CC BY
3
тельного и дорожного машиностроения, Министерству автомобильной промышленности и Министерству тракторного и сельскохозяйственного машиностроения.
Технический прогресс требует от технологов, конструкторов создания технологических линий, средств автоматизации, полностью исключающих контакт рабочих с вибрирующим инструментом и оборудованием. В связи с возросшей опасностью пользования ручным механизированным инструментом необходимо в ближайшие годы разработать комплексные мероприятия, обеспечивающие доведение параметров его вибрации до уровней, регламентируемых санитарными нормами. К сожалению, еще мало внимания уделяется оптимизации параметров виброзащитных средств, разработке методов расчета и конструирования нелинейных амортизаторов, обеспечению вибробезопасности в условиях ударных и виброударных нагрузок, изысканию новых высокоэффективных виброизолирующих и виб-родемпфирующих конструкций и материалов. Для эффективной борьбы с вредным воздействием вибрации следует организовать современные базовые лаборатории в институтах гигиенического профиля, обеспечив эти лаборатории квалифицированными кадрами инженеров, техников и медицинскими работниками (гигиенистами, физиологами) и современной виброизмерительной аппаратурой.
Значение проблемы вибрации и большой круг задач в этой области вызывают необходимость организации современных технических научно-исследовательских институтов по борьбе с вибрацией, шумом и другими физическими факторами. Это позволит в более короткое время решить многие вопросы, связанные с вибрацией.
' Поступила 20/XI 1973 года.
УДК 614.777:[б28.191:628.54
Член-корр. АМН СССР проф. С. Н. Черкинский, канд. мед. наук В. П. Ласкина
ЗНАЧЕНИЕ ИЗОМЕРИИ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОМ НОРМИРОВАНИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
«
Кафедра коммунальной гигиены I Московского медицинского института им. И. М. Сеченова
Органическим соединениям свойственна изомерия, и именно'этим в значительной степени определяется их многочисленность. Поэтому в интересах всестороннего изучения очень важно выявить закономерности, определяющие биологическую активность изомеров, что поможет облегчить дальнейшие исследования в целях гигиенического нормирования. До последнего времени в гигиенической науке значение изомерии изучалось почти исключительно в сфере промышленной токсикологии, в условиях ингаляционного пути поступления в организм. Различное пространственное расположение атомов и их групп в молекуле того или иного соединения приобретает особое значение в области гигиены воды и санитарной охраны водоемов, когда отмечается пероральный путь поступления в организм.
В результате исследований, выполненных на кафедре коммунальной гигиены I Московского медицинского института им. И. М. Сеченова и в других институтах, накоплен достаточно большой фактический материал по нормированию органических соединений в водоемах. В связи с этим выявление закономерностей, определяющих биологическую активность соединений с различным пространственным расположением атомов и различным характером их связей, оказалось в известной мере возможным и существенным для теории и практики гигиенического нормирования.
В настоящем сообщении приводятся результаты анализа экспериментальных исследований по гигиеническому нормированию изомеров различных органических соединений в водоемах. Как известно, изомерия наиболее часто встречается в ряду ароматических соединений, поэтому не случайно, что большинство изученных и подвергнутых анализу соединений относится к ароматическим углеводородам — производным бензола. Мы располагали данными в отношении изомеров 13 групп таких соединений — дихлорбен-золов (С. П. Варшавская), нитрохлорбензолов (С. Г. Давыдова), дихлор-нитробензолов (И. И. Авезбакиев), нитрофенолов (А. П. Махиня), амино-фенолов (Е. М. Трофимович), хлоранилов (Г. А. Хамуев), дихлоранилов (Н. В. Русаков), нафтолов (Ю. А. Рахманин), нитротолуолов (П. И. Ко-сачевская), крезолов (И. А. Будеев и соавт.), толуидинов — диметилфено-лов (В. Н. Лункин), ксиленолов — диметилфенолов (И. А. Велдре), про-пиленов (И. А. Велдре). Две группы соединений — пропиловый — изо-пропиловый спирт (С. Г. Галета), бутиловый — изобутиловый спирт (И. В. Назаренко) — относятся к соединениям алифатического ряда.
