УТВЕРЖДАЮ Главный государственный санитарный врач Российской Федерации Г. Г. Онищенко 15 октября 1998 г. МУ 2.1.5.720—98 Дата введения: с момента утверждения

 

 

2.1.5.ВОДООТВЕДЕНИЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ,

САНИТАРНАЯОХРАНА ВОДОЕМОВ

 

Обоснованиегигиенических нормативов химических веществ

вводе водных объектов хозяйственно-питьевого и

культурно-бытовоговодопользования

 

Методическиеуказания

 

МУ2.1.5.720—98

 

 

1. Методические указанияподготовлены под руководством д.м.н. Г. Н. Красовского и д.м.н. 3. И.Жолдаковой коллективом авторов: к. м. н. Н. А. Егоровой, д.м.н. 3. И.Жолдаковой, к.м.н. О. О. Синициной, к.х.н. Н. В. Харчевиковой (НИИ экологиичеловека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН).

 

2. Утверждены и введены вдействие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 15октября 1998 года.

 

Введение

 

Настоящие методические указанияявляются вторым переработанным и дополненным изданием «Методических указаний поразработке и научному обоснованию предельно допустимых концентрации вредныхвеществ в воде водоемов» и подготовлены взамен указанного документа, которыйбыл издан в 1976 г. и не переиздавался. За этот период накоплены новые данные овзаимодействии веществ и организма, веществ и водной среды, в таких аспектахкак:

• закономерности развитиятоксического процесса «доза-время-эффект»;

• количественные зависимости«химическая структура - токсичность»;

• соотношение общетоксических испецифических, в т. ч. отдаленных эффектов;

• особенности проявленияматериальной и функциональной кумуляции от режима воздействия;

• зависимость стабильности итрансформации веществ от влияния физических, химических и биологическихфакторов;

• количественные соотношениямежду пороговыми дозами и концентрациями веществ по трем признакам вредности: органолептическому,общесанитарному и токсикологическому.

Обобщение этих материалов нашлоотражение в новых критериях, принципах и методах нормирования, на основаниикоторых:

• разработана гигиеническаяклассификация опасности веществ, загрязняющих воду;

• обоснованы методы изучения иновая классификация стабильности и трансформации веществ в воде;

• создана система методовпрогноза токсичности и опасности веществ; определены значимость, условия иограничения использования результатов экспресс-экспериментов для расчетапараметров хронической токсичности;

• систематизированы критерииустановления пороговой дозы в подостром эксперименте (ПД_пэк или Lim_subac) и при хроническом воздействии (ПД_хр.или Lim_chr);

• установлены дифференцированныекоэффициенты перехода от ПД_хр. к МНД;

• предложен алгоритм оценкиспособности веществ к кумуляции;

• усовершенствованы методыизучения способности веществ вызывать специфические, в т. ч. отдаленныеэффекты;

• уточнены методы определенияпороговых концентраций по органолептическому и общесанитарному признакамвредности (ПК_орг и ПК_сан.);

• определены особенностиобоснования нормативов в воде в зависимости от области применения веществ;

• введены в законодательствоновые виды нормативов - ОДУ и региональные нормативы;

• внедрена концепция комплексногонормирования с учетом ДСД и рекомендовано использовать ДСД при установлениирегиональных нормативов;

• разработаны методы установленияПДК и ОДУ для смесей постоянного состава;

• созданы отечественные базыданных о токсичности и опасности веществ, получена возможность использованиязарубежной информации (в частности, по системе Internet),что позволяет перейти от получения эмпирических данных к планированиюисследований на основе имеющихся данных о близких по свойствам и строениювеществах.

Полученные новые данные позволилиразработать систему последовательного (этапного) обоснования гигиеническихнормативов веществ в водных объектах, которая положена в основу данногометодического документа.

Настоящие методические указанияпредназначены для специалистов учреждений медицинского профиля, аккредитованныхна право проведения исследований по обоснованию гигиенических нормативоввеществ в воде.

 

 

1.Общие положения

  

В соответствии сзаконодательством Российской Федерации гигиенические нормативы предназначеныдля охраны всех видов вод, используемых населением, в том числе поверхностных,подземных водоисточников и водопроводной воды. Предусматриваются следующие видынормативов:

• Предельно допустимыеконцентрации (ПДК).

• Ориентировочные допустимыеуровни (ОДУ).

ПДК - максимальная концентрациявещества в воде, в которой вещество при поступлении в организм в течение всейжизни не оказывает прямого или опосредованного влияния на здоровье населения внастоящем и последующих поколениях, а также не ухудшает гигиенические условияводопользования.

ОДУ - ориентировочный допустимыйуровень химического вещества в воде - временный гигиенический норматив,разрабатываемый на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методовпрогноза токсичности, и применяемый только на стадии предупредительногосанитарного надзора за проектируемыми или строящимися предприятиями,реконструируемыми очистными сооружениями.

Значимость ПДК и ОДУ в системеводно-санитарного законодательства определяется тем, что:

• соблюдение этих нормативовсоздает благоприятные условия водопользования, обеспечивая безопасность водыдля здоровья населения;

• наличие нормативов позволяетрассчитать нормы ПДС и использовать их при предупредительном и текущемсанитарном надзоре;

• сопоставление реальных уровнейсодержания веществ в воде с их ПДК или ОДУ дает возможность судить, в какоймере вредны и при каких условиях могут быть безвредными промышленные и другиезагрязнения, а также оценить эффективность водоохранных мероприятий;

• гигиенические нормативынеобходимы при выборе приоритетных показателей загрязнения воды;

• сертификация материалов,реагентов, оборудования, технологий, используемых в системах водоснабжения иочистке сточных вод проводится с использованием гигиенических нормативовмигрирующих в воду веществ.

1.1. В настоящем документеприведены методы обоснования гигиенических нормативов отдельных илиобъединенных технологией производства (например, целлюлозно-бумажной,нефтехимической промышленности, цветной, черной металлургии и т.п.) химическихсоединений, как с учетом общих закономерностей токсичности и опасности, так иособенностей нормирования групп веществ однонаправленного применения (ПАВ,средств бытовой химии, красителей, лекарственных средств, реагентов,применяемых в водоподготовке) и препаратов постоянного смешанного состава.

1.2. Общие критерии и принципыразработки гигиенических нормативов:

• использование системыпоследовательного обоснования нормативов веществ как основы планированияисследований;

• переход от эмпирическогополучения данных по единой стандартной схеме нормирования к различным посложности схемам исследований и оценки результатов в зависимости от свойств иособенностей токсического действия нормируемого химического соединения;

• обязательное использованиеметодов прогноза токсичности и опасности веществ для планирования экспериментови верификации полученных результатов;

• комплексное изучениенеспецифических и специфических реакций организма на интоксикацию с учетомпредполагаемого или известного механизма действия вещества (и/или близких поструктуре веществ);

• изучение стабильности и оценкаотносительной опасности исходного вещества и продуктов трансформации, какодного из ведущих критериев вредности;

• использование результатовэпидемиологических исследований для коррекции величин ПДК и принятия решения онеобходимости обоснования региональных нормативов;

• в перспективе, по меренакопления соответствующих данных:

- учет «судьбы» вещества вокружающей среде;

- транссредовые переходы,накопление в объектах окружающей среды, биоаккумуляция и накопление втрофических цепях - для разработки рекомендаций о необходимости региональногонормирования на основе допустимой суточной дозы (ДСД);

-применение альтернативныхметодов оценки токсичности и опасности веществ;

- изучение биотрансформации;

- оценка иммунотоксическогодействия веществ и др.

 

2.Нормативные ссылки

 

2.1. Закон Российской Федерации«О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 19 апреля 1991 года.

2.2. Положение о государственномсанитарно-эпидемиологическом нормировании, утвержденное постановлениемПравительства Российской Федерации от 5 июня 1994 года № 665 с изменениями идополнениями от 30 июня 1998 года № 680.

2.3.Положение о Государственной санитарно-эпидемиологичёской службе РоссийскойФедерации, утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 30июня 1998 года № 680.

 

3.Схема последовательного (этапного)

обоснованиянормативов веществ в воде

 

Особенность гигиеническогонормирования химических веществ в воде заключается в том, что при установленииПДК учитывается несколько признаков вредности: органолептический,токсикологический и общесанитарный. Минимальная из двух (или трех) величинрекомендуется как ПДК с указанием лимитирующего признака вредности.

Оптимальный объем экспериментовследует определять в зависимости от токсичности и опасности конкретноговещества.

Методической основой определенияоптимального объема исследований служит схема последовательного (этапного)нормирования. Она позволяет последовательно использовать комплекс расчетных иэкспресс-экспериментальных (ускоренных) и углубленных экспериментальных приемови определить, исходя из класса опасности вещества, стадию, на которой научноеобоснование ПДК вещества в воде может быть завершено.

3.1. Составной частью схемыявляется классификация опасности веществ, загрязняющих воду.

В классификации веществиспользуется несколько критериев (табл. 3.1).

3.1.1. Основной критерий -соотношение между признаками вредности. Если пороговые концентрации поорганолептическому (ПК_орг.) или общесанитарному (ПК_сан.)признаку вредности существенно ниже, чем ПК_хр. по токсикологическомупризнаку вредности, вещество рассматривается как мало опасное (4-й класс) илиумеренно опасное (3-й класс).

3.1.2. Второй критерий -абсолютная величина ПК_хр. - применяется только для веществ, которыепредполагается нормировать по токсикологическому признаку вредности: чем нижевеличина ПКхр., тем опаснее вещество.

3.1.3. Третийкритерий-соотношение DL₅₀/ПД_хр. - является количественнымкритерием кумулятивных свойств веществ. Используется для уточнения 1—3 классовопасности, установленных согласно п. 3.1.1 и с учетом положения, согласнокоторому вещество тем более опасно, чем более выражена его способность к кумуляции.

3.1.4. Четвертый критерий - способностьвеществ вызывать отдаленные эффекты - обусловлен тем, что отдаленные эффектыследует рассматривать как более опасное, по сравнению с общетоксическим,действие. По этому критерию оцениваются вещества при уточнении 1—3 классовопасности.

 

Таблица 3.1

 

Классификацияопасности веществ при этапном обосновании ПДК (ОДУ)

 веществв воде

 

Последователь	Критерий	Класс опасности
ность оценки опасности веществ		Первый (чрезвычайно опасные)	Второй (высокоопасные)	Третий (умеренно опасные)	Четвертый (малоопасные)
1	ПКхр./ПКорг. (ПКсан.)	-	< 10	10—100	> 100
2	ПКхр., мг/л	< 0,01	0,01—1,0	> 1,0—100	> 100
3	DL50/ПДхр.	> 105	105—104	< 104— 103	< 103
4	ПДобщ./ ПДотд.	> 10	4—10	> 1-3	0,1-1
5	стабильность	> 30 суток	1—30 суток	1—24 часа	< 60 мин

 

3.1.5. Пятый критерий -стабильность вещества. С учетом стабильности, относительной токсичности иопасности вещества и продуктов его трансформации могут быть изменены классопасности, величина норматива и рекомендации к методам контроля.

3.2. Схема последовательного обоснованияПДК веществ состоит из шести стадий, представленных в табл. 3.2.

Широкое использование расчетныхметодов прогноза параметров токсичности на каждой стадии исследований служитдля правильного планирования экспериментов на последующих стадиях и можетрассматриваться как дополнительный критерий надежности при разработке ПДК.

Определение и уточнение классаопасности на всех стадиях гигиенической оценки вещества позволяет сделатьзаключение о том, достаточен ли объем полученной на данной стадии информациидля надежного обоснования ПДК (или ОДУ) или необходим переход к следующейстадии методической схемы.

3.2.1. Первая стадия - «принятиепредварительного решения» предусматривает:

• анализ литературы,информационных баз о физико-химических свойствах, биологической ифармакологической активности нормируемого и близких по структуре соединений;

• изучение технологиипроизводства и схем применения вещества;

• расчет DL₅₀,ПД_хр. (ПК_хр.), МНД (МНК) по физико-химическим и известнымтоксикометрическим параметрам, по ПДК в других объектах окружающей среды, поаналогии [1];

• в том случае, когда у веществаесть хорошо изученные структурные аналоги - сравнительную оценку еготоксичности и соединений генетически родственного ряда на тест-объектах.

