CC BY
5
На этой основе применительно к местным гидрологическим особенностям водоемов можно определить расстояние L от водозабора до верхней* границы ЗСО по формуле:
L = V-t,
где: V—скорость течения (в м/сутки), a t (минимально необходимый период» бактериального самоочищения) принимается соответственно климатической зоне.
Поскольку эффективность процесса с уменьшением начального бактериального загрязнения будет повышаться, реальное значение установления верхней границы ЗСО будет зависеть от объема санитарных мероприятий по предупреждению загрязнения территории ЗСО и по обеззараживанию сточных вод, отводимых с этой территории.
На основании изложенного представляется важным учесть при пересмотре положения о ЗСО следующее. 1. Существующее бактериальное загрязнение поверхностных водоисточников, известная ограниченность-эффекта технологических процессов обработки воды на водопроводных станциях и зависимость конечного результата очистки и обеззараживания воды от ее исходного качества обусловливают необходимость создания зон санитарной охраны (ЗСО) централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения. 2. Задачей организации ЗСО является ограничение-загрязнения водоисточника бактериями, вирусами и органическими веществами, которые могут поступать с хозяйственно-бытовыми и близкими к ним по составу промышленными стоками. Качество воды поверхностных, источников водоснабжения в отношении промышленных химических загрязнений должно обеспечиваться в соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». 3. В основу определения границ ЗСО поверхностных водоисточников должно быть положено-представление о скорости процессов бактериального самоочищения с учетом климатических зон расположения централизованных систем водоснабжения.
Вопрос об охране водозаборов от влияния промышленных сточных вод. должен решаться с учетом соблюдения предельно допустимых концентраций специфических ингредиентов в 1 км выше пункта водопользования на основе расчетов, принятых в санитарной охране водоемов.
ЛИТЕРАТУРА. Нестерова В. Б. Гиг. и сан., 1971, № 4, с. 13. — Строганов С. Н. Загрязнение и самоочищение водоемов. М., 1939. — Черкни-с к и й С. Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы. М., 1971. — Ч е р -кинский С. Н., Трахтман Н. Н. Обеззараживание питьевой воды. М., 1962.— Steel Е. V-, Water Supply and Sewerage. New York, 1953. —Wolman A., Gorman A. E., Am. J. publ. Hlth., 1931, v. 31, p. 115.
Поступила 29/V 1973 r.
УДК 615.916:546.262-31]:59.082.5
Канд. мед. наук Н. П. Александров
ВЫБОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ НОРМАТИВОВ ОКИСИ УГЛЕРОДА
Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова, Ленинград
Существует мнение, что человек по чувствительности к пороговым дозам некоторых ядов мало отличается от лабораторных животных, в частности грызунов (Г. Н. Красов-ский; И. П. Уланова). Однако Л. А. Тиунов считает, что видовые различия к ядам вообще-и к окиси углерода в частности существуют и обусловлены главным образом различиями метаболизма яда в организме. Следовательно, в токсикологической литературе существует неодинаковый подход к оценке чувствительности животных к одному и тому же яду.
Литературные сведения о чувствительности экспериментальных животных к окиси углерода противоречивы даже при сравнительно одинаковых условиях проведения опытов.. Например, по данным Ш. Эдере и М. Истен, белые мыши погибают при действии концентра-
ции 12,5 мг/л и экспозиции 14 мин., поданным В. А. Пухова — при концентрации 14,1 мг/л и экспозиции 30 мин.; по данным И. Я- Штрум — при концентрации 5,5 мг/л и экспозиции 30 мин. По Ф. Флюри и Ф. Церник, морские свинки концентрацию окиси углерода 11,5 мг/л переносили в течение 1V2 часа, а по С. С. Либерману, при той же концентрации через 30 мин. погибли 3 из 4. Вместе с тем остается неясным, что считать видовой чувствительностью при воздействии ингаляционных ядов — скорость их накопления в организме или скорость появления симптомов отравления и смертельных расстройств; неясно также, одинаковы ли реакции организма различных млекопитающих на одинаковое количество яда?
