534

работающих возникла потребность в теоретической и экспериментальной разработке понятия предельно допустимой концентрации химических веществ. Эту задачу взяли на себя организовавшиеся в то время научно-исследовательские учреждения. В 1923 г. в Москве создается Институт по изучению гигиены труда и профессиональных заболеваний им. В.А. Обуха (ныне Институт гигиены труда и профессиональных заболеваний АМН) и вскоре – Ленинградский институт по изучению гигиены труда и профзаболеваний. Позже было создано еще несколько подобных институтов.

В 1924 г. появляется первая экспериментальная работа по обоснованию допустимого содержания бензола, а в 1931 г. были разработаны методы регламентирования пыли. Начиная с 1928 г. Московский институт охраны труда, на основании анализа литературного материала о концентрациях различных ядов и о профессиональных отравлениях в СССР, приступил к обоснованию допустимого содержания вредных веществ в воздушной среде производственных помещений. На первых порах был использован принцип деления токсической концентрации на 10, взятый из фармакологии.

В 1930 г. появляется термин «предельно допустимая концентрация» (ПДК), который получил распространение и в СССР и за границей. Он упоминается в первом издании справочника Н.В. Лазарева и П.И. Астраханцева «Химически вредные вещества в промышленности» (1933–1935). В это же время начинается систематика регламентированных веществ. В 1932 г. под председательством Н.В. Лазарева работала специальная бригада ученых ленинградских институтов, задачей которых было установление широкого рекомендательного списка допустимого содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны, результатом чего явились гигиенические ПДК для 25 веществ. Так как установленные законодательством ПДК давали основания для расчетов вентиляционных установок и для оценки результатов проведения тех или иных оздорови-

311

тельных мероприятий, то санитарная инспекция, проектирующие организации и хозяйственные органы стали обращаться в научно-исследовательские институты с запросами о ПДК многих других вредных веществ. В 30-е гг. в связи с реконструктивным периодом развития народного хозяйства и его химизацией кроме официальных был опубликован ряд рекомендательных списков ПДК для различных веществ.

В1938–1941 гг. продолжается обобщение практики регламентирования вредных веществ и появляется термин «порог токсического действия» (Н. С. Правдин, 1947), имевший большое значение для установления ПДК того времени.

В1938 г. Н.В. Лазарев заложил теоретическую и экспериментальную базу гигиенической регламентации, создав «Основы промышленной токсикологии», где высказал, в частности, очень важное предположение о существовании «порога хронического действия».

В1957 г. в Киеве состоялась Первая Всесоюзная конференция по гигиене и токсикологии инсектофунгицидов, на которой были предложены ПДК для некоторых пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве. В том же году под руководством Л.И. Медведя вышли «Методические указания по гигиенической оценке и нормированию ядохимикатов», впоследствии изменявшиеся и дополнявшиеся.

Всписках ПДК кроме ПДК, выраженных в миллиграммах на метр кубический, для каждого вещества приведен класс опасности и указано регламентируемое агрегатное состояние: «пары», «пары + аэрозоли» или «аэрозоли» и отмечены вещества, представляющие опасность из-за возможного проникания через кожу. По степени воздействия на человека вредные вещества разделены на 4 класса: 1 – вещества чрезвычайно опасные; 2 – высокоопасные; 3 – умеренно опасные; 4 – малоопасные. Дополнительные списки ПДК, утвержденные Главным санитарным врачом России, систематически издаются по 2– 3 раза в течение года. Предельно допустимые концентрации

312

вредных веществ в России являются максимально разовыми, так как их превышение не допускается и на короткое время.

Задачи гигиенического регламентирования веществ в воздухе рабочей зоны вытекают из определения ПДК, как концентраций, «которые при ежедневной работе в пределах 8 часов втечение всего рабочего стажа не могут вызвать у работающих заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, непосредственно в процессеработыиливотдаленные сроки» (СН245–71).

Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

Само определение ПДК содержит обоснование для изменения принятых ранее величин, при получении новых данных о токсичности уже регламентированного вредного вещества требуется пересмотреть принятые ПДК. Приведем примеры, подтверждающие справедливость сказанного. Так, ПДК бензола менялось четыре раза – с 200 до 100 мг/м3 (1930, 1947 г.)

