Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Гигиеническая оценка химических средств обеззараживания воды плавательных бассейнов (на примере полиалкилгуанидинов)

На правах рукописи

ОДИНЦОВ Евгений Евгеньевич

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ ПЛАВАТЕЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ (НА ПРИМЕРЕ ПОЛИАЛКИЛГУАНИДИНОВ)

14 00 07- Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

ООЗ176521

Москва - 2007

003176521

Работа выполнена в лаборатории эколого-гигиенической оценки и прогнозирования токсичности веществ Государственного учреждения Научно-исследовательского института экологии человека и гигиены окружающей среды им А Н Сысина РАМН

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор доктор биологических наук Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор (ГУ НИИ экологии человека и гигиены РАМН)

доктор медицинских наук, профессор (Институт водных проблем РАН)

Жолдакова Зоя Ильинична Кирьянова Людмила Федоровна

Новиков Сергей Михайлович

окружающей среды им А Н Сысина

Эльпинер Леонид Исаакович

Ведущая организация: Московский государственный медико-стоматологический университет им Н А Семашко, г Москва

Защита диссертации состоится « 27 » декабря 2007 г в II00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 001 009 01 в ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им А Н Сысина РАМН по адресу 119992, г Москва, ул Погодинская, д 10/15, строение 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им А Н Сысина РАМН Автореферат разослан « » ноября 2007 года

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор

Н Н Беляева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. В настоящее время в России расширяется сеть оздоровительных и спортивных плавательных бассейнов различных типов и размеров Их назначение - укрепление здоровья населения, поэтому должны быть исключены факторы негативного воздействия на организм человека Вместе с тем, наиболее широко применяемый метод обеззараживания воды хлором обладает целым рядом общеизвестных негативных свойств К их числу относятся раздражающее действие на слизистые оболочки, аллергенное действие, опасность отравления при перехлорировании Кроме того, при обеззараживании воды хлором образуются галогеноформные органические соединения, которые являются опасными для здоровья человека (Ю А Рахманин, 1995, ГН Красовский и соавт, 1995, ЗИ Жолдакова и соавт, 1999) В связи с этим, во всем мире продолжается поиск альтернативных способов и гигиеническая оценка как физических, ( Е Г Жук, 1984) так и химических (3 И Жолдакова, 2005, А А Королев, М В Богданов, 1993 и др ) методов обеззараживания воды В частности, в России разработана технология производства нового класса соединений на основе гуанидинов, которые используются в качестве фармакологических средств для лечения и профилактики инфекционных заболеваний (Н П Баркова, 1995), для дезинфекции поверхностей, медицинского инструмента и пищевых продуктов За рубежом существует мнение о том, что обеззараживающее действие этого ряда соединений связано с их флоккулирующими свойствами (Graig D , Adams, 2006) К соединениям этого класса относится и полигексаметиленгуанидин-гидрохлорид (БиоПАГ) Для обеззараживания питьевой воды этот класс веществ не был рекомендован Полиалкилгуанидины различаются по токсичности и опасности, причем нет ясного понимания причин этих различий

В настоящее время разработана усовершенствованная (П А Гембицкий, 1998) технология производства полиалкилгуанидинов (ПАГ), что позволяет ставить вопрос об их применении для обеззараживания воды бассейнов

В СанПиН "Плавательные бассейны Гигиенические требования к устройству и эксплуатации плавательных бассейнов" (СанПиН 2 1 2 1188-03) в пункте 1 4 сказано, что «В процессе эксплуатации плавательного бассейна остаточное содержание (концентрация) химических веществ в воде и воздухе (зоне дыхания) не должно превышать гигиенические нормативы» Данное нормативное требование содержит ряд неточностей Не приведено общее понятие и не существуют методы определения «остаточных» количеств дезин-фектантов, не относящихся к хлорирующим агентам Не учитывается, что практически все средства дезинфекции в воде подвергаются трансформации с образованием как более, так и менее опасных ингредиентов Не упоминается, что многие реагенты могут содержать или вызывать образование вредных примесей гораздо более опасных, чем сами средства дезинфекции ПДК большинства химических веществ, в т ч дезинфектантов, установлены без учета комплексного действия (энтерально, перкутанно, транскутанно, инга-

з

ляционно) Не учитывается, что в течение сеанса купания человек заглатывает небольшое количество воды, несоизмеримое с суточным водопотреблени-ем

В связи с этим, целью настоящих исследований является научное обоснование рекомендаций к гигиенической оценке безопасности, применению и контролю химических реагентов для обеззараживания воды плавательных бассейнов на примере полигексаметиленгуанидина гидрохлорида (БиоПАГ)

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1 Обосновать эффективную обеззараживающую концентрацию БиоПАГа в лабораторных условиях и натурных испытаниях

2 В эксперименте на животных дать сравнительную токсикологическую оценку полигексаметиленгуанидин гидрохлориду и его примесям, и разработать рекомендации к контролю за безопасностью реагента

3 Разработать методику гигиенической оценки химических средств, предназначенных для обеззараживания воды плавательных бассейнов

4 На основании сопоставления эффективных обеззараживающих и безвредных концентраций в экспериментальных условиях и при применении в бассейне обосновать заключение о возможности использования полигексаметиленгуанидин гидрохлорида для дезинфекции воды бассейнов

Научная новизна работы. Разработана методика обоснования допустимой остаточной концентрации (ДОК) средств обеззараживания воды плавательных бассейнов с учетом комплексного действия и факторов экспозиции

Предложен новый критерий для гигиенической оценки опасности и оценки риска - допустимая остаточная концентрация ДОК - это концентрация химического средства дезинфекции воды в плавательных бассейнах и ак-вапарках, которая при постоянном регулярном купании не оказывает прямого или опосредованного комплексного вредного действия на здоровье людей настоящего и последующих поколений

Установлена зависимость между степенью загрязненности БиоПАГа химическими примесями и выраженностью токсического эффекта

На основании экспериментов и анализа литературы обоснована сравнительная токсичность и опасность исходных веществ синтеза полигексаметиленгуанидин гидрохлорида и даны рекомендации по их допустимому содержанию в конечном продукте

На основании лабораторных и производственных испытаний установлена эффективная обеззараживающая концентрация БиоПАГа для воды плавательных бассейнов не менее 4 мг/л и обоснованы ограничения к его применению

Практическая значимость. Научно обоснована ПДК мономера - гуа-нидин гидрохлорида в воде водных объектов (1 мг/л, признак вредности -санитарно-токсикологический, второй класс опасности) (протокол заседания секции № 3 от 23 11 04)

Материалы по методике обоснования допустимых остаточных концентраций (ДОК) средств обеззараживания воды плавательных бассейнов с учетом комплексного действия и факторов экспозиции включены в проект методических указаний - «Санитарно-эпидемиологическая оценка средств, применяемых для обеззараживания воды плавательных бассейнов»

Даны рекомендации по контролю безопасности полигексаметиленгуа-нидин гидрохлорида (БиоПАГа) при применении в бассейнах (по содержанию химических примесей)

Разработана методика определения полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в воде с нижним приделом чувствительности 0,05 мг/дм'', то есть 0,5 ПДК

