Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биолого-экологическая оценка ионообменных материалов и возможности их практического использования

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Биолого-экологическая оценка ионообменных материалов и возможности их практического использования"

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ pf ь 0/1 ИМЕНИ АКАДЕМИКА И.П.ПАВЛОВА

2 0 h№ tsc?

На правах рукописи УДК 577.17.042:614.891-086.4

РЯБИКИНА ЛИДИЯ ГЕОРГИЕВНА

БИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИОНООБМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

03.00.04 - биохимия 14.00.07 - гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Рязань - 1997

Работа выполнена в Рязанском государственном медицинском университете имени академика И.П.Павлова.'

Научный руководитель -

доктор медицинеких наук, академик РАН Строев Е.А.

Научный консультант -

кандидат химических наук,, доцент Яковлев А.И.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Соколов Ю.А. кандидат медицинских наук, доцент Воронов Б.П.

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана.

Защита состоится "_"_1997г. в _часог

на заседании Диссертационного Совета Д 084.67.02 при Рязанском государственном медицинском университете им. академика И.П.Павлова.

(391000, г.Рязань, ул.Высоковольтная, д.9)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рязанского государственного медицинского университета имени академика И.П.Павлова.

(391000, г.Рязань, ул.Шевченко, д.34)

Автореферат разослан "_"_1997г.

Ученый секретарь

Диссертационного СоЕета,

кандидат биологических-наук ■ . Рязанова Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования: Проблема влияния внешних факторов окруэшющей среды, в том числе и различных химических веществ, на физиологические и биохимические процессы, протекающие в организме, в последние годы становится крайне актуальной из-за ухудшающейся экологической обстановки и роста заболеваемости населения. В связи с зтим все большее внимание уделяется поиску безопасных: средств улучшения условий груда работающих и совершенствованию методов оценки действия на организм экзогенных химических веществ.

Наиболее перспективным направлением решения этой проблемы является, использование в средствах защиты органов дыхания ионообменных волокнистых материалов (ИВМ), имеющих высокие сорбционные характеристики по хлористому и фтористому водороду, хлору, сероводороду, аммиаку и т.д. Одним из главных требований к их применению является недопустимость выделения в окружающую среду таких количеств летучих органических соединений (ЛОС), которые могли бы в условиях эксплуатации неблагоприятно действовать на организм человека.

В настоящее время известно, что многие химические вещества являются биологически активными и способны даже в небольших количествах вызывать в организме изменения на тканевом, клеточном и субклеточном уровне, часто сопровождаемые токсическим, мутагенным и канцерогенным эффектами. Так, установлено, что бензол, акрилонитрил, четы-

реххлюристый углерод, некоторые галоидпроизводные' толуола, нитро- и азосоединения и др. в зависимости от дозы и времени воздействия -оказывают влияние на процессы биотрансформации и детоксикацш в микросомах печени, стимулируя процесс пероксидного окисления 'липидов (ПОЛ). Нарушение регуляции ПОЛ ведет к развитию патологических состояний в организме (А.И.Арчаков , И.И.Карузина.,1988; Ф.А.Колодуб и др.,1992).

По литературным данным зернистые аналоги ионообменных волокнистых материалов содержат остаточные ЛОС, иногда в таких количествах , которые способны вызывать функциональные и морфологические изменения в организме подопытных животных (Н.И.Омельянец,1979).

В связи с этим представляет несомненный интерес оценить экологическую чистоту ИВМ. Однако унифицированные методы , позволяющие осуществлять систематический эффективный контроль за содержанием ЛОС_в материалах и их биологическим воздействием на организм человека, отсутствуют. Использование токсиколого-гигиенических и ряда других методик связано с длительностью, трудностью получения биологического материала и приготовления его для анализов, а результаты •не дает информации о качественном и количественном составе мигрирующих химических веществ, динамике их выделения в зависимости от различных факторов, что позволило бы предопределить их токсическое действие.

