ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Полимерные материалы, полученные на основе
ненасыщенных полиэфирных смол (НПС), широко используются во всех
отраслях
народного
хозяйства,
включая
судостроение,
химическую
промышленность, машиностроение, сельское хозяйство и применение в быту
[Андриевская Г.А., 1986].
При переработке НПС из подвижных жидкостей превращаются в
твердые, нерастворимые и неплавкие полимеры трёхмерного строения. Причём
такое превращение может происходить без нагревания и давления, а только
благодаря введению химических добавок – отвердителей [Голынкина В.Б.,
1990]. В качестве мономера, содержащего необходимые для реакции
отверждения НПС двойные связи, наиболее часто применяется стирол,
обладающий общетоксическим действием. Если учесть стирол, содержащийся в
НПС и в ускорителе для их отверждения, то он составляет от 20 до 48%. В
процессе формования и дальнейшей полимеризации стеклопластиковые
конструкции в течение длительного времени являются источником выделения в
окружающую среду токсичных веществ, среди которых наиболее значимым и
стабильным загрязнителем является стирол, ПДКрз которого может быть
превышена
в
3-15
раз,
что
увеличивает
вероятность
возникновения
профессиональной патологии.
Многочисленные
исследования
зависимости
состояния
здоровья
населения от влияния химического фактора, проведённые в нашей стране и за
рубежом, убедительно показывают, что загрязнение окружающей среды
приводит к развитию неблагоприятных эффектов в состоянии здоровья,
выражающихся
физического
в
увеличении
развития,
смертности,
распространённости
заболеваемости,
ухудшении
преморбидных
состояний
[Маймулов В.Г., Шабров А.Г., 1997; Рахманин Ю.А., 1999; Онищенко Г.Г.,
1999; Большаков А.М. с соавт., 2001]. В связи с этим, одной из ключевых задач
токсикологии и гигиены является оценка опасности химического воздействия
на здоровье работающих, население и среду обитания [Онищенко Г.Г., 2002;
3
Курляндский Б.А., 2004].
Цель работы. Используя комплексный подход провести токсикологогигиеническую
оценку
современных
полиэфирных
стеклопластиков
судостроительного назначения, исследовать токсичность стирола при остром и
хроническом воздействии, выявить интегральные показатели токсического
действия
яда
и
обосновать
мероприятия
по
снижению
содержания
ксенобиотиков в воздушной среде производственных и судовых помещений на
стадии строительства и эксплуатации стеклопластиковых судов.
Научная новизна и теоретическая значимость. Дана комплексная
токсиколого-гигиеническая характеристика современных отечественных и
зарубежных стеклопластиков судостроительного назначения.
На экспериментальном материале с использованием современных
методов исследований получены новые научные данные о биологической
активности полиэфирных ненасыщенных смол и основного мономера,
входящего в их состав, стирола.
При изучении токсического действия стирола автором оценена степень
информативности интегральных и специфических показателей - состояния
НАДФ-Н зависимой биохимической системы, участвующей в метаболизме
чужеродных соединений, а также изменение параметров зрачковой реакции.
Определены
параметры
острой
токсичности
стирола,
проведены
круглосуточные на протяжении 1 месяца, опыты с ингаляцией крыс стиролом, в
ходе
которых
регистрировались
изменения
в
ряде
физиологических
показателей, а также в некоторых биохимических системах. Установлен
характер специфических изменений параметров зрачковых реакций при острой
и хронической интоксикации стиролом. Оценка состояния НАДФ-Н зависимых
биохимических систем и параметры зрачковых реакций предложены в качестве
критерия токсического действия стирола.
При гигиенической оценке условий труда формовщиков и судосборщиков
корпусных конструкций из стеклопластика применены современные методы
оценки производственной среды. Установлено, что ведущим фактором является
4
- химический. Впервые с использованием современных принципов и критериев
проведены
расчеты
профессионального
риска
для
вышеуказанных
специалистов. Дана также оценка относительного риска возникновения
профессиональных
заболеваний
среди
рабочих
стеклопластикового
производства.
Практическая значимость работы и внедрение в практику. Работа
выполнялась в соответствие с плановой научной тематикой ФГУН СНЗЦ Г и
ОЗ Роспотребнадзора «Повышение надежности гигиенических регламентов
промышленных ядов, прогнозирование опасности и разработка новых методов
ранней диагностики интоксикации на основе исследования общих механизмов
токсичности» (№ гос. Регистрации 01890029657), по проблеме «Системная
разработка мероприятий по гигиенической безопасности России (2001-2005
гг.)».
По результатам работы подготовлены и утверждены: Приказ №83
Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
от 14.08.2004 года «Об утверждении перечней вредных и (или) опасных
производственных факторов и работ, при выполнении которых проводятся
предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования), и
порядка проведения этих осмотров (обследований)»; учебное пособие
«Этапность токсиколого-гигиенических исследований» (СПб: МАПО, 2006г.146 с. Утверждены научно-методическим советом 06.12.05 г.); практические
рекомендации по снижению токсичности полиэфирных стеклопластиковых
конструкций.
В результате проведенных исследований рекомендовано использование
полиэфирного стеклопластика на основе смол марок DION 800-M850 и DION
FR 9300 для механизации процесса формовки и изготовления вертикальных
конструкций в обитаемых судовых помещениях. Обоснована оптимизация
приточно-вытяжной
вентиляции
на
рабочих
местах
формовщиков
и
судосборщиков.
