CC BY
33
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ АЭРОЗОЛИ КОНДЕНСАЦИИ ВОЛЬФРАМА, МОЛИБДЕНА И РЕНИЯ И ИХ ГИГИЕНИЧЕСКАЯ
ОЦЕНКА
Аспирант С. В. Суворов
Из кафедры гигиены труда I Московского ордена Ленина медицинского института
имени И. М. Сеченова
$
Проведенное нами изучение условий труда на предприятиях, получающих или применяющих вольфрам, молибден и рений, показало, что при ряде технологических процессов, связанных с нагревом металлов до высоких температур (1000—6000° и более), происходит разной степени интенсивное образование аэрозоля конденсации этих металлов. При получении и разливе качественных сталей, содержащих вольфрам и молибден, мы установили, что содержание частиц окислов этих металлов в зоне дыхания рабочих может колебаться от ничтожных величин до 2,4 мг/м3 в зависимости от характера технологического процесса, выполняемых операций и др.; при обработке заготовок чистых металлов (ковка и прокат молибдена) в воздухе содержится от 4 до 79,9 мг/м3 аэрозолей металла; при различных процессах получения изделий из ковких вольфрама, молибдена и рения содержание аэрозолей этих металлов в воздухе может быть значительным, достигая в отдельных случаях 100—240 мг/м3; при нанесении высоконагретых порошков тугоплавких металлов на металлическую и пластмассовую основы (с применением так называемой плазменной горелки) содержание высокодисперсного аэрозоля вольфрама и молибдена может быть еще более значительным.
Анализ отчетов заболеваемости рабочих с временной утратой трудоспособности изученных производств не выявил специфических особенностей. Поэтому в отдельных случаях была детально изучена заболеваемость отдельных групп рабочих, что привело к установлению большей частоты заболеваний рабочих, подвергающихся воздействию аэрозолей редких металлов, катаром верхних дыхательных путей, бронхитом и т. д. Путем физиологических наблюдений в условиях производства было установлено также, что у ряда рабочих этой группы развиваются некоторые функциональные нарушения внешнего дыхания, которые являются признаком дыхательной недостаточности. Так, у 44 из 57 обследованных была обнаружена гипервентиляция легких, у 52 показатели максимальной вентиляции легких оказались заметно ниже должных величин (на 15—20%), у 23 были снижены показатели жизненной емкости легких (более чем на 15%). Уже ранее О. Я. Могилев-ской (1956) были выявлены отдельные случаи пневмокониоза у рабочих с большим профессиональным стажем, подвергавшихся действию высокодисперсного аэрозоля молибдена и его окислов. Проведенный нами совместно с кафедрой рентгенологии I Московского ордена Ленина медицинского института имени И. М. Сеченова и рентгенологическим отделением клиники Института гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР анализ данных массового флюорографического обследования рабочих (с применением крупнокадровой флюорографии и в отдельных случаях с последующей рентгенографией) позволил обнаружить некоторых рабочих с явлениями, по-видимому, начинающегося пневмокони-отического процесса, требующих дальнейшего стационарного обследования.
Таким образом, нашими исследованиями было доказано, что существует ряд производственных процессов, связанных со значительным образованием аэрозоля конденсации редких металлов, и что при воздействии их на рабочих у последних при определенных условиях нарушаются нормальное состояние и функции органов дыхания.
