Введение к работе
Актуальность исследования. Производство полимерных материалов на основе винилхлорида – одна из быстроразвивающихся отраслей химической промышленности. Многотоннажное производство поливинилхлорида обусловлено рядом факторов, в том числе доступностью исходного сырья, относительной легкостью и дешевизной его производства, хорошими физико-химическими свойствами, огромными возможностями по его применению в технике, сельском хозяйстве, строительстве, медицине, судо-, авиа-, автостроении и быту. Не случайно мировое производство поливинилхлорида приближается к 45 млн. тонн в год (Левин А.Л., 1973; Минскер К.С. и др., 1982; Заиков Г.Е., 1990; Улки Ч. и др., 2007; Дорогова В.Б. и др. 2008; Тараненко Н.А. и др., 2010).
Поливинилхлорид (ПВХ) представляет собой сложную композицию, состоящую из различных компонентов (до 10 и более) – это высокомолекулярные связующие полимеры и добавки, улучшающие его физико-химические свойства – пластификаторы, антиоксиданты, катализаторы, инициаторы и др. (Маслова И.П. и др., 1975; Комарова Е.Н., 1976; Раувенталь К., 2006). Постоянно растет потребность в новых современных марках ПВХ с заданными технологическими свойствами, в связи с этим оценка токсичности и опасности новых компонентов, обеспечивающих необходимые технологические характеристики остается актуальной (Данишевский С.Л. и др., 1975; Котляр И.Б., 1975; Заиков Г.Е., 1990).
За последние годы усовершенствована технология получения поливинилхлорида, изменились условия труда и степень влияния производства ПВХ на объекты окружающей среды (Улки Ч. и др., 2007; Шаяхметов С.Ф., 2008).
Следует отметить, что большинство научных работ, посвященных исследованию компонентов производства поливинилхлорида, проведены в 70–80-х годах и не отражают современного состояния проблем гигиены и токсикологии на предприятиях данной отрасли (Дунаева Л.А., 1969; Надеждина Л.З. и др., 1971; Вайсман В.Д. и др., 1975; Заева Г.Н., 1976; Быховский А.В., Дюбанкова Э.Н., 1977; Гончарук Г.А., 1979; Тихомиров Ю.П. и др., 1979).
В доступной научной литературе практически отсутствуют данные, характеризующие влияние современных предприятий по производству ПВХ на здоровье населения, проживающего на прилегающих территориях. Вместе с тем, методология оценки риска здоровью населения позволяет прогнозировать перспективу ситуации, и в этом выгодно отличается от других методов медико-экологического исследования, так как позволяет предвидеть последствия задолго до того, как они наступят (Онищенко Г.Г., 2001; Щербо А.П., Киселев А.В., 2002; Рахманин Ю.А., Новиков С.М., 2003; Авалиани С.Л. и др., 2004; Беляев Е.Н., 2007).
Внедрение современных технологий получения поливинилхлорида требует токсикологической оценки большого числа новых химических веществ, влияющих на здоровье работающих и население (Минскер К.С. и др., 1982; Грачева М.П. и др., 1993; Лемешевская Е.П. и др., 1995).
Основным направлением международной стратегии в области химической безопасности является признание химического фактора как интегральной и приоритетной опасности нанесения ущерба здоровью человека и окружающей среде (Онищенко Г.Г., 2003; Курлянский Б.А., Хамидулина Х.Х., 2010).
Гигиеническое регламентирование химических веществ, влияющих на человека в процессе трудовой деятельности, – главное звено в создании безопасного трудового процесса и сохранении здоровья работающих. Гигиенические регламенты являются основой разработки профилактических и оздоровительных мероприятий на производстве (Маймулов В.Г., Шабров А.В., 2001; Измеров Н.Ф., 2002; Курлянский Б.А., 2010).
В международных документах по стратегии химической безопасности в Европе (Директива ЕС 67/548/ЕС и 1999/45/ЕС) постоянно констатируется отставание проведения токсиколого-гигиенических исследований химических веществ при внедрении новых технологий (Курлянский Б.А., 2010). В этой связи проведение всесторонних исследований антиоксиданта IRGASTAB PVC76 и пластификатора Plastomoll DOA – новых компонентов синтеза поливинилхлорида на стадии проектирования производства приобретает особое значение, а обоснование их безопасных уровней воздействия является чрезвычайно актуальным.
Все вышеизложенные положения определяют актуальность и научно-практическую значимость исследования для гигиены и токсикологии.
Работа является фрагментом Федеральной программы «Научные основы гигиены окружающей среды» и выполнена в рамках НИР СПбГМА им. И.И. Мечникова «Совершенствование показателей социально-гигиенического мониторинга в условиях территориально-промышленного комплекса» (№ государственной регистрации НИР 01960011530).