и затем до 50 (1954 г.), 20 (1963 г.), до 5 (1971 г.); ПДК анилина – с 10 мг/м3 (1930 г.), до 5 (1954 г.), 3 (1963 г.), до 0,01 мг/м3

(1973 г.).

Количественные исследования токсичности (токсикометрию) новых химических веществ, не изученных с точки зрения их неблагоприятного воздействия на организм, проводят в России государственные учреждения, а именно: токсикологические лаборатории гигиенических научно-исследовательских институтов, медицинских высших учебных заведений и санитарноэпидемиологических станций.

ПДК служат для проектирования производственных зданий, вентиляции и оборудования, являются юридической основой предупредительного и текущего санитарного надзора и основанием для оценки эффективности оздоровительных мероприятий. Естественно, что одной из главных практических задач промышленной токсикологии является возможно более

313

точное установление ПДК, так как занижение их ведет к неоправданным затратам народных средств, а завышение – к заболеваниям работающих, т.е. к невыполнению основной задачи гигиенического регламентирования.

12.2. О роли экспериментальных исследований для определения ПДК

Когда возникла проблема установления ПДК вредных веществ в воздухе производственных помещений, многим далеким от промышленности ученым казалось, что можно легко разрешить ее путем проведения экспериментов на людях и на животных. При изучении сравнительной токсичности бензина в течение ряда лет ученик И.П. Павлова И.С. Цитович выяснял соотношения концентраций, вызывающих у животных разных видов и человека один и тот же эффект. На основании такого соотношения он получил для бензина ПДК – 3,6 мг/л. Однако позднее, поставив исследования токсического действия малых концентраций бензина на людях (экспозиция 6 ч в день), И.С. Цитович обнаружил, что наиболее ранние симптомы действия бензина улавливаются не методом условных рефлексов, а выявляются нарушениями в вегетативной нервной системе, причем недействующими оказались концентрации 1 мг/л.

В табл. 9 показано, что однократные пороговые концентрации этого яда для человека по изменению коленного рефлекса еще ниже. В СН 245–71 для бензина указаны ПДК 100 и 300 мг/м3, т.е. 0,1 и 0,3 мг/л для разных бензинов.

Понятно, что эксперименты на людях, подобные проведенным И.С. Цитовичем, гарантируют только от острых отравлений, так как хроническое отравление может наступить через много лет. Вообще опыты на людях могут использоваться только в очень ограниченных размерах. Нельзя изучать на человеке действие яда, мало изученного в опытах на животных.

314

Как было указано в главе 3, в настоящее время на людяхдобровольцах производится определение только порогов однократного раздражающего действия и порогов запаха. Для сильно раздражающих газов и паров эти опыты играют очень существенную роль при установлении ПДК. При наличии хронических опытов на животных непосредственно из них все же нельзя вывести ПДК «…потому, что в каждом частном случае, для каждого яда соотношения в чувствительности человека и лабораторных животных будут неодинаковы» (Н.В. Лазарев).

Существенно то, что для гигиенической регламентации содержаниявредныхвеществввоздухерабочейзонытребуетсязнать сравнительную токсичность веществ для человека и лабораторных животных, причем не в дозах, а в концентрациях, ибо важен ингаляционный путь поступления веществ в организм. Во всяком случае необходимость исследовать в эксперименте хроническое действиепромышленныхядовнанесколькихвидахживотных, причем имеющихсущественноразныйвестела, очевидна.

В результате становится ясно, что при экспериментальном подходе к определению ПДК необходим хронический опыт

инекоторые расчеты для перехода от его результатов к ПДК.

