CC BY
5
по проблеме «Гигиена труда и состояние здоровья работников нефтяной и химической промышленности». Баку, 1968, с. 54.— Манджагаладзе Р. Н. Сообщ. АН Грузинск. ССР, 1965, т. 38, № 1, с. 222.— Малик-Алавердян Н. О. Генеративная функция яичников и эстральной цикл v крыс при хронической хлоропреновой интоксикации. Ереван, 1967.— Рязанова Р! А. Гиг. и сан., 1967, № 2, с. 26.— Fink В. R., S h е -р а г d Т. Н., В 1 a n d a u R. J., Nature (Lond.), 1967, v. 204, p. 146.
Поступила 7/XII 1970 г.
EFFECT OF SMALL CONCENTRATIONS OF SULFUROUS GAS AND NITROGEN DIOXIDE ON THE ESTRUAL CYCLE AND THE GENITAL FUNCTION OF ANIMALS
IN EXPERIMENTS
0. P. Shalamberidze, N. T. Tsereteli
The paper presents data on the effect of small concentrations of sulfurous gas, nitrogen dioxide and their mixture on the estrual cycle and the genital functions of albino rats. The poisoning of animals for a period of three months proved sulfurous gas at a concentration of 4.97 mg/m3, nitrogen dioxide at a concentration of 2.36 mg/m3 and a mixture of these gases at a concentration of 2.25 and 1.20 mg/m3 (consecutively) to cause disturbances of the estrual cycle and have a noxious effect on the genital function of albino rats. The ineffective concentrations of the investigated gases were at a level of their maximal permissible concentrations in the atmosphere.
УДК 613.31
связь ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ животных с токсичностью
ХИМИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОДЫ И ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ СОДЕРЖАЩИХСЯ В НИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Канд. мед. наук Е. А. Можаев Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Выяснение связи между токсичностью веществ и их физико-химиче-скими свойствами может способствовать быстрой и правильной санитарно-токсикологической оценке химических загрязнений внешней среды, в частности воды. Изучению этого вопроса посвящено сравнительно большое число исследований. В результате установлены физико-химические показатели, имеющие наибольшую связь с токсичностью веществ. К таким показателям Е. И. Люблина и В. А. Филов относят, например, молекулярный вес, плотность, температуру кипения и плавления веществ и др. В отношении металлов Е. И. Люблина называет также нормальный электродный потенциал, потенциал первичной ионизации, значение атомного радиуса и др., считая их косвенным доказательством связи токсичности с положением элемента в системе Менделеева. Обнаружить связь токсичности элементов и их соединений с положением элементов в системе Менделеева пытались и другие авторы (Bienvenu и соавт.; 3. И. Израильсон и С. В. Суворов, и др.). Значительный интерес представляет работа Bienvenu и соавт., которые сопоставили значения порядковых номеров 40 элементов с величинами LD50 соответствующих катионов для мышей. При этом наблюдалась отчетливая периодичность в колебаниях токсичности катионов при возрастании порядковых номеров соответствующих элементов.
Мы ставили своей задачей также выявление связей между физико-химическими свойствами элементов и их токсичностью в соединениях. Однако показателем токсичности в данном случае являлось снижение потребления животными растворов веществ по сравнению с потреблением ими воды.
Как показали специальные исследования, водопотребление как поведенческая реакция обнаруживает хорошую связь с токсичностью, является перспективным с точки зрения интегральной оценки токсичности веществ и заслуживает дальнейшего изучения. На связь питьевых реакций с другими
физиологическими показателями действия веществ (солей) на организм указывают И. С. Кандрор и соавт.
Из рис. 1 следует, что водопотребление в значительной мере отражает степень токсичности веществ самых различных классов. На рисунке сравниваются логарифмы ЬО50 33 веществ (Брес^г, и др.) с логарифмами их пороговых по водопотреблению концентраций. Последние представляют собой концентрации растворов, при которых отмечается четкое, статистически достоверное снижение водопотребления за 1-е сутки по сравнению с
предшествующим (фоновым) потреблением воды крысами. Практически такое снижение потребления растворов составляло 20%. Животным в опытах скармливали брикетированные концентраты; в клетках с градуиро-
г 4 6 9 И И/16 19 2/ 24 25 29ЛЗЗ 1 ' ' 1 ' ' ■ ' 1 ' ' ' ' 1 ' ' ■ ' I ' '
13 5 73 ю г2гз 1517/» 20 гггз25г7гззо зг
Вещества
Рис. 1. Зависимость между пороговой концентрацией вещества (вызывающей 20% снижение водопотребления у крыс) и (при пероральном вве-
дении).
