CC BY
6
3. Предлагаемые нами методы исследования функционального состояния зрительного анализатора ПЦ и ВПСЧ могут найти широкое применение в научных гигиенических исследованиях, например при проверке ПДК в производственных исследованиях, изучении на производстве комбинированного, комплексного и сочетанного действия химических и физических факторов, при изучении эффективности различных оздоровительных мероприятий, их оптимальных режимов и условий и др.
Определение ПЦ и ВПСЧ существенно дополнит уже применяемые для указанных целей методы.
ЛИТЕРАТУРА. Кашин Л. М. Влияние на организм малых концентраций сероуглерода. Автореф. дис. канд. Киев, 1966. — Разумов С. А. — сПробл. фи-зиол. оптики», 1958, т. 12, с. 197—206.
Поступила 21/Х 1975 г.
УДК 614.72:621.43.013.19:547.«
А. Я- Хесина, Г. А. Смирнов, Jl. М. Шабад, В. Прич, Н. Яскулла,
Э. Хюниген
ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ В ВЫХЛОПНЫХ ГАЗАХ АВТОМОБИЛЕЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ ПО «ЕВРОПЕЙСКОМУ ЕЗДОВОМУ ЦИКЛУ»
Онкологический научный центр АМН СССР, .Центр по изучению отработавших газов
автомобилей, Берлин (ГДР)
WTZ AUTOMOBILBAU, АBGASPRUFSTELLE DER DDR
Ранее мы разработали метод определения бенз(а)пирена как индикатора канцерогенных ПАУ в выхлопных газах двигателей легковых автомобилей при испытании по «Европейскому ездовому циклу» (Л. М. Шабад и соавт.; Shabad и соавт.). Этот метод предусматривал испытание автомобиля на стенде с беговыми барабанами, обеспечивающее работу двигателя автомобиля в режиме «Европейского ездового цикла» (1 тест — 4 цикла). Пробы отбирали на фильтр из стекловолокна типа Neu Kafil (ГДР) при температуре на фильтре не выше 60°С. Предварительное охлаждение газа осуществляли с помощью специального стеклянного холодильника на шлифах. Для качественного и количественного определения бенз(а)пирена исследовали экстракт, состоящий из суммы бензольного экстракта из фильтра и конденсата, собранного в колбе под холодильником, а также октанового экстракта, в который переведен ацетоновый смыв с холодильника. Описание методики отбора проб и экстракции подробно приведено в статьях Л. М. Шабада и и соавт. Специальные исследования показали, что методика обеспечивает полное улавливание и экстракцию ПАУ, в том числе бенз(а)пирена.
Определение ряда ПАУ потребовало разработки новой методики фракционирования и методов качественного и количественного их определения.
Экстракт концентрировали под вакуумом на ротационном пленочном испарителе до объема 1 мл и наносили в виде полосы на пластину размером 20X20 см, с незакрепленным слоем А1г03 II степени активности по Брокма-ну (толщина слоя 1 мм). Развитие хроматограммы осуществляли смесью перегнанного бензола и циклогексана 1 : 4.
При свете ртутно-кварцевой лампы с черным фильтром УФС-2 наблюдали и снимали с пластины 5 люминесцирующих зон с Rf от 0,8 (сине-фиолетовая) до Rt 0,1. Каждую фракцию снимали с А1203 100 мл перегнанного бензола. Последующий анализ показал распределение ПАУ по фракциям (табл. 1).
