Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 8
1.1 .Физико-химические особенности коагулянтов и флокулянтов 8
1.2. Гигиенические аспекты применения синтетических полиэлектролитов 11
1.3. Токсичность и опасность мономеров и примесей 20
ГЛАВА 2. Объем и методы исследования 28
ГЛАВА 3. Сравнительная оценка флокулянтов по санитарно-химическим и органолептическим свойствам 40
3.1. Сравнительная оценка физико-химических свойств флокулянтов 40
3.2. Экспериментальное определение количественного содержания исходных и побочных продуктов синтеза флокулянтов 46
3.3. Изучение стабильности и трансформации флокулянтов 52
3.4. Изучение влияния флокулянтов на общий санитарный режим воды водных бъектов 57
3.5 Изучение влияния флокулянтов на органолептические свойства воды 61
ГЛАВА 4. Экспериментальное изучение токсичности флокулянтов при воздействии на организм лабораторных животных 68
4.1 Изучение токсичности флокулянтов при однократном воздействии 68
4.2. Изучение токсичности и опасности флокулянтов при длительном воздействии на лабораторных животных 73
ГЛАВА 5. Сравнительная оценка резорбтивного и местного токсического действия флокулянтов 99
ГЛАВА 6. Обоснование гигиенического норматива диаллилдиметиламмоний хлорида... 107
6.1. Изучение влияния диаллилдиметиламмоний хлорида на органолептические свойства воды 107
6.2. Изучение влияния диаллилдиметиламмоний хлорида на санитарный режим воды водных объектов 108
6.3. Изучение острой токсичности диаллилдиметиламмоний хлорида по смертельному эффекту при энтеральном поступлении... 110
6.4 Изучение токсического действия диаллилдиметиламмоний хлорида в условиях хронического эксперимента 111
6.5 Исследование мутагенной активности диаллилдиметиламмоний хлорида 119
ГЛАВА 7. Обсуждение полученных результатов 122
Выводы 138
Список литературы 141
Приложения 158
- Гигиенические аспекты применения синтетических полиэлектролитов
- Экспериментальное определение количественного содержания исходных и побочных продуктов синтеза флокулянтов
- Изучение токсичности и опасности флокулянтов при длительном воздействии на лабораторных животных
- Изучение влияния диаллилдиметиламмоний хлорида на санитарный режим воды водных объектов
Введение к работе
Центральной задачей гигиены воды остается обеспечение безопасных условий водопользования населения. Эта проблема признана одной из глобальных задач на мировом уровне [15].
Научно-технический прогресс сопровождается разработкой новых технологий и созданием новых реагентов, применяемых в водоподготовке. Однако их применение может быть сопряжено с дополнительным загрязнением воды химическими веществами, обладающими опасными, в том числе канцерогенными свойствами. [80,45,112]. В частности, все более широкое применение находят высокомолекулярные синтетические полиэлектролиты для очистки воды в качестве коагулянтов и/или флокулянтов. В связи с общепринятым мнением о безопасности водорастворимых полимеров, предлагалось широкое использование их не только для очистки воды, айв пищевой промышленности, для оструктуривания почв и в качестве заменителей крови [148,160,11].
Хотя, принципы, критерии и показатели гигиенической оценки эффективности и безопасности зависят от свойств и условий применения методов очистки и обеззараживания воды [38,40,73], гигиеническая оценка безопасности флокулянтов проводилась по стандартной схеме обоснования ПДК. При этом не учитывались особенности свойственные полимерам, а именно, загрязнение исходными мономерами, побочными и промежуточными продуктами синтеза, на которые указывал ряд авторов [75,92,128].
Учитывая данные о мутагенном и канцерогенном действии мономеров и примесей, таких как акриламид, эпихлоргидрин и акриловая кислота, входящих в состав полиэлектролитов [15,123,164], в рекомендациях ВОЗ [77] присутствие канцерогенов в питьевой воде либо вообще не допускается, либо их концентрации устанавливаются на уровне канцерогенного риска 10"6 -10"5. Вместе с тем, в контролирующих санитарных службах и в производственных лабораториях отсутствует аналитическая база для
5 достоверного определения вредных примесей на уровне безвредных и реальных концентраций в воде, поэтому контроль за ними не осуществляется. Недостаточно информации о стабильности и трансформации полиэлектролитов. Так как стабильность соединений в воде является одним из ведущих критериев опасности [27,41], особо важным вопросом является изучение трансформации этих веществ и выявление образования опасных продуктов трансформации.
