CC BY
1063
УДК 615.9 (547.281.1):616-056.22
В.Б. Дорогова, Н.А. Тараненко, О.А. Рычагова
ФОРМАЛЬДЕГИД В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ (ОБЗОР)
Ангарский филиал УРАМН ВСНЦ ЭЧ СО РАМН - НИИ медицины труда и экологии человека (Ангарск)
Дана краткая токсиколого-гигиеническая характеристика распространенного загрязнителя атмосферного воздуха — формальдегида. Приводится, ретроспективная, оценка его токсичности. Освещены, вопросы, вредного влияния, формальдегида на организм, работающих и. в экспериментах на лабораторных животных.
Ключевые слова: формальдегид, токсические свойства, биомониторинг
ENVIRONMENTAL FORMALDEHYDE AND ITS ORGANISM EFFECTS (SURVEY)
V.B. Dorogova, N.A. Taranenko, O.A. Rychagova
Institute of Occupational Health & Human Ecology, ESSC HE SB RAMS, Angarsk
A brief toxicological-hygienic characteristics of the wide- spread, pollutant of atmospheric air — formaldehyde is presented, in this paper. The retrospective assessment of the its toxicity is given. The issues of the formaldehyde harmful effects on the organisms of the workers as well as on the laboratory animals in the experiments performed have been considered.
Key words: formaldehyde, toxic effects, biomonitoring
Формальдегид относится к числу наиболее известных поллютантов атмосферного воздуха. Он является постоянным компонентом атмосферы. К основным антропогенным источникам поступления формальдегида в воздушную среду следует отнести автомобильный транспорт. Кроме того, формальдегид образуется за счет фотохимических реакций и процессов трансформации органических соединений, загрязняющих атмосферный воздух, таких как метан, метиловый спирт, муравьиная кислота, хлорпроизводные метана и т.д. [2,
22, 24-27].
Формальдегид широко распространен и в среде обитания человека. В воздушную среду жилых помещений, а также общественных и детских учреждений он поступает из мебели, древесностружечных плит, полимерных, строительных и отделочных материалов, с табачным дымом, с продуктами сгорания бытового газа. Воздушная среда этих помещений при относительно низких концентрациях формальдегида и небольших объемов воздуха для разбавления в сочетании с неблагоприятными факторами микроклимата небезразлична для детей, проводящих большую часть времени суток в закрытых помещениях (квартиры, школы и дошкольные учреждения) и может серьезно влиять на их самочувствие, работоспособность и здоровье.
Согласно биолого-физико-химической классификации Н.В. Лазарева и гигиенического норматива-ГН 2.1.6. 1338-03, формальдегид относится к токсичным веществам (II класс опасности). Его гигиенические нормативы составляют: в атмосферном воздухе — 0 035 мг/м3 (ПДКмр) и 0,003 мг/м3 (ПДК сс), в воздухе жилых и общественных зданий — 0,01 мг/м3 (ПДК сс) [1, 2, 13, 14].
Токсические свойства формальдегида хорошо изучены в экспериментах на животных. Основной путь попадания этого газа в организм — ингаляционный. Он оказывает выраженное токсическое действие на организм, раздражает слизистые оболочки глаз, горла, дыхательных путей, вызывает головную боль и тошноту. Порог раздражающего действия формальдегида на верхние дыхательные пути человека составляет 2,4 мг/м3. Помимо общетоксического действия, у него выявлено наличие канцерогенных свойств [8, 12, 22, 25].
По данным большинства исследователей порог запаха формальдегида, порог его рефлекторного действия при однократном вдыхании, а также порог раздражающего действия его на слизистую оболочку глаза находятся ниже 0,5 мг/м3. Порог запаха формальдегида для человека в опыте В.П. Ме-лехиной колебался от 0, 07 до 0,11 мг/м3 [8], в опыте Ю.Г. Фельдман и Т.И. Бонашевской — от 0,073 до 0,09 мг/м3 [21].