Работа выполнена в лаборатории эколого-гигиенической оценки и прогнозирования токсичности веществ ГУ НИИ ЭЧ и ГОС им А Н Сысина в рамках плановых тем № г/р 01 2 00303903 и 01 2 00603332

Апробация материалов диссертации. Результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на Международном конгрессе «Вода экология и технология» (Москва, 2003, 2004), Всероссийской научной конференции посвященной 70-летию НИИ Дезинфектологии (Москва, ИТАР-ТАСС, 2003), 2-ом съезде токсикологов России (Москва, 2003), научной конференции молодых ученых, посвященной 100-летию со дня рождения академика В А Рязанова (Москва, 2003), на научно практической конференции «Технологии очистки воды», посвященной 1000-летию Казани, Апроба-ционной комиссии ГУ НИИ ЭЧ и ГОС им АН Сысина РАМН (Москва, 2004), на «Круглом столе» международного научно-технического конгресса «Вопросы безопасности водного хозяйства в мегаполисе (Москва, 2005)

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Эффективная обеззараживающая концентрация БиоПАГа для воды плавательных бассейнов > 4 мг/л, ДОК - 5 мг/л

2 Зависимость токсичности БиоПАГа от содержания примесей

3 Методика обоснования допустимой остаточной концентрации (ДОК) средств обеззараживания воды плавательных бассейнов на примере БиоПАГа

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературы, приложений Текст изложен на_страницах

машинописи, содержит_рисунка,_таблицу,_приложений

Библиография включает_источник, в том числе_иностранных авторов

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами изучения служили два образца БиоПАГа и исходный мономер для производства полигексаметиленгуанидин гидрохлорида - гуани-дин гидрохлорид Объектами токсикологических исследований являлись лабораторные животные Для решения поставленных задач было проведено 12 серий экспериментов по изучению влияния на органолептические свойства воды, 37 санитарно-химических и 9 токсикологических опытов

Химический анализ проводили хроматомасс-спектрометрическими методами

Стабильность и трансформация веществ изучалась при воздействии следующих деструктирующих факторов естественных процессов самоочищения (в воде модельного водоема - растворы вещества выдерживались при комнатной температуре 30 суток), активного ила (в модельном аэротенке - по методикам, приведенным в ГОСТ Р50595-93, с указанной в нем периодичностью и сроками дополнительного внесения реагента)

Токсикологические эксперименты выполнялись на трех видах лабораторных животных (МУ 2 1 5 720-98, МУ №4110-86) белые нелинейные крысы (476 особей с массой тела 240±30 г), белые нелинейные мыши (56 особей с массой тела 20-25 г), морские свинки (30 особей с массой тела 320-350 г)

Изучено более 90 показателей, характеризующих общее состояние организма лабораторных животных (масса тела, вертикальная активность, СПП, морфологический состав крови), комплекс ферментов в сыворотке крови, морфофункциональные показатели ткани печени, почек, семенников

В соответствии с «Методическими указаниями по изучению мутагенной активности химических веществ при обосновании их ПДК в воде» (1986) проведена оценка мутагенного действия гуанидин-гидрохлорида в тесте 5а1топе11а/микросомы (тест Эймса) и в микроядерном тесте на костном мозге мышей

Результаты, полученные в экспериментах, обрабатывались с помощью компьютерных программ '^аЦвйса" и "Отз1а" Достоверность различий определяли по I критерию Стьюдента и непараметрическому критерию Манна-Уитни

Количественная характеристика объектов, материалов и объема исследований представлены в таблице 1

Личный вклад автора составляет более 80% Часть исследований проводили совместно с д б н , проф Н Н Беляевой, д х н , проф А Т Лебедевым, д б н В В Бочаровым, д б н Л П Сычевой, д м н , проф В С Журковым, к б н А Е Недачиным

Таблица 1.

Методы, объекты и объем исследований.

Методы исследования Объекты исследования Показатели Объем исследований

Химические БиоПАГ (образец № 1), БиоПАГ (образец № 2) Содержание исходных, промежуточных и побочных примесей 8 анализов

Органолептические БиоПАГ (образец №1, №2), Гуанидин - гидрохлорид, Привкус, запах, прозрачность, pH, образование пены на поверхности воды 20 серий, 1500 измерений

Санитарно-химические БиоПАГ, Гуанидин-гидрохлорид Влияние на процессы самоочищения водыв лабораторных условиях и стабильности в модельном аэротенке 17 серий

Острый опыт Белые крысы-самцы, БиоПАГ , Гуанидин-гидрохлорид ЛД50,1кум, ЕТ50 250 крыс, 3 показателя

Хронический эксперимент Белые крысы-самцы БиоПАГ (образец №1, №2), Гуанидин - гидрохлорид, Физиологические, гематологические, биохимические и гонадоток-сическое действие 224 крысы, 66 показателей

Морфологические исследования Белые крысы-самцы БиоПАГ (образец №1), Гуанидин - гидрохлорид, Печень, почки, семенники 96 крыс, 21 показатель

Цитогенентические (микроядерный тест, тест Эймса) Белые мыши, Salmonella typhimurium, Белые крысы-самцы, Гуанидин - гидрохлорид, Частота полихроматофильных эритроцитов с микроядрами в костном мозге, количество колоний ревертантов Salmonella typhimurium 56 мышей, 2 показателя

Раздражающее действие Морские свинки, БиоПАГ Наличие эффекта 30 морских свинок, 3 показателя

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Основной критерий гигиенической оценки препаратов, предназначенных для обеззараживания воды плавательных бассейнов - соотношение эффективных обеззараживающих и безвредных для человека концентраций Для решения первой части этой задачи нами проведены исследования, направленные на уточнение бактерицидных свойств и установление эффективных обеззараживающих концентраций БиоПАГа, относящегося по химической структуре к полиалкилгуанидинам При этом учитывалось, что изучаемое вещество - полигексаметиленгуанидин-гидрохлорид (БиоПАГ) является полимерным соединением и, согласно литературным данным (П А Гембицкий, И И Воинцева, 1998), обладает свойствами флоккулянта В связи с этим возникла необходимость уточнить, какой механизм преобладает бактерицидный или очистка воды от микроорганизмов происходит за счет флоккулирующих свойств Эффективные обеззараживающие концентрации БиоПАГа устанавливались экспериментально Параллельно с определением бактериологических показателей общепринятыми методами мембранной фильтрации применены приемы для минимизации флоккулирующих свойств препарата в процессе анализа Препарат оказывал выраженное бактерицидное и вирулицидное действие в отношении всех индикаторных и условно патогенных штаммов микроорганизмов во всех испытанных концентрациях (1, 10, 60 мг/л) уже через 1 час и сохранялся в течение 24 часов Меры по минимизации флоккулирующих свойств БиоПАГа не повлияли на его эффективность обеззараживания По-видимому, помимо флоккулирующего, имеет место и истинное бактерицидное действие препарата