Линия — ЬО,о (В мг/кгУ, точки — 1({ концентраций (в мг/л) соответственно порогу водопотребления. — селенит натрия; 2 — сулема; 3 — ннтрилакрилат; 4 — сульфат кадмия; 5 — фурфурол; 6 — хи-нон; 7 — хлорная медь; 8 — хлористый никель; 9 — фтористый натрий; 10 — пирокатехин; II — трнхлорметафос; 12 — гидрохинон; 13 — резорцин; 14 — N8-2,4 О; 15 — ксилидины; 16 — формальдегид; 17 — фенол; 18 — сульфат бериллия; 19 — вольфрамат натрия; 20 — хлористый стронций; 21 — бура; 22 — пиридин: 23 — сульфонол НП-3: 24 — мо-нобутиловый эфир ПЭГ; 25 — винилацетат; 26 — детергент ДНС: 27 — капролактам; 28 — циклогексан; 29 — хлористый кальций; 30 — ацетон; 31 — метанол; 32 — этанол; 33 — сахароза.
Рис. 2. Зависимость пороговой концентрации вещества (вызывающей 20% снижение водопотребления у крыс) от плотности элементов.
I — плотность элементо» (в г/см1)'. 2 — пороговой концентрации (в мг-ионах/л).
ванными поилками размещалось по 1 крысе, при соблюдении, по возможности, постоянства условий как во всех опытах, так и в контроле. Фоновое потребление крысами весом 250—300 г воды составляло в среднем 23 мл в сутки с максимальными индивидуальными колебаниями 15—35 мл. Опыт с каждым животным начинался только тогда, когда колебания его фона по водопотреблению в течение 2—3 или более дней не превышал ±1 мл. Эффективность дозы, дававшей 20% снижение водопотребления за сутки, обязательно проверялась влиянием на него больших концентраций, при которых наблюдался и больший эффект.
Наиболее выраженной была питьевая реакция животных в 1-е сутки поения их растворами веществ; в последующие несколько суток при той же концентрации, как правило, наблюдалось постепенное, очевидно, адаптационное восстановление водопотребления до уровня фона. И это естественно, потому что такая концентрация по водопотреблению является пороговой. При больших концентрациях восстановление фонового уровня потребления воды было частичным или вовсе отсутствовало в зависимости от характера
и концентрации вещества; при очень больших концентрациях наблюдалось не повышение, а снижение уровня водопотребления. Это и обусловило целесообразность определения пороговой дозы веществ именно по эффекту в 1-е сутки опыта, хотя наблюдения за потреблением воды животными продолжались в течение многих дней. То, что вещества в пороговых по водо-потреблению концентрациях токсичны для организма, могут подтвердить исследования этих веществ, например по обоснованию их ПДК в воде водоемов.
При изучении различных веществ, получаемых животными, концентрации их колебались в широком диапазоне. Например, концентрации селена составляли 1, 5, 10,25, 50, 100, 200 мг!л и выше. Концентрации сахара измерялись граммами на 1 л. Выбор концентраций производился в несколько этапов: сначала ориентировочно в широких пределах, затем в более узком интервале. Каждое из веществ испы-тывалось на различном количестве животных. Их число зависело от успеха в выборе концентраций и достигало 40.
Сравнение представленных на рис. 1 показателей обнаруживает довольно отчетливую закономерность: с ростом ЬО50 в целом растут и величины порогов по водо-потреблению. Коэффициент корреляции оказался довольно высоким (0,9) при уровне вероятности 99%. Это существенно подтверждает наличие Рис. 3. Пороговая концентрация по водопотреб-СВЯЗИ токсичности С водопот- лению (в ^ мг-ионов/л) и порядковый номер реблением животных, причем элементов,
специальными исследованиями не удалось установить корреляции между интенсивностью запаха веществ и их пороговыми по водопотреблению концентрациями.
