Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Характеристика биологического действия акриловой и метакриловой кислот и обоснование их гигиенических регламентов в атмосферном воздухе при изолированном и совместном присутствии

Министерство здравоохранения РСФСР НИЖЕГОРОДСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ

На праоах рукописи УДК 013.1:013.(53

ГРУДЗИНСКИИ Владислав Юрьевич

ХАРАКТЕРИСТИКА БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ АКРИЛОВОЙ И МЕТАКРИЛ0В0Й КИСЛОТ И ОБОСНОВАНИЕ ИХ ГИГИЕНИЧЕСКИХ РЕГЛАМЕНТОВ

В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ПРИ ИЗОЛИРОВАННОМ И СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ

14.00.07 — Гигиена

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Нижний Новгород 1991

Работа выполнена в Нижегородском НИИ гигиены труда и профзаболеваний МЗ РСФСР (директор института кандидат медицинских наук В. М. Благодатин).

Научный руководитель — кандидат медицинских наук, старшин научный сотрудник Ю. П. Тихомиров.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Новиков С. М.

доктор медицинских наук, профессор Колпащикова И. Ф.

Ведущая организация — Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий.

Защита диссертации состоится «_»_;_1991 г.

в часов на заседании специализированного совета К.084.39.02

в Нижегородском медицинском институте им. С. М. Кирова по адресу: 603005, Нижний Новгород, пл. Минина и Пожарского, д. 10/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского медицинского института.

Автореферат разослан «_»______ч___1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат медицинских наук

А. В. Леонов

• .... i 0Б1ЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

','.-. Актуачыюсть работы. Вопроси охраны здоровья л санитарного благополучия населения неразрывно связаны с проблемой зааиты окружающей среды, в том члсле атмосферного воздуха, от антропогенного загрязнения. Для объективной оценки состояния воздушного бассейна устанашшваются безопасные дал здоровья населения и санитарного состояния атмосферного воздуха уровня химических, физических л биологических фаяторов при их раздельном и одновременном действии на организм.

3 связи о эти», одной из ведущих задач гигиенн атмосферного воздуха является своевременное и надёжное регламентирование новых веществ, число которых, вследствие высоких темпов развития химической промышленности, интенсивно растёт. К одной из быстро развивающихся отраслей химической промышленности относятся производства акриловой (АК) и метакриловой (МАК) кислот, являющихся исходным сырьём для получения поллакрклатов и разнообразных полимерных материалов.

Имеющиеся в литературе сведения указывают, что производства полиакрилатов являются источником загрязнения атмосферного воздуха акриловыми и ме'такриловыми эфираш и кислотами (В.1,1.Ела-годатин, 1975,1984; Ю.ПЛихомиров. П.А.Чеботарёв, 1978,1934,1987; Л.З.Кузнецова, Е.А.Комракова, 1984). Шесте о тем экспериментальные данные ряда авторов свидетельствуют об общегонсичесяом действии АК и МАК при интерметируодем ингаляционном и перораль-ном воздействии (Е.Я.Арзяева, 1960,1966; Н.Б.Климкина, 1969,1973; А.П.Румянцев и соавт., 1981; Т.Н.Осина, Е.Я.Арзяева, 1984; O.P. Chir-ingeiïL , 1957; и др.). На основании этих исследований установлены ПДК акриловой и метакриловой кислот в-воздухе рабочей

зоны на уровне 5 иг/и3 АК и' 10 мг/м3 МАК и в вода водоёмов хозяйственно-битового водопользования - 0,5 кг/л Ж и 1,0 мг/л [ЛАК, по общетоксическому признаку вредности. Походя из изаест-шх тонсикометрических параметров острого действия, были расчи-таш ОБУЛ АК ц ЫАК в атмосферном воздухе на уровне 0,04 и 0,0? ыг/к3, соответственно (Ю.ПЛихоыиров, 1935). Однако, опасность этих соединений в отношение резорбтивного (общвтоксического и специфического) действия при непрерывном ингаляционном воздействии, характерном для атмосферных загрязнений, остаётся не изученной . А также до настоящего времени, отсутствуют долговременный гигиенические регламент ах содержания а атмосферном воздуха населённых мест.

Известно, что АК д МАК, как и вое соединения (ыег)акрало-вого ряда, имеют резкий нашриятцый задах, что может приводить к изменению оргаиолвитичвелих свойств атмосферного воздуха и ухудшению условий проживания населения в района размещения производств АК й МАК. В овязи с этим, целесообразно изучить их рефлекторное действие на обонятельный анализатор с определением вероятностного порога запаха.

Возможность комплексного поступления химических веществ в окружающую среду определяет необходимость регламентирования химических агентов в атмосферном воздуха с учётом их совместного действия. Характер комбинированного действия АК и ЩК не изучен, хотя вероятность их одновременного поступления в атмосферу существует.

Цель и задачи исследований. В соответствии с изложенным целью настоящей работы явилось изучение особенностей биологического действия акриловой и метакриловой кислот при непрерывна! ингаляционном изолированной и совместном воздействии с обоснова-

пнем гигиенических регламентов их содержания в атмосферном воздухе л гигиеническая оценка производств этих соединений как источников загрязнения воздушного бассейна.

Исследования проводились а натурных и экспериментальных условиях и били направлены на решение следующих задач:

- изучить рефлекторное действие акриловой и метакриловой кислот с обоснованием их максимально-разовых 1Щ в атмосферное воздухе;

- изучить об'цетоксическое и специфическое эмбриотропное действие акриловой и метакриловой кислот при круглосуточной ингаляции с обоснованием их среднесуточных ПЖ в атмосферном воздухе;

- установить характер совместного ингаляционного действия акриловой и метакриловой кислот с обоснованием коэффициента комбинированного действия;

- дать гигиеническую оценку производств акриловой и метак-радово!! кислот как источников загрязнения воздушного бассейна.

Ндучндл.новизна. Впервые дана сравнительная токсикологическая оценка двух органических кислот олеинового ряда при их не-прэривном ингаляционном воздействии на организм.