Для минимизации опасности для здоровья населения, связанной с применением полиэлектролитов при подготовке питьевой воды, назрела необходимость в изменении концепции их гигиенической оценки, определения оптимальных условий применения, а также контроля за производством.
В связи с вышесказанным цель работы заключается в сравнительной гигиенической оценке опасности полиэлектролитов, с учетом контроля за качеством продукта и условиями применения в практике водоснабжения.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
Дать гигиеническую оценку полиэлектролитам с учетом комплекса показателей вредности, таких как токсичность, стабильность и трансформация, влияние на процессы самоочищения и органолептические свойства воды.
Провести сравнительную гигиеническую оценку полиэлектролитов в зависимости от принадлежности к химическому классу, опасности примесей, величины молекулярной массы и однородности по молекулярно-массовому распределению.
3. Определить гигиеническую значимость соотношения местного и резорбтивного действия флокулянтов как критериев сравнительной оценки их токсичности и опасности.
4. Обосновать концепцию санитарно-эпидемиологического контроля за условиями производства и применения синтетических полиэлектролитов на основе комплекса эколого-гигиенических критериев вредности.
5. Дать научное обоснование обобщенных ПДК для отдельных химических классов полиэлектролитов в воде водных объектов.
Научная новизна работы. Установлена зависимость токсичности и опасности флокулянтов от степени загрязнения мономерами и низкомолекулярными примесями, от молекулярной массы (увеличение токсичности при молекулярной массе < 2200), от степени однородности по молекулярно-массовому распределению (ММР).
Впервые доказано повышение количества мономера в воде при воздействии озона и высказана гипотеза о механизме этого явления.
Показана биологическая значимость местного действия полиэлектролитов на слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта при энтеральном поступлении в организм. Обоснован комплекс морфофункциональных показателей местного действия химических веществ. На основании изучения местного действия флокулянтов «на воротах» поступления в организм выдвинута гипотеза о механизме их всасывания из желудочно-кишечного тракта.
Практическая значимость. Результаты исследований позволили обосновать новую концепцию гигиенической оценки синтетических полиэлектролитов, а также условия санитарно-эпидемиологического контроля за их производством и применением. Материалы диссертации использованы при разработке Методических указаний № 2.1.4.1060-01 «Санитарно-эпидемиологический надзор за использованием синтетических полиэлектролитов в практике питьевого водоснабжения».
Дано научное обоснование обобщенных ПДК для отдельных химических классов флокулянтов.
Научно обоснована предельно допустимая концентрация диаллилдиметиламмоний хлорида в воде водных объектов на уровне 0,1 мг/л (лимитирующий признак вредности - санитарно-токсикологическиЙ, класс опасности 3); допустимое содержание в полиэлектролите - 5 г/кг.
Показана опасность озонирования воды после применения синтетических полиэлектролитов.
Работа выполнена в лаборатории комплексного эколого-гигиенического нормирования ГУ НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н.Сысина РАМН в рамках плановых тем № г/р 01.9.70002125 и 01.20.0000688.
Апробация материалов диссертации. Результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на IV Международном конгрессе «Вода: экология и технология» (Москва, 2000), V Международном конгрессе «Вода: экология и технология» (Москва, 2002), научной конференции молодых ученых, посвященной 100-летию со дня рождения академика В.А.Рязанова (Москва, 2003), Апробационной комиссии ГУ НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н.Сысина РАМН (Москва, 2004).
Основные положения, выносимые на защиту:
Зависимость опасности флокулянтов от токсичности загрязняющих мономеров и примесей, от молекулярной массы и однородности по молекулярно-массовому распределению (ММР).
Новая концепция санитарно-эпидемиологического контроля за производством и применением синтетических полиэлектролитов.
Гипотеза о механизме всасывания в желудочно-кишечном тракте и резорбтивного действия флокулянтов.