Однократная хроматография бензольного экстракта в тонком слое окиси алюминия не обеспечивает разделения ПАУ на фракции, содержащие ин-
Условия определения ПАУ в выхлопных газах легковых автомобилей при испытаниях
по «Европейскому ездовому циклу»
Определяемое соединение Длина волны (в им) аналитической линии в спектре Номер фракций Значение Rf
флюоресценции фосфоресценции при хроматографии
Флуорантен 543,0 1 О 0,6—0,8
Пирен 392,6 1 о 0,6—0,8
Бенз(а)антрацен Хризен 384,6 489,6 ^ 3 2 о 0,5—0,6 0,4—0,7
Бенз(Ь)флуорантен 526,0 о 3 А 0,3—0,6
Бенз(е)пирен 537,0 *т 3 А 0,3—0,6
Бенз(а)пирен 403,0 2 3 0,3—0,7
Перилен Инденопирен 451,1 463,0 4 3 3 А 0,5—0,6 0,3—0,6
Дибенз(аИ)антрацен 394,1 ** 3 А 0,3—0,6
Бенз^Ы)перилен 419,5 3 4 0,2—0,6
Коронен 561,0 5 4 с 0,1—0,3
Бенз(г51)пентафен 431,7 и 3 А 0,3—0,6
Фенантрен 461,6 Ч 1 2 0,6-0,8
дивидуальные соединения, однако методика качественного и количественного определения ПАУ по квазилинейчатым спектрам люминесценции (Т. Я- Гаевая и А. Я. Хесина) обеспечивает надежную идентификацию и точное количественное определение ПАУ в многокомпанентных растворах.
Идентификацию и количественное определение ПАУ во фракциях проводили по квазилинейчатым спектрам люминесценции (Э. В. Шпольский и соавт.) при температуре жидкого азота (—196°С) в н-октане. Наименования соединений, которые были определены нами в выхлопных газах, также перечислены в табл. 1. Одни ПАУ определяли на спектрометре ДФС-12 по спектрам флюоресценции, другие — по спектрам фосфоресценции (см. табл. 1) на специальной установке с монохроматором, фотоэлектрической регистрацией спектра и выделением спектра фосфоресценции с ломощью фосфороскопа (Т. Я- Гаевая и А. Я- Хесина). Использование спектров фосфоресценции наряду со спектрами флюоресценции ПАУ позволило повысить надежность идентификации отдельных ПАУ в многокомпонентных фракциях. Идентификацию ПАУ проводили по спектру каждой фракции по наиболее интенсивным линиям спектра. Для количественного определения были выбраны аналитические линии, длины волн которых представлены в табл. 1. Анализ проводили по методу добавок.
Для определения каждого соединения, обнаруженного во фракции, составляли серию из 3 растворов, состоящих из 1 мл фракции в бензоле и 2 мл н-октана, содержащих соответственно добавки эталонных растворов определяемого соединения: 0-10_в 0,5- 10-а и 1,0-10~® г. Определение бенз(а)пирена проводили с добавками не более 1 • 10-7 г, так как при более
высоких его концентрациях нарушается линейная зависимость интенсивности аналитической линии от концентрации.
Концентрацию определяли по графику. По оси абсцисс откладывали концентрацию добавки определяемого соединения (например, 0, 0,5-10"6 и 1,0- 10~в г/мл), по оси ординат — величину отношения интенсивности аналитической линии, измеренной в максимуме в миллиметрах по спектрограмме над линией основания, к высоте фона коротковолновой стороны аналитической линии. Интенсивность фона также измеряли в миллиметрах по спектрограмме. Поскольку зависимость интенсивности аналитической линии от концентрации в определяемом диапазоне линейная, график представляет собой прямую линию. Отрезок, отсекаемый по оси абсцисс, показывает в выбран ном по оси X масштабе концентрацию определяемого соединения во фракции. Суммирование количества каждого соединения по всем фракциям, в которых этот углеводород обнаружен (см. табл. 1), дает показатель содержания ПАУ в микрограммах на тест (табл. 2).
Результаты определения ПАУ в микрограммах на тест (4 европейских цикла) представлены в табл. 2 для 4 типов легковых автомобилей, наиболее распространенных в странах — членах СЭВ. В табл. 3 приведены суммарные количества 2 ПАУ для каждого типа машин и рассчитаны коэффициенты, соответствующие процентному содержанию каждого из ПАУ в их сумме, принятой за 100%. В табл. 2 эти коэффициенты усреднены по всем типам машин. Для 6eH3(rst) пентафена и фенантрена коэффициенты показывают их процентное содержание в сумме 14 ПАУ. В табл. 3 сопоставлены данные наших исследований с результатами, полученными Grimmer и соавт. для 4 типов легковых автомобилей. Несмотря на различия в их марках, относительные концентрации для каждого ПАУ близки к константе, т. е. являются характеристикой содержания данного соединения в общей сумме при испытании различных легковых автомобилей по «Европейскому ездовому циклу».
