CC BY
7
Таким образом, хотя содержание ХОП в воде изученных водоемов в основном ниже предела чувствительности использованного метода, на присутствие этих соединений в воде указывает их умеренное накопление в органах и тканях рыб. О наличии более высоких концентраций ХОП в морской воде по сравнению с пресноводной свидетельствуют данные анализов, показывающие, что уровень ХОП в пресноводной рыбе значительно ниже, чем в морской. Это подтверждают и анализы зоопланктона морского залива. В конце летнего сезона нами обнаружены ДДТ и его метаболиты в концентрациях от следовых до
0.012 мг/кг (ДДД) и 0,028 мг/кг (ДДТ). Разница в содержании ХОП в рыбе хорошо коррелирует с наличием жира в тканях. Для мониторинга ХОП в водоемах нецелесообразно определять их в воде, а следует проводить контрольные анализы мышечной ткани рыбы.
Литература
1. Бобникова П. И.— Метеорол. и гидрол., 1978, № 9, с. 78—82.
2. Брагинский Л. П. Пестициды и жизнь водоемов. Киев, 1972.
3. Велдре И. А., Итра А. Р. Совместное определение хлор-органических пестицидов и бенз(а)пирена в природные водах. Метод, рекомендации. Таллин, 1977.
4. Врочинский К. К.. Белоножко Г. А. — В кн.: Вопросы эпидемиологии н гигиены в Литовской ССР. Вильнюс, 1976, с. 54—60.
5. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. М., 1975.
6. Шабад Л. М. О циркуляции канцерогенов в окружающей среде. М., 1973.
7. Deichmann W. В. — Int. J. indust. Med. Surg., 1972, v. 41, p. 15—18.
8. Innes J. R.. Ulland В. M.. Valerio M. G. et al. — J. nat. Cancer Inst. (Wash.), 1969, v. 42, p. 1101 — 1114.
9. Porlmann J. E. — Proc. roy. Soc. Lond., 1975, v. 189-B, p. 291-303.
Поступила 11.11.84
Summary. The content of organochlorine pesticides in
the sea and fresh water fish confirms the analyses of water samples: fresh water is considerably less contaminated
with these compounds than sea water.
УДК 614.841.13:615.916:691.175
Л И. Эйтингон
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТОКСИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Москва
В связи с интенсивным ростом производства и применения разнообразных полимерных материалов важное значение приобретает прогнозирование токсического эффекта продуктов их горения. Как известно, использование современных математических методов повышает эффективность исследований комбинированного действия химических соединений [1, 2, 4]. В предыдущей работе [5] нами была предпринята попытка установить зависимость среднесмертельиой насыщенности от содержания многочисленных продуктов горения различных по составу полимерных материалов. Анализ полученной математической модели показал ее недостаточную адекватность. Закономерным выводом из этого было построение прогностических математических моделей для однородных по химическому составу групп полимерных материалов, что существенно снижало число действующих факторов, потенциально опасных для развития острого смертельного отравления и характерных для каждой отдельной группы материалов.
Математическому анализу были подвергнуты экспериментальные данные о токсичности продуктов горения полимерных материалов, подразделенных по принципу однородности химического строения полимера: материалы на основе по-ливиннлхлорида (I), на основе ароматических
полиамидов (II), эластичные пенополиуретаны (III), материалы на основе стирольно-нитрнль-ных сополимеров (IV) и фторсодержащие (V). При изучении острого смертельного воздействия продуктов горения полимерных материалов мы имеем дело с многомерно-одномерным случаем, когда на биосистему воздействует несколько факторов (Х|, Х2, ... , Х„), а ее реакция оценивается по одному выходному параметру (у — процент смертности животных). Это обусловливает необходимость построения многофакторных математических моделей.
