Принципы и методы государственного санитарного надзора за применением - токсикология полимерных материалов

Принципы и методы государственного санитарного надзора за применением полимерных материалов. За последние 40 лет человечество получило в сотни раз больше новых разнообразных материалов, чем оно имело за всю свою предшествующую историю. ПМ изменили облик городов, вид наших квартир, стиль одежды, проникли в быт и многие отрасли народного хозяйства.
В связи с постоянно увеличивающимися масштабами выпуска и использования полимерных материалов, предназначенных для применения в жилищном, водопроводном строительстве, пищевой промышленности, быту, для изготовления одежды, обуви и других областях, одной из ведущих задач гигиены является разработка и осуществление научно обоснованных санитарно-профилактических мероприятий, исключающих возможность вредного воздействия химических веществ, выделяющихся из полимерных материалов и изделий из них, на здоровье населения.
Исследования по изучению миграции химических веществ из пластмасс с целью их гигиенической оценки начаты в нашей стране более 40 лет тому назад под руководством А. А. Хрусталева и Н. Н. Орлова. В 1957 г. разработана первая в СССР «Инструкция по санитарно-гигиеническому исследованию новых видов пищевой посуды, тары и других изделий, изготовленных с применением синтетических лаков, эмалей, клея, резины, шпаклевки и пластмасс», через 8 лет изданы методические указания по гигиеническому изучению синтетических материалов, предлагаемых для использования в строительстве и в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения. Начало развития действенного надзора за применением ПМ в пищевой промышленности, жилищном и водопроводном строительстве и быту с широким привлечением методов лабораторных исследований относится к 1965—1970 гг.
Основным принципом гигиенической регламентации применения полимерных материалов является недопустимость выделения в окружающую среду таких количеств химических веществ, которые при любых возможных условиях могли бы неблагоприятно действовать на организм человека. В 50—60-е годы у нас в стране разработаны мероприятия, направленные на создание системы специализированного государственного санитарного надзора. С 1964 г. установлен порядок, согласно которому все новые, а также применяемые, но ранее неизученные с гигиенических позиций материалы, должны подвергнуться всестороннему гигиеническому исследованию с использованием наиболее современных методов с целью предотвращения какого-либо вредного влияния на здоровье населения. Большое внимание уделялось предупредительному санитарному надзору за применением ПМ и изделий из них.
В целях практической реализации принятых МЗ СССР решений на СЭС ряда крупных промышленных городов создавались лаборатории по контролю за использованием ПМ. В дальнейшем эта задача возлагалась на токсикологические отделения СЭС, созданные в соответствии с новой структурой СЭС, принятой в 1969 г. Токсикологическое отделение лаборатории санитарно-гигиенического отдела республиканской, краевой, областной санитарно-эпидемиологической станций осуществляет непосредственный предупредительный и текущий санитарный надзор, проводя токсиколого-гигиеническую оценку новых полимерных материалов и изделий из них. Конечной целью подобных исследований является разработка мероприятий, направленных на предупреждение загрязнения воды, воздуха и пищевых продуктов и как следствие этого — на снижение заболеваемости.
Основными направлениями работы токсикологического отделения являются:

1. токсиколого-гигиеническая экспертиза новых полимерных материалов и изделий из них с последующей разработкой гигиенических рекомендаций по их безопасному применению;
2. при необходимости разработка гигиенических нормативов (ДУ и ДКМ) с помощью расчетных и экспрессных методов, а также полной схемы их обоснования;
3. изучение безопасности и безвредности различных изделий из полимерных материалов в процессе их реализации и эксплуатации;
4. консультативно-методическая помощь специалистам санитарно-гигиенического отдела по оценке степени токсичности, канцерогенной, аллергенной и других видов опасности ПМ и изделий из них-  
5. участие в организации и проведении санитарно-просветительной работы среди населения по вопросам применения полимерных материалов.