Цель работы состояла в изучении качественного и количественного состава ЛОС из ИВМ, динамики их выделения в зависимости от ряда факторов и оценке их влияния на процессы пероксидного окисления липидов в организме.

Экспериментальная часть включала решение следующих задач:

1 - Отработать условия сорбционного концентрирования ЛОС из ИВМ, термодесорбции и криогенного ввода проб в гаэо-хроматографическую систему;

2 - Разработать условия гаэохроматографического анализа ЛОС из ИВМ и определить их качественный и количественный состав;

3 - Изучить влияние различных факторов (температуры, окислителей, водной и воздушной очистки) на процессы га-аовыделения из ИВМ;

4 - Изучить биологическое действие ЛОС, выделяемых ионообменными материалами.

Научная новизна исследования: Впервые установлен качественный и количественный состав остаточных ЛОС из 5 новых ИВМ, предназначенных для использования в средствах защты от токсичных газов и аэрозолей; впервые изучено влияние различных факторов (температуры, окислителей, водной и воздушной очистки) на выделение ЛОС и показана возможность прогнозирования концентраций ЛОС в воздухе, очищенном с.помощью ИВМ. Впервые использован неинвазивный высокочувствительный метод биологической оценки действия ЛОС из ионообменных волокнистых материалов.

Практическая значимость: Результаты данной работы были использованы при составлении экологических паспортов, на основании которых были даны разрешения на применение исследованных материалов в качестве сорбционно-фильтрую-щих элементов в универсальных респираторах "Снежок-КУ", ионитных респираторах "Лепесток В-ПАН" и фильтрах для

очистки приточного воздуха.

Разработанная методика газохроматографического анализа ЛОС создает основу для объективного систематического контроля за содержанием остаточных ЛОС в ионообменных материалах.

Определение этана и пентана в выдыхаемом воздухе может использоваться в медицине как информативный неинва-эивный показатель для диагностики патологических процессов в организме человека при проведении скрининг-обследований.

Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы были представлены на V, VI, VII Всесоюзных и VIII Всероссийской конференциях по применению ионообменных материалов в промышленности и аналитической химии (Воронеж, 1981, 19S6, 1991 и 1995 гг.), на заседаниях научно-технического совета института "Гинцветмет"(1932,1984,19S6 гг. -).

Публикации По материалам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ.

Объем и структура работы Диссертация изложена на 124 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, списка литературы, включающего 130 источников, из них 101 работа отечественных и 29 работ иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 19 таблицами и 12 рисунками .

- 5 -

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В работе исследовались образцы ИВМ, полученные: а)химической модификацией волокна "нитрон" (ВИОН КН-1) и сополимеризацией акрилонитрила с 2-метил-5-винил-пиридином (ВИОН АН-1). Изготовлены на опытно-промышленной установке ВНИИВ (г.Мытищи);

б)диспергированием тонкоизмельченного ионита в полимерную волокнообразующую основу (ПАН + зернистый ионит). Изготовлены на опытном производстве ЕНИИСВ (г.Тверь).

Исследования проведены методом газовой хроматографии на хроматографе "Цвет-ЮОМ" с применением набивных металлических колонок длиной 3 м и диаметром 3 мм. Детектор -пламенно-ионизационный.

Изучение биологического действия ЛОС, выделяемых ионообменными материалами, было проведено с привлечением 20 практически здоровых людей (12 женщин и 8 мужчин) в возрасте от 25 до 30 лет, разбитых на 2 группы по 10 человек. Испытуемые первой группы пользовались респираторами "Лепесток В-ПАН" по б часов в день в течение 5 дней. Другая группа была контрольной. Условия труда обеих групп были одинаковыми. Во избежание возможного неблагоприятного влияния сорбируемых ионообменными материалами токсичных газов исследования проводили в незагрязненной ими атмосфере. Пробы выдыхаемого воздуха у обеих групп испытуемых отбирали в предварительно продутые инертным газом камеры в начале, середине и конце рабочего дня и анализировали на содержание этана и пентана в тот же день.

