CC BY
22
ОБЗОРЫ
УДК 614.72:546.1в(-21)(047>
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА КРУПНЫХ ГОРОДОВ ФОТООКСИДАНТАМИ И ИХ ДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ
Кандидаты мед. наук Ю. Г. Фельдман, В. Н. Курносое
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН. СССР, Москва
Согласно современным представлениям (Haagen-Smit, 1952, 1963; Cad-1е и Schadt; McCabe; Stephens; Altshuller), поступление в воздух городов большого количества органических веществ и окислов азота с отходящими газами автотранспорта и промышленности может в результате сложных фотохимических реакций, стимулируемых ультрафиолетовой радиацией солнца, привести к образованию новых токсических продуктов, так называемых фотооксидантов. К этим продуктам, биологически активным, способным повреждать растительность и снижать видимость, относятся озон, пероксиацетилнитрат (ПАН), окислы азота, формальдегид, акролеин, свободные радикалы, органические перекиси, мелкодисперсные аэрозоли и др. Химическая природа многих из них не расшифрована.
Загрязнение атмосферного воздуха оксидантами, впервые отмеченное в конце 40-х годов в Лос-Анджелесе (США), к настоящему времени стало серьезной проблемой для многих американских городов, таких как Нью-Йорк Вашингтон, Сан-Франциско и др. В США научно-исследовательские учреждения ведут интенсивные поиски различных химических и физических агентов, ответственных за образование фотохимического тумана. Создана широкая сеть наблюдательных станций, регистрирующих уровень загрязнения городского воздуха. В частности, в штате Калифорния имеется 16 таких станций, по данным которых летом 1964 г. в Лос-Анджелесе максимальные часовые концентрации оксидантов составили 0,63 мг/м3, а максимальные 5-минутные — 0,71 мг/м3 (в пересчете на перекись водорода). В 1965 г. показатели загрязнения воздуха оксидантами оставались здесь примерно на том же уровне (Jaffe, 1967).
Для определения общего количества оксидантов предложены многочисленные методы, основанные на окислении таких веществ, как тиоцио-нат железа, флюоресцеин, метиленовый синий, пентакарбонил железа, тет-рационат свинца, фенолфталеин и йодид калия. На практике преимущественно используются 2 последних метода (Louw и Holliday; Jaffe, 1967). Условиями, благоприятствующими образованию фотохимического тумака при высоком уровне загрязнения атмосферного воздуха реактивными органическими соединениями и окислами азота, являются обилие солнечной радиации, температурные инверсии и малая скорость ветра (Hamming с соавторами). Концентрации оксидантов подвержены большим колебаниям, но подчиняются определенным закономерностям. Как правило, вслед за низкими ночными концентрациями наблюдается значительное увеличение их ранним утром, «пик» наступает и держится в течение всего времени солнечного свечения и исчезает с заходом солнца. Наивысшие концентрации отмечаются обычно в полдень (Cholak с соавторами; Stephens с соавторами).
Появились сообщения о загрязнении оксидантами воздушного бассейна городов Италии. Так, Kanitz обнаружил в воздухе Генуи типичные продукты лос-анджелесского тумана — ПАН и другие гомологи данной серии — пероксипропионилнитрат (ППН) и пероксибутилилнитрат (ПБН).
Наблюдения В. А. Попова в Москве, Баку и Батуми указывают на присутствие оксидантов в воздухе этих городов. Так, максимальная суммарная концентрация оксидантов в Москве, по данным автора, составила 0,1 мг/м3, в Баку — 0,15 мг/м3 и в Батуми — 0,04 мг/м3. Дальнейшие исследования в Москве (Ю. Г. Фельдман и Ф. Ф. Ламперт) позволили получить новые материалы о вертикальном распространении в воздухе автомагистралей продуктов фотохимических реакций. Наряду с определением общего количества оксидантов авторы изучали содержание озона и двуокиси азота, причем наблюдения вели одновременно на 3 уровнях: в 1,5 ж от земли, на 8-м и 12-м этаже жилых домов, размещенных на крупных автомагистралях. В солнечные дни на магистрали с интенсивностью движения 2400 машин в час максимальные разовые концентрации оксидантов в воздухе достигали 0,166 мг/м3, озона — 0,03 мг/м3 и двуокиси азота — 0,1 мг/м3. Что касается содержания этих веществ на уровне верхних этажей 12-этажных домов, то оно существенно не отличалось от того, которое отмечалось на высоте 1,5 м от земли.