Обычно множественный регрессионный анализ^ завершается построением уравнения регрессий со свободным членом. Это предполагает какое-либо отличающееся от нуля значение функции у при нулевых значениях действующих факторов (Х|, Х2, ... , А'„), что противоречит биологическому смыслу изучаемой нами зависимости смертности животных от воздействия комплекса химических соединений. Особенностью проведенного регрессионного анализа является построение уравнения регрессии без свободного члена. Указанный анализ выполнен как на основании всех полученных экспериментальных результатов, так и с исключением из выборки величин, соответствующих стопроцентному и нулевому эффекту, что позволило сравнить качество иолу-
Таблица 1
Сравнение качества полученных регрессионных уравнений при полной выборке (А) ■ без величин, соответствующих 100 %
и нулевому эффекту (Б)
* Выборка Группа материалов
I II III IV V
А в А Б А Б А Б А Б
Количество вариант 107 75 61 41 40 27 19 12 49 34
Коэффициент множест- 0,87 0,89
венной корреляции 0,87 0,91 0,81 0.84 0,91 0,94 0,94 0,98
% объясненной дис-
персии 76,7 83,0 65,8 70,4 83,5 89 89 97 75,7 80,1
чаемых математических моделей. Для оценки ведущих компонентов при комбинированном воздействии продуктов горения полимерных материалов вычисляли стандартизированные коэффициенты регрессии [2] и проводили факторный анализ с использованием метода главных компонент, который более однозначно, чем прочие методы многомерной математической статистики, отображает причинно-следственные связи [3].
Многие исследователи априорно, только на основании химического анализа выделяющихся при горении соединений делают заключение о
Цведущей роли окиси углерода в формировании токсического эффекта продуктов горения полимерных материалов [6—8 и др.]. Для оценки корректности подобного заключения проведено сравнение результатов факторного анализа совокупности биологических и химико-аналитических данных с результатами анализа только воздействующих концентраций продуктов горения.
Корреляционный анализ показал, что основные продукты горения полимерных материалов, за исключением материалов на основе стирольно-нитрольных сополимеров (IV группа), независимы друг от друга и могут быть включены в математическую модель для прогнозирования токсического действия. В IV группе полностью не-коррелирующим с другими факторами оказался только цианистый водород. Учитывая наименьший среди оставшихся у коррелирующих между собой 4 факторов коэффициент вариации у двуо-^Чкиси углерода, в разработку математической модели для этой группы материалов включили НСЫ и С02.
Как видно из табл. 1, несмотря на снижение числа анализируемых вариант в выборках, исключающих величины, соответствующие 100 % и нулевому эффекту, коэффициент множественной корреляции и процент объясненной дисперсии оказываются для полимерных материалов всех групп несколько выше, чем при анализе полных выборок. Таким образом, качество получаемых в первом случае (Б) математических моделей увеличивается, что позволяет с большей долей вероятности исключить появление недостоверных результатов.
Оценка значимости коэффициентов регрессии (¿»¿) в полученных уравнениях проведена с использованием ¿-критерия Стьюдента и выбранного уровня значимости Я<0,05 (табл. 2), а проверка уравнений на адекватность.— с использованием критерия Фишера (/•■).
В уравнениях, полученных для всех 5 групп полимерных материалов, представлены только факторы, коэффициенты регрессии которых статистически значимы. Применение математического аппарата в отношении однородных групп полимерных материалов позволяет построить адекватные прогностические модели токсического действия продуктов горения на базе количественной характеристики выделения лишь небольшого числа основных продуктов, а в некоторых случаях — только одного химического соединения. Следует подчеркнуть, что многофакторные регрессионные модели, полученные по результатам традиционных, математически не-планируемых экспериментов, в большей степени отвечают задачам прогнозирования, но не дают полноценной возможности оценить ведущее влияние какого-либо фактора в отношении изучаемого явления.
Факторный анализ с использованием метода главных компонент позволил выявить две главные компоненты, которые предопределяют внутреннюю структуру рассматриваемого нами явления — зависимости токсического действия от количественного и качественного состава продуктов горения полимерных материалов. Для всех групп полимерных материалов эти две главные компоненты объясняют более 50 % суммарной дисперсии наблюдаемых признаков (насыщенность полимерного материала, процент смертноста животных, концентрации основных продуктов горения). Эти главные компоненты можно интерпретировать как интенсивность воздействия и тяжесть интоксикации. Поскольку основной задачей данного анализа было выявление ведущих продуктов горения, т. е. факторов, наиболее тесно связанных с тяжестью интоксикации, оценивалась величина вклада каждого фактора (а) в дисперсию данной главной компоненты.
