CC BY
10
#
УДК 613.632 : [577.56 : 661.727.41
СОВМЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ МАЛЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ АЦЕТОНА
И ФЕНОЛА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
У. Г. Погосян
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Среди оригинальных технологических процессов, появившихся в промышленности органического синтеза за последние 20 лет, одно из первых мест занимает метод совместного получения фенола и ацетона через гидроперекись изопропилбензола (кумола). Ацетон (диме-тилкетон — СН3СОСН3) принадлежит к соединениям раздражающего и наркотического действия, обладает способностью к накоплению в организме. Фенол (карболовая кислота — СбНбОН) представляет собой «нервный» яд, обладающий местным раздражающим и прижигающим действием.
Предприятия по производству синтетического фенола и ацетона служат источниками загрязнения атмосферы как этими, так и рядом других веществ (бензол, изопропилбензол и его гидроперекись, ацето-фенон и др.). Изучение комбинированного действия этих веществ в малых концентрациях приобретает определенный теоретический и практический интерес ввиду решения задачи нормирования их содержания при совместном присутствии.
Свою работу мы начали с определения порога обонятельного ощущения смеси ацетона и фенола, предварительно проверив уже установленные пороги запаха этих веществ в отдельности у 18 человек. Из них было отобрано 5 лиц, для которых пороги запаха ацетона и фенола были наиболее низкие и составляли соответственно 1,1 и 0,022 мг/м39 что подтверждают ранее проведенные исследования (Ю. Г. Фельдман; Б. А. Мухитов).
Влияние малых концентраций ацетона и фенола при совместном
присутствии на обонятельный рецептор наиболее чувствительных лиц дано в табл. 1.
Как видно из табл. 1, смесь ацетона и фенола ощущается по запаху лишь при показателе суммарной концентрации 1,0 (0,55 мг/мг ацетона и 0,011 мг/м3 фенола) и выше, что свидетельствует о простой суммации эффектов.
Рефлекторное действие смеси ацетона и фенола нами изучалось с помощью методов адаптометрии и электроэнцефалографии на наиболее чувствительных, согласно результатам определения порога запаха, наблюдаемых.
Учитывая, что в наших исследованиях пороговые концентрации запаха для наиболее чувствительных лиц совпали с ранее установленными, мы использовали пороги рефлекторного действия по каждому мето-
ду, установленные Ю. Г. Фельдманом (ацетон) и Б. А. Мухитовым (фенол).
Данные адаптометрических исследований 3 лиц приведены в табл. 2.
Таблица 1
Пороги обэнятельнэго ощущгнил смзси ацетона и фенола для наиболее чувствительных
лиц
Соотношение концентраций (в мг/м3) Доли от порога при изолированном действии Суммарная концентрация, выраженная в долях от пороговой каждой составной части Результаты опытов
ацетон • фенол ацетон фенол ощущают не ощущают
1.11 м 0,022 0,022 1,0 1.0 2,0 5 человек # * —
0,72 1,1 0,011 ^0,022 0,65 0,5 1,15 5 » —
0,55 1.1 0,011 0,022 0,5 • 0,5 % 1,0 5 » • #
0,55 . 1.1 0,008 0,022 0,5 0,36 • 0,86 • • 5 человек 4
0,36 1.1 0,011 0,022 0,33 0,5 0,83 г • - 5 »
1 В числителе здесь и далее — исследуемая концентрация, в знаменателе—пороговая концентрация по данному тесту.
#
# • я % ф • 1
• ••
• + - • € «• * • .
Эти данные также подтверждают, что совместное действие ацетона и фенола проявляется по типу простой суммации.
Рефлекторные изменения электрической активности головного мозга при вдыхании смеси ацетона и фенола мы изучали у 3 наблю-
• I
Таблица 2
Соотношение концентраций ацетона и фенола при определении порога их рефлекторного
действия на световую чувствительность глаза
ф ф — - _ — * 9 Соотношение концентраций (в мг/м3) Доли от порога при изолированном действии Суммарная концентрация, выраженная в долях от по-
\ ацетон • фенол • ацетон фенол % роговой каждой составной части
0.44 • 0,0125 0,8 0,8 • 1,6
0,551 0,01561 1
• 0,27 | 0,0078 0.5 0, 5 . 1,0
0,55 0,0156
0,22 • 0,0070 0.4 . 0,45 0,85
0,55 0,0156
1 0,55 мг/м? — пслог ре(злектоэного дейстзия ацетона на световую чувствительность глаза (.О. Г. Фельдман); 0,0155 мг/мл — то жэ для фенола (Б. А. Мухитов).
