CC BY
19УДК 615.9:662.749.3
Л.М.Соседова1, Е.П.Лемешевская2, Н.И.Павлова3, В.В.Бенеманский1, Г.Д.Хомуев1, В.В.Ильина1, Н.Л.Якимова1
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ И ОПАСНОСТИ
АНТИСЕПТИКОВ (МАСЛО КАМЕННОУГОЛЬНОЕ И «ЖТК»), ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ПРОПИТКИ ШПАЛ
Ангарский филиал НИИ медицины труда и экологии человека ГУНЦ МЭ ВСНЦ СО РАМН, Ангарск 2Иркутский государственный медицинский университет 3Восточно-Сибирский филиал ФГУЗ «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии по железнодорожному транспорту», Иркутск
Дана сравнительная оценка токсичности и опасности антисептиков на основе каменноугольного масла и нефтяных отходов (ЖТК), применяемых для пропитки шпал. Образцы каменноугольного масла по параметрам токсичности и опасности относятся к III и IV классу опасности, а антисептик ЖТК — к IV классу опасности. Исследованные образцы антисептиков обладают слабо выраженным раздражающим действием на слизистую глаза и кожные покровы, а также оказывают слабо выраженное сенсибилизирующее действие.
Ключевые слова: каменноугольное масло, ЖТК, шпалопропитка, антисептики, токсичность.
Введение. Ежегодно в России около семи миллионов шпал и четырех тысяч комплектов брусьев для стрелочных переводов пропитываются каменноугольным маслом, имеющим сложный многокомпонентный состав и обладающим резким, неприятным и стойким запахом. В результате пропитки шпал антисептиком срок эксплуатации изделий продлевается до 20 лет [1, 2, 3]. В 1998 г. специалистами Уфимского государственного нефтяного технического университета совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта были разработаны рецептура и технология опытного производства нового нефтяного антисептика типа ЖТК с улучшенными экологическими, технологическими и эксплуатационными свойствами. За 14 месяцев тринадцатью шпалопропиточными заводами РФ антисептиком ЖТК было обработано более 7,5 миллионов шпал.
На территории Восточной Сибири работает шпалопропиточный завод в г. Тайшете (ТШПЗ), на котором до 2002 г. в качестве антисептика применяли масло каменноугольное. С февраля 2002 г. стали использовать для пропитки шпал антисептик ЖТК.
Исследования токсического действия антисептика ЖТК проводили на образцах, выпускаемых опытным производством, согласно которых изучаемый препарат относится к IV классу опас-
ности. Сведения о токсических свойствах образцов масла каменноугольного и ЖТК, выпускаемых промышленным способом и используемых в технологической цепи обработки шпал, отсутствовали. Вместе с тем, у работающих на ТШПЗ наблюдались явления раздражения верхних дыхательных путей, дерматит, головная боль, повышенная утомляемость. В связи с этим, представлялось целесообразным провести сравнительную оценку степени токсичности и опасности, производственных образцов масла каменноугольного и антисептика ЖТК, применяемых на предприятии ТШПЗ.
Материалы и методы исследования. В технологии обработки шпал на Тайшетском шпало-пропиточном заводе использовались три образца каменноугольного масла, а с 2002 г. и 4-ый — антисептик ЖТК: образец № 1 — масло каменноугольное из хранилища — полутвердое вещество черного цвета с резким запахом нафталина и крезолов; образец № 2 — масло каменноугольное смешанное — сметанообразное вещество черного цвета с резким специфическим запахом; образец № 3 — масло каменноугольное из парового насоса в цехе пропитки — маслосодер-жащая жидкость черного цвета с резким специфическим запахом; образец № 4 — антисептик ЖТК — жидкость темно-коричневого цвета с умеренным специфическим запахом нефтяного масла.