Фактический
материал
и
результаты
диссертационной
работы
5
используются в учебном процессе при подготовке студентов и врачей в
СПбГМА им. И.И.Мечникова, акт о внедрении от 25.10.2006г. и СПб МАПО
акт от 30.01.07г., в деятельности лаборатории токсикологии ФГУЗ «Центр
гигиены и эпидемиологии в г. Санкт-Петербург» акт от 15.01.2007г. и
заводской лаборатории ФГУП СНСЗ акт от 25.01.2007г.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
доложены и обсуждены на 6 конференциях: Международный экологический
форум «Окружающая среда и здоровье человека» (Санкт-Петербург, 2003),
Вторая международная конференция по вопросам окружающей среды, здоровья
и
безопасности
«Актуальные
в
производстве
проблемы
алюминия
обитаемости,
(Санкт-Петербург,
радиационной
и
2003),
химической
безопасности кораблей и судов ВМФ» (Санкт-Петербург,2002), «Современные
проблемы профилактической медицины, среды обитания и здоровья населения
промышленных регионов России» (Екатеринбург, 2004), «Актуальные вопросы
военно-морской медицины в период социально-экономических реформ»
(Санкт-Петербург,
2005),
«Эколого-гигиенические
аспекты
охраны
окружающей среды и здоровья человека» (Санкт-Петербург, 2007).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ,
в том числе учебное пособие и 5 публикаций в изданиях, определенных
перечнем ВАК.
Личное участие автора. Вклад автора в данную работу заключается в
планировании, организации и проведении экспериментальных и натурных
исследований по всем разделам диссертации, разработки концепции и
методологии в обобщении и анализе результатов, формировании научных
положений, выводов и практических рекомендаций. Доля участия автора в
накоплении материала - до 80%, в обобщении и анализе материалов – до 100%.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 146
страницах машинописного текста и состоит из введения, главы обзора научной
литературы, материалов и методов исследования, главы посвященной
токсикологической оценке, состоящей из 5 разделов, и главы, посвященной
6
гигиенической характеристике производства и применения полиэфирных
стеклопластиков судостроительного назначения, состоящей из 4 разделов,
заключения, выводов, указателя литературы, включающий 157 источников, из
них 33 иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 24 рисунками и 32
таблицами.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. В процессе полимеризации стеклопластиковых конструкций на основе
ненасыщенных
полиэфирных
смол
в
окружающую
среду
выделяется
значительное количество стирола – ксенобиотика, обладающего умеренно
токсическим
действием
с
преимущественным
поражением
печени
и
центральной нервной системы. Снижение токсичности стеклопластиковых
конструкций происходит в течение периода отверждения (2 месяца) и
проведения термостатирования в целом.
2. В механизме токсического действия ароматических углеводородов, в
частности
стирола
существенное
значение
имеют
НАДФ-Н-зависимые
биохимические системы и изменения зрачковых реакций, которые могут
служить информативными критериями при оценке влияния его роли на общее
состояние здоровья.
3. Производственные процессы формовки и судосборки корпусных
конструкций стеклопластикового производства характеризуются высоким
уровнем профессионального риска (3 класс 3 степени). Этот риск определяется
повышенным содержанием токсичных веществ, входящих в рабочий состав
НПС, нагревающим и охлаждающим микроклиматом, широкополосным
шумом, локальной вибрацией, вынужденным положением тела при выполнении
рудовых операций.
4. Сохраняющийся высокий риск профессиональной патологии диктует
необходимость в разработке и реализации неотложных мер по предупреждению
вредного воздействия производственных факторов на организм формовщиков и
судосборщиков, которые должны включать изменения технологического
процесса
в
формовке
стеклопластиковых
конструкций,
автоматизацию
7
технологических
процессов,
оптимизацию
системы
приточно-вытяжной
вентиляции, совершенствование оценки профессионального риска и средств
индивидуальной
защиты
работников,
совершенствования
качества
медицинской профилактики.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Первая
литературы.
глава
В
представления
диссертации
ней
о
стеклопластиков,
приведены
токсикологии
особенностях
посвящена
аналитическому
обзору
данные,
отражающие
современные
стирола,
технологии
производства
влияния
на
организм
ненасыщенных
полиэфирных смол, используемых в качестве связующих для изготовления
стеклопластиков
вопросы
гигиены
судостроительного
труда
в
назначения.
производстве
Широко
стеклопластиков.
представлены
Обоснована
актуальность исследований по токсиколого-гигиенической оценке современных
полиэфирных стеклопластиков судостроительного назначения, исследованию
токсичности стирола при остром и хроническом воздействии. Доказывается
целесообразность подходов автора к выбору ряда биохимических показателей в
качестве информативных критериев для нормирования вредных примесей в
воздушной среде жилых и производственных помещений.
Во второй главе описаны материалы и методы исследования. В работе
использовались беспородные половозрелые белые крысы и мыши-самцы,
массой 120-150 и 18-20 г соответственно. Животных отбирали из одной партии
до начала эксперимента, выдерживали в условиях карантина в течение 10 дней
и содержали на стандартном рационе питания. Всего было использовано 280
белых беспородных крыс обоего пола и 130 белых мышей.