Для сравнительной характеристики изомеров с учетом возможных особенностей экспериментальных наблюдений были отобраны лишь материалы, касающиеся тех изомеров, изучение которых проводилось одним и тем же автором. Предполагалось, что это в известной мере ограждает от случайных заключений. Сравнительная характеристика изомеров давалась по схеме, которая учитывала такие физико-химические характеристики, как растворимость в воде и масле, удельный вес, качественное (характер проявления действия) и количественное (пороговая концентрация) влияние на органолептические свойства воды и общий санитарный режим водоема, величину острой токсичности (по ЬО50), способность к кумуляции, токси-кодинамику (по лимитирующему тесту), силу действия (по максимально недействующей концентрации в хроническом эксперименте), предельно допустимую концентрацию и лимитирующий признак вредности. Однако по техническим условиям в таблице приведены лишь основные данные.
Анализ этих данных показывает, что изомерам, как правило, свойствен одинаковый характер проявления общебиологического действия. Так, все изученные изомеры дихлорбензола, нитрохлорбензолов, дихлорнитробен-зола и др. влияют на запах воДы, все изученные изомеры дихлоранилина, хлоранилина, нитротолуола — на привкус воды, а изомеры нитро- и амино-фенола — на окраску. Ни в одном случае не выявлено различного качественного влияния изомеров на органолептические свойства воды. То же можно сказать и о воздействии на санитарный режим водоема. Изомеры одного вещества (дихлорнитробензол и др.) оказывают только тормозящее влияние на ВПК, либо только увеличивают потребление кислорода (аминофенолы, нафтолы, толуидины). Об этом же говорит и тот факт, что различные изомеры веществ, приведенных в таблице, имеют одинаковый лимитирующий признак вредности. При этом органолептический признак вредности установлен для 11 веществ, санитарно-токсикологический — для 3 (изомеры хлоранилина, дихлорнитробензола, нитрофенола). Лимитирующий признак вредности оказался различным только для а-нафтола (органолептический) и р-нафтола (санитарно-токсикологический).
Сила действия, а следовательно, и пороговая концентрация в большинстве случаев различны для изомеров одного Соединения. Однако, как видно из таблицы, эти различия не могут считаться сколько-нибудь существенными. Так, пороговые концентрации по органолептическому признаку абсолютно одинаковы у изомеров 3 групп соединений (дихлорбензол, ди-хлоранилин, пропиловый — изопропиловый спирт), у 4 групп соединений (аминофенол, пропилфенол, нафтол, крезол) они выше у пара-изомеров всего лишь в 2—5 раз, в остальных случаях пороговые концентрации в 2— 10 раз снижаются от орто- к пара-изомерам.
Таким образом, анализ экспериментальных данных о влиянии различных изомеров на органолептические свойства воды не позволил выявить
Сравнительная гигиеническая и санитарно-токсикологическая характеристика изомеров
различных соединений
Пороговые концент- ее
рации (в мг/л) са 5 х
Изомер в ш а, = 2 м "а о а ё х н а и и Лимитарумщше
Вещество 5 Я о О в с; т 3 р х - а приэиакн
ч«« В в 0.0 X £ |2 а
2 в ¡г = и т « V 2 и э- Я с-х а « ы в о а £ х * в о О) х * т а о в ч с >» г 2 К д
о н в О X и I- и ^ о 1—1
Дихлорбензол Орто 0,002 0,2 0,02 2138 Высокие 0,002 Органолептиче-
(запах) Слабые ские
Пара 0,002 0,2 .— 2512 0,002 То же
(запах)
Нитрохлорбен- Орто 0,26 5,0 5,0 352 » 0,02 » >
зол (запах) Выра-
Мета 0,03 (за- 5,0 1.0 298 0,02 > »
пах) женные
Пара 0,02 (за- 5,0 1.0 350 Выра- 0,02 » »
пах) женные
Дихлорнитро- 2,5 (орто) 0,2 (за- 5,0 0,1 1005 Слабые 0,1 Санитарно-ток-
бензол пах) сикологиче-
Выра- ские