Это позволяет получить информациюоб основных характеристиках, служащих ориентирами при определении объемадальнейших исследований по схеме последовательного обоснования нормативавещества в воде, включая;

• степень изученности вещества,его принадлежность к уже хорошо изученному или совершенно новому классухимических соединений;

• выраженность и механизмтоксического действия;

• способность вызывать отдаленныеэффекты;

• наличие утвержденных ПДК вдругих средах, а также допустимые уровни содержания вещества в объектахокружающей среды, установленные в других странах;

• пути поступления в окружающуюсреду;

• химические свойства вещества,агрегатное состояние, наличие для него ГОСТа или ТУ.

На основании полученных данныхпринимаются следующие решения:

• если вещество может поступать вводные объекты при производстве, хранении, транспортировании, использованиикакой-либо продукции в промышленности, сельском хозяйстве и в быту, мигрироватьв воду из контактирующих с ней материалов, оборудования и реагентов, иликаким-то другим путем, включая аварийные ситуации, делается заключение онеобходимости обоснования ПДК этого вещества в воде;

• если получена достовернаяинформация, позволяющая дать рекомендации о величине ПДК по аналогии или подействующим зарубежным регламентам, обоснование гигиенического нормативавещества может быть завершено на стадиях ускоренной оценки илиэкспресс-эксперимента;

• если по данным литературывещество относится к особо опасным (например, наркотикам, гормональнымпрепаратам), вызывает выраженные отдаленные эффекты, в частности,канцерогенный, мутагенный, тератогенный, дается рекомендация о запрете на сбросвещества в составе сточных вод.

Далее переходят ко второй стадииисследований и планированию экспериментов с учетом сведений о физико-химическихсвойствах и особенностях биологической активности вещества.

3.2.2. Вторая стадия -«ускоренная оценка» - начинается с установления пороговых концентраций поорганолептическому (ПКорг.) и общесанитарному (ПКсан.), признакам вредностинезависимо от степени опасности данного вещества или структурно близкихсоединений.

Оценивается стабильность итрансформация вещества в обычных условиях с учетом естественных процессовоткрытых водных объектов, при нагревании до температуры кипения и под действиемфакторов, имеющих место при очистке сточных вод и питьевой воды - хлора, озона,УФИ с применением аналитических, органолептических методов, биотестирования.Определяется класс стабильности вещества по гигиенической классификации (табл.5.1). Если по результатам исследований стабильности аналитическими иликосвенными методами вещество относится к 3 или 4 классам мало- или нестабильныхвеществ, последующая оценка опасности исходного соединения и продуктовтрансформации проводится в сравнительном плане на основе схемы этапного нормирования.Выявление продуктов трансформации в большей степени, чем исходное вещество,влияющих на качество воды, может служить основанием для химическойидентификации и обоснования гигиенических нормативов отдельных, наиболеегигиенически значимых из этих соединений [1].

В токсикологических исследованияхопределяются параметры острой токсичности - DL₅₀, TL₅₀ и др. при пероральном введении, а приналичии информации о выраженной способности вещества проникать черезнеповрежденную кожу - параметры острой токсичности для кожно-резорбтивногодействия [1]. Желательно определение пороговой дозы однократного действия (Lim_ac). Полученные данные используются дляпрогнозирования параметров хронической токсичности вещества - пороговой (ПДхр.)и максимально недействующей (МВД) доз или концентраций (ПКхр., МНК)общетоксического действия в условиях хронического опыта. Величины ПДхр., МНД,ПКхр. и МНК рассчитываются по экспериментально установленным значениям DL₅₀, TL₅₀ ина основе смешанных математических моделей, включающих наряду стоксикометрическими параметрами, физико-химические, биологические константы илиэлементы зависимостей «структура-активность». Используются также результатыпрогнозирования параметров хронической токсичности на предыдущем этапе схемы.Возможен расчет пороговых доз кожно-резорбтивного действия [1]. По соотношениюрасчетных ПКхр. и экспериментально установленных ПКорг. и ПКсан. определяетсякласс опасности вещества.

Исследования могут быть законченына этой стадии, если:

• вещество относится к хорошо изученномуструктурному ряду сходных по механизму действия химических соединений и методыпрогноза хронической токсичности основаны на данных репрезентативного ряданормированных в воде веществ;

• по соотношению расчетныхпараметров хронической токсичности и экспериментально установленных пороговыхконцентраций по влиянию на органолептические свойства воды и санитарный режимводоемов вещество принадлежит к 4-му классу опасности;

• достоверно известно, чтовещество не вызывает отдаленных эффектов;

• вещество легко в течение неболее 24 часов гидролизуется с образованием уже нормированных продуктовтрансформации.

При соблюдении этих условийвозможно установление ПДК для веществ 4-го класса и ОДУ для веществ 3 — 4классов опасности.

В остальных случаях переходят ктретьей стадии исследований, предварительно определяя в условиях острых опытоввидовые, половые и возрастные различия чувствительности животных к веществу.

3.2.3. Третья стадия -«экспресс-эксперимент» - предусматривает проведение подострых и экспресс-экспериментальныхисследований с последующим прогнозом полученных результатов на более длительныесроки воздействия.

В подострых опытах изучаются:

• общетоксический эффект - поспецифическим и интегральным показателям (с применением функциональныхнагрузок) при ежедневном энтеральном введении вещества для всех веществ и вотдельных случаях, для ограниченного числа веществ, - при поступлении через кожу(только если острая токсичность при кожнорезорбтивном действии близка или наболее низком уровне, чем при пероральном введении вещества);

• основные отдаленные эффекты:

- гонадотоксический - в концеподострого опыта по функциональным показателям;

- эмбриотоксический - если онможет ожидаться по литературным данным или по структурной аналогии;

- мутагенный - в опытах налабораторных животных (например, по микроядерному тесту);

• кумулятивные свойства;

• процессы накопления веществ ворганах и тканях и выведение его и/или метаболитов из организма.

Основная цель подострых опытов -обоснование пороговой дозы подострого эксперимента (ПД_пэк) пообщетоксическому действию и пороговых доз по отдаленным эффектам.

Результаты исследованийиспользуют для прогнозирования пороговой дозы хронического действия (ПД_хр.)и МНД на основе зависимости «доза-время-эффект» и расчета соотношения пороговыхдоз подострого опыта по общетоксическому и отдаленным эффектам (табл. 10.2 и11.1).

Если установлено, что ПД_пэк пообщетоксическому эффекту значительно ниже (в 10 и более раз) порога отдаленногоэффекта, то в условиях хронического опыта отдаленные эффекты можно не изучать.

На стадии экспресс-экспериментапроводят химическую идентификацию продуктов трансформации нормируемоговещества, если предыдущие исследования свидетельствуют об их значительно болеевыраженном, чем у исходного вещества, неблагоприятном влиянии на качество воды.Принимается решение о необходимости отдельных экспериментальных исследований снаиболее гигиенически значимым(и) продуктом (продуктами) трансформации дляобоснования его (их) гигиенического норматива.

Объем исследований,предусмотренный тремя стадиями схемы, достаточен для обоснования ПДК веществ3—4 классов опасности, относящихся к хорошо изученным структурным рядам.Возможно установление ОДУ веществ 2-го класса опасности.

3.2.4. Четвертая стадия -«хронический эксперимент» - является необходимым элементом при оценкетоксического действия веществ, отнесенных по результатам первых трех стадийисследований к 1—2 классам опасности, особенно в случаях выявления у нихотдаленных эффектов, а также для надежного нормирования малоизученныхсоединений 3-го класса опасности. Включает трехмесячный или, в случаенарастания токсического эффекта во времени, большей продолжительности опыт сежедневным введением вещества (или продуктов его трансформации) животным ипредусматривает экспериментальное определение пороговой и недействующей дозизучаемых соединений с учетом их токсико-динамических свойств и видовбиологического действия в соответствии с современным уровнем знаний.

Наряду с изучениемобщетоксического эффекта проводят исследования:

• кожно-резорбтивного действия;

• мутагенного эффекта;

• гонадотоксического эффекта пофункциональным и морфологическим показателям, если на предыдущих стадиях схемыэти виды биологического действия были выявлены в тех же дозах, что иобщетоксический эффект.

Четырех стадий схемы достаточнодля надежного обоснования ПДК большинства веществ 1—3 классов опасности сучетом коэффициента запаса по основным видам отдаленных эффектов приэкстраполяции данных с животных на человека.

3.2.5. Пятая стадия - «специальная»- необходима для чрезвычайно токсичных и высококумулятивных веществ принедостатке информации о характере токсического действия, для веществ 1-гокласса опасности, обладающих канцерогенным и атеросклеротическим эффектами, атакже для изучения специальных видов биологического действия:

• аллергенного;

• отдаленного нейротоксического;

• эмбриотоксического;

• тератогенного.

Эта стадия включает пожизненныеопыты, изучение развивающегося потомства 1-го и 2-го поколений и т. д.

3.2.6. Шестая стадия - «эпидемиологическиеисследования» - включается в схему при возможности вычленить влияние данноговещества из всего комплекса воздействующих факторов, и/или рассчитатьзависимость «концентрация-риск». Полученные результаты могут служить основаниемдля корректировки ПДК с учетом влияния на состояние здоровья населения иусловий водопользования в районе ниже сброса сточных вод, содержащих изученноевещество. Стадия позволяет уточнить гигиенические рекомендации к условиямсброса сточных вод на основе аналитического контроля за содержанием веществаи/или продуктов трансформации в воде.

Таблица3.2

 

Схемаобоснования ПДК веществ в воде

 

№№ пп	Название стадии		Объем исследований	Полученная информация	Класс опасности, для которого достаточна эта стадия
1	2		3	4	5
1	Принятие предварительного решения		Анализ литературы. Изучение технологии производства и/или применения. Ориентировочный расчет гигиенических параметров по физико-химическим параметрам, ПДК в других объектах и других странах	Расчетные DL50, МНД. Выбор схемы разработки ПДК, степень приоритетности вещества
2	Ускоренная оценка		Оценка влияния на органолептические свойства воды и санитарный режим водоемов, выявление способности к трансформации, острые токсикологические опыты, в т. ч. для определения видовых, половых и возрастных различий чувствительности к веществу. Расчет параметров хронической токсичности по DL50, TL50 и смешанным математическим моделям. Определение класса опасности	ПКорг, ПКсан, DL50, TL50, Limac, расчетные ПДхр.,МНД, класс опасности, ПДК, ОДУ, способность вещества к трансформации, класс опасности по трансформации Ккум.	4-ПДК         3-ОДУ
3	Экспресс-эксперимент		Подострый опыт. Изучение гонадотоксичности по функциональным показателям, эмбриотоксичности, мутагенного эффекта в скрининговых опытах. Оценка кожно-резорбтивного действия. Прогноз параметров хронической токсичности и определение класса опасности вещества. Идентификация продуктов трансформации	ПДпэк, пороговые дозы отдаленных эффектов, расчетные МНД, класс опасности, ПДК, ОДУ	3-ПДК   2 ОДУ
4	Хронический опыт	Хронический опыт для изучения общетоксического действия. Оценка мутагенного, гонадотоксического эффектов. Оценка опасности продуктов трансформации. Расчет коэффициентов запаса, экстраполяция данных с животных на человека		ПДобщ., МНДобщ., ПДотд., МНДотд., Кз. Сравнительная токсичность продуктов трансформации. Класс опасности, ПДК	1—2
5	Специальные исследования	Углубленное изучение канцерогенного, атеросклеротического, аллергенного эффектов. Дополнительные исследования гонадо-, эмбриотоксического, мутагенного эффектов. Обоснование ПДК		ПДхр. по специфическим и отдаленным эффектам, ПДК	1
6	Эпидемиологические исследования	Связь состояния здоровья и условий водопользования населения с содержанием вещества и/или продуктов его трансформации в воде		Корректировка ПДК, Оценка эффективности гигиенических водоохранных мероприятий	1—4
Примечание: 2—4 стадии схемы могут применяться как к исходному нормируемому веществу, так и к продуктам его трансформации.

