CC BY
14
© Яворовський О.П., Паустовський Ю.О., Ткачишин В.С., Володш М.О. УДК 613.6:547.27:628.5
0С0БЛИВ0СТ1 ВПЛИВУ МЕТИЛТРЕТБУТИЛОВОГО ЕФ1РУ НА 0РГАН13М ЛЮДИНИ ТА ШЛЯХИ ПР0Ф1ЛАКТИКИ ПР0ФЕС1ЙНИХ ОТРУЕНЬ Ц1ЕЮ РЕЧОВИНОЮ
Яворовський О.П., Паустовський Ю.О., Ткачишин В.С., Володш М.О.
Кафедра ппени прац1 i профес1йних хвороб Нацюнального медичного ун1верситету iMeHi О.О. Богомо-льця, м. КиТв
Во многих странах мира разные объекты окружающей среды (воздух рабочей зоны, атмосферный воздух, грунтовые и поверхностные воды, почва) подвергаются значительному загрязнению метилтретбутиловым эфиром (МТБЭ) и продуктами его распада. К специфическим симптомам действия МТБЭ на организм человека можно отнести признаки поражения ЦНС: заторможенность, атаксию, сонливость, общую слабость, нарушение походки, координации движений, мышечную слабость и др. При остром отравлении как антидот может быть рекомендовано 10 % раствор кофеина и 10 % раствор коразола. Основными средствами защиты природной среды от вредного действия МТБЭ является использование в технологических процессах и операциях герметического оборудования, исключения случаев сброса МТБЭ в атмосферу и сточные воды. Контроль содержания МТБЭ в воздухе рабочей зоны необходимо осуществлять хроматографическим методом, чувствительность которого позволяет определять это вещество при ее концентрациях в этой среде ниже ПДК.
Ключевые слова:
Метилтретбутиловий ефф (МТБЕ), C5H12O, 2-метокси-2-метилпропан - безбарвна прозора рщина з характерним вираженим запахом, легкозаймиста, точка кипшня +55,2°С. Гранично допустимi концент-раци МТБЕ, що чины в УкраТш, становлять: у пов^ робочоТ зони - 100 мг/м3; в атмосферному повiтрi -0,5 мг/м3 (максимально разова ГДК); для води рибо-господарських водоймищ - 0,001 мг/л.
МТБЕ е кисеньвмюною присадкою до бензиыв, створеною як альтернатива тетраетилсвинцю. З до-даванням до бензинових фракцш МТБЕ не лише усу-ваеться небезпека забруднення свинцем об'екпв до-вюлля, а й суттево пщвищуеться детонацмна стшкють пального.
Застосування МТБЕ як оксигенатора бензину роз-почалося на початку 70-х роюв 20 столггтя у Сполуче-них Штатах Америки, а тзшше й в шших краТнах, у вщповщь на вимоги рiзних оргашзацм щодо полп шення якост атмосферного пов^ря, зменшення кон-центрацiТ парникових газiв у автомобiльних вихлопних викидах та для пщвищення октанового числа бензину. Бензин, збагачений киснем, згоряе бтьш повно, нас-лiдком чого е зменшення видтення забруднюючих речовин. Згщно iз даними проведених дослiджень, додавання МТБЕ до бензину знижуе концентра^ю оксиду вуглецю в автомобтьних вихлопах до 20%. Кть-кють МТБЕ у марках високооктанового бензину може досягати 10-15% [1]; для порiвняння: вмют тетраетилсвинцю становив 0,02-0,03%.
Обсяги використання МТБЕ в свт поспйно збть-шуеться. У 2003 роц обсяг виробництва МТБЕ у Св-ропейському Союзi становив 2,6 тонн МТБЕ на добу, iз найбтьшою потужнiстю у Голланди та БельгiТ. На 2004 рк у Свропi рiчна потреба у МТБЕ вже була приблизно 3 млн. тонн. На сьогодшшшй день МТБЕ е одшею з найбтьш синтезованих хiмiчних сполук в усьому свт [2].
