CC BY
7
лезни сугубо биологичен, то этиология заболеваний комплексна (с точки зрения форм движения материи, патогенно воздействующих на организм). Отсюда, видимо, следует, что так называемые социальные болезни — понятие условное и не очень точное, ибо со строго научной, диалектической точки зрения все болезни в плане этиологии (одни в большей степени, другие в меньшей) социальны, а в плане патогенеза все без исключения болезни биологичны. Выделение какой-то особой группы «социальных болезней» методологически мало оправдано.
Сказанное нисколько не преуменьшает роли социальных факторов в возникновении заболеваний, влияния этих факторов на течение заболеваний (сюда включаются и психогенные факторы), на их распространенность в обществе, на величину смертности и т. д. Наоборот, диалектика соотношения форм движения материн (социальной и биологической) требует такого подхода к заболеваниям человеческого организма, при котором социальным факторам отводится значительная детерминирующая роль. Более того, вытекающая из диалектики трудовая теория антропогенеза, разработанная Ф. Энгельсом, дает ключ к пониманию эволюции болезней человека.
Учение Ф. Энгельса о диалектике соотношений форм движения материи ныне лежит в основе разработки классификации естественных и медицинских наук. Учение о формах движения материи является крупнейшим научным открытием Ф. Энгельса. Это учение является исходным пунктом в развитии многих проблем современного теоретического естествознания и медицинской науки.
Материалистическая диалектика не есть логическая система, чуждая естествознанию. В ней отражен богатый опыт теоретического освоения мира, в том числе и опыт естественнонаучного познания. Материалистическая диалектика Ф. Энгельса представляет собой аналог и тем самым единственно научный всеобщий, философский метод познания.
Еще в 1844 г., характеризуя естествознание XVIII века, Ф.Энгельс указывал, что тогда «науки приблизились к своему завершению, т. е. сомкнулись, с одной стороны, с философией, с другой — с практикой»1. В нашу эпоху бурных революционных преобразований в естествознании, процесс диалектизации наук о природе и наук о человеке, иначе говоря, осуществление процесса «смыкания» этих наук с философией марксизма идет во все нарастающих темпах. Надежным маяком на этом пути являются, труды Ф.*Энгельса по диалектике природы.
Поступила 17/УШ 1970 г.
УДК 614.777:[б15.277.4:547.53-
СТАБИЛЬНОСТЬ КАНЦЕРОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДОВ ЕЕ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ
А. П. Ильницкий, К. П. Ершова, А. Я- Хесина, Л. Г. Рожкова, В. Г. Клубков, А. А. Королев
Институт экспериментальной и клинической онкологии АМН СССР, Москва, Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва, I Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова
Одним из факторов, определяющих уровень онкологической заболеваемости населения, считается загрязнение внешней среды канцерогенными веществами. В числе их в первую очередь следует назвать канцерогенные полициклическне ароматические углеводы (ПАУ), являющиеся, по-видимому, наиболее распространенными в окружающей человека среде канцерогенными соединениями.
1 К. М а р к с и Ф. Э н г е л ь с. Сочинения, т. 1, с. 599.
он
Бенз(а)пирен (БП) — по старой номенклатуре 3,4-бензпирен — рассматривается большинством исследователей как санитарно-показательное для группы канцерогенных углеводородов. Он стоек во внешней среде и обладает сильным бластомогенным действием. В настоящей статье рассматриваются стабильность канцерогенных ПАУ, поступивших в водоем, и факторы, влияющие на нее, а также эффективность некоторых методов обезвреживания канцерогенных углеводородов, присутствующих в воде.
Методика изучения стабильности БП в воде заключалась в следующем. Первый вариант опытов: при исходной концентрации БП 10 мкг/л в колбу объемом 250 мл наливали 1 мл ацетонового раствора БП, содержащего 2 мкг последнего. После испарения ацетона добавляли 200 мл водопроводной воды или воды, взятой из пруда, содержимое колб тщательно перемешивали. Колбы ставили в затемненное место. По истечении срока контакта в колбы добавляли перегнанный бензол, которым и производили дробную экстракцию (по 25 мл 2 раза). Второй вариант опытов: при исходной концентрации БП около 0,01 мкг/л в 10-литровую банку наливали 10 мл ацетонового раствора БГ1 в концентрации 0,01 мкг/мл, затем банку заполняли водой и содержимое тщательно перемешивали. В контрольные сроки отбирали по 0,5 л воды, которую экстрагировали перегнанным бензолом в делительной воронке. При изучении влияния марганцовокислого калия и рН на стабильность БП в воду добавляли соответствующие реактивы. В остальном методика изучения стабильности БП оставалась прежней (см. второй вариант опытов). Исходная концентрация БП составляла 0,006— 0,014 мкг/л.