Таблица 2
Статистические параметры, полученные при комплексном математическом анализе
Статистический показатель
Группа материалов фактор *» 'ь, "ы Р. а Ч -у Хк/п• %
I Х,(СО) Ха(СОа) Х3(НС1) Х4 (хлорированные углеводороды) 0,001 0,000 0,008 0,001 2,17 1,17 3,84 2,32 0,037 0,252 0,001 0,027 0,345 0,221 0,418 0,181 0,02 0,12 0,95 0,08 2,08 1,00 0,70 0,22 52,1 24,9 17,5 5,5
II Х,(СО) Х,(СО,) хя(нст X, (ароматические углеводороды) 0,004 0,001 0,06 —0,012 2,49 2,92 3,29 1,8 0,018 0,006 0,002 0,081 0,402 0,377 0,639 —0,404 0,21 0,36 0,85 0,91 1,76 1,52 0,51 0,21 44,1 37,9 12,7 5,3
III Х,(СО) *,(СО>) Х3(НСГМ) Х4 (толуилендиизоцианат) 0,001 0,000 0,031 0,454 0,44 0,68 4,92 1,83 0,662 0,503 <0,001 0,082 0,063 —0,231 0,787 0,486 0,20 0,27 0,85 0,09 2,02 1,21 0,54 0,23 50,5 30.3 13.4 5.8
IV Х,(СО) Х^СОг) Х3(НСЫ) X4 (нитрил акриловой кислоты) —0,02 0,168 1,31 6,99 0,259 0,002 —0,219 1,166 0,92 0,21 0,07 0,30 2,59 1,41 0 0 64,8 35,2 0 0
V Х4 (стирол) Х,(СО) ХЛСО,) Х4 (фторорганнческие соединения) 0,002 0 0,016 0,242 0,38 0,58 1,20 2,72 0,706 0,568 0,241 0,012 0,102 —0,378 0,685 0,823 0,29 0,66 0,12 0,78 0,45 0 2,15 1,19 0,40 0,25 0 53,7 29,9 10 6.4 ,
у=0,001Х,+0.008Х,+0,001Х4; /=-=40,24; /><0,001: у=0,004Л,+0,001Л,+0,06Л,; /=•= 19,58; Р<0,001; 0=О,О31Ха; /^=38,6; /»<0,001; (III) у=0,168Ха; /=•=64,94; Ж0.001; (IV)
у=0,242Х4; /='=24,09; /><0,01; (V)
(I)
На основании комплексного анализа полученного статистического параметра (а) и вычисленных стандартизированных коэффициентов регрессии (р;) (см. табл. 2) установлено, что ведущими компонентами, оказывающими основное влияние на токсический эффект продуктов горения поливинилхлоридных материалов, являются хлористый водород и окись углерода, для материалов на основе ароматических полиамидов и эластичных пенополиуретанов — цианистый водород, для материалов на основе стиролыю-нит-рильных сополимеров — окись углерода и цианистый водород, для фторсодержашлх материалов — фторогранические соединения, фтористый водород и в меньшей степени окись углерода.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что для полимерных материалов исследованных групп окись углерода не всегда является ведущим или единственным ведущим компонентом, определяющим острый смертельный эффект продуктов горения.
В то же время факторный анализ с использованием метода главных компонент показал, что как по абсолютной величине дисперсии (X;,), так и по относительному вкладу в общую дисперсию признаков (Х*/п) структуру рассматриваемой совокупности для всех групп полимерных мате-
риалов определяет одна главная компонента — выделение окиси углерода. Это позволяет подтвердить несостоятельность суждений о предполагаемом токсическом эффекте и ведущем компоненте продуктов горения полимерных материалов только на основании их химического анализа, без предварительного исследования биологического эффекта при комбинированном воздействии продуктов деструкции и изучения зависимости этого эффекта от величины воздействующих химических факторов.
Выводы. 1. Качество математических моде-^ лей для прогнозирования острого смертельного^* эффекта продуктов горения полимерных материалов увеличивается при исключении из анализа величин, соответствующих 100 % и нулевому эффекту.
2. Применение математического аппарата в отношении однородных групп полимерных материалов дает возможность построить адекватные прогностические модели токсического действия продуктов их горения на основании определения ограниченного числа основных компонентов выделяющихся смесей.
3. Комплексное применение различных методов математического анализа позволяет получить истинное представление о характере зависи-
мости между острой смертельной токсичностью
продуктов горения различных групп полимерных
материалов и их химическим составом.
Литература
1. Васильев Г. А.. Власов В. А. — В кн_- Актуальные вопросы санитарной химии и токсикологии синтетических материалов судостроительного назначения. Л., 1982, с. 138—139.
2. Кустов В. В.. Тиунов Л. А.. Васильев Г. А. Комбинированное действие промышленных ядов. М, 1975, с. 94—• 127.
3. Максимов Г. К-. Синицын А. Н. Статистическое мт>дели-рование многомерных систем в медицине. Л., 1983.
4. Нагорный П. А. — Гиг. и сан., 1973. № 7, с. 76—82.