4. Обобщенные ПДК для отдельных химических классов синтетических полиэлектролитов и предельно допустимая концентрация мономера диаллилдиметиламмоний хлорида в воде.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Гигиенические аспекты применения синтетических полиэлектролитов
Существующее мнение о безопасности полимеров, а также, дешевизна, практически неограниченные источники получения сырья, простота переработки и специфические свойства, отвечающие конкретным условиям эксплуатации, послужили поводом к широкому их применению в различных областях деятельности человека: в водоподготовке, строительстве, пищевой промышленности, медицине и т.д. [69,6,68,30]. Кроме того, в 50-60-х годах прошлого века высокомолекулярные соединения применялись для оструктуривания обедненных гумусом почв [11,49,5,79,65,64].
Согласно современным воззрениям, макромолекулы полимеров так велики и так химически инертны, что они физиологически неактивны. Попадая в пищевой канал, они проходят его неизмененными. Будучи помещенными под кожу, они не проникают в ткани из-за большой величины молекулы [92]. Тем не менее, в литературе имеются данные о местном воздействии растворимых полимеров, применяемых в фармакологии [166,132,100,98]. Например, заменители крови вызывали развитие опухолей по месту введения [160].
В связи с тем, что цель работы заключается в сравнительной гигиенической оценке опасности синтетических полиэлектролитов используемых в практике питьевого водоснабжения, особое внимание уделено именно этой группе высокомолекулярных соединений.
Для очистки питьевой и сточных вод, используются преимущественно флокулянты/коагулянты представленные в таблице 1.2.
Уже в 1957 году American Water Works Association (A WW А) поставила вопрос перед United States Public Health Service (USPHS) о возможном неблагоприятном воздействии примесей полиэлектролитов на здоровье людей. USPHS разработала программу развития и контороля за безопасностью полиэлектролитов. Позднее, в 1970 г., ответственность за программу перешла к United States Environmental Protection Agency (USEPA).
В действительности, продукты были внесены в список на основе технической документации, представленной производителями и дистрибьюторами. Включение в список разрешенных веществ не предполагало тестирование этих продуктов и/или инспекцию производителей.
Тем не менее, в 1980-х годах Южная Африка начала использовать органические полимеры для очистки воды, основываясь на том же списке и тех же максимальных дозах полиэлектролитов, утвержденных в США. Поскольку рынок органических полимеров в Южной Африке расширялся, то там же стали развивать их производство. Нормирование и утверждение продуктов проводилось на основе эквивалентности произведенных веществ, соответствующим брэндам, разработанным в США. Следовательно, контроль за их качеством не осуществлялся. В то же время, в Соединенных Штатах развивалось более детализированное и системное изучение синтетических полиэлектролитов.
Следует учитывать, что наша страна закупает за рубежом значительные количества флокулянтов, химическое строение, физико-химические и токсические свойства которых практически неизвестны. В связи с этим, многие исследования посвящены не только изучению эффективности флокулянтов, но и оценке возможного вредного действия на здоровье населения в результате применения этих реагентов. В России синтезированы и внедрены в промышленность анионные и неионогенные флокулянты, наиболее распространенным из которых является полиакриламид (ПАА). Промышленное производство катионных флокулянтов на основе солей пиридина, полистирола и др. начало налаживаться с 1985-1986 г.г. Как наиболее перспективный отечественный реагент, рассматривался катионный флокулянт ВПК-402 (полидиметилдиаллиламмоний хлорид) [8]. Не смотря на то, что при правильно выбранной дозе и условиях смешения флокулянты практически полностью взаимодействуют с коллоидными частицами, в воде после удаления хлопьев могут находиться остаточные количества полимера. Поэтому перед токсикологией водных загрязнений стоял вопрос об изучении влияния синтетических полиэлектролитов на живые объекты, в том числе и на человека.