^м антидетонацiйноТ добавки до автомобтьного палива, МТБЕ використовуеться в багатьох галузях промисловостi. Вш застосовуеться як мономер для синтезу полiетилену, полiпропiлену, полiвiнiлхлориду
тощо. Деякий час також використовувався в медицин для розчинення камешв в жовчному мiхурi.
Внаслiдок широкого застосування МТБЕ рiзнi об'екти довкiлля: пов^ря робочоТ зони, атмосферне повiтря, Грунтов! та поверхневi води, ^рунт у багатьох краТнах свпу пiддаються значному забрудненню як МТБЕ, так i продуктами його розпаду. Це може не-сприятливо впливати на рiзнi групи працiвникiв: робт никiв нафтопереробних заводiв, автозаправних стан-цiй, перевiзникiв пального, водiТв автомобiльного транспорту, автомеханшв, iнших категорiТ робiтникiв, а також на населення в цтому [3].
Основы джерела забруднення ^рунтових вод МТБЕ пов'язан з протiканням пщземних резервуарiв пального та трубопроводiв, переповненням чи непра-вильним конструюванням та будiвництвом резервуа-рiв автозаправних станцй витiканням пального при автокатастрофах тощо. Так, за даними американських спе^алю^в, вщ 5 до 10% систем громадського водо-постачання подають питну воду з вмютом МТБЕ [ 4].
^м того, частина МТБЕ не згоряе в двигунах ав-томоб^в i потрапляе в пов^ря у незмiненому станi. Внаслiдок цього забрудненню можуть пiддаватись як атмосферне пов^ря, так i опосередковано продукти харчування, вода поверхневих джерел та пщземш води, що використовуються для водопостачання та гос-подарсько-побутових потреб населення. Таким чином, МТБЕ можна вважати глобальним забруднювачем довюлля.
На деяких нафтопереробних заводах (НПЗ) УкраТ-ни МТБЕ одержують самостмно пiд час технолопчно-го процесу шляхом синтезу з iзобутилену та метанолу у послщовних прямоточних реакторах адiабатичного типу, в яких потк реакцiйноТ маси пiднiмаеться вгору. Готовий МТБЕ пщ тиском системи виводиться з колони та пюля охолодження додаеться до бензину чи спрямовуеться для накопичення в спе^альш емностк Технолопчний процес виробництва МТБЕ автомати-зований, безперервний i вщбуваеться в герметичному обладнаннi.
Проблеми екологц та медицини
На шших вiтчизняних НПЗ МТБЕ безпосередньо не синтезуеться (вiн поставляеться з Ыших пщпри-емств, переважно Росiйськоí Федерацп). На цих пщ-приемствах його ттьки перекачують, зберiгають та додають до бензину.
Як показали проведет нами дослщження, повiтря робочоí зони НПЗ контролюеться за вмiстом рiзних хiмiчних речовин: МТБЕ, метилового спирту та вугле-воднiв нафти. На рiзних НПЗ концентрацií цих хiмiч-них речовин коливались вiд рiвнiв ГДК до наступних значень: МТБЕ 1,4 ГДК, метилового спирту 2,3 ГДК, вуглеводшв 6,29 ГДК .
Даш про влив на оргашзм в основному базуються на спостереженнях за станом здоров'я пра^внигав, що контактують з МТБЕ - водив, пра^внигав автоза-правних станцiй, мехашюв та пацiентiв, що приймали МТБЕ для лкування жовчнокам'яноí хвороби [5].
МТБЕ потрапляе в органiзм людини через органи дихання, шкiру, слизовi оболонки, шлунково-кишковий тракт.
