CC BY
112
ОСОБЕННОСТИ ИНГАЛЯЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВОДНОДИСПЕРСИОННЫХ И ОРГАНОРАСТВОРИМЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ
МАТЕРИАЛОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)
КРЮЧКОВА Н.Н.. ПОЛОВИНКИН Л.В.
ГУ «Республиканский научно-практический центр гигиены», г. Минск
Резюме. В статье приводятся результаты токсикологического исследования водно-дисперсионных и органорастворимых лакокрасочных материалов. Предложена принципиальная схема проведения ингаляционной затравки белых крыс паровоздушным аэрозолем лакокрасочных материалов. Определены критерии. обусловливающие гигиеническую безопасность лакокрасочных материалов.
Ключевые слова: лакокрасочные материалы. токсичность.
ингаляционная затравка.
Abstract. In clause the results toxicological of research of paint and varnish materials on water and organic solvents are resulted. The basic circuit of realization of experiment on laboratory animals on study of influence of paint and varnish materials is offered at receipt them through bodies of breath. The criteria causing hygienic safety of paint and varnish materials are determined.
Адрес для корреспонденции: Республика
Беларусь. г.Минск. ул .Академическая. 8.
Республиканский научно-практический центр гигиены. тел. (017) 284 13 70. факс (017) 284 03 45. e-mail: [email protected] - Крючкова Н.Н.
В настоящее время производство лакокрасочных материалов (ЛКМ) развивается бурными темпами. Производители ЛКМ предлагают потребителям большой выбор лакокрасочной продукции для строительной индустрии. машино-. авиа-. приборо-. вагоно. судо- и станкостроения. а также широкую гамму покрытий специального назначения для технологического оборудования. трубопроводов и металлоконструкций. Ассортимент используемой в народном хозяйстве лакокрасочной продукции постоянно расширяется. что влечет за собой появление вновь разработанных композиций ЛКМ. требующих детального изучения с целью обеспечения безопасности населения при их использовании в народном хозяйстве.
При производстве и применении ЛКМ одним из возможных путей попадания вредных веществ. выделяющихся из них. в организм человека является ингаляционный. в связи с чем целью настоящего исследования явилось изучение особенностей вредного воздействия водно-дисперсионных и органорастворимых ЛКМ на организм в условиях повторного ингаляционного поступления.
Методы
Комплексным токсиколого-гигиеническим исследованиям подвергались ЛКМ отечественного производства и входящие в их состав основные компоненты: органорастворимая пентафталевая эмаль ПФ (эмаль ПФ). ее основа (пленкообразователь) - пентафталевый лак (лак ПФ). и растворитель нефрас С4 150/200 (растворитель); а также водно-дисперсионная акриловая краска (краска АК) и ее основа - акриловая дисперсия (дисперсия АК). В рецептурный состав краски АК. наряду с используемыми для изготовления эмали ПФ добавками (антиосадители. диспергаторы). входит большее количество вспомогательных веществ - пластификаторы. пеногасители. загустители. коалесценты. консерванты. биоциды в зависимости от области применения ЛКМ.