Количественное определение БП производили спектральнофлюоресцент-ным методом с использованием эффекта Шпольского (в замороженных при —196° кристаллических растворах). Регистрацию спектров проводили на •спектрографе ИСП-51 с фотоэлектрической приставкой ФЭП-1. Была использована модификация метода, предложенная А. Я. Хесиной (1964). Количественное определение взятых в эксперимент ПАУ производили также спектрально-флюоресцентным методом при температуре жидкого азота по специально разработанным методикам (Г. Е. Федосеева и А. Я. Хесина).
Для изучения динамики разрушения УФ лучами БП, находящегося в водном растворе, брали лампу БУВ-30 (расстояние от источника облучения до поверхности раствора 10сл<). Для изучения сравнительной устойчивости БП и кишечной палочки к действию УФ излучения использовали лампу БУВ-15 (облучение производили с расстояния 40 см). Время облучения в первом случае составляло 2,5, 5, 15 и 30 мин., а во втором — 30 , 60 и 120 сек. С учетом каждого комплекса условий проиедено 4—5 серий опытов. Во всех случаях пробы воды с БП подвергали дробной экстракции перегнанным бензолом (по 25 мл 2 раза) в делительных воронках.
Обработку воды -у-лучами производили на экспериментальном облучателе (ЭГО-4). Применены дозы уоблучения, равные 50 000, ЮОООО и 300 000 р. Облучали раствор БП в октане (концентрация 2 мкг/мл).
Влияние кипячения на стабильность БП в воде изучали следующим образом. В литровую колбу наливали воду, имеющую рН в пределах 2,7—11,0 и содержащую БП в количестве от 0,0002 до 0,002 мкг/л. Время кипячения составляло 60 мин. Экстракцию производили перегнанным бензолом.
Изучение стабильности БП в воде позволило установить, что это соединение в случае его поступления в водоем способно длительное время сохранять свою активность. Проведенные в разное время эксперименты с водой из водопровода и пруда показали, что при исходной концентрации БП, равной 10 мкг/л, неразрушенный БП еще определялся через 35—40 дней после начала эксперимента, когда оставалось 5—20% его исходного количества (табл. 1).
При концентрации БП 10 мкг/л в первые несколько дней разрушалось лишь 10—15% исходного количества, при начальной концентрации соеди-
Таблица 1
Изучение стабильности БП в водопроводной воде и воде из пруда (средние результаты
3—4 серий опытов)
Вода Содержание БП в контроле Содержание БП после экспозиции п
5 дней 10 — 15 дней 30—35 дней 45 дней
мкг % мкг к мкг % мкг к мкг %
Водопроводная Из пруда 2,0 2,0 100 100 1,74 87 0,26 1,07 13 54 0,094 0,57 5 28 0,35 17,0
нения 0,01 мкг/л уже к концу первых суток разрушалось около половины БП. Присутствие в воде некоторых веществ ускоряет разрушение канцерогенных углеводородов и, в частности, БП. Так, в 0,02 н. растворе марганцовокислого калия БП разрушался несколько быстрее, чем в чистой водопроводной воде: через 16 дней в первом случае БП (исходная концентрация около 0,01 мкг/л) разрушился полностью, во втором осталось неразрушенным около 10% вещества.
В кислой среде (рН 2,7) БП разрушается быстрее, чем в щелочной (рН 11,6) и нейтральной (рН 6,2), но в пределах 47—77%.
Стабильность БП в воде и способность его растворяться в ней (до концентрации 0,01—0,1 мкг/л) обусловливают распространение этого вещества и других канцерогенных углеводородов на большие расстояния от источника загрязнения. На дальность распространения канцерогенных углеводородов может влиять присутствие в воде некоторых химических веществ, способствующих растворению этих углеводородов в воде. Такими веществами могут быть, например, поверхностноактивные вещества (ПАВ), которые в концентрации 10—50 мг/л способны, по нашим данным, увеличивать растворимость БП в воде в 2—10 раз.
