CC BY
5
ЛИТЕРАТУРА
Вашков В. И. Средства я методы стерилизации, применяемые в медицине. М., 1973. Жданов В. М., Гайдамович С. Я■ Вирусология. М., 1966. Имшенецкий А. А. Микробиологические процессы при вы-
f
Although the desalination-of highly mineralized waters on industrial evaporators may lead to a strongly reduced level of microbial contamination of the distillate, the decontamination afforded by this method cannot be considered reliable because of the possibility of microorganisms being brought into the distillate due to the existence of a high
соких температурах. М.—Л., 1944. Эльпинер J1. И., Шафиров Ю. В., Ховах И. М. — В кн.: Всесоюзная конф. по гигиене воды и санитарной охране водоемов. Материалы. М., 1969, с. 64—66.
Поступила 11/V 1Э78
vacuum within the inner circuit of the evaporator and because of their presence in water vapor. The desalinated water thus obtained needs to be specially decontaminated in any case by one of the techniques commonly used in domestic and drinking water supply systems.
SANITARY MICROBIOLOGIC ASSESSMENT OF WATER DESALINATION BY
DISTILLATION
Yu. A. Rakhmanin, A. I. Melnikova, and D. A. Selidovkin
УДК вн.777:551.4911-02:632.95
\
С. Н. Черкинский, В. Т. Мазаев, В. Е. Василенко
ВОПРОСЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГРУНТОВЫХ ВОД ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ХЛОРХОЛИНХЛОРИДА В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
1 Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова
В сельском хозяйстве, помимо традиционных удобрений пестицидов, применяются новые типы препаратов, одним из предствителей которых является биологический регулятор роста растений ретардант— хлорхолинхлорид (XXX). Масштабы его применения с каждым годом увеличиваются: с 1967 по 1974 г. он использован на площади более б млн. га (Л. Д. Прусакова).
XXX в водных растворах опрыскивают посевы зерновых, рассаду и плодовые деревья. Любой способ применения XXX связан с его поступлением в почву, что создает опасность загрязнения препаратом почвы, подземных вод и водоемов. В воду препарат может попадать со сточными водами, образующимися в технологическом процессе его производства, и в результате миграции препарата из почвы в грунтовые и поверхностные воды. Если в первом случае за счет технологических и сани-тарно-технических мероприятий загрязнение открытых водоемов можно предотвратить или сократить, то во втором случае, при широком использовании XXX, возможна опасность загрязнения препаратом грунтовых и межпластовых вод.
В экспериментальных исследованиях по гигиеническому нормированию XXX в воде водоемов установлено, что Лимитирующим для него является саннтарно-токсикологический признак вредности; ПДК препарата в воде водоемов рекомендована на у уровне 0,2 мг/л (В. Е. Василенко), норматив ут-Авержден Министерством здравоохранения СССР.
Для выяснения возможности миграции XXX в грунтовые воды из обрабатываемой почвы нами проведены санитарные обследования опытного участка учебного хозяйства «Михайловское» Сельскохозяй-
ственной академии им. К. А. Тимирязева. Был выбран и обследован участок поля площадью 0,4 га, засеянный и однократно обработанный XXX. Препарат применяли в водном растворе в дозе 6 кг XXX (в расчете на действующее вещество). Пробы грунтовых вод из наблюдательных скважин, расположенных выше и ниже по течению грунтового потока от обследованного участка, отбирали тотчас после обработки через 24, 36, 60, 90 и 120 ч после обработки посевов XXX. Ни в одной из проб, взятых из скважин, находящихся выше по течению грунтового потока и в стороне от обработанного XXX участка, препарат не обнаружен. При анализе проб из скважин, расположенных ниже по течению грунтового потока от обработанного препаратом участка поля, вещество, найдено в различных концентрациях. При анализе содержания препарата в пробах выявлены некоторые закономерности его распространения в грунтовом потоке. Загрязненные XXX грунтовые воды в потоке двигались в виде фронта с нарастающей во времени концентрацией. К 90-му дню наблюдения препарат обнаружен в родниках, питаемых проходящим под обработанным препаратом полем грунтовым потоком и удаленных от него на 800—1000 м. Максимальная концентрация XXX в скважинах, через которые перемещался фронт загрязнения, превышала ПДК, утвержденную Министерством здравоохранения СССР. Таким образом, данные, полученные на экспериментальном участке, подтверждают наше предположение о возможности миграции XXX в грунтовые воды с обработанных полей. В связи с этим перед нами встала задача более подробного изучения стабильности и миграции XXX в почве.