Сравнительную оценку потенциальной опасности развития подострого отравления ЛКМ и их компонентами проводили в условиях динамической ингаляционной затравки на 56 нелинейных белых крысах (по 7 особей в группе). исходной массой 180-220 г [1]. Ингаляционную затравку белых крыс проводили паровоздушными аэрозолями дисперсии АК. краски АК. растворителя. лака ПФ. эмали ПФ; на протяжении 4 часов ежедневно. в течение 3 дней. Контроль уровня содержания в камере токсичных химических веществ. выделяющихся из ЛКМ и их компонентов. проводили 3-кратно. а их определение в пробах воздуха осуществляли с применением газожидкостной хроматографии и фотоколориметрически. В камере создавались концентрации аэрозолей краски АК и дисперсии АК в пересчете на метилметакрилат на
3 3
уровне 0.10-0.21 мг/м ; на винилацетат - 0.16-0.33 мг/м ; на уксусную кислоту -
3 3 3
0.10-0.30 мг/м . на формальдегид - 0.01-0.02 мг/м . стирол 0.07-0.12 мг/м . Способность оказывать токсическое действие при его вдыхании изучали в концентрации на уровне 190.9-228.8 мг/м . Ингаляционное воздействие эмали ПФ. лака ПФ. растворителя изучали в концентрациях. которые составляли в
33
пересчете на формальдегид 0.02-0.11 мг/м ; на ксилол - 100.7-214.9 мг/м ; на нефрас С4 150/200 - 190.9-228.8 мг/м . Перед каждой серией исследований отбирали контроль воздуха комнаты и камеры на содержание химических веществ. содержащихся в аэрозоле ЛКМ. Контрольные животные находились в аналогичных условиях при подаче в камеру водно-воздушного аэрозоля.
Для проведения ингаляционной затравки белых крыс было использовано оборудование. принципиальная схема которого представлена на рисунке 1. включающая: затравочную камеру (8). оборудованную пробоотборником (10) и вентиляционной трубкой (9); колбу с ЛКМ (4). закрывающуюся пробкой. в которую вмонтированы стеклянные трубки для подачи воздуха (3) от компрессора (1) с определенной скоростью. создаваемой реометром (2); трубку подачи аэрозоля конденсации ЛКМ (7) в затравочную камеру. Для подогрева колбы с ЛКМ используется электрическая водяная баня (5) с контактным термометром (6).
Рис.1. Принципиальная схема проведения ингаляционной затравки белых крыс паровоздушным аэрозолем ЛКМ.
Водяную электрическую баню разогревали до 40°С. в нее помещали колбы с ЛКМ. Исследуемые образцы водно-дисперсионных ЛКМ (краски АК и дисперсия АК) в количестве 200 мл разбавляли в соотношении 1:1 с водой. органорастворимых ЛКМ (лак ПФ. эмаль ПФ) - с растворителем. Для ингаляционной затравки крыс растворителем использовали нативные образцы объемом 200 мл. С помощью компрессора через реометр со скоростью 1.0 мл/мин воздух подавался в колбу. Полученный в результате барботирования лакокрасочный аэрозоль выводился в затравочную камеру через стеклянную трубку. В течение всего периода эксперимента проводились наблюдения за проявлением клинических симптомов интоксикации экспериментальных животных.
Для оценки токсических эффектов по окончании трехкратного ингаляционного воздействия ЛКМ использовали комплекс гематологических [2]. биохимических [3]. иммунологических методов и тестов [4]. [5]. [6].
Полученные в результате экспериментов данные обработаны адекватными методами вариационной статистики. Статистическая обработка результатов проведена на ПЭВМ с помощью «Microsoft Excel». Средние выборочные значения количественных признаков приведены в тексте в виде M±m. М - среднее выборочное. m - ошибка среднего. Разницу считали статистически значимой при р<0.05 по критерию Стьюдента [7].
Результаты и их обсуждение
Повторная ингаляционная затравка краской АК и дисперсией АК вызывала изменение ряда морфо-функциональных показателей в крови белых крыс (таблица 1).