3,4 (па- 0,1 (за- 5.0 0.1 885 0.1 То же
ра) пах) женные
Нитрофенол Орто 0,6 0,6 0.03 334 Выра- 0,06 » >
юкраска) женные
Мета \| 26,3 3,0 — 328 Слабые 0,06 » »
юкраска) 0,0125 Выра-
Пара 0,24 0,4 250 0,02 » »
юкраска) женные
Аминофенол Орто 0,01 1,0 • — 5000 Слабые 0,01 Органолепти-
юкраска) 1.0 ческие
Пара 0,05 1,0 1530 » 0,05 То же
юкраска) 0,2
Хлоранилин Мета 3,0 (запах) 0,75 880 » 0,2 Санитарно-ток-сикологиче-
Выра- ские
Пара 1,5 (за- 0,75 0,2 330 0,2 То же
пах) женные
Дихлоранилин Орто 0,05 (за- 5,0 4,0 3000 Слабые 0,05 Органолептиче-
пах) Выра- ские
Пара 0,05 (за- 5,0 4,0 700 0,05 То же
пах) женные
Нафтол а 0,125 0,4 1.0 2400 Слабые 0,1 » »
Р 0,75 0,4 0,4 1900 » 0,4 Санитарно-ток-сикологи-ческие
Нитротолуол Орто 0,05 (привкус) 0,1 - 1600 ». 0,05 Органолепти-ческие
Мета 0,01 0,1 1.0 330 Выра- 0,01 То же
(привкус) женные
Пара 0,01 0,1 — 6800 Слабые 0,01 » »
(привкус) 0.1
Крезол (метил- Мета 0,002 0.1 600 — 0,004 Санитарно-ток-
фенол) (привкус) сикологиче-скиё
Пара 0,05 0,1 0,002 440 — 0,004 То же
(привкус) Слабые
Толуидин (ме- Орто 1,0 (за- 2,0 334 670 1,0 Органолептиче-
тиланилин) пах) ские
Пара 0,4 (за- 1.0 252 507 » 0,4 То же
пах) 1.2 0,25
Ксиленол (ди- 2,5 (орто) 0,12 (за- 2,5 444 » > »
метилфенол) пах) 1.2
2,6 (орто) 0,12 (за- 2,5 296 » 0,25 » »
пах) 2,8 0,25
3,5 (мета) 0,25 (за- 0,5 608 » » »
пах)
Продолокение
Веадотво
Изомер
Пороговые концентрации (в мг/л)
« С ®
ч к *
0 ; о
1 5 5
и ВР X
О.Х с. О I- с
5 = 3« с Л
О X
О.С
10 2 в»
I- Я я
X о V.
X £ 5
ТО о в> оЬ?
в О
О X
а ш
X н
а о
>. * 2 ^ О
¡4
ч с
Лимитирующие признаки
Пропилфенол
Пропиловый
спирт Изопропиловый
спирт Бутиловый
спирт Изобутиловый спшрт
3,4 (пара) Орто Пара
0,25 (запах)
0,01 (запах) 0,025 (запах) 0,25 (запах) 0,25 (запах) 1,0 (запах) -10,0 (запах)
0,5 1.0 1,0 3,0 15,0 5,0 2,0
2.8 4,0 4,0 2,5 2,5
727 514 540 2260 5740
Выраженные
Выраженные То же
0,25 0,01 0,025 0,25 0,25 1.0 2,0
Органолепти-ческие То же
Общесанитарный
сколько-нибудь определенной закономерности, а лишь показал, что характер и сила действия изомеров весьма близки между собой. При этом следует подчеркнуть, что не всегда сила действия зависит от физических свойств изомера, в частности таких, как растворимость в воде; растворимость в воде у р-изомера нафтола больше, чем у а-изомера, однако пороговые концентрации по органолептическому признаку у Р-изомера выше, чем у а-изомера; изомеры хлоранилина имеют одинаковую растворимость, однако орга-нолептические пороги различаются в 2 раза. Пороговые концентрации по влиянию на общий санитарный режим, как правило, не отличаются у различных изомеров. „,
Вместе с тем почти во всех случаях выявлено влияние силы биологического действия на организм теплокровных животных^от пространственного расположения замещающих радикалов. Орто-, мета- и пара-изомеры почти во всех случаях несколько отличаются друг от друга по степени возрастания токсичности. Это иллюстрируется как ЬЬ50, так и максимально недействующими концентрациями при хроническом воздействии на организм. Кроме того, по данным ряда авторов, пара-изомеры отличаются более выраженной способностью к кумуляции: пара-изомеры дихлоранилина, аминофенола, крезола, толуидина, хлоранилина, нитрофенола и дихлорнитробензола токсичнее мета- и орто-изомеров. И только в 2 случаях обнаружено обратное действие, когда токсичность пара-изомера оказалась менее выраженной по сравнению с мета- и орто-изомерами (нитротолуол и дихлорбензол), при этом среди изомеров нитротолуола наиболее токсичным был мета-изомер. Эти исключения в известной степени могут быть отнесены к особенностям оценки экспериментальных данных.