Характеристика физико-химических, токсических и гигиенических свойств отечественных флокулянтов ПАА и ВПК-402, а так же, флокулянтов на основе полиэтиленимина (ПЭИ) и полистирола (Ва-2, ВА-3), полиметакриловых катионных фдлокулянтов (ВА-102, ВА-212), Эпафлока-2 изучены и освещены в работах Н.А. Рахманиной, М.Б. Трахтмана, А.С. Кинзирского, Б.Р. Витвицкой и других авторов [75,85,13,14,32,33,34,86]. В их работах обоснованы предельно допустимые концентрации изученных полиэлектрлитов. Практически все исследованные органические флокулянты оказывали влияние на систему красной крови, центральную нервную систему и на паренхиматозные органы - печень, почки. В острых опытах наблюдалось сходство картины интоксикации полимерами и исходными мономерами, что дало основание поставить вопрос о возможности отравления животных в острых опытах именно примесью мономера. В подостром эксперименте ПАА при введении крысам в дозе 250 мг/кг вызывал полисимтомную картину интоксикации (похожую на отравление акриламидом). У животных были отмечены изменения активности ферментов в крови и печени, соотношения белковых фракций сыворотки крови, структурные нарушения печени и почек. Изменялась функция центральной нервной системы, имело место снижение количества лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина в периферической крови [74]. Следует отметить, что содержание мономер в продукте достигало 3% [75].
Экспериментальное определение количественного содержания исходных и побочных продуктов синтеза флокулянтов
Как видно из представленной таблицы 3.2 качество 4-го образца полимера существенно выше по сравнению с тремя другими образцами: низкомолекулярный мономер 2-метил-5-вини л пиридин в образце отсутствует, отмечено наименьшее количество мономера 1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфата, отсутствуют другие примеси, имеющиеся в образцах 1, 2 и 3. В то же время, в качестве примеси обнаружен метионин, участвующий в синтезе полимера в качестве катализатора. Образцы 1, 2 и 3 содержат винилпиридин и 2-метил-5-этилпиридин, являющиеся побочными продуктами при синтезе мономера и полимера. Количество этих соединений в образце №1 - 83 мкг/г и 139 мкг/г, соответственно. В образце № 2 их содержится 788 мкг/г и 442 мкг/г. В образце № 3 содержится: винилпиридина - 638 мкг/г, 2-метил-5-этилпиридина - 1490 мкг/г, По содержанию заряженного мономера наименее качественным является образец № 2, в котором его содержится 12,2 %.
Таким образом, в состав реагента КФ-91 входят исходный и побочные мономеры, количественное соотношение которых варьирет в различных образцах. Нами проведены аналитические исследования с целью определение количества мономера и выявления возможных примесей в различных образцах полиэлектролита ВПК-402. Для анализа использовали пять проб. В результате хроматомасс-спектрометрического анализа образца № 1 водорастворимого катионного полиэлектролита марки ВПК-402 обнаружено, что содержание мономера составляет 0,0004% (42,5 мкг/л). В образце содержалась примесь хлорсодержащего органического соединения с молекулярной массой 133 в количестве 0,0006 % (62,5 мкг/л). В пробе № 2 содержалось 0,6 % мономера - диметилдиаллиламмоний хлорида, впробе № 3 -1,5 % мономера, в пробе № 4 - 3,5 % мономера. В пробе № 5 содержалось 4% мономера, кроме того, отмечалось очень широкое молекулярно-массовое распределение. Имелись димеры и тримеры, которые, по всей видимости, являются промежуточными продуктами синтеза. Результаты исследований представлены в таблице 3.3.
Химический анализ образца реагента Суперфлок С-577 показал, что возможные органические примеси обнаружены в количествах не более, чем: Эпихлоргидрин - 0,001% (10 мг/кг); Глицидол - 0,05% (500 мг/кг); Диметиламин - 0,01% (100 мг/кг); 1,3-дихлорпропанол - 0,001% (10 мг/кг); 3-хлор-1,2-пропандиол - 0,01% (100 мг/кг); 2-хлораллиловый спирт 0,005% (50 мг/кг); 3-хлороксэтан — 0,005% (50 мг/кг); этилендиамин — 0,05% (500 мг/кг). Обнаружено присутствие мономерного звена З-хлор-2-гидроксипропилдиметиламмоний хлорида (возможен также димер) с молекулярной массой около 100, в количестве 2,8%.