Острая токсичность стирола изучалась на белых мышах и крысах в
условиях 2-х и 4-х часовых (однократное воздействие) ингаляционных затравок
в эксикаторах, а также посредством внутрибрюшинного введения токсического
агента.
Хроническое ингаляционное действие стирола изучалось в камерах
объемом 0,576 м3 в течение 30 дней круглосуточно. Животных обследовали
8
через каждые 10 суток эксперимента. Одна из камер была изготовлена из
стеклопластика, концентрация стирола в которой постоянно сохранялась на
уровне 0,5±0,1. Показателями токсического действия стирола в острых и
хронических
экспериментах
служили
общее
состояние,
выживаемость
животных, а также интегральные биохимические показатели и параметры
зрачковой реакции.
Использованы
общепринятые
методики
исследования:
оценка
периферической крови, определении аллергенной активности, содержание
сульфгидрильных групп и глутатиона в цельной и депротеинизированной
крови, активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в эритроцитах и в ткани
печени, определение уровня восстановленного глутатиона в крови подопытных
животных. Содержание стирола в ткани мозга подопытных животных
производилось по методу В.Я.Русина с соавт. в нашей модификации,
заключающейся в подборе соотношения количеств мозговой ткани и гептана,
применяемого для экстракции стирола из биосубстратов. Изучение зрачковых
реакций у экспериментальных животных проведено на автоматизированном
комплексе.
Для изучения факторов производственной среды стеклопластикого
производства
были
промышленности
в
выбраны
г.
2
предприятия
Санкт-Петербурге
–
судостроительной
ФГУП
«Средне-Невский
судостроительный завод» и ФГУП «Северная верфь». Программа исследования
включала: изучение технологического процесса формования отдельных узлов и
конструкций;
гигиенические
исследования
вредных
производственных
факторов; сравнение результатов отбора проб воздуха рабочей зоны,
проводимых
по
различным
методикам;
оценку
существующих
мер
профилактики воздействия вредных производственных факторов; разработку
предложений по совершенствованию системы мер профилактики вредного
воздействия условий труда формовщиков. Гигиеническая оценка вредных
производственных факторов определялась путём хронометража в течение всей
рабочей смены на основании 1288 измерений и анализов. Проведено изучение
9
гигиенических факторов производственной среды с установлением уровня и
времени их воздействия и соответствия нормативным документам (таблица 1).
Таблица 1 - Общий объём проведенных гигиенических исследований и
нормативные документы
Количество
Гигиенические показатели
Температура воздуха СанПиН 2.2.4.548-96
180
Относительная влажность воздуха ГОСТ 12.1.005-88
180
Скорость движения СанПиН 2.5.083-96
180
Концентрация пыли СП 2.2.12.20-98
30
Концентрация вредных химических веществ ГН 2.2.5686-98
662
Общий уровень звука ГОСТ 12.1.050-86
Уровни шума и звукового давления в октавных полосах со
среднегеометрическими частотами СН 2.2.4/2.1.8.566-96
Уровни общей вибрации СН 2.2.4/21.8.566-98
Уровни искусственной освещенности ОСТ 32.120-98
Напряженность трудового процесса Р.2.2.2006-05
Тяжесть трудового процесса Р.2.2.2006-05
40
При
оценке
микроклимата
рабочих
мест
40
40
30
30
30
были
использованы
общепринятые подходы (Медведева Е.Ф. с соавт., 1978, 1980). Замеры
проводились с помощью приборов ТКА-ТВ и МЭС-2, термоэлектроанемометра
ТАМ-1, термографа М-16 и гигрографа М-21.
Исследование параметров шума включало определение эквивалентного
корректированного
уровня
звука
в
дБА,
оценку
дозовой
нагрузки
производственных шумов и их спектральных характеристик на рабочих местах,
уровни звука и звукового давления. Замеры проводились с использованием
импульсного шумомера т.2203 N 226166, фирмы «Брюль и Къер», фильтр т. 163
N223531, микрофон т. 4131 N 206154. Исследование параметров вибрации на
рабочих местах проводилось спектроанализатором «8УАК-912 АЕ» N 2347 и
включало определение корректированного значения виброскорости в дБ и
уровней виброскорости в октавных полосах частот.
Уровни искусственной освещенности рабочих мест определялись с
помощью люксметра-яркометра ТКА-04/3.
10
Оценивались концентрации вредных химических веществ: аммиака,
стирола, толуола, ацетона, гексана, этанола, формальдегида, оксида углерода, а
также пыли в воздухе рабочей зоны участка формования, определенные
общепринятыми методами. Для определения органических веществ проведен
хроматографический анализ воздушной среды в условиях цеха и в жилых
помещениях строящихся судов до и после термостатирования. Рассчитывались
максимальная, минимальная и средняя концентрации за изучаемый период.
Всего отобрано 184 пробы и проведено 652 анализа.
Определение
тяжести
и
напряженности
трудовых
процессов
формовщиков и судосборщиков проводили в соответствии с Р 2.2.2006-05
«Гигиенические критерии оценки и классификации условий труда по
показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести
и напряженности трудового процесса».
Распределение рабочего времени в течение смены изучали методом
хронометража длительности отдельных операций.