При сравнении пороговых по водопотреблению концентраций веществ с их физико-химическими свойствами на первом этапе исследований мы считали целесообразным изучить наиболее простые соединения, для этого были выбраны преимущественно хлориды металлов. С сульфатами были связаны Ве, А^», СвА!, 2п и Сс1, с нитратным ионом—ИЬ, А^ и ТИ. Ион водорода изучался в соединениях НС1 и Н2504. Параллельные исследования некоторых катионов, например Ыа, связанных с каждым из 3 анионов, не показали больших различий в их пороговых концентрациях по водопотреблению. Так, пороговые концентрации №С1, Ыа2504 и Ыа!М03 соответственно составляют 32, 27 и 25 г/л. В то же время соединения с разными катионами при одинаковом анионе обнаруживают различные уровни порогов по водопотреблению. Например, эти пороги соответственно составляют для №С1 32 г!л, для СаС12 7,5 г!л, для СаС12 0,22 г!л и для Н^12 0,07 г!л.
Было изучено 25 соединений, выбор которых ограничивался, в частности, отсутствием растворимых солей некоторых элементов. Найденные пороговые концентрации 25 веществ пересчитывались на концентрации соответствующих катионов и выражались в 1й миллиграмм ионов на 1 л раствора. Эти концентрации сравнивались с различными константами, характеризующими физико-химические свойства элементов. При этом наиболее интересные результаты получены при сравнении с порядковыми номерами элементов. Представляет некоторый интерес также картина связи токсичности с плотностью элементов.
На рис. 2 величины относительной плотности расположены в возрастающем порядке и изображены в виде сплошной линии, а пороговые концентрации — штрихом. Судя по этому рисунку, с ростом плотности элементов пороговые концентрации отчетливо снижаются. Вместе с тем из того же рисунка следует, что не только плотность, но и другие свойства элементов определяют токсичность их соединений.
На рис. 3 по оси абсцисс расположены в возрастающем порядке номера элементов, а по оси ординат — логарифмы пороговых по водопотреб-лению концентраций катионов. Эти концентрации с возрастанием порядкового номера значительно колеблются. Сопоставление его с периодической системой элементов Менделеева обнаруживает важные закономерности. Оказывается, самые верхние точки полученной ломаной линии занимают элементы главной подгруппы 1-й группы, т. е. элементы, стоящие в начале периодов (Na, К, Rb и Cs). Их положение на рисунке показывает, что соединения этих элементов имеют наибольшие пороговые концентрации. Во втором ярусе, несколько ниже названных элементов 1-й группы, закономерно расположены элементы главной подгруппы 2-й группы, т. е. вторые элементы каждого из рассматриваемых периодов (Mg, Са, Sr и Ва). Можно отметить снижение порогов в каждой из названных групп от Na к Cs и более выраженное снижение порогов от Mg к Ва. Исключениями из правила являются H и Li для 1-й группы элементов и Ве для 2-й. Остальные 14 катионов имеют наиболее низкие пороги по сравнению с катионами, названными выше. Здесь также наблюдается понижение порогов с увеличением порядкового номера элемента в периодах большинства рядов. В третьем ряду это понижение идет в следующем порядке: Na, Mg, Al, в четвертом — К, Са, Fe, Со, Ni, в шестом — Rb, Sr, Zr, в седьмом — Ag, Cd, в восьмом— Cs, Ва, Cl, Pt. Однако в девятом ряду отмечается исключение из этого правила: ион РЬ имеет более высокий порог, чем ион Hg, хотя его порядковый номер выше, чем у Hg.
Сравнение рис. 3 с аналогичным рисунком, приведенным в упомянутой выше работе Bienvenu и соавт., показывает большое сходство результатов. LDS0 соответствующих соединений для мышей при внутрибрюшном введении веществ, а мы — с пороговыми концентрациями по водопотреблению крыс. Это подтверждает, что водопотребление в какой-то мере отражает степень токсичности химических веществ. Дальнейшие исследования должны уточнить механизм этой связи и, возможно, не только простых, но и более сложных веществ, в том числе органических соединений.
Выводы
1. Получены данные, показывающие, что водопотребление является удовлетворительным показателем острой токсичности разнообразных веществ и находится в связи как с токсичностью их катионов, так и с физическими свойствами соответствующих элементов.
