Сочетанное действие материалов и физических факторов - токсикология полимерных материалов
Сочетанное действие ПМ и физических факторов. Сочетанное действие имеет ряд особенностей по сравнению с комбинированным и комплексным. Главная из них состоит в существенном различии природы химического и физического факторов. Если химический фактор, как правило, может быть охарактеризован четкими зависимостями доза — эффект, концентрация — время и др., то действие на организм большинства физических факторов окружающей среды описывается как бы спектром зависимостей для различных уровней фактора.
Примером является действие на организм температуры окружающей среды, существенно отличающееся в области низких температур, температурного оптимума и высоких температур.
Г. А. Васильевым и В. В. Налетовым (1976) изучено сочетанное действие физических и химических факторов, воздействие которых наиболее характерно для судов, плавающих в тропической зоне. Эксперимент выполнялся в течение 3 мес на белых крысах- самцах в климатических камерах типа «Taitrori». В качестве комплекса химических факторов использовалась смесь наиболее распространенных мономеров — фенола, формальдегида и стирола в концентрациях 0,02- 0,03 и 0,01 мг/ма, что соответствовало порогам их хронического действия. Устойчивые концентрации создавались путем размещения в камерах определенного количества образцов стеклопластика на полиэфирной смоле ПН-62 и образцов трехслойной конструкции, в состав которой входил трудносгораемый слоистый пластик. Изучался следующий комплекс физических факторов: температура воздуха +30 °С, относительная влажность 90 % и солнечное облучение на уровне 0,5 эритемной дозы. Анализ результатов эксперимента, в ходе которого определяли гематологические, биохимические, физиологические, морфологические и другие показатели, позволил сделать вывод об аддитивном характере сочетанного воздействия указанных факторов на организм животных.
Я. Г. Двоскин и соавторы (1981) исследовали сочетанное действие полимерных материалов судостроительного назначения и шума. Наблюдения проводили в хроническом круглосуточном эксперименте на беспородных белых крысах в течение 90 сут. Полученные результаты позволили авторам предположить, что сочетание физических и химических факторов малой интенсивности проявляется преимущественно по типу независимого действия на организм.
При воздействии формальдегида в течение 2—4 мес по 4 ч ежедневно на фоне вибрации (4—63 Гц, 0,12—0,21 м/с2) и шума ЛД50 и ЛК50 мономера были на 10—30 % ниже, чем при изолированном действии, Limch — в 4 раза ниже. Р. Я. Штеренгарц и Н. И. Соломатина (1981) предложили снижать ПДК химических веществ при их воздействии на фоне вибрации на уровнях, близких к допустимым.
Л. М. Мелесова и соавторы (1984) изучили многократное сочетанное действие фенола (9,4±1 мг/м3) и повышенной температуры воздуха (32 °С) на организм белых крыс-самцов. Авторами отмечено, что сочетанное влияние глубже затрагивает метаболические процессы по сравнению с изолированным действием высокой температуры.
Особенностью ряда ПМ, применяемых в строительстве, а также бытового назначения является накопление на их поверхности статического электричества. К. И. Станкевич и соавторы (1981) исследовали сочетанное действие СЭП напряженностью 150 В/см и химических веществ, мигрирующих из полимерных материалов. Авторы установили, что сочетание СЭП с формальдегидом, инденом и эпихлоргидрином в концентрации до 5 мг/м3 и фенолом до 0,3 мг/м3 вызывает кратковременную активацию и повышение возбудимости ЦНС, которое при продолжении воздействия до 2 мес сменяется ее угнетением, в частности удлинением времени скрытого периода рефлекса и длительности реакции, повышением суммационно-порогового показателя, процента выпадений положительных условных рефлексов.
В. А. Дружинина и Т. А. Кочеткова (1981) показали, что сочетанное действие СЭП пороговой напряженности и химических веществ, выделяющихся из ДСП на основе мочевино-формальдегидной смолы, можно оценить как действие синергического типа, а воздействие более низких уровней СЭП и химических веществ протекает, по-видимому, по независимому типу.
В. А. Дружининой (1985) предложен метод изучения сочетанного действия СЭП и химических веществ, выделяющихся из полимерных материалов в условиях, приближенных к натурным. Принцип метода состоит в том, что затравочными камерами служат комнаты, в которых размещается изучаемый ПМ в количестве, соответствующем реальной «насыщенности» его в условиях эксплуатации. Для моделирования воздействия СЭП применен метод с использованием камер типа плоского конденсатора.
Животные были помещены в две одинаковые комнаты по площади, ориентации относительно сторон света, воздухообмену, в одной из которых размещался источник химического загрязнения воздушной среды — древесно-стружечные плиты (ДСП), созданные на основе мочевинно-формальдегидной смолы, в количестве, соответствующем площади пола комнаты.
