Характеристика полимерных материалов как вредного фактора - токсикология полимерных материалов
ГИГИЕНА ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Характеристика полимерных материалов как вредного фактора окружающей среды. Забота о здоровье народа вызвала к жизни новое направление профилактической медицины в нашей стране — гигиену применения полимеров. Ни в одной из капиталистических стран это направление не получило в настоящее время должного развития, сопоставимого с уровнем развития научных исследований в этой области в СССР.
В повседневной жизни мы постоянно пользуемся или соприкасаемся с предметами, изготовленными из пластмасс. Преимущества пластмасс перед многими традиционными материалами общеизвестны. Однако не следует забывать, что загрязнения внешней среды, которые раньше целиком справедливо относили за счет промышленных отходов или пестицидов, ныне проникают в наше жилье самыми неожиданными путями, в том числе и с различными пластиками.
В «Диалектике природы» Ф. Энгельс писал: «Все существовавшие до сих пор способы производства имели в виду только достижение ближайших, наиболее непосредственных полезных эффектов труда. Дальнейшие же последствия, появляющиеся только позднее и оказывающие действие благодаря постепенному повторению и накоплению, совершенно не принимались в расчет. И хотя Ф. Энгельс говорит здесь об общественных последствиях человеческой трудовой деятельности, все предыдущее изложение показывает, что эти соображения он полностью относит и к отдаленным естественным последствиям «наших направленных на производство действий». Если теперь попытаться оценить значение пластмасс в нашей жизни и тот существенный «вклад», который они могут внести в загрязнение внешней среды, то станет ясной неизбежная необходимость оценить возможные «вторичные и третичные последствия» интенсивного производства ПМ, так как потенциальный ущерб здоровью может свести на нет все положительные аспекты научно-технического прогресса.
Широкое использование ПМ началось после второй мировой войны, и очень скоро выяснилось, что только гигиена ответственна за то, чтобы применение пластмасс не приблизило эру экологической катастрофы, чтобы оно способствовало улучшению условий жизни людей и не вредило их здоровью.
Предвидя эту опасность, Н. В. Лазарев более 20 лет тому назад писал о пластмассах как о новых мощных загрязнителях биосферы. Несколько позже С. Л. Данишевский (1964) назвал ПМ «депо органических соединений», которые в процессе «жизни» систематически выделяются, загрязняя окружающую среду. Однако первые доказательства того, что изделия из пластмасс могут послужить причиной заболевания или даже смерти, появились около 50 лет тому назад. В Кливлендском госпитале (США) в 1927 г. от вдыхания летучих продуктов возгорания рентгеновской пленки получили смертельные отравления более 100 человек. Примерно в то же время в Германии зарегистрированы случаи развития экзем и дерматитов ушных раковин у телефонисток, пользовавшихся пластмассовыми наушниками. Описаны также случаи отравлений в результате ношения ремешков для часов и обуви из синтетических кожезаменителей. Одним из первых выявленных высокоопасных для здоровья компонентов полимерных материалов оказался пластификатор ортотрикрезилфосфат.
После второй мировой войны описаны случаи возникновения аллергических дерматитов у женщин, пользовавшихся сумочками и ожерельями из поливинилхлорида. Было доказано, что отмеченные при пользовании перлоновыми чулками экземы вызваны миграцией красителей, входящих в состав перлона. Аллергическая экзема выявлена также у части больных, которые применяли полихлорвиниловую пленку для упаковки лекарств.
Иногда дерматозы ног диагностируются и лечатся как грибковые инфекции, хотя они представляют собой поражения, вызванные химическими веществами, выделяющимися из обуви. Обувной контактный дерматит может развиться при носке обуви из каучука и других полимерных материалов. Он характеризуется экзематозным и эритемно-десквамативными изменениями в сочетании с дисгидрозом и дискератозом.
Воздух помещений может загрязняться летучими веществами, выделяющимися из строительных полимерных материалов, в частности из древесностружечных плит (ДСП). Результаты исследований показали, что в воздухе трехкомнатного экспериментального сборно-разборного дома, выстроенного с применением конструкций на основе ДСП, через 2 года от момента сдачи его в эксплуатацию обнаруживался формальдегид в концентрациях, превышающих допустимый уровень, и отмечалось наличие постороннего запаха, создающего дискомфорт для находящихся в помещении людей. Полученные данные не позволили рекомендовать объект к промышленному выпуску.
