Токсичность летучих веществ смолы полукоксования торфа

Проницаемость минералов для рентгеновых лучей по фотометрическим данным (при условии, что проходимость кварца принимается равной

единице)

Каменный уголь . . . . . 1,7 Известь...... . . . 0,6

Тальк ....... ... 1,1 Карборунд ..... . . .0,6

Кварц ....... . . . 1 Оливин ...... . . .0,4

Апатит ...... . . .0,3

Нефелин ...... . . .0,7 Окислы железа , . ... 0.3

Корунд ...... . . . 0,65 Барит ....... . . .0,1

И на самом деле, при сопоставлении степени проницаемости какого-рибо минерала и длительности профессионального стажа, необходимого-для развития в этом случае рентгенологической картины пневмокониоза, намечается как будто бы явная зависимость. Так, например, количественно одни и те же рентгенологические изменения в легких от вдыхания каменного угля определяются у лиц со стажем в 15—18 лет (Генкин), у лиц же, имеющих дело с кварцем—в течение 5—10 лет (Пик), с нефелином, по нашим данным,— 5— 6 лет и с апатитом — 2—3 года. Отсюда возникают серьезные основания предполагать, что время рентгенологического выявления имеющихся в легких изменений зависит не только от развивающегося фиброза, но и от контрастности аспирированной пыли. Однако из сказанного, разумеется, не следует, что каждая непроницаемая пыль должна давать при вдыхании ее картину пневмокониоза, так как моменты растворимости, величины пылевых частиц, запыленности, фагоцитоза пыли, реактивности организма определяют конечный результат пылевого воздействия.

Так как рентгенологический метод исследования является решающим для диагностики пневмокониоза, выдвигаемый здесь вопрос, нам кажется, имеет важное значение. Он требует учета при диагностике пневмокониоза не только профессионального стажа, клинических данных, сведений о запыленности и дисперсности вдыхаемой пыли, но и данных о контрастности вдыхаемой пыли для рентгеновых лучей.

¿г -¡V -ЙГ

3. Э. Григорьев

Токсичность летучих веществ смолы полукоксования

торфа

Из Ленинградского института гигиены труда и профессиональных заболеваний

Смола полукоксования торфа, а равно и торфяная газогенераторная смола широко применяются в народном хозяйстве.

Креолиновые масла служат сырьем для приготовления креолина, употребляемого в ветеринарной практике; парафиновые масла используются как высококалорийное жидкое топливо; торфяной пек служит сырьем для производства литейного крепителя; смола является сырьем для получения фзнолов, парафинов и других ценных продуктов.

Химический состав торфяных смол точно не известен. Основными ингредиентами, входящими в ее состав, являются фенолы и нейтральные масла, состоящие из различных углеводородов, а также пиридиновые основания (до 2,86%), карбоновые кислоты (2,08%), воски (8,62%), пара-

фины (7,78%), не растворимые в бензине и бензоле вещества (14,33%). Значительные масштабы производства и применения торфяных смол в народном хозяйстве, а также наличие в их составе фенолов настоятельно требуют токсикологической характеристики как смолы, так и некоторых ее продуктов. Это тем более важно, что в литературе этот вопрос освещен недостаточно.

Для определения токсичности смолы и ее продуктов мы исследовали смолу полукоксования торфа, торфяную газогенераторную смолу, крео-линовые масла, парафиновые масла, торфяной пек и литейный крепитель.

По ряду показателей сравнивали токсичность смолы торфа, смолы полукоксования черемховских углей, а также кристаллического фенола. Опыты проводились на белых мышах, белых крысах, кроликах и кошках.

Резорбтивное действие летучих продуктов смолы изучалось в нескольких сериях на белых мышах в острых и хронических опытах. Проведено 45 острых опытов на 225 мышах. Подопытных животных помещали в камеру, через которую проходил воздух, протянутый над смолой, подогретой на водяной бане до 96°, и содержащий летучие продукты смолы. Экспозиция составляла 2 часа.

Опыты показали, что летучие продукты смолы свободны от бензола, сероуглерода, сероводорода. Содержание углеводородов в разных опытах было 0,05—0,74 мг/л, фенолов — 0,36—35 мг/л. В одной серии опыты ставили таким образом, что воздух перед поступлением в камеру, в которой находились подопытные животные, освобождался от фенолов, и мыши вдыхали пары смолы, содержащие в основном углеводороды. В этой серии испытано действие 9 образцов торфяных и каменноугольных смол на 45 животных. Содержание во вдыхаемом воздухе углеводородов в концентрации до 0,74 мг/л не вызывало у животных никаких видимых нарушений; ни одно животное не погибло, мыши имели нормальный вид и размножались.

В другой серии опытов животные вдыхали летучие продукты смолы, содержащие фенолы. В этой серии испытано действие 13 обоазцов смолы. Проведено 34 опыта на 170 животных. Опыты показали, что содержание фенолов в воздухе колебалось в зависимости от содержания его в испытуемом образце. В большинстве случаев отмечалось, что чем выше содержание фенолов в смоле, тем выше их концентрация в воздухе камеры (проведено 136 анализов проб воздуха). Например, при содержании в торфяном пеке 1,81% фенолов концентрация их в воздухе была 1,2 мг/л; смола полукоксования торфа, содержащая 7,6—9,6% фенолов, дала концентрацию фенолов в воздухе 6,7 мг/л; креолиновое масло (торфяное) содержало 46,8% фенолов, концентрация последних в воздухе была 11,1 мг/л.