На изученных рабочих местах для каждого фактора были установлены
класс и степень вредности, которые при суммировании и определяли итоговую
картину. При наличии на рабочем месте 2 и более вредных производственных
факторов условия труда оценивались по имеющему наиболее высокую степень
вредности.
Полученные данные обрабатывались на компьютере при помощи
программной системы STATISTICA for Windows. Применялись следующие
методы статистики: параметрический метод оценки достоверности различий по
t-критерию Стьюдента, корреляционный анализ для установления степени
тесноты и направленности связи интегральных и специфических показателей.
Третья глава посвящена токсикологической оценке стеклопластиков на
основе полиэфирных смол. Известно, что указанные стеклопластики в процессе
формования и дальнейшей эксплуатации являются источниками выделения в
окружающую среду токсичных соединений. Количественные и качественные
характеристики зависят от состава связующего, однако, основным токсикантом
11
является стирол, ПДКрз которого в период формовки и процесса полимеризации
превышает в 5 – 10 раз.
Определение концентраций и доз стирола, вызывающих гибель 50%
подопытных животных (16% и 84% по результатам пробит-анализа),
осуществлялось на белых мышах и крысах. Каждая концентрация вещества
испытывалась на 6 особях. Смертность животных учитывалась в течение 5
дней. Как правило, гибель после стирольной интоксикации наступала в первые
двое суток после затравки (внутрибрюшинного введения).
Показатели смертности животных при интоксикации стиролом в течение
2-х часов составили: С12016 = 0,385.11,4.1000 = 4400 мг/м3; С12050 = 21600 мг/м3
(при S = 1,18); С12084 = 11,4.2,95.1000 = 33600 мг/м3
Показатели смертности крыс при четырёхчасовых ингаляционных
затравках разными концентрациями стирола составили: С12016 = 5500 мг/м3;
С12050 = 24000 (19500 - 29800) мг/м3 при S = 1,23; С12084 = 42500 мг/м3. Среднесмертельная концентрация стирола, рассчитанная по методу Кербера, для
мышей ДL50(м) составила 888 ± 61 мг/кг, для крыс - 1220±65,0 мг/кг.
Исследование порога острого действия стирола проводилось на крысах
при
4-часовых
ингаляционных
затравках
в
эксикаторах.
Пороговая
концентрация стирола определялась как минимально действующая из двух
испытанных концентраций: 400-570 мг/м3 и 1100 мг/м3, что позволило
концентрацию стирола, равную 1100 мг/м3, считать близкой к минимально
действующей,
то
есть
пороговой
концентрацией
при
однократном
ингаляционном воздействии.
Зона острого действия стирола была рассчитана по методу И.В.
Саноцкого (1979) и характеризовалась как отношение средне-смертельной
концентрации к величине порога острого действия. Эта величина оказалась
равной приблизительно 21-22, что, по данным И.П.Улановой (1970), позволило
отнести стирол по величине зоны острого действия к группе умеренно опасных
веществ.
Коэффициент кумуляции (Кcum) определялся как отношение суммарной
12
дозы, полученной в опыте, со всеми добавками к ДL50 и при однократном
введении оказался равным 7.
Величина КВИО, определяемая как отношение максимально-допустимой
концентрации к половинно-смертельной оказалась меньше 10 (2), что позволяет
отнести стирол к группе умеренно опасных токсикантов.
Для определения порога хронического действия стирола в условиях
круглосуточного 30-суточного воздействия исследовались три концентрации
токсического вещества: 10,0 ±1,19 мг/м3; 0,5 ± 0,1 мг/м3 и 0,05 ± 0,038 мг/м3.
Обследование животных
в динамике
позволило
установить, что
концентрация 10 мг/м3 вызывала существенные изменения (относительно
контроля) большинства исследуемых интегральных показателей (динамика
массы тела, количество лейкоцитов и эритроцитов, содержания гемоглобина).
При концентрациях 0,05 и 0,5 мг/м3 общее состояние и поведение животных на
протяжении всех 30 суток затравки по большинству показателей не отличалось
от контрольных.
Исследования активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в печени
белых
крыс
при
хроническом
действии
стирола
показали,
что
при
концентрациях 0,05 и 0,5 мг/м3 изменения мало отличались от контрольных.
Наибольшая амплитуда колебания глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в печени
наблюдались при воздействии стирола в концентрации 10 мг/м3 – 0,485±0,05
мкмол НАДФ.Н2/1г в ткани по сравнению с 0,643±0,051 в контроле.
Изучаемый фермент в эритроцитах вел себя так же, как и в печени, то
есть наибольшая амплитуда колебания активности гл-6-фдг была характерна
для концентрации стирола 10 мг/м3, а концентрация - 0,5 мг/м3 вызывала
незначительное повышение активности изучаемого фермента.
Установлено,
что
при
хроническом
воздействии
стиролом
в
концентрации 0,5 мг/м3 к концу 30 суток отмечалось небольшое повышение
содержания Г-SH в печени белых крыс (87,0±2,5 мг% относительно
контрольного уровня, равного 80,6±6,4 мг%). При концентрации 10 мг/м3 на
протяжении эксперимента отмечались более резкие колебания содержаниия Г13
SH в печени, а к 30 суткам - достоверное повышение его содержания (до
92,1±1,9 по сравнению с 80,6±6,4 в контроле).