Значительные загрязнения формальдегидом воздуха помещений, оборудованных с использованием ДСП, выявлены в Швеции (0,19—1,9 мг/м3), Великобритании (выше 2,5 мг/м3) и других странах.
Таблица 1. Уровни миграции химических веществ из полимерных материалов в жидкие среды
ПМ | ПМ | Уровни | ПМ | ПМ | Уровни |
Полиолефи- | Алюминий | 0,02 | Полистирол и сополимеры стирола | Стирол | 0,01—2 |
Бензон ОА | 0,02—0,1 | Акрилонит- | 0,05—1,5 | ||
ДЛТДП | 0,03 | ||||
Изопропанол Видео: Вредные и опасные строительные утеплители. Репортаж Россия 1. | 0,15—5 | Цианистый | |||
Метанол | 0,1—0,2 | водород | 0,02—1,5 | ||
Топанол СА | 0,1—0,2 | Полиамиды | Капролактам | 0,5—150 | |
Формальде | Г ексамети; | ||||
О | лендиамин | 0,3—2 | |||
Хлориды | 0,5 | Фенопласты | Формальде | ||
Хром | 0,002—0,007 | гид | 0,1—1 | ||
Поливинил | Винилхлорид 0,001—1 | Фенол | 0,1—1,6 | ||
Кадмий | 0,01 — 1 | Резины на основе различных каучуков | Акрилонит; | ||
Свинец | 0,01—2,5 | рил | 0,1—0,5 | ||
Фталаты | 0,05—1 | Альтакс | 0,05- 0,5 | ||
Хлориды | 0,1 — 10 | Анилин | 0,03—0,1 | ||
Цинк | 0,01 — 1 | Бензо(а)пи; | 0,00001 — | ||
Оловоорганические соединения | рен | 0,002 | |||
Диоктилфта; | |||||
0,05—2 | лат | 0,1—0,5 | |||
Эпоксидные | АФ-2 | 0,01—0,3 | Дифенилгуа; | ||
Дибутилфта- | 0,1 — 1 | нидин | 0,01—1,5 | ||
Ионол | 0,05—0,5 | ||||
Дифенилол- | 0,15—0,3 | Каптакс | 0,05—0,8 | ||
Неозон Д | 0,1—0,5 | ||||
Полиэтилен- | 0,01—0,2 | Сантокюр | 0,05—0,5 | ||
Тиурам Д | 0,07—0,8 | ||||
Триэтилен- | 0,03—2 | Тиурам Е | 0,05—0,7 | ||
Тиурам ЭФ | 0,02—0,2 | ||||
Ускоритель | |||||
П экстра Н | 0,03—0,15 | ||||
Эпихлоргид- | 0,01—1 | Цимат | 0,05—1,0 | ||
Цинк | 0,2—2,5 | ||||
Этиланилин | 0,5—2 | ||||
Этилцимат | 0,05—0,8 | ||||
После прокладки водопровода, построенного в ГДР из игелитовых труб, горький привкус игелита ощущался в воде в течение 2,5 мес. Исчез он только через 17 мес после начала эксплуатации водопровода.
В 1976 г. ВОЗ обратила внимание национальных организаций на то, что наряду с проблемой уже известных токсических вредностей (промышленные выбросы, пестициды) существует проблема опасности пластмассовой упаковки продуктов питания, материалов для перевозки и хранения питьевой воды.
В настоящее время накоплено значительное количество экспериментальных данных (табл. 1), показывающих возможность опасного для здоровья загрязнения воды и пищевых продуктов химическими веществами, мигрирующими из полимерных материалов. Уровень миграции зависит от строения полимерных материалов, качества экстрагирующей среды, ее температуры и времени контакта, а также от ряда других, менее значимых факторов.
Долгое время действие химических веществ на организм связывали с наличием отравлений. Однако, несмотря на стремительное увеличение количества новых соединений во внешней среде, число острых отравлений весьма мало. Стало ясно, что патология химической этиологии не укладывается в понятие «отравление», но сопряжена с разнообразными эффектами неблагоприятного действия химических веществ на организм.