При подготовке и организации исследований мы использовали методы математического планирования эксперимента и математического моделирования изучаемых процессов (В. В. Налимов; Ю. П. Адлер и соавт.; П. А. Нагорный).
На основании собственных исследований и экспериментальных данных Ыпвег и соавт. о стабильности XXX в почве разработана математическая модель процесса разложения препарата в почве с учетом действия следующих факторов внешней среды: времени контакта препарата с почвой (X1 — с момента внесения и в течение 14 сут), температуры почвы (Х2 — в пределах от 5 до 25 °С) и влажности почвы (Х3 — от 20 до 60 % максимальной влагоемкости). Процесс разложения препарата в почве описывается следующим уравнением регрессии:
У = — 0,5062 + 0.26Х, + 0.0Ю4Х, + 0,00292Х3 + + 0,0706Х,Х; + 0,0126Х,Х3 +0,0314Х,ХгХ3, (I)
где У— процент разложения XXX в почве от внесенного количества.
Из представленного уравнения видно, что наибольшее влияние на степень разложения XXX в почве оказывает время контакта препарата с ней, а наименьшее — влажность почвы. Правда, в естественных условиях на процесс разложения некоторое влияние может оказывать участие растений и таких факторов, как инсоляция и осадки, способствующие перемещению XXX в нижележащие слои почвы. Тем не менее предлагаемая математическая модель дает основное представление о скорости процесса разложения XXX в почве и может быть использо'вана в предупредительном санитарном надзоре.
Для выяснения закономерностей миграции XXX из почвы с ливневыми или поливными водами нами проведено 16 серий экспериментов на лабораторной фильтрационной установке (Е. И. Гончарук). Изучали влияние следующих факторов внешней среды на процесс миграции XXX в почве: суммарного времени выпадения осадков (Х1), вносимой дозы препарата (Х2) в пределах от 100 до 600 мг/м2, среднего количества осадков в миллиметрах (Х3) и вида почвы по содержанию гумуса (Х4). Исходя из результатов экспериментов, рассчитаны коэффициенты регрессии полного квадратического уравнения, описывающего динамику процесса миграции XXX в почве:
У = 0,02709 + 1.6964Х! — 0,0000477Х2 + 0,0021 Х3 — —0,000787Х4-0,001!26Х,Х. + 0,7514Х,Х3— 0,01228Х,Х4+ 4-0.000325Х3Х4 + 0,0004655Х1Х3Х3 +
+ 0,03885Х,Х3Х41, (2)
где У процент выведения XXX от внесенного количества.
Ведущим фактором, влияющим на процесс миграции препарата, является количество осадков;
1 Некоторые коэффициенты регрессии не взяты ввиду
их незначительности.
