CC BY
9
8. Онищенко Г. Г., Самошкин В. П. 11 Социально-гигиенический мониторинг — практика применения и научное обеспечение: Сб. науч. тр. — М., 2000. — Ч. 1. - С. 13-21.
9. Покровский В. И., Щепин О. Я. // Пробл. соц. гиг. и истории мед. — 1995. — № 4. — С. 8—13.
10. Постановление Правительства Российской Федерации "Об утверждении Положения о социально-гигиеническом мониторинге" от 1 июня 2000 г. № 426. - М., 2000.
11. Потапов А. И., Ястребов Г. Г. // Социально-гигиенический мониторинг — практика применения и научное обеспечение: Сб. науч. тр. — М., 2000. — Ч. 1. - С. 21-26.
12. Чубирко М. И. Научные основы систем социально-гигиенического мониторинга для обеспечения гигиенической безопасности населения: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. — М., 1998.
Поступила 25.09.2000
Гигиена окружающей среды и населенных мест
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2001 УДК 613.155.3
Ю. А. Рахманин, Г. А. Багдасарьян, В. И. Немыря, Н. П. Сергеюк
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ К НОРМИРОВАНИЮ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
На сегодняшний день наблюдается значительное отставание в разработке гигиенических и экологических проблем биологического загрязнения по сравнению с токсикологическими исследованиями химических веществ. Особенно это относится к вопросам гигиенического регламентирования в объектах производственной и окружающей среды биологических полютантов (БП) — штаммов микроорганизмов, используемых в биотехнологических процессах, препаратов, содержащих нежизнеспособные клетки и их структурные элементы, и продуктов микробного синтеза.
К настоящему времени разработаны и утверждены гигиенические нормативы в воздухе рабочей зоны более чем для 100 промышленных штаммов и препаратов, содержащих живые клетки и споры. В гораздо меньшей степени эти исследования проведены в отношении объектов окружающей природной среды: для атмосферного воздуха около 30 нормативов, для воды водоемов и почвы — не менее 10.
В последние годы в связи с развитием исследований по генной инженерии в биотехнологических процессах началось использование рекомбинант-ных штаммов. В целях изучения подходов к нормированию таких штаммов изучены и обсуждены на совместных заседаниях секций б штаммов микроорганизмов, содержащих рекомбинантные молекулы ДНК.
Такое количественное различие гигиенических нормативов в объектах производственной и окружающей среды обусловлено тем, что, как показали экспериментальные исследования, наиболее опасным является аэрогенный путь поступления БП. Это положение и определило направленность развития исследований по гигиеническому нормированию данного вида загрязнения.
Сложность методических подходов к токсико-лого-гигиенической оценке биологических факторов и их последующего гигиенического регламентирования обусловливается тем, что они включают два специфических компонента: микроорганизмы-продуценты и готовые препараты на основе их син-
теза или структурные элементы нежизнеспособных клеток.
Однако накопленный опыт гигиенического нормирования показывает принципиальную возможность создания единой схемы исследований для указанных компонентов биологического загрязнения. В основу этой схемы должны быть положены такие общие принципы, как возможность моделирования изучаемого эффекта на лабораторных животных, пороговость действия изучаемых факторов на целостный организм, нормирование по лимитирующему признаку вредности, а также рациональная этапность исследований.
Следует иметь в виду, что в связи с отсутствием в настоящее время научно обоснованных критериев по оценке потенциальной опасности рекомби-нантных систем рекомендовано полное ограничение поступления генно-инженерных штаммов в объекты производственной и окружающей среды.
Кардинальное различие изучаемых видов БП (живые и неживые) определяет такую специфичность методических подходов к их токсиколого-ги-гиенической оценке, как длительность эксперимента, характер, набор и специфика методических приемов и др.
На основе анализа используемых в настоящее время методических разработок, позволяющих определить специфику действия того или иного вида биологического загрязнения на организм, разработана схема гигиенического нормирования различных видов БП в производственной и окружающей среде (см. схему).
Детально рассматривая схему гигиенического нормирования БП, следует отметить, что она состоит из 4 основных этапов: выявление потенциальной опасности микроорганизмов-продуцентов и других видов БП; экспериментальные исследования по оценке вредного воздействия соответствующего биологического субстрата; изучение его влияния на организм в хроническом эксперименте; клинико-гигиеническая апробация и корректировка экспериментально установленного гигиенического норматива.