Вместе с тем в реальных условиях (непосредственно в условиях действующего бассейна) необходимо учитывать дополнительную биологическую нагрузку, привносимую купальщиками и другие специфические условия эксплуатации бассейна Поэтому возникла необходимость в проведении производственных испытаний в условиях действующего бассейна

Эффективность обеззараживания воды оценивалась в соответствии с показателями, регламентируемыми СанПиН 2 1 2 1188-03 и СанПиН 2 1 2 1303 После обработки воды бассейна расчетным количеством полигексамети-ленгуанидин гидрохлорида была достигнута концентрация в воде на уровне 4 мг/л, во время эксперимента концентрация поддерживалась на уровне 2-4 мг/л Содержание препарата в воде контролировали полуколичественным методом Ежедневно обеспечивалась интенсивная нагрузка на бассейн - 5-30 человек в день

В результате натурных испытаний установлено бактерицидное действие на колиформные бактерии, энтерококки, стафилококки через 1 сутки

Снижение ОМЧ также свидетельствует об эффективности обеззараживания Через 16 суток наблюдалось размножение белого стафилококка без признаков патогенности (ЛВА-отрицательного) При этом другие виды нормируемых микроорганизмов не были обнаружены

Таким образом, в лабораторных условиях препарат в концентрациях от 1 мг/л и выше приводит к подавлению роста микроорганизмов в воде и на питательных средах В условиях плавательного бассейна минимальная эффективная обеззараживающая концентрация установлена в концентрации > 4 мг/л, обеззараживающие действие проявлялось уже через 1 час и сохранялось не менее, чем в течение 24 часов в модельных водоемах и 53 суток в воде бассейнов Дифференцированная эффективность воздействия реагента в отношении различных микроорганизмов может служить косвенным подтверждением истинного бактерицидного действия, а не преобладания фло-кулирующих свойств БиоПАГ в концентрации не менее 4 мг/л может быть рекомендован для обеззараживания воды бассейнов, при условии, что указанная концентрация не представляет опасности для здоровья человека

Однако концентрация 4 мг/л во много раз превышает его ПДК для воды водных объектов, соответствующую 0,1 мг/л, класс опасности -3 (ГН 2 15 1315-03) Вместе с тем, норматив установлен по общесанитарному признаку вредности, который не имеет значения при оценке опасности дезинфицирующих средств для воды плавательных бассейнов Кроме того, изготовитель изменил технологию синтеза БиоПАГа При этом токсические свойства вещества также могли измениться Поэтому возникла необходимость в проведении санитарно-токсикологических исследований и обосновании безопасных концентраций при применении в плавательных бассейнах

Для исследований изготовителем был представлен производственный образец БиоПАГа, синтезированный по новой технологии

В остром опыте установлена ЬО50 на уровне 654,5 мг/кг, что практически совпало с данными литературы (В А Кондрашов,1992)

В хроническом токсикологическом эксперименте животным вводили БиоПАГ в дозах 0,02, 0,1 и 0,5 мг/кг Вещество оказало влияние на биохимические показатели и систему красной крови, функциональное и морфологическое состояние печени и почек, что согласуется с результатами экспериментов проведенных ранее другими авторами (Н П Баркова 1997)

Как видно из рисунка 1, наблюдалось достоверное снижение времени подвижности сперматозоидов у крыс во всем диапазоне испытанных доз с прямой дозовой зависимостью

180 160 140-

□ Контроль В 0,02 мг/кг И 0,1 мг/кг В 0,5 мг/кг

5Г 100 1 80

¡о 120 =? 100

60 40 20

Рис. I. Время подвижности (минуты) сперматозоидов подопытных животных при введении БиоПАГ в хроническом эксперименте в сравнении с контрольной группой (р < 0,001).

Эти изменения подтверждены результатами морфофункциональных исследований, которые выявили, что в семенниках подопытных животных, когда встречались семенные канальцы со сперматозоидами, число сперматозоидов было крайне незначительно. Такого рода изменения обычно расценивают как ранний признак патологии половых клеток, приводящий к угнетению процесса образования и созревания сперматид и задержке продвижения их к семенному канальцу. Таким образом, наиболее значимое влияние БиоПАГа заключается во влиянии на репродуктивную функцию крыс-самцов. В работе В.А Кондрашова. (1992) также указывается на способность полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида вызывать гонадотокси-ческое действие, но в дозах соответствующих 45 и 18 мг/кг в условиях подо-строго эксперимента.

В связи с этим, было высказано предположение, что гонадотоксическое действие БиоПАГа связано с наличием в нём примесей, обладающих специфическими гонадотоксическими свойствами.

В соответствии с нашими рекомендациями изготовителем был внесён ряд усовершенствований в технологию производства БиоПАГа (на конечных стадиях производства вещества была применена дополнительная очистка от предполагаемых примесей) и для испытаний был представлен второй образец БиоПАГа. Эксперимент был проведён в условиях, идентичных первому, с введением дополнительной группы животных, получавших вещество в дозе 0,004 мг/кг. В эксперименте изучалось только гонадотоксическое действие препарата на организм подопытных животных. Как видно из рисунка 2, второй образец вызывал снижение времени подвижности сперматозоидов толь-

ю

ко б группе животных, получавших вещество в максимальной дозе 0,5 мг/кг (р<0,05). Изменения других изученных показателей гонадотоксического действия выявлено не было.

р«>.05

□ Контроль ■ 0,5 мг/кг 0 0,1 мг/кг

□ 0,02 мг/кг 0 0,004 мг/кг

Рис. 2. Время подвижности (минуты) сперматозоидов подопытных животных при введении второго образца БиоПАГа в хроническом эксперименте в сравнении с контрольной группой.

Анализ результатов проведённых экспериментов показывает, что очищенный от примесей БиоПАГ не обладает специфическим гонадотоксиче-ским действием, т.к. достоверное снижение времени подвижности сперматозоидов отмечалось только у крыс, получавших максимальную дозу (ПД го„. = 0,5 мг/кг). Это позволило обосновать величину ПДхр БиоПАГа на уровне 0,5 мг/кг.

Следовательно, опасность препарата в значительной мере зависит от содержания примесей в конечном продукте. Поэтому важное значение имеет сравнительная гигиеническая оценка исходных продуктов синтеза полигек-саметиленгуанидин гидрохлорида.

При производстве БиоПАГа используются гексаметилендиаминдиамин (ГМДА), дициандиамид и гуанидин гидрохлорид (ГГХ). Гексаметилендиа-миндиамину и дициандиамиду ранее была дана гигиеническая оценка, и величины их ПДК установлены.

ГГХ не изучался ранее, поэтому, нами впервые проведена токсиколого-гигиеническая оценка этого соединения.

ГГХ вызывал морфо-функциональные изменения печени и почек, приводил к изменениям содержания гемоглобина в крови.

Время подвижности сперматозоидов у крыс получавших гуанидин гидрохлорид в хроническом эксперименте.

И Контроль ЕВ 2,0 мг/кг И 0,25 мг/кг 0 0,05 мг/кг £3 0,01 мг/кг

Рис. 3. Время подвижности (минуты) сперматозоидов подопытных животных при введении гуанидин гидрохлорида в хроническом эксперименте в сравнении с контрольной группой

Как видно из рисунка 3, при введении ГГХ снижалось время подвижности сперматозоидов в группе животных, получавших при введении максимальной дозу (2,0 мг/кг), и незначительно увеличивалось время подвижности сперматозоидов у животных, при введении средней дозы (0,05 мг/кг).