Статистическая обработка результатов проводилась ме-

тодом вариационной статистики с использованием критерия ■ Стьюдента.

. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Разработка газохроматографического метода анализа продуктов гааовыделений из ионообменных материалов

1.1. Разработка условий сорбционного концентрирования ЛОС и термодесорбции

При отработке методики сорбционного концентрирования определяли сорбционные емкости полимерных сорбентов те-накс БС и полисорб-1 по 6 токсичным веществам - представителям разных классов соединений. Для этого через концентрационную колонку с 1 г сорбента пропускали газо-воз-душную смесь (гвс) с содерэканием токсичного вещества от 1 до 5 ВДК со скоростью 50 мл/мин и строили выходные кривые в координатах "концентрация вещества в газовой фазе (иг/л) - объем пропущенной гвс (л)" , а затем определяли количество вещества в адсорбенте Ба до проскока по уравнению:

8а-(Упр + 1/2 (Уп ~ УПр) X Сг ,где

Уп - объем пробы до выравнивания концентраций на входе

и выходе из адсорбента,

УПр - объем пробы до проскока.

Поскольку сорбционные свойства полимерного сорбента тенакс 6С несколько выше, чем у полисорба-1 почти по всем веществам (табл.1) концентрирование ЛОС из ионообменных материалов проводили на этом сорбенте.

Десорбировали ЛОС методом гермодесорбции, условия которой (время и температуру) устанавливали экспериментально. Для этого снимали зависимости площадей пиков на хроматограммах для контрольных смесей от времени перевода сконцентрированных ЛОС в конденсор и от температуры при скорости продувки 50-60 мл/мин.

Установлено, что для термодесорбции хлороформа и ак-

Таблица 1

Сорбционная емкость полимерных сорбентов

1 | Вещество 1 1 1 1 Сорбционная емкость, мг/г |

тенакс БС полисорб-1 |

1 |Акрилонитрил 200 205 (

|Ацетальдегид 125 80 |

|Диме тилформамид 103 87 |

|Стирол 220 190 |

|Хлороформ 150 130 |

|Этанол ■ 1 108 185 | 1

рилонитрила достаточна 20 мин. Другие компоненты с более низкой летучестью (стирол) десорбируются с тенакса СС спустя 40-50 мин, поэтому оптимальное время термодесорбции - 50 мин. Температура термодесорбции - 180-200-С.

Количественный характер термодесорбции и погрешность анализа при использовании концентрационной системы проверяли на 2-х модельных смесях, одинаковые количества которых вводили в хроматографическую колонку через испаритель и через концентрационную систему. Погрешность составляла не более 10%.

1.2. Газохроматографическое определение ЛОС из ионообменных материалов с применением криогенного ввода проб

Условия газохроматографического анализа ЛОС из ионообменных материалов разрабатывали на искусственных смесях, составленных из -мономеров, их примесей и растворителей, используемых при синтезе ИВМ. Хроматографическое разделение проводили на насадочных колонках с 3 неподвижными фазами разной полярности по Роршнайдеру: карбовакс 20М (15%) на хромагоне Ы-АУ, силикон 0С-550 (15%) на хромато-не М-АУ-ОМСБ и апиезон Ь (15%) на хезасорбе №. Эффективность по н-гексану составляла 6-8 тыс.теоретических тарелок.

Наилучшие результаты при относительно хорошей симметрии пиков были достигнуты на апиезоне Ь и карбоваксе -20М. Исследования проводили в изотермическом режиме при температуре колонок 100 и 15О'С. Температура испарителя 200'С. Для идентификации ЛОС из ионообменных материалов снимали

параметры удерживания 17 чистых веществ на 3 неподвижных фазах. В качестве характеристических использовали приведенные удерживаемые объемы. Правильность идентификации подтверждалась данными хромато-масс-спектрометрии*.

