CC BY
15
4. Новый антидетонатор обладает слабораздражающими свойствами на месте приложения, не проникает через кожу в масляных и бензиновых растворах.
5. Применяемый в производстве ЦТМ растворитель тетрагидро-фуран увеличивает токсичность вещества; растворы ЦТМ в тетрагид-рофуране проникают через неповрежденную кожу и вызывают интоксикацию.
Поступила 27/V 1963 г.
THE TOXICITY OF VAPOURS OF A NEW ANTIDETONATOR — MANGANESE CYCLOPENTADIENYLCARBONIL IN THE AIR OF INDUSTRIAL PREMISES
O. G. Arkhipova, M. S. Tolgskaya, T. A. Kochetkoua
Manganese cyclopentadienylcarbonil (MTC) is toxigenic in small concentrations and has a pronounced cumulative properties. A single exposure to MCT vapours in '0.1 mg/1 concentrations in the air is dangerous for life.
In concentrations 0.01 mg/1 in the air this substance may cause serious and lethal poisoning in case of multiple exposures. Concentrations at a level of 0.001 mg/1 produce functional shifts in the nervous system and initial morphological lesions in the respiratory tract.-
The new antidetonator is indowed with a weak irrigating effect at the site of contact; when dissolved in oil and benzene it does not penetrate the skin. The solvent tet-rahydrofuran, which is used in the production of MCT, increases the toxicity of this •substance; the solution of MCT intetrahydrofurn pentrates intact skin and causes intoxica tion.
УДК 613.648 : 613.155
ВЛИЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ НА СОСТАВ ВОЗДУХА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
Канд. хим. наук М. Т. Дмитриев
Научно-исследовательский институт гидрометеорологического приборостроения
(Москва)
Появление заметных концентраций ряда газов в воздухе под действием радиоактивных излучений было обнаружено еще на ранней стадии развития радиологии. В последние годы большое количество достаточно мощных источников ионизирующей радиации широко используется в научных исследованиях и медицине, внедряется в народное хозяйство. Не исключено, что обслуживающий персонал может находиться в контакте с облученным воздухом. В связи с этим некоторые вопросы радиационной химии воздуха приобретают важное гигиеническое значение.
В результате процессов ионизации воздуха и последующих радиа-ционно-химических реакций образуется прежде всего окись азота
(N0), двуокись азота (Ы02), закись азота (Ы20) и озон (03). Кроме того, при облучении воздуха создаются и другие неустойчивые окислы азота, которые в процессе анализа превращаются в ¡М02, а также продукты взаимодействия водяного пара и углекислого газа между собой и с азотом и кислородом. Выход этих продуктов значительно меньше выхода окислов азота и Оз. Механизм образования продуктов радиа-ционно-химических реакций в воздухе тесно связан с возникновением в воздухе молекулярных ионов, атомов и возбужденных частиц Ц'М. Т. Дмитриев, 1958, 1963). Через несколько секунд после облучения эти промежуточные частицы исчезают, поэтому в отношении их гигиенической оценки они могут не рассматриваться (утяжеленные ионы существуют значительно дольше).
В условиях, когда в облученном воздухе остается молекулярный: кислород (а это практически всегда бывает при его облучении небольшими дозами), N0 окисляется до Ы02. Таким образом, основными продуктами радиолиза воздуха являются N02, Ы20 и Оз (М. Т. Дмитриев, 1962),
Установлено, что энергетический выход образования окислов азота и Оз при небольших мощностях дозы практически не зависит от вида ионизирующей радиации. Как под действием электронов и у-излучения,
Таблица 1
Энергетические выходы окислов азота и 03 в зависимости от температуры
Температура (в °) 0 • ю 15 7 20 25 30
Молекула NOo/lOO эв ....... Молекула N2(5/100 эв....... Молекула 03/100 эв........ 1,35 0,63 3,38 1,38 0,65 3,42 1,39 0,66 3,45 1,41 0,68 3,49 1,43 0,70 3,54 1,46 0,72 3,60
<53
I
I
I
4
так и под действием излучений ядерного реактора (у-излучение, нейтроны, протоны) получаются примерно одни и те же энергетические выходы. Интересно, что примерно такие же результаты достигаются и при поглощении энергии электрических разрядов в воздухе.