Экспериментальными последоваииякн вдавлено рефлекторное действие АК и МАК по ольфакторнш реакциям, определены вэроят-ностнне пороги обонательиого ощущения, соответствукте ЕС-^, равнее 0, ¿¡4 мг/м3 ЛК и 0,8 кг/к3 МАК.

.Установлено нолитропное неспещфичсскоа обяетоксическое действие этих соединений (АК и МАЮ как на уровне высоких, тан и низких концентрации, характеризующееся изменениями окислительно воссталовптпльшга процессов, чункинл почени, центральной нерв-ноц снстеш и периферической крови. Однако в механизме общеток-

сического действия АК и МАК выявлены некоторые различия: в токсическом действии АК ведущая роль проявляется в нарушении окислительно-восстановительных процессов в организме (до изменению содержания глютатиона в крови), а МАК - в антитоксической и фе-рментообразующей функции печени (по изменению содержанияУ^аце-тилнейраминовой кислоты в сыворотке крови).

Изучение специфического аыбрцотропного действия АК и ШК на уровнях пороговых и недействующих концентраций по общетокси-чеокому эффекту показало, что акриловая кислота не оказывает токсического действия на материнский организм и развитие плода. В отличие от АК, кетакриловая нислога на данных уровнях воздействия, вызывает изменения ряда показателей эыбриотоксического дайотвия (повышение доимллантационной и общей эмбриональной смертности, снижение массы плодов). Определён порог специфического эмбриотропного действия МАК (¿//я^) - 0,1 мг/м3 и уровень недействующей концентрации0,01 иг/и3 (III класс опасности по специфическому эффекту)

Впервые, путём применения разработанного метода оценки комбинированного действия на вероятностной основе о использованием зависимости "концентрация-вращ", дана характеристика совместного действия АК и МАК при непрерывном ингаляционном поступлении в организм. Доказано, что характер их комбинированного действия проявляется по типу сумлацш эффекта (адщтивное действие).

Дана санитарно-гигиеническая оценка производств акриловой и метаяриловой кислот как источников загрязнения воздушного бассейна о обоснованием гигиенических рекомендаций, направленных на охрану атмосферного воздуха в районе размещения данных производств.

Практическая ценность таботн. Научно обоснованные гигиена-

ческие рекомендации по охране.воздушного бассейна в районе размещения производств АК и ГМК и гигиенические регламенты их содержания в атмосферном воздухе населённых мест при изолированном и совместном присутствии, способствуют повышению качества предупредительного, текущего санитарного надзора и контроля за реализацией мероприятий, направленных на санитарную охрану ат~ иосферного воздуха от загрязнений производств АК и МАК. А тая же используются проектными организациями, институтами технологического профиля при разработке и внедрении, технологических^ санитарно-технических и организационных мероприятий по снижению загрязнения атмосферного воздуха и при проектировании новых экологически безопасных производств.

Внедрение этого комплекса научно-практических разработок лодтверждено соответствующими актами. Результаты работы использованы при подготовке Методических рекомендаций по санитарной охране атмосферного воздуха от загрязнения газопоздушными выбросами производств акрилагов, утверждённых ЫЗ РСФСР от 19.01.90. у. Методических указаний для органов и учреждений санитарно-эпи-дет,дологической службы по контролю за реализацией мероприятий, направленных на санитарную охрану окру:каидей среда от загрязнения твёрдан/.н и жидкими отходами промышленных предприятий, утверждённых 1.13 СССР. № 3912-85 от 12.07.85.

Научно-обоснованные величины максшально-разовнх и среднесуточных 11ЛК акриловой и матанраловоЛ киолот в атмосферном воздухе населённых г/.ост утверждены ¡.¡3 СССР и включены в дополнение Г 3 !' 515(3-89 от 24.II.89. к'списку Л 308&-84 от 27.08.74.

Разработанная методика ох-.енки характера комбинированного :.е;;ств1ш хигдчаских веществ одобрена Пленумом секнда и рекомен-;о&эна к отробаг;;.! - решение ¡.Ьшнука секции 15-17 мая 1990 г.,

- О -

справка 1! 10-13/103 от 06.09.90.

Обоснованны» коэффициент комбинированного действия акриловой и метакриловой кислот одобрен секцией "Гигиена атмосферного воздуха" Всесоюзной Проблемной комиссии "Научные основы гигиеш окружающей среда" и рекомендован к утверзданию в ЫЗ СССР - решение -Пленума секции 15-1? мая 1990 г., справка М 10-13/107 от 12.09.90.

Заявка на предполагаемое изобретение "Способ оценки характера комбинированного действия бинарных смесаК химических соединениЕ" направлена во Всесоюзный Комитет по делам изобретений -приоритетная справка № 34081 от 22.04.91.

В процесса проведения экспериментальных исследований внесены следуюцае рационализаторские предложения:

- Приспособление для графического экспресс-анализа экспериментальных данных (удостоверение № 55/242 от 01.03.88., выданное Горьковскак НИИ гигиены труда и профзаболеваний)

- Приспособление для фиксации газохршатографических кон -

цэнтрациошшх трубок при ольфантометрии (удостоверение № 60/247 от 30.09.88., виданное Горьковскиы НИН гигиены труда и профзаболеваний).

- Ротаметричвская касета для системы подбора концентраций химических веществ в затравочных каперах (удостоцерение

14/266 от 25.10.89.). Апробация работы. Результаты исследований докладывались и получили одобрение на:

1) Учредительной Конференции Пермского областного обдества токсикологов (Пермь, 1987г.).

2) ХУ1Н Всероссийской научно-црактичаской конференции кшшдих гигиенистов и санитарных врачей (Москва, 1983г.).

3) Пленуме секции Всесоюзной Проблемно!) комиссии "Гигиена атадс-ферного воздуха" (Запорожье, 1Э90г.).

4) Заседании Нижегородского отделения Всероссийского научного медицинского общества гигиенистов и санитарнох врачей (Нижний Новгород, 1991г.),

5) Научной конференции колодах учёных по итогам научных исследований Горьковского НИИ гигиены труда и профзаболеваний (Нил-гай Новгород, 1980).

Положения, эиносмше на защиту.

