CC BY
21
2. Появляясь в массовом количестве и затем отмирая, фитопланкто-ны резко изменяют свойства воды, которая в большинстве случаев приобретает гнилостный запах и вкус и становится непригодной для питья.
Наиболее вредными в этом отношении являются синезеленые: Апа-baena, Aphanizomenon, Microcystis, придающие воде травянистый, ароматический, затхлый запах, Ceratium — рыбный, Synura — огуречный и резкий запах рыбьего жира, Asterionella и Tabellaria — ароматический, затхлый, резкий запах рыбьего жира.
* Ъ Ъ
Я. М. Грушко, В. А. Донское и В. С. Колесник
Токсичность питьевой воды, содержащей соли кадмия
Из кафедры общей гигиены и патологической анатомии Иркутского медицинского
института
В числе токсических веществ, поступающих в общественные водоемы с промышленными сточными водами, за последнее время значительное внимание уделяется кадмию. Находясь в стоках полиметаллических комбинатов, свинцовых и цинковых заводов, обогатительных фабрик и других предприятий, он может создавать угрозу отравления жителей при пользовании питьевой водой, забираемой ниже места спуска этих стоков.
На значительную ядовитость кадмия указывают Лазарев, Правдин и др. Гайворонский, Демидова и Геллер описали клиническую картину при отравлении кадмием. По их данным, кадмий раздражает пищеварительные органы и почки, вызывает увеличение печени, похудание; со стороны крови отмечается лейкопения, нейтропения, эозинофилия, увеличение скорости оседания эритроцитов. При приеме внутрь даже 30 мг сульфата кадмия, что соответствует 13,1 мг кадмия или примерно 0,2 мг/кг веса, появляется слюнотечение, рвота, колики, понос и те-незмы.
Согласно исследованиям многих авторов, растворимые соли кадмия при введении их в организм подопытных животных вызывали хроническое отравление, выражающееся в резком похудании, уменьшении процента гемоглобина в крови, жировом перерождении печени и мышцы сердца, воспалении почек.
При даче внутрь летальная однократная доза кадмия для кроликов, по данным одних авторов (Марме), колеблется от 0,3 до 0,6 г, а другие .авторы (Шварце и Альсберг) считают летальной для кроликов значительно меньшую дозу — от 0,07 до 0,15 г/кг веса. По данным этих же -авторов, у кошек даже однократные дозы кадмия от 4 до 23 мг/кг веса вызывали рвоту. Продан от дозы кадмия 2 мг/кг, вводимого животному в течение 2 месяцев, не наблюдал почти никаких симптомов. В то же время Шварце и Отто указывают, что доза кадмия меньше 1 мг/кг при ежедневной даче через 6 недель вызвала гибель подопытной кошки.
При питье воды с содержанием кадмия в концентрации 50 -мг/л, по данным Джина и Фолькера, у подопытных мышей уменьшается степень пигментации зубной эмали, а в крови понижается содержание гемоглобина.
Для донных организмов Вертебная приводит следующие летальные концентрации кадмия в воде: для дафний — 0,25 мг/л, циклопов — 0,5—1 мг/л, личинок хирономуса—5—20 мг/л. Черкинский считает предельно допустимой концентрацией кадмия в водоемах 0,1 мг/л, но на
теплокровных животных ни эта, ни более высокие концентрации им не проверялись.
Таким образом, на основе литературных данных можно сделать вывод о высокой токсичности кадмия, причем мнения различных авторов о пороге его токсичности расходятся.
В капиталистических странах токсичность кадмия, как и многих других химических веществ, при поступлении их в организм с питьевой водой до сих пор не изучалась. Нет ничего удивительного в том, что даже в новом стандарте качества питьевой воды, изданном в США в 1946 г., не приведена предельно допустимая концентрация кадмия.
В СССР выполнен ряд экспериментальных работ по исследованию влияния кадмия на водоемы, но токсичность малых его концентраций в воде на теплокровных животных не исследовалась.
С целью изучения нижнего порога токсичности кадмия нами были проведены две серии опытов на кроликах, которые получали его с питьевой водой. В период опытов проводились наблюдения за поведением животных, нарушением функций отдельных органов и систем, изменением веса. После окончания опытов кролики были убиты путем декапи-тации, обескровлены и подвергнуты вскрытию, причем кусочки внутренних органов взяты для гистологического исследования. Длительность опытов в первой серии составляла 255 суток, второй — 112 суток.
Из всех соединений кадмия наибольшее практическое значение имеет сернокислый кадмий, широко применяемый в промышленности, хорошо растворимый в воде и вместе с тем отличающийся значительной токсичностью. Поэтому опыты ставились именно с ним.