Известно, что уровни активности ряда ферментов в различных органах и
тканях находятся в корреляционных зависимостях между собой и с другими
показателями функционального состояния организма [Голиков С.Н., Тиунов
Л.А., 1986]. Установлено, что у здоровых интактных белых крыс уровни
активности фермента в крови и печени значительно разнятся. Эта разница при
воздействии стирола сглаживается по мере нарастания его концентрации. При
постоянном действии высоких концентраций стирола падение активности
глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы сопровождалось нивелировкой их уровня в
крови и печени, что может свидетельствовать о нарушениях регуляторных
механизмов, поддерживающих соотношения активности этого энзима в органах
и тканях в оптимальных физиологических пределах.
Отмечались
колебания
значений
содержания
восстановленного
глутатиона в крови белых крыс при хронической интоксикации во всех
опытных группах. При этом амплитуда колебаний была тем больше, чем выше
была концентрация стирола. Незначительными, по сравнению с контролем,
были изменения изучаемого показателя в крови белых крыс, подвергшихся
хроническому отравлению стиролом в концентрации 0,05 и 0,5 мг/м3.
Концентрация стирола на уровне 10 мг/м3 к 30 суткам вызывала существенное
снижение уровня Г-SH в крови до 23,6±1,3 мг% против 39,8±0,36 мг% в
контроле (рис.1).
В условиях физиологической нормы у здоровых животных существенной
разницы между уровнем восстановленного глутатиона в крови и печени нет.
При действии малых концентраций стирола это соотношение не нарушается.
Увеличение концентрации стирола до 10 мг/м3 приводило к резкому
нарушению соотношения между уровнем Г-SH в крови и в печени. При этом
происходило восстановление соотношений между этими показателями в крови
и печени, но уже на весьма низком уровне, характерном для условий
хронической интоксикации стиролом.
14
мг%
кровь
мг%
печень
0,40
0,86
0,39
0,85
0,38
0,84
0,37
0,83
0,36
0,82
0,35
0,81
Контроль
0,05
0,5
10
мг/м3
Рисунок 1 - Соотношение уровней содержания восстановленного глутатиона в
крови и печени белых крыс при хронической интоксикации стиролом (30 сутки).
Содержание SH-групп в печени в процессе хронической затравки
стиролом при различных концентрациях представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Средние величины содержания сульфгидрильных групп в печени и
крови (мг%) белых крыс при хронической интоксикации стиролом
Сутки
Контроль
Концентрация стирола
0,05 мг/м3
10
20
30
1695 ± 9,8
1798 ±14,2
1649 ± 5,6
10
20
30
612 ± 3,1
578 ± 2,18
644 ± 2,93
Повышение
0,5 мг/м3
Фон 1700 ± 10,4(печень)
1655 ± 17,2
1625 ± 17,2
1634 ± 16,4
1919 ± 19,2
1604 ± 8,9
1980 ± 10,3
Фон 662 ± 4,8 (кровь)
585 ± 13,2
547,5 ± 4,5
624 ±14,3
649 ± 5,3
606 ± 15,3
591 ± 8,2
содержания
сульфгидрильных
10 мг/м3
1522 ± 8,8
1625 ± 10,7
989 ± 3,4
639 ± 5,2
648 ± 2,6
742 ± 4,4
групп,
уровня
восстановленного глутатиона, коррелирующего с увеличением активности
ключевого энзима гексозомонофосфатного шунта в биосубстратах белых крыс
при непрерывном 30-суточном воздействии стирола в концентрации 0,05 мг/м3
носит, по нашему мнению, компенсаторный характер. Возрастание содержания
SH-групп, уровня восстановленного глутатиона вызвано потребностью в этих
формах для метаболирования стирола.
15
Увеличение
уровня
восстановленных
форм
глутатиона
вызывает
повышение активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы при хроническом
влиянии стирола в концентрации 0,5 мг/м3, что говорит о возможности клетки
бороться с токсическим воздействием на этом уровне. Угнетение активности
глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы,
снижение
уровня
восстановленного
глутатиона и блокирование сульфгидрильных групп в крови и печени белых
крыс, подвергшихся 30-суточному непрерывному действию стирола в
концентрации 10 мг/м3, свидетельствуют о явном действии этой концентрации
токсического вещества на изучаемые биохимические показатели.
Установлено, что изменения уровня восстановленного глутатиона в
печени и содержание стирола в ткани мозга за весь период интоксикации тесно
связаны между собой, носят фазовый характер и существенным образом
зависят от концентрации воздействующего токсического агента. Кривая
изменения содержания стирола в мозгу животных как при концентрации 0,5
мг/м3, так и 10 мг/м3 является почти зеркальным отражением кривой,
характеризующей изменения уровня восстановленного глутатиона у них же при
30-суточном воздействии стирола. При концентрации стирола 10 мг/м3 к 30
суткам интоксикации его содержание в ткани мозга на уровне 14±0,5 мкг/1г
сырой ткани сопровождалось повышением уровня Г-SH в печени. Снижению
концентрации стирола в ткани мозга до 5±0,46 мкг/1г сырой ткани к 20-м
суткам эксперимента (Р<0,05) и его выраженному нарастанию на 30-е сутки (до
38 ± 0,31мкг/г; Р<0,01) соответствовало столь же отчетливое изменение уровня
восстановленного глутатиона. Иная картина наблюдалась при действии стирола
в концентрации 0,5 мг/м3: постоянное повышение содержания стирола в ткани
мозга при столь же незначительном уровне Г-SH в печени. По окончании опыта
содержание стирола в ткани мозга подопытных животных при концентрации
0,5 мг/м3 находилось на уровне 22±0,18 мкг/г, при интоксикации стиролом в
концентрации 10 мг/м3 - 38±0,31 мкг/г (Р<0,05).