Понятие «отравление» существенно видоизменилось и расширилось. Всеобщая химизация хозяйства и быта, широкое распространение ПМ выдвинули на первый план проблему долговременного действия химических веществ в сравнительно небольших дозах и концентрациях. Миграция вредных химических веществ из полимерных материалов определяет не столько ухудшение качества изделий, сколько характер и уровень их влияния на здоровье людей. Это воздействие, как отмечается в докладе экспертов ВОЗ, хотя и не столь острое и трагичное, как при инфекционных заболеваниях, обладает той особенностью, что химические загрязнения, пока еще относительно малой интенсивности, отличаются медленным незаметным действием в форме хронических интоксикаций, которые могут, однако, приобретать столь массовый характер, что их предупреждение становится важнейшей гигиенической и социальной проблемой. Возможно влияние пластмасс на микрофлору, а также появление в соприкасающейся с ними воде и пищевых продуктах посторонних привкусов, запахов и других нежелательных эффектов. Только незначительная часть ПМ благополучна в гигиеническом отношении.
В связи с широким использованием в хозяйстве и быту различных химических средств и ПМ соотношение темпов изменений в окружающей среде с адаптивными возможностями человеческого организма становится уже не в пользу последнего. Перед профилактической медициной возник комплекс новых задач, потребовавший решения теоретических и методических вопросов ее нового направления — гигиены применения полимеров.
Гигиена полимеров — молодая отрасль гигиенической науки. Часто используют более точное название «гигиена применения полимеров», чтобы подчеркнуть, возможно, то обстоятельство, что гигиена труда в производстве ПМ не входит в раздел этой науки, так как не имеет специфического отличия от гигиены труда в химической промышленности.
Гигиена полимеров выделилась в самостоятельную область практических и научных знаний профилактической медицины, использовав методические, научные приемы и принципы санитарной химии, токсикологии и микробиологии, а также достижения
других профильных наук (коммунальной гигиены, гигиены питания, личной гигиены и т. д.).
Целью гигиены полимеров является изучение потенциальной опасности применения полимерных материалов и изделий из них для здоровья человека, а также разработка рекомендаций по производству и безопасному их использованию.
Когда говорят об изучении гигиенических свойств ПМ, то в первую очередь имеют в виду способность их выделять в окружающую среду (воду, воздух, пищевые продукты) вредные химические вещества, влиять на микроклимат помещений и пододежный микроклимат, стимулировать развитие микрофлоры.
Учет многих сторон неблагоприятного влияния полимеров на здоровье населения является отличительной чертой нового направления в гигиене, а также определяет многообразие теоретических и практических аспектов гигиены применения полимеров.
Первые исследования по гигиенической оценке пластмасс и изделий из них проводились в Московском НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана, где была разработана в 1957 г. первая инструкция по санитарно-гигиеническому исследованию новых видов пищевой посуды и тары. В этот период происходит окончательное формирование четырех основных направлений исследований в гигиене полимеров, применяемых в строительстве, водоснабжении, пищевой промышленности, для изготовления одежды и обуви.
В последние годы в самостоятельную проблему выделяются гигиенические исследования бытовых чистящих и моющих средств, развиваются исследования полимеров, применяемых в медицине, для изготовления мебели и игрушек. Важное место в гигиене полимеров заняло развитие моделей исследования. С 1973 г. в санитарной химии полимеров используются приемы математического моделирования (планирование экспериментов).
Актуальным вопросом гигиены и токсикологии полимеров является гигиеническая регламентация уровней выделения вредных веществ в воду, пищевые продукты, воздух. Установлено, что нельзя осуществлять эффективный гигиенический контроль за пластмассами, проводя биологическое испытание каждого нового материала. Таким образом, отсев непригодных пластмасс должен производиться по результатам санитарно-химических исследований, а для этого нужны гигиенические нормативы.
В настоящее время М3 СССР утверждено около 80 допустимых уровней (ДУ) миграции химических веществ из пластмасс в воздух, около 50 допустимых количеств миграции (ДКМ) в пищевые продукты (из пластмасс и резин), около 70 ДУ миграции из пластмасс в воду. Проведена унификация терминов и понятий в гигиене полимеров, изданы «Классификатор свойств полимерных материалов» и «Тезаурус по полимерным материалам».
Отсутствие периодического издания в какой-то мере компенсируется выпуском сборников материалов Всесоюзных конференций по гигиене и токсикологии высокомолекулярных соединений и трудов ВНИИГИНТОКС.