Каменноугольное масло, в соответствии с ГОСТ 2770—74 «Масло каменноугольное для пропитки древесины», и ЖТК, в соответствии с ТУ 0238—125—001148636, представляют собой многокомпонентные смеси ароматических углеводородов, содержащие следующие основные компоненты (в %):
Группа веществ или отдельные компоненты Масло каменноугольное (образец № 3) ЖТК
Углеводороды парафи-нонафтеновые до 14 20,8
Углеводороды ароматические в том числе: - бенз)а)пирен - пирен -антрацен до 38 77,8
0,3 0,03
3,3-1,5 2,6
7,6-3,5 7,8
Вода до 52 не более 0,5
При определении параметров острой токсичности образцов масла каменноугольного и антисептика ЖТК, а также видовой чувствительности животных были испытаны дозы: 1, 3, 5, 7, 10, 12,14 г/кг массы тела. Изучаемые препараты на очищенном растительном масле вводили вну-трижелудочно. Опыты по определению параметров токсичности были проведены на двух видах животных — белых мышах и крысах. На каждую дозу было использовано по 6 экспериментальных животных. Среднесмертельную дозу рассчитывали по методу Литчфилда и Уилкоксона.
Возможность острого токсического действия образцов каменноугольной смолы была испытана также при ингаляционном пути поступления. В затравочные камеры объёмом 200 л при одинаковых условиях подавали паровоздушную смесь, получаемую от образцов антисептиков в условиях подогрева их на водяной бане (90°С) и сдува потоком воздуха со скоростью 10 л/мин. Животные подвергались однократному ингаляционному воздействию в течение 4-х часов. Расчётные концентрации изучаемых веществ в камерах составили: образец № 1 — 4,8 г/м3, № 2 — 3,19 г/м3 и № 3 — 14,6 г/м3. Оценку воздействия паров масла каменноугольного проводили путем изучения следующих показателей: суммация подпорого-вых импульсов — СПП [4], содержание в крови малонового диальдегида (МДА), гидроперекисей липидов (ГПЛ), диеновых коньюгатов (ДК), активность пероксидазы и каталазы [5, 6, 7], в печени гистохимическими методами оценивали активность сукцинатдегидрогеназы (СДГ), ще-
лочной фосфатазы (ЩФ), содержание гликогена и липидов [8, 9].
Раздражающее действие антисептиков на слизистые глаз изучали на кроликах, которым в конъюнктивальный мешок вносили по 50 мг изучаемого вещества [12]. Наблюдение проводили в течение 2-х недель, отмечая реакцию со стороны глаз через 1 час после 4-часовой экспозиции, в первые сутки и далее в течение 14 дней.
Местное раздражающее действие исследуемых образцов антисептиков в нативном виде и в разведении 1:1 в растительном масле изучали на белых крысах при пятикратных воздействиях на кожу [10,11]. На правом боку освобождали от шерсти участок кожи 4х4 см2 и на четыре часа наносили 20 мг/см2 соответствующего антисептика. Группе животных, служившей контролем, наносили растительное масло. Повязку фиксировали трубчатым бинтом во избежание слизы-вания животными испытуемого вещества. После 4-часовой экспозиции подвергавшийся воздействию участок кожи тщательно промывали теплой водой с мылом и просушивали ватно-марлевым тампоном. Обследование животных проводили визуально и с помощью измерения толщины кожной складки микрометром типа ТР—1—10 до и после опыта, а также спустя пять суток.
Учитывая, что каменноугольное масло и антисептик ЖТК представляют собой сложный, маслянистый продукт, сенсибилизирующее действие изучали методом многократных эпикутан-ных аппликаций [12]. Для этого морским свинкам светлой масти массой 250—300 г в течение 10 дней на выстриженный участок кожи боковой поверхности туловища размером 5х5 см2 наносили 0,3 мл изучаемого препарата, распределяя его глазной лопаточкой по поверхности окошка. Выявление сенсибилизации проводили через 1 сутки после последней аппликации. Для этого на выстриженном участке противоположной боковой поверхности туловища ставили кожные пробы, нанося 1 каплю неразведенного антисептика. Реакцию учитывали через 24 ч по развитию эритемы и отека кожи в месте постановки аллергической кожной пробы. В предварительных опытах было установлено, что однократное нанесение 1 капли испытуемого вещества не вызывает через 24 ч каких-либо видимых изменений со стороны кожных покровов. У части животных проводили аллерготестирование in vitro с постановкой реакции специфического лизиса лейкоцитов (РСЛЛ) и показателя повреждения нейтрофилов (ППН).