Опыты проводились на 9 кроликах в возрасте 1 '/г месяцев, из них 2 были контрольными, а 7 получали кадмий с питьевой водой в количестве от 0,0001 до 1,03 мг/кг веса животного. За время опыта различным животным было введено от 0,051 до 510 мг кадмия.
Животные содержались в совершенно одинаковых условиях, получая одинаковую диэту из овса, сена и овощей по установленной норме. Условия проведения опытов приведены в таблице.
:2 г: О Концентрация Количество кадмия в мг, введенного кроликам с питьевой водой Средний вес Длительность Серия
их кадмия в воде кролика в кг
х -Э1 < в мг/л в сутки всего в сутки в мг/кг за весь период опыта опыта в сутках опыта
1 100,0 2,0 1,03 510,0 1,93 255 Первая
2 10,0 0,2 0,12 51,0 1,70 255 »
3 1,0 0,02 0,02 2,24 1,04 112 Вторая
4 0,5 0,01 0,01 1,12 1,04 112 »
о 0,2 0,004 0,0035 0,448 1,14 112 »
6 0.1 0,002 0,001 0,51 1,93 255 Первая
7 0,01 0,0002 0,0001 0,051 2.11 255 »
8 Контроль № 1 — — — 2,04 255 »
9 № 2 1,07 112 Вторая
Вторая серия опытов была предпринята потому, что кролик первой серии, получивший кадмий в концентрации 0,1 мг/л, погиб от причины, не связанной с экспериментом . (прободение кишечника инородным телом и перитонит). Кроме того, после окончания первой серии опытов возникла необходимость исследовать влияние на животных концентраций яда между 0,1 и 1 мг/л воды.
За весь период опыта в поведении экспериментальных животных не удалось отметить никаких признаков патологии. Аппетит у всех живот-
ных был хороший, резко выраженного отставания в весе по сравнению с контрольными кроликами отметить не удалось. На вскрытии также не удалось обнаружить каких-либо макроскопических изменений.
Для гистологического исследования, органы подопытных животных (печень, почки, сердце и селезенка) фиксировались в 10% нейтральном растворе формалина. Срезы окрашивались гематоксилин-эозином и гема-токсилин-пикрофуксином.
При исследовании гистологических препаратов обнаружено следующее.
Кролик № 1 (концентрация кадмия в воде 100 мг/л; суточная доза 2 мг). В печени установлена заметно выраженная дегенерация печеночных клеток — грубая зернистость их протоплазмы, глыбчатый распад последней. По ходу разветвлений воротной вены отмечается лимфоидная инфильтрация.
Такая же инфильтрация обнаруживается по ходу желчных протоков, которые, кроме того, имеют набухший эпителий. В почках клубочки набухшие и отечные, просвет капсул клубочков сужен; в последнем содержатся гиалинового вида глыбки. Эпителий канальцев первого порядка набухший, ядра его либо окрашены неравномерно, либо вовсе не окрашены. Границы между клетками неотчетливы. Мелкие сосуды имеют утолщенную стенку и узкий просвет.
В сердце установлена дегенерация мышечных волокон в виде утраты поперечной исчерченности и глыбчатого распада их. В пульпе селезенки отмечаются скопления клеточных элементов, преимущественно лимфоцитов и полиморфноядерных лейкоцитов. Фолликулы несколько увеличены.
Кролик №2 (концентрация кадмия в воде 10 мг/л, суточная доза 0,2 мг). В печени обнаружены такие же изменения, как и у кролика № 1, получавшего большую дозу (2 мг в сутки), но эти изменения выражены слабее. Печеночные клетки кролика находятся в состоянии резко, выраженного белкового и жирового перерождения; ядра их окрашены неравномерно, во многих клетках они вовсе исчезли Вокруг разветвлений воротной вены и желчных протоков обнаруживается лимфоидная инфильтрация.
В почках мальпигиевы клубочки увеличены, полнокровны. Мелкие сосуды расширены и переполнены эритроцитами. Эпителий извитых канальцев первого порядка набухший, просвет канальцев сужен. Ядра почечного эпителия окрашены неравномерно, во многих клетках ядра вовсе исчезли, границы между клетками не ясны. В просвете канальцев видны гиалиновые цилиндры.
В сердце мышечные волокна имеют слабо выраженную поперечную исчерчен-ность; местами последняя совершенно отсутствует.
В селезенке отмечается такая же картина, как и у кролика № 1, но несколько слабее выраженная. Капсула селезенки заметно тоньше, чем у кролика № 1.
Как видно ■ из описанной гистологической картины, при концентрации кадмия в воде 10 мг/л (суточная доза 0,2 мг) во внутренних органах обнаруживаются такие же изменения, как и у кролика № 1, но в меньшей степени.