Основными методами работы токсикологического отделения являются медико-биологические исследования с применением токсиколого-гигиенических, физиологических, биохимических, патоморфологических и других методик. В работе отделение использует результаты санитарно-химических исследований, проводимых в отделениях коммунальной гигиены и гигиены питания, физикохимических методов. Таксикологические отделения должны быть готовы к количественному определению различных токсичных веществ (известных или неизвестных) в воздухе, воде или пищевых продуктах по утвержденным МЗ СССР методам исследований.
Работники токсикологических отделений обязаны владеть методами санитарной химии, которые должны дополнять или способствовать проведению токсикологического анализа.
Токсикологическая характеристика изделия из полимерных материалов или компонента ПМ осуществляется в соответствии с утвержденными и рекомендованными схемами оценки токсичности.
Развернутые исследования полимерных материалов и их компонентов в токсикологическом отделении СЭС проводятся в следующем объеме (согласно Методическим указаниям):

1. определение физико-химической характеристики (по литературным данным);
2. установление параметров острой токсичности;
3. определение кумулятивного действия;
4. выявление характера и степени токсического действия;
5. установление пороговых доз и концентраций;
6. расчет ориентировочных гигиенических нормативов (в частности, ДУ и ДКМ);
7. изучение сенсибилизирующего действия;
8. установление класса токсичности и опасности вещества.

Результаты исследований оформляются и выдаются в виде паспортов и заключений.
Токсикологическое отделение входит в состав лаборатории санитарно-гигиенического отдела СЭС. Его работа осуществляется в соответствии с планом работы СЭС на основе действующих инструктивно-методических документов, утвержденных М3 СССР. Работа отделения планируется исходя из заявок санитарных врачей и общего бюджета времени. Из опыта работы СЭС, следует 60—65 % рабочего времени лаборантов с высшим образованием отводить для непосредственного проведения и оформления исследований (аналитическая работа). 35—40 % времени затрачивается на организационно-методическую и другие виды работ (овладение новыми методиками и приемами исследований, составление справочных материалов, обучение лаборантов со средним образованием и помощников санитарных врачей специфике отбора и доставки проб). Согласно «Методическим указаниям по организации работы токсикологического отделения лаборатории санитарно-гигиенического отдела республиканской, краевой, областной СЭС», отбор проб, или образцов и своевременная их доставка на токсикологическое исследование осуществляется, как правило, сотрудниками отделения.
В соответствии с «Основами законодательства Союза ССР и союзных республик о здравоохранении», применение новых полимерных материалов, предназначенных для внедрения в народное хозяйство и быт населения, подлежит согласованию с МЗ СССР или министерствами здравоохранения союзных республик. В связи с этим в целях усиления предупредительного санитарного надзора за внедрением ПМ и изделий из них, а также для улучшения организации, планирования и координации научно-исследовательских работ по изучению ПМ при Главном санитарно-эпидемиологическом управлении МЗ СССР создан Междуведомственный комитет по изучению и гигиенической регламентации полимерных материалов и изделий из них, изготовляемых для применения в строительстве, пищевой промышленности, водоснабжении, а также для изготовления одежды, обуви и предметов быта. МЗ СССР регулярно выпускает перечни новых полимерных материалов, разрешенных для использования в строительстве, водоснабжении, в пищевой промышленности и для изготовления одежды и обуви.
В 1978 г. МЗ СССР возложило на министерства здравоохранения союзных республик рассмотрение и согласование проектов нормативно-технической документации на новые виды промышленных изделий, строительных материалов, тары и упаковочных материалов, ПМ и изделий из них, выпускаемых предприятиями, расположенными на территории республики (за исключением предметов детского обихода и изделий медицинского назначения). При этом министерства здравоохранения союзных республик могут поручить проведение экспертизы республиканским научно-исследовательским институтам гигиенического профиля или соответствующим кафедрам медицинских институтов, а также СЭС, имеющим возможность осуществления гигиенической экспертизы представляемых проектов нормативно-технической документации.
Одним из важнейших разделов предупредительного санитарного надзора является рассмотрение технических условий, рецептур, отраслевых стандартов на ПМ и изделия из них, применяемых в жилищном и водопроводном строительстве, а также в пищевой промышленности.