2. С увеличением плотности элементов, как правило, растет и токсичность их соединений. Однако подобная закономерость не выражена по каждому из исследованных 25 элементов; это указывает на то, что их токсичность определяет не только плотность элементов.
3. Расположение 25 элементов по возрастанию их порядковых номеров обнаруживает четкую периодичность изменений токсичности соответствующих катионов. Наименьшая токсичность выявляется у соединений элементов главных подгрупп 1-й и 2-й групп системы элементов Менделеева. Токсичность возрастает в пределах почти каждого из рядов системы элементов. Из этого правила имеются лишь отдельные исключения.
ЛИТЕРАТУРА
Израильсон 3. И., Суворов С. В. Гиг. и сан., 1966, № 4, с. 24.— К а н д -р о р И. С., Б о к и н а И. A., M а л е в с к а я И. А. и др. Гигиеническое нормирование солевого состава питьевой воды. M., 1963.— Л юблина Е. И. В кн.: Вопросы
общей и частной промышленной токсикологии. Л., 1965, с. 17.— Люблина Е. И., Филов В. А. Там же, с. 7,— В i е п v е п u Р., N о ( г е С., С i е г А., С. R. Acad. Sci. (Paris), 1963, v. 256, p. 1043.—S p e с t о г W. S. (Ed). Handbook of Toxicologi. Philadelphia, 1956, v. 1.
Поступила 30/XII 1970 r.
THE CONNECTION OF THE WATER CONSUMPTION BY ANIMALS WITH THE TOXICITY OF CHEMICAL WATER CONTAMINATIONS AND THE PHYSICAL PROPERTIES OF ELEMENTS CONTAINED THEREIN
E. A. Mozhaev
The consumption of water by animals (rats) is quite a reliable sign of acute toxicity of various chemical contaminations of water and is related to the physical properties of elements contained therein. As a rule, the augmentation of the elements' density is accompanied by an increase of the toxicity of their compounds. With the increase of the element's number the toxicity of their compounds changed periodically. The lowest toxicity was found to be in elements of the main subgroups of the 1st and 2nd group of the Mendeleev Table of elements.
УДК 613.34:628.165
ОСОБЕННОСТИ ДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ОПРЕСНЕННЫХ ПИТЬЕВЫХ ВОД В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ ИХ МИНЕРАЛИЗАЦИИ
к. С. Розвал
Центральная санэпидстанция Министерства здравоохранения СССР, Москва
Существующие стандарты, касающиеся уровня минерализации питьевой воды в нашей стране (ГОСТ 2874-54) и за рубежом, лимитируют максимально допустимое содержание в ней солей, оставляя, однако, открытым вопрос об уровнях минимальных. Это исторически обусловлено преобладанием солоноватых вод над маломинерализованными в селитебных зонах и преимущественным изучением влияния высокоминерализованных вод на организм (И. С. Кандрор и соавт.; Ю. Л. Петров и М. В. Малежек, и др.).
Необходимость определения минимально допустимых уровней минерализации питьевой воды приобретает в настоящее время особую актуальность в связи с начавшимся интенсивным внедрением в народное хозяйство страны опресненной морской и высокоминерализованной артезианской воды (Резолюция Всесоюзной конференции по гигиене воды и санитарной охране водоемов, 1969). Конечным продуктом наиболее перспективного выпарного и вымораживающего методов опреснения соленых вод является дистиллированная вода, влияние которой на человеческий организм изучено недостаточно.
В нашу задачу входила сравнительная оценка воздействия на организм опресненной воды различной степени минерализации в условиях естественного эксперимента. Изучаемая вода представляла собой опресненную на промышленной испарительной установке воду Каспийского моря, смешанную с высокоминерализованной артезианской. С целью ориентировочного определения минимально допустимого уровня минерализации опресненной питьевой воды мы применили метод физиологической нагрузки, который состоит в одномоментном напряжении известных регуляторных систем с последующей дифференцировкой реакций защитно-физиологических от реакций неадекватных, свидетельствующих о той или иной степени напряжения приспособительных систем организма. Под нашим наблюдением находились практически здоровые мужчины 19—22 лет, имевшие единый распорядок дня и режим питания.
Через полчаса после стандартного завтрака и опорожнения мочевого пузыря каждый исследуемый одномоментно выпивал 1000 мл воды. Затем в течение 4 часов мы наблюдали почасовой диурез и определяли количество
