CC BY
8
УДК 613.632+615.916}: [669.26 + 669.24 + 669.74
В. И. Давыдова, Е. М. Неизвестнова, В. А. Блохин, Н. В. Сигова
ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ МАРГАНЦА, ХРОМА И НИКЕЛЯ
Свердловским НИИ гигиены труда и профзаболеваний
Широкое использование Мп, Сг и N1 в металлургии чугуна и стали приводит в ряде случаев к одновременному загрязнению кислородными соединениями этих металлов как воздуха рабочей зоны, так и окружающей среды.
Данные литературы о токсичности бинарных и тройных композиций Мп, Сг и N1 ограничиваются отдельными противоречивыми сведениями, что создает определенные трудности при осуществлении санитарного контроля за содержанием этих металлов в воздушной среде в условиях совместного присутствия (Р. А. Нищий; В. М. Па-зынич; С. Новакова и С. Диноева и др.).
Цель проведенного нами исследования — установление в сравнительном плане особенностей и закономерностей комбинационных эффектов Мп, Сг и № на разных уровнях токсического воздействия и при различных путях поступления в организм.
Эксперименты выполнены на беспородных белых мышах и крысах обоего пола. В острых и иодострых опытах растворы МпС1г-4Н20, МСЬ и К2СГ2О7 вводили внутрибрюшинно порознь и вместе на уровнях £.050 или их долей. В 4-месячных хронических экспериментах при ежедневной экспозиции 6 ч использовали аэрозоли конденсации СгОз и аэрозоли дезинтеграции Мп02 и N¡02 в составе смесей и однофакторно в концентрациях, превышающих ПДК каждого элемента в 5—7 раз.
Животные были разделены на группы, называемые далее по воздействующему агенту: "Мп", "Сг", "N1", "Мп + Сг", "Мп + №", "Сг+ N1", "Мп + Сг + №" и «контроль». Степень токсичности металлов и их смесей оценивали по показателю летальности, сдвигам ряда интегральных, физиологических, биохимических, гематологических показателей и изменениям гистострукгуры органов и тканей, выбранных с учетом данных литературы о механизме действия изучаемых элементов. Зависимость летального эффекта от дозы определяли по Ые1сЬПе1(1. О характере токсического действия смесей судили по результатам опытов, поставленных по методам Ьоеше и Ю. С. Кагана. Способность к функциональной кумуляции выявляли по 1лт и соавт., коэффициенты кумуляции рассчитывали по Ю. С. Кагану и В. В. Станкевичу. Пороги острого действия (ит„с) определяли обычным и вероятностным (пробнт-анализа) способами. Для выяснения роли отдельных звеньев нервной системы в формировании ответной реакции при комбинированном воздействии применяли фармакологические на-
грузки. Эфедрин, ДГ-эрготоксин, прозерии и атропин в несмертельных дозах вводили подкожно одновременно с ЬО50 растворимых соединений металлов. Резерпин инъецировали внутрибрюшинно за 18—20 ч до введения ядов.
В результате анализа полученных материалов установлено следующее. На летальном уровне при комбинированном действии металлов наблюдался преимущественно менее чем аддитивный эффект, наряду с которым отмечены проявления синергизма. Опыты по Ьос\ус показали, что такая неоднозначность ответных реакций зависела от качественного состава смесей и в ряде случаев была обусловлена количественным соотношением доз компонентов. На рис. 1 показаны изо-болы комбинированного действия различных вариантов сочетаний Мп, Сг и построенные по показателю летальности, в сопоставлении с изо-болой суммирования. Экспериментальные изобо-лы чаще располагались выше линии суммирования в так называемой зоне антагонизма. Исключение составили смеси Мп + Сг + № и Мп + Сг. Так, отмечено усиление эффекта — увеличение острой токсичности смеси трех металлов в связи с возрастанием в 8—9 раз никелевой нагрузки 4 относительно остальных составляющих, взятых в равных долях от каждого, и наличие ад-
дитивности при воздействии марганца совместно с хромом в тех случаях, когда вклад Мп превышал 50 %. Итоги опытов с сочетаниями металлов при соотношениях эффективных доз компонентов 1:1:1 с использованием критерия смертности (метод Ю. С. Кагана) указывали на антагонистическую направленность воздействующих факторов. Оказалось, что найденные показатели Шм для большинства смесей, выраженные через
Рис. I. Изоболы комбинированного действия смесей иаргаа-ца, хрома и никеля.
По оси абсцисс — LDM Мп и Сг + Mn (в %>: ив осы ординат — l.D» Ni и Сг (в V; I — Мп+Сг; 1 — Mn + Ni; 3— Ni+Сг; »ЯЦ-+ Мн+Сг.