Отличительным признаком строения полимеров является наличие длинных цепных молекул, имеющих прочные химические связи вдоль цепи и относительно слабые физические связи между цепями. Образование макромолекул происходит в результате присоединения большого числа маленьких молекул (мономеров) друг к другу. Количество мономеров в макромолекуле может достигать десятков тысяч и более. Существенной характеристикой полимера является его молекулярная масса. Различия в величине молекулярной массы определяют разнообразие физико-механических свойств полимеров одинакового химического строения.
В зависимости от строения макромолекулы подразделяют на три типа: линейные, разветвленные и пространственные. Форма макромолекул имеет определенное значение и с точки зрения потенциальной опасности выделения из полимерных материалов (в воздух или воду) вредных веществ. Интенсивность выделения в воду низкомолекулярных соединений из сетчатых полимеров будет ниже, чем из разветвленных и тем более линейных. В то же время в процессе получения из линейных полимеров легче удалить низкомолекулярные вещества.
Образование макромолекул происходит в результате реакций поликонденсации или полимеризации. Все полимеры можно разделить на поликонденсационные (образуются из полифункциональных мономеров различными реакциями конденсации, протекающими с выделением низкомолекулярных продуктов) и полимеризационные (образуются из мономеров без выделения низкомолекулярных побочных продуктов).
Поступление во внешнюю среду соединений, входящих в состав полимерных материалов, определяется в значительной степени завершенностью процессов полимеризации или поликонденсации, так как при этом реагирующие вещества не всегда расходуются полностью.
Согласно современным воззрениям, макромолекулы так велики и так химически инертны, что они физиологически совершенно неактивны. Попадая в пищевой канал, они проходят его неизмененными. Будучи помещенными под кожу, они не проникают в ткани из-за большой величины и не действуют на кожу. Попадая с воздухом в легкие, они ведут себя так, как обычная инертная пыль.
В состав полимерных материалов могут вводиться наполнители, отвердители, пластификаторы, смазки, стабилизаторы и другие вспомогательные вещества. Не все перечисленные компоненты обязательно имеются в готовых изделиях из пластмассы. Полимерные композиции отличаются друг от друга прежде всего по химическому составу основного связующего. В составе полимерных материалов и изделий из них кроме макромолекул и добавок могут быть остатки незаполимеризовавшихся мономеров, катализаторов полимеризации или поликонденсации, продукты превращения ингредиентов и продуктов деструкции. Строение ПМ со временем может изменяться в результате протекания процессов старения и деструкции, а также вымывания, выпотевания, улетучивания компонентов или продуктов их взаимодействия.
Мономеры очень реактивны и биологически агрессивны. Они способны поражать кожу и слизистые оболочки, некоторые из них обладают аллергенным действием, влияют на печень, репродуктивную функцию, могут индуцировать канцерогенез и пр.
Главная функция стабилизаторов — задерживать распад полимеров. Их действие в поливинилхлориде направлено на уменьшение выделения свободного хлористого водорода. Стабилизаторы не вступают в химическую связь с полимерными материалами, находясь с ним в механической связи, будучи как бы растворенными в толще материала. Поэтому легко осуществляется выщелачивание их из изделий в воду. Хотя стабилизаторы составляют незначительную часть пластмассы (0,01—1 %), пользуясь пластмассовыми изделиями, человек может подвергаться их воздействию. Большинство катализаторов и отвердителей полностью входят в конечный продукт. Катализаторы, которые используются при поликонденсации (например, щелочи и кислоты), обычно менее агрессивны, чем те, которые применяются при полимеризации.
Многие катализаторы поликонденсации являются токсичными соединениями, и наличие их следов в готовом продукте с гигиенической точки зрения нежелательно.
Остаток неорганических соединений в полимерных материалах характеризуется величиной зольности. Зольность нестабилизированного ПЭНД, предназначенного для использования в контакте с пищевыми продуктами, не должна превышать 0,02 %. Присутствие в готовом ПМ даже незначительных количеств катализаторов может ускорить его старение.
В качестве инициаторов полимеризации используют кислород, органические и неорганические перекиси, гидроперекиси и диазосоединения, многие из которых обладают раздражающим действием и влияют на ЦНС. Биологически активны также продукты распада перекисей.
