CC BY
14УДК 613.632.4.07
Е.А.Кузнецова*, В.Е.Жуков, Т.И.Колодий
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ АВАРИЙНЫХ ПРЕДЕЛОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ Vx В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
ФГУП«Научно-исследовательский институт гигиены, токсикологии и профпатологии»
ФМБА России, Волгоград
Для обоснования аварийных пределов воздействия (АПВ) Vx экспериментально определены параметры токсичности вещества: средняя смертельная концентрация, порог специфического действия и порог общетоксического действия при экспозициях продолжительностью 30 мин, 1, 2 и 4 ч. Выявлена зависимость «концентрация — время — эффект» при ингаляции Vx. Полученные данные использовали при разработке аварийных пределов воздействия Vx для воздуха рабочей зоны (ГН 2.2.5.2220-07) и математического прогнозирования АПВрз при продолжительности экспозиции Vx в интервале от 20 мин до 5 ч.
Ключевые слова: Ух, аварийный предел воздействия, рабочая зона, ингаляция.
Введение. Международные обязательства Российской Федерации по ликвидации химического оружия потребовали разработки новых видов гигиенических нормативов, в том числе и таких, как аварийные пределы воздействии (АПВ). АПВ предназначены для сохранения здоровья работников химических производств, объектов (баз) по уничтожению отравляющих веществ (ОВ), а также населения, проживающего в районах их размещения путем регламентирования времени пребывания человека в зоне химического заражения (защита временем). При превышении АПВ использование средств индивидуальной защиты обязательно [1].
АПВ применяются для обоснования прогностических медико-санитарных оценок и разработки мероприятий по ликвидации последствий химических аварий в случае возникновения внештатных ситуаций на объектах уничтожения химического оружия (объектов УХО) [2].
Материалы и методы исследования. В эксперименте использовался образец Vx (О-изобутил-р-М-диэтиламиноэтилтиолового эфира метил-фосфоновой кислоты) с массовой долей вещества 92%.
Планирование исследований осуществляли согласно соответствующим методическим указаниям [1].
Ингаляционные затравки проводили в 200 литровых камерах системы Б.А.Курляндского. В опытах использовали белых беспородных крыс-самцов, массой 200—230 г. Концентрацию Vx создавали динамическим способом. Содержание Vx в воздухе затравочных камер определяли
* фрагмент диссертационной работы
с помощью холинэстеразной визуально-колориметрической методике [3].
Влияние вещества исследовали при экспозициях продолжительностью 30 мин, 1, 2 и 4 ч.
Для оценки специфического действия Vx исследовали активность ацетилхолинэстеразы эритроцитов по методу Хестрина в модификации А.Н.Панюкова [4].
Для оценки общетоксического действия Vx определяли: динамику массы тела крыс, поведенческие реакции (горизонтальный, вертикальный, норковый, эмоциональный показатели), суммационно-пороговый показатель. Кроме того, исследовали частоту сердечных сокращений, количество гемоглобина и эритроцитов, количество лейкоцитов и лейкоцитарную формула, количество общего белка, количество пи-ровиноградной кислоты, содержание мочевины в сыворотке крови, содержание глюкозы в сыворотке крови, относительную массу внутренних органов [5-11].
Микроскопические исследования тканей внутренних органов проводили по общепринятым методикам [12].
Полученные данные подвергали статистической обработке. Параметры токсичности Vx (^50 и СЕ50) рассчитывали методом пробит-ана-лиза по Миллеру и Тейнтеру. Выявление достоверных различий интегральных показателей для оценки состояний подопытных и контрольных групп животных проводили с использованием критерия Стьюдента [13]. Животных умерщвляли путем декапитации в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных». Всего в опытах было использовано 980 животных.
Таблица 1
Токсикометрические характеристики при ингаляционном воздействии Vx различной продолжительности
Показатель Продолжительность ингаляции (0 и значения показателей, мг/м3
30 мин 1 ч 2 ч 4 ч
CT 0,185 0,110 0,060 0,033
Limacintegr. 0,012 0,0059 0,0033 0,0017
СЕ50 (Tim,*) 0,0030 0,0015 0,00075 0,00035
Результаты и обсуждение. Данные экспериментальных исследований представлены в табл. 1.