Цель исследования – дать гигиеническую и токсикологическую оценку компонентов производства поливинилхлорида, обосновать безопасные уровни содержания новых химических веществ для воздуха рабочей зоны и профилактические мероприятия по оптимизации условий труда и проживания населения.
Задачи:
дать гигиеническую характеристику современного технологического процесса производства поливинилхлорида и выявить основные источники загрязнения атмосферного воздуха населенных мест;
установить параметры токсичности (DL50, CL50, limac) новых компонентов производства ПВХ антиоксиданта IRGASTAB PVC 76 и пластификатора Plastomoll DOA на разных видах лабораторных животных при различных путях поступления;
исследовать местное раздражающее, кожно-резорбтивное, аллергенное действие, оценить способность исследуемых химических веществ к кумуляции;
изучить возможность метаболизма антиоксиданта IRGASTAB PVC 76 и пластификатора Plastomoll DOA ферментами цитохром Р-450-зависимых МОГ;
обосновать безопасные условия труда при работе с антиоксидантом IRGASTAB PVC 76 и пластификатором Plastomoll DOA;
оценить вероятность риска здоровью населения, проживающего в зоне влияния производства ПВХ;
разработать гигиенические рекомендации по оптимизации условий труда работающих и населения, проживающего в зоне влияния производства ПВХ.
Научная новизна. Впервые в результате комплексных токсиколого-гигиенических исследований дана характеристика современного многокомпонентного производства поливинилхлорида как источника загрязнения атмосферного воздуха населенных мест. Установлена возможность миграции компонентов производства ПВХ в воздух рабочей зоны.
Получены новые данные о токсичности и опасности компонентов синтеза поливинилхлорида антиоксиданта IRGASTAB PVC76 и пластификатора Plastomoll DOA: установлено, что по токсичности и опасности исследуемые вещества относятся к 4 классу опасности – малоопасные соединения, не проникают и не раздражают неповрежденную кожу. IRGASTAB PVC76 является потенциальным аллергеном, не обладает кумулятивными свойствами.
Впервые проведено исследование метаболизма новых компонентов производства ПВХ ферментами цитохром Р-450 зависимых МОГ. Установлено, что IRGASTAB PVC76, является ингибитором цитохром
Р-450 зависимых МОГ, превращается в организме с образованием более токсичных метаболитов, может нарушать детоксицирующую функцию печени. Пластификатор Plastomoll DOA незначительно активирует цитохром Р-450 зависимые МОГ, при его метаболизме образуются менее токсичные метаболиты.
Впервые экспериментально доказано, что для антиоксиданта IRGASTAB PVC76 и пластификатора Plastomoll DOA не требуется установления гигиенических регламентов для воздуха рабочей зоны.
Впервые с использованием методологии оценки риска дан прогноз последствий воздействия на население выбросов современного производства поливинилхлорида. Установлено, что показатели канцерогенного и неканцерогенного риска на территориях в зоне влияния современного предприятия по синтезу ПВХ находятся на уровне приемлемого. Показана вероятность развития риска навязчивого запаха на территориях, прилегающих к производству ПВХ.
Научно обоснован комплекс гигиенических мероприятий по оптимизации условий труда работающих и проживания населения в зоне влияния современного производства поливинилхлорида.
Научно-практическая значимость диссертационной работы определяется результатами исследований, позволившими оценить потенциальную опасность производства поливинилхлорида, новых компонентов получения ПВХ – антиоксиданта IRGASTAB PVC76 и пластификатора Plastomoll DOA, оценить риск здоровью для населения, проживающего в зоне влияния предприятия. Полученные результаты показали, что для антиоксиданта IRGASTAB PVC76 и пластификатора Plastomoll DOA не требуется установления гигиенических регламентов для воздуха рабочей зоны и позволили сформулировать рекомендации по профилактике вредного действия компонентов синтеза ПВХ на производстве. Разработаны предложения по проведению периодических медицинских осмотров. Представлен перечень химических веществ для проведения мониторинга атмосферного воздуха прилегающих территорий.
Внедрение результатов исследования в практику. Материалы исследования использованы при создании нормативных и методических документов различного уровня внедрения.
По результатам токсиколого-гигиенических исследований антиоксиданта IRGASTAB PVC 76 и пластификатора Plastomoll DOA дано заключение о том, что исследуемые вещества не представляют опасности острого и хронического отравления при ингаляционном пути поступления и для них не требуется установления гигиенических регламентов для воздуха рабочей зоны, что было утверждено Комиссией по санитарно-эпидемиологическому нормированию Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (справка №8/35-03-02/5-51; справка №8/35-03-02/5-50 от 23.09.2010 г.).