Однако при морфологических исследованиях семенников подопытных животных патологические изменения или какие-либо особенности выявлены не были. Это свидетельствует о том, что ГГХ вызывает гонадотоксический эффект, который нельзя рассматривать как специфический, т.к. достоверное снижение времени подвижности сперматозоидов отмечалось только на фоне общетоксического действия вещества. Мутагенная активность не выявлена. По совокупности полученных результатов в качестве пороговой дозы хронического действия обоснована доза 0,25 мг/кг, а в качестве недействующей -0,05 мг/кг. Пороговая концентрация по общесанитарному признаку вредности обоснована на уровне Змг/л, по органолептическому уровню вредности 70 мг/л (привкус). Предельно допустимая концентрация ГГХ в воде водных объектов обоснована на уровне I мг/л, класс опасности-2, лимитирующий признак вредности - санитарно-токсикологический.

Изученный ранее мономер гексаметилендиамин (ГМДА) по своим химическим свойствам относится к группе аминосоединений жирного ряда. При попадании ГМДА в организм любым путём происходят дистрофические

изменения в различных органах Происходит нарушение проницаемости сосудов При попадании на кожу вызывает некроз В хроническом санитарно-токсикологическом опыте было установлено, что ГМДА является веществом с выраженными кумулятивными свойствами При длительном введении в организм он оказывает влияние на состав белой крови, активность некоторых ферментов, содержание нуклеиновых кислот в крови (Черкинский С H, 1965) По данным (David R M и соавт , 1983) установлено, что при перораль-ном введении крысам-самцам наибольшая концентрация меченого (14С) ГМДА обнаруживалась в тканях простаты, гонадотоксический эффект не изучался

Дициандиамид вызывает снижение активности холинэстеразы крови и иммунобиологической реактивности организма, в крови подопытных животных обнаруживалось довольно высокое содержание мочевины (ММИ им И M Сеченова, 1965)

Согласно литературным данным, гонадотоксическое действие гексаме-тилендиамина и дициандиамида выявлено не было

Краткая токсиколого-гигиеническая характеристика исходных продуктов синтеза представлена в таблице 2

Таблица 2

Токсиколого-гигиеническая характеристика веществ, используемых для про-

изводства полигексаметиленгуанидин гидрохлорида

Название LD 50 мг/кг МНД мг/кг ПКбпк мг/л ПКорг мг/л ПДК Или ОДУ Мг/л Лимитирующий признак вредности Класс опасности ссылка

Гексаметилен-диамин 700 0,0005 0,5 500,0 0,01 с -т 2 *

Дициандиамид (циангуанидин) 12000 50,0 2000 10,0 10,0 орг привк 4 **

Гуанидин гидрохлорид 999,1 0,05 3,0 70,0 (прив ) 1,0 с -т 2 * * *

* - Черкинский С H 1965

** - Обоснование ПДК дициандиамида в воде ММИ им И M Сеченова, 1965 *** - по результатам собственных исследований

Сравнительная токсикологическая оценка гуанидингидрохлорида, дициандиамида и гексаметилендиамина дала возможность предположить, что они не могут оказывать специфическое гонадотоксическое действие (с учетом их

реального содержания в конечном продукте) и, следовательно, гонадотокси-ческий эффект, установленный при изучении первого образца БиоПАГа обусловлен, по-видимому, присутствием в его составе других примесей

Для определения дополнительных примесей в конечном продукте проведен анализ технологического процесса производства полигексаметилен-гуанидин гидрохлорида Исследования проводились в сотрудничестве с д х н , проф А Т Лебедевым (кафедра органической химии химического факультета МГУ им M В Ломоносова) Установлено, что во время синтеза полимера создаются благоприятные условия для возникновения побочных продуктов, в частности, соединений иминового ряда К соединениям этого ряда относятся этиленимин, пирролидин, пиперидин, гексаметиленимин и другие Все эти соединения хорошо растворимы в воде и органических растворителях и являются сильными основаниями

По параметрам острой токсичности эти вещества относятся к 1 или 2 классу опасности Их LD50 для крыс при внутрижелудочном введении составляет от 371 мг/кг до 20 мг/кг (Л А Базарова 1970, Г H Заева и др 1966)

По данным И В Саноцкого и соавт (1975), соединения этого ряда могут оказывать существенное негативное влияние на репродуктивную функцию подопытных животных Для этиленимина данный вид эффекта (гонадотокси-ческий) является специфичным для него и, возможно, для всех соединений этого ряда

В отношении токсикологических характеристик гексаметиленимина на сегодняшний день существуют противоречивые данные В частности, по параметрам острой токсичности величины LD50 отличаются более чем в 15 раз от 375 мг/кг (И А Крятов, H H Цапкова 1989) до 20 мг/кг (Monsanto Со -U S ЕРА Document N0 88-920000390) Влияние на репродуктивную функцию не изучалось

Таким образом, можно предположить, что гексаметиленимин может вызывать гонадотоксическое действие, которое было выявлено при изучении БиоПАГа, а принимая во внимание данные (Monsanto Со - U S ЕРА Document N0 88-920000390), его следует отнести к высокотоксичным веществам Однако гексаметиленимин недостаточно изучен и потенциально является наиболее опасным побочным продуктом

По-видимому, высокая опасность БиоПАГа обусловлена наличием примесей, поэтому необходимо научное обоснование допустимых концентраций примесей в конечном продукте при использовании его в плавательных бассейнах В соответствии с МУ 2 1 4 1060 - 01 по надзору за использованием синтетических полиэлектролитов в практике питьевого водоснабжения, максимальные концентрации примесей в конечном продукте рассчиты-

ваются с учетом допустимых концентраций конечного продукта в воде, что вызвало необходимость обосновать допустимую концентрацию БиоПАГа в воде плавательных бассейнов

Поэтому, в соответствии с третьей задачей разработана методика обоснования допустимой остаточной концентрации (ДОК) для гигиенической оценки хим средств предназначенных для обеззараживания воды пл басс, которая была апробирована на примере БиоПАГа Методика обоснования ДОК разработана с учетом комплексного действия веществ и реальных факторов экспозиции

Известно, что в реальных условиях средства дезинфекции воды в плавательных бассейнах применяются в концентрациях, существенно превышающих их ПДК в питьевой воде При этом и остаточное содержание дезинфек-тантов и концентрации образующихся продуктов трансформации в воде превышают ПДК

Внесение галогенсодержащих органических реагентов заведомо предусматривает превышение ПДК как самого дезинфектанта, так и продуктов его трансформации Например, в соответствии с инструкцией по применению дибромантина рекомендуемая для обеззараживания концентрация (1,5 мг/л) превышает его ПДК в 7,5 раз При этом создается концентрация 5,5-диметилгидантоина (2,4 мг/л), в 2 с лишним раза выше ПДК Кроме того, не исключается опасность образования галогенсодержащих продуктов трансформации К тому же, в условиях постоянной дополнительной контаминации (органическими веществами антропогенного происхождения и микроорганизмами) при эксплуатации бассейна необходимо дополнительное внесение реагентов для поддержания остаточной концентрации