Для реагента «Экозоль-401» хроматомасс-спектрометрический анализ в режиме полного сканирования не позволил обнаружить присутствие органических соединений в спиртовой и хлористо метилен овой вытяжке. После суточной экспозиции препарата в воде определили, что в вытяжке содержится около 2 % свободной олеиновой кислоты. На основании этого сделан вывод, что органическая и неорганическая части флокулянта образуют достаточно прочный комплекс и спектроскопический метод дает лишь ориентировочное представление о наличии органической части молекулы. Анализ с помощью атомно-адсорбционной спектроскопии на содержание алюминия как реперного компонента показал, что в водной фазе образца реагента находится 0,0038 % алюминия, в нерастворимом осадке -0,9 %. Как видно из приведенных результатов, концентрация алюминия в воде при внесении реагента «Экозоль-401» в рабочей дозе 50 мг/л будет 0,0013 мг/л, что 154 раза ниже его ПДК (0,2 мг/л) в воде водных объектов.
Результат химического анализа на содержание металлов в бентонитовой глине, основном составном компоненте реагента, представлен в таблице 3.5. Расчет содержания металлов в сточной воде, обработанной реагегтом «Экозоль-401» в концентрации 50 мг/л, показал, что их возможные концентрации будут в 6-3000 раз ниже ПДК металлов, даже в случае 100%-ного растворения их в воде.
Таким образом, примеси тяжелых металлов в бентонитовой глине не представляют опасности для условий водопользования.
Для оценки опасности загрязнения флокулянтов исходными и побочными продуктами рассчитывали, в какой концентрации эти соединения могут поступать в воду при условии их применения для обработки воды в 3-кратной максимальной рабочей дозе. Результаты расчетов сопоставлялись с величинами ПДК этих веществ (таблица 3.6, приложение 1). Вместе с тем, для таких примесей, как винилпиридин, 2-метил-5-винилпиридин и 2-метил-5-этилпиридин, ПДК не установлены, поэтому, для ориентировочной оценки опасности этих веществ совместно с Харчевниковой Н.В., проведены исследования по прогнозу их максимально недействующих доз (МНД).
Структурный ряд пиридинов, для которых уствновлены ПДК и МНД, включал 15 соединений.
Полученное достоверное уравнение острой токсичности от электронных параметров, подтверждает правомерность включения производных пиридина в изучаемую выборку. Поскольку зависимость МНД также описывается достоверным уравнением регрессии, оно использовалось для прогноза хронической токсичности следующих веществ: винилпиридина; 2-метил-5-винилпиридина и 2-метил-5-этилпиридина. Квантовохимическим методом AMI расчитаны значения параметров Е и по уравнению (2) -значения МНД: для винилпиридина - 0,0003 мг/кг (МНК=0,006 мг/л), для 2 51 метил-5-винилпиридина и 2-метил-5-этилпиридина — 0,00256 мг/кг (МНК=0,05 мг/л).
В таблице 3.6 приводятся обобщенные результаты химического анализа флокулянтов из разных химических классов и оценка опасности возможного загрязнения обрабатываемой воды исходными и побочными мономерами в реальных условиях водопользования. Согласно Методическим указаниям МУ 2.1.4.783-99 [135] расчитывали концентрации (С) выявленных примесей, которые могут образовываться в воде при содержании в ней реагента на уровне 3-х максимальных рабочих доз.
Изучение токсичности и опасности флокулянтов при длительном воздействии на лабораторных животных
В эксперименте испытывались следующие дозы вещества: 50,0 мг/кг (что соответствует рабочей концентрации реагента в воде 1,0 г/л) - I группа; 10,0 мг/кг - II группа и 2,0 мг/кг - III группа. В эксперименте был изучен образец флокулянта № 1 - наиболее качественный по химическому составу.