МТБЕ - енергозалежна, лтофтьна молекула, малого молекулярного розмiру, що сприяе и легкому проникненню в легенях та шлунково-кишковому трак-тi. Бiльша частина МТБЕ, що потрапила в оргашзм видтяеться в незмiнному виглядi. Частина розщеп-люеться з утворенням трет-бутанолу та формальдеп-ду. Формальдегiд у подальшому веде до утворення метанолу та мурашино!' кислоти. Через легеш видтя-еться метаболiт МТБЕ - трет-бутанол, а також МТБЕ в незмшному станi. Вважаеться, що продукти метабо-лiзму i сам МТБЕ не проявляють тропностi до будь-якого органу чи тканини. В дослщженнях, проведених на мишах, встановлено, що концентра^я МТБЕ i трет-бутанолу в центральна нервовiй системi (ЦНС) вщ-повiдае концентрацií в кровк
Але, саме присутнiстю МТБЕ та/або трет-бутанолу в ЦНС можна пояснити розвиток основних шшчних симптомiв отруення. Прояви з боку ЦНС ймовiрно е наслщком дií МТБЕ на проникнють мембран.
Тому, до специфiчних симптомiв дм МТБЕ на оргашзм людини можна вщнести ознаки ураження саме ЦНС: загальмованють, атаксю, сонливiсть, загальну слабкiсть, порушення ходи, координацп рухiв, м'язову слабкють, зниження чутливостi i ейфорiйний ефект, зменшення м'язового тонусу.
Прояви контакту з МТБЕ з боку оргашв i систем можна представити таким чином.
Система дихання - з моменту застосування МТБЕ в промисловост пра^вники скаржились на подраз-нення слизово1 оболонки, сухiсть в нос та ротi, сухий кашель, задишку. У пiддослiдних тварин спостер^а-лося апное, тахтное.
Розлади з боку шлунково-кишкового тракту прояв-ляються нудотою, блюванням, спостерiгаеться утворення вогнищ некрозу в печЫц та жовчному мiхурi.
Реакцiя з боку серцево-судинно1 системи спостерь гаеться у виглядi лабiльного тиску вiд гiпо- до пперто-нií, головокружiнням.
Основна частина метаболiзму МТБЕ проходить в нирках. В експеримент в умовах Ыгаляцмно1 дм МТБЕ у самцiв щурiв спостерiгалась велика кiлькiсть неф-ропатм та пiдвищена кiлькiсть аденом i карцином ни-рок [6, 7].
Влив МТБЕ на репродуктивну функ^ю при досль дженнях на тваринах проявляеться збтьшенням час-
тоти первинних пухлин яечюв. В експеримент МТБЕ чинив токсичний вплив на розвиток ембрюна, спричи-нюючи розвиток вроджених вад (незрощення верхньоТ щелепи, недорозвинення кютковоТ системи), викиднiв, порушення iмплантацiТ, зменшення нормально' ваги ембрiонiв [ 5].
При потраплянш в очi МТБЕ викликае подразнен-ня слизових оболонок (кон'юнктив^).
У пацiентiв та пра^вниюв спостерiгалось незначне пiдвищення трансамЫаз, лактатдегiдрогенази сирова-тки кровi та пщвищення вмiсту бiлiрубiну. У дослщах на тваринах було встановлено збтьшення об'ему пе-чiнки та в деяких випадках розвиток пухлин печЫки.
Дiя МТБЕ на органiзм приводить до змЫ в експре-сп гену казеТнкiнази-1□ та SNARK в таких життево ва-жливих органах як печЫка, легенi та серце. Можна припустити, що змiни в експреси казеТнкiнази-1□ SNARk, Per, Clock, BMall, якi контролюють протiкання бтьшост циркадiальних процесiв в органiзмi, пору-шують регуляцiю основних метаболiчних процеав в органiзмi i сприяють виникненню злоякiсних ново-утворень [8, 9].