Были произведены измерения с целью уточнения величин энергетического выхода N02, N20 и Оз в воздухе при атмосферном давлении под. действием у-излучения ко-бальта-60 и электронов с энергией 8,2 Мэв. Концентрации окислов азота и Оз определялись спектрофотоколориметри-ческим методом, поглощенные энергии излучения — в колориметре с дистиллированной водой и с помощью ионизационных камер. Полученные* результаты показаны в табл. 1.
Эти величины могут быть приняты для расчетов концентраций окислов азота и О.ч в воздухе производственных помещений под влиянием его> облучения ионизирующей радиацией. Помимо температуры воздуха, энергетические выхо-I ды образования газов также-
зависят от давления, однако по сравнению с влиянием температуры зависимость выходов от давления значительно слабее, и в интервале 700—780 мм рт. ст. можно считать, что энергетические выходы остаются постоянными и соответствуют 760 мм рт. ст.
Зависимости концентрации NO2, N20 и 03 от поглощенной дозы при 20° показаны на рисунке. Как видно из рисунка, на начальном участке приблизительно до доз 0,5—1,5- 109 р концентрации газов прямо пропорциональны величинам поглощенных доз. Это соответствует следующим уравнениям:
Доза облучения (6 р)
Концентрации окислов азота N02, N20 и озона, образующиеся в воздухе под воздействием кратковременного облучения большой мощности, в зависимости от дозы излучения ядерного реактора.
[М02] = аЕ, [М20] = ЬЕ, [03] = сЕ,
(П (2) (3)
где [N02], [N20], [03] — концентрации веществ (в весовых процентах);. Е — поглощенная доза (в р); а, 6, с — коэффициенты, характеризующие эффективность соответствующих радиационно-химических реак-
ций. При дозах облучения выше 2,5-109 р концентрации окислов азота и Оз не зависят от поглощенной энергии, так как в образующейся при этом газовой смеси устанавливается стационарное состояние, при котором скорости разложения продуктов реакции равны скорости их образования. Значения коэффициентов
Таблица 2
Значения коэффициентов для реакций образования окислов азота и 03 в воздухе в зависимости
от температуры
1 X Температура (в %)
Лх о Е X £ 0 5 10 15 20 25 30
а Ь с 5,84 2,59 15,22 5,90 2,63 15,31 5,96 2.67 15,40- 6,02 2,71 15,55 6,10 2,79 15,73 6,18 2,88 15,97 6,32 2,96 16,22
табл. 2.
а, Ь, с в зависимости от температуры воздуха приведены в
В качестве приближенной оценки можно принять, что в интервале О—30° коэффициенты а, Ь и с слабо меняются, а эффективность образования примесей в воздухе остается примерно постоянной и соответствует 20°. Тогда для ориентировочных подсчетов концентраций газов независимо от температуры и давления можно принять следующие соотношения [из уравнений (1—3), подставляя данные табл. 2]:
(4) (5>
(6)
[Ш2] = 6,Ы0-9-£, [N<>0] = 2,8-10~"9-£,
[03] = 15,7- 1(Г~9-£.
Для N02 такой расчет возможен до доз 1,5 • 109 р, для 03 — до доз примерно 0,5 • 109 р, для Ы20 — до доз 1—2 • 109 р.
Значения энергетических выходов окислов азота и 03 могут быть рассчитаны по соотношениям:
0(ЫО2) = 2,31-108 а,
0(Ы2О) = 2,43-108 6, С(03) = 2,22-108 с,
(7)
(8) (9)
где О(N02), С(Ы20), б(03) — энергетические выходы указанных веществ соответственно в молях на 100 эв поглощенной энергии.
Образование окислов азота и 03 происходит также при облучении воздуха тепловыми нейтронами, хотя они непосредственно и не оказывают ионизирующего воздействия. В результате ядерной реакции
(п, р) Сб4 одновременно с образованием радиоуглерода происходит облучение воздуха быстрыми протонами с энергией 0,6 Мэв. Воздействием на воздух жесткого у-излучения, образующегося при ядерной реакции N7* (п, у) N'7, в условиях производственных можно пренебречь.
Концентрации окислов азота и 03, образующиеся при облучении воздуха нейтронами, могут быть рассчитаны по соотношениям:
помещений
[Ш2] = 5,28.1(Г10а5, [N¿0] = 5,28- 1(Г~10 ЬБ, [03] = 5,28-10—
(Ю) (11> (12)
»
где 5 — суммарный (интегральный) нейтронный поток за время облучения (в нейтр/см2).