Таблица 1
Биохимические показатели крови крыс после ингаляционного воздействия антисептиков
Изучаемые показатели Группа животных
контроль образец № 1 образец № 2 образец № 3
МДА(мкмоль/л) 1,15+0,07 2,19+0,11* 2,41+0,1* 1,76+0,07*
ГПЛ (усл.ед.) 2,23+0,07 2,61+0,07* 3,15+0,08* 2,82+0,76*
ДК (усл. ед.) 0,48+0,05 0,48+0,08 1,0+0,11* 0,78+0,12*
Пероксидаза (индигокармин мкмоль/мин/л) 304+28 249+17 288+22 290+12
Каталаза 7,25+1,0 5,05+0,5* 5,49+0,19 5,39+*0,55
Примечание: * — здесь и далее изменения значимые при р ^ 0,05
В общей сложности при проведении эксперимента было использовано 276 белых крыс массой 240—260 г, 36 мышей массой 18—20 г, 46 морских свинок и 15 кроликов, содержащихся в стандартных условиях вивария при естественном освещении, свободном доступе к воде и пище. Животных забивали в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», утвержденных МЗ РФ.
Результаты и обсуждение. Как следует из полученных результатов исследований в острых опытах при внутрижелудочном введении образцов № 1, № 2 и № 3 масла каменноугольного параметры острой токсичности ^Ь50) составили соответственно: > 5,0, 5,6 и 3,6 г/кг для крыс самцов. DL50 антисептика ЖТК для крыс самок оказалась на уровне 8,4 г/кг, а для мышей самок — 10,0 г/кг массы тела. Полученные величины параметров токсичности антисептика ЖТК характеризуют его как вещество, обладающее одинаковой степенью токсичности для испытанных видов лабораторных животных.
Клиническая картина острого отравления при внутрижелудочном поступлении испытуе-
мых образцов характеризовалась усилением активности при введении малых доз и угнетённым состоянием при введении больших доз. При введении смертельных доз наблюдали снижение двигательной активности экспериментальных животных, вялость, пониженную реакцию на внешние раздражители. Дыхание становилось поверхностным и учащенным. Крысы и мыши отказывались от пищи и питья. На носу, возле глаз появлялись мелкоточечные кровоизлияния. Гибель опытных животных регистрировалась в течение вторых и третьих суток, но встречалась и отсроченная — на седьмые, восьмые и девятые сутки. Ее причина, по-видимому, связана с гемодинамическими нарушениями. При вскрытии павших и выживших животных макроскопическое обследование показало: печень темно-вишневого цвета, вздутие желудка, очаги кровоизлияния в легких, полнокровие поверхностных сосудов головного мозга.
При ингаляционном воздействии образцами антисептиков № 1, № 2 и № 3 поведение белых крыс, помещённых в затравочные камеры, было однотипным. В начале затравки животные выглядели возбуждёнными, а в дальнейшем -мало-
Таблица 2
Толщина кожной складки после аппликаций антисептиков на кожу крыс
Образец Доза, мг/см2 Величина кожной складки, мм
исходная величина после однократной экспозиции после пятикратной экспозиции
№ 1 20 1,54+0,09 1,72+0,12 -
№ 2 20 1,61+0,12 1,81+0,11 -
№ 3 20 1,56+0,07 1,96+0,1* -
Контроль 1 - 1,59+0,10 1,61+0,12 -
ЖТК (нативный) 20 2,21+0,04 2,23+0,06 2,92+0,06*
ЖТК(50%) 10 2,33+0,05 2,43+0,05 2,72+0,02*
Контроль 2 - 2,20+0,05 2,25+0,04 2,36+0,02
Примечание: * — изменения значимые при р ^ 0,05. Контроль 1 — для образцов каменноугольной смолы, контроль 2 — для ЖТК
подвижными. У части белых крыс отмечали слизистые выделения из носа, что свидетельствовало о выраженном раздражающем эффекте паров антисептиков на слизистые верхних дыхательных путей. Гибели животных во время проведения затравки не отмечено. Обследование сразу после окончания ингаляционного воздействия выявило увеличение времени суммации подпо-роговых импульсов у животных, вдыхавших пары образца № 1 (7,6±0,4 при 6,1+0,3 в контроле). Об усилении процессов пероксидации свидетельствовало достоверно значимое возрастание содержания МДА и ГП, а при воздействии образца № 2 и ДК. Активность пероксидазы и каталазы имела тенденцию к снижению, достоверно значимо изменяясь лишь при воздействии образца № 1 (табл. 1). Гистохимическое исследование выявило в печени снижение содержания гликогена (образец № 3) и отсутствие изменений активности СДГ, ЩФ и содержания липидов.