Однако этих производственных наблюдений оказалось недостаточно, чтобы ответить на вопрос о том, оказывает ли аэрозоль конденсации вольфрама, молибдена и рения общее (токсическое) действие на организм и отличается ли это действие от того, которое свойственно аэрозолю измельчения тех же металлов. Отсутствие специальных ис-иследований по этим вопросам не позволяет решить большую практическую задачу правильного гигиенического нормирования допустимого содержания высокодиспергированных частиц этих металлов в воздухе и в то же время установить, влияет ли физическое состояние твердых веществ (высокая степень дисперсности) на силу и характер их токсического действия. Поскольку в предшествующих работах сотрудников кафедры Н. В. Мезенцевой (1957), О. Я. Могилевской (1950 и 1952) были получены достоверные данные по оценке действия на организм аэрозоля измельчения вольфрама и молибдена (послужившие основанием для государственного нормирования допустимого содержания этих металлов в воздухе), мы имели базу для изучения сравнительной токсичности тех же металлов при разной дисперсности их, а следовательно, для суждения о том, могут ли быть признаны пригодными для случаев образования аэрозоля конденсации те нормативы допустимого содержания металлов в воздухе, которые приняты для их грубодисперс-ных" аэрозолей (пыль). Оговоримся, что токсичность рения с учетом условий действия его в производственной обстановке в доступной нам литературе не освещена. Поэтому в этой части работы потребовалось выполнение основных- элементов первичного токсикологического изучения нового вещества.
С целью изучения данных вопросов были предприняты экспериментальные исследования на животных.
Имея в виду получить данные о сравнительной патогенности изучаемых видов аэрозоля в условиях, обеспечивающих полную сравнимость результатов опыта с собственными и литературными данными, мы проводили исследования на белых крысах-самцах весом 180—250 г с применением бескровного интратрахеального метода введения взвеси частиц металлов в организм. При попытке применить общепринятую дозу (50 мг) мы вновь столкнулись с ярко выраженным острым токсическим действием аэрозоля конденсации трехокиси молибдена: большая часть животных погибла при этом в первые же часы опытов. При микроскопическом исследовании легких животных были обнаружены множественные кровоизлияния, гиперемия, большие участки ателектаза. В связи с этим трехокись молибдена вводили животным двукратно по 16 мг с интервалом в 10 дней. Как при действии аэрозоля конденсации металлов, так и при действии мелкодисперсного рения были обнаружены' морфологические изменения и в других внутренних органах, выраженные в разной степени.
В легких при действии всех изучаемых веществ развивались хронический бронхит и хроническая интерестициальная пневмония с умеренным диффузным склерозом легочной ткани. Выраженность процесса склероза на всех этапах наблюдения (через 3, 6, 9 месяцев) подтверждена гистохимически (накопление кислых и нейтральных мукополиса-харидов в соединительнотканных образованиях, выраженная пирони-нофильность клеток склерозированных участков и т. д.). В паренхиматозных органах была отмечена различной степени выраженности белковая дистрофия. При действии рения выявлена также жировая дистрофия в печени и почках. При введении аэрозоля конденсации вольфрама наблюдалось более выраженное, чем при действии аэрозолей молибдена и рения, напряжение ретикуло-эндотелиальной системы и соединительнотканных элементов.
Сравнение морфологических изменений при действии аэрозоля конденсации вольфрама с изменениями в органах, обнаруженными через ... •
2S
2, 4, 6 месяцев при действии аэрозоля дезинтеграции вольфрама (Н. В. Мезенцева, 1957), показывает большую токсичность аэрозоля конденсации (дегенеративные изменения в органах при действии аэрозоля дезинтеграции не отмечались). Сравнение морфологических изменений в органах при действии аэрозоля конденсации молибдена и аэрозоля дезинтеграции (О. Я. Могилевская, 1950 и 1952) показывает, что характер этих изменений был сходным.
Убедившись в том, что аэрозоль конденсации вольфрама и молибдена обладает фиброгенным действием на легкие и токсическим действием на паренхиматозные органы, мы попытались разрешить вопрос, могут ли аэрозоли этих металлов оказывать неблагоприятные действия в концентрациях, равных пред£льно1допустимым для грубодисперсного вольфрама й молибдена. С этой целью наряду с морфологическими методами были применены более тонкие методы экспериментального исследования. Для рения, патогенное действие которого нами также было установлено, мы избрали ту же концентрацию. Чтобы максимально приблизить условия опыта к производственным, были проведены хронические респираторные затравки животных в специальной камере (по 10 животных на каждое вещество). Затравки производили аэрозолем конденсации веществ, получаемым при определенном режиме сжигания чистых металлических электродов в пламени вольтовой дуги, по 2 часа через день в течение 18 недель. В камере поддерживали концентрацию аэрозоля в пределах 6 мг/м3 (с колебаниями в пределах 10% при р=0,05), что соответствует предельно допустимым концентрациям содержания в воздухе аэрозолей измельчения вольфрама и молибдена.