Абсолютные значения суммы ПАУ в микрограммах на тест, полученные для исследованных нами типов машин, в основном выше, чем для типов, изученных Grimmer и соавт. и представленных в табл. 3. Однако такие исследования, касающиеся нескольких десятков типов легковых автомобилей, распространенных в странах Западной Европы и США, показывают (Grimmer и Hildebrandt), что основная масса автомобилей выделяет в сумме по 12 ПАУ от 2000 до 5000 мкг/тест.
Наши данные выше, чем результаты О. И. Демочки и соавт., полученные при испытаниях автомобилей по «Европейскому ездовому циклу», в связи с использованием авторами метода отбора проб в полиэтиленовый мешок при определении бенз(а)пирена и некоторых других ПАУ. Ранее проведенные нами исследования (Л. М. Шабад и соавт.), а также исследования Grimmer и соавт. с использованием такого же метода отбора показали, что измеренные количества бенз(а)пирена составляют не более 10—15% от его истинного содержания в выхлопных газах в связи с оседанием на стенках мешка и образованием конденсата.
В табл. 2 и 3 приведены средние результаты, полученные нами при измерениях для 2 автомашин каждого типа. В отличие от наших исследований с применением простейшей однократной хроматографии в тонком слое и качественного и количественного определения по квазилинейчатым спектрам люминесценции, обладающим высокой специфичностью, чувствительностью и селективностью, Grimmer и Hildebrandt и Grimmer и Bohnke применяют метод газожидкостной хроматографии, требующий сложной и длительной предварительной обработки пробы и уникального оборудования.
Постоянство относительных концентраций каждого из ПАУ в их общей сумме позволяет по абсолютным значениям одного из них, в частности бенз (а)пирена (коэффициент 2,8%), выбранного в качестве индикатора, рассчитать по средним коэффициентам (см. табл. 2) абсолютные количества каж-
Измеренные и расчетные значения содержания ПАУ в выхлопных газах легковых автомобилей при испытаниях по «Европейскому ездовому циклу»
Тип автомобиля
• Определяемое соединение I И III IV
ш, К га, Дт тср ш, К Ш, Дт тсР т, К т, Дт тср т, К т, Дт тср
Флуорантен 572 25,3 524 9 934 25,3 615 41 1148 25,3 1545 29 1116 25,3 1156 3
Пирен 800 34,0 704 13 1084 34,0 826 27 1770 34,0 2076 16 1485 34,0 1553 4
Бенз(а)антрацен 66 2,9 60 10 115 2,9 70 48 141 2,9 177 23 102 2,9 132 25
Хризен 256 14,8 307 18 371 14,8 359 3 863 14,8 904 5 875 14,8 676 25
Бенз(Ь)флорантен 82 4,6 95 15 185 4,6 112 49 185 4,6 281 41 241 4,6 210 13
Бенз(е)пирен 87 3,3 68 24 116 3,3 80 37 147 3,3 202 31 121 3,3 150 21
Бенз(а)пирен 58 2,8 58 0 68 2,8 68 0 171 2,8 171 0 128 2,8 128 0
Перилен 20 0,9 19 5 47 0,9 22 71 37 0,9 55 39 34 0,9 41 18
Инденопирен 60 2,0 41 38 42 2,0 49 15 107 2,0 122 13 96 2,0 91 5
Дибенз(аЬ)антрацен 33 1,6 33 0 59 1.6 39 41 76 1,6 98 25 88 1,6 73 18
Бeнз(ghi)пepилeн 110 5,1 106 4 128 5,1 124 3 263 5,1 311 17 259 5,1 233 10
Коронен 67 2,8 58 14 84 2,8 68 21 120 2,8 171 35 150 2,8 127 16
Сумма ПАУ, % 100 100 100 100 100 100
Сумма ПАУ, мкг/тест 2211 3232 5028 4695
Бенз(гз1)пентафен 48 2,3 47 97 2,3 56 205 2,3 140 117 2,3 105
Фенантрен 615 19,9 412 898 19,9 483 1100 19,9 1215 1107 19,9 91
Обозначения. Ш1 — среднее измеренное значение (в мкг/тест); К — средняя относительная концентрация (в %) по отношению к сумме