В 3 случаях токсичность изомеров (пропилфенол, нитрохлорбензол, диметилфенол) по ЬОьо и недействующим дозам в хроническом эксперименте практически не отличалась. Однако в этих случаях, несмотря на практически одинаковые и недействующие дозы в хроническом санитарно-токсикологическом эксперименте, наблюдаются несколько более выраженные кумулятивные свойства пара-изомеров. Следует подчеркнуть, что различия в токсичности изомеров не являются существенными и не превышают 2—5 раз. По характеру проявления токсического действия на организм теплокровных животных изомеры не отличались.
При сходных физико-химических характеристиках закономерное возрастание токсичности от орто- к мета- и пара-изомерам может быть объяснено с точки зрения теории Quick и Williams (по Е. Н. Трофимовичу), а именно скорость детоксикации ядов в организме прогрессивно увеличивается от пара-положения к орто-положению. Для изомеров с разветвленной цепью сохраняет значение правило разветвленных цепей (Н. В. Лазарев) — уменьшение силы неэлектролитного действия с увеличением разветвления цепи углеродных атомов изомера. Так, ПДК пропилбензола равняется 0,2 мг/л, а изопропилбензола — 0,5 мг/л, бутилена — 0,2 мг/л, а изо-бутилена — 0,5 мг/л; пропиловый спирт характеризуется большей силой действия, чем изопропиловый. Характер же действия обоих изомеров одинаков.
Выводы
1. Анализ собранного материала позволил вплотную подойти к изучению биологического значения изомерии — связи между строением вещества и его значением при гигиеническом нормировании химических веществ в водоемах.
2. Результаты сравнительной характеристики изомеров в санитарной охране водоемов позволяют считать, что, располагая данными об одном изомере, как правило, можно ориентироваться в степени опасности и уровня безвредности других.
3. Необходимы дальнейшее накопление и систематизация данных, касающихся гигиенического нормирования изомеров в водоемах.
ЛИТЕРАТУРА. Авезбакиев И. И. Особенности биологического действия изомеров дихлорнитробензола и уровень их безвредности при гигиеническом нормировании в воде водоемов. Автореф. дисс. канд. Ташкент, 1973. — Варшавская С. П. Гиг. и сан., 1968, № 10, с. 15. — В е л д р е И. А. Натурные и экспериментальные исследования влияния сточных вод в сланцевой промышленности на санитарное состояние водоемов. Автореф. дисс. докт. М., 1971. —Галета С. Г. Гигиеническое обоснование предельно допустимых концентраций пропилового и изопропилового спиртов в воде водоемов. Автореф. дисс. канд. Донецк, 1967.—Давыдова С. Г. Гиг. и сан., 1967, № 8, с. 7. — Косачевская П. И. Гигиеническое обоснование предельно допустимых концентраций орто-, мета-и паранитротолуолов в воде водоемов. Автореф. дисс. канд. М., 1967. — Лазарев Н. В. Общие основы промышленной токсикологии. М. — Л., 1938. — Л у н к и н В. Н. Экспериментальное обоснование предельно допустимых концентраций пара- и ортотолуидина в воде водоемов. Автореф. дисс. канд. Саратов, 1968. — Махи-н я А. П. В кн.: Промышленные загрязнения водоемов. М., 1969, в. 9, с. 84. — H а з а -р е н к о И. В. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1960, в. 4, с. 65. — Р а х м а н и н Ю. А. В кн.: Промышленные загрязнения водоемов. М., 1969, в. 9, с. 67. — Русаков Н. В. Гиг. и сан., 1968, № 4, с. 8. —Трофимович Е. М. Там же, 1968, № 8, с. 10. — X а м у е в Г. Д. Там же, 1967, № 7, с. 13.
Поступила 24/X 1973 года
THE SIGNIFICANCE OF ISOMERY IN HYGIENIC STANDARDIZATION OF INDUSTRIAL CONTAMINATIONS OF WATER BODIES
S. N. Cherkinsky, V. P. Laskina
The authors collected and assessed data on comparative hygienic and sanitary-toxico-logic features of isomers of 15 organic industrial contaminations of water bodies. It is shown that data on one of the isomers, as a rule, gives an approximate information on the type of action and the level of innocuousness of the others.