В первой серии (вольфрам) из 10 животных 2 погибли через 2 месяца. Во второй и третьей сериях (молибден и рений) все 20 животных выжили. В перерывах между затравками поведение животных не отличалось особенностями. Было отмечено отставание привеса животных первой серии от контрольных.
Показатели крови в ходе затравок существенно не менялись (отмечено лишь некоторое уменьшение содержания гемоглобина в крови при затравках молибденом и рением).
С целью изучения участия металлов во внутриклеточных биохимических реакциях и их воздействия с белками мы провели определение относительного содержания сывороточных белков методом электрофореза на бумаге. К концу затравки аэрозолями конденсации вольфрама, молибдена и рения была отмечена диспротеинемия (уменьшение содержания альбуминов и параллельное нарастание содержания а- и у-глобулинов), наиболее выраженная при затравке молибденом (табл. 1). Диспротеинемические явления оказались не связанными с блокадой сульфгидрильных групп; наоборот, выявлена тенденция к некоторому повышению их содержания, особенно при действии вольфрама (на 41,5%).
О нарушении белкового обмена свидетельствует увеличение почти в 2 раза аминного азота мочи при действии аэрозоля молибдена и рения. •
Располагая сведениями о нарушении белкового обмена в организме при действии аэрозоля молибдена и рения, а также вольфрама (по данным морфологического исследования), мы изучили одну из сторон регенерации белков — уровень общего и восстановленного глютатиона сыворотки крови. Выяснилось, что у подопытных животных сохраняется уровень как общего, так и восстановленного глютатиона, что благоприятствует биосинтезу белка (тканевых ресурсов). .
Наряду с изменениями белкового обмена при действии всех изученных веществ отмечено снижение активности такого важного белкового фермента, связанного с жизнедеятельностью печени, как щелочная
Таблица I
• •
Среднее содержание белка и белковых фракций сыворотки крови и альбумино-
глобулиновый коэффициент
• МоОа Контроль
Показатель до опы- после до опы- после до опы- после до опы- после
та опыта та • опыта та опыта та опыта
Содержание общего белка (в%) 6,93 7,84 8,28 8,88 8,28 7,68 7,26 7,80
» альбуминов (в %) 35,6 32,4 45,1 31,9 39,6 36,2 38,2 37,0
» глобулинов (в %) 64,4 67,6 56,9 68,1 60,4 63,8 61,8 43,0
я 24,6 25,9 17,9 27,2 25,3 23,7 24,0 22,5
23,4 19,6 25,1 18,3 19,4 20,9 19,2 23,4
У 16,5 22,0 11,9 22,5 15,7 19,2 19,7 . 17,1
Альбумино-глобулиновый коэф- 0,576
фициент 0,488 0,864 0,482 0,684 0,580 0,622 0,614
фосфатаза, особенно выраженное при действии аэрозоля молибдена и рения. Наконец, при морфологическом исследовании была установлена хроническая интерстициальная пневмония с развивающимся склерозом, более выраженным при действии вольфрама; при этом было отмечено напряжение ретикуло-эндотелиальной системы и соединительнотканных элементов. В паренхиматозных органах была обнаружена маловыра-женная белковая дистрофия.
Степень выраженности токсического действия аэрозоля металлов согласуется с данными о растворимости их в жидких средах с различным значением рН (табл. 2).