даемых методом количественного анализа условнорефлекторной реакции вспышки а-ритма (А. Д. Семененко и соавторы). В основе этого метода лежит известный факт усиления собственного а-ритма голов-
ного мозга при помощи ритмического раздражения органов чувств (светового, звукового, тактильного и т. д.).
В качестве раздражителя нами применялся легко регулируемый ритмичный свет, являющийся наиболее адекватным раздражителем коры головного мозга.
Весь опыт длился 18 мин. (включая 3 мин. тренировки наблюдаемого). На протяжении каждой минуты ритмичный свет давался в течение 18 сек., причем каждые 5 сек. интенсивность его менялась (для увеличения функциональной нагрузки центральной нервной системы). В каждую минуту входили также следующие компоненты опыта: в промежутках между включением света наблюдаемый делал вольные движения в кресле (разминку для поддержания общего тонуса), затем на 10 сек. включался звук, интенсивность которого также менялась. После прекращения звука в течение 7 сек. наблюдаемый ожидал света. Электрические потенциалы записывались на 16-канальном электроэнцефалографе фирмы «Galileo» биполярным способом от лобных, височных, теменных областей и их сочетаний обоих полушарий головного мозга. Реакция наблюдаемого на изменения интенсивности света и звука (нажимы на пьезодатчик) также записывалась. Электроэнцефалограммы каждого опыта анализировались по интегрированной энергии потенциалов головного мозга. Результаты всех исследований статистически обрабатывались.
Было проведено 40 исследований (табл. 3).
Таблица 3
Соотношение концентраций ацетона и фенола при изучении рефлекторного действия
на электрическую активность головного мозга
Соотношение концентраций
(в мг/м3)
Доли от порога при изолированном
действии
Суммарная концентрация, выраженная в долях от пороговой каждой составной
части
0,22 0,0078 0,5 0,5 1,0
0,44х 0.01561
0,17 0,0068 0,39 0,44 0,83
. 0,44 0,0156
1 0,44 мг/м3—порог рефлекторного действия ацетона на электрическую активность головного мозга (Ю. Г. Фельдман), 0,0156 мг/м3 — то же для фенола (Б. А.. Му-хитов).
Смесь, содержащая 0,22 мг/м3 ацетона и 0,0078 мг/м3 фенола (показатель суммарной концентрации 1,0), действовала на энергию потенциалов головного мозга, вызывая статистически достоверные изменения усиленного собственного ритма у всех наблюдаемых. Смесь, содержащая 0,17 мг/м3 ацетона и 0,0068 мг/м3 фенола, не вызывала статистически достоверных изменений усиленного собственного ритма (приводятся результаты изучения изменений энергии потенциалов височных областей: там были выявлены наиболее наглядные изменения обоих полушарий головного мозга).
Полушария головного мозга даже одного и того же наблюдаемого неодинаково реагировали на вдыхание смеси ацетона и фенола. Так, у наблюдаемой Л. изменения усиленного собственного ритма отмечались в височных областях обоих полушарий головного мозга, однако более наглядно они были выражены в левой височной области. Явление межполушарной асимметрии сильно было выражено у наблюдаемой С. (рис. 1, а, б), у которой реагировало только правое полушарие. Изменения же левой височной области оказались статистически недостоверными.
Явление межполушарной асимметрии наблюдал также А. Е. Кулаков при изучении рефлекторного действия малых концентраций гексаметилендиамина.
Таким образом, совместное действие ацетона и фенола на организм человека обнаруживается при концентрациях, составляющих в сумме 1 и выше, если их выразить в долях от пороговых величин при изолированном действии. Иначе говоря, при совместном присутствии малых концентраций ацетона и фенола во вдыхаемом воздухе наблюдается полная суммация их действия на организм.
Для выявления ре-
120
1
110
*100 I
I
§ 90
С*
12 3 4-
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 время наблюдения (в мин)
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 /4 # Время наблюдения (б мин) '
Рис. I. Изменение энергии потенциалов головного мозга у наблюдаемой С. под влиянием вдыхания
смеси ацетона и фенола.
Вверху — височное отведение, левое полушарие- 1 — чистый, воздух; 2 — 0,22 мг/м3 ацетона и 0,0078 мг/м3 фенола; 3 —
0,17 мг/м3 ацетона и 0,0068 мг/м3 фенола. Внизу — височное отведение, правое полушарие. Обозначения те же, что и на рис. 1, а.
зорбтивного действия малых концентраций ацетона и фенола в смеси мы провели хроническую трехмесячную затравку белых крыс-самцов.
Отобранные для эксперимента 48 животных весом от 90 до 110 г были разбиты на 3 группы, по 16 животных в каждой.
