительным членом Московского общества испытателей природы, членом правления ВНИТО водоснабжения и санитарной техники, неоднократно ^ избирался депутатом Московского городского совета.

Патриот социалистического отечества, С. Н. Строганов всегда и везде отстаивал приоритет нашей передовой науки. Правительство высоко оцецило заслуги профессора С. Н. Строганова, наградив его орденами Ленина и Трудового Красного Знамени и многими медалями.

Поступила 08 04.81

Методы исследования

ЖДК 614.777:[в2Я. 191:628.54

Г. Н. Красовский, 3. И. Жолдакова, Т. С. Дергачева

ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СХЕМЫ ЭТАПНОГО ГИГИЕНИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПРОМЫШЛЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ

Институт обшей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва

Современный уровень развития промышленности в нашей стране перед гигиенической наукой задачу ускорить изучение токсичности и опасности новых химических факторов воды. Последние годы

характеризовались переходом от гигиенической оценки загрязнения водных объектов отдельными ч веществами к характеристике групп веществ, близких по структуре, или их комплекса применитель-

но к промышленной отрасли. Очевидно, перспективный подход может найти наиболее оптимальную реализацию при повышении эффективности исследований с помощью комплекса методических приемов, обобщенных в схеме этапного исследования при гигиеническом регламентировании веществ в воде. Эта методическая схема предусматривает экспериментальное обоснование пороговых кон-, центраций по органолептнческому и общесани-тарному признакам вредности и сокращение длительности токсикологических исследований . без снижения надежности и достоверности получаемых результатов за счет последовательного применения различных по сложности методических схем, адекватных токсичности и опасности веществ (Г. Н. Красовский; Г. Н. Красовскийи соавт.; Г. И. Сидоренко и соавт.). ,

Целью данной работы являлось апробирование схемы этапного исследования на примере веществ, относящихся к 3 различным структурным классам, и определение эффективности этапного регламентирования веществ в воде. Объектом исследования служили 12 веществ: 10 органических красителей, фосфорсодержащий комплексон — оксиэтилиден-дифосфоновая кислота (ОЭДФК) и п-нитроанилин. Степень опасности каждого вещества определяли последовательно, по мере получения необходимых показателей в эксперименте или расчетным путем. Согласно методической схеме, исследования начали с установления пороговых концентраций по органолептнческому и общесанитарному признакам вредности, проведения острых опытов и расчета параметров хронической токсичности, т. е. первого этапа регламентирования по сокращенному варианту исследований. Наиболее существенные изменения качества воды, содержащей красители, касались окраски. Для всех красителей пороговая кончентрация (ЕСГ)в) по органолептнческому признаку вредности была на уровне 0,1 мг/л; ОЭДФК вызывала наиболее выраженное изменение привкуса воды (ЕС 5 о 0,6 мг/л) и в концентрации 1 мг/л изменяла течение процессов самоочищения, п-нитроанилин в изученных концентрациях не оказывал влияния на органолептические свойства воды (табл. 1).

В острых опытах была установлена Ь05в для большинства соединений. Для ряда красителей (прямого желтого светопрочного К, прямого черного 2С, хризофенина) точные ЬО50 не удалось определить, так как введение доз, превышающих минимально смертельную (10 000 мг/кг), привело бы к превышению максимальных количеств жидкости, которые допускается вводить животным однократно (О. Н. Елизарова и соавт.), в связи с чем дальнейшие расчеты для этих красителей проводили, исходя из минимальной смертельной дозы (10 000 мг/кг). На основании результатов острых опытов для всех соединений рассчитаны пороговые и максимально недействующие дозы (соответственно ПД и МНД) на основании корреляционно-рег-рессионных уравнений в соответствии с «Методи-

Таблица 1

Параметры острой токсичности и пороговые кннцентрацни по влиянию на органолептические свойства воды веществ разных классов