Разрешение на применение вновь разработанных полимерных материалов в жилищном, водопроводном строительстве, а также в пищевой промышленности выдается на основании результатов санитарно-химических и токсикологических исследований, проведенных гигиеническими институтами, СЭС, лабораториями различных ведомств немедицинского профиля по методике, утвержденной МЗ СССР. В последнем случае исследования должны осуществляться при участии учреждений гигиенического профиля. Разрешение на использование импортных полимерных материалов выдается только при наличии заключения органов здравоохранения экспортирующей страны, качественного состава ПМ и описания санитарно-химических методов, с помощью которых можно проконтролировать выделение всех компонентов полимерных материалов в жидкую или воздушную среду.
При изменении рецептуры уже разрешенных полимерных материалов (введение новых компонентов или превышение разрешенного их содержания) необходимо проводить новое гигиеническое изучение ПМ и изделий из них. Изменение рецептуры и технологии изготовления полимерных материалов должно согласовываться с санитарными органами.
Методической основой гигиенических исследований полимерных материалов и изделий из них в нашей стране служат утвержденные МЗ СССР методические указания и инструкции по гигиеническому контролю за изделиями и материалами, применяемыми в строительстве, водоснабжении, пищевой промышленности, для изготовления одежды и обуви и т. п. В этих документах изложены отвечающие современным требованиям методические схемы гигиенической оценки ПМ, основанные на опыте ведущих научно-исследовательских институтов и СЭС страны.
Положительное заключение о допустимости внедрения нового ПМ должно гарантировать предотвращение неблагоприятного воздействия на здоровье населения. Поэтому гигиеническое заключение должно составляться с учетом всех возможных неблагоприятных воздействий ПМ на организм. В отдельных случаях основанием для запрещения применения полимерных материалов может быть оценка только по одному из лимитирующих показателей (например, наличие у материала сильного стойкого запаха исключает необходимость проведения санитарно-химических или токсикологических исследований для вынесения решения о запрещении использования его по назначению).
У нас в стране все изделия из полимерных материалов проходят гигиеническую оценку с применением современных методов исследования. Практика показала, что не всегда исследования должны осуществляться в полном объеме, предусмотренном соответствующими инструкциями и методическими указаниями. В гигиене полимеров должен широко применяться принцип последовательного эксперимента. В результате санитарно-химического эксперимента извлекается необходимая информация о количественном и качественном составе мигрирующих из пластмасс химических веществ, кинетике их выделения в зависимости от времени, температуры и других факторов. Именно поэтому наибольшее значение в гигиене применения полимерных материалов придают исследованиям в моделированных условиях, имитирующих реальную ситуацию эксплуатации изделий. Получаемая при этом информация о материале в большинстве случаев достаточна для окончательного гигиенического заключения. Однако все это не означает, что при изучении гигиены применения полимеров можно отказаться от проведения натурных исследований, хотя объем их в настоящее время сравнительно невелик. Установлено, что только исследования в условиях эксплуатации могут подтвердить надежность испытания пластмасс в моделированных условиях, т. е. доказать надежность системы предупредительного санитарного надзора. В лаборатории невозможно учесть и воспроизвести все разнообразие внешних факторов, воздействующих на пластмассы в натурных условиях.
Впервые в нашей стране вопрос о критериях гигиенической оценки ПМ поставили В. Л. Гноевая (1963) и С. Л. Данишевский (1964). Безвредность ПМ, по мнению авторов, может быть гарантирован в тех случаях, когда пластмассы не выделяют компонентов, входящих в их состав, или количества выделяющихся из пластмасс мономеров и добавок настолько малы, что не влияют отрицательно на животных даже при длительном воздействии. Не возникает опасности и в том случае, если мигрирующие из пластмасс вещества являются практически нетоксичными и не могут оказать вредного действия на животных. Однако вышеизложенное не исчерпывает всех гигиенических требований, предъявляемых гигиенистами к пластмассам, потенциальным загрязнителям воздуха, воды или пищевых продуктов.