Тем не менее уровень оксидантов в воздухе наших городов в 5—7 раз ниже, чем в воздухе американских городов, хотя и приближается к порогу обонятельного ощущения фотохимического тумана (0,21 мг/м3).
Вопрос о биологическом действии оксидантов как нового фактора внешней среды привлек внимание исследователей с тех пор, как население Лос-Анджелеса стало предъявлять массовые жалобы на раздражение глаз. Раздражающий эффект оксидантов связывают главным образом с действием формальдегида, акролеина и ПАН. По данным Schuck с соавторами, которые в эксперименте изучали раздражающее действие отдельных оксидантов, у наиболее чувствительных лиц раздражение глаз наблюдается при воздействии формальдегида в концентрации 0,12 мг/м3. Вредное влияние фотохимического тумана, однако, не ограничивается лакриматорным эффектом. Исследования американских авторов свидетельствуют о том, что вдыхание воздуха, содержащего даже умеренные концентрации оксидантов, определяемые в атмосфере во время фотохимического тумана, представляет опасность для лиц с нарушениями дыхательной системы.
Motley с соавторами изучали влияние фотохимического тумана на дыхательную функцию у 66 добровольцев, 46 из которых страдали эмфиземой легких. Авторы пришли к выводу, что вдыхание в течение 2—3 дней воздуха с содержанием общего количества окислителей 0,4—1,47 мг/м3 приводит к снижению объема максимальной легочной вентиляции и уменьшению жизненной емкости легких, причем изменения более выражены у лиц, болевших эмфиземой легких. Исследуя возможную связь приступов астмы с загрязнением воздуха, Schoettin и Landare нашли известную корреляцию между количеством приступов этой болезни и содержанием в воздухе окисляющих веществ.
При обследовании населения Лос-Анджелеса выяснилось, что 40% опрошенных беспокоит загрязнение воздуха. Три четверти этих лип жаловались на раздражение глаз. 100 тысяч жителей штата Калифорния отмечают, что загрязнение воздуха влияет на их дыхание. Некоторые лица из-за загрязнения воздуха переменили местожительство (Д. Р. Голдсмит). Bils в экспериментах на животных показал, что даже кратковременное (2—3-часовое) вдыхание мышами оксидантов в концентрации 0,56 мг/м3 ведет к нестойким структурным изменениям в стенках легочных альвеол.
Swann с соавторами у морских свинок, вдыхавших в течение их жизни оксиданты в концентрации 0,42 мг/м3, обнаружили расстройство дыхательной функции.
Kotin и Falk подвергали мышей в течение 13 месяцев воздействию искусственного фотохимического тумана. Суммарное содержание оксидантов составляло 2—7,2 мг/м3. После затравки у 80% животных найдены злокачественные опухоли легких (в контрольной группе у 21% животных). Gardner в процессе затравки мышей оксидантами в более низких концентрациях (0,19 мг/м3) при экспозиции длительностью 14 месяцев также обнаружил у подопытных животных увеличенное количество легочных опухолей (аденом) по сравнению с контролем.
Считают, что токсический эффект, вызываемый фотохимическим туманом, связан в большой мере с действием озона, составляющего значительную часть суммарного количества оксидантов. Известно, что озон в небольших концентрациях почти повсеместно обнаруживается в приземном слое воздуха как природный фактор. Измерениями приземного озона в последние годы занимались Teichert и Warmbt, Е. В. Иосифова, Г. П. Гущин, М. Э. Эглите и др. Они показали, что уровень озона на высоте до 2 км от поверхности земли весьма вариабелен и зависит от времени года, широты, времени суток и местных условий. Он колеблется от тысячных долей миллиграмма до0,15лег/л(3, в среднем составляя 0,01—0,04 мг/м3.