ЬО,„ ЕТ,», ЕС«« по ЕС,« лв

* Вещества мг/кг ч привкусу, мг/л окраске, мг/л

п-Ннтроанилнн 750 43 —. / -

ОЭДФК 2 800 7,2 0.6 —

Красители: 5000 0.1

родамин Ж — —

основной фиолето- 3 700

вый к — — 0,1

нигрозин водо- . 2 800 0,1

растворимый А — —

нигрозин водо- 2 750 / 0,1

растворимый Б — —

прямой желтый 0.1

светопрочный К 10 000 — —

прямой черный 2С 10 000 — — 0,1

, прямой синий све- 0.1

топрочный КУ 4 700 — —

прямой темно-зе- 6000 0.1

леный —

прямой черный 3 6 000 0,1

для кожн —

хризофенин 10 000 1 - 0,1

Примечали е.—исследования не проводились.

ческими указаниями по применению расчетных * экспресс-экспериментальных методов при гигиеническом нормировании химических соединений в воде водных объектов» № 1943—78 (М., 1979). В качестве исходных использованы 1~Е>50, ЕТЬ*, ПДК р з. (табл.2). Класс опасности вещества определяли путем последовательной оценки количественных характеристик максимальной недействующей концентрации (МНК), МНК/ПК по органолептике, МНК/ПКСап. 1Л)&0/МНД. МЧД избирали из ряда рассчитанных по разным регрессионным уравнениям в соответствии с ранее раз--работанными нами принципами (см. табл. 2). Вещества относили к определенному классу по показателям наибольшей опасности. Анализ данных показал, что красители по всем изученным показателям можно отнести к 4-му классу опасности (умеренно опасные вещества), Таким образом, оказалось возможным ограничить исследования первым этапом и считать полученные результаты достаточными для обоснования ПДК красителей на уровне 0,1 мг/л по органолептнческому признаку вредности. ОЭДФК по всем критериям также была отнесена к 4-му классу опасности. Однако литература о токсических свойствах веществ из группы фосфорсодержащих комплексонов весьма ограничена, поэтому ОЭДФК была изучена в объеме второго этапа исследований, который предусматривает проведение подострого эксперимента с изучением гонадотоксического действия.

Белым крысам-самцам в течение 30 дней вводили вещество в дозах, равным Х![Ъ, 1/15 и 60 ЬО (560, 190 и 56 мг/кг). В задачу подострого экспе-

, . Таблица 2

Расчетные параметры хронической токсичности, показатели опасности и ПДК веществ разных классов

Вещества

п-Нитроанилин

ОЭДФК Красители:

родамин Ж

основной фиолетовы ' К нигрозин водорастворимый Л

нигрозин водорастворимый Б

прямой черпый 2С прямой желтый светопрочный К

прямой синий светопрочный КУ

прямой темно-зеленый прямой черный 3 для кожи

хризофенин

ПД/. мг/кг

0,08 26,4

6,76 5,02

3,89

3,80 13,50

13,50

6,31 7,96

7,96 13,50

МНД. мг/кг

мнк

(МНД-20). мг/л

0,01 1,0

0,52 0,40

0,32

0.31 0,91

0,91

0,48 0,62

0,62 0,91

0,20 20,0

10,4 8,0

6,4

6.2 18,2

18,2

9,6 12,4

12,4 18,2

МНК/ПД по органолептике

33,0

104,0 80,0

64,0

62,0 182,0

182,0

96,0 124,0

124,0 182,0

1.0И/МНД

75 000 2 800

9 615

9 250

8 750

8 870

10 989

10 989

9 791 9 677

9 677

10 989

ПДК. мг/л

0,2 0,6

0,1 0.1

0.1

0,1 0.1

0,1

0,1 0,1

0.1 0,1

римента входило уточнение класса опасности вещества, установление пороговой дозы и экспресс-экспериментальное прогнозирование МНД.