Порог рефлекторного действия формальдегида по В.П. Мелехиной составлял 0,08 мг/м3. Он был определен с помощью оптической хронаксии. При использовании адаптометрического метода порог рефлекторного действия на функциональное состояние коры у наиболее чувствительных людей определялся на уровне 0,98 мг/м3. В опыте Ю.Г. Фельдмана и Т.И. Бонашевской рефлекторное действие формальдегида (по суммарной ЭЭГ и тета-ритму) появилось уже в концентрации 0,053 мг/м3. Подпороговая концентрация по влиянию на биоэлектрическую активность мозга составляла
0,04 мг/м3 [7, 21].
По данным Ю.Г. Фельдман и Т.И. Бонашевской, хроническая круглосуточная затравка лаборатор-
ных животных формальдегидом в концентрации 1 и 3 мг/м3 привела к моторной хронаксии мышц-антагонистов и активности холинэстеразы цельной крови, а по данным гистологических исследований
— к усиленной пролиферации межальвеолярных перегородок, усиленной десквамации бронхиального эпителия, повышению функциональной активности щитовидной железы и надпочечников. Лишь концентрации 0,035 и 0,012 мг/м3 существенных отклонений в организме подопытных животных не вызывали [21].
Важно отметить, что при воздействии на организм животных низких концентраций формальдегида появляется сенсибилизирующий эффект, а при более высоких концентрациях — токсический эффект. Так, согласно данным И.К. Остапович, при действии формальдегида в концентрациях 15,7 и 2,0 мг/м3 у подопытных животных наблюдались однонаправленные изменения со стороны центральной нервной системы и крови. Ингаляция формальдегида при концентрации 15,7 мг/м3 не вызывала сенсибилизации организма, в то время как концентрации 7,0 и 2,0 мг/м3 вызывали сенсибилизацию. Причем, в первом случае аллергические реакции возникали на фоне интоксикации, во втором — до ее выраженных проявлений [11].
Кроме того, формальдегид является одним из самых сильных мутагенов. В опытах на дрозофиле, некоторых бактериях и растениях выявлена прямая зависимость между концентрацией формальдегида и количеством наследственных изменений. Мутагенная активность обусловлена непосредственным влиянием формальдегида на нуклеопротеиновую субстанцию, блокадой аминокислот в структуре генных протеинов [3, 4, 6, 9].
Большое гигиеническое значение имеют гонадотропное и эмбриотропное свойства формальдегида. В опытах некоторых ученых [3, 4] было показано, что круглосуточная затравка белых крыс формальдегидом в концентрациях 1,0 и 0,012 мг/м3 оказывала влияние на эмбриональное развитие плода — увеличивалась средняя продолжительность беременности на 14 — 15 %, уменьшалось количество плодов (в расчете на одну самку), снижался вес родившихся крысят и изменялись весовые коэффициенты внутренних органов. Внешних уродств у развивающихся плодов не выявлено.
В статье П.А. Нагорного [8] отмечается, «что детоксикация формальдегида в организме заключается в окислении, выделении его с мочой в свободном и связанном виде. В связи с этим определение формальдегида в моче рабочих используется в качестве показателя санитарного состояния промышленных предприятий. При работе на улице с содержанием формальдегида в атмосфере на уровне 1,0 мг/м3 в моче рабочих определялось до 10 мг/дм3 формальдегида». В исследованиях на животных было установлено, что при ингаляциях формальдегидом, меченым изотопом С14, он выводится из организма: с выдыхаемым воздухом около 40 %, с мочой — 17 %, а остальной формальдегид откладывается в тканях [27]. В работе Н.В. Зайце-
вой с сотр. было установлено, что содержание формальдегида в биологических средах детей, проживающих на территории Пермской области с различной антропогенной нагрузкой, определялось в диапазоне 0,031 —0,058 мг/дм3 [9].