Н. В. Лазарев, А. И. Невская и Д. Д. Дитерихс, Kleinfild и Giel, Schoettin и Landare, Challen с соавторами отмечают раздражающее действие озона в концентрациях 0,2—1 мг/м3 на слизистые оболочки глаз.
По данным Haagen-Smit с соавторами, Stokinger с соавторами, Ваг-tel и Temple, в воздухе Лос-Анджелеса во время фотохимического тумана содержится озон на уровне 0,6—1 мг/м3.
Некоторые ученые высказывают мнение, что вдыхание воздуха с повышенным содержанием озона ведет к снижению сопротивляемости организма. Так, при 3-часовой затравке белых мышей озоном в концентрации 0,1—0,98 мг/м3 с последующим инфицированием аэрозолем стрептококка наблюдалось повышение смертности среди животных по сравнению с контролем на 25% (Fairchild). Подобный эффект увеличения смертности среди животных отмечают Stokinger с соавторами, подвергавшие затравке новорожденных мышей озоном в концентрации 0,19—0,38 мг/м3 по 7 часов в день в течение 3 недель. А. И. Невская и Д. Д. Дитерихс при обследовании 300 рабочих производства перекиси водорода в 32,6% случаев нашли бронхиты, сопровождающиеся иногда умеренной эмфиземой легких. Содержание озона в воздухе рабочих помещений составляло 0,8—1,0 мг/м3 у открытых электролизеров и 0,08—0,09 мг/м3 — у закрытых.
Действие ПАН и его гомологов на человека изучалось лишь при кратковременной экспозиции. Эти соединения оказывают влияние на дыхательную функцию подобно другим оксидантам. У практически здоровых студентов, вдыхающих ПАН в концентрации 1,5 мг/м3 в течение 5 мин., наблюдалось статистически достоверное увеличение потребления кислорода. То же вещество в концентрации 2,5 мг/м3 действует раздражающе на глаза при экспозиции длительностью 12 мин. Однако роль ПАН среди других лакриматоров не совсем ясна, так как в чистом виде он менее токсичен, чем в составе фотохимического тумана (Smith).
Краткий перечень работ, посвященных оксидантам, показывает, что эта проблема явилась предметом ряда исследований, выполненных преимущественно в США. Вместе с тем эти работы не дают ответа на многие вопросы. Остается неясным, каковы пороговые и недействующие концентрации оксидантов по тем чувствительным тестам, которые используются при нормировании атмосферных загрязнений в СССР. Весьма важно выяснить, являются ли биологически активными оксиданты в концентрациях, регистрируемых в воздухе промышленных центров нашей страны. Эти вопросы требуют постановки специальных исследований с тем, чтобы на основе полученных материалов можно было дать гигиеническую оценку загрязнению воздуха наших городов оксидантами и наметить оздоровительные мероприятия.
ЛИТЕРАТУРА
Гущин Г. П. Исследование атмосферного озона. Л., 1963. — Иосифова Е. В. В кн.: Материалы Юбилейной сессии Сочинск. научно-исслед. ин-та курортологии и физиотерапии. Сочи, 1966, с. 21.— Лазарев Н. В. (ред.) Вредные вещества в промышлен нссти, 1963, ч. 2, с. 20. — Н е в с к а я А. И., Д и т е р и х с Д. Д. Гиг. труда, 1957, № 4, с. 16. — Попов В. А. Гиг. и сан., 1966, № 1, с. 5. — А 1 t s h u 1 1 e r A. P., Reactivity cf organic substances in atmospheric photooxidation reactions. Cincinnati,1965.—В artel A. W,. Temple J. W., Ind. Eng. Chem., 1952, v. 44, p. 857. — В i 1 s R., Arch. Env. Hlth, 1966, v. 12, p. 689. -Cadle R. D., S с h a d t C., J. Am. chem. Soc., 1952, v. 74, p. 6003 — С h a 1 1 e n P., Hickish D., В e d f о r d F., Brit J. Industr. Med., 1958, v. 15, p. 276.