Таким образом, установлена определенная связь между уровнем
восстановленного глутатиона и содержанием стирола в ткани мозга при
16
воздействии различных концентраций стирола, что хорошо согласуется с
исследованиями
других
авторов
о
действии
стирола
на
уровень
восстановленного глутатиона в печени [Madlo Z., Vrba J.].
По результатам проведенных исследований нами проведено обоснование
и осуществлён расчёт ОБУВ стирола для жилых помещений судов из
армированных пластиков. Применительно к специфике изучаемых условий
первоначально определена зона хронического действия стирола Zch и
коэффициент запаса (Ks). Зона хронического действия стирола, определяемая
как отношение порога острого действия вещества к порогу его хронического
действия Zch=Limac / Limch =1100 мг/м3 / 0,5 мг/м3 оказалась равной 2200, что
свидетельствует о весьма высокой опасности возникновения хронического
отравления.
В соответствии с принятой формулой расчета ОБУВ, представляющей
отношение Limch и Ks для изучаемых нами условий безопасных уровней
воздействия стирола при непрерывном 30-суточном воздействии составляет от
0,1 до 0,5 мг/м3.
Многолетний опыт наблюдения за газовоздушной средой судов из
армированного пластика, где основным ведущим выделением является стирол,
показал, что по мере их эксплуатации содержание стирола в жилых
помещениях постепенно уменьшается и находится в пределах 0,098-0,11мг/м3,
что не оказывает неблагоприятного влияния на состояние здоровья моряков
[Толоконцев Н.А., Титков С.И., 1986].
Четвёртая
глава
посвящена
гигиенической
характеристике
полиэфирных стеклопластиков судостроительного назначения. При изучении
гигиенической
характеристики
формовочного
производства
корпусных
конструкций установлено, что цехам судостроительных заводов присущи
следующие специфические особенности: большой объем производственных
помещений (в особенности по высоте); расположение нефиксированных
рабочих мест на различных отметках по высоте цеха; выделение вредных
веществ в воздух помещения при технологических операциях; производство
17
работ внутри судовых помещений малого объема и в полузамкнутых
пространствах на многоярусных лесах, окружающих корпус строящегося судна.
Для микроклимата рабочей зоны установлены ограничения: температура
воздуха – 18-22º С, относительная влажность не более 65 %. В осенне-зимний
период средняя температура в цехе составляет 15 + 3ºС при относительной
влажности до 52 %, а летом достигает 25-28ºС (24 + 4 С) при относительной
влажности 70 %.
В
настоящее
время
изготовление
корпусных
конструкций
осуществляется с применением огнестойкого полиэфирного связующего на
основе смолы марки ПН-609-21М модифицированной фосфорсодержащим
мономером ФОМ-П, с отверждающей системой, содержащей ускоритель и
катализатор (НК-2 и МОК), инициатор (гипериз), и ингибитор (гидрохинон). В
качестве армирующего материала традиционно используются стеклоткани ТСУ
8/3-Е-78 и Т-11-ГВС-9 (сатин 8/3). Указанное связующее в своем составе
содержит 6-7 компонентов. В качестве мономера, содержащего необходимые
для реакции отверждения ненасыщенной полиэфирной смолы двойные связи,
наиболее часто применяется стирол (ТУ 10003-90-1). В зависимости от
химического строения олигомера и степени его ненасыщенности оптимальное
содержание стирола колеблется в пределах 25-55%. Удельное выделение
стирола из связующего на основе смолы ПН-609-21М составляет 10-15 г/м2, а
на основе смолы Norpol - до 30-35 г/м2. В процессе отверждения из
компонентов связующего кроме стирола выделяются в воздушную среду
аммиак, ацетон, толуол, метакриловая кислота и ее метиловый эфир,
гидроперекись изопропилбензола, формальдегид и др. При этом часть из них
(стирол, толуол, формальдегид) в первые 2 часа превышает установленные
санитарные нормативы в 3-5 раз. В процессе наращивания прочности (2 месяца)
стеклопластиковые
конструкции
остаются
источником
выделения
в
окружающую среду стирола, концентрация которого снижается от 8-12 до 1,01,5 мг/м3. Технологический процесс термостатирования при температуре 6080ºС в течение двух суток позволяет добиться от готовой конструкции
18
соответствия с СНиП.
Общий уровень звукового давления в обследуемом цеху колебался в
пределах от 78 до 100 дБА. Фоновые уровни звука были незначительно ниже
(на 1-3 дБА), чем уровни звука при работе механического оборудования.
