ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТОКСИКОМЕТРИИ ДЛЯ САНИТАРНО-ГИГЕНИЧЕСКОЙ РЕГЛАМЕНТАЦИИ
Обоснование параметров токсикометрии является одной из основных задач токсикологии и, одновременно, одной из самых сложных.
При проведении экспериментальных токсикологических исследований, в особенности имеющих целью обоснование предельно допустимых концентраций ядов во внешней среде, их продолжительность и условия проведения устанавливаются заранее.
Естественно, что они в максимально возможной степени должны соответствовать реальным условиям, моделируемым в эксперименте. Наиболее целесообразно продолжительность такого эксперимента устанавливать исходя из соотношения той доли жизни, в течение которой человек может подвергаться воздействию яда, и всей его жизни. Аналогичное соотношение должно быть сохранено и для выбранных подопытных животных.Работы по установлению ПДКрз проводят в три этапа:
• обоснование временных допустимых концентраций ВДКрз;
• обоснование ПДКрз;
• корректировка ПДКрз в результате анализа условий труда работающих и состояния их здоровья.
Для обоснования ПДКрз необходимы все сведения об изучаемом веществе: условия применения и производства, агрегатное состояние при поступлении в воздух, химическая формула, молекулярная масса, плотность, растворимость в воде, кислотах и органических растворителях, температуры кипения и плавления, токсичность и характер воздействия при однократном введении и др.
Токсичность и характер воздействия получают следующими путями:
• введением в легкие вместе со вдыхаемым воздухом;
• введением в желудок с пищей и без нее;
• введением в брюшную полость и мышечную ткань;
• нанесением на кожу и слизистые оболочки рта, носа и глаз.
Исследования проводят, как правило, на белых мышах и белых крысах. Одно из обязательных условий получения достоверных результатов - однородность животных в экспериментальных группах. Для правильной статистической обработки данных в каждой группе должно быть не менее 6 животных на каждую исследуемую концентрацию или дозу.
При изучении ингаляционного поступления токсичных веществ в организм их подают в затравочную камеру в том же агрегатном состоянии, в каком они находятся в воздухе рабочей зоны. Мыши затравливаются в течение 2 ч., крысы - в течение 4 ч., и наблюдение за животными продолжается в течение двух недель. Во время наблюдений описывают характер токсического действия, регистрируют число погибших животных, изучают патологические изменения в органах и тканях.Определение летальных концентраций (LC) и доз (LD) осуществляется путем ингаляционного воздействия, введения токсичных веществ или их растворов, эмульсий, суспензий в желудок или нанесения на кожу животного. Так, при определении 1Л>ж используют зонд, посредством которого через 3 ч. после приема пищи токсичное вещество вводится в желудок. При этом максимальная разовая доза не должна превышать 10 г/кг. Дальнейшее наблюдение за животными продолжается также в течение двух недель с регистрацией всех изменений в их поведении и жизнедеятельности.
Ниже (в табл. 9.1) приведены стандартные условия проведения некоторых токсикометрических исследований.
Таблица 9.1
Стандартные условия проведения экспериментов для получения параметров токсикометрии
| Показатель | Вид животных | Условия опыта |
| CL50 DL50 Limir Limac | Мыши массой (20+2) г Крысы массой (220+20) г То же Любой вид(*) Два вида (обязательны крысы) | Ингаляция в течение 2-4 час. (2 час. для мышей и 4 час. для крыс) при последующем сроке наблюдения в 3 недели Введение в желудок, в брюшную полость, под кожу, нанесение на кожу Ингаляция в течение 15 мин. Ингаляция в течение 4 час, исследования проводят через 15 мин. после затравки, используют не менее двух интегральных методов |
| (*) - При гарантии безопасности исследования могут проводиться на человеке при ингаляции в течение 1 мин. | ||
Наиболее важным и ответственным этапом установления ПДКрз является определение минимально действующей (пороговой) концентрации (ПК) в длительном (хроническом) эксперименте.
Опыты проводятся в специальных затравочных камерах, выполненных из стойких к агрессивному воздействию материалов (стекло, нержавеющая сталь, фторопласт и т.п.). Необходимые концентрации токсичных веществ в этих камерах создаются специальными дозаторами, к которым предъявляются высокие требования:• стабильность концентрации подаваемого вещества;
• адекватность агрегатного состояния в затравочной камере его состоянию в воздухе рабочей зоны;
• равномерность распределения подаваемого вещества в воздушной среде камеры;
• исключение возможности попадания вещества на волосяной покров
(кожу) и проникновения с пищей в организм животного.
Эксперимент по хроническому воздействию хронических веществ на
организм животных проводят в течение 4 мес. В качестве подопытных животных используют белых крыс, которых затравливают в затравочных камерах по 4 ч. в день пять раз в неделю. Концентрацию исследуемого вещества в затравочной камере рассчитывают на основе летальных концентраций, полученных в краткосрочных опытах. Обычно изучают воздействие двух-трех концентраций, с помощью которых устанавливают подпороговую и пороговую концентрации (ППК и ПК) по функциональным, биохимическим и другим показателям. Исследование каждой концентрации
проводят на 36-48 животных обоего пола, которые должны быть равноценными по основным показателям: масса, рост и др. Наблюдение за животными проводят до начала затравки, во время хронического эксперимента и после прекращения затравки, в так называемый восстановительный период.