—Choi a k J. et al. Arch, envirom. Hlth, 1955, v.11, p. 280.— Fairchil dE. J., Ibid., 1967, v. 14, p. 111. — G а г d n e r M. В., Ibid., 1966, v. 12, p. 305. — Г о л д -смит Д. Р. Гиг. и сан., 1963, № 2, с. 77. — Haagen-Smit A. J., Industr. Eng. Chem., 1952, v. 44, p. 1342. — Haagen-Smit A., Bradley C., Fox M., Ibid., 1953, v. 45, p. 2086. — I d e m, J. Air. Pollut. Control Ass., 1963, v. 13, p. 444. — Hamming W. J., Mc В e t h W. G.,Choss R.L., Arch, environm. Hlth, 1967, v. 14, p. 137. — J a f f e L. S., Ibid., 1967, v. 15, p. 782. — Idem, Am. J. publ. Hlth, 1967, v. 57, p. 1269. — К a n i t z S., G. Igiene Med. prev., 1967, v. 8, p. 324. — К I e i n f i 1 d M„ Giel C., Am. J. med. Sei., 1956, v. 231, p. 638. — К о t i n P., Falk H., Cancer (Philad.), 1956, v. 9, p. 910. — L о u w C. W„ Holliday E. O., Int. J. Air. Wat. Pollut., 1963, v. 7, p. 1033. — M с С a b e L., Industr. Eng. Chem., 1955, v. 47, p. 101. -Motley H. L., Smart R. H„ Leffwich С. I., J. A. M. A., 1959, v. 171, p. 1469. —Schoettin C„ Landare E., Publ. Hlth. Rep. (Wash.), 1961, v. 76, p. 545. — Schuck E. A., Stephens E. R., Middleton J. Т., Arch, environm. Hlth, 1966, v. 13, p. 570. —Smith L. E„ Ibid.,1965, v. 10, p. 161. — S t e p h e n s E. R. et al. Int. J. Air. Wat. Pollut., 1961, v. 4, p. 79. — S t e p h e n s E. R., Weatherwise, 1965, v. 18, p. 172. —Stokinger H. В., Wagner W.D., DobrogorskiO.J., Arch, envirom Hlth, 1957, v. 16, p. 517. — S w a n n H.E., Brunol D., Wayne L.G., Balchum O. J., Ibid., 1965, v. 11, p. 765. — T e i с h e r t F., Warmbt W„ Ozo-nunterschungen am Meteorologischem Observatorium. Berlin, 1955.
Поступила 1/VII 1968 г.
УДК 612.015.31:546.841.02
НАКОПЛЕНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ ТОРИЯ В ОРГАНИЗМЕ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА
Н. А. Павловская Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Москва
Широкое применение тория в' промышленности, науке и технике, медицине обусловливает значительный интерес к изучению биологического действия различных соединений его, радиотоксичности этого элемента и более глубокому обоснованию гигиенических нормативов.
Сведения о биологическом действии и радиотоксичности тория излагают Н. Ю. Тарасенко, Э. Б. Курляндская, Ю. И. Москалев, И. Н. Кен-дыш, Dougherty и Stover и др. Согласно литературным данным, при поступлении его в организм наблюдаются патологические изменения в селезенке, печени, легких, кроветворных органах. В отдаленные сроки возможно развитие злокачественных новообразований. Как указывают Dougherty и Stover, остеосаркомы в опытах на собаках при введении радиоактивного тория обнаруживались при поглощенной дозе 570 + 30 рад!скелет. Дозой радиоактивного тория и мезотория, вызывающей опухоль, при внутривенном введении является МО"4 мкк на 1 г веса животного. Гайдовой и Янь Сяо-шанем найдено, что при интратрахеальном поступлении двуокиси тория минимальное количество его, вызвавшее развитие рака легкого, составляет 19,2-10~5 мкк/кг. Авторы наблюдали прямо пропорциональную зависимость частоты опухолей от вводимого количества двуокиси тория.
Для гигиенического нормирования и объяснения биологического действия тория и продуктов его распада большое значение имеют сведения о поведении изотопов этого элемента в организме животных и человека.
i 87