Количественную оценку полученных хроматограмм проводили методом абсолютной калибровки.

Чувствительность по определяемым веществам составляла 0,3 - 0,9 ПДК для этих веществ в воздухе населенных мест.

С помощью разработанной методики был изучен качественный и количественный состав ЛОС в газоЕЫделениях из образцов ИВМ. Во всех исследованных материалах нами обнаружены мономерные компоненты и сопутствующие им примеси, а в материале ВИОН АН-1 и "наполненных" волокнах еще и диметилформамид, используемый как растворитель (табл.2). Однако, дополнительная термообработка ионитных материалов снижает выделение акрилонитрила почти в 5 раз по сравнению с его выделением из ткани "нитрон" (В.Д.Яблочкин и ДР., 1975).

Изучение динамики газовыделений показало, что наибольшая интенсивность выделения ЛОС наблюдается в первоначальный момент. В процессе последовательной продувки образцов материалов при скорости продуЕки 0,003 м3/час выделение остаточных ЛОС происходит в убывающем режиме и с

*) Автор выражает признательность к.х.н. Растянникову Е.Г. (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им.А.Н.Сысина, РАМН), выполнившему хромато-масс-спектро-метрические анализы продуктов газовыделений из образцов некоторых ИВМ.

Таблица 2. Интенсивность выделения ЛОС из ионообменных материалов (М±ш)

Вещество Интенсивность выделения (мкг/г • ч)

Материал ВИОН КН-1 ВИОН АН-1 ПАН АВ-17 ПАН АВ-29 ПАН ЭДЭ-10П ПАНАН-31

Ацетальдегид - - 0,01±0,005 0,01±0,002 0,01±0,002

Агрилонигрил 0,65±0,04 0,7 0± 0,04 0,4СИ:0,0й 0,35±0,04 0,0710,005 0,2510,04

Ацетоншрил 0,50±0,02 0,12±0,05 ОД5±0,06 0,12±0,05 0,1010,05 0,15±0,05

Диметалформамид - 0,20±0,03 0,40±0,05 0,5610,06 0,60±0,09 0,60±0,05

Стирол - - 0,5010,04 0,04±0,01 - -

Толуол - - 0,80±0,04 0,25±0,05 - -

Хлористый атв'Л - - - - 0,0610,003 0,4010,05

Хлороформ - - - - 0,38±0,05 0,90±0,05

Четыреххлорнс-; Я углерод' - - - - 0,25±0,03 0,3010,04

Эпихлоргидрнн - - - - 0,80±0,03 0,60±0,07

Эптбензол - 0,25±0,04 0,20±0,03 - -

Этанол - - 0,60±0,08 0,70±0,04 - -

0

1

разной скоростью (Рис.1), что связано с их физико-химическими свойствами, в первую очередь, летучестью. После пропускания через образцы 15-20 л инертного газа заметно снижается выделение многих веществ.

Миграция низкомолекулярного соединения из полимерного материала зависит не только от давления его паров, но и от скорости диффузии из глубинных слоев материала к его поверхности (С.Г.Галактионов и др.,1984). По-видимому, этим можно объяснить, что, анализируя образцы, через которые был пропущен инертный газ, спустя 10 дней, в продуктах газовыделений были обнаружены те же компоненты, хотя интенсивность их выделения была ниже для большинства веществ (Табл.3). Сравнительный анализ количественных результатов миграции в растворитель (вода) и выделения в газовую фазу компонентов показал, что в водную фазу из 1 г ионита их выделяется несколько меньше, чем переходит в газовую фазу, что можно объяснить низкой растворимостью многих из них в воде.