Доза 560 мг/кг вызывала увеличение активности холинэстеразы, количества эритроцитов, БН-групп крови, выведение ионов калия и натрия с мочой лабораторных животных (Р<С0,05). Аналогичные изменения перечисленных показателей наблюдались у животных, получавших 190 мг/кг, эта же доза вызывала увеличение выведения ионов натрия с мочой, содержание ионов калия в моче повышалось лишь периодически и было менее выражено, чем при дозе 560 мг/кг. Доза 56 мг/кг не вызывала изменений перечисленных показателей, однако наблюдалось некоторое возрастание числа эритроцитов в крови лабораторных животных, что позволило определить ее как пороговую в условиях под-острого опыта. ОЭДФК не оказала гонадотоксиче-ского действия.

Поскольку, поданным Г. Н. Красовского и соавт. (1979), ПД, установленная в подостром эксперименте, отличается от ПД хронического опыта не более чем в 10 раз, прогностические значения ПД и МНД изучаемой кислоты, рассчитанные по результатам эксперимента, можно принять равными 5,6 и 0,56 мг/кг, расчетную МНК—11,2 мг/л, т. е. близкой к величине, рассчитанной ранее (см. табл. 2) Соотношение расчетной МНК и порога по органо-лептическому признаку вредности составляет 1:19— 1:33. Таким образом, получено достоверное совпадение экспериментальных и расчетных данных, что подтверждает 4-й класс опасности, установленный ранее как ориентировочный. Это дает возможность отказаться от проведения хронического эксперимента и рекомендовать ПДК для ОЭДФК по органолептическому признаку вредности на уровне 0.6 мг/л.

При оценке степени опасности п-нитроанилина

установлено, что расчетная МНК составляет 0,2 мг/л, а расчетное соотношение ЬО60/МНД — 7,5-104. Полученные данные позволили отнести п-нитроанилин к опасным соединениям (3-й класс), для которых необходим второй этап гигиенического нормирования. Учитывая кумулятивные свойства веществ и результаты предварительных кратковременных экспериментов, в подостром опыте с п-нитроанилином изучали дозы 15,4 и 1 мг/кг. По данным литературы, п-нитроаннлин не дает отдаленного эффекта, а патогномоничным признаком интоксикации является действие на кровь. Начиная с 1-х суток наблюдения увеличивалось содержание метгемоглобина, а с 10-х суток — сульфгемоглобина в крови лабораторных животных всех опытных групп (р<0,05). Во всех дозах краситель проявлял гонадотоксический эффект. На основании гюдострого эксперимента не удалось установить пороговую дозу п-нитроанилина ни по общетоксическому, ни по гонадотоксическому действию. Последнее обстоятельство не позволило с уверенностью отнести это соединение к 3-му классу опасности, в связи с чем исследования были продолжены в соответствии с третьим этапом схемы, включающим хронический эксперимент.

При выборе доз для хронического эксперимента учитывали расчетную МНД. Животные получали п-нитроанилин из расчета 1, 0,1 и 0,01 мг/кг. Введение 1 и 0,1 мг/кг приводило к увеличению количества мет- и сульфгемоглобина, уменьшению количества гемоглобина и эритроцитов в крови. Кроме того, наблюдалось снижение двигательной активности и угнетение условнорефлекторной деятельности животных (Р<0,05). Доза 0,01 мг/кг оказалась недействующей в условиях хронического опыта по общетоксическому эффекту. Гонадотоксический эффект проявлялся угнетением характера ^ длительности подвижности сперматозоидов, сокра-

шепнем их числа, кислотной и осмотической резистентности при применении доз 1 и 0,1 мг/кг, т. е. пороговые величины по общетокснческому и гона-дотоксическому эффектам совпали. На основании этого критерия п-нитроаннлин должен быть отнесен ко 2-му классу опасности.

Таким образом, в хроническом эксперименте была подтверждена недействующая доза п-нитро-анилина на уровне 0,01 кг/кг, полученная расчетным путем.