1ндикатором iнтоксикацiТ МТБЕ з боку оргашзму може проявлятися в специфiчних симптомах та у ви-явленш МТБЕ i його метаболiтiв в кровк Дослiдники проводили також виявлення МТБЕ у пщдослщних тварин в сеч^ у людей цей аналiз не був шформатив-ний. При надходженш МТБЕ у шлунково-кишковий тракт у людей спостер^алась його концентра^я в кровi на рiвнi 0,04 мг/мл через п'ять годин, через 1218 годин концентра^я становила 0,025 мг/мл. При цьому трет-бутанол був знайдений в пщшфному жирi на животу та в грудному молоц [5].
Перевiрка рiвня концентрацп МТБЕ та його мета-болтв в кровi може бути проведена протягом декть-кох днiв пюля чого слiди перебування речовини в ор-ганiзмi зникають.
Взаемодiя МТБЕ з Ышими хiмiчними речовинами може потен^ювати його шкiдливу дiю. В дослщах на щурах встановлено, що наявнють в органiзмi феноба-рбп"алу або ацетону прискорювали бiотрансформацiю в печЫц МТБЕ до трет-бутанолу i формальдегiду. Також сприяе розвитку патолопчних симптомiв ряд екзо-генних факторiв - шкiдливi звички, однобiчна дiета тощо. Екзогеннi фактори призводять до зменшення здатност до дезштоксикацп та видiлення МТБЕ i його метаболтв з органiзму. Наприклад особи, що вжива-ють фенобарбiтал або алкоголь е бтьш чутливi до дм МТБЕ. Прямими iндукторами МТБЕ в органiзмi людини прийнято вважати ацетон та етанол.
При гострому отруенш МТБЕ для покрашення са-мопочуття постраждалого слiд вивести на чисте повь тря, застосувати кисневу подушку. Вщкрит дiлянки шгари, на якi мiг потрапити МТБЕ, слщ обмити проточною водою з милом. Промивання шлунку бажано здiйснити протягом першоТ години пiсля отруення для найбтьшоТ ефективностi. Очi промивають великою ктькютю води.
При гострому отруенш як шгаляцмному, так i при потраплянш через шлунково-кишковий тракт як антидот може бути рекомендований кофеТн (10 % розчин кофеТну, бензоат натрю до 3 см3 одноразово пщшкь рно) i коразол (10 % розчин дектька раз в день по 2 см3 пщшгарно i внутрiшньом'язово).
Основними засобами захисту природного середо-вища вщ шкщливоТ дм МТБЕ е використання в техно-лопчних процесах i операцiях, пов'язаних з виробниц-твом, транспортуванням i застосуванням МТБе, герметичного устаткування та трубопроводу, виключення випадкiв скидання МТБЕ в атмосферу i стiчнi води. Рщга продукти, що мiстять МТБЕ, можуть бути зне-шкодженi термiчним способом, продуктами якого е вуглекислий газ i вода.
Контроль за вмютом МТБЕ в повiтрi робочоТ зони здiйснюють хроматографiчним методом, чутливють якого дозволяе визначати МТБЕ при його концентра-цiях в цьому середовищi нижчих за ГДК [10].
Роботи з МТБЕ проводять в примщеннях, облад-наних вщповщно до СНиП П-90-81. Для безпечноТ роботи примщення мають бути обладнаннi обмiнною припливно-витяжною вентиляцiею i вiдповiдати «Правилам безпеки в вибухонебезпечних хiмiчних i нафто-хiмiчних виробництвах» (ПБВ-П-47), затвердженим Де-ржмiськтехнаглядом СРСР 23.12.74 [11].
Засобами шдивщуального захисту при робот з МТБЕ е костюм бавовняний, чоботи шфяш, рукавицi, окуляри. Для захисту оргаыв дихання використовують фтьтрук^ протигази, при проведеннi ремонтних ро-бiт усерединi апаратiв i при аваршних ситуацiях -шланговi iзолюючi протигази або киснево-iзолюючi прилади.
10.
^irepaTypa
Sur, Brackemann, Pahlke/ Umweltrelevanz des Stoffes Methyltertia rbutylether (MTBE) unter besonderer Beru cksichtigung des Gewasserschutzes, Umweltbundesamt. -2003. 11.