Применение ИЕМ в ряде производств цветной металлургии предусматривает их эксплуатацию при температуре 60•С, а некоторые задачи газоочистки требуют их устойчивости за пределами стоградусной шкалы температур по Цельсию. В связи с этим было изучено влияние температуры на интенсивность выделения ЛОС из ИЕМ. Результаты исследований показали, что с повышением температуры интенсивность выделения ЛОС из ИЕМ возрастает , причем наиболее существенно после 80'С. Для всех исследованных материалов при этой температуре отмечено в газовыделениях появление новых веществ. Градиент интенсивности в интервале темпера-

Рис. 1. Динамика выделения ЛОС из ионообменных материалов.

По оси абсциос - объезл пропущенного инертного газа (мМО"3) По оса ординат - количество вещества (шт/г шиита)

1 - эпнхлоргцприн ( ПАН ЭДЭ-10П)

2 - хлороформ (ПАН ЭДЭ-10П)

3 -стирол (ПАНАВ-29)

4 - ахршошпрпл (ПАНАВ-29)

Таблица 3

Интенсивность выделения ЛОС в газовую фазу (мкг/г • час)

^^атериал^ Вещество ПАНАВ-29 ПАН ЭДЭ -10П

в первоначальный момент спустя 10 суток в первоначальный момент спустя 10 суток

Акрилонигрил 0,35 0,10 0,07 0,02

Стирол 0,40 0,32 - -

Этилбензол 0,20 0,13 - -

Толуол 0,25 0,15 - -

Эпихлоргид-рин - - 0,80 0,60

Хлороформ - - 0,38 0,40

Таблица 4

Интенсивность выделения летучих компонентов из ПАН ЭДЭ-1ОП (ОН")

Вещество Интенсивность выделения, мкг/г • час

при фильтрации гелия при фильтрации хлоро-воздушной смеси

Ацетальдегид 0,01±0,002 0,01 ±0,004

Акрилонигрил 0,0710,005 0,05+0,008

Адетонитрил 0,10±0,05 0,09±0,01

Дшеггилформамид 0,60±0,08 0,10±0,004

Хлористый аллил 0,06±0,008* 0,15±0,03

Хлороформ 0,38±0,05 0,52±0,06

Четыреххлористый углерод 0,25±0,03 0,3810,05

Эпихлоргидрин 0,80±0,03* 1,5 2+0,04

Этанол 0,12±0,002* 0,95±0,007

Примечание: * - Р<0.01.

- 14 -

тур от 20 до 60-0 значительно ниже, чем в интервале от 60 до 120'С. Так, суммарное количество идентифицированных компонентов, выделяющихся из 1 г при 60'С, возрастает для ВИОН КН-1 и ПАН ЭДЭ-10П в 1,5 раза (Р<0,01), для ВИОН АН-1 и ПАН АН-31 - в 2,5 раза (Р<0,01)\ При 120'С наблюдается значительное повышение суммарного количества выделяющихся компонентов для ВИОН КН - 1 в 13 раз (Р<0,05), для ВИОН АН-1, ПАН ЭДЭ -10П и ПАН АН - 31 более чем в 20 раз (Р<0,05).

В сеязи с использованием ИВМ ПАН ЭДЭ-ЮП для очистки газовоздушных потоков от хлора,исследовались продукты газовыделений из этого материала в процессе сорбции хлора и из регенерированного образца после полной отработки его обменной емкости по хлору. В таблице 4 приведены данные интенсивности выделения токсичных веществ из ИВМ при фильтрации через него хлоровоздушной смеси с содерзианием хлора 10-30 мг/м3 и для сравнения при фильтрации инертного газа (гелия). Интенсивность выделения ацетальдегида, акрилонитрила, ацетонигрила достоверно не меняется. Несколько увеличивается интенсивность выделения эпихлоргид-рина, хлористого аллила и этанола. Такое незначительное количественное изменение газовыделений дает основание предполагать, что в процессе сорбции хлора не происходит окислительных процессов, связанных с растеплением каркаса и волокнообразующей основы полимера.