Пластификаторы в большинстве своем — низкомолекулярные органические соединения, которые используют как растворители смол. Включение пластификаторов в состав полимерных материалов уменьшает вторичные силы притяжения между полимерными цепями, в результате чего полимерное вещество становится мягче, эластичнее, легче перерабатывается. Применение полимерных пластификаторов (например, полиэфиров адипиновой и себациновой кислот) позволяет избежать миграции пластификаторов на поверхность изделий и экстрагирования их водой.
Пластификаторы токсичней, чем смолы. При их использовании почти всегда существует возможность выделения этих веществ из пластмассовых изделий.
Сохранение свойств пластифицированных полимерных материалов, контактирующих с различными жидкостями, во многом зависит от растворимости пластификаторов в этих жидкостях и от стойкости в них самого ПМ. Основную группу пластификаторов представляют сложные эфиры. По токсическим свойствам их можно разделить на следующие подгруппы: фосфатов, фталатов, адипатов, цитратов и т. д. Указанные подгруппы отличаются по кислотному действию, сопровождающемуся образованием сложных эфиров. При этом составные части подгруппы приобретают определенную физиологическую характеристику. Так, органические фосфаты в общем проявляют большую токсичность, чем фталаты, в то время как последние действуют сильнее, чем адипаты или цитраты.
Токсические свойства пластификаторов каждой подгруппы в большей или меньшей степени зависят от спиртовых остатков, которые содержатся в сложных эфирах. Поэтому различные фталаты, например, ведут себя по-разному. Токсичность, как правило, падает с увеличением молекулярной массы. Это значит, что гептил и более высокие спирты (октил-, нонил-, децил-, додециловый и т. д.) образуют сложные эфиры, которые в большинстве случаев менее токсичны, независимо от вида подгруппы (фосфаты, фталаты, адипаты и т. д.).
В настоящее время известно около 2000 различных пластификаторов, однако при производстве ПМ, контактирующих с пищевыми продуктами, используется ограниченное их число.
Количество пластификатора в полимерных материалах может достигать 60 %. Биологическая активность их варьирует от высокотоксичного ортотрикрезилфосфата до относительно безвредного эпоксидированного соевого масла.
В готовых полимерных материалов часто остаются остатки растворителей, используемых в их синтезе. Например, вследствие неполной сушки в материале могут обнаруживаться хлорорганические, ароматические соединения, спирты. Миграция растворителей в жидкие среды влияет на их вкус и запас, может придавать им токсические свойства.
Важное гигиеническое значение имеют процессы деструкции и старения полимерных материалов, так как эти явления связаны с выделением в окружающую среду вредных химических веществ. Деструкция, как правило, характеризуется разрывом молекулярной цепи или обрывом боковых групп, что приводит к снижению молекулярной массы. Состав продуктов деструкции может быть сложным.
Процессы деструкции и старения полимерных материалов протекают под воздействием определенных факторов окружающей среды, важнейшим из которых является окисление (влияние кислорода воздуха), что наблюдается даже при нормальной температуре. На ускорение деструкции влияют термическое воздействие и фотохимические реакции.
Следовательно, наилучшими с гигиенической точки зрения пластмассами могут быть ПМ без добавок. Однако это обычно недостижимо, так как при производстве большинства из них применяют различные вспомогательные вещества, определяющие качество пластических масс, характер и степень их токсичности. Кроме того, ПМ, не выделяющие добавок, также могут представлять потенциальную опасность, так как многие мономеры токсичны. Освободить пластмассу от остаточных количеств мономера довольно трудно, поскольку они удерживаются макромолекулами полимера даже при длительной сушке в условиях вакуума.
В настоящее время имеется еще мало сведений о возможной трансформации химических веществ в полимерных материалах в процессе синтеза, во время переработки в изделия, а также при эксплуатации.