Hall, M., Firth, S., Dottridge, J., 2000. A Review of current MTBE usage and occurrence in UK groundwaters R & D
Summary
Project P2-176, Environment Agency and The Institute of Petroleum
ECB, -2002. European Risk Assessment Report on Tert-butyl Methyl Ether. European Chemicals Bureau, Italy. Stephenson, R.M. (1992). Mutual solubilities: water ketones, water ethers and water gasoline alcohols. J Chem Eng Data, 37, -P. 80-95
WHO International agency for research on cancer, IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans Some Chemicals that Cause Tumours of the Kidney or Urinary Bladder in Rodents and Some Other Substances, 1999
Bird M.G., Burleigh-Flayer H.D., Chun J.S., Kneiss J.J., Andrews L.S. Oncogenicity studies of inhaled methyl tertriary butyl ether (MTBE) in CD-1 mice and F344 rats //J. Appl. Tox.- 1997.- Vol.17.- P. 45-55 Methyl Tertriary Butyl Ether: Vapor Inhalation Oncogenicity Study in Fischer 344 Rats. Bushy Run Research Center. (Project ID 91N0013B).- November 13, 1992. Minchenko D.O., Kundieva A.V., Tsuchihara K. at al Expression of 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase-3 and VEGF mRNA in rat liver, lung and heart: effect of methyl tertbutyl ether / Minchenko D.O., Kundieva A.V., Tsuchihara K., Yavorovsky O.P., Paustovsky Y.O., Esumi H., Minchenko O.H. //Укр. бiохiм. журн.- 2009.- №4 (81) С. 59-68
МЫченко О.Г., Мшченко Д.О., Яворовський О.П. та Ы. Експреая циркадiальних геыв Per2, BMal1 та Clock у печЫщ легенях та мiокардi щурiв як показник впливу метилтретбутилового ефiру на оргажзм /МЫченко О.Г., МЫченко Д.О., Яворовський О.П., Паустовський Ю.О., Завгороднм 1.В., Тсучигара К., Есумi Г. //Довктля та здоров'я.- №3 (54).- 2010.- С.16-21. Яворовський О.П., Паустовський Ю.О., Брiзгiна Т.С., Вре-тик Г.М. Патент на корисну модель "Споаб визначення метилтретбутилового ефiру в повпрГ №30879 (зареест-ровано в Державному реестрi патенпв УкраТни на корисну модель 11 березня 2008 р.)
ТУ38.103704-90 Эфир метил-трет-бутиловый (МТБЭ). Технические условия, 2001.- 12 c.
IMPACT OF METHYL TERTIARY BUTYL ETHER ON HUMAN BODY AND PREVENTION TECHNIQUES OF
OCCUPATIONAL POISONING WITH THIS SUBSTANCE
O.P. Yavorovskiy, Yu.O. Paustovskiy, V.S. Tkachishin, M.O. Volodiy
Key words: methyl tertiary butyl ether, occupational poisoning
In many countries the different parts of environment (work area air, atmospheric air, soil and surface waters, and ground) are being considerably polluted by methyl tertiary-butyl ether (MTBE) and by its decay products.
Specific symptoms of MTBE poisoning include the central nervous system damage: sedation, ataxia, somnolence, general weakness, gait disorder, dystaxia, muscular waekness, etc.
Acute poisoning can be treated with a 10 % solution of caffeine and 10 % solution of corazolum as an antidote.
The main means of environment protection from harmful MTBE effects are the application of air-tight equipment in
technological processes and operations; elimination of MTBE discharges into the atmospheric air and waste waters.
The control over MTBE content in the work area air is achieved vie the use of chromatographic method, the sensitivity of
which allows to detect this substance at less than the maximum allowable concentrations.
Hygiene and occupational medicine department of O.O. Bogomolets National Medical University, Kyiv
Mamepian над!йшов до редакцИ 17.04.2012 p.