В связи с этим актуальным представляется и изучение эффективности различных методов улучшения качества воды с точки зрения их декан-церогенизующей способности. Частично один из авторов настоящей статьи (А. П. Ильницкий) уже рассматривал этот вопрос ранее; разберем другие его аспекты.
Одним из применяемых сейчас методов обеззараживания воды является облучение ее УФ лучами. Однако действию УФ излучения на канцерогенные углеводороды, главным образом БП, посвящены лишь единичные работы (ВогпеГГ и Кпегг; Л\азис1а и Ки^эипе, и др.). Изучение сравнительной устойчивости ряда ПАУ к действию УФ излучения показало, что они включают соединения, обладающие различной стойкостью по отношению к этому агенту (табл. 2).
Как в опытах по изучению сравнительной устойчивости ПАУ в отношении озона (А. П. Ильницкий и соавт.), наиболее стабильным оказался БП, наименее стабильным — 7,12-диметил-бенз(а)антрацен. Полученные результаты согласуются с данными других исследователей, свидетельствующими о большей устойчивости БП к инактивирующему действию раз-
Таблица 2
Сравнительная устойчивость некоторых ПАУ к действию УФ излучения и озона
Концентрация не-
разрушенных
углеводородов
(в «) после
Углеводороды1
60 мин. 1 мин.
облучения озони-
УФ луча- рова-
ми ния *
БП......... 95 39
Пнрен....... 83 15
Дибенз(а, (^антра-
цен ....... 83 3,6
Перилен...... 81 —
Бенз(а)антрацен 68 4,5
1,12-Бензпирнлсн 45 —
7,12-Диметилбенз(а)- 11 0
антрацен .....
1 Наименование углеводородов дается по новой номенклатуре.
2 См. А. П. Ильницкий и соавт.
личных агентов и, в частности, УФ излучению по сравнению с другими углеводородами (КиЫвипе и Н1'гоЬа1е, и др.).
Проведен ряд исследований с целью определить эффективность УФ облучения в условиях, приближающихся к реально существующим в водопроводной практике. В качестве источника облучения взята лампа БУВ-30 и значительно сокращено время экспозиции (до 21/2—30 мин.). В эксперименте использован водный раствор БП в концентрации, во много раз уменьшенной по сравнению с той, что была использована в описанных выше опытах и соответствовала концентрациям, встречающимся в реальных условиях (0,002—0,02 мкг/л). Эксперименты показали, что при указанных условиях УФ излучение может оказаться довольно эффективным (табл. 3). После 2,5-минутного облучения разрушалось от 60 до 80% БП, взятого в исходной концентрации 0,002—0,02 мкг/л, после 15-минутного облучения— до 80—90%. Статистически достоверное уменьшение концентрации БП начиналось после 5-минутного облучения.
Таблица 3
Динамика разрушения БП, находящегося в водном растворе, под действием УФ излучения (в мкг!л\ Р=0,05)
Исходное содержание БП Количество БП после облучения в течение
№ серии Число опытов 2>/, мин. 5 мин. 15 мин.
I 11 5 4 0,02 0,002 0,0018± 0,001 0,0002ч-0,0008 0,0009 ± 0.00055 0,0002-н 0,0009 0,0006± 0,0005 0,0003± 0,00009
Далее сделана попытка определить, возможно ли по бактериологическим показателям судить о степени безопасности (с онкологической точки зрения) воды, прошедшей обработку УФ излучением 1. В этих опытах, кроме раствора БП (концентрация 0,002—0,003 мкг/л), облучалась также взЕесь кишечной палочки (концентрация 26 000—40 000 микробных тел в 1 мл). После 2 мин. облучения (источник — лампа БУВ-15, интенсивность облучения 354 эрг/мм'2/мин) кишечная палочка погибала полностью. В то же время оставалось 92% неразрушенного БП. Таким образом, благополучная по бактериологическим показателям вода, прошедшая обеззараживание УФ облучением, может содержать канцерогенные углеводороды. Столь же значительной была разница в эффективности действия на кишечную палочку и БП у-облучения. Правда, примененные концентрации БП <2 мкг/мл) были довольно высоки — в реальных условиях в водоемах встречаются значительно более низкие концентрации этого Еещества.