Кролик № 3 (концентрация кадмия в воде 1 мг/л, суточная доза 0,02 мг). В печени вокруг мелких желчных протоков заметна мелкоклеточная инфильтрация, в кровеносных капиллярах — гиалиноз адвентиции, печеночные клетки увеличены, с неясными границами, грубозернистой и вакуоляризированной протоплазмой.
В почках отмечается увеличение размеров мальпигиевых клубочков, слизистое перерождение эпителия извитых канальцев первого порядка. Ядра эпителия извитых канальцев неравномерно окрашены.
В сердце — набухание мышечных волокон, исчезновение поперечной исчерченности, местами глыбчатый распад волокон, мелкоклеточная инфильтрация вокруг сосудов.
В селезенке заметно некоторое утолщение капсулы, разрыхление фолликулов, резко выраженный гиалиноз адвентиции центральных артерий, увеличение числа лимфоидных элементов пульпы.
Таким образом, при концентрации кадмия в воде 1 мг/л во внутренних органах подопытных кроликов обнаружены заметные патогистологические изменения дегенеративного характера.
Кролик №4 (концентрация кадмия в воде 0,5 мг/л суточная доза 0,01 мг). Клетки печени увеличены, протоплазма их вакуоляризирована, границы клеток неясно выражены. Вокруг мелких желчных протоков видна мелкоклеточная инфильтрация
В почках мальпигиевы клубочки набухшие и совершенно не отграничены от капсулы, эпителий канальцев первого порядка разрыхлен, ядра эпителиальных клеток окрашиваются неравномерно, местами они исчезли.
В сердце мышечные волокна разрыхлены, поперечная исчерченность их выражена слабо, вокруг некоторых сосудов наблюдается мелкоклеточная инфильтрация, местами виден слабо выраженный глыбчатый распад мышечных волокон.
В селезенке фолликулы несколько увеличены, богаты лимфоидными элементами, мальпигиевы артерии с утолщенной стенкой, узким просветом, слабо выраженным гиалинозом, пульпа селезенки разрыхлена и содержит увеличенное количество лимфоидных элементов и эритроцитов.
Таким образом, при концентрации кадмия в воде 0,5 мг/л во внутренних органах подопытного кролика также найдены патогистологические изменения.
Кролик №5 (концентрация кадмия в воде 0,2 мг/л, суточная доза 0,004 мг). В печени клетки с неясно выраженными границами и грубой протоплазмой зернистого строения.
В почках мальпигиевы клубочки без особых изменений, эпителий извитых канальцев несколько разрыхлен, со слабо выраженными границами между клетками.
В сердце мышечные волокна разъединены (отек), поперечная исчерченность волокон слабо выражена. Местами различается зернисто-глыбчатый распад.
В селезенке фолликулы несколько увеличены с утолщенной стенкой, узким просветом и слабо выраженным гиалинозом. Пульпа разрыхлена, с увеличенным количеством лимфоидных элементов.
У этого кролика во внутренних органах также обнаружены патогистологические изменения дегенеративного характера.
Кролик №6 (концентрация кадмия в воде 0,1 мг/л, суточная доза 0,002 мг). В печени клетки содержат хорошо окрашивающиеся ядра и нежнозернистую протоплазму, границы между клетками видны отчетливо. Внутрипеченочные капилляры слегка расширены. Разветвления воротной вены и желчные протоки без особых изменений, только в некоторых местах вокруг мелких ветвей воротной вены отмечается нерезко выраженная мелкоклеточная инфильтрация.
В почках клубочки слегка увеличены, их капилляры умеренно расширены. Эпителий канальцев почек слегка набухший, ядра окрашены хорошо. Границы между клетками местами не отчетливы. Протоплазма клеток грубозернистая (белковое перерождение). Сосуды без особых изменений.
В сердце мышечные волокна с ясной поперечной исчерченностью. Ядра волокон окрашены хорошо. Капиллярные сосуды несколько расширены. Мелкие кровеносные сосуды без особых изменений.
В селезенке фолликулы увеличены в незначительной степени, содержат в небольшом количестве лимфоидные элементы, стенки артерий несколько утолщены, слегка набухшие. Пульпа без особых изменений.
Как видно из описанной картины, при концентрации кадмия в воде 0,1 мг/л во внутренних органах кролика обнаружены лишь слабо выраженные патогистологические изменения: в печени небольшое расширение внутрипеченочных капилляров и нерезко выраженная мелкоклеточная инфильтрация в некоторых местах вокруг мелких ветвей воротной вены. Сравнительно небольшие патогистологические изменения обнаружены в сердце и селезенке; в почках эти изменения выражены более заметно. У кролика № 7, получавшего в сутки 0,0002 мг кадмия, и у контрольных кроликов никаких патогистологических изменений во внутренних органах не обнаружено.