в
i г
45 1
S IZ34S
J4S I234S
-ЭЪу,
100 30
во
70 60 so
40
во 20 Ю О
Рис. 2. Выживаемость мышеи (в %) при введении средне-смертельных доз Мп, Сг н N4 па фоне действия нейротроп-
ных препаратов. / Мп. г —Сг. 3 — N1, 4 — Мп+Сг + №. 5 — Мш Сг: а — резерпин. 6 — Дг — эрготоксин, в — >фсдрин. г —атропин, д — прозернн.
вещества, превышали расчетную величину, предполагавшую суммацию эффектов, а именно: Mn+Ni — 1,48±0,38; Cr +Ni — 1,5±0,23, Мп + + Cr + Ni— 1,38±0,12 (исключая сочетание Мп + + Сг — 0,95±0,13).
Материалы фармакологического анализа позволили заключить, что антагонизм при действии исследуемых металлов на уровне смертельных доз является результатом их взаимоотношений, складывающихся в области рецепторов нервной системы. На фоне нарушенной нейротропными фармакологическими препаратами функциональной активности адрен- и холинергических структур выявилась не только патогенетическая близость, но и разобщенность действия металлов, что, по-видимому, и обусловливает различие комбинационных эффектов на уровне целостного организма. Как показано на рис. 2, признаки, свидетельствующие об ослаблении токсического влияния смесей в сопоставлении с однофактор-ным действием, преобладали над другими видами ответной реакции. В то же время со снижением интенсивности действующих факторов (уровень Limac) этот эффект не был столь четким. Наряду с антагонизмом, регистрируемым по таким показателям, как относительная масса селезенки и надпочечников, уровень гликогена в печени, время СПИ, количество эритроцитов и каталазная активность крови, отмечено аддитивное действие. Так, Linw, определяемая по снижению количества общего белка в сыворотке крови, при введении тройной смеси составила 0,058 LD50, для сочетания Мп + Сг —0,08 LD50; ^ при действии Мп — 0,09 '.D50, а для хрома достигла 0,15 LD50. Судя по наименьшей величине Liniac, имеются основания думать, что наиболее уязвимым звеном при действии Мп, Сг и Ni, по-видимому, является белковый обмен в связи с нарушением белоксинтезирующей функции печени, на которую направлено селективное влияние исследуемых металлов.
В этом эксперименте также установлено, что ведущим компонентом смеси является марганец, поскольку выраженные сдвиги тех или иных показателей наблюдались в группах Мп, Мп + Сг и Мм + Сг + № и отсутствовали у животных, получавших только Сг или №. Указанный факт подтверждался данными острых опытов, выполненных на летальном уровне, при обработке материалов исследования методом множественной регрессии. Частные коэффициенты детерминации для марганца в смесях Мп + Сг и Мп + № оказались выше, чем для других элементов, что указывало на его пребладающее влияние в формировании летального эффекта.
Отличительной особенностью, присущей комбинированному действию изучаемых металлов на подостром и хроническом уровнях как при внут-рибрюшинном введении растворимых соединений, так и при ингаляции их оксидов в концентрациях, близких к порогам хронического действия (Ыт,;!,) отдельных компонентов, являлось действие ниже аддитивного.
В частности, сопоставляя коэффициенты функциональной кумуляции (1Сит) "ри совместном и изолированном поступлении соединений металлов, мы установили следующее. Величина 1Сшп для смеси была существенно больше, чем для N1 (соответственно 5,8±0,58 и 4,0±0,64), и не отличалась от таковой для Мп (5,7±0,79) и Сг (6,8±0,83), вводимых порознь в тех же количествах, что и при их сочетании.
Проявление антагонизма в условиях хронической ингаляции аэрозолей выразилось в уменьшении степени выраженности и снижении интенсивности функциональных и морфологических нарушений у животных, подвергавшихся соче-танному воздействию. Так, к 4-му месяцу затравки в группах Мп + Сг и Мп + Сг + № количество общих БН-групп сыворотки крови было в пределах нормы в отличие от групп Мп и Сг, в которых у животных был увеличен данный показатель. Отмеченное у крыс, подвергавшихся ингаляции Мп и Мп с Сг, повышение активности хо-линэстеразы сыворотки крови не сохранилось при включении в состав смеси №. Угнетение потребления кислорода, зафиксированное при действии N1', не было характерно для действия тройной смеси, как и изменения ЭКГ, зарегистрированные у животных групп Мп и Сг. В картнне гистоструктурных отклонений при комбинированном воздействии отмечены значительное ослабление и меньшая распространенность патологических процессов, специфичных для изолированного действия металлов: дистрофии никелевого, дистрофии и некробиоза марганцевого, бронхита и сосудистых нарушений хромового генеза. Вместе с тем для действия смеси свойственно усиление защитной реакции в легких, которая проявилась усилением лимфогистиоцитарной реакции и гиперплазией лимфондных фолликулов.
Таким образом, при хроническом, как и при остром отравлении, однонаправленный характер действия Мп, Сг и N1' не только не является преобладающим, но и может считаться весьма редким. Подобный факт отмечен рядом авторов (НорГег и 5ип(1егтап; Ыапс1ес1каг и соавт.; Ибзв-пег; 5ип(1егтап и соавт.).