Таблица 1
Периоды полусуществования и константы скорости разложения XXX и ТМАС в водной среде
Показатель степени стабильности ТМАС+дис-тилирован-ная вода ХХХ+дис-тиллиро-ванная вода ХХХ+дсх-лорирован-ная вода ХХХ+ЛРУ-довая вода ХХХ+пру-довая вода+ +донные отложения
Период полусущество-
вания, сут 45 90 71 33 22
Константа скорости
разложения 0,0154 0,0077 0,0098 0,021 0,0315
вид почвы и доза препарата оказывают меньшее влияние на степень его миграции. Лабораторные исследования процесса миграции препарата в почве проводили на разных образцах почв, в том числе обладающие наименьшей поглотительной способностью и создающие экстремальные условия миграции препарата из почвы в контактирующие среды (в грунтовые водь:). В результате этого разработанная математическая модель отражает процесс миграции препарата в грунтовые воды в условиях, близких к экстремальным, что вполне согласуется с «Методическими рекомендациями по установлению ПДК химических веществ в почве». Таким образом, на основании предложенных математических моделей (формулы 1 и 2), исходя из конкретных условий использования XXX в сельском хозяйстве, можнок прогнозировать его поведение в почве и возможность загрязнения грунтовых вод в местах использования, что .позволяет осуществлять предупредительный санитарный надзор при разработке технологии применения препарата.
При проведении опытов по изучению стабильности XXX в почве, на 3—5-е сутки эксперимента (при температуре почвы 20 °С и влажности 60 % от максимальной влагоемкости), в водной вытяжке, помимо XXX, идентифицированы холинхлорид (XX) и триметиламин солянокислый (ТМАС). В опытах с более низкой температурой и влаж'ностыо почвы эти продукты обнаруживались в более поздние сроки. При изучении процессов миграции XXX в почве с ливневыми и поливными водами с 5—7-х суток от начала эксперимента и до его окончания также определялись XX и ТМАС в возрастающих количествах.
Следовательно, в местах применения XXX в сельском хозяйстве возможно загрязнение грунтовых вод не только им, но и продуктами его трансформации— XX и ТМАС. Работы по гигиеническому нормированию XX в воде водоемов ведутся в Ленинградском санитарно-гигиеническом медицинском институте. Кроме того, из литературы из-вестно, что XX является малотоксичным соедине- 4 нием, не обладающим кумулятивными свойствами (А. Д. Игнатьев). Данных о санитарно-токсикологи-ческих свойствах ТМАС в доступной литературе не найдено, в связи с чем нами выполнены иссле-
—
дования по гигиеническому нормированию ТМАС в воде водоемов (В. Е. Василенко).
Мы провели изучение и сопоставление стабильности XXX и ТМАС в водной среде. Стабильность оценивали комплексно — по изменению их кон-центрацчй в воде модельных водоемов, динамике химического потребления кислорода, изменению < параметров токсичности их водных растворов и ? устойчивости запаха. На основании исследований установлено, что процесс разложения XXX и ТМАС в водной среде подчиняется экспоненциальному закону. Период полусуществования препаратов в водной среде зависит от факторов внешней среды (табл. 1).
Согласно классификации, предложенной В. Т. Мазаевым, XXX и ТМАС могут быть расценены как высокостабильные в воде соединения.
Сопоставление пороговых и подпороговых уравнений ТМАС по органолептическому, общесанитарному и санитарно-токсикологическому признакам вредности позволило предложить в качестве лимитирующего признаки органолептический; предельно-допустимая концентрация ТМАС в воде водоемов рекомендована равной 0,06 мг/л (табл. 2).
