Научное обоснование гигиенического норматива ТФГ в воздухе рабочей зоны с оценкой риска здоровью при промышленном производстве (стр. 2 )

а) установлена применимость ионометрического метода определения ФВ для условий определения тетрафторида германия;

б)пределы обнаружения соответствуют диапазону измеряемых концентраций фтористого водорода (0,1-5,0 мг/м3);

в) метод применим для определения концентраций, превышающих ПДК в несколько раз.

Таким образом, выявили, что существенным преимуществом использования метода определения ТФГ будет обладать ионометрический способ, т. к. является наиболее простым, удобным в применении и с меньшей погрешностью анализа.

Апробация метода в условиях производства на основе межлабораторных испытаний показала, что воспроизводимость, правильность и сходимость результатов измерений удовлетворительны. Все выполненные измерения ЛПСК (Зеленогорский ЭЗ) и лаборатории НИИ биофизики АГТА удовлетворяют условиям, предъявляемым к методикам измерения.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что концентрации ФВ в воздухе рабочей зоны производственных помещений колеблются от 0,1 до 0,997 мг/м3, то есть могут превышать предельно допустимую концентрацию ФВ при определениях ТФГ, равную 0,5 мг/м3 и тем самым оказывать вредное воздействие на здоровье рабочих, занятых в технологическом процессе получения высокочистого германия.

Материалов по характеру интоксикации тетрафторидом Германия в литературе не найдено, имеется лишь предположение, что ведущим компонентом токсического действия выступает фтористый водород и даже сам фтор, образующиеся при бурном гидролизе исходного соединения. Доля диоксида Германия в развитии интоксикации признается незначительной, т. к. диоксид Германия является менее токсичным компонентом в сравнении с фтористым водородом.

Исходя из физико-химических свойств ТФГ и его высокой гидролизуемости в воздухе посчитали целесообразным проводить токсикологические исследования, ориентируясь на уровни фтористого водорода, который оказался наиболее токсичным продуктом гидролиза и наиболее стабильным соединением при ингаляциях тетрафторидом германия.

Данный подход к определению подобных лекгогидролизующихся вредных соединений является довольно распространенным, к примеру, для определения гексафторидов вольфрама и молибдена применен такой же способ нормирования (, 1973).

Определение ТФГ по фтористому водороду с выполнением необходимых условий токсикологического исследования, заставило прибегнуть именно к широкомасштабному, отличающемуся от стандартного, способу проведения эксперимента с привлечением нескольких методов.

При оценке общетоксического и раздражающего действия тетрафторида Германия при однократной ингаляции было принято во внимание изменения показателей, свидетельствующих о гематотоксическом действии и об эффекте раздражения дыхательных путей и легочной ткани, свойственных проявлениям при воздействиях ФВ.

Изменение показателей состояния организма животных при однократном ингаляционном действии ТФГ приведены в таблице 4 и рисунках 2-3.

Таблица 4

Изменение показателей состояния организма животных при однократном ингаляционном воздействии ТФГ

№ п/п	Показатель	Концентрация, мг/м3
10	20	28
1	Гемоглобин крови	—	¯	¯*
2	Эритроциты	—	¯	¯
3	Ретикулоциты	­	­	­
4	Лейкоциты	­*	­*	­*
5	Масса тела	—	—	¯
6	Потребление кислорода	—	¯*	¯*
7	Частота дыхания	¯*	¯*	¯*
8	Витальная окраска легких	—	­*	¯*
9	Спонтанная двигательная активность	—	¯	¯
10	Норковый рефлекс	—	—	¯
11	Суммационно-пороговый показатель	—	¯	­

Примечание:

* отличия от контроля статистически достоверны при уровне значимости р<0,05.

— - изменений не происходило

­ ¯ - увеличение и уменьшение значения показателей.

По основным показателям раздражающего действия были получены следующие результаты.

При концентрации 10 мг/м3 витальная окраска легких существенно не отличалась от контроля, но в промывочной жидкости возросло количество макрофагов. Большая концентрация ТФГ (по ФВ) (20 мг/м3) вызвала повышение накопления красителя и снижение скорости его выведения. При концентрации 28 мг/м3 отмечено снижение накопления красителя в легких, появление в промывочной жидкости эпителиальных клеток и лимфоцитов. Данные представлены на рис.2а.

Рис. 2а. Изменение накопления красителя легкими при воздействии ТФГ

Сходная картина наблюдалась и при использовании фтористого водорода. Это доказывает, что, именно, ФВ является ведущим компонентом воздействия ТФГ.

Что касается гексафторида селена как медленногидролизующегося соединения, то для него характерна зависимость при еще более выраженном раздражающем действии, основанном на влиянии селеновых кислот (рис.2б).

Рис. 2б. Изменение накопления красителя легкими при воздействии ГФС

Что касается частоты дыхания, то она снижалась на всех уровнях воздействия тетрафторидом германия, начиная с 5 мг/м3 (Limir) (дополнительно изучалось действие ТФГ в концентрациях 1 и 5 мг/м3) (рис. 3).