Ослабление токсических свойств смесей изучаемых металлов можно объяснить физиологическим взаимодействием в области рецепторов нервной системы. Оно может быть связано с активацией процессов самоочищения легких. Кроме того, не исключено изменение и других токсико-кинети-ческих параметров, ибо известна способность Мп влиять на уровень депонирования N1 в ряде органов (МугШу и соавт.).
В заключение, признавая антагонистический эффект при действии Мп, Сг и N1 в двух- или трехкомпозиционных смесях одной из наиболее типичных форм ответной реакции, считаем целесообразным проводить гигиеническую оценку смеси ядов по ПДК индивидульных веществ в соответствии с пунктом 2.3 ГОСТа 12.005-76.
Литература. Нищий Р. А. — В кн.: Челябинский обл. съезд гигиенистов, санитарных врачей, эпидемиологов, микробиологов н инфекционистов. 2-й. Материалы. Челябинск, 1970, с. 25—27. Новикова С., Диноева С. — Гиг. и сан., 1977, № 4, с. 72— 74.
Пазынич В. М. — В кн.: Гигиена населенных мест. Киев,
1976, вып. 15, с. 126—127. Hopfer S. М„ Sunderman F. W. — Res. Commun. chem. Path.
Pharmakol., 1978, Bd 19. S. 337—345. Murthi/ R. C.. Satua V. et al. — Chemosphere, 1979, v. &, p. 35—38.
Nandedkar А. К. V., Morse C. £., Friedberg F.— Int. J.
Peptide Protein Res., 1973, v. 3, p. 279—281. Rossner P. — In: International Conference on Industrial and Environmental Xenobiotics Biotransformation and Kinetics. Abstracts. Prague, 1980, p. 55. Sunderman F. W., Lau T. /., Cralley L /.— Cancer Res,
1974, v. 34, p. 92—95. Sunderman F. №.. Kasprzak K. S., Lau Т. I. et al. — ibid, 1976, v. 36, p. 1790—1800.
Поступила 21 07.80
Summary. Effects of soluble compounds and manganese, chromium, and nickel oxides on two animal species were studied in acute and chronic experiments at intraperitoneal and inhalation routes of administration. The comparability of the results has allowed the authors to assess the combined effect of these metals only as additive.
УДК 614.76+614.77
И. П. Вашкулат
ДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ САМООЧИЩЕНИЯ ПОЧВЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОТХОДАМИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ
КОМПЛЕКСОВ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. II. Марзеева
В последнее время все чаще поднимается вопрос об утилизации отходов животноводческих комплексов в сельском хозяйстве (А. К. Баубннас и М. К. Рауцкнс; Solymos). Применение жидкого навоза для орошения сельскохозяйственных культур способствует, кроме его утилизации, также интенсификации кормовой базы (Sutton). Однако бесконтрольное поступление необеззаражен-ных отходов на колхозные поля может привести к загрязнению окружающей среды, в частности почвы, ингредиентами отходов: вредными химическими соединениями, патогенными микроорганизмами и др. (Stibrae; Blendl).
Цель настоящей работы — определение воз-г можности влияния отходов животноводческого комплекса крупного рогатого скота (КРС) на динамику процессов самоочищения почвы при использовании их для удобрения сельскохозяйственных культур, выращиваемых в условиях севооборота. Для удобрения почвы экспериментальных участков использовали отходы КРС, выдержанные в навозохранилище в течение 2—4 мес. В результате такого хранения эффект обработки навоза по ряду общепринятых санитарных показателей был низким. Так, по химическим показателям (прозрачность, содержание взвешенных
веществ, аммиачного и нитратного азота, окисля-емость и БПК5) он колебался от 63 до 77 %, по микробному числу не превышал 95 %. В ходе хранения отходов коли-титр увеличивался с 10~8 до 10-3. Сальмонеллы и патогенные эшерихии в таких стоках не обнаружены. Исследование их в стоках и почве проводили по общепринятым методам, изложенным в методическом письме «Исследование воды на патогенные серотипы кишечной палочки» (Киев, 1965) и «Методических указаниях по саннтарно-микробиологическому исследованию почвы» (М., 1977).
Наблюдения за процессами самоочищения почвы опытных участков проводили на протяжении 3 лет (1976—1978). В 1976 г. на всех участках выращивали ячмень, в 1977 г. — кукурузу на силос, а на следующий год — озимую пшеницу. В 1976 и 1978 гг. культуры орошали дважды, в 1977 г. — трижды жидким навозом, взятым из карт навозохранилища, и жидким навозом, разведенным прудовой водой в соотношении 1:3, 1:5 и 1:7. Каждый полив осуществляли методом напуска из расчета по 500 м 3 на 1 га. Из таблицы видно, что для полива использовали высококонцентрированные и в бактериальном отношении сильно обсемененные стоки (разведенный жидкий навоз).