Вместе с тем на третьем этапе исследований был уточнен класс опасности веществ по соотношению порогов общетоксического и гонадотоксического эффектов. При обсуждении полученных результатов следует отметить, что применение схемы этапного регламентирования, обусловило различные подходы при оценке веществ разных классов. Так, группу красителей и ОЭДФК уже на первом этапе исследований удалось отнести к 4-му классу опасности, что позволило соответственно в 12 и 8 раз сократить сроки проведения эксперимента. Для и-нитроанилина оказалось необходимым провести хронический эксперимент. Касаясь экономического аспекта повышения .эффективности исследований, следует привести следующие расчеты. В соответствии с данными С. Д. Заугольникова и соавт. о стоимости исследований по обоснованию ПДК и последними результатами обобщения опыта ряда институтов при регламентировании содержания прямых красителей в воде достигнута экономия около 300 000 руб. Обоснование ПДК для ОЭДФК было завершено на втором этапе, что дало экономию 13 000 руб. и только ПДК п-нитроанилина была разработана с использованием трех основных этапов. Таким образом, при научном обосновании

регламентов 12 веществ экономия средств составила приблизительно 310 000 руб. К этому следует прибавить значительный выигрыш во времени, который измеряется повышением эффективности охраны водоемов от сточных вод анилино-красочной промышленности.

Выводы. 1. Использование схемы ускоренного нормирования позволило сократить время установления гигиенических регламентов 10 красителей в 12 раз, ОЭДФК — в 88 раз и сэкономить около 310 000 руб.

2. Проверка в эксперименте расчетных приемов прогнозирования для п-ннтроанилина показала их достаточно полную надежность.

3. Рекомендованы ПДК для 10 красителей и ОЭДФК по органолептическому признаку вредности на уровне 0,1 и 0,6 мг/л соответственно. ПДК для п-ннтроанилина равна 0,2 мг/л по сани-тарно-токсикологическому признаку вредности.

Литература. Елизарова О. Н., Жидкова Л. В., Кочеткова Т. А. Пособие по токсикологии для лаборантов. М., 1974.

Красовский Г. Н. — В кн.: Вопросы охраны окружающей

среды. Пермь, 1977, с. 19—22. Красовский Г. Н., Васюкович Л. Я., Варшавская С. П. и др. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. М., 1976, вып. 4, с. 26—30. Красовский Г. Н., Жолдакова 3. И., Егорова Н. А. — В кн.: Проблема пороговости в токсикологии. М., 1979, с. 27—51.

Сидоренко Г. И., Красовский Г. Н., Жолдакова 3. И. —

Гиг. и сан., 1979, № 7, с. 16—21. Экспрессные методы определения токсичности и опасности химических веществ. Заугольников С. Д., Кочанов М. М., Лойт А. О. и др. Л., 1978.

• Поступила 27.03.81

УДК 614.771:665.861-074

Л. С. Эрнестова

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ СУММАРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ПОЧВЕ

*

Институт экспериментальной метеорологии, Обнинск

Для контроля и наблюдения за состоянием окружающей среды, а также санитарно-гигиенических исследований наибольший интерес представляет определение суммарного количества неполярных и малополярных углеводородов (нефтепродуктов). Извлечение их из почв осуществляется либо при нормальных условиях («холодный» способ), либо парами кипящего растворителя в аппарате Сокслета или Граффе («горячий»).

М. П. Потапов и Л. А. Лукас предлагают «холодный» способ анализа названного ингредиента в почве, который включает извлечение нефтепродуктов из почвенной навески (30—150 г) несколько раз порциями хлороформа по 10—20 мл, отгонку и испарение растворителя до сухого осадка, растворение последнего в гексане, очистку элюата в хроматографической колонке на окиси алюминия

от сопутствующих полярных углеводородов и повторное восстановление сухого осадка. Из сказанного видно, что ввиду большого числа операций методика обладает низкой производительностью (анализ длится 5—7 ч) и воспроизводимостью, расходуется много сравнительно дорогих органических растворителей (до 300 мл на пробу) и, кроме того, исполнителю при проведении анализа приходится довольно длительно работать с набором органических веществ.

Задачей данного исследования являлось усовершенствование методики определения нефтепродуктов в почве с целью повышения производительности, точности и безопасности анализа.

Нами разработан «холодный» способ, при котором процесс экстракции нефтепродуктов из почвы четыреххлористым углеродом (CCI 4) и очистка