Таким образом, применение средств обеззараживания воды в бассейнах приводит к созданию опасных концентраций реагентов или продуктов их трансформации Требования о соблюдении ПДК дезинфектантов в воде плавательных бассейнов, как правило, не выполняются, а опасность превышения нормативов и риск для здоровья купальщиков не оценены

Реальные факторы экспозиции (время контакта, количество поглощаемой воды и т п ) существенно различаются при использовании воды для питьевых целей и при купании При купании в бассейне большое значение приобретает комплексное действие веществ (действие на кожу, через кожу, при вдыхании), а объем заглатываемой воды значительно меньше суточного водопотребления

Указанные предпосылки позволили нам предложить концепцию гигиенического нормирования средств, применяемых для обеззараживания воды плавательных бассейнов с обоснованием допустимой остаточной концентра-

ции (ДОК)

Нами предлагается следующее определение ДОК - допустимая остаточная концентрация химического средства дезинфекции воды в плавательных бассейнах и аквапарках, которая при постоянном регулярном купании не оказывает прямого или опосредованного комплексного вредного действия на здоровье людей настоящего и последующих поколений

При обосновании ДОК необходимо руководствоваться следующими принципами учет комплексного действия дезсредства и/или продуктов его трансформации (per os, транскутанно, ингаляционно, перкутанно), зависимость безвредных концентраций от реальных факторов экспозиции, приоритет безопасности при сравнении оптимальных бактерицидных и допустимых концентраций, учет скорости и длительности обеззараживающего действия в условиях постоянной дополнительной контаминации, как органическими веществами антропогенного происхождения, так и микроорганизмами, соответствие динамики нарастания/убыли концентрации дезсредства и/или продуктов трансформации условиям безопасности

Базовым количественным критерием для обоснования ДОК препарата в воде плавательных бассейнов является допустимая суточная доза (ДСД) (Жолдакова 3 И , Синицына О О , 2004 ) Если общие критерии оценки опасности дезсредств для воды бассейнов не отличаются от таковых для других видов вод, то из специфических критериев первостепенное значение имеет способность вещества к межсредовому распределению (вода-воздух) и длительный контакт поверхности тела с водой В связи с этим, токсикологические исследования направлены на определение сравнительной токсичности препарата при энтеральном, ингаляционном и транскутанном поступлении в организм и расчет коэффициентов относительной токсичности (орально-ингаляционного (Ко/и), орально-транскутанного (Ко/к) Основными токсико-метрическими критериями для расчета коэффициентов относительной токсичности являются пороговые дозы/концентрации (ПД, ПК), адекватные по длительности воздействия и методам обоснования (Жолдакова 3 И, Синицына О О , 2004 ) При этом необходимо установление максимальных недействующих уровней как важного критерия достоверности порога (Синицына О О , Красовский Г H , Жолдакова 3 И , 2003) Для препаратов, способных к испарению из воды, после обоснования ДОК в воде плавательных бассейнов с использованием константы закона Генри (Н') или значения давления паров (Р 2 1 10 1920-04) необходимо ориентировочно оценить концентрацию, которая может создаваться в воздухе Если полученное значение концентрации больше ПДК препарата в атмосферном воздухе, осуществляют соответствующую корректировку ДОК

Величина ДОК сопоставляется с максимальной недействующей концентрацией по кожно-раздражающему действию и пороговой концентрацией препарата по органолептическому признаку вредности, и наименьшая из них принимается в качестве итоговой ДОК с указанием соответствующего (орга-нолептического или санитарно-токсикологического) лимитирующего признака вредности

Для расчета ДОК рекомендуется использовать формулу, предпоженную ранее 3 И Жолдаковой и О О Синицыной, в которую дополнительно были введены факторы экспозиции В случае вероятности комплексного поступления в организм энтеральным, транскутанным и ингаляционным путями, ДОК препарата в воде плавательного бассейна рассчитывают, исходя из величины ДСД, уменьшенной на кожную и/или ингаляционную составляющие

(ДСД-ДД кож ДДинг) М

ДОК =.................................., мг/л, где

Увода ^

ДДкож - допустимая доза, поступающая в организм транскутанно при купании, мг/кг, ДД„Нг - допустимая доза, поступающая в организм при вдыхании препарата, испаряющегося из воды, мг/кг

Если в эксперименте доказано, что препарат не обладает кожно-резорбтивным действием, а также не способен к испарению из воды в воздух (константа закона Генри Н < 2 10"7 атм м3/моль), ДОК в воде рассчитывают по формуле

ДСД (мг/кг) М (кг)

ДОК =..........................., мг/л, где

^вода (л/час) I (час)

ДСД - допустимая суточная доза, М - средняя масса пловцов с учетом детей, Увода - объем заглатываемой жидкости, I - продолжительность сеанса купания

Для препаратов, способных к кожно-резорбтивному действию, ДДКОж рассчитывают с учетом доли экспонированной в эксперименте поверхности тела животного (0,1), различий в соотношениях поверхности тела к массе у человека (з/тчел=257 см2/кг) и экспериментальных животных, на которых изучалась транскутанная токсичность (з/тжиэ =1517 см2/кг - для белых крыс, 1200 см2/кг - для морских свинок), а также с учетом различий в энтеральной и транскутанной токсичности препарата по орально-кожному коэффициенту относительной токсичности (К0/к)

ДСД 0,1 S/ГПчел К0/к

ДДкож =............................ мг/кг

s/mĄB

Для препаратов, способных к межередовому распределению «вода-воздух», ДДИНГ рассчитывают с учетом ПДК дезинфектанта в воздухе в зоне дыхания пловцов (ПДК в атмосферном воздухе)

ПДКвозд (мг/мО Удых(м3/час) t (час)

ДДИ!,г =................................................ Ко/„, где

М (кг)

ПДКвозд - ПДК в атмосферном воздухе (в воздухе в зоне дыхания пловцов), Удых - объем дыхания с учетом повышенной физической нагрузки, t -продолжительность сеанса купания, М - средняя масса пловцов с учетом детей

При обосновании ДОК наибольшее значение приобретает максимально точное установление факторов экспозиции В таблице 3 представлены факторы экспозиции, установленные U S EPA (U S ЕРА, 2003), и применяемые ВОЗ (Swimmer Exposure Model (OPP) (AD), 2003) при оценке риска дез-средств для здоровья купальщиков

Таблица 3

Дифференцированные факторы экспозиции для оценки риска средств дезинфекции воды бассейнов для здоровья купальщиков (ВОЗ, U S ЕРА)

Контингент купальщиков Вес купальщика (кг) Продолжительность купания (часов/день) Объем загла-тывае-мой воды (л/час) Общий объем заглатываемой воды (л/сутки)