Для ответа на вопрос о возможности комбинированного действия XXX и его метаболитов необходимо более подробное рассмотрение вопроса о разложении препарата в объектах .внешней среды. Согласно данным А. Д. Игнатьева, ОекИицгеп, и др., при разложении XXX протекает реакция 0,гидролиза с образованием природного соединения— холина, которая далее подвергается разнообразным, обычным для него превращениям, в том числе с образованием ТМАС. Согласно уравнению реакции разложения XXX, из одной его молекулы обра-' зуется одна молекула ТМАС. Стехиометрический расчет (отношение молекулярных масс XXX и ТМАС) показывает, что количество образующегося ТМАС составляет около 60 % от массы XXX. С уче-. том различий в скорости деструкции препаратов (константа скорости разложения ТМАС в 2 раза выше, чем XXX) в каждый отрезок времени из 10 частей массы XXX будет образовываться 3 части ТМАС. Следовательно, при концентрации XXX на уровне ПДК (0,2 мг/л) в результате полной его деструкции образуется ТМАС, концентрация кото-
Таблица 2 Пороговые концентрации XXX и ТМАС (в мг/л)
Признак вредности
Вещество органолептический (запах) общссанитар-ный (по ВПК) санитарно-токсикологи-ческий
XXX ТМАС 4,0 0,06 5,0 10,0 0,2 0,5
poro будет равна 0,06 мг/л, что не превышает ПДК. Следовательно, комбинированное действие веществ не может проявляться и таким образом санитарное значение метаболита XXX — ТМАС при соблюдении ПДК исходного препарата в воде водоемов невелико. При предупредительном и текущем санитарном надзоре в местах применения XXX достаточно вести контроль лишь по концентрации исходного препарата.
Выводы
1. XXX способен мигрировать из почвы под действием ливневых и поливных вод в грунтовые еоды. Степень миграции препарата зависит от количества выпавших осадков.
2. XXX характеризуется высокой стабильностью в почве и водной среде. Процесс разложения препарата подчиняется экспоненциальному закону. На скорость разложения препарата в почве наибольшее влияние оказывают время контакта и температура почвы. Продуктами деструкции XXX в почве и водной среде являются XX и ТМАС.
3. Разработанные математические модели процессов разложения и миграции XXX в почве позволяют прогнозировать степень загрязнения препаратом грунтовых вод в местах его применения в сельском хозяйстве.
4. При соблюдении предельно-допустимой концентрации XXX в воде водоемов санитарное значение его метаболита — ТМАС невелико, при этом комбинированное действие остаточных количеств вещества и продукта его трансформации не может проявляться.
ЛИТЕРАТУРА
Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., 1971.
Василенко В. Е. — Гиг. и сан., 1978, № 4, с. 8—12.
Гончарук Е. И. Санитарная охрана почвы от загрязнения химическими веществами. Киев, 1977.
Игнатьев А. Д. Биологическая характеристика холина и хлорхолина в аспекте гигиены питания. Автореф. дис. докт. М., 1969.
Мазаев В. Т. Гигиенические аспекты охраны водоемов при
производстве и применении оловоорганических соединений. Автореф. дис. докт. М., 1978.
Нагорный П. А. — Гиг. и сан., 1973, № 7, с. 76.
Налимов В. В. Теория эксперимента. М., 1971.
Прусакова J¡. Д. Регуляция роста зерновых злаков с помощью ретардантов в условиях орошения. Автореф. дис. докт. М., 1975.
Dekhuijzen Н. М. — Pestic. Biochem. Physiol., 1974, v. 4, p. 346—355.
Linser H. et al. — Z. Pflanzenernährung, 1965, Bd 108, S. 57-65.
Поступила 21/1V 1979 r.
POLLUTION OF GROUND WATERS BY CHLOROCHOLINE CHLORIDE USED
IN AGRICULTURE
S. N. Cherkinsky, V. T. Mazaev, and V. E. Vasilenko
The experimental and field studies carried out by the authors have shown that the title compound (ChChCh) can migrate from the soil to the underflow in storm and irrigation waters and that the extent of this migration depends on the level of precipitation. Data are given on the stability of ChChCh in soil and water. Mathematical models are presented describing the processes of its breakdown and migration in soil. It has been found that the degradation pro-
ducts of ChChCh in soil are choline chloride and trimethyla-mine hydrochloride. It is suggested that these models can be used to predict the degree of ground water pollution in places vhere ChChCh is used agriculturally. If its concentration in a body of water does not exceed the established maximum permissible level, the sanitary importance of tri-methylamine hydrochloride is very slight.