Во второй серии опытов у кроликов был исследован также головной мозг. У кролика № 3, получавшего кадмий в концентрации 1 мг/л, отмечен резко выраженный периваскулярный отек мозга, набухание нервных клеток, смещение к периферии их ядер (начало дегенерации), протоплазма с растворенной нисслевской зернистостью и однородным строением, эндотелий сосудов сильно набухший. У кролика № 4, получавшего кадмий в концентрации 0,5 мг/л, наблюдается отек вокруг мелких кровеносных сосудов и нервных клеток. Нервные клетки набухшие, ядра в некоторых из них окрашены неравномерно. У кролика № 5, получавшего кадмий в концентрации 0,2 мг/л, патогистологические изменения выражены слабее, чем при более высоких концентрациях; тем не менее в мозгу у этого кролика обнаружен периваскулярный отек, эндотелий сосудов набухший, внутренняя оболочка сосудов слегка гиалинизиро-вана, нервные клетки слегка увеличены.
Из сказанного следует, что в головном мозгу подопытных кроликов заметные патогистологические изменения обнаружены при сравнительно невысоких концентрациях кадмия в питьевой воде — 0,2—1 мг/л.
Выводы
1. Кадмий при введении его в организм подопытных кроликов с питьевой водой в течение 112—255 дней вызвал во внутренних органах (печень, почки, сердце, селезенка, головной мозг) патогистологические изменения дегенеративного характера.
2. При концентрации в воде 100 мг/л у подопытного кролика обнаружены во внутренних органах резко выраженные дегенеративные изменения.
3. При концентрации кадмия в воде 0,1 мг/л у подопытного кролика в исследованных органах обнаружены сравнительно незначительные
4 Гигиена и санитария. М 9
25
патогистологические изменения, более заметно выраженные в почках (увеличение размеров клубочков, набухание эпителия почечных канальцев, белковое перерождение протоплазмы и т. п.).
4. При концентрации 0,01 мг/л у подопытного кролика, а также У контрольных, не получавших кадмия, в исследованных внутренних органах патогистологических изменений обнаружено не было.
-к
М. П. Калинушки»
Измерение малых скоростей воздушных потоков
Для измерения малых скоростей воздушных потоков до сих пор применялись кататермометры, электроанемометры и диференциальные анемометры.
Ввиду простоты использования кататермометр применяется и при санитарно-технических исследованиях для сравнительной характеристики подвижности воздуха, но для аэродинамических исследований и для измерения тепловых потоков он оказался мало пригодным.
Электроанемометр, действие которого основано на изменении электрического сопротивления нагретого проводника в зависимости от скорости его обдувания, конструктивно весьма прост, но он нуждается в частых тарировках и, если принять во внимание всю установку (батарея, гальванометр и пр.), достаточно сложен при использовании.
Следует также отметить, что электроанемометр и кататермометр не могут регистрировать изменение направления потока.
Диференциальный анемометр, представляющий собой комбинацию обычного крыльчатого анемометра со специальным наддувным механизмом, не получил широкого применения ввиду сложности конструкции и дороговизны; кроме того, при малых скоростях он не обеопечивает точности измерения, так как, вследствие неравномерности действия пружины наддувного вентилятора, вращение крыльчатки происходит также неравномерно.
В 1946—1950 гг. коллективом работников московского завода «Гид-рометприбор» был сконструирован и внедрен в серийное производство анемометр на струнной оси, для чего была использована изобретенная инженерами Маклаковым, Мануйловым и Аксельродом «струнная ось для часов».
Новый анемометр внешне мало отличается от обычного крыльчатого анемометра, но крыльчатка здесь вращается не в подшипниках вместе с осью, а вокруг натянутой неподвижной тончайшей струны.
Ввиду малого диаметра струны (0,1—0,2 мм) втулка крыльчатки соприкасается с ней вкладышами из бериллиевой бронзы на весьма малой площади, и трение сводится к минимуму. За счет этого обеспечивается большая чувствительность и точность измерения и большая прочность конструкции.
Опыт эксллоатации значительного количества анемометров, изготовленных заводом на струнной оси (к концу 1950 г. заводом «Гидро-метприбор» выпущено свыше 6 000 таких приборов), показал, что чувствительность рядовых образцов данной модели составляет 0,05—0,1 м/сек. О прочности свидетельствует отсутствие видимого износа струнной оси после нескольких миллионов оборотов крыльчатки, а также отсутствие каких-либо повреждений или ухудшения действия при резких толчках или даже при падении прибора в футляре на пол.