Для получения ответа на эти вопросы мы провели динамическую затравку окисью углерода в дозе 2 мг/л различных видов экспериментальных животных (288). При затравке мелкие животные (белые мыши и крысы, хомяки, морские свинки) полностью находились в газовой среде, а крупные (кролики, кошки, собаки) вдыхали газовую смесь через дыхательные системы различной конструкции. Затравку животных осуществляли из мешков Дугласа емкостью 150 л; непосредственно в них и готовили газовую смесь. Смесь анализировали на газовом хроматографе фирмы «Schimadzy». Изучаемое вещество было получено с химического комбината в 40-литровом баллоне под давлением 150 атм и содержало 97% окиси углерода, около 3% азота, следы кислорода и 0,0403% влажности. Для экспериментов отбирали беспородных здоровых самцов, относительно одинакового возраста и веса тела. Частоту дыхания, данные электроэнцефало- и кардиографии определяли непосредственно в эксперименте на электроэнцефалографе венгерской фирмы «Орион». Данные о потреблении кислорода животными полностью заимствованы из литературы. Кровь для определения уровня карбоксигемоглобина (СОНЬ) брали в одинаковые промежутки времени после начала затравки — через 3, 6, 9, 12, 15, 25, 30, 40 и 60 мин. Уровень СОНЬ в крови определяли спектрофотометрическим методом (Ф. А. Иванова, И. А. Гофман). Выбор концентрации окиси углерода, равной 2 мг/л, обусловлен тем, что при ней равновесное состояние окси- и карбоксигемоглобина у большинства животных медленно устанавливается на уровне 60—70% СОНЬ, вследствие чего можно ожидать, что видовые различия в чувствительности животных к окиси углерода выявятся наиболее отчетливо.
В результате экспериментов выяснено, что равновесное состояние между содержанием окси- и карбоксигемоглобина для каждого вида животных устанавливается на различном уровне (табл. 1). Например, у хомяков максимальное содержание СОНЬ достигает 80%, мышей — 71%, кошек — 58%, морских свинок — 50% и кроликов — 35%. При этом у мелких животных (мышей, крыс, хомяков) окись углерода поступает в кровь значительно быстрее. Приведенные в табл. 1 данные позволяют предположить, что виды млекопитающих существенно отличаются по степени сродства гемоглобина к окиси углерода. В противном случае невозможно объяснить наступление равновесного состояния при различном содержании СОНЬ, когда на всех животных воздействует одна и та же концентрация окиси углерода. Опытами выяснено, что мелкие животные отличаются от крупных более быстрым поступлением яда в кровь.
Возникла необходимость сопоставления скорости поступления яда в кровь с различными показателями функций организма. Полученные нами в эксперименте и заимствованные из литературных источников сведения о частоте пульса, дыхания и потребления кислорода, а также показатели веса тела животных были подвергнуты статистическому анализу путем построения корреляционных таблиц с вычислением степени связи (коэффициента корреляции —р) между уровнем СОНЬ и указанными выше показателями. Коэффициент корреляции вычислялся при содержании СОНЬ в крови, равном 20—30, 40—50 и 60—70%. Значения указанных коэффициентов корреляции приведены в табл. 2.
Таким образом, скорость поступления яда в кровь прежде всего связана с таким параметром гемодинамики, как частота пульса (р=0,631—0,799). Для мелких животных (грызунов) очень важное значение имеет вес тела (р=0,735—0,820). Скорость поступления яда
Таблица
Скорость поступления яда в кровь различных животных н изменения физиологических показателей при затравке окисью углерода в концентрации 2 мг/л
Вид животных Содержание СОНЬ (в %) через Первые признаки отравления Боковое положение
3 мин. 6 мин. X S S ем 20 мин. 30 мин. 4 0 мин. нии 09
Белые мыши .... 32 49 63 70 71 71 71 Через 2 — 3 мин. Через 5—7 мин.
Хомяки ....... 21 37 57 72 76 80 80 » 3 — 5 » » 9 —12 »
(Встают на ноги на 15 —
20-й минуте)
Белые крысы .... 17 27 52 62 65 65 65 » 5 — 6 > Через 9 — 11 мин.
Кошки ....... 12 16 29 38 48 54 58 » 15 — 20 »
Собаки ....... 5 9 14 25 29 38 52 » 30 — 50 »
Морские свинки 10 13 22 30 37 50 48 > 12 — 15 » » 30 — 50 »
Кролики....... 5 8 19 25 30 32 35
Таблица 2
Значения коэффициента корреляции между скоростью поступления окиси углерода в кровь и некоторыми физиологическими показателями
Коэффициент корр при содержании СО еляции НЬ (в %) Достоверность связи СГР'
20—30 40 — 50 60 — 70
0,792 0,807 0,917 >0,1
0,791 0,799 0,631 >0,1
0,596 0,406 0,260 >0,1
0,798 0,735 0,820 >0,1
0,316 0,131 — <0.5
0,479 0,542 0,300 >0,1
Физиологические показатели
Частота дыхания.........