УДК в13.32:[5«7.551.5 + 547.495.9
А. А. Королев, Т. Г. Шлепнина, Н. Я■ Михайловский, Т. А. .Захарова, В. П. Ласкана
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИФЕНИЛНИТРОЗАМИНА И НИТРОГУАНИДИНА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
I Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова
Дифенилнитрозамин (ДФНА) и нитрогуанидин (НГ) широко применяются в органическом синтезе, производстве красителей, пластмасс, лекарственных препаратов и с производственными сточными водами могут поступать в водоемы. Отсутствие гигиенических нормативов для ДФНА и НГ обусловило необходимость проведения токсиколого-гигиенических исследований, целыо которых явилось установление ПДК этих веществ в водоемах.
ДФНА и НГ представляют собой, желтоватые кристаллические продукты, растворимость которых в воде соответственно 30 и 3000 м'г/л. Оба соединения вляют на органолептические свойства воды: ДФНА придает ей неприятный специфический запах (пороговая концентрация 0,1 мг/л), а НГ — горьковато-вяжущий привкус (пороговая концентрация 50 мг/л). Если водные растворы имеют концентрации, превышающие пороговые, запах и привкус не изменяются в течение 20 сут при 20 °С, что свидетельствует о выраженной стабильности обоих веществ. Подтверждением этого могут служить результаты спектрофотометрических исследований, проведенных с целью изучения стабильности ДФНА в условиях, максимально приближенных к натурным (Н. Я. Михайловский и соавт.).
ДФНА и НГ в концентрациях соответствен но 3 и 2,5 мг/л не влияют на динамику БПКЛ и БПК2о. процессы аммонификации и ннтрофикации. В 5олее высоких концентрациях данные вещества тормозят процессы минерализации органического загрязнения воды, что свойственно азотсодержащим соединениям и связано с их бактериостатическим действием на сапрофитную микрофлору.
В опытах на белых мышах, крысах и морских свинках изучена острая токсичность ДФНА и НГ при пероральном введении в организм животных в растворах подсолнечного масла. Установлено, что эти вещества относятся к умеренно малотоксичным
соединениям: ЬО^ для белых мышей составили соответственно 1860 и 3850 мг/кг, для белых крыс — 1825 и 10 200 мг/кг, для морских свинок — 3120 мг/кг (для НГ). Клиническая картина отравления ДФНА и НГ была практически одинаковой и характеризовалась развитием признаков цианоза.
Для суждения о степени опасности изучаемого вещества и возможности прогнозирования мишь4 мально недействующей дозы (МНД) существенное значение приобретает определение его кумулятивных свойств (С. Н. Черкинский и соавт.; Г. Н. Кра-совский и соавт.). В этом случае изучение куму-лятивности давало возможность использовать экспресс-экспериментальный метод обоснования предельно допустимой концентрации ДФНА, опираясь на полученные ранее результаты, а также на данные гигиенического нормирования близких по химическому строению веществ — дифениламина (ДФА) и нитродефениламина (А. А. Королев и соавт.; Л. В. Мельникова). Кумулятивность ДФНА и НГ оценивали в условиях подострого опыта с I использованием оценочной шкалы, предложенной Г. Н. Красовским и соавт. и основанной на отношении ЬО50 к пороговой дозе, установленной в опыте по кумуляции. Опыты проводили на белых крысах с использованием ДФНА из расчета 70 и 200 мг/кг и НГ из расчета 20, 100 и 500 мг/кг. ' Эксперимент длился 40 дней.
Состояние организма животных оценивали по изменению ряда показателей (динамике массы тела, числу эритроцитов, лейкоцитов и ретикулоци-тов, количеству гемоглобина, активности холин-эстеразы, аланиновой и аспарагиновой Трансамн-\ наз, церулоплазмина, суммационно-пороговому по4 казателю). В конце эксперимента животных забивали и определяли активность холинэстеразы печени, коэффициенты массы внутренних органов и гонадотоксическое действие. Выбранные тесты,