1. Особенности биологического действия акриловой и метакри-ловой кислот при непрерывном ингаляционном воздействии и обоснование гигиенических регламентов их содертания в атмосферном воздухе населённых мест.

2. Оценка характера комбинированного действия АК и МАК на вероятностной основе, путём применения разработанного метода, о использованием зависимости "коипентрапня-время". КоэфгТштдмнт комбинированного действия равный 1,0 (суммация эффектов).

3. Гигиеническая характеристика производств акриловой и ме-гакрпловой кислот как источников загрязнения воздушного бассейн! ! разработкой гигиенических рекомендаций по охране атмосферного юз,пуха в районе размещения данных производств.

Структура и объём диссертации. "Диссертация состоит из введения, б глав, заключения, вногфвпий в практику, выводов и при-толмння, указатель литературы содертат 202 отечественных и 33 апостранных источников. Работа иллюстрирована 17 рисунками, 26 таблицами. Объём .диссертации составляет 142 страницы.

- 8 -

СЗДИАШЕ РАБОШ

Метод;; п обгоы исследовании. О целью обоснования глакоималь-них разовых ПЖ акриловой н г.етакршговоН кислот в атмосферной воздухе населённых мест изучалось их рефлекторное действие. Определение влияния этих кислот на обонятапышй анализатор осуществлялось на установке П00, рекомендованной 3.А.Рязановы».! к со-авт. (1357). Било изучено рефлекторное действие шести концентраций обоих вечесгв: А1С - 1,5; 1,0; 0,5; 0,3; 0,2; 0,1 г.:гД;3 и МАК - 3,0; 2,0; 1,5; 1,0;, 0,6; 0,4 иг/и3, Эксперимент проводился на 22 практически здоровых людях в возрасте от 22 до 30 лет. При получении ответов у всех испытуемых в пределах 20-30$ и более результаты определений подвергались обработке по методике, разработанной Н.Г.Аыдреещевой и П.А.Пшшгшшм (1Э78), согласно которой на вероятностно-пробитной сетке строилась кривая зависимости частоты (вероягаости) определения запаха от уровня концентраций АК и МАК - зависимость "доза-эффект". По данной зависимости били установлены их вероятностные пороги запаха, классы опасности по одьфакгохэним реакциям, коэффициенты запаса, на основа которых обосновывались величины максимальных разовых ПДС АК и ПАК в атмосферном воздухе населённых [.¡ест.

Согласно "аредюнних методических рекомендаций по обоснованию ДДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе" (1983) определялась также расчётная величина какйшлальной разовой 1Щ-С ^етакриловой кислоты о учётом интегрального показателя опасности (В). Расчёт осуществлялся на основе построения кумулятивных прямых, путём определения максимальной разовой концентрации на уровне 98/2 вероятности её появления в затравочных камерах при Непрерывной круглосуточном ингаляционном воздействии ¡ЛК по данным ежесуточных наблюдении (Ы.К.Кочгшов и соавт., 1577).

- 9 ~

Для этого результата отбора проб воздуха подвергались статистической обработка и определялись следущне параметры: количество разрядов в вариационном ряду концентрации, интервал значении концентраций в разряде, число значений в разряде, порядковый not/,ер концентраций в разряде, кумулятивнее частоты, как-оикапьная разовая концентрация о ЭЗ^ вероятностью её появления, ллтегралышй показатель опасности "Б" я коэффициент эаласа. Расчёт вышеизлолоилых параметров проводился, не хода из вариационного ряда концентраций на уровне пороговой по эибриотоксичес-коку действию, равной 0,1 мг/м3.

Изучение обяетоксического действия ЛК и МАК при непрерывном круглосуточном ингаляционном пути поступления в организм экспериментальних животных проводилось по мэтодической схема краткосрочного эксперимента, разработанного Н.А.ГЬшигинш (1977), основанной на установления зависимости "концентрация-время", что позволило прогнозировать уровш их пороговых и максимальных недействующих концентраций на сроки хронического 4-хмесячного эксперимента. Для объективной оценки общегоксического действия и подтвер.чдения токсичности прогнозируемих параметров'токсикометрии yV'C, проводился хронический 4-хкесячиый эксперимент по общепринятой методической схеме. Относительно МАК - аналогичный хронический эксперимент был panes осуществлён рядом авторов Ленинградского института морской гигиены (А.Я.Румянцев и соавт., 1981), даяние которого использованы для сопоставления полученных нами результатов в краткосрочном оггытз.

[йно;; подход к изучению'общзтоксического действия ЛК и'МАК позволил обоснозать их среднесуточные 1ЩС в атмосферном воздухе.

.3 экспериментах по изучению общетоксического действия АК й j.lAK бнлч изучен» следующие концентрации: 25С; 90: 40; 20; 10:

- ю -

0,4 и 0,04 кг/и3 АК и 300; 120; 60; 30; 10 ыг/ы3 МАК.

Графическая обработка данных: прово,цилась с применением логарифмических и пробатншс сеток (С.Л.Авалиани, 1930). Для выравнивания прямолинейной функции применялся метод наименьших квадратов (Н.А.Шохинский, 1961; Н.А.Толоконцев, 1961; 3.В.Прозоровский, 1961,1962).

При оценке токсических свойств и характера действия акриловой и мвтанраловой кислот выбор методик осуществлялся о учетом литературных данных о токсикоданашке этих химических соединений. Изучалось их влияние на окислительно-восстановительные процессы в организме (олределенаа содержания шютатиона, активности катаяазц и шроксядазы крови), центральную нервную систему (определение сумкационно-порогового показателя - СШ1), антитоксическую п ферг.ентообразущую функцию печени (определение содержания л-ацатилнеиршдиновой кислоты и щелочной фосфатазы а сыворотке крови), состав-периферической крови (подсчет общего количества лейкоцитов и определение лейкоцитарной формулы крови), в качестве интегральных показателей токсичности регистрировалось поведение и общее состояние животных.

Определение указанных показателей осуществлялось не менее 4-6 раз, в зависимости от уровня концентрации вещества и времени его воздействия. 3 хроническом эксперименте отбор биологического материала проводился I раз в кесяц на протяжении четырех месяцев непрерывного*ингаляционного воздействия.