Анализ материала ПАН ЗДЭ-10П, регенерированного спустя 2 недели после сорбции хлора, выявил в продуктах газовыделений новые вещества: этиленхлоргидрин, 1,2 -длхлорпропан, пропиленхлоргидрин и повышение содержания

этанола и бутанола. По-видимому, долго оставлять без регенерации полотно после сорбции хлора не следует, поскольку хлор, не связанный ионогенными группами, в присутствии свободной воды, находящейся в ионите, может реагировать с ней по уравнению CI2 + Н2О - НС1 + НС10. Образующаяся хлорноватистая кислота имеет высокую окислительную активность,что, в конечном итоге, может привести к разрушению не только ионогенных групп, но и полимерной матрицы ионита.

На основании данных по интенсивности выделения ЛОС возможно прогнозирование концентраций токсичных веществ в воздухе, очищенном с помощью ИВМ. В таблице 5 представлены данные по концентрациям токсичных веществ в подмасоч-ном пространстве респираторов , которые показывают , что концентрации токсичных веществ не только много ниже ПДК для этих веществ в воздухе рабочей зоны, но и на 1 - 2 порядка ниже ПДК в воздухе населенных мест.

2. Разработка гааохроматографическаго метода определения конечных продуктов процесса ПОЛ

2.1. Газохроматографическое определение этана и пентака в выдыхаемом воздухе как информативных показателей процесса ПОЛ

•Известно, что многие летучие соединения имеют высокую диагностическую значимость. В частности, этан и пентан, образующиеся при расщеплении ы-З и о-6 ненасыщенных жирных кислот, соответственно, могут являться информативными показателями протекания процесса ПОЛ in vivo, по которым

Прогнозируемые концентрации (ыг/м3) токсичных веществ

Таблица 5

Вещества Материал ПДК

ВИОН КН-1 ВИОН АН-1 ПАНАВ-17 ПАН АВ-29 ПАНЭДЭ-10П в воздухе рабочей зоны в воздухе населенных мест

Ацетальдегид - - 0,0001 0,0001 0,0001 5,0 0,01

Акрилонитрил 0,0057 0,0061 0,0015 0,0012 0,0002 ' 0,5 0,03

Ацето нитрил 0,0044 0,0010 0,0007 0,0004 0,0003

Дкметилформамид - 0,0017 0,0015 0,0019 0,0021 10,0 0,03

Стирол - - 0,0017 0,0001 - 5,0 0,003

Толуол 0,0028 0,0007 - 50,0 0,6

Хлористый аллил - - - - 0,0002 0,3 -

Хлороформ - - - - 0,0013 250,0 , 0,03

Четыреххлористый углерод - - - - 0,0007 20,0 0,7

Эшпоторгидрин - - - - 0,0028 1,0 0,2

Эгилбеюол - - 0,0007 0,0006 - 0,02

Этанол - - 0,0027 0,0026 - 1000,0 5,0

Примечание. Расчет выполнен га условия, что площадь поверхности материала, конгапирующего с потоком ГВС - 314 см2, интенсивность дыхания - 30 л/мин. Развес материалов ВИОН КН-1 и ВИОНАН-1 - 0,5 кг/м2, "наполненных " материалов - 0,2 кг/м2.

можно осуществлять контроль и прогнозирование различных метаболических нарушений в организме (A.L.Tappel, С.Dil lard, 1981).

Определение этана и пентана в выдыхаемом воздухе проводили методом газовой адсорбционной хроматографии. С целью подбора оптимального сорбента для разделения изучались сорбционные и хроматографические характеристики (относительный удерживаемый объем и величина степени разделения Кр) грех адсорбентов - порапака Q, хромосорба-101 и полисорба-1.

Выбор был остановлен на отечественном сорбенте поли-сорбе-1 в связи с лучшими характеристиками разделения и достаточно высокими гидрофобными свойствами. Этот же адсорбент использовался нами и при концентрировании проб выдыхаемого воздуха.

Количественное определение проводили методом абсолютной калибровки по н-пентану. Для этана вводили относительный поправочный коэффициент (Ф.З.Зенинская и др.,1981).