 

4.Физико-химическая и производственно-технологическая

характеристикивещества

 

Для определения объема, условий изадач исследований должны использоваться:

4.1. Физико-химическаяхарактеристика вещества, в т. ч.:

4.1.1. Химическое название пономенклатуре IUPAC и номер по CAS,синонимы химического и товарного названий, эмпирическая и структурная формулы,сведения об агрегатном состоянии;

4.1.2. Чистота представленногообразца. Недопустимо изучение веществ без паспортных данных - перечня примесейс указанием их количества. Данные используются для определения возможностинормировать заявленное вещество как самостоятельное химическое соединение иликак смесь постоянного состава.

4.1.3. Обязательное наличие ГОСТаили ТУ на химический состав для смесей постоянного состава. При отсутствииГОСТа или ТУ или других доказательств постоянства состава смесь нормированию неподлежит.

4.1.4. Вероятность трансформациивещества в разных условиях:

• под влиянием природных иантропогенных факторов, в т. ч. методов очистки;

• при хранении (при температуре 20°С);

• при гидролизе иливзаимодействии с хлором в водных растворах (при разных температурах и рН=6,0—9,0).

А также сведения о возможныхпродуктах трансформации; способность вещества к полимеризации.

4.1.5. Показатели, необходимыедля определения безопасных условий работы: горючесть, температуравоспламенения, взрывоопасность, пределы взрываемости (объемные проценты ввоздухе), температура плавления, упругость паров (при t= 20 °С и D = 760 мм рт. ст.).

4.1.6. Показатели, которыеодновременно могут использоваться для определения условий эксперимента ипрогноза токсичности веществ:

• молекулярная масса;

• удельная масса;

• растворимость в воде в мг/л(при t = 20 °С), смешиваемость;

• константы диссоциации в воде(при t = 20 °С);

• коэффициент распределения всистеме октанол/вода;

• дипольный момент.

К некоторым справочным даннымследует относиться критически. Например, вещества, оцениваемые, согласносправочникам, как нерастворимые или труднорастворимые, по гигиеническимкритериям являются достаточно хорошо растворимыми, ибо способны образовыватьрастворы с концентрациями, измеряемыми в мг/л или долях мг/л.

4.2.Производственно-технологическая характеристика для определения вида норматива,целесообразности единого нормирования на основе допустимой суточной дозы (ДСД)и т. п., которая включает:

4.2.1. Назначение вещества(область, формы, способы применения).

4.2.2. Общую характеристикутехнологического процесса получения вещества (использования в технологии),вероятность и причины попадания в сточные воды; условия отведения сточных вод иприменяемые (проектируемые) способы их очистки.

4.2.3. Стадия технологическойразработки к моменту исследования (лабораторная установка, опытная партия,промышленное производство - проектируемое, действующее), производствоотечественное или зарубежное.

4.2.4. Объем (существующий ипланируемый) производства и/или использования.

4.2.5. Характеристика водногообъекта-приемника (расход воды, вероятность поступления в воду исследуемогохимического соединения и других загрязняющих веществ из других источников).

4.2.6. Возможность поступленияисследуемого вещества в другие объекты окружающей среды - атмосферный воздух,почву (ориентировочный валовый сброс).

 

5.Оценка стабильности и трансформации веществ в водной среде

 

Цель исследования стабильности итрансформации - выявление образования продуктов трансформации, уточнение классаопасности и величины норматива вещества в воде.

Дополнительно эти исследованиямогут использоваться для выбора методов очистки сточных вод от изучаемого соединения.

В таблице 5.1 представлена схемаоценки стабильности и трансформации веществ в воде. Она включает минимальный иоптимальный наборы взаимодополняющих факторов.

Поскольку исследования направленына изучение двух взаимосвязанных показателей: стабильности и трансформации -целесообразна определенная последовательность экспериментов.

5.1.1. Теоретическое изучениеспособности вещества к трансформации:

• по физико-химическим свойствам;

• по технологическим регламентам,паспорту вещества, указанию об условиях и сроках хранения;

• по рекомендованным методамочистки сточных вод.

5.1.2. Предварительная оценкаспособности вещества к биохимическому окислению в условиях естественногосамоочищения водной среды или на биологических очистных сооружениях можетпроводиться по динамике БПК. При этом стимуляция БПК в первые пятые сутки свидетельствуето способности к окислению неадаптированной микрофлорой и кислородом,содержащимся в воде, а проявление стимуляции через 10—15 суток - об окисленииза счет микрофлоры второй стадии минерализации или о возможности развитияадаптированной микрофлоры, окисляющей это вещество.

Таблица 5.1

 

Оптимальнаяи минимальная (*) схемы изучения стабильности и трансформации веществ в воде

 

На основании динамики БПК даетсякачественная оценка стабильности (из-за невозможности стандартизовать составмикрофлоры).

5.1.3. Если результаты изученияБПК свидетельствуют о способности вещества к трансформации, проводятсяисследования в модельных водоемах, в которые помещаются растворы вещества вестественной прудовой или речной воде. Можно использовать модельную воду состандартизованным солевым и микробным составом. Результаты экспериментавыражаются величиной периода полутрансформации (t_1/2).При t_1/2 > 15 суток необходимо изучитьбиоразлагаемость вещества в аэробных условиях.

5.1.4. Определение показателейбиоразлагаемости веществ в аэробных условиях позволяет оценить их стабильностьи трансформацию под влиянием микрофлоры и других гидробионтов, составляющихактивный ил в аэротенках. Биоразлагаемость определяется в стандартизованныхусловиях в соответствии с ГОСТом Р 50595—93.

5.2. Опасность вещества ипродуктов его трансформации изучается при действии деструктирующих факторов,применяемых при водоподготовке и приготовлении пищи (ультрафиолетовоеоблучение, озонирование, хлорирование, кипячение).

5.3. Методы определениястабильности и трансформации:

• физико-химические;

• органолептические;

• тестирование на биообъектах.

5.3.1. При наличиихимико-аналитических методов целесообразно не только количественно установитьубыль вещества, но и идентифицировать продукты трансформации. Особенно важноопределить, происходит ли разрушение (деструкция) или изменение строениявещества (появление новых радикалов, превращение в соль и т. д.) без разрушенияисходной молекулы. Такие изменения требуют особого внимания при оценкеопасности продуктов трансформации.

Изменение перманганатной,бихроматной окисляемости также может дать представление о степени деструкциивещества.

5.3.2. Органолептические исследованияпроводятся в соответствии с разделом 6.

5.3.3. Биотестирование растворовисходного вещества и продуктов трансформации проводится согласно общепринятойметодики [2].

5.4. Изучение стабильностинеобходимо проводить в унифицированных условиях.

 

Таблица 5.2

 

Гигиеническаяклассификация веществ по стабильности

 

		При	По биоразлагаемости
Класс стабильности	Естественное самоочищение t1/2	фиксированном времени действия деструктирующего фактора (УФО, кипячение и т. п.), % деструкции	t индукции активного ила, сут.	t1/2 разложения неадаптированным или адаптированным активным илом, ч	Гигиеническая оценка
1. Чрезвычайно стабильные вещества	> 15 суток	< 40	> 25	> 4,33	Нормирование исходного вещества с К3=10, класс опасности уменьшается на 1
2. Стабильные вещества	1—15 суток	40—80	3—25	> 1,5—4,33	Нормирование исходного вещества с К3=5
3. Малостабильные вещества	1—24 часа	81—95	3—10	0,22—1,5	Нормирование исходного вещества и продуктов его трансформации
4. Нестабильные вещества	< 60 мин	> 95	< 3	< 0,22

 

Растворы веществ готовятся надехлорированной водопроводной воде. Исходная концентрация зависит от методаопределения. При химико-аналитическом определении исходная концентрация £ 10 ПДК, при органолептическом -исходная концентрация должна создавать изменение органолептических свойствинтенсивностью 4—5 баллов, при биотестировании концентрации должны бытьблизкими CL₅₀ исходного вещества дляизучаемого тест-объекта. Выбор интенсивности и длительности воздействиятрансформирующих факторов определяется решением двух задач.

При максимальном воздействиивыясняют, вызывает ли этот фактор уменьшение содержания вещества, и какиепродукты трансформации образуются при максимальном разрушении вещества. Если вэтих условиях не обнаруживается эффект трансформации, исследования прекращаются.При иных результатах исследуется действие факторов, по интенсивности близкое креальному.

5.4.1. Изучение влиянияультрафиолетового облучения проводят в кварцевом стакане объемом 0,75 л.Мощность ультрафиолетовой лампы - 6 квт, расстояние от освещаемой поверхностиводы 15 см, объем раствора 0,5 л, время воздействия - 3 часа. Критерий оценки -процент деструкции за исследуемый период времени .

5.4.2. Влияние озонированияизучается в реакторе с механической мешалкой. Осушенный воздух пропускаетсячерез озонатор и с помощью барботера - через исследуемый раствор. Напряжение возонаторе - 8 кВт. Скорость подачи озона в раствор - 18 мг/час. Длительностьвоздействия - 3 часа и/или 30 минут. Контроль за содержанием озона в воде -иодометрический, концентрация озона в растворе 0,5—1,5 мг/л, остаточный озон -0,1—0,3 мг/л. Для летучих веществ воздействие озонирования оценивается путемсмешения с водой, содержащей 0,5—1,5 мг/л озона.

Критерий оценки - процентдеструкции вещества.

5.4.3. Гидролиз при кипяченииизучается в растворах, приготовленных на дистиллированной воде. Кипячение втечение 2-х часов и/или 5 мин с обратным холодильником. Критерий оценки процентдеструкции вещества за время воздействия.

5.4.4. Изучение влиянияхлорирования на структуру вещества проводится согласно [3]. Начальнаяконцентрация хлора - 3 мг/л, при перхлорировании - 10 мг/л. Максимальное времявоздействия 2 часа. Можно определять дополнительно воздействие хлора через 15,30 и 60 мин.

5.5. Класс опасности веществ постабильности определяется последовательно на основании комплексной оценки потабл. 5.2. В качестве лимитирующего показателя стабильности химического агентапринимается t_1/2 в модельном водоеме илипоказатели биоразлагаемости. Оценка опасности продуктов трансформации - порезультатам опытов с дополнительными деструктирующими факторами.

5.6. Для веществ 3 и 4 классовстабильности на первое место выступает сравнительная оценка опасности исходноговещества и продуктов трансформации.

5.7. Если вещество разлагается собразованием ранее не нормированных в воде компонентов, помимо ПДК исходногосоединения обосновываются нормативы и для продуктов его трансформации.

 

6.   Определение пороговых концентраций по влиянию веществ

на органолептические свойства воды

 

Органолептические свойства воды -воспринимаемая рецепторами человека совокупность показателей качества воды:запах, привкус, окраска, прозрачность (мутность), наличие пленок или пены наповерхности воды, посторонних включений, плавающих примесей, осадка. Многиевредные вещества способны изменять органолептические свойства воды, поэтомуболее чем для половины изученных веществ эти свойства были определяющими приустановлении их ПДК в воде.

Целью изучения влияния веществ наорганолептические свойства воды является установление пороговых концентраций(ПК_орг.) по этому признаку вредности с использованием различныхметодов: полуколичественных - для оценки интенсивности восприятия запаха(привкуса) в баллах и более объективных количественных на основе альтернативныхоценок.

6.1. Объем исследований зависитот свойств вещества. Если по результатам полуколичественной оценки вещество илипродукты его трансформации незначительно изменяют органолептические свойстваводы, и можно предположить, что органолептический признак вредности не будетлимитирующим в установлении величины ПДК, нет необходимости переходить кколичественным методам оценки. Если влияние на один из органолептическихпоказателей заведомо более выражено, необязательно оценивать количественнодругие показатели органолептической активности. Оценка запаха с провоцированиемхлорирования необходима только в том случае, когда строение и свойства веществапозволяют предположить способность к образованию хлорпроизводных соединений.При образовании продуктов трансформации, не нормированных ранее и обладающихболее выраженным, чем исходное вещество, влиянием на органолептические свойстваводы, проводятся самостоятельные эксперименты по установлению для них пороговыхконцентраций по органолептическому признаку вредности.