ПАУ, принятой за 100%; пь — для БП измеренное, а для остальных ПАУ вычисленное, исходя из ш для БП и К значение (в мкг/тест); —— — относи-
шср
т1 "г т»
тельная погрешность расчетных значений (в %); шср --я-•
Относительные концентрации ПАУ в выхлопных газах легковых автомобилей при испытаниях по «Европейскому ездовому циклу»
Определяемое соединение Онкологический научный центр АМН СССР. Abffasprflf-stelle der DDR (ГДР) Лаборатории, работавшие по методу Grimmer*
тип автомобиля
I II III IV А Б в Г
Флуорантен 25,6 28,7 22,9 23,7 24,8 25,8 21,2 29,6
Пирен 36,0 33,5 35,2 31,1 40,2 40,7 36,2 40,8
Бенз(а)антрацен 3,0 3,5 2,8 2,2 — — — —
Хризен 11,7 11,5 17,1 18,7 16,7 13,0 22,4 9,9
Бенз(Ь)флуорантен 3,8 5,7 3,7 5.2 2,6 3,7 2,9 4,5
Бенз(е)пирен 4,0 3,6 2,9 2,5 2,5 3,2 2,4 2,4
Бенз(а)пирен 2,7 2,1 3,3 2.7 2.3 2,8 3,3 2,7
Перилен 0,8 1,4 0,6 0.7 0,4 0,4 0,5 0,3
Инденопирен 2,7 1.2 2,1 2.0 1.5 1.8 2,0 1,5
Дибенз(а11)антрацен 1,5 1,8 1,4 1.8
BeH3(ghi)nepwieH 5,1 3,9 5,2 5,4 5,6 6,0 5,9 5,4
Коронен 3,1 2,6 2,3 3,1 3,5 2,6 3,0 2,7
Сумма ПАУ, % 100 100 100 100 100 100 100 100
Сумма ПАУ, мкг/тест 2211 3232 1 5025 4696 895 771 2088 507
* Данные для машин типов А, Б, В и Г взяты из БИсМтв Сопсалуе (с. 63, табл. VII) для топлива 2, близкого по содержанию ароматики к использованному в наших исследованиях.
дого ПАУ (в микрограммах на тест). В табл. 3 наряду с экспериментально измеренными нами концентрациями каждого ПАУ приведены показатели, рассчитанные таким способом. Из табл. 2 видно, что относительная погрешность рассчитанных по бенз(а)пирену значений ПАУ в большинстве случаев не превышает 25% и лишь в отдельных случаях доходит до 50%. Таким образом, измеряя лишь бенз(а)пирен как индикатор, можно составить представление не только о наличии других ПАУ в выхлопных газах, но и об их количестве.
Следует отметить, что определение бенз(а)пирена в суммарном экстракте при исследованиях по нашей методике занимает не более 30 мин, включая фракционирование и количественное спектральное определение, в то время как подсчет большого числа ПАУ требует длительных и трудоемких операций.
Проведенные исследования показывают, что по разработанным нами методикам можно с высокой точностью определять содержание бенз(а)пире-на (Л. М. Шабад и соавт.; 5ЬаЬас1 и соавт.) и 13 других ПАУ в выхлопных газах легковых автомобилей, а по предлагаемым средним коэффициентам получать расчетным путем приблизительные концентрации других ПАУ (в микрограммах на тест), исходя из измеренного содержания бенз(а)пнрена как индикатора.
ЛИТЕРАТУРА. Гаев а я Т. Я., ХесинаА. Я. — «Ж- аналит. химии», 1974, XXIX, № 2, с. 2225—2230. — Шабад Л. М. О циркуляции канцерогенов в окружающей среде. М., 1973. - Шабад Л. М„ ХесинаА. Я-, Смирнов Г. А. и др. — «Гиг. и сан.», 1976, № 10, с. 50—53. — ШпольскийЭ. В., Ильина А. А., Климова Л. А. — «Докл. АН СССР», 1952, т. 87, с. 935. — Grimmer G. , Hol-debrandtA., BöhnkeH. — «Erdöl u. Kohle», 1972, Bd 25, S. 442-447, 531 — 536. —Grimmer G., Hildebrandt A., BöhnkeH. — «Zbl. Bakt., J. Abt. Orig. A.», 1973, Bd 158, S. 22—49. —Grimmer G., Hildebrandt A. — Ibid., 1975, Bd 161, S. 104—124. — Grimmer G., BöhnkeH. — «Chromatographie», 1976, N 9, p. 30—40.