5. Уланова И. Я„ Эйтингон А. И., Поддубная Л. Т. —
УДК 614.777:828.387.2
Постановлениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР предусматривается проведение комплексных мероприятий, направленных на охрану и рациональное использование водных ресурсов. При этом наибольшие перспективы имеют системы, сочетающие максимальное использование замкнутого цикла с восполнением технологиче-ких потерь воды за счет очищенных сточных вод. Однако внедрение подобных систем на промышленных предприятиях требует соответствующего гигиенического обоснования.
В связи с этим в комплексе работ 1 по созданию замкнутой системы промышленного водоснабжения Новочеркасска нами проведены необходимые гигиенические исследования. Санитарное обследование предприятий города показало, что техническая вода используется как в закрытых, так и в открытых (т. е. в условиях непосредственного контакта с работающими) системах технического водоснабжения. Городские сточные воды в смеси со сточными водами промышленных предприятий проходят механическую очистку, полную биологическую очистку, доочистку в биологических прудах, микрофильтрацию, обеззараживание хлором. Доочищенные сточные воды смешиваются с речной водой, прошедшей коагуляцию, фильтрацию и хлорирование и подаются на технические нужды промышленных предприятий.
Условия использования сточных вод в закрытых системах технического водоснабжения достаточно широко рассматривались в ряде работ
1 В работе участвовали ВНИИ сВОДГЕО» Госстроя СССР, Государственный проектный институт «Ростовский водоканалпроект», Ростовская областная санэпидстанция, лаборатория Новочеркасского завода синтетических продуктов.
В кн.: Применение математических методов для оценки и прогнозирования реальной опасности накопления пестицидов во внешней среде и организме. Киев, 1976, с. 69—72.
6. Clark С. A. — In: Soc. Plast. Eng. Ann-Techn. Conf. 30th. Chicago, 1972, Pt 2, s. 1, p. 623—627.
7. Fish A.. Franklin N. H.. Pollard R. Т. — J. appl. Ctiem., 1963, v. 13. p. 506—509.
8. Sumi K.. Tsuchiya Y. — In: Fire Retard. Westport, 1977, p. 241-248.
Поступила 23 08.84
Summary. Adequate mathematical models for predicting the toxicity of chemicals produced by the burning of polymers have been developed on the basis of mathematical analysis of experimental data. The priority components contributing most to the lethal effect have been determined.
[6—8] и регламентированы «Временными методическими рекомендациями к использованию до-очищенных городских сточных вод в техническом водоснабжении» (1978). Что же касается открытых систем технического водоснабжения, то в литературе обсуждались вопросы, связанные с применением в них только городских сточных вод [1]. Сведения об использовании промышленных сточных вод или их смеси с городскими в таких системах практически отсутствуют.
Для замкнутой системы предполагаются городские сточные воды, промышленные сточные воды и речная вода. Как видно из табл. 1, город-
Таблица I
Состав и свойства вол, формирующих замкнутую систему промышленного водоснабжения
Показатель Городские сточные воды после биологической очистки Промышленные сточные воды после локальной и биологической очистки Смесь биологически очищенных городских и промышленных сточных вод после доочистки Л ч о С х о. с&х л 23« * 1 X е- 2 5.; * = L. * К S 5 3 1 *> О Я * О. * а.а
Запах, баллы 5 5 г 1 — 2
Прозрачность, см 1 — 2 10 20 20
Взвешенные вещества.
мг/л 15. I 11.9 Н/0 Н/0
ВПК,, мг/л 12.8 2.9 2.3 3.0
Х11К. мг/л 4 1,6 30.6 38.3 33.2
Хлориды, мг/л 296,7 310,2 336.2 138
Сульфаты, мг/л 420 4 16.5 449,7 210
Нитрнты, мг/л 0,2 0, 14 0.05 0.04
Нитраты, мг/л 0.24 0.88 0.5 0,2
Фосфаты, мг/л 0.42 0,08 0.016 0.01
Трехвалентный хром. 0, 003
мг/л 0 0 0
Цинк, мг/л 0 0.002 0,001 0
Нефтепродукты! мг/л 9.1 0 0 0
СПАВ, мг/л 1 0.95 0,71 0.01
Коли-иадекс 2.38-10' 2.3•10« 1 . 0 ■ 1 0« 100
Примечавие. Н/0 — не определяла.
С. Р. Гильденскиольд
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ ПРИ СОЗДАНИИ ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ ПРОМЫШЛЕННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
1 ММИ им. И. М. Сеченова