Как отмечалось выше, под действием кислорода и озона воздуха, света и тепла макромолекулы способны разрушаться с образованием и выделением во внешнюю среду низкомолекулярных соединений, отличающихся по строению от исходных ингредиентов. Среди продуктов деструкции полимерных материалов наряду с мономерами и низкомолекулярными олигомерами значительное место занимают кислородсодержащие соединения — альдегиды, кетоны, спирты, а также продукты превращения вспомогательных веществ — антиоксидантов, стабилизаторов, ускорителей вулканизации и т. д. Н. Ф. Казаринова (1980) приводит примеры образования продуктов превращения различных компонентов пластмасс. Так, назначение стабилизаторов обусловливает возможность превращения их в другие продукты: из триалкилфенолов образуются соответствующие альдегиды, хиноны, стильбенхиноны, перекиси и кислоты- оловоорганические стабилизаторы разрушаются с отщеплением органических кислот и соответствующих диалкилоловооксидов. Установлено, что ускорители из числа тетраалкилтиурамдисульфидов могут в процессе вулканизации образовывать цинковые и диалкиламинные соли диалкилдитиокарбаминовой кислоты, тетраалкилтиомочевины, тетраалкилтиурам, моно- и полисульфиды (Л. П. Новицкая, 1980- Н. Ю. Грушевская, 1984).
Имеющиеся данные свидетельствуют об актуальности и важности дальнейших исследований образования в полимерных материалах продуктов превращения и деструкции.
Таким образом, полимерный материал может рассматриваться как сложная и подвижная система, более или менее стабильная, характеристика которой сильно зависит от ее «возраста» и условий эксплуатации.
Рассматривая состав, превращение и миграцию ингредиентов полимерных материалов, необходимо в первую очередь выявлять токсичные ингредиенты, так как именно они определяют характер гигиенической регламентации применения тех или иных полимерных материалов. Токсичные ингредиенты ПМ представляют собой совокупность низкомолекулярных соединений, способных мигрировать в окружающую среду и создавать опасные для здоровья концентрации в воздухе, воде и пищевых продуктах. Физиологически безопасная часть вещества ПМ состоит из безвредных нелетучих или нерастворимых соединений. В идеале «гигиенические» пластмассы должны состоять только из этой второй части, но пока такой состав имеют лишь некоторые фторопласты и полиолефины.
Изучением токсических ингредиентов полимерных материалов занимаются санитарная химия и токсикология полимерных материалов. Роль санитарной химии сводится к расшифровке качественного или количественного состава выделяющихся из полимерных материалов химических веществ, описанию природы и динамики процесса миграции, разработке аналитических методов определения мигрантов в разных средах.
В связи с длительностью выполнения и высокой стоимостью токсикологические исследования не могут служить инструментом повседневного контроля за применением ПМ, функции контроля в значительной мере должны быть переданы санитарной химии полимеров, вооруженной современными инструментальными методами. Как показывает практика, при наличии гигиенических нормативов (ДУ и ДКМ) на все выделяющиеся из полимерных материалов вещества только с помощью санитарно-химических исследований можно дать гигиеническую оценку ПМ или изделию из него и предложить гигиенические рекомендации по их применению.
Развитие аналитической химии полимеров привело в последние годы к практически полному вытеснению ранее широко применявшихся методов колориметрии и бумажной хроматографии. Широкое использование нашли спектрофотометрические методы определения химических веществ, жидкостная и газовая хроматография с электроннозахватными и пламенно-ионизационными детекторами, масс-спектрометрия, атомно-абсорбционная спектрометрия и спектроскопия ядерного магнитного резонанса. В санитарно-химических исследованиях при проведении серийных анализов применяется также относительно несложная тонкослойная хроматография, которая дает быстрые, часто полуколичественные результаты.
При изучении миграции химических веществ из полимерных материалов устанавливают качественный и количественный состав химических веществ, выделяющихся из пластмасс, а также характер миграции в зависимости от свойств материала и условий его эксплуатации.
На основании санитарно-химического анализа часто можно решить вопрос о допустимости использования материала по назначению или о необходимости и направленности дальнейших исследований. Токсичные вещества (например, ртуть- или мышьяксодержащие соединения) не должны допускаться для применения
в пластмассах, предназначенных для затаривания пищевых продуктов и для водоснабжения, хотя их экстракция может быть чрезвычайно мала. Иногда металл не может быть обнаружен общепринятыми реакциями в результате плохой растворимости (ртуть в кадмийсульфомеркуриате, стеараты свинца, используемые как стабилизаторы непластифицированного поливинилхлорида при производстве водопроводных труб).
Влияние ПМ и изделий из них на микрофлору связано с возможностью миграции низкомолекулярных органических соединений, которые в той или иной мере могут служить питательной средой для микробов. При этом важное значение имеет характер поверхности ПМ, способность их задерживать влагу, накапливать органические загрязнения.