Формальдегид занимает высокое ранговое место среди загрязнителей атмосферы городов Кривой Рог и Новодвинск. Установлена достоверная прямая высокая степень связи между наличием формальдегида и иммунологическими показателями новорожденных (0,65) и детей 7—10 лет (0,70) в г. Кривой Рог. Анализ уровня загрязнения атмосферного воздуха в г. Новодвинске показал, что наибольший вклад в патологию органов дыхания вносят формальдегид (от 41,1 до 53,7 %), взвешенные вещества (от 15,1 до 26,9 %), сероводород (от 13,2 до 20,5 %) и диоксид азота (от 9,3 до 14,1 %) [17, 20].
В связи с вышеизложенным, представляется очевидной связь риска развития негативных последствий со стороны здоровья детского населения, проживающего на территории с повышенной техногенной нагрузкой химическими поллютантами атмосферы, и воздушной среды закрытых помещений детских учреждений [5, 13, 23].
Проводились исследования атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений (жилые квартиры, классные комнаты) в 3-х крупных промышленных центрах Иркутской области: гг. Ангарск, Шелехов и Усолье-Сибирское, характеризующихся высоким уровнем химического загрязнения атмосферного воздуха [18, 19]. В качестве критериев оценки качества химического загрязнения авторами выбрано соотношение (кратность, П/А) между уровнями содержания химических примесей (формальдегида) в воздухе закрытых помещений и содержанием формальдегида в атмосферном воздухе.
В обследованных помещениях г. Ангарска кратность в учебных классах составила 13,5; в жилых комнатах — 10,5.
Соотношения концентраций формальдегида в атмосферном воздухе и воздухе закрытых помещений г. Шелехова не имели статистически значимых различий. Однако жилые помещения были интенсивнее загрязнены формальдегидом, и уровень загрязнения составлял до 0,5 ПДКМР что свидетельствовало о наличии внутренних источников загрязнения воздуха закрытых помещений. Достоверных коэффициентов корреляции (г ) между содержанием формальдегида в помещениях и атмосферном воздухе обоих городов не выявлено.
В городе Усолье-Сибирское концентрации формальдегида в закрытых помещениях были в 2,3 раз выше, чем в атмосферном воздухе. Соотношение между уровнями содержания химических примесей в воздухе закрытых помещений и содержанием формальдегида в атмосферном воздухе составило для учебных классов 0,7, для жилых комнат — 2,3 раза. В данном случае была выявлена достоверная корреляция между содержанием химических примесей в воздухе закрытых помещений и атмос-
мГГП1 111111111111П1 11111 I
33
Таблица 1
Среднегрупповое содержание формальдегида в моче детей 7-10 лет, проживающих на территории Ирфтской области
Территория Концентрация формальдегида в моче, нмоль/дм3
Число детей Средняя концентрация (М ± т) Медиана Мин-макс
1. г. Ангарск 25 124,3 ± 8,12 120,62 50,81-229,51
2. г. Саянск 34 117,2 ± 12,92 117,73 33,18-290,17
3. Заларинский район 26 96,4 ± 10,59 93,57 33,32-199,72
4. Жигаловский район 37 73,7 ± 17,17 69,29 30,2-202,02
ферном воздухе (гху = 0,87) [19]. Таким образом, в результате проведенных исследований показано, что концентрации формальдегида внутри зданий превосходят уровень загрязнения в атмосферном воздухе до двух и более раз в зависимости от степени загрязнения атмосферного воздуха, района размещения и интенсивности загрязнения от внутренних специфических источников.