Таблица 1
Морфо-функциональные показатели белых крыс, подвергавшихся повторному ингаляционному воздействию краски АК
и дисперсии АК, М ± т, (п1=п2=пз=7)
Изучаемые показатели Г руппы животных
контроль дисперсия АК краска АК
Гемоглобин, г/л 139.3 ± 1.46 137.9 ± 1.64 141.6 ± 1.32
Эритроциты, 10 /л 5.14 ± 0.09 5.00 ± 0.09 5.11 ± 0.07
Лейкоциты, 109/л 11.7 ± 0.37 11.3 ± 0.46 13.4 ± 0.54*
Нейтрофилы сегментоядерные, 109/л 2.41 ± 0.09 2.48 ± 0.12 3.13 ± 0.17**
Лимфоциты, 109/л 9.05 ± 0.33 8.49 ± 0.34 9.90 ± 0.39
Эозинофилы, 10 /л 0.15 ± 0.02 0.16 ± 0.03 0.20 ± 0.05
Моноциты, 10 /л 0.13 ± 0.01 0.13 ± 0.02 0.16 ± 0.02
Общий белок, г/л 63.9 ± 1.09 66.7 ± 0.73 66.7 ± 1.45
Общие липиды, г/л 2.47 ± 0.08 2.57 ± 0.10 2.53 ± 0.08
Мочевина, мМоль/л 3.89 ± 0.09 3.76 ± 0.07 3.96 ± 0.09
Глюкоза, мМоль/л 5.21 ± 0.05 5.13 ± 0.10 4.87 ± 0.11*
Хлориды, мМоль/л 95.3 ± 1.04 95.4 ± 1.17 96.9 ± 1.03
Лизоцим, % 54.9 ± 3.39 60.5 ± 2.04 56.8 ± 2.46
Активность комплемента, усл. ед. 117.0 ± 7.36 119.7 ± 3.38 119.3 ± 4.81
Циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК), усл. ед. 67.1 ± 5.38 62.3 ± 3.87 69.0 ± 5.39
Бактерицидная активность сыворотки крови (БАСК), % 86.7 ± 4.55 86.5 ± 3.69 82.4 ± 4.27
Масса тела, кг-3 220.3 ± 7.16 210.9 ± 11.7 198.0 ± 6.35*
Относительные коэффициенты массы (ОКМ). кг/кг-3 Печень 32.2 ± 0.51 32.1 ± 1.11 34.1 ± 0.91
Сердце 3.78 ± 0.12 3.59 ± 0.16 3.97 ± 0.14
Почки 6.96 ± 0.11 6.42 ± 0.27 7.00 ± 0.11
Селезенка 4.84 ± 0.20 4.61 ± 0.14 5.05 ± 0.14
Легкие 8.77 ± 0.20 8.03 ± 0.34 8.69 ± 0.34
* при р < 0.05; ** при р < 0.01 достоверные различия с контрольной группой
Наблюдаемый лейкоцитоз (увеличение лейкоцитов на 14.5 % при р<0,05) в группе подопытных животных. затравленных краской АК. вероятнее всего. обусловлен увеличением сегментоядерных нейтрофилов на 29.9% (р<0.01) по сравнению с контролем. Среди анализируемых биохимических показателей (общий белок и общие липиды. мочевина. глюкоза. хлориды) только у животных. затравленных краской АК. отмечалось достоверное снижение содержания глюкозы на 6.5% (р<0.05) по отношению к контролю.
свидетельствующее об угнетении процесса гликолиза в организме. Данное положение подтверждается достоверным снижением массы тела у подопытной группы (краска АК) на 10.1% (р<0.05) по сравнению с контролем. Статистически значимых изменений иммунологических показателей сыворотки крови (лизоцим. активность комплемента. ЦИК. БАСК). ОКМ органов (печень. сердце. почки. селезенка. легкие) белых крыс. подвергавшихся ингаляционному воздействию краски АК и дисперсии АК. не регистрировалось.
Токсичность эмали ПФ при повторном ингаляционном воздействии обусловлена входящими в ее состав компонентами - растворителем и лаком ПФ. Повторное ингаляционное воздействие эмали ПФ и ее составных компонентов не оказывает существенного влияния на морфологический состав периферической крови. за исключением группы животных. затравленных растворителем. у которых к концу экспериментов наблюдалось снижение нейтрофилов на 9.2 % (р<0.05) по сравнению с контролем (таблица 2).