Рис. 3. Динамика частоты дыхания у животных при ингаляции ТФГ

При всех исследуемых концентрациях в периферической крови повышалось количество лейкоцитов. Одновременно при воздействии в концентрации 28 мг/м3 обратило на себя внимание статистически достоверное снижение уровня гемоглобина в крови, сочетающееся со снижением количества эритроцитов и повышением количества ретикулоцитов. Также снизилось потребление кислорода. Спонтанная двигательная активность, норковый рефлекс, сумационно-пороговый показатель оказались не информативны.

Таким образом, минимальные признаки (количественные) общетоксического действия (гемоглобин крови, эритроциты, масса тела и потребление кислорода) оставались при концентрации 10 мг\м3, которую условно можно принять за порог острого действия.

Полученные данные позволяют отнести ТФГ к веществам остронаправленного раздражающего действия с величиной показателя зоны раздражающего действия больше единицы (Zir) и равной 2. Limac = 10 мг\м3, Limir = 5 мг\м3.

Zir = = 2

Следуя требованиям нормативных документов, расчетная ПДК ТФГ в воздухе рабочей зоны может быть получена из формулы:

lg ПДКрз = 0,11 lgCL50 + 0,65lg Limirкр – 0,72 lg Zir – 0,65

откуда lg ПДКрз = 0,11 lg64,5 + 0,65 lg5 – 0,75 lg2 – 0,65 = - 0,223

ПДКрз = 0,6 мг\м3

В результате однократного исследования установлено, что порог раздражающего действия ниже общетоксического и ТФГ является веществом остронаправленного действия.

Для установления возможной связи наблюдаемых эффектов с действием ФВ, образующегося при гидролизе ТФГ, был проведен хронический эксперимент. При этом полученные данные сопоставляли с известными из литературы эффектами, наблюдаемыми при хроническом действии фтора и фтористого водорода, наиболее известными из которых являются характерные ферментные изменения (активность кислой и щелочной фосфатазы нейтрофилов), флюороз, ломкость зубов и т. д.

Изменения таких биохимических показателей, как активность кислой и щелочной фосфатазы нейтрофилов и лимфоцитов играют важную роль в кальцификации и резорбции костной ткани, дентина и эмали, что, в свою очередь, отражает воздействие ФВ. Увеличение этого показателя может свидетельствовать о нарушении обменных процессов в костях, что представлено на рис.4 и 5.

Рис. 4. Активность щелочной фосфатазы нейтрофилов животных при различных уровнях ингаляционного воздействия ТФГ

Рис. 5. Активность кислой фосфатазы нейтрофилов и лимфоцитов животных при различных уровнях ингаляционного воздействия ТФГ

Изменения такого биохимического показателя, как миелопероксидаза нейтрофилов свидетельствует об инициировании процессов пероксидации, также подтверждающих воздействие фтористого водорода (рис.6).

Рис. 6. Изменение миелопероксидазы нейтрофилов животных при различных уровнях ингаляционного воздействия ТФГ

Характерными оказались и патоморфологические изменения, свидетельствующие о развитии флюороза (ломкость зубов), а также геморрагических очагов в легких.

В конце хронического эксперимента измерялось содержание фтора в моче и исследовались бедренные кости на излом. Результаты исследования свидетельствовали о повышенной ломкости костей (рис. 7).

Рис. 7. Результаты исследования бедренных костей кроликов на поперечный излом с помощью мини-копра Шарпи после воздействия ТФГ на фоне содержания фтора в моче.

Немаловажным показателем воздействия ФВ при гидролизе ТФГ является динамика изменения картины крови и цитохимия ее форменных элементов, изменения некоторых физиологических и биохимических показателей, представленные в таблице 5.

Таблица 5

Динамика величин гематологических, физиологических и биохимических показателей состояния животных при хроническом ингаляционном воздействии ТФГ (n=6, X ± Sx, P < 0,05)

Показатель	Конц-я, мг/м3	Срок наблюдения (мес.)
1	2	3	4	Восст.
1	2	3	4	5	6	7
Гемоглобин в крови, г/л	Контроль	16,3±0,51	14,51±0,26	17,07±0,26	14,5±0,32	15,33±0,35
0,2	15,97±0,24	14,27±0,39	16,37±0,82	14,63±0,2	15,23±0,31
1,5	14,97±0,24	14,77±0,18	16,57±0,48	15,03±0,38	15,73±0,61
5,5	14,93±0,54*	14,53±0,43	15,17± 0,42*	14,03±0,61	14,8±0,36
Эритроциты периферической крови, млн/мкл	Контроль	5,67±0,18	4,9±0,08	5,82±0,28	5,07±0,2	5,9±0,13
0,2	5,55±0,2	4,93±0,11	5,78±0,35	4,8±0,16	5,7±0,72
1,5	5,68±0,16	5,02±0,08	5,68±0,25	5,13±0,11	5,68±0,14
5,5	5,12±3,2*	5,05±0,06	5,08±0,24*	4,8±0,16	5,55±0,12*
Ретикулоциты периферической крови, %	Контроль	21,9±3,59	22,89±2,28	23,5±4,98	20,89±2,2	20,72±3,17
0,2	21,94±5,04	22,5±4,54	24,61±4,87	21,33±2,86	20,22±3,68
1,5	25,43±2,7	22,5±5,38	23,87±1,94	23,94± 6,29*	23,0±5,58
5,5	28,6±5,93*	26,78±5,38*	26,83±4,74*	25,0±4,13*	21,1±3,61

Продолжение таблицы 5