Оценка интенсивности измененийорганолептических свойств осуществляется людьми (дегустаторами),предпочтительно специалистами, имеющими опыт в данной области, нежелательноучастие курящих лиц.

В эксперименте используютсятолько безопасные для здоровья человека концентрации, которые выбираются политературным данным или результатам собственных исследований.

При проведении исследованийнеобходимо соблюдение ряда условий, обеспечивающих получение более объективныхданных. Помещение должно быть хорошо проветрено, без посторонних запахов.Дегустаторы допускаются к оценке воды через 1,5—2 часа после приема пищи, воды.

Предварительно они должны бытьознакомлены с характером запаха и привкуса исследуемой воды. Характер запахаопределяется при температуре 20 и 60 °С, привкуса - при 20 и 40 °С.

6.2. Для определения запаха водыиспользуются широкогорлые с притертыми пробками колбы Эрленмейера объемом 500мл, в которые наливают по 200 мл исследуемого образца. В качестве контрольнойиспользуется колодезная, ключевая или дехлорированная водопроводная вода, неимеющая не свойственного ей запаха (привкуса).

Колбу с 200 мл исследуемогообразца закрывают пробкой и перемешивают ее содержимое вращательнымидвижениями, после чего колба открывается и дегустатор делает несколько глубокихвдохов, определяя характер и интенсивность запаха.

Запах характеризуется качественнов зависимости от его вида, например, ароматический, нефтепродуктов, гнилостный,землистый и др.

6.2.1. Оценка запаха при 60 °Спроводится следующим образом.

Горлышко колбы закрываетсястеклом и колба подогревается на водяной бане до нужной температуры, после чегоанализируется интенсивность запаха.

6.3. Для определения привкусаводы допускается приготовление анализируемого вещества в любых емкостях. 10—15мл исследуемой воды набирается в рот и задерживается на 3—5 сек (как, например,при дегустации вина), затем воду удаляют из полости рта. Качественнохарактеризуется вкус воды: соленый, кислый, горький, сладкий, или привкус:щелочной, терпкий, затхлый, металлический и т.д.

Интервал между определениями - неменее 2—3 мин.

6.4. Определение пороговыхконцентраций по запаху, (привкусу) проводится при различных концентрацияхвещества в воде. Исследования выполняются в две стадии.

6.4.1. На предварительной стадииприменяется метод оценки запаха (привкуса) в баллах. С этой целью готовитсяисходный истинный раствор вещества, обладающий отчетливым запахом илипривкусом. Ряд исследуемых образцов готовится путем последовательногоразведения каждой пробы в 2 раза. Определение ведут в направлении от меньшейконцентрации к наибольшей в ряду исследуемых проб, сопоставляя каждый образец сконтрольной пробой. Опыты проводят в несколько серий с различнымиконцентрациями вещества. Группа дегустаторов должна состоять не менее, чем изпяти-семи человек.

6.4.2. Интенсивность запаха (илипривкуса) оценивается по соответствующей шкале (табл. 6.1)

 

 

 

 

 

Таблица6.1

 

Шкалаинтенсивности запаха (привкуса)

 

Характер проявления	Оценка интенсивности, баллов
Не ощущается	0
Не ощущается населением, но обнаруживается опытным дегустатором	1
Замечается населением, если обратить на это его внимание	2
Легко обнаруживается и вызывает неодобрительный отзыв о воде	3
Обращает на себя внимание и заставляет воздерживаться от питья	4
Настолько сильный, что делает воду непригодной для употребления	5

 

Результаты обобщаются в видесводной таблицы (табл. 6.2). На основании исходных данных рассчитываютсреднегеометрические концентрации, соответствующие 1 и 2 баллам. За пороговуюконцентрацию рекомендуется принимать нижнюю доверительную границу средней величины,которая обеспечивает 95 %-ную достоверность. Аналогичные расчеты применимы идля оценки влияния веществ на привкус воды.

 

Таблица 6.2

 

Определениеинтенсивности запаха воды с различным

содержаниемв ней полихлорпинена

 

Концентрация	Интенсивность запаха, баллов
вещества, мг/л	1	2	3	4	5	6	7	8	9	М1
0,25	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0,22
0,5	0	2	2	0	1	0	0	0	0	0,55
1	1	2—3	2—3	1	2	2	1	1	1	1,57
2	2	3	3	2	3	3	2	2	3	2,55
4	3—4	3—4	3—4	3	4	4	2	2	5	3,85
8	5	4	4—5	4	5	5	4	4	5	4,94
М1 - среднеарифметическое значение.

 

Критерием гигиеническогонормирования веществ является порог восприятия запаха (привкуса),соответствующий 1 баллу. Если в пределах растворимости вещества интенсивностьзапаха (привкуса) не превышает 1—2 баллов, исследования заканчиваются на первойстадии, а в результатах указывается: пороговая концентрация вещества по влияниюна запах (привкус) воды выше его концентрации на пределе растворимости.

6.5. Определение пороговыхконцентраций по влиянию на окраску, мутность воды проводится в столбе растворавысотой 10 и 20 см.

Используются 4—5 цилиндровГенера, которые устанавливаются на белой бумаге при равномерном освещении.

6.6. Пороговая концентрация попенообразованию определяется с помощью градуированных цилиндров емкостью 1000мл с притертыми пробками. В них наливается по 500 мл исследуемого раствора иконтрольная вода. В течение 15 секунд производится 15 умеренно резкихопрокидывании цилиндров - сначала контрольных, а затем опытного - и отмечаетсяинтенсивность пенообразования. За пороговую принимается концентрация, прикоторой отсутствует стабильная крупнопузырчатая пена, а высота мелкопузырчатойу стенок цилиндра не превышает 1 мм.

6.7 Определение пороговыхконцентраций по таким критериям, как посторонние включения или плавающиепримеси, проводится в стакане объемом 500 мл, в который наливается 250 млраствора, а в 4 других стакана - аналогичные растворы сравнения. Пороговойсчитается количество вещества, при котором не обнаруживается визуально ни однойвидимой частицы в толще, на поверхности или на дне.

6.8. С целью получения болееточных пороговых величин проводят вторую стадию исследований - «закрытый» опытметодом пятиугольника или, в крайнем случае, треугольника. «Закрытый» опытиспользуется для установления пороговых концентраций по запаху, привкусу,пленко- и пенообразованию, а также по влиянию на окраску воды.

Этот метод основан на принципеучета различной (дифференцированной) чувствительности человека приальтернативной оценке эффекта.

6.8.1. На основании первой стадии(п. 6.7) выбирается кратность последовательного разведения растворов £ 1,5, которая является оптимальной приопределении ПК по запаху, привкусу, окраске, мутности и пенообразованию. Приопределении ПК по плавающим примесям, пленке допустима кратность 2,0. Наосновании первой стадии выбирают концентрации = 3 баллам.

6.8.2. Каждая опытная пробагруппируется с четырьмя-двумя контрольными пробами. Дегустаторам предлагаетсянайти опытную пробу в каждой группе. Последовательность поиска опытной пробы -от меньшей концентрации к большей. Регистрируют результаты оценки проб,фиксируя номер колбы, которую дегустатор считает опытной. Подсчитываетсяпроцент дегустаторов, правильно указавших опытную пробу, из всего числа лиц,принимающих участие в опыте. Общее число наблюдений по определению каждойконцентрации должно быть в пределах 30—50. Последовательно чередуютсячетыре-пять концентраций. Опыт можно считать законченным, если в ряду изученныхконцентраций процент правильных ответов варьировался в пределах от 20—30 до60—80 %. Иначе необходимо продолжить исследования.

Результаты опытов записываются вформе таблицы 6.3.

6.8.3 Анализ полученных данныхвыполняется или с помощью расчетов на компьютере, или графическим методом вдвойном логарифмическом масштабе.

Проценты правильных положительныхответов для каждой испытанной концентрации веществ оцениваются так же, какрезультаты острых опытов в токсикологических исследованиях. Вычисляетсявеличина среднеэффективной концентрации и ее ошибка (ЕС₅₀±m). Эту величину можно с достаточной надежностьюрассматривать как порог ощущения.

При проведении исследованийметодом «закрытого» опыта следует учитывать вероятность случайности правильногоответа. Теоретически процент таких ответов при использовании методапятиугольника может достигать 20, а для метода треугольника - 33.

 

Таблица 6.3

 

Влияниетолуола на запах воды

 

Концентрация толуола, мг/л	Количество наблюдений	Число положительных ответов	Положительные ответы, %
0,1	80	60	75
0,075	40	19	47,5
0,05	48	15	31,2
0,0325	80	10	12,15
контроль	60	9	15

 

Для получения более точныхрезультатов можно исключить эту ошибку, используя формулу Шнейдера-Орелли,предложенную для корректировки результатов острых опытов, но, как показалапрактика, приемлемую и для органолептических исследований:

 

 где

 

Х_ст. -стандартизованный процент правильных ответов;

Х_пр -экспериментально полученный процент правильных ответов;

Х_ош. - процентошибочных ответов, в данной группировке проб на одну контрольную пробу.

Величина ЕС₅₀ повлиянию на запах, привкус, окраску, образование пленок, пены, мутностипринимаются в качестве пороговых. Наименьшая из пороговых концентраций по томуили иному органолептическому показателю принимается за пороговую поорганолептическому признаку вредности.

Абсолютно нерастворимые,несмачивающиеся вещества, относящиеся к 4-ому классу токсичности (DL₅₀> 10 000), не вызывающие изменений вкратковременных опытах в дозах >500 мг/кг, могут нормироваться, каквзвешенные природные вещества на уровне 0,25 мг/л.

 

7.Экспериментальное установление пороговых концентраций веществ

повлиянию на процессы самоочищения водных объектов

 

7.1. Санитарный режим водныхобъектов в зонах влияния выбросов сточных вод определяется интенсивностьюпроцессов естественного самоочищения, в ходе которых происходит потреблениекислорода, развитие и отмирание сапрофитной и патогенной микрофлоры,трансформация и минерализация органических соединений.

В общем виде процессбиохимического потребления кислорода происходит в 2 стадии: первая - окислениенестойких органических соединений - развивается довольно быстро и носитэкспоненциальный характер; вторая - окисление стойких органических веществпротекает в природных водах медленнее и, как правило, линейно. Интенсификациявторой стадии потребления кислорода в скляночном опыте означает наступлениеактивации окисления азотсодержащих веществ или адаптации микрофлоры кассимиляции изучаемого вещества.

7.2. Целью экспериментальногогигиенического исследования влияния вещества на процессы естественногосамоочищения водных объектов является обобщенная оценка интенсивности инаправленности взаимосвязанных фаз биохимического окисления естественныхорганических веществ (БПК, аммонификации, нитрификации, развития и отмираниямикрофлоры), обоснование пороговых концентраций вещества по общесанитарномупризнаку вредности (ПК_сан.).

7.3. Объем исследованиядифференцируется в зависимости от задач и результатов комплексной оценкитоксиколого-гигиенических свойств веществ.

7.3.1. Проводятся исследованияБПК за 5 (7) суток в динамике: тотчас, через 1, 3 и 5 (7) суток и определяетсяПК_сан.

7.3.2. После установления ПК_орг.и ПК_хр. по санитарно-токсикологическому признаку вредности онисопоставляются с ПК_сан. по БПК₅ (БПК₇).

При ПК_сан./ПК_орг.,ПК_сан./ПК_хр.> 1 исследования процессов самоочищениямогут считаться завершенными.

При ПК_сан./ПК_орг.,ПК_сан./ПК_хр. < 1 необходимы уточняющие исследования сизучением влияния веществ на динамику содержания аммиака, нитритов и нитратов вводе модельных водоемов. При стимуляции БПК необходимо продолжить наблюдения на7—10— 15—20 сутки.

7.3.3. Для уточнения характеравлияния вещества на процессы естественного самоочищения в качестведополнительных могут применяться методы исследования динамики развития иотмирания микрофлоры. Дополнительные исследования в модельных водоемах состандартизованной водой позволят получить представление о воспроизводимостирезультатов.

Каждый показатель исследуется неменее, чем в 3-х сериях опытов.

7.4. Выбор концентраций для опытапроводят по данным о растворимости и стабильности вещества, величинехимического потребления кислорода в расчете на 1 мг вещества.