Действие ПМ на микрофлору может быть обусловлено выделением губительных для микроорганизмов соединений. Высказано мнение, что это свойство может использоваться для сохранения скоропортящихся продуктов, поддержания стерильности некоторых предметов обихода и материалов, применяемых в медицине. Более целесообразно для этой цели вводить в полимерных материалах специальные бактериостатические вещества. Стимуляция развития микроорганизмов на ПМ как правило нежелательна, так как непредвиденное размножение микрофлоры, в том числе и не только сапрофитной, может оказаться вредным для человека.
Некоторые полимерные материалы подвергаются микробному разрушению, вызывающему появление зон коррозии, снижение эксплуатационных качеств изделий, что зависит в первую очередь от химического строения пластмасс. Однако бактерии и грибы разрушают не собственно полимерную цепь, а содержащиеся в полимерных материалах добавки. Биологическому разрушению подвержены алифатические полиэфиры и их производные (поликапролактам, полиэтиленсукцинат, полиэтиленадипат). Микроорганизмами не разлагаются ароматические полиэфиры, а также высокомолекулярный полиэтилен и полистирол.
В настоящее время изучено влияние большого числа ПМ на рост и развитие микрофлоры в водопроводной воде. Показана практическая инертность полиолефинов, фторопласта, полиметил- метакрилата по отношению к водной микрофлоре. Стимулирующее влияние ПВХ на развитие бактерий в воде не является его специфической особенностью, а зависит от его способности выделять в воду низкомолекулярные органические соединения. В литературе имеются противоречивые данные о действии на микрофлору воды различных эпоксидных композиций. Фенопласты и пластобетон ингибируют развитие микрофлоры в соприкасающейся с ними воде, а полиэфирные стеклопластики стимулируют ее развитие в первое время контакта.
Полученные разными авторами данные о микробной обсемененности поверхностей различных полимерных материалов часто разноречивы, что вызывает необходимость унификации проведения санитарно-микробиологических исследований полимерных материалов.
Важными физико-гигиеническими показателями ПМ, используемых в строительстве, для изготовления одежды, обуви, являются их теплозащитные свойства, пористость, гигроскопичность, водопоглощение, объемный вес и воздухопроницаемость. Они в значительной степени определяют микроклимат помещений и пододежный микроклимат. Наибольшее значение в создании теплового комфорта принадлежит покрытиям пола. Интегральным показателем теплозащитных свойств материалов является коэффициент тепловой активности.
Одежда и обувь защищают человека от охлаждения, если они обеспечивают тепловой поток, составляющий 70—80 % теплопродукции. Отклонения от этих величин свидетельствуют о недостаточных или чрезмерных теплозащитных свойствах одежды и обуви.
Важнейшими критериями гигиенической оценки теплозащитных и сорбционных свойств одежных и обувных материалов являются коэффициенты конвективной теплоотдачи и влаговыделения. Указанные коэффициенты в сочетании с данными физиологических обследований людей и климатическими характеристиками позволяют разработать гигиенические рекомендации по рациональному использованию каждого вида одежды (В. К. Самыгин, 1974).
В связи с широким использованием ПМ одной из основных проблем в охране здоровья населения является гигиеническая регламентация накапливаемых на их поверхности зарядов статического электрического поля (СЭП). Уровни напряженности СЭП на строительных и текстильных материалах колеблются в значительных пределах. При этом величина заряда СЭП зависит от влажности воздуха.
В нашей стране проведены гигиенические исследования с целью регламентации уровня СЭП, накапливаемого на ПМ, используемых в строительстве (Н. С. Смирницкий, 1970, К. И. Станкевич и соавт., 1972). Установлено, что величина СЭП, равная 300 В/см, является пороговой, а 150 В/см — подпороговой. В основе механизма биологического действия СЭП лежат нарушения конформационных процессов в белковых клеточных компонентах как следствие сдвигов электростатических внутриклеточных сил и нарушения клеточного метаболизма (Б. М. Медведев, С. Д. Ковтун, 1969). В качестве одного из звеньев механизма повреждающего действия СЭП Ф. Г. Портнов и соавторы (1973) рассматривают участие адренорецепторов. По мнению К. И. Станкевича (1976), в механизме биологического действия СЭП важную роль играют проницаемость клеточных мембран и нарушение активности оскиредуктаз.