Отбор биологического материала производился через 2 часа после введения на1,5,15и30 сутки эксперимента. Результаты изучения токсического действия флокулянта КФ-91 на организм белых крыс в условиях субхронического эксперимента представлены в таблице 4.3, приложениях 16-30. В течение всего эксперимента подопытные животные не погибали, по внешнему виду, поведению, состоянию кожных покровов не отличались от контрольных. Поступление в организм флокулянта КФ-91 на протяжении 30 дней не приводило к существенным изменениям массы тела, суммационно-порогового показателя, двигательной активности (приложения 16-18), крыс ни в одной из экспериментальных групп. Изучение ориентировочно-исследовательской деятельности и вегетативной реакции подопытных животных методом «открытого поля» выявило достоверное снижение (р 0,01) горизонтальной активности у крыс, грумминга, получавших флокулянт в дозе 50,0 и 10,0 мг/кг в 1 сутки опыта. У животных I группы в этот срок наблюдалось статистически достоверное (р=0,05) увеличение актов дефекации (приложение 19). Изучение содержания гемоглобина крови не выявило изменение этого показателя (приложение 20). Наблюдение за содержанием общих сульфгидрильных групп в крови крыс, получавших флокулянт в дозах 50,0 и 10,0 мг/кг, выявило снижение их количества на 1 и 30 сутки эксперимента (приложение 21). Во II группе изменения содержания SH-групп носили более выраженный характер и имели высокий уровень достоверности (р 0,01) (рисунок 4.2).
Для оценки функционального состояния печени изучалась активность щелочной фосфатазы, холинэстеразы и лактатдегидрогеназы в сыворотке крови крыс (приложения 22,23). Было установлено, что активность холинэстеразы достоверно не изменялась ни в одной из опытных групп. У животных, получавших дозу флокулянта 10,0 мг/кг, наблюдалось снижение активности щелочной фосфатазы к концу эксперимента, а также снижение активности лактатдегидрогеназы на 15 и 30 сутки опыта.
Функциональное состояние почек оценивали по изменению фильтрационной, концентрационной и выделительной способности. У экспериментальных животных I и II групп однократно увеличивалось количество выделяемой мочи к 5 суткам эксперимента, которое не сопровождалось изменением удельного веса мочи (приложение 25). Наблюдалось повышение уровня мочевины в сыворотке крови, сопровождавшееся снижением уровня мочевины в моче и соответственным снижением клиренса мочевины у животных, получавших максимальную дозу флокулянта, к концу эксперимента. Изменение азотистого обмена наблюдалось и у животных, получавших минимальную дозу флокулянта КФ-91. К 15 суткам опыта достоверно повысился уровень мочевины в сыворотке крови, сопровождавшийся уменьшением клиренса (рисунок 4.3, приложение 24).
В конце эксперимента проводилось вскрытие подопытных животных. При определении относительной массы печени, почек, селезенки ни в одной из экспериментальных групп не выявлены значимые отклонения от контроля (приложение 26). Изучение гонадотоксического действия не выявило изменений относительной массы семенников, их размеров и количества сперматозоидов у животных всех опытных групп (приложение 27).
Морфофункциональное исследование внутренних органов белых крыс при 30-ти дневном воздействии флокулянта КФ-91 позволило установить, что в двенадцатиперстной кишке возрастает процент деструктурированных ворсин при воздействии всех доз, но процент животных с обнаруженным изменением во II и III группах не превышает контрольные величины (приложение 30). В подвздошной кишке подопытных животных I и III групп также отмечено некоторое повышение процента деструктурированных ворсин. В слизистой кишечника подопытных животных меняется и соотношение активности бокаловидных клеток: снижается процент крыс в I группе с нормально функционирующими бокаловидными клетками и увеличивается с сильно функционирующими.
Результаты морф функционального исследования печени показали, что ни по одному из изученных показателей достоверных изменений не возникало (приложение 28). Морфофункциональные показатели почки подопытных крыс представлены в приложении 29. Из таблицы видно, что отсутствуют достоверные отличия изученных показателей по сравнению с контрольными величинами.
Результаты проведенных исследований с указанием сроков выявленных достоверных изменений в подостром эксперименте представлены в таблице 4.2, из которых видно, что флокулянт КФ-91 обладает общетоксическим действием на организм белых крыс.
Изучение влияния диаллилдиметиламмоний хлорида на санитарный режим воды водных объектов
С целью уточнения кумулятивных свойств и характера токсического действия флокртянта КФ-91 был проведен хронический 6-ти месячный санитарно-токсикологический эксперимент на белых крысах-самцах весом 250-280 г.
Дозы для хронического эксперимента выбирались с учетом результатов подострого эксперимента, в котором введение вещества в дозе 2,0 мг/кг вызвало начальные пороговые изменения двух показателей. В хроническом санитарно-токсикологическом эксперименте исследовались следующие дозы флокулянта КФ-91: 10,0, 2,0 и 0,4 мг/кг (соответственно I, II и III группа).