В первой ориентировочной сериидопустимы различия между концентрациями вещества в 10 раз, в последующих 3-хсериях исследуют 3—4 концентрации, отличающиеся одна от другой в 3—4 раза.Контролем служит разводящая вода без вещества.

7.5. В связи с высокойвариабельностью процессов самоочищения, как в скляночных опытах, так и вмодельных водоемах, необходимо соблюдение ряда требований к разводящей воде иправилам ее подготовки.

В качестве источника органическихвеществ естественного происхождения и активной сапрофитной микрофлорыиспользуют хозяйственно-бытовую сточную воду, которая должна быть свободна отпримесей ингредиентов промышленных сточных вод и взвешенных веществ. Длительноехранение (более 24 ч) хозяйственно-бытовой жидкости при температуре 20 °Снедопустимо. При проведении ориентировочных опытов готовая смесь этой жидкостис разводящей водой должна храниться в холодильнике при температуре 4— 8°С. Передначалом эксперимента перманганатным методом определяют окисляемость воднойсмеси с хозяйственно-бытовой сточной жидкостью. Если величина окисляемости выше15 мг О₂/л, сточная вода разбавляется. В качестве разводящей водыиспользуется дехлорированная водопроводная вода, свободная от веществ,оказывающих влияние на процессы БПК. Вода насыщается кислородом воздуха доконцентрации 6,0—8,0 мг/л. Сосуды для этой воды нельзя использовать для другихцелей. Целесообразно, чтобы аэрированная вода имела температуру около 20градусов.

После разбавления окисляемостьсмеси не должна превышать 8—9 мг О₂/л.

7.6. Определение окисляемости,БПК, аммиака, нитритов, нитратов проводится общепринятыми методами [1].

В дополнительных исследованияхможет использоваться стандартизованная разводящая вода.

Допускается изучениеслаборастворимых веществ в смеси с ПАВ или в виде мелкодисперсной взвеси илиэмульсии. Контролем при этом служит разводящая вода, содержащая соответствующееколичество ПАВ.

7.7. Правильность постановкиопыта проверяется по следующим критериям.

7.7.1. Величина БПК за первыесутки должна быть в пределах 0,7—1,2 мг/л, а к концу опыта - не менее 3 мг/л.Динамика процесса БПК выражается зависимостью, близкой к экспоненциальной, ненаблюдается смена подъемов и снижений кривой. В двойном логарифмическоммасштабе график зависимости представляет собой прямую.

7.7.2. Баланс уменьшенияколичества аммиачного азота, нарастания и убыли нитритного азота и нарастанияазота нитратов (до 0,1 мг/л) должен сохраняться в каждый момент определения.

7.7.3. При длительныхисследованиях динамики БПК дополнительная интенсификация процесса на 5—10 или15 сутки может быть отражением наступления второй стадии минерализации исопровождаться накоплением нитратов в воде.

7.8. Результаты всех стадийисследований представляются в форме таблиц, а динамика ВПК и динамика развитияи отмирания микрофлоры - и в виде графиков.

7.9. При оценке экспериментальныхданных выводы делаются на основании каждой серии в отдельности. В силу высокойвариабельности процессов в разных сериях, усреднение и статистическая обработкарезультатов не допускаются.

7.9.1. Высокая вариабельностьпроцессов самоочищения не позволяет принимать во внимание отклонения отконтроля < 15%. С гигиенических позиций процессы ингибирования самоочищенияболее опасны, чем стимуляция. Поэтому необходима дифференциация критериеввредности в зависимости от направленности нарушения первой стадииминерализации. При ее ингибировании за пороговую принимается концентрациявещества, вызывающая угнетение БПК на 15 %, а при стимуляции - на 20 %. Припреимущественном влиянии вещества на вторую стадию минерализации критериемпороговой дозы является 15 %-ное отклонение от контроля.

7.9.2. Если при наименьшей издействующих концентраций БПК отличается от контроля больше или меньше, чем на15 % (или 20 %), пороговую концентрацию можно рассчитать на основании линейнойполулогарифмической зависимости «концентрация-эффект» графическим илистатистическим методом и, таким образом, получить более точную величину ПК_сан.

7.9.3. Для уточнения величинпороговых концентраций при стимуляции БПК можно определить, сколько в процессебиохимического окисления приходится кислорода на 1 мг изучаемого вещества:

 где

А - количество кислородана 1 мг изучаемого вещества;

БПК_х - БПКв опыте, последний срок наблюдения;

БПК_к -БПК в контроле в последний срок наблюдения;

С - концентрацияизучаемого вещества (мг/л). Правилами охраны поверхностных вод от загрязненияпредусмотрено, что в воде водных объектов должен содержаться растворенныйкислород в количестве не менее 4—6 мг/л. Поэтому применительно к натурнымусловиям при благоприятном санитарном режиме водного объекта без заметногоущерба для санитарного состояния водного объекта может быть использовано неболее 1— 2 мг/л кислорода. Тогда пороговая концентрация вещества ориентировочноможет быть рассчитана по формуле:

 где

А - количество кислородана 1 мг изучаемого вещества.

Поскольку эта формула не в полноймере отражает реальное влияние сточных вод на санитарный режим водных объектов,предложена более точная формула:

 

 где

 

Q -расход воды водного объекта, м³/с;

q -расход сточных вод, в составе которых сбрасывается нормируемое соединение, м³/с;

а - коэффициент смешениясточных вод с водой водного объекта.

7.9.4. Для расчетного прогнозаусловий спуска сточных вод, содержащих вещества, нормируемые по общесанитарномупризнаку вредности и стимулирующие потребление кислорода, важно определениеконстанты скорости потребления кислорода:

 

 где

 

БПК_t и БПК_2t- биохимическое потребление кислорода для 2-х сроков инкубации, кратных междусобой;

К- искомая константаскорости;

t - время, сут.

 

8.Установление параметров токсичности веществ

вострых опытах на животных

 

Установление смертельных эффектовпозволяет получить необходимую информацию для решения ряда задач:

• определение параметровтоксичности и опасности вещества при однократном (кратковременном) воздействии,а также получение первичной информации о характере и направленности действия;

• сравнительная оценкатоксичности нескольких веществ, близких по физико-химическим свойствам или поусловиям применения;

• установление видовой, половой ивозрастной чувствительности лабораторных животных к действию вредного вещества;

• получение предварительнойинформации о способности вещества к материальной и/или функциональнойкумуляции;

• сравнительная оценкатоксичности исходного вещества и продуктов его трансформации в водной среде;

• получение информации,необходимой для выбора доз, исследуемых в подостром и хроническомэкспериментах;

• определение правомерностиприменения корреляционных уравнений количественной зависимости«структура-активность» для прогноза параметров токсикометрии изучаемоговещества;

• установление зависимости«доза-ответ» и расчет средней смертельной дозы DL₅₀.

Доза средняя смертельная - этоколичество яда, вызывающее гибель 50 % группы подопытных животных заопределенный период последующего наблюдения. Поскольку DL₅₀является статистической величиной, определяются также средняя ошибка идоверительные интервалы.

Другие показатели, например, DL₁₀₀ (наименьшая доза, вызывающая гибель всехвзятых в опыт животных) и DL₀ (максимальнаяпереносимая доза) определяются эмпирически, а не статистически, и поэтому могутиспользоваться как дополнительные ориентировочные величины.

8.1. Вещество изучается приследующих путях поступления в организм: при введении в желудок, нанесении накожу.

Токсичность при внутрижелудочномвведении определяется в опытах на животных (белых мышах массой 18—24 г, белыхкрысах массой 180—240 г, половозрелых морских свинках массой 350— 500 г,кроликах массой 1,5—3,0 кг).

8.2. Выбор доз для исследованияосуществляется:

• по аналогии с данными отоксичности близких по структуре веществ;

• расчетным путем поматематическим моделям;

• в ориентировочном эксперименте.

В ориентировочном экспериментеустанавливается зона смертельного действия - отношение абсолютной смертельнойдозы к минимальной смертельной или максимальной переносимой. Затем выбираетсяряд доз, например, в соответствии с рядами Фульда:

1,0; 1,3; 1,8; 2,4; 3,2; 4,2;5,6; 7,5; 10,0; 13,0

1,0; 1,3; 1,7; 2,1; 2,8; 3,6;4,6; 6,0; 7,7; 10,0; 13,0

1,0; 1,3; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2;4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0

ОриентировочнаяDL₅₀ может быть установлена методом одной-двух точек илипутем испытания ряда последовательных доз на 1—2 подопытных животных.

8.3. Количество животных вразвернутом опыте должно быть достаточным для статистических расчетов. Каждаядоза испытывается не менее, чем на 10 белых мышах, белых крысах, на 6 морскихсвинках, кроликах и других животных.

8.3.1. Вещество в каждой извыбранных доз (а для соединений 3 и 4 классов стабильности и ранее ненормированные продукты трансформации) вводится с помощью зонда однократно вводном растворе, при малой растворимости в воде - в растительном масле. Можетбыть применен «универсальный» растворитель - диметилсульфоксид.Труднорастворимые, вязкие, смоло-, порошкообразные вещества можно вводить ввиде взвесей или эмульсии в яичном желтке, 1—2%-ном растворе крахмала, сдобавлением нетоксичных поверхностно-активных веществ. В отдельных случаяхдопустимо использование других растворителей: этанола, глицерина,полипропиленгликоля и т.п. Обязательное условие - введение контрольным животнымиспользуемого растворителя в эквивалентных количествах.

8.3.2. Для создания необходимыхдоз предпочтительнее вводить разные объемы раствора вещества однойконцентрации. Вместе с тем, объем водных растворов не должен превышать 1—1,5 %,а масляных - 0,5—1 % от веса тела. Вещество вводится через 2—3 часа после кормления.Через 3—4 часа после введения вещества допускается очередное кормлениеживотных.

8.3.3. Максимальная вводимая дозав желудок - 10 г/кг. При испытании малотоксичных веществ, не приводящих кгибели при однократном введении, допустимо вводить вещество несколько раз вмаксимально возможной концентрации в объеме £5 %, а масляные растворы до 2 % от веса тела с интервалом между введениями неменее 1,5 часов. Следует учитывать и предотвращать возможное местноераздражающее действие веществ, испытывать нейтрализованные растворы приусловии, что это не приведет к разрушению и трансформации структурной частимолекулы, определяющей токсичность вещества.

8.4. Наблюдение за животнымипродолжается в течение 14 дней после введения вещества. Фиксируется времягибели каждого животного (в первые сутки - в часах), общее количество погибших.Результаты заносятся в таблицу (табл. 8.1). Подробно описывается клиническаякартина отравления, желательно - морфологические изменения внутренних органов итканей. Делаются предварительные выводы о характере токсического действиявещества.

 

Таблица 8.1

 

Динамикагибели животных после однократного введения

веществав различных дозах

 

Дозы, мг/кг	Число животных в	Число погибших животных по срокам наблюдения в часах (сутках)				Общее число погибших	% гибели
	группе					животных

 

8.5. Токсичность при накожномнанесении изучается согласно [1].

8.6. Расчет DL₅₀и доверительного интервала может проводиться любым из статистических методов,т. к. различия между величинами по результатам расчета значительно меньше, чемпо экспериментальным данным, полученным в разных условиях. Более точнымсчитается метод Литчфилда-Уилкоксона.

8.7. Для веществ из малоизученныхклассов необходимо определять сравнительную половую и видовую чувствительностьна 4-х видах лабораторных животных, для остальных веществ - на 2-х видах.Определение острой токсичности на морских свинках, кроликах, кошках (в особыхслучаях) допустимо методом 1—2 точек. Метод дает возможность рассчитать ошибкуи доверительные интервалы величин DL₅₀.

8.8. Для получения сопоставимыхрезультатов целесообразно стандартизовать условия эксперимента по виду, полу,возрасту, условиям содержания животных. С другой стороны, не следует чрезмерноуточнять их путем увеличения числа животных, уменьшения шага между дозами,усложнения методов расчета.

8.9. При оценке результатовострых опытов могут использоваться классификации токсичности, представленные втаблице 8.2.