При выборе концентраций обоих веществ мы исходили из результатов наших исследований при кратковременном вдыхании смеси ацетона и фенола.
1-я группа животных подвергалась воздействию ацетона и фенола в концентрациях, в 10 раз превышающих максимально недействующую смесь изучаемых веществ при кратковременном вдыхании. В среднем она составляла 1,66 ±0,0215 мг/м3 ацетона и 0,055 ±0,00134 мг/м3 фенола
2-я группа животных вдыхала смесь в концент-
рациях на уровне порого-!: вых при кратковременном действии. В среднем она составлял а 0,174 ± 0,00337 мг/м3 ацетона и 0,0052 0,0000769 мг/м3 фенола; показатель суммарной концентрации в долях был равен 1,04.
3-я группа животных служила контролем.
Животные в течение всего времени затравки и восстановительного периода находились в одинаковых условиях. Чистый воздух и воздух, содержащий ацетон и фенол, подавались в затравочные камеры со скоростью 35 л/м. Содержание ацетона и фенола в камерах контролировалось ежедневно.
Для оценки токсикологического эффекта на протяжении всего эксперимента проводилось наблюдение за общим состоянием, поведением и динамикой веса животных. Симптомов, указывающих на специфическое действие ацетона и фенола, мы не наблюдали.
Для выявления нарушения субординационного влияния коры головного мозга на нервно-мышечный аппарат, сдвигов со стороны фер-
Период восстановления
0,15 -0,10 -
Со <
Период восстановления
ментативно-обменных процессов и других функций организма под действием малых концентраций ацетона и фенола мы исследовали моторную хронаксию мышц-антагонистов, изучали активность холинэстеразы в крови, определяли содержание в моче копропорфирина и некоторых витаминов С, В^ В2, Ы'-метилникотинамид.
Моторная хронаксия мышц-антагонистов исследовалась у 5 крыс 0,20\-каждой группы раз в 10 дней (рис. 2). Из рис. 2 видно, что у крыс ♦ 2-й и 3-й группы наблюдалось нормальное соотношение хронаксии разгибателей и сгибателей. & У животных 1-й группы на 4-й неделе затравки ^ нарушалось правильное соотношение хронаксий. Эти изменения были статистически достоверны (95,5%) и сохранялись до конца затравки. В конце восстановительного периода соотношение хронаксий разгибателей и сгибателей у животных 1-й группы нормализовалось.
Исследование активности холинэстеразы в крови проводилось у 5 крыс каждой группы раз в 15 дней по методике Дж. Флейшер и Е. Поупе в модификации Н. Н. Пушкиной и Н. В. Клим-киной (Н. Н. Пушкина). У крыс 1-й группы наблюдалось статистически
достоверное снижение активности холинэстеразы (рис. 3). Содержание копропорфирина в моче определялось у 5 крыс каждой группы раз в 12 дней по методике М. И. Гусева и Ю. К. Смирнова. Под влиянием ацетона и фенола у животных 1-й группы снижалось количество копропорфирина, выводимого с мочой. Статистически достоверные изменения
наступали на 8-й неделе затравки (рис. 4). К концу восстановительного периода содержание копропорфирина в моче животных 1-й группы продолжало оставаться низким по сравнению со 2-й и 3-й группой.
Содержание в моче витаминов С, Вь В2 и Ы'-метилникотинами-да выявлялось у 5 крыс каждой группы через 12 дней по методике, описанной. Н. Н. Пушкиной. У животных 1-й группы на 5-й неделе затравки была установлена тенденция к снижению витаминов в моче.
Таким образом, хроническая затравка белых крыс смесью, содержащей ацетон (1,659 мг/м3) и фенол (0,0546 мг/м3), вызывает отчетливые сдвиги в моторной хронаксии мышц-антагонистов, активности
о
Ю 20 30 4-0 50 60 70 80 90
Время (в днях)
Рис. 2. Хронаксия мышц-антагонистов у крыс при затравке смесью ацетона и фенола (средние
данные по группам).
/-1-я группа; II — 2-я группа; III—3-я группа (контрольная); 1 — разгибатели; 2 — сгибатели.
холинэстеразы в крови, снижение копропорфирина и некоторых вита минов в моче.
§
I Z60 ^200
| /80
\
Затрата
Период бое-становления
1
i
i
1
i
О
7 22 37 53
P^rsäSI /R flu Г? у)
~71 яб
1
Рис. 3. Влияние смеси ацетона и фенола на активность холинэстеразы в крови у крыс.
/ — 1-я группа; Г/ — 2-я группа; III— 3-я группа
(контрольная).
§£ КЗ
Ш
Затрабка
Период äoccma-нсбле-ния.