Ксожалению, фактическая величина пороговой концентрации в хроническом опыте, из которой исходит экспериментатор для получения ПДК, как мы уже говорили в главе 3, очень неточная величина. Недаром, когда приходится устанавливать величину новой ПДК, то решить вопрос о том, требуется ли одна величина или вдвое большая́ или меньшая, практически на основании опыта невозможно. Очевидно, что гигиенический принцип: «делать так, как безопаснее для работающего», – всегда будет склонять к уменьшению, а не к увеличению концентрации. В некоторых подобных случаях помогают расчетные методы, о которых речь шла в главе 11. Хронические опыты, как правило, не повторяются; в руках разных экспериментаторов детали их проведения различны; воспроизводимость неизвестна. Опыты ведутся не менее 4 месяцев. Эти месяцы для

315

работы с разными веществами могут попасть на четыре разных времени года или их середина придется на переход из одного времени года в другой. Одно это уже может дать дополнительную вариабельность результатов. Поэтому для экспериментаторов существует общее правило: ставить сравниваемые серии опытов при прочих равных условиях. Если это невозможно, то полезно проводить опыт с известным в токсикологическом отношении веществом параллельно с экспериментами, ставящимися для выяснения токсичности другого вещества.

12.3.Методы установления ПДК вредных веществ

ввоздухе рабочей зоны

Последние исследования связаны с разработкой единых методов проведения токсикометрии для всех промышленных химических веществ. Частичная унификация методов исследования и стандартизация терминологии дают возможность обобщения, систематизации и сравнения ядов по их биологическому действию, а также создают новые предпосылки для развития теории токсикометрии.

Организация токсикологических исследований включает в себя предварительную токсикологическую оценку, полную токсикологическую оценку и клинико-статистический метод или натурные исследования влияния нового химического соединения на работающих.

Предварительная токсикологическая оценка вещества на-

чинается во время разработки проектного задания или технологического проекта еще до разработки рабочих чертежей. Совместными усилиями токсикологов и химиков (чаще всего по заданию предприятия-заказчика) производится рассмотрение теоретических схем синтеза вещества, изучение кинетики соответствующих реакций, а также литературных сведений отоксичности и опасности исходных и промежуточных продуктов.

316

Наосновании физико-химических свойств, а также структурной химической формулы изучаемых новых веществ вычисляются токсикологические показатели и ориентировочные предельно допустимые концентрации. Возможно ориентировочное регламентированиеипоаналогии сблизкимпохимическому строению веществом путем экстраполяции и интерполяции в рядах одного класса соединений. Более надежные результаты расчетов ориентировочных ПДК для воздуха рабочих помещений могут быть получены на основании экспериментального определения смертельной концентрации и дозы на мелких животных. По данным Е.И. Люблиной и соавт., для предварительной оценки токсичности ускоренным методом один научный сотрудник с помощником в течение полутора месяцев могут дать предварительную токсикологическую оценку четырех веществ. Ориентировочно рассчитанные ПДК доводят до сведения районной санитарноэпидемиологической станции, где ими временно пользуются для оценки и контроля за работой лабораторных и полузаводских установок, когда воздействию нового малоизученного вещества подвергаются не более 100 работающих. Кроме контроля за составом воздушной среды опытных производств, СЭС проводит обязательные периодические осмотры работающих (еще до включенияпроизводства вобязательный список).

Предварительная токсикологическая оценка дает не только ориентировочную величину ПДК, но и понятие об общем характере действия вещества (наркотическом, раздражающем, гемолитическом и т.п.) указывает на возможность кожнорезорбтивного влияния, степень опасности острого отравления при аварийных ситуациях, предположения о наличии специфического действия. На основании указанных сведений появляется возможность прогнозировать ориентировочную величину смертельных доз (концентраций) яда, а также ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ).

Результаты предварительной токсикологической оценки вещества содержат следующие количественные характеристи-

317

ки: сведения о физико-химических свойствах (насыщающей концентрации – С20, коэффициентах распределения вода–воз- дух – λ, и масло–вода – К), о среднесмертельных дозах (DL50)

иконцентрациях (CL50), об отношении CL50/C20 (которое дает некоторое представление о реальной опасности острого отравления) и практические рекомендации. Практические выводы способствуют выбору оптимальной, с точки зрения экономики

ипрофилактической медицины, технологии и средств промышленной санитарии (организация и расчет вентиляции, внутренняя отделка помещения, расположение и исполнение технологического оборудования), а также выбору наименее токсичного вещества из ряда эквивалентных с технологических

позиций. Так, например, в случае производства n-кислоты с самого начала было возможно направить синтез в обход канцерогенного β-нафтиламина путем сульфирования амино- тобиас-кислоты, минуя последующие перестройки технологического процесса.