Кроме того, необходим анализкривых «доза-ответ», которые могут соответствовать не только функциинормального распределения, но и гиперболе, параболе, экспоненциальной кривой.Угол наклона кривых к оси абсцисс может дать информацию об общности или, наоборот,резких различиях в механизме токсического действия ряда веществ или наразличные виды животных.

Пологая кривая чаще всегосвидетельствует о плохом всасывании, быстром выведении или трансформации, или оналичии резких различий в индивидуальной чувствительности. Выраженная крутизнанаклона свидетельствует об активном всасывании, быстром развитии токсическогоэффекта, а также о незначительных различиях в индивидуальной чувствительности.

 

Таблица 8.2

 

Классификациятоксичности по смертельным эффектам

 

Показатели токсикометрии,	Классы токсичности
мг/кг	1	2	3	4
1. DL50 в/ж	<100	100—1000	1001—10000	>10000
2. DL50 при нанесении на кожу	<100	100—500	501—2500	>2500

 

8.10. Дополнительно по даннымострого опыта рассчитываются параметры, дающие первое представление оспособности веществ к кумуляции: среднее время гибели (ТL₅₀) ииндекс кумуляции [1].

8.10.1. Для определения TL₅₀ сопоставляется рабочая таблица, аналогичнаятаблице учета результатов острого опыта, сроки гибели животных выражаются вчасах. По таблице подсчитывается суммарное время гибели животных от каждой изиспытанных доз (S t), из которыхнаходят среднее время гибели одного животного (t_n) поформуле: t_n= S t/n,где n - общее количество животных, погибших от данной дозы. TL₅₀рассчитывают теми же статистическими методами, что и среднесмертельную дозу илистроят прямоугольную систему координат (в логарифмическом масштабе), откладываяпо оси абсцисс время гибели животных (в часах), а по оси ординат - изученные вопыте дозы вещества (в мг/кг). На график наносят точки, соответствующие ранеенайденным значениям t_n и через них проводят прямую, покоторой находят TL₅₀ - время гибели животных от дозы, равной DL₅₀.

 

Таблица8.3

 

Классификациявеществ по способности к кумуляции в острых опытах

 

Степень	Показатели кумуляции		Прогноз МНД по индексу
кумуляции	I	TL50, ч	кумуляции
1. Сверхкумуляция	>0,5	>48	1/250000 DL50
2. Сильная	0,1—0,5	>24—48	1/50000 DL50
3. Средняя	<0,1	12—24	1/10000 DL50
4. Слабая	0	<12	1/2000 DL50

 

По таблице 8.3 определяют, ккакому классу по способности к кумуляции относится вещество. Если TL₅₀находится в пределах 12— 48 часов, допустимо применять расчетные уравнения дляпрогноза ПД_хр. и МНД в соответствии с [4].

8.10.2. Дляопределения индекса кумуляции рассчитываются величины DL₅₀ за 1сутки (Д₁) и по результатам гибели животных в течение всех 14дней опыта (Д₂). Затем определяют I:

 

I = 1 -Д₂ / Д₁

 

Классификация способности веществк кумуляции и ориентировочные величины МНД приведены в таблице 8.3.

 

9.Порог вредного действия при однократном поступлении

веществав организм

 

Цели исследований:

• определить верхний предел доздля подострого эксперимента и оптимальное время наблюдения после введениявещества;

• получить характеристикукумулятивных свойств;

• при необходимости - изучитьтоксикокинетику и процесс детоксикации вещества;

• рассчитать зону острогодействия.

9.1. Порог однократного действияопределяется на белых крысах по интегральным и специфическим показателям собязательным определением изменений в динамике в течение суток (или несколькихсуток - в зависимости от TL₅₀). Времяпервого определения устанавливается, исходя из клинической картины отравления востром опыте, но не позднее двух часов, затем, например, через 4—6—12—24 часапосле затравки, а также через 2—4 и 8 дней после нее. Возможны и другие срокинаблюдения с учетом токсикодинамики и/или токсикокинетики. Порог однократногодействия может быть установлен эмпирически или рассчитан как вероятностнаявеличина (Lim_ac) или дополнен результатамитоксикокинетических исследований.

9.2. Для специальных научныхцелей можно определить кинетику накопления и выведения вещества и/или егометаболитов в организме.

9.3. На основании исследованиязависимости «время-эффект» можно определить время полуубыли (t) регистрируемого эффекта по формуле:

 где

E_i- среднее значение степени эффекта (в % к параллельному контролю) в моментывремени t_i (i - 1; 2;...; n);

0,693 - натуральный логарифм из2;

2,3 - коэффициент перехода отнатуральных логарифмов к десятичным.

Степень кумуляции определяют повеличине t: при t < 12, 12—24, 24—48 и > 48 часов кумулятивные свойстваоценивают как слабые, средние, сильные и очень выраженные соответственно.

9.4. Пример определения пороговойдозы однократного действия в опыте с ацетонциангидрином (АЦГ).

При выборе доз и сроковнаблюдения исходили из результатов острого опыта:

ЛД₅₀ = 18,5 (16,9 :20,3) мг/кг, TL₅₀ =85 мин. Первые признаки отравления появлялись через 10—15 мин после введенияацетонциангидрина. Эти данные свидетельствуют о быстром развитии токсическогопроцесса и слабо выраженной кумуляции.

Поэтому выбран минимальныйинтервал между дозами. Вещество вводилось однократно белым крысам в дозах,составляющих 1/5, 1/10, 1/15, 1/20 и 1/45 DL₅₀.Отбор исследуемого материала /кровь, печень/ производили через 15, 30 мин, 1,2, 4 и 6 часов после введения АЦГ. Контролем служили интактные животные.Поскольку механизм токсического действия цианидов хорошо известен,исследовались только специфические показатели: содержание оксигемоглобина ироданидов в крови, активность цитохромоксидазы печени. Установлено, чтомаксимальный токсический эффект (пик содержания оксигемоглобина и снижениеактивности цитохромоксидазы) для доз 1/5, 1/10, 1/15 DL₅₀наблюдается через 30 мин после введения вещества, а с уменьшением дозы (1/20,1/45 DL₅₀) срок достижения наибольшихизменений увеличивается до 1 часа. Получены кривые зависимости «время-эффект»для разных доз.

По наиболее чувствительномупоказателю (изменению активности цитохромоксидазы) установлен порогоднократного действия Lim_ac, равный 1/45 DL₅₀(0,41 мг/кг). Зона острого действия DL₅₀/Lim_ac=45. Это доказывает, чтоспособность АЦГ к кумуляции слабо выражена.

Исходя из полученных данных, дляподострого эксперимента были выбраны дозы < Lim_ac, т.е. 0,4;0,08; 0,015 мг/кг с пятикратным шагом между ними.

 

10.Изучение действия вещества на организм в условиях подострого опыта

 

Подострые опыты могут проводитьсяс целью:

• выявления различными методамиспособности веществ к кумуляции;

• получения данных дляобоснования класса опасности вещества, необходимости оценки хроническойтоксичности, выбора доз и тестов при планировании хронического опыта.

Подострый эксперимент являетсяцентральным звеном в гигиенических исследованиях, от его результатов зависитрешение вопроса о необходимости и целесообразности дальнейших исследованийвещества и их планирование. В условиях подострого опыта могут оцениваться ипродукты трансформации веществ 3 и 4 классов стабильности в случае, если они неизучались ранее или химически не идентифицированы, а в острых экспериментахоказались токсичнее исходного соединения.

10.1. Наибольшую информативнуюценность представляет подострый эксперимент, направленный на установлениепараметров токсикометрии в условиях, вызывающих не явные признаки нарушенияжизнедеятельности организма, а изменения функциональных показателей, близкие кпороговым (в отличие от методов оценки кумуляции Ю. С. Кагана и В. В.Станкевича; Lim et al; Б.М. Штабского, использующихдозы, приводящие к смертельному эффекту).

Подострый эксперимент позволяет:

• изучить токсикодинамику врамках зависимости «доза-эффект» во времени;

• определить характер (механизм)токсического действия; наиболее поражаемые функции, органы, системы организма;

• установить пороговую дозуподострого эксперимента (ПД_пэк);

• выявить способность вещества ккумуляции;

• рассчитать зону кумулятивногодействия;

• установить класс опасности покумуляции;

• прогнозировать пороговую дозухронического действия (ПД_хр.).

10.1.1. В эксперименте изучаетсяне менее 3 доз вещества. Выбор доз осуществляется на основе прогноза ПД_хр.и МНД с использованием математических моделей согласно п. 3.2.2., а такжерезультатов определения Lim_ac (раздел 9) [1,4].

Шаг между дозами определяетсякумулятивностью вещества: 3—5-кратный - для 3—4 классов, 5—10-кратный - для 1—2классов кумуляции.

10.1.2. Исследования проводятся,как правило, на белых крысах.

При выраженных (более 5 раз)различиях в видовой чувствительности обязательны дополнительные исследования нанаиболее чувствительном виде животных. Вид подопытных животных определяетсятакже особенностью биологических эффектов изучаемого вещества. Например, дляизучения аллергенного эффекта используются морские свинки, для выявлениямутагенного эффекта - специальные линии белых мышей, определения влияния на микрофлорукишечника - белые крысы и т. п.

10.1.3. Вещества вводятся в видеводного раствора внутрижелудочно (белые крысы) или перорально (кролики, морскиесвинки). Допустимо введение веществ в растительном масле или растворе крахмала.Если вещество хорошо растворяется в воде и не вызывает изменения ееорганолептических свойств, предпочтительнее использовать автопоилки сежедневным определением количества выпитого раствора. При пониженииводопотребления по сравнению с контрольными животными, следует переходить наактивное запаивание (внутрижелудочное введение). Введение веществ ежедневное,включая выходные дни.

10.1.4. Длительность опыта - неменее 30 дней. Однако опыт может быть продлен до 2—3 месяцев, если известно,что изучаемый препарат вызывает изменение замедленно реагирующих систем,например, липидного обмена, костной системы, обмена кальция и т. п.

10.1.5. Точность и надежностьобоснования гигиенического норматива в основном определяется адекватностьюфункциональных показателей, выбранных для оценки состояния организма животных вподостром (а затем, в хроническом) эксперименте. Поскольку невозможнорекомендовать универсальный перечень таких показателей в силу специфичностидействия отдельных веществ на организм, комплекс изучаемых показателей долженбыть тщательно обоснован в каждом подостром эксперименте. Выбор показателейосуществляется с учетом всех имеющихся данных о механизме токсического действиявещества и его структурных аналогов [5, 6, 7, 8]. Желательно, чтобы выбранныепоказатели отражали состояние крови, печени, почек, центральной нервнойсистемы, функции наиболее поражаемых органов.

После снятия фоновых значенийпоказателей наблюдения проводятся на 5—10—20 и 30 сутки опыта. Если неопределялся порог однократного действия, необходимо исследование в 1 сутки.Если продолжительность опыта превышает 30 дней, последующие снятия значенийпоказателей функционального состояния организма животных проводятся каждые 2недели.

10.1.6. В подостром опытеприменяются дополнительные функциональные (физическая, термическая и т. п.) илиматериальные (амидопириновая, гексеналовая и т. п.) нагрузки; однократно вконце опыта или через каждые 2 недели. Нагрузка должна в наибольшей мере соответствоватьмеханизму действия вещества.

Наиболее предпочтительна нагрузкаизучаемым веществом в конце эксперимента в дозах, превышающих порогоднократного действия в 2—5 раз в зависимости от способности к кумуляции.

10.2. В конце подострого опытаопределяется ПД_пэк - доза вещества, при энтеральном поступлениикоторой в организм в течение 30 дней возникают минимальные, но диагностическизначимые изменения функциональных показателей состояния организма животных. Приэтом важна дифференциация закономерных и случайных проявлений токсическогодействия веществ.

10.2.1. Необходимо использоватьследующие диагностические критерии ПД_пэк:

• комплексный анализ зависимости«доза-эффект» во времени для не менее 3 доз веществ, различающихся в 3—10 раз;

• учет изменений небольшого числаили даже одного показателя, если он отражает особенности механизма токсическогодействия изучаемого или близких по структуре соединений;

• ориентация на минимальныесдвиги значений функциональных показателей, наблюдаемые неоднократно (не менее2-х раз) в течение эксперимента;

• учет тенденции к изменениям,даже при отсутствии статистически достоверных различий с контролем, если ониотносятся к жизненно важным показателям;

• наличие экспериментальноустановленной недействующей дозы подострого опыта как дополнительного критерияпороговости.