Значительный эффект был достигнут при озонировании воды, содержащей растворенный БП (исходная концентрация 2,5 -Ю-7 г/л). После Змин. барботирования озо-
но-кислородной смеси и Таблица 4
30 мин. контакта при остаточном озоне 0,5 мг/л оставалось неразрушенным 17% БП, а при остаточном озоне 1 мг/л — лишь 3% БП. Параллельно с опытами по озонированию воды, содержащей БП, ставились эксперименты с целью изучения эффективности хлорирования водного раствора
Влияние 60-минутного кипячения на БП, растворенный в воде с различным значением рН
Концентрация БП (в мкг/л)
рН воды Число опытов исходная после кипячения
2,7 3,0 6,3 11,0 4 3 4 4 0,001 0,0002 0,002 0,002 0, 0, 0, 0,0002 0, 0. 0 0, 0, 0,0002 . 0,0002 0, 0, 0,00095, 0,0002
1 В этих экспериментах, а также в опытах И. И. Корнев и А. М. Скидальская.
с -у-излучением принимали участие
БП (исходная концентрация 1 - Ю-7 г/л). После 30 мин. контакта при остаточном хлоре 0,5 мг/л оставалось неразрушенным 81 % БП, при остаточном хлоре 1 ,иг/л — 76%. Таким образом, озонирование оказалось гораздо эффективнее хлорирования. Если сравнить эффективность озонирования и УФ облучения, то и здесь преимущество будет на стороне первого.
Как известно, очищенная на водопроводной станции вода поступает к потребителю, где она может использоваться для питьевых целей непосредственно или для приготовления пищи. В связи с этим существенны результаты изучения влияния кипячения на БП (табл. 4). Оказалось, что 60-ми-н утное кипячение воды, содержащей БП в концентрации 0,0002—0,002 мкг/л, в значительной мере освобождает воду от него.
Выводы
1. Поступающие в водоемы канцерогенные углеводороды, в частности БП, способны длительное время сохраняться в воде. На скорость нх инактивации могут влиять присутствие в воде некоторых других веществ, а также величина рН среды.
2. Различные методы очистки воды (УФ облучение, хлорирование, озони рование, у-облучение) снижают концентрацию в воде канцерогенов. Наиболее эффективно озонирование, затем хлорирование и УФ облучение; 7-облучение малоэффективно.
3. Бактериологические показатели (коли-титр) обеззараживания воды УФ и ^-лучами не могут свидетельствовать об отсутствии в ней канцерогенных углеводородов.
4. Кипячение воды в значительной мере освобождает воду от БП.
ЛИТЕРАТУРА
Ильницкий А. П., X е с и н а А. Я., ЧеркинскийС. Н. и др. Гиг. и сан., 1968, № 3, с. 8,— Ильницки й А. П. Там же, 1969, № 9, с. 26— Федосеева Г. Е„ Хесина А. Я. Ж. прикладн. спектроскопии, 1968, т. 9, № 2, с. 282.— В о г n е f f J., Кпегг R„ Arch. Hyg. (Berl.), 1959, Bd 143, S. 405.— M a s u d a J., Kuratsune M., Air water poll., 1966, v. 10, p. 505.— Kuratsune M., H i r o-h a t g Т., Nat. cancer Inst. Monogr., 1962, № 9, p. 117.
Поступила 9/IX 1970 r.
THE STABILITY OF CANCEROGENIC SUBSTANCES IN WATER AND THE EFFICACY OF METHODS OF ITS DECONTAMINATION
Ilnitsky, A. P., Ershova, K. P., Khesina, A. Ya., Rozhkova, L. G., V. G. Klubkou„
A. A. Korolev
The authors studied the stability of cancerogenic polycyclic aromatic hydrocarbons and: especially that of benz(a)pyrene (BP) in water. The rate of its inactivation in water is affected to a great extent by the presence in water of certain substances, as well as by the pH of water. Various methods of water decontamination (UV-irradiation, chlorination, ozonisa-tion, Y-irradiation) were studied in respect to their decancerogenizing capacity. The experimental finding was that bacteriologically satisfactory (coli-titre) water after treatment with UV- and y-irradiations could still contain active cancerogenic hyrocarbons. The concentration of BP in water decreased considerably in the course of its boiling.
