Введение к работе
Актуальность темы. Интенсивная деятельность человека на
современном этапе развития науки, технологии и техники привела к развитию и широкому внедрению в народное хозяйство химии органического синтеза. Предприятия органического синтеза, темпы развития которых создают значительную антропогенную нагрузку на водные объекты, увеличивают производство новых химических веществ, конструктивных материалов, комплексообразователей и в частности макроциклических эфиров. Такие уникальные свойства макроциклических соединений, как растворимость во многих неводных растворителях (липофильность), большая устойчивость и селективность реакций макроциклических металлокомплексов, высокие окислительно-восстановительные свойства, способность образовывать «стопочные соединения», обладающие высокой электропроводностью, позволили найти им широкое применение в экстракции, разделении ионов металлов, катализе окислительно-восстановительных реакций, межфазном катализе, электрохимии, электронике, моделировании биохимических реакций, тонком органическом синтезе, медицине, агрономии, металлургии (К.Б. Яци-мирский и соавт., 1987; М. Хьюз, 1983; М. Хираока, 1986; Ф. Фегтле, Э.Вебер, 1988).
Наличие широкого спектра уникальных свойств у краун-эфиров позволяет прогнозировать увеличение производства данной группы соединений в ближайшее время более чем в пять раз, что ставит перед гигиенистами задачу определения потенциальной их опасности для водопользования, здоровья населения и разработки комплекса профилактических мероприятий по защите среды обитания от вредного воздействия. Это тем более важно, так как к настоящему времени водные объекты промышленно развитых регионов во многих случаях вышли из «естественного» состояния и превратились в своеобразные транспортные, энергетические, водопроводные и одновременно канализационные системы. К недостаточно изученным в гигиеническом отношении соединениям, которые могут загрязнять водоёмы, относятся макроциклические эфиры группы краун-эфиров (гидрокси-16 краун-5, 18 краун-6). Эти вещества широко используются в металлургии, электрохимии, катализе, тонком органическом синтезе, экологии, медицине, сельском хозяйстве (М. Хираока, 1986; Р.И. Кратенко, 2001).
. ...Jl*OtttJlW,W | іІІьЛИОТЄКА
eft о»
При анализе отечественной и зарубежной литературы не обнаружено каких-либо сведений о влиянии краун-эфиров на органо-лептические свойства воды, санитарный режим водоёмов и условия водопользования населения. Вместе с тем, в доступной нам литературе отсутствуют информация о биологической активности и потенциальной опасности краун-эфиров для теплокровных животных и водных организмов. Не разработаны гигиенические нормативы в качестве предельно допустимых концентраций исследуемых веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Всё это и определило актуальность проводимых нами исследований.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнялась в рамках научно-технических планов Проблемной комиссии Харьковского государственного медицинского университета «Научные основы охраны окружающей и производственной среды», научно-технической программы 020 «Новые химические материалы», утвержденной ГКНТ 30.10.85 г., № 555 и приоритетной научно-технической темы МОЗ Украины «Научное обоснование биохимической модели структурно-метаболических нарушений в организме под влиянием вредных экологических факторов как прогностической основы диагностики донозологических состояний», утвержденной 11.09.2000 г., № 0199U001763.
Цель и задачи исследования. Целью работы являлось обоснование комплексной токсиколого-гигиенической характеристики новых, перспективных химических соединений группы краун-эфиров (гидрокси-16 краун-5, 18краун-6) и составление прогноза потенциальной опасности их для здоровья населения в связи с проблемой санитарной охраны водоемов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
изучить влияние краун-эфиров на органолептические свойства воды и санитарный режим водоемов;
определить параметры токсичности и кумулятивные свойства краун-эфиров в условиях острого, подострого и хронического воздействия на организм теплокровных животных;
раскрыть особенности механизма биологического действия краун-эфиров;
изучить отдаленные последствия влияния краун-эфиров на
организм (гонадотоксическое, эмбриотоксическое, мутагенное, тератогенное действие);
исследовать влияние краун-эфиров на иммунобиологическую реактивность организма;
обосновать предельно допустимые концентрации краун-эфиров в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения на основании изучения влияния их на органо-лептические свойства воды, санитарный режим водоемов и организм теплокровных животных.
Научная новизна полученных результатов. Впервые на молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном и орга-низменном уровнях раскрыты особенности механизма биологического действия краун-эфиров, установлены ведущие звенья метаболических нарушений, которые лежат в основе структурной перестройки биологических мембран.
Впервые получена комплексная токсиколого-гигиени-ческая характеристика краун-эфиров как перспективных химических соединений для народного хозяйства, составлен прогноз их потенциальной опасности для водных объектов и здоровья населения, определены возможные отдаленные последствия влияния на организм теплокровных животных и действие их на иммунобиологическую реактивность.
Впервые обоснован механизм гидролитической деструкции краун-эфиров и дана комплексная токсиколого-гигиени-ческая характеристика метаболитам в аспекте влияния их на водные экосистемы.
Практическая значимость полученных результатов. Результаты работы положены в основу разработки 2-х предельно допустимых концентраций краун-эфиров в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения и одобрены Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации и МОЗ Украины. Основные положения и выводы используются на Шебекинском химзаводе (г. Шебекино, Россия), Первомайском химкомбинате (г. Первомайск, Харьковская область, Украина), а также в учебном процессе на медико-профилактическом факультете Харьковского государственного медицинского университета.
Апробация результатов диссертации. Материалы диссертации доложены и обсуждены на следующих съездах, конференциях и
симпозиумах: итоговой конференции Харьковского научно-медицинского общества (Харьков, 1994, 1995, 1996, 1998 г.г.); областной конференции гигиенистов и санитарных врачей (Харьков, 1995, 1996, 1998 г.г.); межрегиональной конференции гигиенистов и санитарных врачей Харьковской и Белгородской области (Харьков, 1997, 1998 г.г.); конференции молодых ученых Харьковского государственного медицинского университета (Харьков, 1997, 1998 г.г.); X Международной научно-технической конференции «Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов» (Щелкино АР Крым, 2002); Всеукраинской научно-практической конференции «Иммунотоксиканты, канцерогены, мутагены окружающей среды» (Киев, 2002).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ. Результаты диссертационной работы нашли отражение в двух отчетах плановых университетских тем.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста и состоит из введения, главы обзора литературы, материалы и методы исследования, глав собственных исследований, заключения и выводов. Список цитируемой литературы содержит 269 отечественных и 55 иностранных источников. Диссертация иллюстрирована 70 таблицами и 22 рисунками.