Опыты показали, что концентрация фенолов в воздухе камеры 3,5 мг/л является токсической, вызывающей у животных тяжелые острые отравления с появлением судорог; концентрация 5,6 мг/л вызывала тяжелые отравления со смертельным исходом. При этом картина острого отравления летучими продуктами смолы (фенолы) такова же, как и при остром отравлении парами кристаллического фенола: появляется дрожание всего тела, судорожные подергивания головы и лапок и наступает смерть.

Вскрытие погибших животных, кроме застойных явлений во внутренних органах, патологических изменений не выявило.

Для выяснения хронического действия летучих продуктов смолы нами проведены соответствующие опыты на 20 белых мышах и 3 кроликах при таком же количестве контрольных животных.

Подопытные животные вдыхали летучие продукты смолы подряд в течение 21 дня (кроме 3 выходных днеЮ по 2 часа в день. При этом

г

10 белых мышеи (первая группа) вдыхали пары смолы с малым содержанием фенолов в пределах от 0,005 до 0,026 мг/л; остальные 10 животных (вторая группа) и кролики вдыхали более высокие концентрации — до 2,9 мг/ш воздуха.

Опыты показали, что внешне подопытные животные ничем не отличались от контрольных. Однако подопытные мыши первой группы за время опытов потеряли в среднем 4% первоначального веса, мыши второй группы 9,1%, тогда как контрольные прибавили в весе 5,4—17,8%. Подопытные кролики потеряли в весе в среднем 3%, контрольные прибавили в весе на 8,2%.

Метод функциональной пробы путем «плавания» выявил разницу в работоспособности мышей. Суть метода «плавания» заключается в следующем: на хвост мыши прикрепляли груз, составляющий 5% веса тела животного. Мышей опускали в бак с водой (температура воды 28°), где они плавали до полного истощения сил и тонули. Подопытные животные погибали раньше, чем контрольные. Мыши первой группы плавали в среднем 14 минут, второй группы — 6,6 минуты, тогда как контрольные животные плавали в среднем 45 минут.

При вскрытии и гистологическом исследовании 1 внутренних органов у подопытных животных часто наблюдались изменения во внутренних органах, особенно во второй группе животных, подвергавшихся воздействию более высоких концентраций фенолов. Отмечалось увеличение эмфиземы легких, расширение сосудов, кровоизлияния, инфильтраты из лимфоцитов и гистиоцитов, вокруг бронхов и сосудов; у 3 из 10 мышей оказалась очаговая пневмония. Отмечались изменения мышцы сердца, местами инфильтрация клеточными элементами межуточной ткани. В печени — застойные явления, полиморфизм печеночных клеток; в почках — нарушение четкости рисунка, полнокровие; в корковом и мальпигиевом слое местами встречались инфильтраты из гистиоцитов. В селезенке — смазанный рисунок фолликулов, полнокровие пульпы. У 8 из 10 мышей отмечалось некоторое истощение.

Действие летучих продуктов смолы на центральную нервную систему животных изучалось на белых мышах и белых крысах.

По способу, предложенному И. С. Александровым и М. Г. Цибиной2, у 10 белых мышей были выработаны условные рефлексы на болевое раздражение электрическим током 18—20 V, служившим безусловным раздражителем. Условным раздражителем был стук метронома 120 ударов в минуту.

Животные в течение 2 часов подвергались воздействию летучих продуктов смолы. Опыты проводились при концентрациях от 0,005 до 0,026 мг/л воздуха.

При этом нами учитывалось: а) количество мышей, перебежавших из одной половины камеры в другую; б) среднее время перебежки всех животных в данном опыте (среднее время перебежки складывается из времени скрытого периода и времени реакции, т. е. перебежки); в) количество не перебежавших мышей.

Результаты проведенных опытов представлены в таблице, из которой видно, что пороговая минимальная, действующая на центральную нервную систему мышей концентрация фенолов лежит в пределах между 0,005 и 0,01 мг/л воздуха.

С увеличением концентрации фенолов во вдыхаемом воздухе резко нарастают показатели, свидетельствующие о нарушении условнорефлек-горной деятельности мышей.

1 Работа выполнена научным сотрудником 3. К. Павловой.

2 Труды Ленинградского научно-исследовательского института гигиены труда и профессиональных заболеваний, 1947, т. XI, ч. 1, стр. 48—53.