Схема гигиенического нормирования БП в производственной и окружающей среде
Этапы проведения исследований
а) Штаммы микроорганизмов-продуцентов
I этап
Выявление потенциальной опасности микроорганизмов-продуцентов и продуктов их синтеза (сбор первичной информации)
II этап Экспериментальные исследования по оценке вредного действия БП
III этап
Изучение хронического воздействия на организм
1
IV этап Клинико-гигиеничес-
кая апробация и корректировка экспериментально установленной ПДК
б) Препараты, содержащие живые микроорганизмы
в) Продукты микробного синтеза,
препараты, содержащие нежизнеспособные клетки или их структурные элементы
1. Свойства вида и рода микроорганизма по данным литературы (для препаратов - сведения о всех микроорганизмах, входящих в их состав)
2. Морфологические и культурные свойства изуча емых штаммов (по паспортным данным)
3. Оценка патогенных свойств штаммов (средне-вирулентная доза, токсичность, токсигенность, пороговая доза, ферменты патогенности)
1. Выявление лимитирующего критерия вредности: -иммунотоксического -сенсибилизирующего - -дисбиотического -диссеминация во внутренних органах
2. Разработка метода контроля микроорга-низма-продуцента в в объекте среды. Обоснование ПДК 2. Определение раздражающего действия на слизистую оболочку глаза и кожу 3. Выявление аллергенного действия. Обоснование ОБУВ
1. Определение общетоксического действия
2. Разработка метода контроля препарата в объекте среды.
Обоснование ПДК
т
1. Изучение заболеваемости работающих и населения
2. Контроль уровня загрязнения объектов производственной и окружающей среды
3. Клинико-гигиеническая оценка и обобщение данных экспериментальных и натурных исследований
4. Корректировка ПДК (при необходимости)
1. Механизм действия на организм (по данным литературы, в отношении продуктов, близких по составу сырья и микроорганизмам-продуцентам)
2. Данные по технологии получения продукта
3. Физико-химические свойства и состав продукта
1. Выявление сенсибилизиру ющих свойств и первичная токсикологическая оценка по показателям: DL50, СЦ0; местное раздражающее действие; кожно-резорбтивное действие; Limjr; кумулятивная способность; Umac; Lim
ас sp-Обоснование
ОБУВ
1
1 .Полная токсиколого-гиги-еническая оценка продукта биосинтеза: игт^; ита|; Ытат; способность вызывать отдаленные эффекты 2. Разработка метода контроля продукта в объекте среды. Обоснование ПДК
Эти этапы исследований рассматриваются по отношению к трем основным видам БП, подлежащим гигиенической регламентации, а именно:
— микроорганизмам-продуцентам, используемым в биотехнологии;
— препаратам, содержащим жизнеспособные клетки и споры;
— продуктам микробного синтеза, а также препаратам (субстратам), содержащим нежизнеспособные клетки или их структурные элементы —
кормовые белки, гидролизаты, отдельные клеточные структуры и др.
В I этап входит сбор первичной информации по литературным и паспортным данным об основных свойствах изучаемых микроорганизмов, препаратов и продуктов биосинтеза. При этом в разделе, относящемся к микроорганизмам-продуцентам, следует иметь в виду, что данные по пунктам 1, 2, а, б и 1, 3, а, б (паспортные данные на штамм микроорганизма-продуцента и на микроорганизмы, входящие в состав препаратов, а также развернутая
характеристика их патогенных свойств) представляются учреждениями, являющимися разработчиками данных микроорганизмов, поставляемых на производство.
Что касается раздела 1, в, то учреждением-разработчиком должна быть представлена обязательная информация о том, что в составе готового препарата специфический продукт составляет не менее 60% общего объема продукта биосинтеза. Например, в БВК должно содержаться не менее 60% белка.
На II этапе исследований следует особое внимание уделить разделам, относящимся к микроорганизмам-продуцентам и препаратам, содержащим жизнеспособные микроорганизмы.
В частности, по разделу 2, 1, а, б следует обратить внимание на то, что эти исследования предусматривают оценку опасности изучаемых штаммов микроорганизмов при поступлении в организм лабораторных животных путями, адекватными реальным условиям трудовой деятельности и обитания человека с целью выбора лимитирующего критерия вредного действия.
При определении порогов иммунотоксического и дисбиотического действия (2, 1, а, б) введение живой культуры микроорганизма-продуцента осуществляется в течение 1 мес, что является достаточным для выявления вредного действия на организм, позволяет сократить длительность эксперимента, необходимого для обоснования величины гигиенического норматива и дает значительную экономическую выгоду.