При изучении воздействия антисептиков на слизистую глаза кроликов установлено, что в первые часы наблюдения развивалась гиперемия слизистых у отдельных особей и отёк век, слезотечение, которое обильно увлажняло кожу век. Через двое суток после воздействия сохранялась гиперемия, слезотечение уменьшилось. Спустя четверо суток явления раздражения со стороны слизистых глаз и век нормализовались. Проявления раздражающего действия на слизистую глаза были более выраженными при воздействии каменноугольной смолы, и его можно было оценить как умеренно выраженное, а при воздействии ЖТК, как слабо выраженное.
Как показали результаты обследования после однократной аппликации на кожу образцов каменноугольного масла видимой реакции не выявлено. Наблюдалось лишь достоверное утолщение кожной складки при нанесении образца каменноугольного масла № 3 (табл. 2). После пятикратной аппликации образца № 3 отмечались слабая (розовая) эритема и в последующем шелушение эпидермиса в течение 10 дней. Однократная аппликация на кожу ЖТК в нативном и 50% растворе (растительное масло) вызывала у белых крыс развитие слабой эритемы. После пятикратной экспозиции нативного образца антисептика ЖТК происходило увеличение толщины кожной складки в среднем на 0,61 мм, что соответствует умеренному по интенсивности отеку. Раздражающее действие характеризовалось появлением эритемы от слаборозового до розово-красного фона, подкожными кровоизлияниями, шелушением. Пятикратное нанесение 50% раст-
вора антисептика ЖТК вызывало увеличение толщины кожной складки в среднем на 0,34 мм. В контроле видимых изменений не было.
Анализ местного раздражающего действия антисептиков на неповреждённую кожу показал отсутствие данного эффекта при однократной 4-часовой аппликации образцов № 1, № 2, слабовыраженное раздражающее действие при однократной аппликации образца № 3 и ЖТК. Результаты, полученные при пятикратных аппликациях на кожу животных, позволяют отнести изучаемые образцы каменноугольного масла № 3 и антисептика ЖТК по выраженности действия к I классу (слабораздражающее действие).
Способность антисептиков вызывать сенсибилизирующий эффект при многократной накожной аппликации оценивали по результатам накожных аллергических проб [14]. Видимых реакций у морских свинок, сенсибилизированных каменноугольным маслом, не выявлено. Однако при проведении специфических клеточных реакций (РСЛЛ и ППН) у части животных наблюдались положительные тесты аллергодиагности-ки in vitro, свидетельствующие о развитии слабо выраженной сенсибилизации.
При нанесения антисептика ЖТК установлено, что, начиная с 3 суток, вначале у двух морских свинок появилась незначительная эритема, затем к пятым суткам нанесения препарата еще у двух животных присоединились расчесы, огрубение кожи в месте накожных аппликаций. К десятой аппликации практически у всех морских свинок наблюдали резко выраженную эритему кожи, у 2 из 6 животных - облысение кожи в месте нанесения антисептика и на соседних участках кожного покрова и образование струпьев. При оценке результатов кожных аллергических проб установлено, что через 24 ч у 4 из 6 морских свинок наблюдалась эритема, у одной морской свинки появились расчесы, у двух повышалась температура кожи в месте постановки аллергической пробы. Несмотря на то, что в среднем по группе не зарегистрировано достоверных изменений по величине отека кожи, у четырех морских свинок выявлено утолщение кожной складки после постановки аллергических проб: толщина кожной складки, замеряемой микрометром до проведения аллергической пробы составляла 2,29+0,04 мм, а после проведения соответственно 2,46+0,09 мм.
Таким образом, многократное нанесение накожных аппликаций антисептика ЖТК (натив-ный препарат) вызывает развитие у морских свинок дерматита, характеризующегося гиперемией
кожных покровов, участками облысения и образованием струпьев. Одновременно с этим, изучаемый препарат обладает сенсибилизирующими свойствами, вызывая развитие контактной аллергии у 4 из 6 морских свинок, подтверждением чему служит развитие эритемы, отека кожи и повышение температуры в месте постановки аллергических проб, учитываемых через 24 ч.