Таблица 2
Морфо-функциональные показатели белых крыс, подвергавшихся повторному ингаляционному воздействию эмали ПФ и составляющих ее
компонентов, М ± т, (п1=п2=пз=п4=7)
Изучаемые показатели Г руппы животных
контроль растворитель лак ПФ эмаль ПФ
Гемоглобин. г/л 139.7 ± 1.19 140.7 ± 1.04 139.1 ± 1.14 139.1 ± 1.14
Эритроциты. 1012/л 5.06 ± 0.05 5.09 ± 0.06 5.07 ± 0.04 5.06 ± 0.06
Лейкоциты. 10/л 11.4 ± 0.50 11.6 ± 0.28 11.4 ± 0.50 11.4 ± 0.46
Нейтрофилы сегментоядерные. 109/л 2.71 ± 0.07 2.46 ± 0.08* 2.49 ± 0.10 2.60 ± 0.12
Лимфоциты. 109/л 8.59 ± 0.34 8.86 ± 0.20 8.64 ± 0.40 8.53 ± 0.34
Эозинофилы. 10 /л 0.11 ± 0.01 0.13 ± 0.02 0.11 ± 0.01 0.11 ± 0.01
Моноциты. 10 /л 0.14 ± 0.01 0.13 ± 0.01 0.17 ± 0.02 0.16 ± 0.02
Общий белок. г/л 67.8 ± 0.87 67.1 ± 1.84 66.4 ± 1.28 66.9 ± 0.93
Общие липиды. г/л 2.38 ± 0.07 2.51 ± 0.08 2.24 ± 0.11 2.26 ± 0.11
Мочевина. мМоль/л 4.42 ± 0.19 4.01 ± 0.20 4.91 ± 0.15* 4.83 ± 0.17
Глюкоза. мМоль/л 4.36 ± 0.17 3.96 ± 0.01* 3.76 ± 0.08** 3.80 ± 0.12**
Хлориды. мМоль/л 97.9 ± 0.64 97.4 ± 0.97 98.4 ± 1.09 98.9 ± 0.40
Лизоцим. % 52.5 ± 2.11 58.5 ± 0.80* 58.6 ± 1.44* 56.3 ± 1.77
Активность комплемента. усл. ед. 118.8 ± 4.50 112.7 ± 1.12 115.9 ± 7.04 125.9 ± 3.03
ЦИК. усл. ед. 62.7 ± 3.61 73.9 ± 3.94* 76.0 ± 4.95* 64.4 ± 3.82
БАСК. % 84.9 ± 4.09 84.5 ± 2.74 80.3 ± 4.08 80.2 ± 2.86
Масса тела. кг-3 214.9 ± 8.30 201.4 ± 4.91 197.4 ± 3.59 202.0 ± 4.56
ОКМ. кг/кг 3 Печень 28.5 ± 0.80 33.6 ± 0.29** 37.3 ± 0.36** 33.4 ± 1.17**
Сердце 4.56 ± 0.10 4.72 ± 0.06 4.80 ± 0.14 4.83 ± 0.13
Почки 7.64 ± 0.15 8.04 ± 0.06* 8.19 ± 0.15* 8.11 ± 0.11*
Селезенка 4.78 ± 0.30 5.52 ± 0.25 5.81 ± 0.26* 4.97 ± 0.19
Легкие 8.79 ± 0.22 9.32 ± 0.24 10.7 ± 0.42** 10.6 ± 0.46**
* при р < 0.05; ** при р < 0.01 достоверные различия с контрольной группой
Как видно из таблицы 2. изученные биохимические показатели (общий белок общие липиды. хлориды) после повторных ингаляционных затравок эмалью ПФ и ее составными компонентами достоверно не отличались от контрольных значений. Однако повторные ингаляции лаком ПФ вызывали повышение содержания мочевины на 11.1 % (р<0.05) по сравнению с контролем. В крови подопытных животных. затравленных растворителем. лаком ПФ и эмалью ПФ регистрировалось достоверно значимое по сравнению с контролем снижение глюкозы на 9.2 % (р<0.05); 13.8; 12.8 % (р<0.01). соответственно. При этом отмечалась. хотя и статистически не достоверная. тенденция к снижению массы тела подопытных животных. Следует отметить. что составные компоненты эмали ПФ (растворитель и лак ПФ) вызывали
активизацию показателей неспецифического иммунитета животных, что проявлялось статистически значимым по отношению к контролю повышением уровня лизоцима на 11,4 % (растворитель) и 11,6 % (лак ПФ); а также содержания ЦИК в сыворотке крови на 17,9 % (растворитель) и 21,2 % (лак ПФ) (р<0,05 для всех показателей). Повторные ингаляционные затравки эмалью ПФ не вызывали статистически значимых изменений показателей