Для препаратов, представляющих собой смесь (консорциум) микроорганизмов, определение лимитирующего критерия вредного действия проводится по перечисленным показателям для каждого из штаммов, входящих в состав смеси. Кроме того, при гигиеническом нормировании консорциумов микроорганизмов проводятся также исследования по определению возможности потенцирования вредного действия смеси по лимитирующему критерию наиболее агрессивного штамма.
Специальные исследования по выявлению сенсибилизирующего действия микроорганизмов-продуцентов при однократном воздействии проводить нецелесообразно, так как последние являются облигатными аллергенами и могут различаться лишь степенью выраженности этого эффекта. Однако при определении лимитирующего порога вредного действия эти исследования необходимы. В то же время при нормировании препаратов, содержащих живые микроорганизмы, следует учитывать возможность наличия в них (в виде наполнителей или добавок) потенциально опасных химических соединений. В связи с этим на II этапе исследований включены соответствующие тесты для изучения возможного аллергенного или раздражающего действия (2, 2, б и 2, 3, б). То же относится и к продуктам микробного синтеза.
Если указанные потенциально опасные химические вещества (добавки) не имеют гигиенических нормативов, то при обосновании ПДК препаратов, содержащих жизнеспособные микроорганизмы, требуется проведение III этапа, включающего дополнительные исследования по изучению их общетоксического действия (3, 1, б).
Для продуктов микробного синтеза (ферментные препараты, антибиотики, аминокислоты, ряд
препаратов белковой природы и др.) токсикологическая оценка проводится по полному объему показателей, принятых в токсикологической практике (2, 1, в и 3, 1, в).
Однако при их нормировании следует учитывать специфический эффект той или иной группы препаратов.
Так, например, в основу оценки аминокислот положен принцип суточной потребности в условиях дополнительной производственной "перегрузки". Это относится к аминокислотам, входящим в состав организма человека и животных, для амино-кислот-ксенобиотиков, по-видимому, могут быть использованы традиционные подходы.
Для витаминов, полученных с помощью микробного синтеза и являющихся биологическими катализаторами, также требуется специфический подход с учетом этого эффекта. В патогенезе интоксикации ферментными препаратами основная роль принадлежит их аллергизирующим свойствам. Для антибиотиков, полученных путем микробиологического синтеза, необходимо учитывать специфическое антибактериальное действие.
На заключительном этапе работы обязательной является разработка метода контроля изучаемого вида БП в соответствующем объеме производственной или окружающей среды.
Следует отметить некоторую специфику контроля за содержанием в объектах среды биопрепаратов, включающих несколько штаммов.
Так, контроль за содержанием в объектах окружающей среды нормируемого количества биопрепаратов, содержащих смесь (консорциум) микроорганизмов, чаще всего проводится по наиболее агрессивному штамму, входящему в состав смеси. При этом соблюдаются допустимые уровни в воздухе рабочей зоны остальных микроорганизмов, входящих в готовую форму препарата.
Следует особо учесть, что при гигиеническом нормировании как микроорганизмов, так и продуктов и препаратов в воде водоемов и почве населенных мест необходимо проведение специальных дополнительных исследований влияния изучаемых видов полютантов на процессы микробного самоочищения и микробиоцинозы этих объектов.
При нормировании промышленных штаммов, относящихся к уже изученному и нормированному виду микроорганизмов-продуцентов, их исследование может проводиться в отдельных случаях по сокращенной схеме, включающей изучение уровня воздействия по показателю (или показателям), являющемуся лимитирующим для данного вида микроорганизмов. При этом совершенно обязательным является представление разработчиками подробных сведений о патогенных свойствах данного штамма (определение средневирулентной дозы, пороговой дозы, токсичности, ферментов патоген-ности).
Что касается классов опасности, то введение их в отношении таких видов БП, как штаммы микроорганизмов-продуцентов и препараты, содержащие жизнеспособные клетки, является нецелесообразным, поскольку все микроорганизмы, разрешаемые ГКСН РФ в качестве промышленных штаммов, относятся к непатогенным или условно-патогенным и по степени опасности соответствуют III классу (ГОСТ 12.1.0007—76). Класс опасности
продуктов биосинтеза определяется общепринятыми методами.
В случае необходимости проводятся клинико-гигиеническая апробация экспериментально установленного норматива и его корректировка.