Действие смолы на высшую нервную деятельность животных изучалось также и на белых крысах. Опыты проводились на белых крысах (самки) с хорошо закрепленным двигательно-пищевым положительным условным рефлексом (на белый свет) и диференцировкой (на красный

Нарушение условнорефлекторной деятельности у белых мышей при вдыхании летучих продуктов смолы

Концентрация фенолов

Контроль-

ная груп- 1,2-2,1 1,3

па ... 17 85 850

0,005 6 30 300 1,2-2,1 2

0,01 2 10 100 1,7-2,4 11

0,02 7 35 350 1,8-3,6 14

0,026 2 10 100 2,6-3,9 16

свет). Время скрытого периода и время перебежки колебалось в пределах 1—2 секунд. Опыты проводились на трех крысах, две крысы служили контролем. В межлопаточной'области на выстриженный участок кожи наносилось 200 мг смолы, которая содержала 51,7% фенолов. На 2-й день на месте нанесения смолы появилась корочка с припухлостью под ней. На 11-й день корочка отпала вместе с волосяным покровом.

В день нанесения смолы на кожу крысы и в последующие 7 дней проводилось наблюдение за изменением условных рефлексов. При этом было установлено, что в первые 3—4 дня происходило нерезкое нарушение условнорефлекторной деятельности крыс, которое выражалось в удлинении времени скрытого периода на 1—2 секунды и в удлинении времени перебежки на 2—3 секунды, диференцировка при этом не была затронута. На 7-е сутки рефлексы полностью восстановились. Повторные опыты на тех же крысах с нанесением 100 мг той же смолы на кожу крыс подтвердили ранее полученные результаты.

Трудно решить вопрос, были ли наблюдавшиеся нарушения высшей нервной деятельности крыс результатом рефлекторных влияний, исходящих с пораженного участка кожи, или следствием резорбтивного действия фенолов (проникших в организм через кожу) на высшие отделы центральной нервной системы. Возможно, что имело место и то, и другое.

Раздражающее действие летучих продуктов смолы изучалось на кошках и кроликах. Животных помещали под большой стеклянный колпак,, куда непрерывно поступали летучие продукты подогретой до 96° смолы. Опыты показали, что содержание фенолов в воздухе под колпаком в пределах от 0,02 до 2,5 мг/л не вызывало у животных видимых проявлений раздражения. Концентрации фенолов 3—4,2—4,9 мг/л вызывали у кошек выраженное раздражение слизистых: через 3 минуты появилась первая капля слюны; через 19 минут наблюдалось легкое возбуждение, через 26 минут — обильное выделение слюны, а через 100 минут — дрожание всего тела и подергивание головы. У кроликов проявлений раздражающего действия (в этих же опытах) не отмечалось.

Выводы

1. Исследованные образцы смолы (в количестве 13) при нагревании их до 96° выделяли в воздух летучие продукты, содержащие углеводороды и фенолы, и были свободны от паров бензола, сероводорода и сероуглерода. Чем выше содержание фенолов в смоле, тем больше их и в составе летучих продуктов, выделяющихся в воздух.

2. Основным токсическим компонентом в составе летучих продуктов смолы являются фенолы, а не углеводороды. Токсичность летучих продуктов смолы находится в прямой зависимости от содержания в них паров фенола. Наиболее токсичными являются легкие погоны смолы с высоким содержанием фенолов, менее токсичны тяжелые остатки ее — пек, битум.

3. Явления при отравлении животных летучими продуктами смолы совпадают с явлениями при отравлении парами кристаллического фенола. Содержание 3,5 мг/л фенолов во вдыхаемом воздухе вызывало острое отравление, а концентрация фенолов 5,65 мг/л была смертельной для белых мышей.

4. Пары смолы с содержанием фенолов в концентрации 0,005— 0,01 мг/л вызывают нарушение условнорефлекторной деятельности белых мышей, что выражается в удлинении времени перебежки. Однократное нанесение 100—200 мг смолы на кожу крыс вызывает у них нерезкое нарушение условнорефлекторной деятельности, что проявляется в удлинении времени реакции, но не затрагивает диференцировки.

5. Повторное вдыхание паров смолы в течение 34 часов (за 17 дней) вызвало падение веса тела животных на 4—9,1%. При функциональной пробе на утомляемость методом «плавания» оказалось, что контрольные мыши плавали дольше подопытных. Гистологические исследования внутренних органов животных, подвергавшихся хроническому воздействию паров смолы, выявили в них целый ряд патологических изменений.

6. Пары смолы обладают раздражающим действием. При содержании фенолов в составе паров смолы в воздухе, равном 3 мг/л, у кошек наблюдалось обильное слюноотделение. У кроликов указанная концентрация фенолов раздражающего действия не оказала.

7. Смола полукоксования торфа, газогенераторная (торфяная) смола, а также отдельные фракции этих смол и некоторые их продукты (креолин, пек) обладают такой же токсичностью, как и смола полукоксования черемховских углей.

8. Так как токсичность летучих продуктов торфяных смол (полукоксования и газогенераторной) зависит почти исключительно от содержания в них фенолов, то при оценке воздушной среды на соответствующих предприятиях следует ориентироваться на содержание в воздухе фенолов.

9. Ввиду того, что, по данным опытов, токсичность фенолов, содержащихся в летучих продуктах торфяных смол, одинакова с кристаллическим фенолом, для предприятий, получающих и применяющих торфяные смолы, следует принять предельно допустимую концентрацию фенолов такую же, какая установлена для чистого фенола — 0,005 мг/л <НСП 101-51).

fr fr