По величине ^50, установленной при 4-часовой экспозиции, изучаемый образец вещества относится к чрезвычайно опасным соединениям (ГОСТ 12.1.007-76) [14].
Сравнительный анализ токсикометрических показателей и продолжительности ингаляции Vx позволил констатировать наличие зависимости «концентрация — время — эффект». Кроме того, вычисления, проведенные по формуле Габера W = С • 1, показали, что для всех экспозиций и при всех уровнях воздействия имело место постоянство значения Ш Данное обстоятельство указывает на то, что Ух относится к ядам хронокоцентрационного типа действия. Указанный факт делает правомочным применение «Методических указаний ...» [1] для разработки АПВ Ух.
Клиническая картина на уровне средних летальных концентраций была, в целом, однотипной и характеризовалась проявлениями, типичными для ФОВ [15].
Необходимо подчеркнуть, что гибель, примерно, половины подопытных животных происходила непосредственно в течение экспозиции.
Пороговый уровень по специфическому показателю ^шас8р.) определяли по изменению каталитической способности АХЭ эритроцитов.
При установлении Limacsp. в качестве критериально значимого уровня инактивирования энзима рассматривали снижение активности АХЭ до 25% в сравнении с контролем [16, 17].
При статистической обработке экспериментальных данных была определена пороговая величина в вероятностной форме, т.е., Limacsp. соответствовала СЕ50.
При определении Limacinte8Г. — порога однократного действия вещества по неспецифическим проявлениям действия Ух было использовано 26 тестов, отражающих состояние отдельных органов и систем. Для каждой экспозиции величину Limacinte8Г. устанавливали на основе зависимости «концентрация — эффект», при этом использовали как статистические критерии вредности, так и данные морфологических исследований [13].
Сопоставление значений СЕ50 ^т^.) и величин Limacinte8Г. для каждой экспозиции показало, что абсолютные значения первого параметра, как правило, меньше пороговых величин, определенных по общетоксическим показателям. В связи с этим при обосновании АПВ использовался показатель Limacsp. (или СЕ50).
С учетом коэффициента запаса, равного 10, были рассчитаны следующие величины АПВ: 30 мин - 3,0-10-4 мг/м3; 1 ч - 1,5-10-4 мг/м3; 2 ч -7,540-5 мг/м3; 4 ч - 3,5-10-5 мг/м3.
Таблица 2
Некоторые токсикометрические характеристики и величины АПВ Vx, определенные методом нелинейной регрессии
t, час Концентрация, мг/м3
CL50 Limacintegr. Limacsp. АПВр.з.
0,3 0,290142 0,018870 0,005147 0,000515
0,5 0,189535 0,011736 0,003042 0,000304
0,7 0,143181 0,008584 0,002151 0,000215
1,0 0,106358 0,006161 0,001490 0,000149
1,5 0,075856 0,004226 0,000981 0,000098
2,0 0,059682 0,003235 0,000730 0,000073
3,0 0,042566 0,002219 0,000481 0,000048
4,0 0,033491 0,001698 0,000357 0,000036
5,0 0,027807 0,001380 0,000284 0,000028
Экспериментальные данные были положены в основу выявления функциональных зависимостей показателей токсичности от продолжительности ингаляции 1 (час), для этих целей использовали методы нелинейной регрессии [18]. Полученные оптимальные математические зависимости выглядят следующим образом:
^50 (1) = 0,1063575 Г0-833543
Limacinte8Г■(t) = 0,0061613 Г0'929653
Limacsp■(t) = 0,0014897 Г1"029861
АПВр.з(0 = 0,00014897 Г1,029861
Выведенные уравнения позволяют осуществлять прогнозирование токсикометрических характеристик вещества с достаточной степенью надежности, о чем свидетельствуют величины коэффициентов корреляции и относительной погрешности. Так, коэффициенты корреляции между экспериментальными данными и значениями соответствующих регрессионных функций превышают 0,999, а относительная погрешность колеблется от 3 до 5%. В табл. 2 приведены токсикометрические параметры, прогнозирование которых было осуществлено с помощью вышеприведенных уравнений.