неспецифического иммунитета (лизоцим, активность комплемента, ЦИК и БАСК). В ответ на ингаляционное воздействие эмали ПФ и ее составных компонентов отмечалась гипертрофия внутренних органов экспериментальных животных. Так, под воздействием растворителя, лака ПФ и эмали ПФ увеличились ОКМ печени на 17,9; 30,9; 17,2 % (р<0,01 для всех показателей), соответственно. Со стороны почек регистрировалась гипертрофия у животных, затравленных растворителем, лаком и эмалью ПФ, на что указывало
увеличение ОКМ на 5,2; 7,2; 6,2% (р<0,05), соответственно. Повторные
ингаляции лаком ПФ и эмалью ПФ вызывали гипертрофию легких, что
характеризовалось увеличением ОКМ данного органа соответственно на 21,7 и 20,6 % (р<0,01) по отношению к контролю. ОКМ селезенки достоверно был повышен в сравнении с контрольным уровнем на 21,5% (р<0,05) у животных, затравленных лаком ПФ.
Заключение
1. Неблагоприятное влияние в условиях ингаляционного воздействия краски АК, проявляющееся изменениями со стороны гематологических показателей (лейкоцитоз, сегментоядерный нейтрофилоцитоз), угнетением гликолиза (снижение массы тела и содержания глюкозы в крови белых крыс), вероятнее всего, обусловлено не ее полимерной основой (дисперсия АК), а комбинацией ингредиентов, входящих в рецептуру.
2. Повторное ингаляционное воздействие эмали ПФ и ее основных компонентов вызывает гипогликемию у подопытных животных, а наблюдаемые токсические изменения со стороны показателей неспецифического иммунитета (лизоцим и ЦИК) и ОКМ внутренних органов (гипертрофия селезенки и легких (лак ПФ), печени, почек) отмечаются при воздействии растворителя и лака ПФ, более выраженные под влиянием последнего.
Литература
1. Экспериментальное обоснование и расчет ОБУВ вредных веществ в воздухе рабочей зоны: метод. рекомендации № 118-00-10; утв. М-вом здравоохр. Респ. Беларусь 13.10.2000. - Минск, 2004. - 30 с.
2. Справочник по клиническим лабораторным методам исследования / под ред. Е. А. Кост. - 2-е изд., испр. и доп.. - М.: Медицина, 1975. - 184 с.
3. Биохимия / Е. Е. Дубинина [и др.]. - 2002. - Т. 67. - Вып. 3. - С. 413421.
4. Красильников, А. П. Методы изучения бактерицидных свойств сыворотки крови и фагоцитов: метод. рекомендации / А. П. Красильников, Л. П. Титов, Л. Г. Борткевич. - Минск, 1984. - 25 с.
5. Кузовкова, Н. А. Колориметрические исследования в иммунологии: метод. рекомендации / Н. А. Кузовкова, Т. Е. Злотник, С. В. Жаврид. - Минск, 1992. - 12 с.
6. Ремизов, П. И. Методы определения естественной (неспецифической) резистентности организма: учебное пособие / П. И. Ремизов, Г. А. Башмаков; ВМА им. С. М. Кирова. - Л., 1976. - 64 с.
7. Рокицкий, П. Ф. Основы вариационной статистики для биологов / П. Ф. Рокицкий. - Минск: Выш. шк., 1961. - 215 с.