Поступила 24/11 1977 г.
УДК 613.16-07:613.15-073.53?
В. А. Барабой, И. Н. Мотузков, В. Э. Орел, А. Ф. Срибная>
Ю. А. Таций, О. И. Шутенко
ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ СЫВОРОТКИ КРОВИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ДЕЙСТВИИ ФИЗИЧЕСКИХ АГЕНТОВ
Киевский научно-исследовательский рентгенорадиологический и онкологический институт;
Киевский медицинский институт им. А. А. Богомольца
Создание фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) — чувствительных приборов, обеспечивающих регистрацию и усиление сверхслабых световых потоков, открыло возможности объективного изучения спонтанной хемилюми-несценции (ХЛ) биологических объектов — сверхслабого свечения, возникающего в процессе жизнедеятельности растительных и животных тканей (Ю. А. Владимиров и Ф. Ф. Литвин; Ю. А. Владимиров). Это свечение, по-видимому, обусловлено высвечиванием квантов энергии, освобождающейся в ходе окислительных реакций, главным образом свободноради-кального перекисного окисления липидов, особенно свободных неэстерифи-цированных жирных кислот (Б. Н. Тарусов и соавт.). Присутствие в жидкостях, тканях (липопротеидных мембранах клеток) биоантиоксидантов — токоферола, фосфолипидов и других препятствует лавинообразному развертыванию этого процесса, удерживает окисление (и спонтанную хемилю-минесценцию) в рамках определенного стационарного режима (Е. Б. Бур-лакова и соавт.).
Любые нарушения этого подвижного равновесия под влиянием физиологических и патологических агентов немедленно отражаются на интенсивности ХЛ тканей и крови. Развитие опухолевого процесса сопровождается фазовыми изменениями интенсивности свечения тканей с тенденцией к снижению, что соответствует увеличению антиокислительной активности липидов тканей (Е. Б. Бурлакова и соавт.).
Воздействие на организм разнообразных физических факторов среды и трудовой деятельности обусловливает количественное и качественное нарушения обмена веществ и, следовательно, может находить отражение в сдвигах интенсивности спонтанной хемилюминесценции тканей и крови. Приводимые ниже данные иллюстрируют целесообразность использования и информативность метода регистрации ХЛ сыворотки крови для изучения, оценки и нормирования действия на организм и других физических агентов.
Спонтанную ХЛ сыворотку крови регистрировали на установке, работающей в режиме счета квантов. В качестве детектора использовали ФЭУ-37, чувствительный в области излучения с длиной волны 300—600 нм, охлаждаемый до —20±0,5°С с помощью холодильного агрегата. Измерительный и индикаторный блоки установки были смонтированы на базе отечественной установки УССМ. Для измерений применяли кюветы цилиндрической формы с плоским дном из оптического кварцевого стекла. Исследуемую пробу сыворотки крови в объеме 1,5 мл термостатировали при 38±0,2°С. Результаты учитывали слепым методом.
Тотальное облучение крыс рентгеновскими лучами в абсолютно летальной дозе 800 Р (аппарат РУМ-17, 200 кВ, 10 мА, 40 см, фильтр 0,5 мм Си и 1,0 мм А1) вызывает, по нашим данным (В. А. Барабой и соавт.), фазовые изменения интенсивности ХЛ сыворотки крови. Число импульсов за 10 с при норме 32±1 через 15 мин равнялось 13±1, через 2 ч—15±1, через 4 ч—18,5±5, через 6 ч—22±4,5, через 1 сут—68±5, через 3 сут — 52± ±6,4, через 7 сут—31 ±5.