Дети 7-10 лет Не спортсмены 30,2 1 0,05 0,05

Спортсмены 2,3 0,05 0,115

Дети 11-14 лет Не спортсмены 48,2 1,65 0,025 0,041

Спортсмены 1,7 0,05 0,085

Взрослые Не спортсмены 71,8 1,83 0,013 0,023

Спортсмены 1,3 0,025 0,033

На примере БиоПАГа был проведен расчёт ДОК при применении в бассейне БиоПАГ относится к нелетучим соединениям, но обладает кожно-резорбтивным действием Для расчета орально-кожного коэффициента относительной токсичности (К0/к) использовались пороговые дозы энтерального (0,5 мг/кг) и транскутанного (8 мг/кг, Баркова НП, 1997) воздействия К0/к составил 0,0625 ДСД БиоПАГа, установленная в эксперименте, составила

0,1 мг/кг

Вначале расчеты проводились с использованием факторов экспозиции, установленных и Б ЕРА и применяемых ВОЗ Результаты расчетов представлены в таблице 4

Таблица 4

Допустимая остаточная концентрация БиоПАГа, рассчитанная с учетом факторов экспозиции, применяемых ВОЗ, и Б ЕРА

Контингент купальщиков Расчетная величина ДОК (мг/л)

Дети 7-10 лет Не спортсмены 60,4

Спортсмены 26,3

Дети 11-14 лет Не спортсмены 120,4

Спортсмены 56,65

Взрослые Не спортсмены 311,7

Спортсмены 217

Как видно из таблицы, допустимые величины находятся в диапазоне от 26,3 мг/л до 317,7 мг/л, и в наибольшей степени зависят от объема заглатываемой воды, который, в свою очередь зависит от возраста (дети или взрослые) и контингента купальщиков (спортсмены или любители) Исходя из полученных результатов, можно сделать заключение о том, что наиболее жесткие требования применяются к дезинфектантам, используемым в бассейнах, которые посещают дети-спортсмены 7-10 лет, вес которых наименьший (30,2 кг), а продолжительность купания в сутки (2,3 часа) и объем заглатываемой воды (0,05 л/час) - наибольшие для выделенных контингентов

Вместе с тем, мы рекомендовали использовать факторы экспозиции, выбранные как с учетом данных предложенных и Б ЕРА, так и с учетом более строгих критериев, принятых в России В отличие от методов обоснования ПДК веществ в воде хозяйственно-питьевого водопользования, для плавательных бассейнов предложено использовать следующие факторы экспозиции, принятые в методологии оценки риска здоровью (и Б ЕРА, 1997, 2003) но выбранные с учетом принципа аггравации объем заглатываемой жидкости (с учетом объема воды, абсорбируемой сублингвально и интерназально) - 0,1 л/час, продолжительность сеанса купания (с учетом пловцов-спортсменов) - 3 часа, средний вес тела человека (с учетом детей) - 45 кг, объем дыхания (с учетом повышенной физической нагрузки) - 3 м /час

Предлагаемые факторы экспозиции существенно отличаются в сторону ужесточения от рекомендуемых в «Руководстве по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» (Р 2 1 10 1920-04 2004) В результате ДОК составила 15 мг/л

Однако максимальная недействующая концентрация препарата по кож-но-раздражающему действию составляет 5 мг/л Поэтому ДОК БиоПАГа в воде бассейнов могла бы быть рекомендована на уровне 5 мг/л

Исходя из допустимой остаточной концентрации БиоПАГа рассчитано максимальное допустимое содержание возможных примесей в препарате (таблица 5)

Таблица 5

Максимальное допустимое содержание мономеров в БиоПАГе при применении его в концентрации 5 мг/л

Название ПДК (ОДУ), мг/л Максимально допустимое содержание в реагенте, г/кг

Гексаметилендиамин 0,01 2

Гуанидин гидрохлорид 1,0 200

Дициандиамид 10,0 не регламентируется

Гексаметиленимин ЛД50 = 20 мг/кг не обосновано

Однако в процессе синтеза БиоПАГа образуется гексаметиленимин, который по острой токсичности относится к чрезвычайно опасным веществам (U S ЕРА Document No 88-920000390) По-видимому, именно гексаметиленимин будет служить индикаторным показателем опасности БиоПАГа Поэтому пока не будет проведено углубленное изучение токсичности и разработан метод определения этого вещества, применять БиоПАГ для обеззараживания воды в плавательных бассейнах не допустимо

Таким образом, предложенная методика гигиенического нормирования химических средств обеззараживания воды в плавательных бассейнах позволяет адекватно учесть комплексное действие веществ в условиях реальной экспозиции, оценить опасность примесей и продуктов трансформации реагентов

Величины ДОК могут быть использованы для определения допустимости применения средств дезинфекции воды в плавательных бассейнах пу-

тем сравнения эффективных обеззараживающих и безвредных концентраций, сравнительной оценки опасности средств дезинфекции воды и определения режима их применения в условиях дополнительной органической и микробной контаминации

ВЫВОДЫ

1 Препараты на основе полиалкилгуанидинов широко применяются в высоких концентрациях для дезинфекции поверхностей, медицинского инструментария и оборудования, однако гигиеническое обоснование эффективности и безопасных условий использования этого класса соединений для обеззараживания воды плавательных бассейнов не проводилось

2 БиоПАГ (полигексаметиленгуанидин гидрохлорид) обладает обеззараживающим действием в воде в отношении индикаторных и условно-патогенных микроорганизмов в лабораторных условиях в концентрациях > 1 мг/л При обработке воды в плавательных бассейнах эффективная обеззараживающая концентрация > 4 мг/л, что связано с изменяющимся химическим составом воды и, вероятно, изменением резистентности микроорганизмов в воде бассейнов В связи с этим обязательным этапом изучения обеззараживающего действия новых реагентов должны быть микробиологические испытания в реальных условиях эксплуатации бассейна

3 Ведущим критерием опасности двух образцов БиоПАГа в условиях хронического воздействия является их избирательное токсическое влияние на гонады и репродуктивную функцию, в существенной мере зависящее от количества загрязняющих реагент примесей

4 Один из исходных продуктов синтеза полигексаметиленгуанидина гидрохлорида - гуанидин гидрохлорид по параметрам острой токсичности соответствует 2 классу опасности по смертельному эффекту (ЬО50 составляет 999±43 мг/кг), вызывает изменения органолептических свойств воды в концентрации >70 мг/л, оказывает влияние на процессы естественного самоочищения водоемов в концентрации >3 мг/л Его максимальная недействующая доза составляет 0,05 мг/кг ПДК гуанидин-гидрохлорида установлена на уровне 1 мг/л, лимитирующий признак вредности - санитарно-токсикологический, класс опасности -2

5 Сравнительная токсикологическая оценка БиоПАГа и его примесей показала, что контроль за безопасностью препарата должен осуществляться по содержанию в нем следующих веществ гексаметилендиамина - не более 2 г в 1кг БиоПАГа, гуанидинагидрохлорида - не более 200 г в1 кг БиоПАГа, дициандиамида - не регламентируется Однако применение БиоП4Га для

целей обеззараживания питьевой воды и воды плавательных бассейнов недопустимо до тех пор, пока не будет обоснована ПДК гексаметиленимина в воде, допустимая концентрация в препарате и разработан метод его количественного определения