Изучение эмбриотропного (эцбриотоксического и тсритогшшо-го) действия АК и МАК при ингаляционной пути поступления их и организм проводилось на концентрациях - 0,4 и 0,04 ь;г/м3 АК а 1,0; 0,1 И 0,01 гл'/м3 1.1АК, согласно ''летоднческих указаний - метода изучения отдаяёшшх пооледствиН дейотеш хшггесклх загшз-

Интелеfi атмосферного воздуха" (1378), "Методических рекомендаций к проведению исследований но изучению генеративных функций животных при экспериментальном обосновании гигиенических регламентов вредных химических веществ" (1985) и "Временных метода-' ческих указаний по обоснования предельно допустимых концентраций загрязнягапх веществ в атмосферном воздухе населённых мест" (1989).

Для выявления экбрпотоксического эффекта использовались олецугаэде показатели: состояние эмбрионов и потомства, количество живых и портных плодов, касса и кранио-каудальный размер плода: обдая, дошплантапцонная и ггостикгогантационная смертность; масса и размер плода.

Оценка возможного тератогенного эффекта осуществлялась путём регистрации наличия внешних уродств плодов. С целью выявления анатомических аномалии внутриутробного развития и патологии внутренних органов 50$ плодов пэ помёта подвергались микроанатомическому исследованию по девяти саггитаяышм срезам эмбрионов {J.Vilion, 1965; А.П.Дцбан, I9G7).

Для определения потенциально!! опасности АК и МАК по эыбрио-тропному эффекту вычислялась зона спегафпчеокого действия -

fájplC. ) •

Опенка характера комбинированного действия АК и I.1AK осуществлялись по разработанному авторами4- графическому методу, основанному на модифшашга диаграмм Лове, путём выявления на вероятностно?' оснопе отклонении от "зопч ац.цтганости" точек, соответству-.оних кон"оитр1ии{'. смесей AK+í.UK к определённому времени войдей-

х Метод разрпботон совместно с к.м.н.,с.н.с. Ю.П.Тихомирова; п ;;.<Т.-и.п. А.Б.Крупиикок.

отвия меси. "Зона аддитивности" (С1; 0^) определялась методом линейной регрессии (А.Афифи, С.Эйзен, 1982} согласно формуле:

_ 7' -- еяр {Гн С" ± & } . где

Сх - доверительные интервалы изоэффективных концентраций;

ё/1 - натуральный логарифм;

0х - расчётная концентрация, которая даёт эфгект по времени

Выбор концентраций скеои АК и МАК осуществлялся согласно методических рекомендаций к постановке экспериментальных исследований по изучению комбинированного действия 11985). Концентрации смеси АК и 1ЛАК подбирались с учётом токсикометрическах параметров этих химических соединений, полученных в результате экспериментальных исследований по изучению их общетоксическоса действия при изолированном ингаляционном воздействии: Скэсь I АК+1,1АК=20+30 мг/м3. действуадие концентрации при непрерывном ингаляционном воздействии по зависимости "конце-нтрация-врегля",

С^еоь 2 АК+1.1АК=0,2+1 мг/м3, концентрации на уровне порогов хронического действия по общетоксическому действию при изолированном поступлении. Оиась 3 АК+ЫАК=0,1+0,5 мг/м3, концентрации на уровне 1/2 порогов

хронического действия. Смесь 4 АК+1.1АК=0,04+0,1 мг/ыэ, величина на уровне максимальных недейотвувдих концентраций по оАщатоксическоау действию при изолированном поступлении.

Ингаляшщ смесями акриловой и кетакрцловой кислот осуществлялась круглосуточно в течение четырёх месяцев.

Всего в экспериментах было использовано 540 белых босиород-ных крыс - саппов и самок с исходным весом 140-15,0 г, в топ чи-

сло при изучении обдетокснческого действия АК - 180, НАК - 120, эыбрнотропного действия АК - 60, МАК - 80, при изучении их комбинированного действия - 100. Каздэя опытная группа состояла из 20 животных. При этом изучение показателей биологического действия проводилось на 10 животных. В соответствие с условиями экспериментов било сформировано 21 опытная и 7 контрольных групп животных для сопоставления величин получаемых показателей.

Три изучении биологического действия исследуемых веществ использовалась градированная форма учёта токсического эффекта.

Ингаляционное воздействие акриловой л метакриловой кислот на организм экспериментальных 'швотних. осуществлялось в стандартных (200-литровых) камерах. Содержание веществ в к а] л ерах определялось газохрокатогрэфлческим кегодом на хроматографе "Цвет -102", разработанным в лаборатории гигиены окружающей среды Нижегородского НИН гигиены груда и профзаболеваний Л.Кузнецовой и Е.А.Кокраковой и одобренным методической"химической секцией Всесоюзной Проблемной комиссии "Научные основы гигиены окружающей среды" (протокол Л 2 от 23.04.35.).

С целью гигиенической характеристики производств акриловой а метакриловой кислот как источников загрязнения атмосферного воздуха была изучена проектная документация действующ: и вновь строящихся производств и рассмотрены технологические регламенты процессов получения АК л ¡.1Л1С, проведено санитарно-гигиеническое обследование действую:/«х проьззодсгв этих соединений.

Дяя изучения фактического содержания кислот в источниках и Тросов б'-'ло отобрано и проанализировано 153 проб.

Изучение загрязнения атмосферного воздуха прово,пилось в зим-1»'" г лети.'" трриот!' года па расстояниях 500, 1000, 2000, 3000, оЭио г.ътгсс от источников згброоов с использованием подфакельни*

наблюдений. Зое го öluio отобрано ¡1 проанализировано 358 проб атмосферного воздуха.

Результат» всего комплекса исследований подвергались математической и статистической обработке на ЭШ "Электроника - ДЗ-26" и "Ы.1 PC/AT" с определением средней арифметической выборки (И), ошибки средней (t м), стандартного отклонения,^), критерия достоверности (Т) с 95,5$ вероятностью его появления - коэффициент Стъюдента.