Анализ существующего положения в области нормирования биологических загрязнителей показывает необходимость более активного проведения исследования в объектах окружающей среды.
Поступила 23.06.2000
© М. А. ПИНИГИН, 2001 УДК 614.72
М. А. Пинигин
ф
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ОЦЕНКИ КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Химическое загрязнение атмосферного воздуха многокомпонентно, что обусловливает ингаляционное поступление в организм человека одновременно нескольких веществ (комбинированное действие). Это действие может сопровождаться изменением биологической активности веществ по сравнению с их изолированным действием и, следовательно, должно приниматься во внимание при решении задач охраны воздушной среды от химического загрязнения.
Степень изменения биологической активности называют характером (типом) комбинированного действия и определяют его как изменение биологической эффективности [5] или токсичности (опасности) [8] веществ по сравнению с их эффективностью или токсичностью (опасностью) при изолированном действии. Комбинированное действие в первом случае оценивается по изменению эффекта, а во втором — по изменению изоэффек-тивных концентраций. Не рассматривая деталей, отметим, что результаты оценки характера комбинированного действия одной и той же смеси по "эффекту" и по "концентрации" могут не совпадать из-за того, что кривые зависимости концентрация—эффект имеют чаще всего нелинейный (Б-об-разный) вид [8].
Характер комбинированного действия, при котором суммарный эффект смеси превышает сумму эффектов каждого отдельного вещества, является [4, 5] более чем аддитивным: (А + В) > (А) + (В). Если же суммарный эффект смеси веществ равен сумме эффектов каждого из них при изолированном действии, то такой характер комбинированного действия является аддитивным: (А + В) = (А) + (В). Если эффект смеси меньше суммы эффектов отдельных ее компонентов, то комбинированное действие менее чем аддитивно: (А + В) < (А) + (В).
Обобщенно характер комбинированного действия, определяемый по изменению эффекта, можно выразить коэффициентом этого действия в виде формулы
= (А + В)/(А) + (В) Щ 1,
(1)
где (А + В) — суммарный эффект смеси веществ А и В при их определенных концентрациях в смеси; (А) + (В) — сумма эффектов веществ А и В в тех же концентрациях при их изолированном действии; Ккл — коэффициент комбинированного действия
характеризуется отношением суммарного эффекта смеси к сумме эффектов при изолированном дей-
— более чем аддитивный
ный тип (суммация эффекта) и Ккд < 1 — менее чем
аддитивный (частичная суммация эффекта или антагонизм, независимое действие).
Характер комбинированного действия оценивается "по эффекту" прежде всего в условиях аварийных ситуаций, когда должно быть четкое представление о степени риска возникновения тех или иных поражений, например в случае воздействия продуктов термоокисления [5].
Однако целевая установка охраны атмосферного воздуха, направленная на обеспечение безопасности человека, реализуется путем предупреждения и снижения химического загрязнения. Поэтому проведенная "по эффекту" оценка комбинированного действия выражается на практике отношением фактических концентраций компонентов смеси к их ПДК, установленным для тех же веществ при изолированном действии [8].
В случае аддитивного действия смеси ПДК каждого ее компонента следует уменьшать во столько раз, сколько компонентов входит в ее состав [5]. В случае менее аддитивного действия безопасность для здоровья человека обеспечивается уже тогда, когда ПДК каждого компонента в смеси не превышает ее величины для изолированного действия. При более чем аддитивном действии химических соединений их ПДК в составе смеси должны быть уменьшены по сравнению с гигиеническими регламентами для изолированного действия на величину соответствующих коэффициентов взаимного усиления.
Подобный подход предлагается и для оценки комбинированного действия канцерогенов окружающей среды, когда их эффективность определяется на основе концепции риска. Согласно [6], указанное действие рассматривается как аддитивное:
Ясум ~ + + ••• +
(2)
ствии веществ: К > 1 —
КД
тип (потенцирование эффекта), К
кд
1 — аддитив-
где 7?сум — суммарный канцерогенный риск; Л,, /?2, Яп — канцерогенные риски, обусловленные компонентами смеси.
Следует заметить, что использование формулы (2) для решения задач оздоровления воздушной среды проводится с учетом значения приемлемого риска, с которым сопоставляется суммарный канцерогенный риск. Отношение суммарного риска к приемлемому является основой для определения степени снижения многокомпонентного загрязнения среды. Например, при выборе наиболее эффективных путей снижения загрязнения окружающей среды в Саратовской области принят в качестве приемлемого (нормативного) канцерогенный