Таким образом, в первые минуты и часы после облучения наблюдается снижение интенсивности свечения более чем вдвое; эта стадия процесса соответствует, по нашим данным, поступлению в кровь биоантиоксидантов. В дальнейшем интенсивность свечения закономерно возрастает и через
1 сут превышает вдвое исходную. В последующие сроки оно уменьшается и к 7-м суткам возвращается к норме. Подъем интенсивности ХЛ на 1—3 -и сутки можно связать с усилением интенсивности свободнорадикальных окислительных реакций в тканях облученного организма и с постепенным истощением резерва тканевых антиоксидантов. Сходная кривая динамики ХЛ наблюдается и при локальном облучении (20 крыс), однако выраженность сдвигов при этом, естественно, меньше: при норме 373±21 число импульсов через 1 сут возрастает до 514±31, а через 3 сут становится равной 375±44.
В этой и последующих сериях экспериментов интенсивность ХЛ измеряли на модернизированной установке, чувствительность которой существенно повысилась. Локальное облучение производили на аппарате РУМ-7/40 кВ, 20 мА, 7,5 см, фильтр 0,6 мм А1, диаметр поля облучения 30 мм) в условиях, приближенных к близкофокусной рентгенотерапии поверхностно расположенных опухолей.
Таким образом, метод регистрации ХЛ сыворотки крови животных позволяет улавливать изменения, возникающие под влиянием как тотального, так и локального облучения (в последнем случае реакция крови носит чисто опосредованный характер) и отражающие вызванные радиацией сдвиги интенсивности окислительных процессов в тканях и активности антиоксидант-ных систем организма.
Ультрафиолетовая радиация относится к числу агентов, которые могут влиять на интенсивность ХЛ. По данным А. И. Журавлева и А. И. Журавлевой, облучение участка кожи крыс площадью 6 см2 интегральным потоком лампы СВД-120 А (10 биодоз) вызывает кратковременный подъем интенсивности свечения сыворотки крови и кожи с последующей нормализацией. Как и в наших экспериментах с тотальным рентгеновским облучением, отмечено начальное снижение интенсивности свечения. Однако более значительный интерес представляет исследование влияния на показатели ХЛ степени ультрафиолетовой обеспеченности организма.
В эксперименте на 30 крысах моделировали 3 режима Уф-обеспечен-ности: УФ-дефицит (1/30—1/40 биодозы в сутки, 20—27 мкэР(см2 в сутки), УФ-комфорт (1/2 биодозы, 400 мкэР/см2 в сутки) и гиперинсоляция (3 биодозы, 2400 мкэР/см2 в сутки). Длительность облучения 2 мес. УФ-дефицит создавали содержанием животных в частично затемненных клетках в помещении с северной ориентацией окон, УФ-комфорт и гиперинсонляцию — облучением с использованием эритемных ламп ЛЭ-30.
Установлено (табл. 1), что наиболее высокий уровень ХЛ соответствует условиям УФ-комфорта, а при двух других условиях ее интенсивность су-
Таблица 1
Корреляция интенсивности ХЛ сыворотки крови с другими показателями у крыс в условиях различной УФ-обеспеченности (М—т)
Показатель
УФ-дефицит
УФ-комфорт Гнперннсоляцня
Эритроциты, МЛН. В ММ3 Гемоглобин, г%
Неорганический фосфор в крови, мг% Активность щелочной фосфатазы сы-
тель, В
Продолжительность гексеналового
воротки крови, усл. ед. Потребление 02, мл на 100 г веса
через 24 ч, % Суммационно-подпороговый показа-
в 1 ч
Накопление 1311 щитовидной железой
сна, мин
ХЛ сыворотки крови, импульсы за
Юс
5,07^0,08 5,9^0,1 4,9^0,08
14+0,3 15,4+0,3 13,8±0,27
7,8±0,2 8,5±0,3 7,3 ±0,28
18,4+1,02 15,4+1,51 21,7±1,93
135 +3,6 158 ±5,0 122±2,9
25,2±1,75 36,2 ±2,0 28,2±1,68
11,4 ±0,05 9,4 ±0,03 10,14±0,04
37 ±2,9 27±2,4 38,5±3,2
294 ±32 544 ±61 301 ±42