Рефлекторное действие АК и I.1AK

При проведении исследований по изучению рефлекторного действия кислот у всех испытуемых при вдцхании воздуха, содержащего пары АК и 1.IAK во всех предъявляемых концентрациях, отсутствовали яллобн на явления раздражения слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, йлесте с тем, при предъявлении АК в концентрациях от 0,2 до 1,5 кг/ы3 и ШК от 0,6 до 3,0 мг/ы3, испытуемые ощщали запах изучаемых соединений.

При подаче испытуемым воздуха, содер:1сащего изучаемые вещества в концентрациях 0,1 иг/и3 (АК) и 0,4 мг/м3 (МАК), ни один из волонтёров не указал на наличие запаха, т.е. данные концентрации явились недействующими. Концентрации АК - 0,2 иг/иэ и МАК - 0,6 мг/м3, которые ощущали минимальное количество испытуемых, следует считать пороговыми по ольфакторным реакциям .для наиболее чувствительных лиц.

В ходе проведения экспериментов нами установлено, что с уменьшением содержания АК и МАК в нбздухе, вероятность (частота) обнаружения запаха испытуемыми падает. Таким образом, исследованиями удалось выявить зависимость вероятности определения запаха от величины концантрашш изучаеглх кислот.

- 15' Проведённая графическая обработка материалов эксперимента позволила определить угол наклона указанной зависимости для АК -47° u ШК - 58°, что даёт основание, согласно классификации степени опасности вещества по ольфакторнш реакциям, отнести Alt и МАК к веществам уверенно опасным till класс опасности) и установить дая них коэффициент запаса равнин 3. Вероятностный порог запаха, соответствующий EOj-^, составляет дая АК - 0,24' иг/и3 и I.1AK - 0,8 мг/м3.

С учётом навденных вероятностных пороговых концентраций и коэффициента запаса определены t/.ак «шальные разовая 1Щ для АК и МАК (ПЖ, _ = : 0,1 мг/м3 АК а 0,25 иг/и3 ЫАК.

М.р. К1АПЯСЛ

В тех случаях, когда соотношения мазду максимальной разовой и среднесуточной ЩК составляет 10 : I и болев, рекомендуется расчитывать максимально-разовую ЦДК, исходя из данных распределения концентраций в затравочных камерах в эксперименте по изучению непрерывного ингаляционного действия вещества, с определением максимальной разовой концентрации на уровне 93^2 вероятности её появления с учётом интегрального показателя опасности - "В". Такой расчёт был проведён дая корректировки максимально-разовой ЦДК метакриловой кислоты, так как соотношение Q2JC,4 1ЩС Q = = 26 : I. 3 этом случае максимально-разовая ЦЩ\ расчитывается по формуле: ПДКы_р1= ГД9

~ иавс1иально-разовая концентрация на уровне 98$ вероятности ев появления;

Kg - коэффициент запаса с учётом интегрального показателя опасности "3"..

На основании проведенного расчёта максимальной концентрации L'b'll .зеролтностью ео появления (0,15 иг/и3), коэффициента опа-jiiocv.i "J" (ь,5; соответствует III классу опасности) и коэффихщ-

ента запаса (5,5), в качестве какспмально-рззовоП. 1Щ МАК в а'т мосферном воздухе рекомендуется концентрация рапная 0,03 мг/м\

Обгцетокспческое действие АК и МАК

Результата исследований но изучению общетоксического действия АК и 1.1ДК при непрерывном ингаляционном пути поступления в организм показали, что на уровне высоких концентраций АК (250, 90 , 40 мг/м3) у животных наблюдалось повпшешю двигательной активности, раздражение слизиотых глаз и верхних дыхательных путей. Более низкие концентрации АК на уровне 20 и 10 мг/м3 и ЫАК-- 60 , 30, 10 мг/м3 не оказывали раздрачищего действия - поведение опытных животных не отличалось от контрольных.

Кроме Описанных вша проявлений интоксикации, АК п МАК вызывали у .тавотных изменения показателей функционального состояния различных органов и систем, ц частности, были установлены , достоверные изменения окислительно-восстановительных процессов в организме, антитоксической и фезментообразующей функции печени, центральной нервной системы, периферической крови, что свидетельствует о политропном характере действия веществ. Достовернне сдвиги биологических показателей при воздействии высоких концентраций развивались в раннпе сроки эксперимента, а низких концентраций - в боле? поздние.

Таким образом, проведоинг.е исследования по изучению биологического действия АК и МАК при непрерывном ингаляционном воздействии позволили установить количественную зависимость "коннент-ратшя-вреая". Точки зависимости по изменения каждого биологического показателя хорошо апроксимируются лрятдши на двойной логарифмической сетке (рис Л).

1РИПЛЙС>

Рис. I. Прямые зависимости "кошентращш-время"цо ¿'т- тестам.

Путём экстраполяций этих прямых до сроков хронического эксперимента (2880 ч.) спрогнозированы пороговые концентрации АК и МАК, соответствующие каэдоыу из изученных биологических показателей. По углу наклона прямой зависимости, являющим интегральным показателе!.), отражающим характер взаимодействия токсического агента и организма, установлен класс опасности соединений и ко-эф$ициенты запаса. Это позволило расочитать их максимальные не-двйствущие концентрации. Углн наклона прямых "концентрация-время", характеризующие, опасность вещества, колеблются в пределах 125-140° АК и 124-131° МАК, что соответствует по номограмме 3 классу опасности. Прогнозируемые пороговые концентрации хронического действия по разнил биологически« тестам определены в пределах от 0,22 до 2,4 иг/и3 АК и от 1,0 до 4,Э иг/и3 МАК. Причём минимальная пороговая концентрация АК на уровне 0,22 мг/м3 определена по влиянию на окислительно-восстановительные процессы (изменение содержания глютатиона) и для МАК - 1,0 иг/и3, по воздействии на функцию печени (изменение содержаниял^ацетилнейра-шшовон кислоты). Данные показатели являются лимитирующими по общетоксцческш.у действию этих веществ. Максимально-недействующие концентрации (ШЕК) АК и МАК определены на уровнях 0,04 и

-180,1 мг/м3 П.1НК = сА).