В качестве приближенной оценки аналогично соотношениям (4—6) могут быть приняты следующие выражения (строго справедливые при 20°):
|Ы02] =3,22-Ю-18 5, (13)
[N,0] = 1,44-10—(14) [03] =8,34-10~~185* (15)
Уравнения (10—15) также выполняются лишь до некоторых значений интегрального нейтронного потока аналогично соотношениям (1—6). Уравнение (13) выполняется до величины интегрального потока 1,85- 1018 нейтр/см2, уравнение (14) — до 2,2- 1018 нейтр/см2, уравнение (15) — до 0.5- 1018 нейтр/см2. Эти величины, однако, также выходят за рамки данных, необходимых для практических расчетов.
При одновременном облучении воздуха ионизирующей радиацией и нейтронами концентрации образующихся газов определяются следующими соотношениями:
ж" • • к
[Ж)2] = а£ + 5,28-10~10 оБ, (16)
[\т20] = 6£ + 5,28-Ю-"10 ЬБ, (17
[03] = сЕ Ч- 5,28-10"10 с5. (18)
Подставляя численные значения коэффициентов в соотношения (16—18), для приближенной оценки концентраций газов при 20° получим следующие выражения: ,
[Ж)2] =6, Ь10-9 (£ + 5,3-10~10 5), (19)
[Ы20] =2,8-.10^9 (£ + 5,3-1<Г10 5), (20)
[О,] = 15,7-10~9 (£+ 5,3-Ю-"10 5) . (21)
Небезынтересно оценить допустимые значения поглощенных доз
Щр _ _ ______1 _____ ___ _к ______ ___ О
ионизирующеи радиации и интегральных нейтронных потоков, при •которых достигаются предельно допустимые концентрации (ПДК) Оэ и окислов азота в воздухе. ПДК окислов азота в воздухе принята равной 0,005 мг/л, или примерно 4,2-10"4 вес.%), а ПДК 03 —0,0001 мг/л (0,83 • 10~5 вес.%)1. Присутствием в воздухе N20 можно пренебречь ввиду меньшей эффективности ее образования и токсичности.
Подставляя указанные значения ПДК в уравнения [4], [6], [10] и [12], получаем, что допустимые значения поглощенных доз ¿доп. и интегральных нейтронных потоков 5Дон. составляют для 03 530 р и 1,0- 1012 нейтр/см2, для окислов азота 7 • 101 р и 1,3 • 1014 нейтр/см2.
Очевидно, ЧТО £доп- И 5догь определяются в основном Оз. Необходимо, однако, отметить, что образующийся под действием облучения 03, хорошо сохраняющийся в воздухе на больших высотах, очень неустойчив и в значительной степени распадается в присутствии пыли при контакте с различными поверхностями и т. д. Определенную роль здесь играет и образование окислов азота, что, в частности, препятствует образованию больших стационарных концентраций Оз (см. рисунок), поэтому значение допустимой дозы по Оз может быть несколько повышено.
Представляется целесообразным выбрать по отношению к Оз и окислам азота допустимые значения поглощенной дозы и интегрального
1 Наиболее вероятные концентрации окислов азота и Оз в воздухе помещений на 1—2 порядка меньше предельно допустимых и составляют для Оз 1,0 • Ю-5 мг/л, для окислов азота 1,5» 10~5 мг/л.
/
нейтронного потока соответственно 1000 р и 1012 нейтр/см2. При больших дозах облучения воздуха в производственных помещениях необходимо учитывать радиационно-химичеокие процессы радиолиза воздуха и образование дополнительных вредных примесей.
При облучении воздуха нейтронами, как известно, наряду с другими радиоактивными изотопами образуется также радиоактивный углерод С14, главным образом в виде двуокиси углерода (М. Т. Дмитриев, 1963). Концентрация образующейся радиоактивной двуокиси углерода Си02 определяется соотношением:
[С1402] = 0,38-10~~21 5, (22)
где (С1402) — концентрация вещества (в вес. %).
Выражая концентрацию См02 в мккюри/л, из уравнения (22) при 760 мм рт. ст. и 20° получим:
Л4(С1402) = 0,63-10~~17 5. (23)
где М (С1402) —'концентрация радиоактивного углерода (в мккюри/л).