10.2.2. Статистическимикритериями пороговой дозы служат показатели достоверности отличий от контроля (t - критерий Стьюдента, отношения дисперсий покритерию F и др.). Необходимо проверятьправомерность применения этих критериев, т. е. соответствие изучаемой выборкизакону нормального распределения. В противном случае применяются другие методыстатистической обработки, в т. ч. непараметрические.

При выборе количественногокритерия значимости отклонений от нормы (контроля) (5%, 1%, 0,1%) учитываетсябиологическая значимость показателя, степень «пластичности», патогенетическогосоответствия. Кроме того, чем опаснее для жизнедеятельности организма выявленныйэффект или чем важнее сфера применения вещества и шире контакт с населением,тем статистически менее значимые сдвиги значений показателя по сравнению сконтролем следует принимать во внимание.

10.2.3. Для большей надежностипри установлении ПД_пэк, следует применять комплексныйдиагностический подход с оценкой адаптационных возможностей организма, вчастности, по реакции на материальную или функциональную нагрузку.Дополнительно могут использоваться также изучение соотношения междупоказателями индивидуально у каждого животного, учет дискоординации сопряженныхфункций, определение безвредных доз на основе зависимости «доза-статусорганизма».

10.3. После установления ПД_пэкопределяется способность веществ к кумуляции по отношению DL₅₀/ПД_пэк,класс опасности и коэффициент J для прогнозапороговой дозы хронического действия (табл. 10.2). Выбор коэффициента (J₁, J₂, J₃)осуществляется в зависимости от степени изученности характера токсическогодействия вещества и структурного ряда, к которому оно принадлежит.

 

 

 

 

 

 

Таблица 10.2

 

Оценкаопасности и прогноз пороговой дозы веществ

порезультатам подострого опыта

 

Классы опасности	Кумуляция по отношению DL50/ПДпэк	Коэффициент для расчета ПДхр. по ПДпэк
		J1	J2	J3
1. Чрезвычайно опасные	³10000	20	100	не прим.
2. Высокоопасные	³1000	5	10	100
3. Умеренно опасные	³100	3	5	25
4. Малоопасные	³10	2	3	10

 

11.Проведение хронического санитарно-токсикологического опыта

 

Хронический опыт проводится вслучаях, указанных в главе 3, п. 3.2.5. Кроме того, хронический опыт проводят,если в подостром опыте выявлены новые виды эффектов, развитие которыхсоизмеримо с длительностью жизни, например, изменение костной системы,героэффект.

Цель хронического опыта -установить пороговую и максимальную недействующую дозы веществ при длительномвоздействии на организм.

11.1. Основным ориентиром привыборе доз для хронического эксперимента является расчет ПД_хр. по ПД_пэк(табл. 10.2). Если же подострый эксперимент не был проведен, дозы и подопытныеживотные выбираются в соответствии п.п. 10.1.1, 10.1.2, 10.1.3.

11.2. Длительность опыта обычносоставляет 3 месяца, но в случаях, указанных в п. 3.2.5, продлевается до 6—12месяцев в зависимости от способности вещества к кумуляции, измененныхпоказателей и задач исследований. Определение показателей в течение первогомесяца - 2—3 раза, затем - ежемесячно.

11.3. Выбор показателей дляоценки функционального состояния организма животных зависит от информации,полученной в подостром эксперименте:

• если в течение 30 дней удалосьчетко определить характер, механизм токсического действия веществ, то вхроническом опыте используется минимальное количество тестов, отражающихизменение наиболее чувствительных органов и систем;

• если характер токсическогодействия остался неясным, применяется широкий набор тестов, характеризующихфункции различных органов и систем с тем, чтобы в ходе эксперимента выявитьнаиболее поражаемые из них.

В остальном выбор показателей дляисследования проводится в соответствии с п.п. 3.2.5, 3.2.6 и 10.1.5.

Обязательным разделом являетсяприменение дополнительных нагрузок.

11.4. Изучение отдаленныхэффектов и кожно-резорбтивного действия проводится согласно [1]. При наличииданных MAIR о принадлежности изучаемого вещества иливеществ, близких по структуре, к канцерогенам, обоснование ПДК проводится сучетом этой особенности биологического действия.

По показаниям также определяетсяпороговая доза вещества по аллергенному эффекту.

11.5. Важным дополнительнымразделом исследовании является изучение накопления веществ в органах, процессовметаболизма в начале и в конце интоксикации. Эти данные могут использоватьсяпри обосновании «биологических нормативов», рекомендаций о тест-экспозициях дляизучения влияния реального загрязнения окружающей среды на население,сравнительной оценки опасности вещества и продуктов трансформации и т. п.

11.6. На основании хроническогоэксперимента определяется пороговая доза (ПД_хр.). Критерии пороговойдозы те же, что в п. 10.3, дополнительный принцип - сопоставимость результатовподострого и хронического экспериментов.

11.7. Расчет МВД хроническогоопыта проводится исходя из величины ПД_хр. с использованиемкоэффициентов запаса в зависимости от выраженности кумулятивных свойств испособности вещества вызывать отдаленные эффекты по таблице 11.1. Определяетсятакже допустимая суточная доза при пероральном поступлении (ДСД). Если веществоявляется летучим, легко проникающим через кожу и достаточно широкораспространено в окружающей среде, МНД устанавливается в процентах отдопустимой суточной дозы в соответствии с существующими методиками ирекомендациями.

 

Таблица 11.1

 

Коэффициентызапаса (К_з) для расчета МНД по величине ПД

 

Класс опасности	К3 в зависимости от кумуляции		Кз в зависимости от способности вызывать отдаленные эффекты
	DL50/ПД	Кз от ПД общетоксич. действия	Zsp	Кз от ПД по влиянию на гонады	Кз от ПД по влиянию на эмбриогенез
I. Чрезвычайно опасные вещества	³105	10	1	10
2. Высокоопасные вещества	105—103	5	0,1—1,0	5	10
3. Умеренно опасные вещества	103—102	3	0,01—0,1	3
4. Малоопасные вещества	£102	3	0,01	3

 

12.Обоснование величины ПДК (ОДУ) веществ в воде

 

Для обоснования величины ПДК(ОДУ) исследуемого вещества в воде сопоставляются пороговые величины поорганолептическому и общесанитарному признакам вредности и максимальнаянедействующая концентрация по токсикологическому признаку вредности (МНК).

12.1. МНК рассчитывается извеличины МНД с учетом среднего веса человека и суточного водопотребления,включающего питьевую и используемую для приготовления пищи (чая, кофе) воду, поформуле:

 где

М  - средняя массавзрослого человека;

V - объем суточноговодопотребления;

К - обобщенныйкоэффициент пересчета МНК по МНД.

Средний вес взрослого человекаравен 60 кг, а суточное водопотребление составляет 3 л. С учетом этихколичественных соотношений, МНК рассчитывают по формуле:

 

МНК= МНД×20

 

12.2. Величина МНК сопоставляетсяс пороговыми концентрациями по органолептическому и общесанитарным признакамвредности, и наименьшая из них принимается в качестве ПДК (ОДУ) с указаниемсоответствующего (органолептического, общесанитарного, санитарно-токсикологического)признака вредности.

12.3. Если вещество относится к 3или 4 классу стабильности и выявлено образование продуктов трансформации вбольшей степени, чем исходное соединение, влияющих на качество воды, то:

• при неустановленной химическойприроде продуктов трансформации нормируется исходное вещество и вводитсяпоправочный коэффициент, снижающий ПДК исходного вещества во столько раз, восколько повышается опасность продуктов трансформации по сравнению с этимвеществом;

• для химическиидентифицированных продуктов трансформации должны быть обоснованы собственныегигиенические нормативы в соответствии с рекомендациями раздела 13.

12.4. Класс опасностиустанавливается по таблице 3.1 с учетом корректив, вносимых согласно классустабильности (табл. 5.1).

12.4.1. Для чрезвычайностабильных веществ, способных к биоаккумуляции в трофических цепях, классопасности по токсикогигиеническим показателям изменяется на единицу. Например,вещество 2-го класса опасности, но чрезвычайно стабильное (1-й класс стабильности)относят к 1-му классу опасности. При установлении величины К₃ вводится дополнительныйкоэффициент запаса, равный 10.

12.4.2. Если вещество отнесено кстабильным (2-й класс), класс опасности остается неизменным, но в величину ПДКвводится дополнительный коэффициент запаса К₃ = 5.

 

13.Нормирование препаратов смешанного состава

 

С позиций гигиены воды исанитарной охраны водоемов можно различать смеси веществ, поступающих в воду изразличных источников (имеющих различное происхождение и в силу этого образующихсмеси переменного состава); смеси, формирующиеся непосредственно в воде изисходно одиночных соединений в результате процессов трансформации (включаядиссоциацию электролитов), а также технологические смеси заводскогоизготовления или природного происхождения, состав которых регламентируетсятехническими условиями (ТУ), ГОСТами, официальными формами лекарств и др.(смеси фиксированного или относительно постоянного количественного состава).Строго говоря, с тех же позиций к смесям веществ должны быть отнесены также всеодиночные химические соединения, лекарства, содержащие примеси и/или добавки,технические препараты с одним действующим началом или реактивы,классифицируемые в химии по чистоте как «ч.», «ч. д. а», «х. ч», «ос. ч».

13.1. Гигиенически значимыехарактеристики многокомпонентных технологических смесей могут зависеть отналичия в составе таких компонентов, относительное содержание которых непревышает десятых долей процента. Поэтому технологические смеси подлежат изучениюи регламентации в воде как самостоятельный объект гигиенического нормирования.

13.2. Согласно действующемусанитарному законодательству, регламентация смесей веществ в воде водныхобъектов может быть проведена лишь при наличии ТУ и ГОСТов на их состав(фармакологических прописей). В этих документах, кроме того, должны бытьприведены характеристики агрегатного состояния и стабильности смеси, еерастворимости в воде, другие известные физико-химические константы смеси и, повозможности, ее компонентов.

13.3. Технологические смесипостоянного (фиксированного) состава подлежат изучению как одно вещество, сустановлением суммарных пороговых концентраций веществ, действующих в составесмеси, по влиянию на органолептические свойства воды и санитарный режимводоемов, а также суммарных максимальных неэффективных доз по общетоксическим испецифическим эффектам. На этой основе устанавливают, как обычно, лимитирующийпризнак вредности и класс опасности изучаемой смеси. Суммарная нормативнаявеличина, найденная по лимитирующему признаку вредности, предназначена дляиспользования при решении вопросов предупредительного санитарного надзора, длярасчета ПДС и т. д., т. е. может использоваться в качестве ОДУ.

13.4. Для обоснования ПДКтребуется решить вопрос о выборе соответствующих индикаторных веществ. Подиндикаторным веществом понимается компонент смеси, по которому следуетпроводить аналитический контроль за реальным содержанием нормируемой смеси вводе в пределах суммарного норматива. Выбор индикаторного вещества проводитсяна основе критериев и принципов, приведенных ниже в порядке приоритетности:

• выявление наиболее токсичных иопасных компонентов и/или продуктов их трансформации;

• изучение сравнительнойстабильности компонентов смеси в воде, в т. ч. по показателям биоразлагаемости;

• учет относительной массы(процентного содержания) веществ, входящих в состав смеси;

• учет компонентов, определяющихтехнологическое предназначение препарата;

• наличие метода определенияиндикаторного вещества в воде.

Учитывают также характеристикибиологической активности компонентов по данным литературы или по химическойструктуре, общие закономерности биотрансформации в организме и превращений вводе.

Особое внимание уделяетсяпродуктам трансформации, которые могут оказаться более токсичными и опасными,чем компоненты смеси. Если в состав смеси входят одно или более веществ, ранеене изученных по токсикологическим и гигиеническим критериям, необходимодополнительное изучение этих веществ с целью обоснования ПДК или ОДУ - особеннотогда, когда такое вещество может выступать как индикатор смеси.