запаса

Результаты наших исследований по изучению общетоксического действия МАК о использованием зависимости "концентрация-время" согласуются с данными ранее проведённых исследований (А.П.Румя -нцав и соавт., 1985) по изучению токсичности ЫАК в хроническом Аесячиом эк спершие нте при её ингаляционном поступлении в организм. Авторами был установлен порог хронического действия на уровне 0,44 мг/м3 и предложена ориентировочная недействующая концентрация ЫАК в атмосферном воздухе в пределах 0,05 - 0,1 мг/м3, что подтверждает правильность прогнозируемых Hai.ni величин пороговой и недействующей концентраций.

Изучение общатокоического уровня АК в хроническом эксперименте показало, что воздействие в концентрации 0,4 мг/м3 через 3 месяца затравки вызывает достоверное изменение содержания общего глютатиона в крови (Р-сО.05). А через 4 месяца воздействия к изменению окирлительно-восстановителышх процессов, а именно к изменению содержания общего и восстановленного глютатиона в крови, присоединились явления нарушения функции центральной нервной системы в виде преобладания процессов торможения над возбуждением, характеризующиеся статистически значимым повышением СПИ в опытной группе животных (Р<:0,05). Ингаляционное воздействле АК на уровне 0^04 кг/м3.на протяиешш всего срока хронического эксперимента (4 месяца) но вызывало изменения ни одного из показателей биологического действия.

Результаты изучения обдетоксического действия АК при воздействии пороговой и недействузизй -нопцентрагдл /¿¡, уоталозленлкх по зависимости ■'концентрашл-врепя", локазоли, что прогнозируем-'?' и фактические концентрации соиоотопки я р.--сш' С,4 ;.:г/гг' (пороговая) и 0,04 мг/м3 (недеисгиулцая).

Обобдённш тоасикжетрмчеекие параметры. АК и МАК по результатам изучения их общетоксического действия при непрерывном ингаляционной воздействии приведены в таблица

Таблипа I

Обобщёшше то;!слк'с1.:атрпчоск1;е параметры АК и МАК по результатам исследования общетоксического дсйствш?

Ток си" 01/.0Т-

ричеекпе

параметры

.'ьфгиговая кислота

Петакшшовая кислота

;ло аавнсико-:сга "концен-: трацяя-вре-:мя"

хронический :по зависимо-:хронический эксперимент :сти "коннен-:эксперимент ;трацдя-вре- : :ыя" :

Лимптируюздй

показатель

врздности

Класс опасности

Порог хронического деН-

СТВ1 Ш (¿«л,,

мг/г.г

Максимальная неденствую-щая кониентр рапия (МНЮ

влияние на

окислитель-

но-восстано-

вителышо

пропессн в

организме

П-Ш

0,2

0,04

влияние на

окпелитель-

но-восстано-

вительнке

процессы в

организме

III 0,4

0,04

влияние на антитоксическую и фер-ыентообразу-кщую функции печени

III . 1,0

0,1

влияние на антитоксическую и фермой тообразу-юдую функцию печени

III 0,44

0,05-0,1

Снишфическое вмбриотропное действие АК и МАК при непрерывном ингаляционной поотупле1ши в организм

Известно, что организм в процессе беременности наиболее чувствителен к воздействию токсических соединений. Необходимость изучения влияния химических веществ на специфические функции женского организма определяется сопиатьной значимостью данных исследовании (Р.Д.Иалшава, 1382; З.А.Волкова, 1.988; Н.ФЛЬшеров, А.Г.лопйча;'.1;, 1307 л др.). Изучение особенностей биологического дщ'.сгпия АК и 1.ШС (специфического вмбриотропного действия) этих

соединений на низких уровнях воздействия, в концентрациях равных пороговым и недействукнщк по обдетокспческоку эффекту пока зало, что акриловая кислота на данных уровнях (0,4 и 0,04 мг/м3) не обладает экбриотропшм действием. Нетакрцловая кислота в концентрациях 1,0 и ОД мг/м3 визываетизкененпя показателей эмб-рлотокскческого действия, а именно общей эмбриональной и доимп-лантационной смертности (таблица 2).

Таблипа 2

Некоторые показатели эмбриотоксического действия АК и ИАК при ингаляционном непрерывно!.! воздействии (п=й!0)

Наименование соединений Показа-:Кон-\_ тели :цент- :рация мг/>»\ Плод (М 1 м) Доимдлан- -:Общая эмб-тадионная :риональная смертность смертность 0.1 + м) : (М± м)

Длина : Масса

АК 0,4 0,04 Контроль 36,2 ± 0,6 35,7+0,64 36, ¿0,24 3,8 1 0,3 6,7412,26 11,0513,38 •3,46±0,16 4,8110,46 10,1510,46 3,71±0,5 3,0410,8 8,3&12,8

мм: 1,0 ' 0,1 0,01 Контроль 34,910,89х' 35, Щ, Iх 36,210,2 36.6t0.24 3,110,21 3,110,24х 3,410,9 3,710,5 16,717,23х 28,717,23х 6,210,3х И,7±0,2 6,2±2,01 12,214,05 3,010,8 8,412,8

х - достоверные изменения показателя (Р<0,05>

Причём, минимальные изменения достигнуты при ингаляционном воздействии концентрации ЫАК, равной 0,1 мг/м3. Эту концентрацию можно считать пороговой в отношении эмбриотоксического эффекта. Концентрация 0,01 мг/м3, не оказавшая влияния на эмбриогенез за период эксперимента, является недействующей. Ыикроанатомические исследования плодов после непрерывной ингаляционной затравки крыс, на всех уровнях воздействия АК и ЫАК, показали отсутствие тератогенного эффекта.

Зона специфического действия ЫАК ). определённая по

отношению порогов об^ьтоксического действия вещества на материнский организм к пороговой концентрации по действию на плод (0,1 : 0,1), равна 1,0. Согласно классификации потенциальной опасности химических иедеств по эмбрнотропному эффекту, I.1AK относится к везюотваи Ш класса опасности, обладающих специфическим дейст-ВИРМ.