Принимая, согласно Правилам для предельно допустимой концентрации С14 в воздухе рабочих помещений 4- 10~9 кюри/л, из выражения (23) получим, что по 'образованию С14 может считаться допустимым интегральный нейтронный поток до 1015 нейтр/см2. Эта величина значительно больше допустимого потока нейтронов по Оз и Ы02 (1012 нейтр/см2). Следовательно, радиационно-химическое образование Оз и ]\Ю2 под действием нейтронов имеет и самостоятельное значение с точки зрения гигиенической оценки.
Полученные величины допустимых значений поглощенных доз и интегральных нейтронных потоков могут быть использованы в качестве исходных при определении мощности вентиляционных установок в помещениях, где производится радиационное облучение. При дозе 103 р и интегральном потоке 1012 нейтр/см2 период однократного облучения воздуха в производственных помещениях равен:
1
Тд = 0.278-—, (21)
V
1
Тп = 2,78-Ш8. —, (25)
N
где Тд — период однократного облучения по дозе (в часах); / — средняя мощность дозы в производственном помещении (в р/сек)\ Тп — период однократного облучения по потоку нейтронов (в часах); N—средняя мощность потока в помещении (в нейтр/см2 • сек).
Кратность вентиляции, определяемая как количество полных воз-духообменов в помещении в течение 1 часа, представляет собой обратные величины. Из соотношений (24—25) имеем:
Г() = 3,6 /,
(26)
Гп = 3,6-10—9 Л/, (27)
где Гд и Гп — кратность вентиляции соответственно по дозе и потоку. Мощность вентиляционной установки определяется соотношением:
= 2,78-10—4 ГУ, (28)
где /? — мощность установки (в мъ/сек)\ V — объем помещения (в м3).
1 Санитарные правила работы с радиоактивными веществами и источниками .ионизирующих излучений. Госатомиздат, 1960.
■•О
/
Подставляя соотношения (26—27) в условие (28), получим выражения для мощности установки по дозе и потоку:
#
Xd=10-3JV, • (29>
Rn = 10~~12 NV. (30>
Следовательно, чтобы после прекращения облучения (когда источник облучения автоматически выводится в специальный колодец) можно было безопасно войти в помещение, кратность вентиляции во время облучения, например, при средней мощности дозы 10 р/сек (характерная величина), должна составить 36. При объеме помещения, например, 150 мг скорость выброса воздуха должна составлять не менее 1,5 мг сек.
ЛИТЕРАТУРА
Дмитриев М. Т. Атомная энергия, 1963, т. 15, № 1, стр. 52.—Он же. Ж- физ. химии, 1958, т. 32, № 10, стр. 2418. - Он же. Ж. прикладной химии, 1963, т. 36г № 3, стр. 512.
Поступила 5/X 19в6 г.
THE EFFECT OF IONIZING RADIATION ON THE AIR CONTENT
OF INDUSTRIAL PREMISES
M. T. Dmitriev
A study was made of the efficiency of processes leading to the production of nitrogen oxides and ozone in the air under the action of ionizing radiation and neutrons. A comparison of the data obtained with concentrations of nitrogen dioxide and ozone gases, formed in the air under natural conditions, made it possible to set the maximum permissible doses of ionizing radiation and that of the integral neutron current in the air of industrial premises. The standard values of ventilation required in industrial premises containing radioactive isotopes are given.
УДК 615.9 : 60
БЛИЖАЙШИЕ ЗАДАЧИ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТОКСИКОЛОГИИ I
Канд. мед. наук И. В. Саноцкий
Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, .Москва
Развитие химии и химизация народного хозяйства нашей страны выдвигают новые серьезные задачи, разрешить которые возможно только при сочетании теоретических и практических направлений лабораторного токсикологического эксперимента с гигиенической оценкой новой технологии химического производства, а также с соответствующими клиничеокими исследованиями.
В ближайшие годы будет производиться большое число новых соединений, биологическое действие которых подлежит испытанию (особенно в стадиях лабораторных поисков и полузаводского производства). К моменту широкого внедрения в практику новый продукт должен быть охарактеризован с точки зрения его токсичности, вероятности возникновения острых или хронических интоксикаций в конкретных условиях производства и применения. На этой основе должны быть разработаны предельно допустимые концентрации (ПДК) содержания
1 Печатается в порядке обсуждения. — Ред.