В этой комнате размещались две группы животных, которые подвергались круглосуточному ингаляционному действию комплекса летучих веществ. Животные одной из групп, кроме того, подвергались воздействию СЭП в одной из двух расположенных здесь же камерах. Крыс другой группы на время экспозиции помещали в такую же камеру, на которую электроток не подавался. Аналогично этому в контрольной комнате (без материала) также размещались 2 группы животных, одна из которых подвергалась воздействию СЭП.
Экспозиция воздействия СЭП равнялась 4 ч в день (эксперимент проводился 5 дней в педелю). Напряженность СЭП — (32± ±4,7)кВ/м. По данным автора, полученным в кратковременном эксперименте, напряженность СЭП, равная 30 кВ/м, является пороговой и в сочетании с метилметакрилатом оказывает синергический эффект. Основным токсическим фактором в воздухе опытной комнаты был формальдегид, концентрация которого в 10— 37 раз превышала среднесуточную ПДК для атмосферного воздуха.
Анализ результатов токсикологических исследований показал, чт( у подопытных животных, подвергавшихся как раздельному воздействию СЭП и химических веществ, так и сочетанному их действию, не возникло грубых нарушений функционального состояния по сравнению с контрольными. В то же время при сочетанном влиянии (СЭП + химический фактор) изменения были наиболее выраженными. Так, на 2-м месяце эксперимента отмечалось повышение количества потребляемого кислорода (21,7±1,6 мг/(мин-кг) и 12,5zt 1,4 мг./(мин-кг) в контроле) и возрастание уровня суммационно-порогового показателя (12,6±0,4 В против 7,7±0,4 В).
На 3-м месяце наблюдалось повышенное содержание общего белка сыворотки крови.
Кроме того, наблюдалось уменьшение содержания аскорбиновой кислоты в надпочечниках и снижение их массового коэффициента, а также снижение массового коэффициента мозга.
Исследования позволили заключить, что воздействие СЭП напряженностью порогового уровня (ДУ для жилых помещений — 20 кВ/м) не безразлично для организма животных, а также снижает его устойчивость к влиянию комплекса веществ, выделяющихся из ДСП.
Приведенные выше данные свидетельствуют о необходимости рассмотрения физических факторов как качественных с несколькими дискретными уровнями или ограниченными задачами изучения сочетанного действия какой-то одной областью фактора (например, высокая температура, пониженное атмосферное давление и т. д.). Основой для такого подхода является теоретическое обобщение особенностей действия физических факторов, проведенное М. Г. Шандалой (1978), а также трудность выбора показателей реакции организма на сочетанное воздействие. Необходимо учитывать также сложившиеся различия в подходах к исследованию химических и физических факторов, отдельных химических веществ (промышленная токсикология, токсикология полимерных материалов, экотоксикология и т. д.) и физических воздействий (шум, УФ-радиация и др.).
Таким образом, целесообразно использовать гибкие планы методов планирования эксперимента, позволяющие изучать влияние количественных и качественных факторов при различном числе их уровней на градированные показатели состояния организма.
При постановке исследований по изучению сочетанного действия компонентов полимерных материалов и физических факторов следует руководствоваться методическими рекомендациями «Проведение исследований по изучению типов сочетанного действия химических веществ с физическими факторами с целью гигиенического нормирования» (М., 1984 г.).
Таким образом, проблема изучения комбинированного, комплексного и сочетанного действия химических и физических факторов сравнительно сложна и требует от исследователя четкого обоснования методических подходов. Комплексное и комбинированное воздействия компонентов полимерных материалов, а также их сочетания с факторами другой природы часто представляются единой задачей. Так, К. А. Раппопорт и Д. М. Климова (1969) сообщают о результатах изучения воздействия газовыделений из коврового покрытия на основе полиамидных волокон, аппретированных смесью стирольных латексов СКВ—50П и СКС—80ГП. В воздухе помещения в течение 1,5 лет обнаруживали стирол, а в течение 7 мес аммиак, фенол и оксиэтилированные продукты (комбинированное действие). Отмечалось загрязнение кожи стиролом (комплексное действие). Изменения в сенсомоторных реакциях у наблюдаемых, а также результаты гигиенического исследования, выявившего неблагоприятные факторы нехимической природы (запыленность, высокая микробная обсемененность и др.) явились основанием для запрещения применения исследуемого коврового покрытия.
Несомненно справедливо мнение А. Н. Бокова (1981) о невозможности создания стандартной методической схемы исследований полимерных материалов, пригодной для всех случаев. В соответствии с поставленной задачей, такая схема должна формироваться в каждом конкретном случае на выборе адекватных методических подходов, этапов и тактических приемов с учетом специфики назначения, сферы применения, ожидаемых условий эксплуатации и химического состава ПМ.