13.5. В составе суммарнойнормативной величины (ПДК, ОДУ) рассчитывают удельные нормативы компонентовпропорционально их процентному содержанию в исходном составе смеси с учетомдолевого вклада в расчете на весовое значение суммарного норматива (например,суммарный норматив смеси, состоящей из 80 % вещества А и 20 % вещества В,составляет 0,5 мг/л; тогда удельные нормативы этих веществ соответственно равны0,4 и 0,1 мг/л). В простейшем случае цель нормирования смеси может бытьдостигнута тогда, когда удельный норматив индикаторного вещества совпадает сего существующей индивидуальной ПДК (в особенности при одном и том желимитирующем признаке вредности). Практически совпадающими можно считатьзначения удельной и индивидуальной ПДК у конкретного вещества, различающиесямежду собой не более, чем в 3 раза. В остальных случаях целесообразен выбордругих индикаторных веществ, исходя из тех же (указанных выше) принципов. Внекоторых ситуациях необходимы рекомендации по изменению рецептуры смеси. Когдаудельный норматив потенциального индикаторного вещества в 5—10 раз ниже егоиндивидуальной ПДК, следует изучить относительную роль компонентов в ихсовокупности для подтверждения более чем аддитивного действия.

13.6. Если состав смесирасшифрован не полностью, но все ее компоненты связаны единством происхождения(например, лекарственные средства природного происхождения), такие смеси впринципе могут быть изучены и регламентированы аналогичным образом, но с учетомследующих особенностей:

• целесообразно расширить наборинтегральных показателей токсичности;

• обязательно исследоватьотдаленные (специфические) проявления токсичности смеси;

• дополнительно может быть изученхарактер комбинированного действия веществ (в особенности в тех случаях, когдалимитирующим признаком вредности смеси как таковой являетсясанитарно-токсикологический).

13.7. Гигиенические нормативы дляпрепаратов, смесей веществ сложного постоянного состава должны быть внесены вобщий перечень ПДК, ОДУ с указанием регламентирующего документа (ТУ, ГОСТ) насостав, суммарной нормативной величины, лимитирующего признака вредности икласса опасности смеси, а также индикаторного вещества (или веществ) и егоконтрольного уровня.

 

14.Нормирование веществ с учетом особенностей их применения

 

14.1. Особенности нормированиялекарственных средств зависят от их фармакологических свойств.

С гигиенических позицийлекарственные средства, с учетом технологии производства и применения, могутбыть условно разделены на 5 классов:

• лекарственные средства спреимущественным действием на функциональное состояние отдельных органов исистем (1-й класс);

• химиотерапевтические средства,например, сульфаниламиды, антибиотики (2-й класс);

• препараты, влияющие на обменвеществ, витамины, адаптогены, эссенциальные средства (3-й класс);

• препараты для наружногоприменения (4-й класс);

• полупродукты синтезафармакологических препаратов (5-й класс).

Для каждой из перечисленных групптребуются дополнительные или уточняющие методические подходы.

14.1.1. При нормировании веществ1-го класса следует рассматривать терапевтические дозы как действующие иизучать в подострых и хронических опытах дозы более низкие, чемтерапевтические. Методы исследования должны включать как показатели, связанныес механизмом терапевтического действия, так и характеризующие побочные эффекты,противопоказания. Обязательно применение специфических дополнительных нагрузок.

14.1.2. При нормировании веществ2-го класса - химиотерапевтических средств - следует учитывать их малуютоксичность наряду с высокой антимикробной и сенсибилизирующей активностью, чтообусловливает необходимость изучать дисбиотическое действие на микробиоценоз уподопытных животных и аллергические реакции.

Принимая во внимание то, чтоантибиотики и сульфаниламиды часто и длительно используются населением длялечения и в т. ч. самолечения, необходимо в подострых и хронических опытахприменять чередующиеся нагрузки изучаемым веществом в терапевтических дозах посистеме, адекватной схеме лечения человека, но с учетом отличий длительностижизни и скорости обменных процессов у животных.

При изучении влиянияхимиотерапевтических средств на процессы естественного самоочищения водоемовнеобходимо уделить внимание динамике роста и отмирания сапрофитной микрофлоры.

14.1.3. При гигиеническомнормировании препаратов 3-го класса т. е. соединений, влияющих на обменвеществ, необходимо оценивать соотношение «полезного - вредного - оптимальногоиндифферентного» уровней. Общепринятая стандартная схема исследований при нормированиивитаминов без учета их биологической значимости для организма, без контроля засодержанием их в рационе питания недопустима.

При планировании исследований понормированию ряда лекарственных средств, особенно гормонов, наркотических идругих лекарственных средств группы А следует учитывать особенности поведениявещества в зависимости от пути поступления в организм, например, преобладающуюактивность при перкутанном воздействии отдельных групп гормонов.

14.1.4. При изучении токсичностипрепаратов наружного применения (4-й класс) наряду с общепринятой программойисследований обязательным дополнительным элементом является углубленноеизучение местного раздражающего и кожно-резорбтивного действия.

14.1.5. При обосновании ПДК и ОДУполупродуктов синтеза лекарственных средств (5-й класс) план исследованиймаксимально приближается к общепринятому. Однако и в этом случае полезноучитывать фармакологические свойства конечных продуктов.

14.1.6. Ускоренное нормированиелекарственных препаратов имеет ряд особенностей:

• широко применяемые в гигиенеуравнения расчета для прогноза МНД, ПД_хр. и ПДК в воде на основе DL₅₀ и ПДК рабочей зоны и др. неприменимы, т. к.не учитывают высокой специфичности и активности лекарств, а также в связи стем, что они не входили в обучающие выборки при расчете уравнений;

• применение уравнений возможнопри наличии закономерных математических связей для фармакологических средств иих полупродуктов, объединенных общим механизмом действия. При наличии рядавеществ с общим строением, механизмом действия и обоснованными нормативамидопустимы расчеты новых регрессионных уравнений и нормирование по аналогии;

• основой для ускоренногонормирования лекарственных препаратов служит преимущественноэкспресс-эксперимент, с последующим прогнозом пороговых доз на основеколичественной оценки кумуляции, изоэффективных доз в 30-дневном опыте и ПД_пэк.

14.2. Особенности нормированияповерхностно-активных веществ (ПАВ) связаны с широким распространением этихвеществ и препаратов на их основе в промышленности и в быту. Поэтому один изведущих критериев опасности ПАВ - биоразлагаемость.

14.2.1. Биоразлагаемостьоценивается в соответствии с ГОСТом Р 50595—93. Параллельно идентифицируютсяпродукты трансформации и определяется их относительная токсичность и опасность.

14.2.2. Учитывая особенностипатогенеза интоксикации ПАВ влияние на липидный обмен, изменения которогопроисходят у лабораторных животных более, чем через 30 дней - длительностьтоксикологического эксперимента не может быть менее 3-х месяцев.

14.2.3. При нормированиикатионных ПАВ изучение способности вызывать отдаленные и аллергенный эффектыобязательно.

14.2.4. Обоснование нормативовдля препаратов, моющих средств, в состав которых входят ПАВ, проводят всоответствии с требованиями, касающимися нормирования смесей.

14.3. Реагенты, применяемые вводоочистке и водоснабжении, в т. ч. флокулянты, коагулянты, антинакипины,антикоррозионные средства и др. подлежат нормированию с обязательнымобоснованием ПДК. Исследования обязательно должны включать следующиедополнительные разделы.

14.3.1. Определение содержанияпримесей в реагенте. Контролю подлежит содержание исходных и промежуточныхпродуктов синтеза, стабилизаторы, пластификаторы и т. д., устанавливаетсяконцентрация примесей в мг/кг продукта. При оценке опасности примесей исходятиз предположения, что при растворении реагента в воде они полностьюэкстрагируются. Рассчитываются концентрации выявленных примесей, которые могутобразоваться в воде при содержании в ней реагента на уровне 3—5 рабочих доз.

14.3.2. Анализ примесей,растворимых в воде. Для этого реагент растворяется в воде в концентрации,превышающей рабочую дозу в 3—5 раз. Время экспозиции 1—24 часа в зависимости отусловий применения реагента и свойств примесей, которые предположительно могутэкстрагироваться водой (растворимость, стабильность, летучесть). Результаты,представленные в мг/л воды, сопоставляются с ПДК или ОДУ обнаруженных веществ иоценивается опасность примесей или необходимость их нормирования.

14.3.3. Изучается стабильностьреагента с обязательным определением продуктов трансформации под воздействиемфакторов, которым он реально подвергается в процессе водоподготовки иводоочистки. Особое внимание уделяется образованию продуктов трансформации прихлорировании воды.

14.3.4. Оценка результатовнормирования реагентов, применяемых в водоснабжении, осуществляется последующим критериям:

• соотношение рабочих доз ивеличины ПК_хр. по токсикологическому признаку вредности - если ПК_хр.ниже 2—3-х кратной величины рабочей дозы, реагент не рекомендуется кприменению;

• класс опасности - разрешаетсяприменять в качестве реагентов в водоснабжении только вещества 3—4 классовопасности;

• содержание примесей не должнопревышать 1/2 их ПДК в расчете на 3-х кратную рабочую дозу.

 

Сокращенияи условные обозначения

 

ПДК - предельно допустимаяконцентрация

ОДУ - ориентировочный допустимыйуровень

DL₅₀- доза средняя смертельная

CL₅₀- концентрация средняя смертельная

TL₅₀- среднее время гибели животных

Lim_ac- порог острого действия

ПД_пэк(Lim_subac) - пороговая доза подострого опыта

ПД_хр.(Lim_chr), (ПК_хр.) - пороговая доза (концентрация)хронического опыта

ПД_общ. (ПК_общ.)- пороговая доза (концентрация) хронического опыта по общетоксическому эффекту

ПК_орг. - пороговаяконцентрация по органолептическому признаку вредности

ПК_сан. - пороговаяконцентрация по влиянию на санитарный режим водоема

МНД - максимальная недействующаядоза хронического опыта

МНД_общ. - максимальнаянедействующая доза хронического опыта по общетоксическому эффекту

МНД_отд. - максимальнаянедействующая доза хронического опыта по отдаленным эффектам

МНК - максимальная недействующаяконцентрация

ДСД - допустимая суточная доза

БПК - биохимическое потреблениекислорода

К₃- коэффициент запаса для расчета МНД на основе ПД

 

Списоклитературы

 

1. Альберт Э. Избирательнаятоксичность.—М.: Мир, 1971.

2. Гигиенические критериисостояния окружающей среды для      отдельных веществ.—ВОЗ, Женева.

3. Гигиеническая оценка вредныхвеществ в воде.—СЭВ.—М., 1987.

4. Методическое руководство побиотестированию воды. ОД 118— 02—90.—М., 1991.

5. Методические указания кэкспериментальному изучению процессов трансформации химических веществ при ихгигиеническом регламентировании в воде № 2966—84.

6. Методические указания порасчетным и экспресс-экспериментальным методам гигиенической оценки инормирования химических веществ в воде № 01/10—11 от 4.08.92.

7. Токсикометрия химическихвеществ, загрязняющих окружающую среду — М.: ЦМП ГКНТ, 1986.

8. Шефтель В.О., Дышиневич Н. Е.,Сова Р. Е. Токсикология полимерных материалов.—Киев: Здоровье, 1988.

 

 

 

 

Содержание

 

Введение

1. Общие положения

2. Нормативные ссылки

3. Схема последовательного(этапного) обоснования нормативов веществ в воде

4. Физико-химическая ипроизводственно-технологическая характеристики вещества

5. Оценка стабильности итрансформации веществ в водной среде

6. Определение пороговыхконцентраций по влиянию веществ на органолептические свойства воды

7. Экспериментальное установлениепороговых концентраций веществ по влиянию на процессы самоочищения водныхобъектов

8. Установление параметровтоксичности веществ в острых опытах на животных

9. Порог вредного действия приоднократном поступлении вещества в организм

10. Изучение действия вещества наорганизм в условиях подострого опыта

11. Проведение хроническогосанитарно-токсикологического опыта

12. Обоснование величины ПДК(ОДУ) веществ в воде

13. Нормирование препаратовсмешанного состава

14. Нормирование веществ с учетомособенностей их применения

Сокращения и условные обозначения

Список литературы