Средние эквивалентные уровни звука за смену составили 82-85 дБА, что
превышает ПДУ. Общий уровень звука за счёт работы пневмоинструмента
достаточно высокий и достигает 98-100 дБА. Работа с пневмоинструментом не
превышает 15-20 % рабочего времени формовщиков и судосборщиков.
Таким образом, при изготовлении конструкций отмечается превышение
ПДК стирола в воздухе рабочей зоны, что позволяет отнести реальную
опасность химического фактора ко 2-ой категории – условно опасной.
Установлено, что у рабочих на участке контактного формования и
судосборки значимый риск профессиональной патологии, связанной с
загрязнением рабочей зоны вредными веществами (стирол), составляет 3-5 лет.
ВЫВОДЫ
1. В процессе полимеризации стеклопластиковых конструкций на
основе ненасыщенных полимерных смол наиболее значимым токсикантом,
выделяющимся в воздушную среду производственных помещений является
стирол, ПДКрз которого в первые 4 часа превышена в 3-5 раз.
2. Наиболее опасными путями поступления токсичных веществ в
условиях производства стеклопластиковых конструкций на основе НПС
являются ингаляционный и перкутанный.
3. Стирол по параметрам острой токсичности в соответствии с
классификацией ГОСТ 12.1.007-76 можно отнести к умеренно токсичным
соединениям (3 класс опасности).
4.
Параметры
острой
токсичности
стирола
характеризуются
следующими показателями:
CL50 для белых мышей при 2-часовой экспозиции – 21,6±1,18мг/л
CL50 для белых крыс при 2-часовой экспозиции – 24,0±1,23мг/л
DL50 для белых мышей при однократном внутрибрюшинном введении
19
– 888,0±61,0мг/кг
DL50 для белых крыс при однократном внутрибрюшинном введении –
1220,0±65,0мг/кг
Порог острого действия стирола Limac, установленный по изменению
интегральных показателей, параметрам зрачковой реакции и изменению
НАДФ-Н-зависимых биохимических показателей составляет 1,1 мг/л.
5. При наличии острого воздействия стирола наряду с уменьшением
диаметра зрачка происходит уменьшение амплитуды реакции, снижение
скорости сужения, снижение скорости расширения, увеличение латентного
времени реакции. Величина изменения параметров пупиллометрии зависит от
дозы.
6.
При
хронической
интоксикации
стиролом
у белых
крыс
регистрируются фазовые изменения НАДФ-Н-зависимых биохимических
систем (активность 6-фосфатдегидрогеназы, уровень Г-SH, содержание SHгрупп в крови и печени), степень выраженности которых зависит от
концентрации и времени действия яда.
7. Ингаляционное воздействие стирола вызывает у белых крыс
накопление этого яда в ткани головного мозга. Содержание стирола в ЦНС
зависит от концентрации и времени действия.
8. Условия и характер труда формовщиков и судосборщиков
корпусных
конструкций
стеклопластиковых
судов
в
соответствии
с
действующими «Гигиеническими критериями оценки и опасности факторов
производственной среды, тяжести и напряжённости трудового процесса
Р.2.2.755-99» классифицируются как вредные и опасные (3 класс 2 и 3 степени).
Ведущим неблагоприятным фактором является химический. Расчётный уровень
потенциального риска здоровью составил 0,382 (высокая угроза возникновения
неблагоприятных последствий для организма).
9. Основные причины неблагоприятных условий труда заключаются в
гигиеническом
несовершенстве
технологических
процессов
и
производственного оборудования, нерациональных объёмно-планировочных
20
решений и неэффективной организацией воздухообмена на участках формовки
и судосборки.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Превентивные меры, включающие систему медико-профилактических
мероприятий, направленных на улучшение условий труда, профилактику
профессиональной заболеваемости и сохранение здоровья формовщиков и
судосборщиков корпусных конструкций стеклопластиковых судов, связанных с
повышенными содержаниями стирола в производственной среде должны быть
комплексными и включать:
- соблюдение гигиенических регламентов в воздухе рабочей зоны и
усиление контроля за выполнением требований техники безопасности на
рабочих местах;
- модернизацию
достижению
технологических
санитарно-гигиенических
процессов,
норм
стремящуюся
условий
труда
к
путём
автоматизации работ на всех этапах технологического процесса;
- оптимизацию общей и местной приточно-вытяжной вентиляции,
обеспечивающую воздухообмен не менее 3200м3/ч на 1 м2 формуемой
поверхности;
- автоматизацию
технологических
процессов
при
смешивании
компонентов и предварительной пропитке ткани связующим;
- регулярное
прохождение
формовщиками
и
судосборщиками
медицинских осмотров с обязательным участием терапевта-профпатолога,
аллерголога и дерматолога.
Полученные в ходе выполнения работы токсиколого-гигиенические
данные, методические приёмы и информативные специфические показатели
рекомендуется использовать:
- центрами ГСЭН при осуществлении санитарно-эпидемиологического
надзора за производством стеклопластиковых изделий;
- заводскими лабораториями при контроле за соблюдением санитарных
правил и норм;
21
- научными
учреждениями
гигиенического
профиля,
совершенствующими методологию регламентирования содержания химических
веществ в объектах окружающей среды;
- высшими учебными заведениями при подготовке специалистов в
области токсикологии, гигиены, экологии, профпатологии и др.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Кузьмин А.В. Оценка риска смерти населения, проживающего в
индустриально развитом районе Крайнего Севера. / А.В.Кузьмин, М.В.Чащин,
Д.А. Седеньков// Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской
академии им И.И.Мечникова – 2001 № 2-3, с170-171.