Таким образом, результаты всего комплекса исследований по изучению биологического (обдетоксшзского и эмбриотропного) действия акриловой л метгжриловоц кислот при непрерывной изолированном ингаляционном пути поступления в организм гйспершденталь-ных животных, дают основание рекомендовать в качестве среднесуточной H4Í АК величину на уровне 0,04 и,г/и3 по общетокснческому действию, а для МАК - 0,01 иг/и3 по специфическому эффекту (эмб-риотропное действие).

Слеша характера комбинированного действия АК и I.1AK

Разработанный метод оценки характера комбинированного действия химических веществ отличается от ранее известных тем, что позволяет по временным характеристикам наступления эффектов в зависимости от концентраций, взятых в эксперимент по изучению изолированного и совместного действия бинарных смесей. веществ, оценивать его с определённой достоверностью на вероятностной основе, то есть более точно и надёино выявлять и оценивать* характер их комбинированного действия. Это достигается путём определения регрессионным анатизоц достоверных границ изоэффективных концентрации, вызывающих эф1>ект к тому же сроку, что и бинарная смесь с последующим графическим построением -"зоны аддитивности" (трёхточочной диаграммы Лева). Это позволяет не только выяснить тгкдошимся ли точки коэсТхТнциентов комбинированного действия от

линии аддитивности, но и насколько значимо это отклонение,

Данный подход был использован при изучении комбинированного действия АК и МАК.

Исследованиями установлено, что. воздействие концентраций смесей АК+МАК вызывают достоверные изменения в разные сроки тех же биологических показателей, которые изучались при изолированном действии этих соединений, то есть при комбинированном воздействии также установлена зависимость "концентрация-время". Это позволило методом линейной регрессии определить параметры "зоны аддитивности" доя кавдого биологического показателя на разные сроки ответной реакции организма в зависимости от концентраций смеси АК и МАК.

Графический анализ результатов исследований показал, что точки коэффициентов комбинированного действия с 95$ вероятностью не выходят за предала дозерительных границ аддитивности (рис.2).

АК

Рис. 2. Трёхточечная диаграмма Леве для пероксидазы крови (к 2830 часал) при ингаляционном воздействии смеси АК и МАК.

Это свидетельствует о том, что комбинированное действие акриловой и метакриловой кислот характеризуется суммацией эффектов

(аддитивное действие). Иа основании проведанных исследований е. качестве коз"f'iiiKüüH'ra комбинированного действия нами рекомендуется величина, равная 1,0, которая мамет бить использована для опенки фактического загрязнения атмосферного воздуха Ali u UAK при их совместно;,; присутствии.

Гигиеническая оценка произведет АК и ¡.¡АК как источников загрязнения атмосферного воздуха

Однии из наиболее распространённых методов получения АК является синтез из этцленвданкщшна (ЗЦГ) в присутствии серной кислоты. При этом технологический процесс состоит аз двух осноа-шх стадий - синтеза АК путем ошления ЩГ серной кислотой с последующей дегидратацией и ¿ангафакацией Ali с целью повышения её концентрации и удаления побочных продуктов и npia.;eceii путём вакуумного периодического разделения АК-сирца на фракции. На этих стадиях ^¿ормцруится осиовние газовоз.яушные выбросы, содархащие примеси с;шаыю] кислоты, ацетона и АК, которые перед выбросом в атмосферу подвергаются очистка в щелочном скруббера и угольной адсорбере.

Получение LLUC из апетонциангидрина (ЩГ) осуществляется по полунепрерывной охе.ла и основано на дегидратации АЦГ серной кислотой до амида ¡.¡АК с последукдш/. его окислением. Газовоздушные выбросы, образующиеся на всех основных стадиях, содержащие в качестве цримесеи синильную кислоту, АДГ и L1AK, выбрасываются в атмосферу после очистки' а ¡иелочных скрубберах и доочиотки в кон-дснсяторах-холодильниках. Кроме того, в обоих производствах источниками загрязнения воздушного бассейна является шггл;:шая вен-т;ьиш.и1 и ииороси через воздушки ёмкостных аппаратов: сборников прэдукта-сирш, готового продукта, флорентаны, црошзатели и т.д.

- 24 -

Санитарно-гигиеничоское обследование показало, что производства АК и ЫАК являются экологически небезопасными, так как вследствие использования морально устаревшего оборудования, негерметичности технологического процесса, больших расходных коэффициентов сырья, отклонений от технологических регламентов получения АК и МАК и неэффективной работы локальных газоочистных сооружений, в атмосферный воздух поступает значительное количество вредных веществ. Это подтверждается результатами натурных исследований по определению содерясания АК и 1ЛАК в источниках выбросов, которые показали, что яонцентращш АК в абгазах колеблются в пределах от 18,3 до 126,7 мг/м3 и ¡ЛАК - от 140,8 до 5810,0 мг/м3, что значительно превышает регламентные величины - 5,0 и 10,0 иг/и3 соответственно.

Содержание ЩК в атмосферном воздухе при подфакельных наблюдениях определялось на расстояниях 500 м от источников вибро-оов в пределах От 0,03 до 0,05 мг/м3 и 1000-2000 м - от 0,01 до 0,025 мг/м3. Таким образом установлено превышение Шв^.р ЫАК в 1,7 раз (0,05 мг/м3). АК, в презеыноы слое атмосферы, определялась в концентрациях на уровне и значительно шп:е ПДК^р^

Невысокое содер;каиие этих соедешешш в воздушном бассейна при достаточно больших концентрациях в лсточликах выбросов объяснимо небольшой мощностью произведет, эксплуатируемых периодически с продокительными интервалами в течении года и небольшими объёмами выбросов. Однако при нарашвашш объзмов цолуче1шя АК и ЫАК в условиях крупнотоннажного производства, возможно увеличение выбросов, содержишь АК и ПАК, в атмосферный воздух.