\
0,3 ^0,7
%
1
i
О о
9 23 33 4-5 58 Время ( в днях)
70 82
Рис. 4. Влияние смеси ацетона и фенола на суточное выведение копропорфирина с мочой
у крыс.
I — 1-я группа; // — 2-я группа- III—3-я группа (контрольная).
Концентрации ацетона на уровне 0,1735 мг/м3 и фенола на уровне 0,00516 мг/мг в смеси (показатель суммарной концентрации, выраженной в долях от предельно допустимой каждого ингредиента при изолированном действии, 1,04) оказались недействующими и в условиях хронического эксперимента.
Выводы
1. Вдыхание смеси ацетона и фенола при изучении их обонятельного ощущения и рефлекторного действия на световую чувствительность глаза и энергию потенциалов головного мозга вызывает сум-мацию эффектов влияния каждого из изученных веществ.
2. Пороги действия смеси ацетона и фенола лежат на уровне концентраций, составляющих в сумме 1,0 пороговых величин для каждого из них.
3. При совместном присутствии в атмосферном воздухе ацетона и фенола их суммарная разовая концентрация, выраженная в долях предельно допустимой концентрации, для каждого из них при изолированном действии не должна превышать 1,0.
4. Среднесуточная предельно допустимая концентрация ацетона и фенола при их совместном присутствии в атмосферном воздухе рекомендуется на одном уровне с максимальной разовой..
ЛИТЕРАТУРА
Кулаков А. Е. Гиг. и сан., 1964, № 4, стр. 8. — Пушкина Н. Н. Биохимические методы исследования. М., 1963. — Семененко А. Д., Балашев Б. Н., Арзамасцев Е. В. и др. Тезисы докл. Всесоюзн. конференции по вопросам гигиены воды и охраны водоемов. М., 1963, стр. 33.
Поступила 11/1 1965 г.
THE JOINT ACTION OF SMALL CONCENTRATIONS OF ACETONE AND PHENOL
IN THE ATMOSPHERE ON MAN
U. G. Pogosyan
The paper contains the results of and experimental study on the effect of phenol and acetone, when jointly present in the inhaled air. A study of the refliex effect of micro-concentrations of acetone and phenol on human body (olfactory organ, light sensitive of eyes electric cerebral activity) revealed a complete summation of their effects. In order to investigate the resorptive action of a mixture of acetone and phenol, a three-month long chronic poisoning test was undertaken. In the course of all the experiments the author observed the general state, the behavior and the weight kinetics of the experimental animals, investigated the motor chronaxy of the muscle-antagonists and the activity of the blood cholinesterase and determined the content of coproporhyrin and that of certain vitamins (С, Bb B2, and N — methylnicotinamide) in the urine.
Concentrations of acetone and phenol, ten times greater than the recommended one-time maximum permissible concentration of acetone and phenol in combination, causes shifts in the motorchronaxy of muscle-antagonists, in cholinesterase activity and a rise in the content of coproporphyrin and certain vitamins in the urine. Concentrations-of the mixture on the level of the recommended maximum permissible one-time concentration proved to be ineffective.
The one-time maximum permissible concentration of phenol and acetone in the atmosphere expressed in amounts of permissible concentration for each substance when present separately should not exceed 1.0. The daily average maximum permissible concentration of acetone and phenol, when jointly present in the air, is recommended to be on the level of the one-time maximum concentration.
УДК 614.777 : [628.394 : 661.718.1Г
К ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АЦЕТОФОСА И МЕТИЛАЦЕТОФОСА
В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
А. А. Королев
Кафедра коммунальной гигиены I Московского ордена Ленина медицинского
института им. И. М. Сеченова
Ацетофос (О^О-диэтил-Б-карбэтоксиметилтиофосфат) и метилаце-тофос (0,0-метил-5-карбэтоксиметилтиофосфат) представляют собой подвижные светло-желтые жидкости, обладающие резким специфическим запахом, удельного веса соответственно 1,184 и 1,250. В отличие
от других фосфорорганических инсектицидов они хорошо растворимы в воде.
Являясь эффективными контактными инсектицидами, ацетофос (АФ) и метилацетофос (МАФ) не уступают по силе своего действия на насекомых тиофосу и ДДТ (С. А. Рославцева и соавторы). Производство АФ и МАФ связано с образованием сточных вод — примерно 1 ж3 на 1 г продукта, спуск которых в водоем требует определенной регламентации. .
Нами были проведены комплексные экспериментальные исследования с целью гигиенического обоснования предельно допустимой концентрации АФ и МАФ в воде водоемов по общепринятой схеме (С. Н. Черкинский).