Вещество вводили 5 раз в неделю в течение 6-ти месяцев внутрижелудочно в виде водного раствора. Определение биохимического состава крови и мочи проводили ежемесячно. В течение всего эксперимента подопытные животные не погибали, по внешнему виду, состоянию кожных покровов не отличались от контрольных.
Результаты изучения токсического действия флокулянта КФ-91 на организм белых крыс в условиях хронического эксперимента представлены в таблице 4.4. В таблице отражены только статистически достоверные и диагностически значимые отклонения изученных показателей, сроки и направление их изменения.
Поступление в организм флокулянта КФ-91 на протяжении хронического эксперимента привело к однократному изменению массы тела на 60 сутки у животных, получавших максимальную дозу флокутянта (10 мг/кг). Изучение ориентировочно-исследовательской деятельности и вегетативной реакции подопытных животных методом "открытого поля" не выявило достоверных изменений в поведении животных. Изменение величины суммационно-порогового показателя произошло к концу эксперимента у животных II группы. Введение флокулянта КФ-91 привело к увеличению количества эритроцитов на 120 сутки у животных I группы, что сопровождалось повышением гематокрита; у крыс II группы на 150 сутки наблюдалось снижение количества эритроцитов и гематокрита, однако, эти изменения не сопровождались колебаниями уровня гемоглобина в крови подопытных животных.
Наблюдение за содержанием общих сульфгидрильных групп в крови крыс, подвергнутых воздействию флоктулянта выявило увеличение их количества к 4 месяцу опыта у крыс, получавших флокулянт в дозе 10,0 мг/кг и тендецию подъема на 60 сутки у животных, получавших вещество в дозе 2,0 мг/кг.
Для оценки функционального состояния печени изучалась активность щелочной фосфатазы, холинэстеразы и лактатдегидрогеназы в сыворотке крови крыс. Было установлено, что активность щелочной фосфатазы снизилась у всех подопытных животных к концу эксперимента. Вместе с тем, необходимо отметить, что уменьшение активности щелочной фосфатазы в сыворотке крови не является диагностическим критерием поражения печени. Активность холинэстеразы достоверно повышалась на 90 сутки эксперимента у животных, получавших флокулянт в максимальной дозе. Изменения уровня ЛДГ наблюдалось также у животных I группы на 60 и 90 сутки эксперимента. При изучении активности аланинаминотрансферазы, фермента переаминирования аминокислот, выявлено снижение уровня фермента на 90 сутки у животных, получавших флокулянт в дозе 10,0 мг/кг и к концу эксперимента - у животных II и III групп.
Функциональное состояние почек оценивали по изменению фильтрационной, концентрационной и выделительной способности. Во время опыта определили понижение уровня мочевины в моче у животных всех опытных групп на 60 сутки, в этот же срок эксперимента понизился уровень мочевины в сыворотке у животных II группы. Введение доз 2,0 и 0,4 мг/кг вызывало повышение уровня мочевины в моче на 120 сутки эксперимента у подопытных животных. Однако, наблюдавшиеся колебания уровней мочевины в моче и сыворотке опытных животных не сопровождалось значимым изменением клиренса мочевины.
Наблюдалось однократное уменьшение количества выделяемой мочи в 1 месяц эксперимента у животных I группы, которое, однако, не сопровождалось изменением удельного веса мочи. На 150 сутки эксперимента у животных этой группы напротив, наблюдалось увеличение удельного веса мочи, не сопровождавшееся изменением выделяемого объма.
В конце эксперимента проводилось вскрытие подопытных животных. При определении относительной массы печени, почек, селезенки, семенников ни в одной из экспериментальных групп не наблюдалось значимых отклонений от контроля, не изменились размеры семенников, не найдено изменений в количестве сперматозоидов.
Результаты проведенных исследований с указанием выявленных достоверных изменений представлены в таблице 4.4, из которой видно, что катионный флокулянт КФ-91 в дозах 10,0 и 2,0 мг/кг при хроническом поступлении обладает умеренным токсическим действием на организм белых крыс. При введении дозы 10,0 мг/кг токсичность флокулянта несколько выше, об этом свидетельствует большее количество измененных показателей из числа изученных.