Частота пульса..........
■Потребление кислорода......
Вес тела:
грызунов...........
крупных животных ......
грызунов + крупных животных
Примечание. Коэффициент корреляции незначим при ^0,5, значим при >0,1.
и вес тела хуже коррелируют у крупных животных (р=0,131—0,316). Скорость отравления зависит, кроме того, от интенсивности потребления кислорода (р=0,260—0,596) и частоты дыхания (р=0,792—0,917).
Во время затравок отмечены существенные различия в поведении животных. Морские свинки и хомяки, отравленные окисью углерода до такого состояния, что принимали боковое положение, а иногда и до терминальных стадий (судороги, резкое агональное дыхание), продолжая пребывать в затравочной камере, через некоторое время вновь вставали на ноги и начинали ходить. Аналогичная особенность поведения животных отмечена И. О. Гилула, О. Н. Елизаровой, Уилбергом (цит. Ртск). Объяснения этому явлению нет. По нашим данным, у хомяков содержание СОНЬ при этом достигало 80%.
Можно думать, что относительное улучшение состояния хомяков и морских свинок по мере нарастания тяжести отравления возникает в момент переключения обмена с одного вида на другой. Интенсивность окислительных процессов, о которой можно судить по потреблению кислорода на 1 кг веса тела, тесно связана с объемом альвеолярной вентиляции. Чем выше потребление кислорода, тем больше вентиляция. Однако когда во вдыхаемом воздухе появляется окись углерода, то усиленная вентиляция легких способствует быстрому поступлению яда в организм. Именно этими причинами следует объяснить обнаруженную нами зависимость между потреблением кислорода на 1 кг веса тела и скоростью поступления окиси углерода в кровь.
Анализ полученных данных показывает, что характер экспонент для различных показателей неодинаков. С уменьшением веса тела скорость насыщения крови карбоксигемо-глобином резко увеличивается (отрицательная связь). Учащение пульса и дыхания, нарастание потребления кислорода ведут к значительному повышению скорости отравления (положительная связь). Именно этими причинами можно отчасти объяснить существенные различия в видовой чувствительности к окиси углерода.
По нашим предварительным данным, при затравках окисью углерода в концентрации 2 мг/л животные распределяются по скорости поступления яда в кровь следующим образом: белые мыши, хомяки, белые крысы, кошки, собаки, морские свинки, кролики. Однако распределение животных по скорости поступления яда в кровь не может полностью характеризовать «шкалу чувствительности». Несмотря на то что у хомяков и мышей скорость поступления яда практически одинакова, первые могут жить при содержании СОНЬ 80%, тогда как мыши погибают при 70% СОНЬ. Большинство мелких и крупных животных гибнет при содержании в крови 70—75% СОНЬ, принимает боковое положение при 40—50% СОНЬ, хотя скорость поступления яда может существенно отличаться. Приведенные данные свидетельствуют о том, что при одинаковом количестве яда в крови видовые различия могут нивелироваться и понятие видовой чувствительности к яду до сих пор остается неконкретным.
Если при оценке видовых различий к окиси углерода ориентироваться на скорость поступления яда в организм, то хомяки являются одним из самых чувствительных видов животных. Если ориентироваться на уровень смертельного содержания СОНЬ в крови, то хомяки оказываются одним из самых устойчивых видов животных. Таким образом, у одних и тех же животных высокая скорость накопления яда в крови сочетается с высокой устойчивостью к нему. Аналогичные противоречия возникают при оценке тестов «бокового положения и летальности». При одинаковой продолжительности затравки гибель животных может наступать тем раньше, чем выше скорость проникновения яда в кровь. Высокая скорость накопления карбоксигемоглобина в крови, быстрая гибель белых мышей и крыс при затравке окисью углерода позволяют прийти к выводу о том, что эти животные являются наиболее чувствительными и могут быть использованы для проведения экспериментов по нормированию острых воздействий окиси углерода. Однако, несмотря на убедительные данные о высокой чувствительности белых мышей и крыс к окиси углерода, нормативы,
установленные в опытах на этих животных, нельзя перенести на человека. Экстраполяция-такой закономерности возможна только после проведения тождественных исследований с определением скорости поступления яда в кровь человека, что является недопустимым по вполне понятным причинам.