6 Разработанная нами оригинальная методика расчета ДОК (допустимой остаточной концентрации) на основе факторов реальной экспозиции с учетом комплексного действия веществ может быть использована для сравнительной оценки средств обеззараживания воды плавательных бассейнов в качестве гигиенического критерия безопасности и для оценки риска

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Жолдакова 3 И , Одинцов Е Е Методические подходы к гигиенической оценке условий применения реагентов для обеззараживания воды // Материалы всероссийской научной конференции, посвященной 70-летию Научно-исследовательского института дезинфектологии Министерства здравоохранения РФ «Задачи современной дезинфектологии и пути их решения» М , 2003 -С 133-135

2 Жолдакова 3 И , Синицына О О , Одинцов Е Е , Иванова Л В Принципы и критерии санитарно-эпидемиологической оценки химических средств обеззараживания воды в плавательных бассейнах // Тезисы докладов Научно-практической конференции по гигиене, эпидемиологии и дезинфектологии «ДДД-2006» М , 2006 - С 57-58

3 Синицына О О , Жолдакова 3 И , Полякова Е Е, Тульская Е А , Одинцов Е Е Расчет реперных доз и концентраций как метод определения пороговых величин химических веществ // Материалы 2-го съезда токсикологов России Тезисы докладов М , 2003 - С 242-243

4 Полякова Е Е , Жолдакова 3 И , Тульская Е А , Одинцов Е Е , Лебедев А Т Изучение трансформации химических веществ в процессе водоподго-товки // Материалы научно-практической конференции посвященной 1000-летию Казани «Технологии очистки воды» Казань, 2005 -С 107-109

5 Одинцов Е Е Методические подходы к гигиенической оценке условий применения реагентов для обеззараживания воды плавательных бассейнов // Материалы всероссийской научной конференции «Теоретические основы и практические решения проблем санитарной охраны атмосферного воздуха» М , 2003 -С 341-342

6 Жолдакова 3 И , Синицына О О , Полякова Е Е , Одинцов Е Е Сравнительная оценка санитарно-эпидемиологической безопасности методов обез-

зараживания воды // Материалы заседания «круглого стола» «Вопросы безопасности водного хозяйства в мегаполисе» в рамках научно-технического конгресса по безопасности «Безопасность - основа устойчивого развития регионов и мегаполисов» М , 2005 - С 60-63

7 Жолдакова 3 И , Одинцов Е Е , Харчевникова Н В , Беляева Н Н , Тульская Е А , Зайцев Н А , Сычева Л П Гуанидин гидрохлорид (ГГХ) // Токсикологический вестник, 2004 №6 - С 34-35

8 Жолдакова 3 И , Одинцов Е Е , Харчевникова Н В , Беляева Н Н , Тульская Е А , Зайцев Н А Полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (ПГМГ - гидрохлорид)//Токсикологический вестник, 2004 №6 -С 34-35

9 Жолдакова 3 И , Синицына О О , Одинцов Е Е Принципы и критерии гигиенического нормирования химических средств обеззараживания воды в плавательных бассейнах // Гигиена и санитария 2007 № 5 - С 76-80

10 Жолдакова 3 И , Синицына О О , Одинцов Е Е Гигиеническая оценка опасности химических средств обеззараживания воды в плавательных бассейнах // «ЭКВАТЭК-2006» Сборник докладов 7-го Международного конгресса «Вода экология и техно-логия» М,- 2006 Часть II -С 918-919

Список используемых сокращений

АЛ Т - аланинаминотрансфераза

ACT - аспартатаминотрансфераза

БиоПАГ- полигексаметиленгуанидин гидрохлорид

ДОК - допустимая остаточная концентрация

ДСД - допустимая суточная доза

ГМДА - гексаметилендиамин

ГГХ-гуанидингидрохлорид

ЖКТ - желудочно-кишечный тракт

ЛВА - лецитовителлазная активность

МНД - максимальная недействующая доза

МНК - максимальная недействующая концентрация

ОДУ — ориентировочный допустимый уровень

ПДхр, (ПКхр) - пороговая доза (концентрация) хронического опыта

ПДК - предельно допустимая концентрация вещества в воде

ПКорг - пороговая концентрация по органолептическому признаку вредности

ПКсан, - пороговая концентрация по влиянию на процессы самоочищения

водных объектов ЦНС - центральная нервная система DL>:) - среднесмертельная доза вещества

Заказ№ 186/11/07 Подписано в печать 22 11 2007 Тираж ЮОэкз Уел пл 1,5

ООО "Цифровичок", тел (495) 797-75-76, (495) 778-22-20 Н'Н'Н' с/г ги , е-тай т/о@с[г ги

В настоящее время в России расширяется сеть оздоровительных и спортивных плавательных бассейнов различных типов и размеров. Их назначение - укрепление здоровья населения, поэтому должны быть исключены факторы негативного воздействия на организм человека. Вместе с тем, наиболее широко применяемый метод обеззараживания воды хлором обладает целым рядом общеизвестных негативных свойств. К их числу относятся раздражающее действие на слизистые оболочки, аллергенное действие, опасность отравления при перехлорировании. Кроме того, при обеззараживании воды хлором образуются галогепоформные органические соединения, которые являются опасными для здоровья человека [71,26]. В связи с этим, во всем мире продолжается поиск альтернативных способов и гигиеническая оценка как физических, так и химических методов обеззараживания воды [27]. В частности, в России разработана технология производства нового класса соединений на основе гуанидинов, которые используются в качестве фармакологических средств для лечения и профилактики инфекционных заболеваний, для дезинфекции поверхностей, медицинского инструмента и пищевых продуктов [7]. За рубежом существует мнение о том, что обеззараживающее действие этого ряда соединений связано с их флоккулирующими свойствами [115,116]. К соединениям этого класса относится и полигексаметиленгуанидин-гидрохлорид (БиоПАГ). Для обеззараживания питьевой воды этот класс веществ не был рекомендован. Полиалкилгуанидины различаются по токсичности и опасности, причём нет ясного понимания причин этих различий.

В настоящее время разработана усовершенствованная [15,7] технология производства полиалкилгуанидинов (ПАГ), что позволяет ставить вопрос об их применении для обеззараживания воды бассейнов.

В СанПиН "Плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству и эксплуатации плавательных бассейнов" (СанПиН 2.1.2.118803) в пункте 1.4 сказано, что «В процессе эксплуатации плавательного бассейна остаточное содержание (концентрация) химических веществ в воде и воздухе (зоне дыхания) не должно превышать гигиенические нормативы». Данное нормативное требование содержит ряд неточностей. Не приведено общее понятие и не существуют методы определения «остаточных» количеств дезипфектантов, не относящихся к хлорирующим агентам. Не учитывается, что практически все средства дезинфекции в воде подвергаются трансформации с образованием как более, так и менее опасных ингредиентов. Не упоминается, что многие реагенты могут содержать или вызывать образование вредных примесей гораздо более опасных, чем сами средства дезинфекции. ПДК большинства химических веществ, в т.ч. дезипфектантов, установлены без учета комплексного действия (энтералыю, перкутанно, транскутанно, ингаляционно). Не учитывается, что в течение сеанса купания человек заглатывает небольшое количество воды, несоизмеримое с суточным водопотреблением.