Заключение. Анализ полученных результатов позволил заключить, что образцы № 1 и № 2 каменноугольного масла и жидкости ЖТК, применяемые для пропитки шпал в качестве антисептиков и представляющие собой сложные многокомпонентные вещества, оцениваются, как малоопасные — IV класс опасности, а образец № 3 как умеренно опасное вещество — III класс опасности. Антисептик на основе каменноугольного масла обладает умеренно выраженным действием на слизистую глаза, в связи с чем даже кратковременный контакт со слизистой оболочкой может вызвать местный раздражающий эффект. Жидкость ЖТК наряду со слабым раздражающим действием на слизистую глаза, способна при повторном воздействии на кожные покровы у особо чувствительных лиц провоцировать развитие дерматита и контактной аллергии. Сенсибилизирующие свойства у каменноугольного масла выражены слабо. В то же время, при многократном ингаляционном поступлении паров каменноугольного масла могут возникнуть явления раздражения слизистых верхних дыхательных путей и проявления общего резорбтивного действия, обусловленные нарушениями в системе перекисного окисления липидов и антиокси-дантной защиты.
Список литературы
1. Боярчук И.Ф. Гигиеническая характеристика условий труда в закрытых цехах переработки грузов // Гигиена, физиология и эпидемиология на железнодорожном транспорте. Труды итоговой
конференции 1970—1972. - С. 58-60.
2. Голубков В.В. Механизация погрузочно-разгрузочных работ и грузовые устройства. - М.: Транспорт, 1974. - 365 с.
3. Прохоров А.А. Охрана труда при перевозке химических грузов железнодорожным транспортом. - М.: Транспорт, 1975. - 357с.
4. Марцонь Л.В. К вопросу изучения поведенческих реакций крыс в гигиенических исследованиях //Гигиена и санитария, 1980. - № 7. - С. 46-47.
5. Гончаренко М.С., Латинова А.М. Метод оценки перекисного окисления липидов // Лаб. дело, 1985. - № 1. - С. 60-61.
6. Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И. Спектро-фотометрическое определение содержания гидроперекисей липидов в плазме крови // Лаб. дело, 1983. - № 3. - С. 33-35.
7. Биохимические исследования в токсикологическом эксперименте / Под ред. М.Ф.Савченкова и В.М.Прусакова. - Иркутск, 1990. - С. 110-114.
8. Пирс Э. Гистохимия. - М., 1962. - 962 с.
9. Меркулов Г.А. Курс патологогистологической техникию. - М.: Медицина, 1969. - С. 116-119.
10. К постановке исследований по изучению раздражающих свойств и обоснований предельно допустимых концентраций избирательно действующих раздражающих веществ в воздухе рабочей зоны. Методические указания. - М.: МЗ СССР, 1980.
11. Оценка воздействия вредных химических соединений на кожные покровы и обоснование предельно допустимых уровней загрязнения кожи. Методические указания. - М.: МЗ СССР, 1980.
12. Требование к постановке экспериментальных исследований по обоснованию предельно допустимых концентраций промышленных химических аллергенов в воздухе рабочей зоны и атмосферы. Методические указания. - М., 1996.
Материал поступил в редакцию 19.12.06.
L.M.Sosedova1, Ye.P. Lemeshevskaya2, N.I.Pavlova3, V.V.Benemanskiy1, G.D.Khomuyev1, V.V.Ilyina1, N.L.Yakimova1
COMPARATIVE ASSESSMENT OF TOXICITY AND HAZARD OF ANTISEPTICS USED FOR IMPREGNATION OF RAILWAY TIES
1Angarsk Branch, Research Institute of Occupational Health and Human Ecology, Scientific Center for Medical Ecology, East-Siberian Scientific Center of the Russian Academy of Medical Sciences 2Irkutsk State Medical University 3Federal Hygiene and Epidemiological Center for Railway Transport, East Siberian Branch, Irkutsk
It is presented a comparative assessment of toxicity and hazard of a coal oil-based and petroleum residues-based antiseptics used for impregnation of railway ties. Coal oil samples are referred to hazard classes III and IV and petroleum residues-based antiseptics is referred to hazard class IV. Antiseptics samples investigated have slightly expressed irritating effect on eye mucous and skin and produce a slightly expressed sensitization effect as well.