Н.А. Тараненко с сотрудниками [10, 18] был проведен биомониторинг формальдегида в пробах мочи детского населения Иркутской области. Было обследовано 122 школьника в возрасте 7—10 лет в 2-х городах и 2-х сельских районах. Показано, что там, где имеется большой парк автотранспорта и расположены предприятия химической промышленности, среднегрупповые уровни формальдегида в пробах мочи детей г.г. Ангарска и Саянска составили соответственно, 124,30 ± 8,12 и 117,20 ± 12,92 нмоль/дм3, что достоверно больше, чем сельских районах — Заларин-ском (96,40 ± 10,59) и Жигаловском (73,70 ± 17,17) (табл. 1). Выявлена связь содержания формальдегида в моче детей с его концентрацией в воздухе закрытых помещений и атмосферном воздухе.
В одной из последних работ В.С. Рукавишникова, Н.В. Ефимовой с сотрудниками рассматривалась распространенность бронхиальной астмы в Иркутской области в связи с возможным аллергенным воздействием формальдегида. При изучении зависимости распространенности бронхиальной астмы от содержания формальдегида в моче была выявлена статистически значимая корреляция (гр = 0,75 и гху = 0,41), позволяющая оценить вклад экспозиции формальдегидом в распространенность бронхиальной астмы на изучаемой территории (14,5 %) [13].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, влияние формальдегида на человека и животных изучается давно, отмечено его токсическое, аллергенное, возможное мутагенное и канцерогенное действие. Поэтому контроль за мониторингом формальдегида в воздухе рабочих, жилых и общественных помещений и, особенно, в детских учреждениях является весьма актуальным. Биомониторинг формальдегида в детской моче может служить также важным информативным
показателем влияния химического загрязнения на организм. Однако, пока мало работ, посвященных изучению загрязненности формальдегидом жилых и общественных зданий, рассмотрению взаимосвязи влияния формальдегида на организм детского населения и концентраций формальдегида в воздухе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вредные вещества в промышленности. Органические вещества: справочник / Под ред. Н.В. Лазарева и Э.Н. Левиной. — Л.: Химия, 1976. — 623с.
2. Гигиена / Под ред. Г.И. Румянцева. — М.: ГЭОТАР, Медицина, 2000. — С. 104—105.
3. Гофмеклер В.А Эмбриотропное действие бензола и формальдегида при ингаляционном пути воздействия в экспериментах / В.А. Гофмеклер // Гиг. и сан. — 1968. — № 3. — С. 12—16.
4. Гофмеклер В.А. Изучение тератогенного действия формальдегида в эксперименте по данным морфологических исследований / В.А. Гоф-меклер, Т.И. Бонашевская // Гиг. и сан. — 1969. — № 5. — С. 92 — 94.
5. Губернский Ю.Д. Гигиенические аспекты сенсибилизации человека при воздействии биологических факторов жилой среды / Ю.Д. Губернский, В.Д. Иванов, О.В. Высоцкая // Гиг. и сан. — 2005. — № 5. — С. 13—19.
6. Засухина Г.Д. Индуцированные формальдегидом мутации вируса западного лошадиного энцефаломиелита / Г.Д. Засухина // Бюлл. эксп. биологии. — 1963. — № 9. — С. 73 — 76.
7. Мелехина В.П. К вопросу о предельнодопустимой концентрации формальдегида в атмосферном воздухе / В.П. Мелехина // Гиг. и сан.
— 1958. — № 8. — С. 10—14.
8. Нагорный П.А. О вредном действии формальдегида в низких концентрациях / П.А. Нагорный // Гиг. труда и профзаболевания. — 1978. — № 6. — С. 42 — 44.
9. Определение альдегидов в биологических средах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии / Н.В. Зайцева [и др.] // Гиг. и сан. — 2002. — № 2. — С. 77 — 79.
10. Определение химических соединений в биологических средах: Сб. метод. указаний. — М.: Фед. центр ГСЭН МЗ России. — 2000. — С. 59 — 67.
11. Остапович И.К. К характеристике сенсибилизирующего действия сернистого ангидрида и формальдегида при различных режимах их ингаляции / И.К. Остапович // Гиг. и сан. — 1975.
— № 2. — С. 9—13.
12. Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых факторов, канцерогенных для человека. — М.: ФЦ ГСЭН МЗ России, 1999. — 23 с.
13. Поиск адекватных биомаркеров для выявления влияния химических факторов на здоровье населения / В.С. Рукавишников [и др.] // Казанский медицинский журнал. — 2009. — № 4. — Т. ХС. — С. 465 — 476.
14. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. ГН 2.1.6.1338-03. — М.: Минздрав РФ, 2003.
15. Санитарно-эпидемиологические требования к жилым и общественным зданиям. СанПин.-2.1.2.1002-00. — М.: Минздрав России, 2001. — С. 21.
16. Сгибнев А.К. Влияние малых концентраций паров формальдегида на организм человека / А.К. Сгибнев // Гиг. и сан. — 1968. — № 7. —
С. 20 — 25.
17. Ситало С.Г. Воздействие загрязнения атмосферного воздуха на здоровье детей в Кривом Роге / С.Г. Ситало, Н.М. Паранько // Гиг. и сан. — 2009. — № 3. — С. 22 — 25.
18. Тараненко Н.А. Биомониторинг формальдегида в пробах мочи детского населения Иркутской области / Н.А. Тараненко, Н.В. Ефимова // Гиг. и сан. — 2007. — № 4. — С. 73 — 75.
19. Тараненко Н.А. К вопросу изучения химического загрязнения воздушной среды закрытых помещений детских учреждений городов Иркутской области / Н.А. Тараненко, Н.В. Ефимова., О.А. Рычагова // Экология человека. — 2009. — № 4. - С. 3-7.
20. Унгуряну Т.Н. Загрязнение атмосферного воздуха и болезни органов дыхания у населения Новодвинска / Т.Н. Унгуряну // Гиг. и сан. — 2007. — № 6.— С. 28 — 30.
21. Фельдман Ю.Г. О действии малых концентраций формальдегида на организм / Ю.Г. Фельдман, Т.И. Бонашевская // Гиг. и сан. — 1971. — № 5. — С. 6 — 11.
22. Филов В.А. Вредные химические вещества. Галоген- и кислородсодержащие органические соединения: Справочник / В.А. Филов, Л.А. Тиунов. — СПб.: Химия, 1994.
23. Чубирко М.И. Факторы риска внутрижи-лищной среды для здоровья населения / М.И. Чубирко, Ю.И. Степкин, И.М. Пичужкина // Гиг. и сан. — 2005. — № 1. — С. 11 — 13.
24. Environmental Survey of Indoor Air Pollution by Formaldehyde (FA) in Kanazawa / K. Tаzaki [et al.] // J. of Aerosol Research. — 2002. — N 4. — Vol. 17.
— P. 284 — 290.
25. IPCS: Environmental Health Criteria 89, Formaldehyde. — Geneva: WHO, 1988. — 219 p.
26. Kirschner P. Determination of aldehydes / P. Kirschner // Peak HP. — 1994. — N 2. — P. 7—10.
27. Boeniger M.F. Formate in urine as a biological indicator of formaldehyde exposure / M.F. Boeniger // Amer. Ind. Hyg. Assoc. Journal. — 1987. — Vol. 48, N 11. — P. 900 — 908.
Сведения об авторах
Дорогова Варвара Борисовна - зав. лабораторией физико-химических методов исследования Ангарского филиала ВСНЦ ЭЧ СО РАМН, д.б.н., профессор (665827, Иркутская область, г. Ангарск, 12а м-район, д. 3, тел. (3955) 554088, e-mail: [email protected])
Тараненко Наталья Анатольевна - научный сотрудник лаборатории физико-химических методов исследования Ангарского филиала ВСНЦ ЭЧ СО РАМН, к.б. н. (тел. (3955) 554088)
Рычагова Ольга Алексеевна - лаборант-исследователь лаборатории физико-химических методов исследования Ангарского филиала ВСНЦ ЭЧ СО РАМН (тел. (3955) 554088)