На основании проведённого комплекса санптарно-гигнеппческиз: "исследований обоснованы гигиенические рекомендации по охране атмосферного воздуха от выфосов производств АК я ¡.¡АК, которые бы-

ли использованы при разработка технических, санитарно-техничес-<их и организационных мероприятий по снижению загрязнения атмосферного воздуха в проекта нового крупнотоннажного производства АК и реконструкции действующего производства ЫАК.

j Ы ВОДЫ

X. Акриловая (АК) и матакриловая (ЫАК) кислоты при кратковременном вдыхании в малых концентрациях АК (0,2 - 1,5 иг/и3) и МАК (0,6 - 3,0 иг/и3) оказывают выраженное рефлекторное действие. Порог рефлекторного действия установлен на уровне 0,2 иг/и3 Ж и 0,6 мг/м3 МАК. 3 соответствии с вероятностью ощущения запаха

•

эти кислоты следует отнести к 3 классу опасности - "умеренно опасные", с установление:.! их максимальных разовых ЦДК в воздухе на уровне 0,1 мг/м3 АК (по рефлекторноиу действию) и 0,03 мг/м3 МАК (с учётом интегрального показателя вредности - "В").

2. Непрерывное ингаляционное воздействие на уровне высоких концентраций АК (40 - 250 мг/м3) и МАК (120 - 300 мг/м3) сопровождается раздражающим действием. Общетоксическое действие АК и МАК во всех изученных концентрациях характеризуется нарушением окислительно-восстановительных процессов, функции печени, центральной нервной системы и состава периферической крови, фи интоксикации акриловой кислотой признаки нарушений возникают в тарную очередь со стороны окислительно-восстановительных процессов, а 1.;егакриловои - функции печени. Пороговыми по обшётоксиче-скому действию являются концентрации акриловой кислоты на уровне 0,4 мг/м3 и гетакриловой - 1,0 мг/м3.

3. Установлено, что ингаляционное воздействие акриловой кислоты на уровнях пороговой (0,4 мг/м3) и недействующей (0,04 иг/а3) концентраций но общетоксическому действию не оказывает эмбшотшяшого аЯГекта.

- ¿Ъ -

4. При непрерывном ингаляционном пути поступления ЫАК в концентрациях на уровне пороговой и недействующей по общетокои-ческому действию, установлен специфический эмбриотоксическнй эффект, характеризующийся увеличением обшей эмбриональной, доимп-лантационной смертности и снижением массы плодов. Порог специфического эмбрпотропного действия по увеличению дошлплантационной смертности и снижению массы плодов соответствует концентрации равной 0,1 мг/м3 (% ¡р*^ = 1,0), что на порядок нш» поцога об-щятоксич9ского действия.

5. В соответствии с полученными токсикометрическими параметрами, в качестве среднесуточных ВДС в атмосферном воздухе населённых мест, рекомендуются величины - 0,04 мг/м3 АК (3 класс опасности по общетоксическому действию) и 0,01 мг/м3 МАК (3 класс опасности по специфическому эмбриотропному действию).

6. Применение разработанного метода оценки характера комбинированного действия на вероятностной основе путём построения "зоны аддитивности" позволило установить, что совместное поступление акриловой и метакриловоп кислот в организм :шют1шх характеризуется аддитивным действием по типу суммации эффекта. Для оценки фактического загрязнения атмосферного воздуха изученными вещества1.ш рекомендован коэффициент комбинированного действия равный 1,0.

7. Цроизаодсгва акриловой и метакрлловой кислот вследствие несовершенства технологических процессов, являются источниками загрязнения атмосферного воздуха. Содертлние АК и ЫАК в источниках выбросов конеблется в пределах 18,3 -123,7 мг/м3 АК и 140,8 - 5810,0 мг/м3 ШК соответственно. На основании проведённых исследований разработаны гигиенические роког.ездашш по охране воздушного бассейна в ра!'юне размещения данных производств.

- 27 -

СЛИСОК РАБОТ, ОПУБЛПКОВАНШХ ПО ТЁ:.1В ДИССЕРТАЦИИ

1. Обоснованна ыаксимадьно-разорых предельно допустимых концентраций акриловой и ыетанршюаой кислот в атмосферном воздухе населённых мест // Гигиена и санитария.-1938.-№9.-0,64-65.

2. Проблемы гигиены окружающей среда в производствах (мет)-акрилатов // Состояние исследований и перспективы развития технологии получения'и переработки (маг )акршттов: Сб. научных трудов. -Чебоксары,1987.-С.25-26.-(в соавт).

3. Оценка эмбриотоксического действия на организм малых концентраций акргдовол и иетакрцловой кислот // Проблемы эноло-гшх и вопросы гигиены окружающей среды:Сб.научных трудов.-Рос-тов-ца-Дону,1990.-С.253-259.-(3 соавт.).

4.Гигиеническая оценка производств акрилатов как источников загрязнения атмосферного воздуха и регламентирование вредных веществ, содергтащихся в их выбросах // Гигиена труда и охрана ок-ру;хащей среди в химической промышленности^.научных трудов.-Ыосква,1987.-С.62-65.-(3 соавт.).

5. Гигиеническая характеристика производств акриловой и ыа-такрмловоц кислот как источников загрязнения атмосферного воздуха П Материалы 2УЩ Всероссийской научно-практической конференции молодых гигиенистов и санитарных врачей;Сб.научных трудов.-Ыосква,1589.-С.46-47,

в. Токсикологическая характеристика акриловой кислоты при непрерывном круглосуточном ингаляционном поступлении в организм // Материалы учредительной конференции Пермсного областного общества токсикологов:Сб.научннх трудов.-Пермь,1987.-С.96.

7.. Нзкоторпе аспекты токсикоканетшш акриловых соединений // Цробле..;ц охрани здоровья населения и защиты окружающей среды • от химических вредных факторов: Тезисы докладов I Всесоюзного

съезда токсикологов.-Ростов-на-ДонуД986.-С.323-324.-(В ооавт.).

6. Обоснование максимальной разовой ВДК метакриловой кислоты в атмосферном воздухе населённых меот // Гигиена труда и охрана окружающей среда в химической промышленности:Сб.научных трудов.-Нижний Новгород,1991.-С.114^118.