Выводы
1. При воздействии окиси углерода в дозе 2 мг/л отмечается следующее распределение животных по скорости поступления яда в кровь: белые мыши, хомяки, белые крысы, кошки, собаки, морские свинки, кролики. Это обусловлено прежде всего различным сродством гемоглобина к окиси углерода и неодинаковой скоростью поступления яда в кровь, что зависит в свою очередь от обмена веществ, веса тела, частоты пульса и дыхания.
2. В условиях острого воздействия окиси углерода при одинаковом содержании яда в крови видовые различия в известной мере нивелируются: при 20—30% содержании СОНЬ у большинства видов животных отмечаются первые признаки отравления, при 40—50% — боковое положение и при 60—75 — гибель.
3. Проведение экспериментальных исследований по нормированию острых воздействий окиси углерода на самых чувствительных млекопитающих — белых мышах и крысах — может гарантировать безопасность человеку.
ЛИТЕРАТУРА. Гилула И. О. Окись углерода и ее влияние на центральную нервную систему. Харьков — Киев, 1931. — Е л и з а р о в а О. Н. Фармакол. и токсикол., 1949, № 2, с. 55. — К р а с о в с к и й Г. Н. В кн.: Гигиеническая оценка химических факторов внешней среды. М., 1967, с. 59. — Л и б е р м а н С. С. Фармакол. и токсикол., 1947, № 3, с. 20. — Пухов В. А. Бюлл. экспер. биол., 1965, № 11, с. 32. — Тиунов Л. А. В кн.: Общие вопросы промышленной токсикологии. М., 1967, с. 55. — Тиунов Л. А., Кустов В. В. Окись углерода. М., 1969. — Уланова И. П. Зависимость биологического действия от химической структуры разных классов галоидосодержащих углеводородов (К проблеме оценки опасности промышленных ядов). Дисс. докт. М., 1971. — Флюри Ф., Церник Ф. Вредные газы. М., 1938. — Штурм И. Я- Физиол. ж. СССР, 1938, т. 24, с. 624. — Эде р е Ш., Истэн М. Химическое оружие и его токсическое действие. М., 1939. — F i п с k P.A., Milit. Med.,. 1966, v. 131, р. 1513.
Поступила 29/1 1973 г.
УДК 612.015.3-087.45-019
В. Ф. Дричко, Д. К• Попов
ПЕРЕНОС МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ С137 И Sr»° С ЖИВОТНЫХ НА ЧЕЛОВЕКА
Институт радиационной гигиены Министерства здравоохранения РСФСР, Ленинград
Вопрос о переносе метаболических параметров радиоактивных изотопов с животных на человека имеет прямое отношение к экстраполяции биологического действия радиоактивных изотопов на животный организм в филогенетическом ряду. В настоящее время накоплен обширный материал, позволяющий не только оценить величину экстраполяци-онного множителя, но и попытаться объяснить его природу. В нашей работе обсуждаются некоторые возможные пути решения этого вопроса.
Не подлежит сомнению, что метаболизм элементов, в том числе Cs137 и Sr90, жестко связан с интенсивностью обмена веществ в организме: 80% энергии обмена веществ расходуется на поддержание постоянства температуры тела (А. А. Кудрявцев). Обмен теплом между телом и окружающей средой пропорционален площади поверхности тела (s) и обратно пропорционален его объему (к). Таким образом, интенсивность (/) обмена веществ в организме пропорциональна отношению s/v. Поскольку плотность тела теплокровных близка
к единице, то —ß~, где В — вес тела — наиболее просто определяемый параметр организма.
Величина некоторых параметров минерального метаболизма пропорциональна интенсивности обмена веществ и, следовательно, обратно пропорциональна весу организма. Для таких параметров метаболизма Cs137 и Sr90, как концентрации изотопов в тканях, всасывание и секреция с молоком Sr"°, справедливо соотношение (А. Я. Коготков и соавт.):
А —aß-", (1>
где А — исследуемый параметр; о и л — постоянные, причем величина п близка к 1.
Вместе с тем величина таких параметров, как период полувыведения и кратность накопления, обратно пропорциональна интенсивности обмена веществ и, следовательно, пропорциональна весу организма. В этом случае верно соотношение:
А = а-Вп. (2>
Например, зависимость кратности накопления (Q) и периода полувыведения (7") Cs137