2.2.Изучение влияния газовыделений из ионообменных материалов на процесс ПОЛ

Активация -процессов свободно-радикального окисления липидов и накопление в организме продуктов персксидации являются универсальным механизмом ответа на воздействие различных факторов, в том числе и химических веществ, попадающих в ортнизм извне (З.В.Забродина и др., 1993).

Нами изучалось изменение содержания этана и пентана в

выдыхаемом воздухе как критериев неблагоприятного воздействия ДОС из ионообменных материалов на организм человека при пользовании респираторами "Лепесток В-ПАН", сорбционно-фильтрующим элементом которых является материал ПАН ЭДЭ-10Д.

Известно, что при введении в организм гепатотоксинов выведение легкими этана возрастает в 5 и более раз (в зависимости от концентрации гепатотоксина) и остается повышенным в течение нескольких дней ( Ahotura М. et al., 1987; Rang J.O. et al., 1988).

Результаты наших исследований показали,что содержание этана в обеих группах испытуемых находилось в пределах 0,10-0,20 мг/м3 и в течение рабочего дня достоверно не изменялось. Содержание пентана в обеих группах в начале рабочего дня находилось в пределах 0,4 - 0,5 мг/м3. К концу рабочего дня оно достоверно повышалось в обеих группах испытателей до 0,7 - 0,8 мг/м3 (Р<0,01).

Целесообразно■было проследить и динамику содержания этана и пентана в выдыхаемом воздухе испытуемых при пользовании респираторами в течение нескольких дней, так как результаты наших исследований показали, что, хотя наибольшая интенсивность газовыделений наблюдается в первоначальный период, со временем возможна миграция ЛОС из более глубоких слоев материала.

Нами анализировались пробы выдыхаемого воздуха при пользовании респираторами в течение 5 дней (отбор осуществляли в начале и конце рабочего дня), а также через 20 иней после пользования респираторами, так как известно, что с увеличением времени после воздействия ксенобио-

- 19 -

тиков происходит нарастание патологических изменений в митохондриях печени и, одновременно, увеличивается содержание продуктов ПОЛ (Л.А.Шпагина и др., 1991; ЕгЬаз Б. еЬ а1., 1993). Каких-либо закономерных изменений содержания этана и пентана нами не установлено.

Таким образом, в результате проведенных биологических испытаний можно утверждать, что остаточные ЛОС в ионообменных материалах заметного влияния на интенсификацию процесса ПОЛ не оказывают.

ВЫВОДЫ:

1. Разработаны условия сорбционного концентрирования и газохромагографического анализа летучих органических соединений, присутствующих в ионообменных материалах. Проведена идентификация по приведенным удерживаемым объемам на трех неподвижных жидких фазах, подтвержденная данными хромато-масс-спектрометрии, более 10 соединений, выделенных ионообменными материалами.

2. Установлен качественный и количественный состав продуктов газовыделений из ионообменных материалов группы ВИОН (ЕИОН КН- 1 и ВИОН АН - 1 ) и "наполненных" волокон ( ПАН АВ - 17, ПАН АВ - 29, ПАН ЭДЭ - 10П и ПАН АН - 31). Выявлено, что из 1 г. материала группы ВИОН выделяется 2-3 компонента, а из "наполненных" волокон - 7-8 компонентов с содержанием каждого Ю-4 - Ю-3 мг.

3. Показано, что качественные различия в газовыделениях из ионообменных материалов при 20 и 60'С несуществен-

-гоны, а при 12D-C появляется свыше пяти новых компонентов. Существенно возрастает интенсивность. газовыделений при 120'С ( по некоторым веществам более чем в 30 раз ).

4. Показано, что появление новых веществ из ионообменного материала ПАН ЭДЭ-10П при фильтрации хлора не связано с расщеплением полимерного каркаса ионита и во-локнообразующей основы, а обусловлено реакциями между остаточными компонентами и не связанным ионогенными группами хлором.