Диссертант является победителем конкурса грантов Санкт-Петербурга для студентов, аспирантов, молодых ученых, молодых кандидатов наук 2009 года, тема проекта «Токсиколого-гигиеническая характеристика компонентов производства поливинилхлорида» (диплом ПСП №090596; № гранта: 4/04.05/045).
Результаты исследований использованы при подготовке учебного пособия «Toxicity and danger of synthetic detergents and synthetic cleansers» (SPb, 2010).
Результаты исследований и разработанные нормативно-методические документы внедрены в деятельность: Управления «Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по г. Санкт-Петербург»; ООО «РусВинил»; ЗАО «ПЕТРОТЕКНИП».
Ряд положений теоретического и прикладного значения используются в курсе лекций по гигиене производственной и окружающей среды для студентов медико-профилактического факультета и слушателей факультета усовершенствования врачей СПбГМА им. И.И. Мечникова.
Внедрение результатов работы в практику подтверждено актами и справками о внедрении.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на:
– Международных научно-практических конференциях: «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2009); «Актуальные проблемы управления здоровьем населения» (Нижний Новгород, 2010); «Актуальные проблемы медицины» (Гомель, 2010);
– Всероссийских научных конференциях с международным участием: «Медицина труда. Здоровье работающего населения: достижения и перспективы» (Санкт-Петербург, 2009); «Профилактическая медицина в России: истоки и современность» (Казань, 2009);
– Всероссийских научно-практических конференциях: «Современные проблемы коммунальной гигиены» (Санкт-Петербург, 2008); «Методологические проблемы изучения, оценки и регламентирования биологических факторов в гигиене окружающей среды» (Москва, 2009); «Актуальные вопросы промышленной токсикологии» (Москва, 2010); «Химическая безопасность Российской Федерации в современных условиях» (Санкт-Петербург, 2010);
– Региональных научно-практических конференциях: «Региональные проблемы качества воды и сохранения здоровья населения» (Липецк, 2009); «Исследования по приоритетным направлениям в медицине и биологии» (Санкт-Петербург, 2009); «Актуальные проблемы медицины и биологии» (Санкт-Петербург, 2010); «Военно-морская и радиационная гигиена: традиции, инновации, перспективы» (Санкт-Петербург, 2010).
Личный вклад автора. Автором проведен сбор и анализ научной литературы по теме диссертации, составлен план и разработана программа токсиколого-гигиенических исследований по изучению токсичности и опасности антиоксиданта IRGASTAB PVC 76 и пластификатора Plastomoll DOA, а также проведена оценка риска здоровью населения, проживающего в зоне влияния производства поливинилхлорида. Автором лично организованы и проведены исследования по всем разделам работы. Самостоятельно проведена статистическая обработка, анализ и обобщение полученных результатов, внедрение их в практику. Доля участия автора в накоплении информации – 80%, в обработке результатов – 100%.
Положения, выносимые на защиту:
1. Современные предприятия по производству поливинилхлорида могут быть потенциальными источниками загрязнения окружающей среды, с приоритетным загрязнением атмосферы и воздуха рабочей зоны. Основными организованными источниками выбросов химических веществ являются цеха по производству хлора, винилхлорид мономера, поливинилхлорида и факельные установки. При подготовке, хранении и загрузке реагентов для синтеза поливинилхлорида возможно поступление химических веществ в воздух рабочей зоны.
2. Новые компоненты производства поливинилхлорида антиоксидант IRGASTAB PVC76 и пластификатор Plastomoll DOA по физико-химическим и токсическим характеристикам не представляют опасности острых и хронических отравлений при ингаляционном пути поступления на производстве. Для исследуемых веществ не требуется установления предельно допустимых концентраций для воздуха рабочей зоны.
3. Показатели неканцерогенного риска как без учета, так и с учетом фона находятся на приемлемом уровне (менее 10-4), вероятность канцерогенного риска мала (менее 10-6). Существует вероятность риска развития навязчивого запаха диоксида азота, диоксида серы, хлорэтена и хлороформа, так как прогнозируемые значения названных веществ являются неприемлемыми (менее 10-3) на расстоянии 1000 м и 800 м от предприятия по производству поливинилхлорида.
Публикации. По материалам исследования опубликовано 20 научных работ, в том числе 1 учебное пособие, 3 публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методов и объемов исследования, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы и приложений, содержит 54 таблицы, 21 рисунок. Работа представлена на 210 страницах основного текста. Список литературы состоит из 199 источников, из них 146 отечественных, 53 зарубежных.