Выводы. 1. Для однократной ингаляции Vx характерно наличие зависимости «концентрация — время — эффект» при экспозициях различной продолжительности и при различных уровнях воздействия.
2. Разработанные в соответствии с требованиями «Методических указаний...» значения АПВТрз для Vx составили: АПВрз30мин = 0,0003 или 3,0-10-4 мг/м3; АПВрз 1 ч = 0,00015 или 1,5*10-4 мг/м3; АПВрз2 ч = 0,000075 или 7,5-105 мг/м3; АПВр.з4 ч = 0,000035 или 3,5-10-5 мг/м3. Указанные величины утверждены в установленном порядке (ГН 2.2.5.2220-07) [19].
3. Разработанные уравнения нелинейной регрессии позволяют с высокой степенью приближенности рассчитывать величины АПВ и ток-сикометрические характеристики Vx в широком временном диапазоне (от 20 мин до 5 ч).
Список литературы
1. Разработка и обоснование аварийных пределов воздействия высокотоксичных химических соединений — отравляющих веществ (ОВ) и компонентов ракетных топлив (КРТ), МУ2.1.781—99.
2. Шкодич П.Е., Желтобрюхов В.Ф., Клаучек В.В. Эколого-гигиенические аспекты проблемы уничтожения химического оружия. — Волгоград, 2004. — 235 с.
3. Методика определения содержания паров вещества Ух в воздухе на уровне ПДК/ ГосНИИ-
ОХТ; утвержден главным гос. сан. врачем СССР 17.01.1975, регламент № 323/3. — М, 1975.
4. Панюков А.Н. О применении метода Хестри-на для раздельного измерения активности холин-эстераз // Вопросы медицинской химии, 1966. — Т. 12. — Вып. 1. — С. 88-95.
5. Козловская Л.В., Мартынова М.А. Учебное пособие по клиническим лабораторным методам исследования. — 1975. — 352 с.
6. Трахтенберг И.М., Тимофиевская Л.А., Квятковская И.Я. Методы изучения токсического действия химических и биологических загрязнителей. — Рига: Знание, 1987. — 172 с.
7. Мешкова Н.П. Практикум по биохимии. — М.: МГУ, 1977.
8. Колб В.Г., Камышников В.С. Справочник по клинической биохимии. — Минск 1982. — 198 с.
9. Покровский А.А. Биохимические методы исследования в клинике. — М.: Медгиз, 1969. — 503 с.
10. Рылова М.П. Применение интегральных методов исследования для выявления действия окиси углерода при повторных затравках / Промышленная токсикология. — М., 1960. — С. 264-270.
11. Сперанский С.И. О преимуществах использования нарастающего тока при исследовании способности белых мышей к суммации подпорого-вых импульсов // Фармакология и токсикология, 1965. — № 1. — С. 123-126.
12. Меркулов Г.А. Курс патогистологической техники. — Л.: Медицина, 1969. — 339 с.
13. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта.- М.: Гос. изд. мед. литературы, 1963. — 152 с.
14. ГОСТ 12.1.007-76. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.
15. Курляндский Б.А., Филов В.А. Общая токсикология. — М.: Медицина, 2002. — 608 с.
16. Калинина Н.И. К вопросу о стандартах безопасности при уничтожении химического оружия // Токсикологический вестник, 1994. — № 3. — С. 6-9.
17. Шкодич П.Е., Калинина Н.И. Токсико-ги-гиенические аспекты стандартизации аварийных ситуаций при уничтожении химического оружия // Российский химический журнал, 1993. — Т. ХХХУЛ. — № 3. — С. 79-82.
18. Боровков А.А. Математическая статистика. — М.: Наука, 1984.
19. «Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти», № 28, 09.07.2007.
Материал поступил в редакцию 04.09.08.