5. Показано, что выделение остаточных JI0C в газовую фазу протекает в убывающем режиме и с большей скоростью, чем в водную.

6. Модифицирован метод определения продуктов ПОЛ -этана и пентана - в выдыхаемом воздухе и использован для оценки процессов ПОЛ в организме человека при действии ЛОС. Показано, что остаточные ЛОС существенного влияния на пероксидацюо липидов в тканях организма не оказывают.

7. Предложен метод расчета прогнозируемых концентраций токсичных веществ в очищенном воздухе. Показано, что концентрации остаточных ЛОС в подмасочном пространстве респираторов на 1 - 2 порядка ниже ПДК в воздухе населенных мест.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработанный способ определения этана и пентана в выдыхаемом воздухе может Сыть рекомендован для использования в клинической практике и исследовательской работе.

2. Целесообразно предусмотреть в ГОСТах или ТУ на ионообменные материалы контроль содержания наиболее токсичных остаточных ЛОС.

3. Не рекомендуется использовать ионообменные материалы при температурах свыше 80-С, а регенерацию материала ПАН ЭДЭ-10П необходимо проводить сразу после использования.

4. Целесообразно осуществлять отдувку остаточных ЛОС из ионообменных материалов перед использованием в средствах защиты органов дыхания,

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Химическое определение вторичных загрязнений воздуха, очищенного ионообменными сорбентами типа ВИОН /А.И.Яковлев, Г.И.Чурилов, С.Д.Полищук, Л.Г.Рябикина //Малые концентрации неблагоприятных воздействий и здоровье человека: Сб.научн.трудов.- Рязань, 1978.-С.134 - 135.

2.Яковлев А.И., Рябикина Л.Г. Газохроматографическое исследование летучих веществ, выделенных в воздух ионообменными материалами //Применение ионообменных материалов: Тез. докл. V Всесоюзной конференции.- Воронеж, 1981.-С.112 - 113.

3.Выделение летучих веществ из сильноосновных аниони-тов в газовую фазу/Л.Г.Рябикина, А.И.Яковлев, А.И.Вулих, Е.К.Афанасьева // Шурн.прикл.химии. -1984.- Т.57, N11.-С.2614 - 2617.

4. Дмитриев М.Т., Рябикина Л.Г., Вулих А.И. Гигиеническая оценка ионообменных полиакрилонитрильных фильтрую-

Них материалов // Гигиена и санитария. -1986.- N10.-С.30-33.

5. Рябикина Л.Г. ,Грошев В.В. Санитарно-химическое исследование воздуха, очищенного от хлора с использованием волокнистого ионига ПАН ЭДЭ-10П // Применение ионообменных материалов в промышленности и аналитической химии: Тез.докл. VI Всесоюзной конференции,- Воронеж, 1986.-С.82-83.

S.Гигиеническая оценка вторичного загрязнения воздуха при его очистке от хлора /tí.Г.Дмитриев, Л.Г.Рябикина, А.И.Вулих,В.В. Грошев //Гигиена и санитария.-1988.-N6.-

С.72-73.

7.Грошев В.В., Рябикина Л.Г. Исследование термостабильности ионообменных волокнистых материалов ПАН ЭДЭ-10П и ПАН АН-31 методом газовой хроматографии //Применение ионитов в промышленности и аналитической химии: Тез.докл.

VII Всесоюзной конференции,- Воронеж,1991.-с.48-49.

8.Рябикина Л.Г., Аловяйников A.A. Изучение динамики газовыделений из ионообменных материалов //Применение ионитов в промышленности и аналитической химии: Тез.докл.

VIII Всероссийской конференции.- Воронеж,1996.-с.209.

- ?? -

_"¿9- Коъ МР%[05)_

Рязмедннсттуг. Ротапринт. Зпкч:! '."з ¿' ^^"^чг ?£)экз.