При гигиенической оценке полимерных строительных материалов необходимо руководствоваться следующими основными требованиями. ПМ не должны создавать в помещении специфического запаха к моменту заселения дома, выделять в воздух летучие вещества в опасных для здоровья концентрациях, стимулировать развитие микрофлоры на своей поверхности, должны быть доступны влажной дезинфекции- напряженность поля статического электричества на поверхности конструкций из полимерных материалов в условиях эксплуатации помещений не должна превышать 150 В/см (при относительной влажности воздуха в помещении 70—60 %). ПМ не должны ухудшать микроклимат помещении. Показатель теплоусвоения полов с покрытием из полимерных материалов должен быть не более 12 Вт/м2. °С для основных помещений жилых, детских и лечебных учреждений и не более 14 Вт/м2. °С для основных помещений общественных зданий.
Соответствие строительных полимерных материалов гигиеническим требованиям проверяется с помощью санитарно-химических исследований, имеющих своей целью расшифровку качественного и количественного состава летучих веществ, выделяющихся из полимерных материалов в воздух. Санитарно-химические исследования проводятся в натурных и, главным образом, в моделированных условиях, имитирующих параметры реальной эксплуатации полимерных материалов («Методические указания по санитарно-гигиеническому контролю полимерных строительных материалов, предназначенных для применения в строительстве жилых и общественных зданий», 1980 г.). Для этого применяют специальные камеры-генераторы, а при их отсутствии — стеклянные емкости, которые помещают в термостат для достижения в них заданной температуры.
В последние десятилетия стали все чаще обращать внимание на такую особенность строительных полимерных материалов, как токсичность и опасность продуктов их горения. Отмечено, что при возникновении пожаров основным поражающим фактором является интоксикация людей летучими продуктами горения полимерных материалов. В настоящее время разрабатываются методические подходы изучения токсичности и опасности продуктов горения. Однако имеются существенные разногласия во взглядах на вопрос о ведущих влияниях тех или иных продуктов горения на общий токсический эффект многокомпонентных смесей. Не до конца еще выяснена роль окиси углерода в формировании интоксикации. В экстремальных условиях пожара неприемлемы существующие критерии вредности химических соединений, установленные для нормальных условий жизни человека.
Опасность отравления людей продуктами горения значительно возрастает при воспламенении полимерных материалов в замкнутых пространствах или в помещениях с недостаточной естественной вентиляцией (например, на судах, в самолетах, космических кораблях и т. д.).
Как показали исследования А. И. Эйтингона (1979), В. Н. Чекаля (1981), токсичность и опасность продуктов горения зависит от химической структуры ПМ. Наибольшей токсичностью и опасностью смертельного отравления при горении обладают азотсодержащие синтетические и натуральные материалы, что связано с выделением высокотоксичного цианистого водорода. В то же время синтетические ПМ при горении не являются более токсичными по сравнению с натуральными материалами.
При определении предельной устойчивости организма к кратковременному экстремальному воздействию продуктов горения полимерных материалов разработаны критерии вредности (А. И. Эйтингон, 1985): снижение двигательной активности, условно-рефлекторной деятельности и поведенческих реакций у подопытных животных не более чем на 30 %- восстановление изменившихся показателей жизненно важных органов и систем в течение 7 сут после воздействия и отсутствие выраженного раздражающего эффекта («Методические указания по оценке сравнительной токсичности авиационных полимерных материалов при горении», 1983). Выявлены аварийные пределы воздействия ведущих продуктов горения, ответственных за токсический эффект на уровне порогов экстремального комбинированного воздействия комплекса соединений, выделяющихся при деструкции полимерных материалов различного химического состава: для ПВХ материалов — 120 мг/м3 хлористого водорода, для материалов на основе ароматических полиамидов — 3,5 мг/м3 цианистого водорода, 100 мг/м3 фторорганических соединений, для материалов на основе политетрафторэтилена — 0,6 мг/м3 фтористого водорода.