2. Кузьмин А.В. Актуальные вопросы профилактики профессиональной
патологии в судостроительной промышленности. / А.В.Кузьмин, М.В.Чащин,
Э.Ю. Орнициан, О.А.Морозов. Д.А. Седеньков // Материалы IX
Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей – М., 2001 – с. 236
3. Кузьмин А.В. Влияние на здоровье вредных производственных
факторов в условиях холода. / А.В.Кузьмин, М.В.Чащин// Актуальные
проблемы обитаемости радиационной и химической безопасности кораблей и
судов ВМФ. Материалы научно-практической конференции. СПб, 2001 – с.108
4. Кузьмин А.В. Эпидемиология бронхиальной астмы у рабочих
алюминиевого производства / А.В.Кузьмин, М.В.Чащин // Медицина труда и
промышленная экология -2001 - №11 – с 10-11.
5. Кузьмин А.В. Анализ исследований и гигиеническая оценка новых
технологий
в
судостроении
/А.В.Кузьмин,
М.В.Чащин//
Вопросы
здравоохранения в рамках социального партнерства: Материалы научнопрактической конференции – М, 2002 – с 36-38.
6. Кузьмин А.В. Влияние на здоровье вредных производственных
факторов при длительном воздействии / Ф.А. Ерпелев, М.В.Чащин,
А.В.Кузьмин// Актуальные проблемы обитаемости, радиационной и
химической безопасности кораблей и судов: Материалы науч.-практ. конф.
(г.СПб). – СПб., 2002.-С.109.
7. Кузьмин А.В. Актуальные вопросы ранней диагностики хронической
интоксикации стиролом /А.В.Кузьмин, М.В.Чащин, Л.И. Меркурьева// Медикогигиенические аспекты обеспечения работ с особо опасными химическими
веществами: Матер. научн.-практ. конф. СПб 2002 – с 426-427.
8. Кузьмин А.В. Гигиенические характеристики условий труда и
онкологическая опасность алюминиевого производства /А.В.Кузьмин,
М.В.Чащин, О.А.Морозов, А.И.Ермаков// Медико-гигиенические аспекты
обеспечения работ с особо опасными химическими веществами: Матер. научн.практ. конф. СПб 2002 – с 374-375.
9. Кузьмин А.В. Нарушение здоровья, связанные с комплексным
поступлением химических веществ /А.В. Кузьмин, М.В. Чащин, Н.Е. Лубнина//
Окружающая среда и здоровье человека: матер. междунар. экологич. форума –
22
СПб. 2003 – с 720-721.
10. Кузьмин А.В. Состояние здоровья подростков призывного возраста,
проживающих в индустриальных районах Северо-Западного региона //
Вопросы физиологии и психологии труда корабельных специалистов: Матер
начно-практ. конф. СПб 2002., с 86-87.
11. Кузьмин А.В. Изменение ферментных показателей у крыс,
подвергнутых раздельному и комбинированному воздействию химических
агентов./А.В.Кузьмин, Ф.А. Цимбал, С.В. Субботина// Современные проблемы
профилактической медицины, среды обитания и здоровья населения
промышленных регионов России: Сб. науч. трудов МНЦ – Екатеринбург/ 2004,
с. 214-216.
12. Кузьмин А.В. Оценка риска развития хронической патологии у
работников судостроительной промышленности. /М.В.Чащин, А.В.Кузьмин//
Материалы научно-практической конференции, посвященной 290-летию 1
ВМКГ. – СПб, 2005.- С.80.
13. Кузьмин А.В. Определение аллергенной активности ненасыщенных
полиэфирных смол, применяемых в судостроении. /А.В.Кузьмин, Ф.А. Цимбал,
С.В. Субботина// Проблемы укрепления здоровья и профилактики заболеваний/
Матер. научн.-практ. конф. СПб 2005 – с. 149.
14. Кузьмин А.В. Этапность токсиколого-гигиенических исследований
/А.О. Лойт, Л.В. Луковникова, С.Л. Хаславская, В.В. Шилов, М.В. Чащин, Ф.А.
Ерпелев, А.В. Кузьмин// Методические рекомендации – СПб.: МАПО, 2006.134 с.
15. Кузьмин А.В. Характеристика показателей образа жизни и качества
жизни больных аллергодерматозами /А.Д. Бучнов, М.В. Чащин, А.В. Кузьмин//
Вестник СПбГМА им. И.И. Мечникова – СПб, 2006 - №4. с.
16. Кузьмин А.В. Биосреды и биомаркеры экспозиции при интоксикации
стиролом / А.В. Кузьмин, Л.В. Луковникова // Вестник СПбГМА им. И.И.
Мечникова – СПб, 2007 - №1. с.42.
17. Кузьмин А.В. Разработка профилактических мероприятий по
снижению стирола на производстве стеклопластиковых конструкций /А.В.
Кузьмин, Ю.А. Горев, А.В. Смуров // Вестник СПбГМА им. И.И. Мечникова –
СПб, 2007 - №1. с.73.
23