В связи с этим, целью настоящих исследований является научное обоснование рекомендаций к гигиенической оценке безопасности, применению и контролю химических реагентов для обеззараживания воды плавательных бассейнов на примере полигексаметиленгуанидина гидрохлорида (БиоПАГ).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Обосновать эффективную обеззараживающую концентрацию БиоПАГа в лабораторных условиях и натурных испытаниях.

2. В эксперименте на животных дать сравнительную токсикологическую оценку полигексаметиленгуанидин гидрохлориду и его примесям, и разработать рекомендации к контролю за безопасностью реагента.

3. Разработать методику гигиенической оценки химических средств, предназначенных для обеззараживания воды плавательных бассейнов.

4. На основании сопоставления эффективных обеззараживающих и безвредных концентраций в экспериментальных условиях и при применении в бассейне обосновать заключение о возможности испрльзования полигексаметиленгуанидин гидрохлорида для дезинфекции воды бассейнов

Научная новизна работы. Разработана методика обоснования допустимой остаточной концентрации (ДОК) средств обеззараживания воды плавательных бассейнов с учетом комплексного действия и факторов экспозиции.

Предложен новый критерий для гигиенической оценки опасности и оценки риска - допустимая остаточная концентрация. ДОК - это концентрация химического средства дезинфекции воды в плавательных бассейнах и аквапарках, которая при постоянном регулярном купании не оказывает прямого или опосредованного комплексного вредного действия на здоровье людей настоящего и последующих поколений.

Установлена зависимость между степенью загрязненности БиоПАГа химическими примесями и выраженностью токсического эффекта

На основании экспериментов и анализа литературы обоснована сравнительная токсичность и опасность исходных веществ синтеза полигексаметиленгуанидин гидрохлорида и даны рекомендации по их допустимому содержанию в конечном продукте.

На основании лабораторных и производственных испытаний установлена эффективная обеззараживающая концентрация БиоПАГа для воды плавательных бассейнов не менее 4 мг/л и обоснованы ограничения к его применению.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Эффективная обеззараживающая концентрация БиоПАГа для воды плавательных бассейнов > 4 мг/л, ДОК - 5 мг/л.

2. Зависимость токсичности БиоПАГа от содержания примесей.

3.Методика обоснования допустимой остаточной концентрации (ДОК) средств обеззараживания воды плавательных бассейнов на примере БиоПАГа.

Практическая значимость. Научно обоснована ПДК мономера -гуанидин гидрохлорида в воде водных объектов (1 мг/л, признак вредности - санитарно-токсикологический, второй класс опасности) (протокол заседания секции № 3 от 23.11.04).

Материалы по методике обоснования допустимых остаточных концентраций (ДОК) средств обеззараживания воды плавательных бассейнов с учетом комплексного действия и факторов экспозиции включены в проект методических указаний - «Санитарно-эпидемиологическая оценка средств, применяемых для обеззараживания воды плавательных бассейнов».

Даны рекомендации по контролю безопасности полигексаметиленгуанидин гидрохлорида (БиоПАГа) при применении в бассейнах (по содержанию химических примесей).

Разработана методика определения полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в воде с нижним приделом чувствительности 0,05 мг/дм3, то есть 0,5 ПДК.

Работа выполнена в лаборатории эколого-гигиенической оценки и прогнозирования токсичности веществ ГУ НИИ ЭЧ и ГОС им А.Н. Сысина в рамках плановых тем № г/р 01.2.00303903 и 01.2.00603332.

Апробация материалов диссертации. Результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на Международном конгрессе

Вода: экология и технология» (Москва, 2003, 2004), Всероссийской научной конференции посвященной 70-летию НИИ Дезинфектологии (Москва, ИТАР-ТАСС, 2003), 2-ом съезде токсикологов России (Москва, 2003), научной конференции молодых ученых, посвященной 100-летию со дня рождения академика В.А.Рязанова (Москва, 2003), на научно практической конференции «Технологии очистки воды», посвящённой 1000-летию Казани, Апробационной комиссии ГУ НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н.Сысина РАМН (Москва, 2004), на «Круглом столе» международного научно-технического конгресса «Вопросы безопасности водного хозяйства в мегаполисе (Москва, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

ВЫВОДЫ.

1. Препараты на основе полналкилгуанндинов широко применяются в высоких концентрациях для дезинфекции поверхностей, медицинского инструментария и оборудования, однако гигиеническое обоснование эффективности и безопасных условий использования этого класса соединений для обеззараживания воды плавательных бассейнов не проводилось.

2.БиоПАГ (полигексаметиленгуанидин гидрохлорид) обладает обеззараживающим действием в воде в отношении индикаторных и условно-патогенных микроорганизмов в лабораторных условиях в концентрациях > 1 мг/л. При обработке воды в плавательных бассейнах эффективная обеззараживающая концентрация > 4 мг/л, что связано с изменяющимся химическим составом воды и, вероятно, изменением резистентности микроорганизмов в воде бассейнов. В связи с этим обязательным этапом изучения обеззараживающего действия новых реагентов должны быть микробиологические испытания в реальных условиях эксплуатации бассейна.

3. Ведущим критерием опасности двух образцов БиоПАГа в условиях хронического воздействия является их избирательное токсическое влияние на гонады и репродуктивную функцию, в существенной мере зависящее от количества загрязняющих реагент примесей.

4. Один из исходных продуктов синтеза полигексаметиленгуанидина гидрохлорида - гуанидин гидрохлорид по параметрам острой токсичности соответствует 2 классу опасности по смертельному эффекту (LD50 составляет 999±43 мг/кг), вызывает изменения органолептических свойств воды в концентрации >70 мг/л, оказывает влияние на процессы естественного самоочищения водоёмов в концентрации >3 мг/л. Его максимальная недействующая доза составляет 0,05 мг/кг. ПДК гуанидингидрохлорида установлена на уровне 1 мг/л, лимитирующий признак вредности - санитарно-токсикологический, класс опасности -2.

5. Сравнительная токсикологическая оценка БиоПАГа и его примесей показала, что контроль за безопасностью препарата должен осуществляться по содержанию в нём следующих веществ: гексаметилендиамина - не более 2 г в 1кг БиоПАГа, гуанидинагидрохлорида - не более 200 г в1 кг БиоПАГа, дициандиамида -не регламентируется. Однако применение БиоПАГа для целей обеззараживания питьевой воды и воды плавательных бассейнов недопустимо до тех пор, пока не будет обоснована ПДК гексаметиленимина в воде, допустимая концентрация в препарате и разработан метод его количественного определения.

6. Разработанная нами оригинальная методика расчёта ДОК (допустимой остаточной концентрации) на основе факторов реальной экспозиции с учётом комплексного действия веществ может быть использована для сравнительной оценки средств обеззараживания воды плавательных бассейнов в качестве гигиенического критерия безопасности и для оценки риска.