Опыт показывает, что тесное сотрудничество токсикологов, химиков и технологов на первом этапе разработки проекта приносит значительные технико-экономические и медико-про- филактические выгоды.

Полная токсикологическая оценка вещества включает в себя острые и подострые опыты на животных, токсикологические испытания технологических образцов, хронические опыты на животных, изучение отдаленных последствий, обследование работающих на полузаводских или лабораторных установках. Детальные токсикологические исследования могут завершаться серией дополнительных исследований, в частности изучением выраженного кожно-резорбтивного действия. Наименьшие коэффициенты запаса чаще всего применяются для раздражающих веществ (2–4). Наиболее часто используемый коэффициент запаса равняется 10.

С целью увеличения чувствительности испытаний и укорочения хронического опыта широко применяются интеграль-

318

ные методы, функциональные пробы, постановка животных

внеблагоприятные условия или использование их в периоды особенно напряженной жизнедеятельности (к числу их относятся: временная качественная или количественная недостаточность питания, в результате которой токсическое действие выявляется в затягивании восстановительного периода для веса подопытных особей по сравнению с контрольными; частое применение физических нагрузок; инфицирование животных; использование растущих животных или самок в периоде беременности и т. п.).

Интегральные методы особенно важны для промышленного токсиколога, когда требуется рекомендовать ПДК при еще невыясненном механизме вредного влияния данного вещества. Сведения о механизме действия вещества необходимы при решении и иных задач, например для ранней диагностики и терапии отравлений.

Функциональные пробы (проба с учетом длительности восстановления функций после дозированной работы, ортостатическая проба для кролика и др.) в значительной степени тоже интегральны и, как правило, более чувствительны к токсическим влияниям, чем простая регистрация отдельных функций животного организма.

При исследовании токсичности новых промышленных ядов требуется сопоставить их действие, выявленное в эксперименте, с действием подобных по биологическому эффекту ядов, изученных ранее.

Предельно допустимая концентрация, установленная, главным образом, на основании экспериментальных данных, утверждается в законодательном порядке, но ввиду ее приблизительного характера не является вечной, она может изменяться

врезультате накапливания клинических данных, требующих ее снижения, или новых данных о токсичности близких соединений. Своеобразие отдельных групп веществ вызвало необходимость разработки ряда специальных методов эксперименталь-

319

ного установления ПДК. Речь идет о канцерогенах, аллергенах, ядохимикатах, токсических и нетоксических пылях, раздражающих газах и парах. Кроме общепринятых и обязательных этапов экспериментального исследования, для перечисленных групп ядов применяются дополнительные пробы. Дополнительные экспериментальные исследования проводятся также с целью изучения интимных механизмов повреждения.

Клинико-статистический метод (натурное исследова-

ние) осуществляется в течение первых трех лет работы новой технологической установки, но может продолжаться и далее для изучения отдаленных последствий воздействия вещества на работающих, в том числе и в комплексе с другими неблагоприятными факторами. Клинико-статистический метод не может заменить экспериментальный, но дополняет последний и дает возможность проверить утвержденную на основе эксперимента ПДК.

На этом третьем этапе исследования проводят углубленное гигиеническое обследование предприятия, включающее в себя изучение технологического процесса с вытекающими неблагоприятными факторами, работу санитарно-технических средств, производительность и эффективность вентиляционных установок, проверяют динамический анализ воздушной среды с регистрацией колебаний концентраций интересующего яда. Описание санитарных характеристик отдельных профессий позволяет получить более полное представление о деятельности работающих в основных профессиях. Разработка учетностатистических сведений о заболеваемости с временной утратой трудоспособности, анализ полученных данных при периодических медицинских осмотрах, сопоставление их с фактическими концентрациями в цехе – на этом этапе базируется оценка действующих ПДК. Все исследования в целом вносят необходимые коррективы в санитарные «нормативы», позволяют уточнить медико-технические требования к организации процесса, к планировке и внутренней отделке помещений, са-

320