Таблица 2
Растворимость мелкодисперсных №03, Мо03 и в жидких средах с различным
значением рН (содержание металла в 10 мл растворителя)
Растворитель Через 3 дня экспозицнй Через 30 дней экспозиций
% МоОа - \УОа Не МоО, \УОа Ре
Дистиллированная вода
(РН 6,8) 0,22% раствор (рН 7,8) 0,3% раствор (рН 1,2)
0,013 мг 5 мкг 0,5 мг 1,82 мг 5 мкг
4,6 > 5 > 0,75 « 4,59 » 10 »
2,4 » 5 » 0,5 « 2,35 » 5 »
1,25 мг
3 »
1,25 »
Проведенные нами исследования позволили понять сущность общего действия высокодисперсного аэрозоля молибдена, вольфрама и рения, которая не могла быть выявлена лишь на основе морфологического (гистологического) изучения органов животных. В то же время на основании результатов этих исследований мы пришли к тому практически важному заключению, что при высокой степени дисперсности аэрозоля молибдена, вольфрама и рения токсическое действие его существенно усиливается.
Доказано, что когда содержание высокодисперсных частиц этих металлов и их окислов находится на уровне величин, предельно допустимых для грубодисперсных аэрозолей, то может иметь место токсическое действие.
Выводы
#
1. Установлено, что существует ряд производственных процессов, связанных со значительным образованием аэрозоля конденсации вольфрама, молибдена и рения, причинами которого являются процессы высокотемпературного нагрева порошков, металлических заготовок, сплавов, интерметаллических соединений и др.
2. Показано, что при воздействии высокодисперсных аэрозолен конденсации металлов при определенных условиях выявляется нарушение нормального состояния и функции органов дыхания.
Общее в проявлении токсического действия аэрозоля конденсации вольфрама, молибдена и рения — развитие хронической интерстициаль-ной пневмонии с явлениями пневмосклероза, напряжение ретикуло-эндотелиальной системы, дистрофические изменения в паренхиматозных органах.
3. Аэрозоль конденсации молибдена и рения вызывает, кроме морфологических изменений в органах, нарушение белкового обмена (дис-протеинемия, нарастание к концу затравок уровня аминного азота мочи) и нарушение некоторых ферментных систем (снижение активности щелочной фосфатазы).
4. Сравнение параметров токсичности аэрозоля конденсации и аэрозоля измельчения изученных металлов позволило установить более выраженное токсическое действие аэрозоля конденсации их. Доказано, что на уровне предельно допустимых концентраций для грубодисперс-ных частиц аэрозоль конденсации молибдена и вольфрама оказывает токсическое действие. Нельзя считать принятые предельно допустимые концентрации в воздухе для пыли вольфрама и молибдена безвредными для высокодисперсных аэрозолей. . J
5. При определении предельно допустимого содержания в воздухе пыли рения следует иметь в виду, что рений (металлический, растворимый) менее токсичен, чем пыль вольфрама и молибдена. В то же время с более выраженным действием аэрозоля конденсации рения для последнего величина предельно допустимого содержания в воздухе должна быть меньшей, чем для пыли вольфрама и молибдена, а именно 4 мг/м3.
ЛИТЕРАТУРА
Израэльсон 3. И. Гиг. и сан., 1953, № 12, стр. 36.—Он же. Там же, 1954, № 4, стр. 50.—Мезенцева Н. В. Там же, 1957, № 4, стр. 25.—Могилев-ская О. Я. Там же, 1950, JST® 12, стр. 18.—Она же. Там же, 1952, № 3, стр. 23.— F a i г h а 1 1 L. Т. et al., Pub. Hlth. Rep. (Wash.), 1949, v. 64, p. 485.
Поступила 20/X 1962 г*
INDUSTRIAL AEROSOLS SUBSEQUENT TO TUNGSTEN, MALYBDENUM AND RHENIUM CONDENSATION AND THEIR HYGIENIC EVALUATION
S. V. Suvorov, aspirant
4
t _ , ,
The artirle contains data for hygienic and toxicologic evaluation of aerosols formed subsequent to tungsten, molybdenum and rhenium condensation. By means of special experiments it was shown that a high degree of metal aerosol dispersion tends to intensify their toxic effect. This relationship was very distinct in case of molybdenum and to a lesser extent—in that of tungsten.. This also proved true for rhenium, which has never been investigated in the hygienic aspect. The author discusses the data for the substantiation of the maximum pesmissible concentration of aerosols appearing in the air of industrial premises, subsequent to the condensation of the above metals.
ft ft it