Определение подпороговой и пороговой концентраций (ППК и ПК) в хроническом эксперименте позволяет выявить особенности действия токсичного вещества, возможность адаптации животных к его воздействию, дает возможность выбрать значение ПДК. Переход к этому показателю осуществляется путем умножения пороговых концентраций на коэффициент запаса, который изменяется от 3 до 20. Коэффициент запаса особенно важен в тех случаях, когда имеет место эффект синергизма, увеличивается значение КВИО, расширяется зона хронического действия, возрастает коэффициент кумуляции, уменьшается зона острого действия и т.п.
Для утверждения ПДКрз и включения его в санитарное законодательство разрабатывают и утверждают методику определения токсичного вещества в воздухе, обеспечивающую необходимую точность.
Обоснование ПДК токсичных веществ в атмосферном воздухе
населенных мест проводят экспериментально с точно заданными условиями, которые обеспечивают большую точность и позволяют установить нормативы, не дожидаясь появления неблагоприятных последствий для здоровья населения. Эксперименты проводят в два этапа:
а) Определение пороговой и подпороговой концентрации ощущения запаха
и, иногда, раздражающего действия.
Эти исследования выполняются с помощью волонтеров (добровольцев) на специальных установках, обеспечивающих подачу токсичных веществ в зону дыхания в строго дозируемых количествах. После проведения многократных опытов, полученные результаты подвергают статистической обработке для установления подпороговых и пороговых концентраций. Эти же материалы используют впоследствии для обоснования ПДКмр.
б) Изучение действия токсичных веществ при их длительном воздействии на подопытных животных.
Продолжительность исследований в затравочных камерах составляет не менее 4 мес, причем в отличие от исследований по обоснованию ПДКрз токсичное вещество подается в затравочную камеру не 4 ч. в сутки, а постоянно, т.е. подопытные животные подвергаются воздействию изучаемого вещества круглосуточно в течение 4 мес. Так же как и при обосновании ПДКрз, животные подвергаются воздействию нескольких концентраций токсичного вещества, подаваемого в затравочную камеру. Обычно выбирают три концентрации:
• на уровне порога запаха;
• выше в З-5 раз;
• ниже в 3-5 раз.
При отсутствии запаха у исследуемого вещества концентрации рассчитывают по специальным формулам в зависимости от гигиенических, токсикометрических показателей, физико-химических параметров или особенностей структуры вещества. По материалам исследований с волонтерами и длительной затравкой подопытных животных устанавливают ПДКсс.
Основным критерием здесь служит концентрация, оказавшаяся наименьшей при различных реакциях (запах, раздражающее воздействие и т.д.) организмов человека и животных. При этом особое внимание уделяется возможности проявления отдаленных последствий, а именно - возникновению эмбриотропных, гонадотропных, канцерогенных и других эффектов.Аналогично проводят и экспериментальное обоснование величин предельно допустимых концентраций в воде, почве и продуктах питания.
Еще совсем недавно существовало немало возражений, касающихся обоснования санитарных стандартов на лабораторных животных и других объектах. В настоящее время доказано, что в целом экспериментальные модели дают вполне удовлетворительные результаты: при острых
воздействиях совпадения с чувствительностью человека отмечаются в 70 % случаев, при хронических воздействиях - в 95 % случаев.
Наиболее трудная и наименее формализованная часть токсикометрии состоит в установлении коэффициента запаса (К3) при перенесении экспериментальных данных, полученных для животных, на человека.
И.В.Саноцким предложена формула:
Эта формула может быть дополнена в части детализации коэффициента пропорциональности (а) с учетом видовой чувствительности, характера действия яда и т.п. В целом, однако, подавляющее большинство санитарных стандартов, установленных на животных, с успехом проходит клинико-гигиеническую апробацию.
Достаточно серьезным является и вопрос об организации
токсикологических исследований при разработке и внедрении новых технологических процессов и производств. Существующая в настоящее время последовательность включает три этапа:
1) Предварительная токсикологическая оценка вещества начинается при разработке проектного задания или исходной материалов для проектирования. На данном этапе проводится рассмотрение теоретических схем реализации технологических процессов и литературных сведений о физико-химических свойствах, токсичности и опасности исходных, промежуточных и конечных продуктов.
Расчетным путем определяются временные показатели (обычно временные допустимые концентрации, см. раздел 9); возможно ориентировочное регламентирование по аналогии с близким по химическому строению веществом при экстраполяции или интерполяции в рядах одного класса соединений. Ориентировочные показатели доводят до сведения санитарно-эпидемиологических и природоохранительных органов для оценки и контроля ими за работой лабораторных и пилотных установок(когда воздействию малоизученного вещества подвергаются не более 100 человек).
2) Полная токсикологическая оценка вещества должна быть завершена до приема промышленного объекта в эксплуатацию и включает: эксперименты на животных, токсикологические испытания технологических опытных образцов, изучение возможных отдаленных последствий, обследование работающих на лабораторных и пилотных установках, разработку и утверждение методики анализа вещества в соответствующем объекте на данном уровне.
К моменту пуска технический руководитель (главный инженер) предприятия должен иметь токсикологический паспорт на каждое новое вещество, ПДК для которого отсутствует.
3) Клинико-статистическое натурное исследование осуществляется в течение первых трех лет работы новой установки, процесса, производства, но, в целях изучения отдаленных последствий, а также комбинированного, комплексного и сочетанного действия вещества, может продолжаться и дольше.
Основная задача этого этапа - проверка, подтверждение или корректировка экспериментальных величин ПДК.
10.