Способ определения предельно допустимой концентрации аэрозоля пятиокиси ванадия в атмосферном воздухе Советский патент 1985 года по МПК A61L9/00 

1 Изобретение относится к медицине а именно к способам определения предельно допустимой концентрации (ПДК аэрозоля металла, в частности пятиокиси ванадия, в атмосферном воздухе Известен способ определения ПДК аэрозоля пятиокиси вакадия в атмос ферном воздухе, основанный на изучении непрерывного воздействия применя емого вещества на лабораторных животных в 3-х концентрациях в течение 4 месяцев Cl1. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения ПДК аэрозоля пяти окиси ванадия в атмосфере, основанный на определении времени появления первых достоверных изменений изучаемых показателей в биологических мате риалах у подопытных животных в зависимости от ветчины используемой концентрации и длительности воздейст вия. Согласно указа.нному способу на лабораторных животных воздействуют 4-5 концентрациями исследуемого вещества. При этом воздействуют отног сительно высокими (заведомо действующими) концентрациями. Подбор концен траций осуществляется таким образом чтобы максимальная из них вызывала появление статистически достоверных изменений, выбранных для исследования биологических материалов, через 1-4 ч, а последующие - через 24 ч, неделю, две недели и месяц соответственно. Для этого каждая из концентраций должна быть меньше предьщу- i щей в 3-10 раз. Каждая группа животных подвергается ингаляционному воздействию изучаемого вещества определенной концентрации до тех пор, пока не будут выявлены достоверные изменения показателей, определяемых в биологических материалах. При этом в процессе динамического наблюдения должно быть сделано не менее 4-7 исследований с интервалами между ними в зависимости от уровня воздействующей концентрации от нескольких минут до нескольких суток. Зависимость времени наступления различных токсических эффектов от величины воздействующей концентрации анализируется на логарифмической сетке. На оси абсцисс откладываются значения концентраций, а на оси ординат - время наступленияэф 89 фекта. Полученные на логарифмической сетке прямые концентрация - время по разным показателям экстраполируют на срок 2880 ч (4 месяца), что соответствует принятой в коммунальной токсикологии длительности хроничес- кого эксперимента.I Для определения пороговой концентрации из точки прямой зависимости концентрация - время соответствующей 2880 ч, опускают перпендикуляр к оси абсцисс (концентраций) . Определение ПДК для данного вещества проводится путем деления прогнозируемых порогов хронического действия по различным показателям на соответствующие углу наклона прямой зависимости концентрация - время коэффициенты запаса 2. Однако после установления недействующей концентрации в течение одного или более месяцев возникает необходимость исследования резорьтив- ного действия полученной ПДК в 4-месячный срок, что значительно удлиняет сроки эксперимента. Кроме того, при установлении ПДК необходимо определение равных токсических эффектов при воздействии всеми изучаемыми концентрациями. В этой связи необходимо многократное, 47 раз в сутки (а иногда и чаще), в короткие промежутки времени (через 1-3 ч) взятие крови (в объеме 23 мл) у одного и того же лабораторного животного. Последнее приводит к значительной кровопотере и не может не сказаться на точности полученных результатов. При этом метод предусматривает установление пороговых действующих концентраций, и для перехода к недействующим ПДК необходимо использовать коэффициенты запаса, что снижает точность установления ПДК. Целью изобретения является повышение точности определения предетчгно допустимой концентрации аэрозоля пятиокиси ванадия в атмосферном воздухе. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения предельно допустимой концентрации аэрозоля пятиокиси ванадия в атмосферном воздухе путем ингаляционного воздействия на лабораторньос животных и исследования биохимических показателей в биологическом материале на животное воздействуют 3-5 концентрациями пятиокиси ванадия, допол нительно определяют в тропных органах одновременно на всех группах животных липиды, белки и ферменты и по величине их изменений определяют пре дельно допустимую концентрацию. На фиг. 1 и 2 представлены графики, поясняющие предлагаемый способ. Способ осуществляется следующим образом. Осуществляют определение предельно допустимой концентрации аэрозоля металла в атмосферном воздухе, для чего пять групп (одна группа конт- рольная) лабораторных животных (крыс самцов по 10 шт. в каждой группе) подвергают непрерывному ингаляционному воздействию четьфьмя заведомо действующими концентрациями пятиоки- си ванадия: С,-10 мг/м, ,0 мг/м ,Омг/м% , мг/м Для оценки токсического действия аэрозоля пятиокиси ванадия осуществляют исследование биологического материала - печени, почек и легких (как наиболее чувствительных кдейст вию данного вещества). Исследование заключается в определении через каждые 5 сут в печени цитохромоксидазы, сукцинатдегидроге.назы, общего белка, витамина С, SH-rpynnj в почках р-липопротеидов, мочевины, витамина С, холестерина. 894 креатинфосфата; в легких активности трансаминазы, липидов, глюкогена, рибонуклеазы, общего белка. Исследование указанных показателей производят через каждые 5 сут. Данный диапазон времени обусловлен тем фактом, что при воздействии уже минимальной концентрации, используемой в эксперименте (0,1 мг/м), в организме лабораторного животного наступает дезорганизация. Шестикратное определение показателей в течение эксперимента (месяц) связано с получением достаточного количества точек, необходимых для более достоверного построения кривых (фиг. 1). Токсическое действие пятиокиси ванадия оценивали по степени дезорганизации организма. С этой целью использован единичный обобщенный показатель - информационная энтропия. (Н), дающая возможность охарактеризовать организм как систему, в которой различные уровни ее организации взаимосвязаны и взаимообусловлены. Информационную энтропию (Н) определяют по Формуле Шеннона Н -Р,го95р, + ... + Р„ . . Установленная в ходе эксперимен- . та информащ.онная характеристика различных систем организма представлена в табл. 1. 7 Результаты экспериментальных исследований подвергают статистичес- . кой обработке методом размаха с использованием критерия Стьюдента для выявления достоверных различий между опытом и .контролем. В Данных исследованиях достоверными считаются различия при Р 0,05. При всех уровнях воздействия VjOj наблюдается ста тистически достоверное различие между опытными и контрольными группами животных. I Пос,кольку величину энтропии каждой из изучаемых систем подопытного

Таблица2 98 животного измеряют в битах,то проведенное суммиро ание энтропии, различных систем организма, т.е. определение изменений при опыте (Н,, ) и дальнейшее сравнение с контролем иомтроль позволяет установить сте, пень дезорганизации организма в целом. Суммарные энтропийные показатели (Й) организма при непрерывном воздействии пятиокиси ванадия в различных концентрациях представлены в табл. 2.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬ-; НО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЯ ПЯТИОКИСИ ВАНАДИЯ В АТМОСФЕРНШ ВОЗ-. ДУХЕ путем ингаляцпонного воздействия на лабораторных животных и иссле дования биохимических показателей в биологическом материале, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности определения, на животное воздействуют 3-5 концентрациями ПЯТИОКИСИ ванадия дополнительно определяют в тропных органах одновременно на всех группах животных липиды, белки и ферменты и по величине их изменений определяют предельно допустимую концентрацию,3

Данные о степени дезорганизации в 5 организме лабораторных животных, прог изошедшей под воздействием пятиоки- , си ванадия и выраженной в битах (Н ), откладывают в полулогарифмической системе координат, по оси 50 ординат - Н(бит), а по оси абсцисс Ig времени (фиг. 2).

Полученные таким образом прямые отражают степень дезорганизации организма в процессе непрерывного ме- 55 сячного воздействия пятиокиси ванадия: прямая 1-концентрация 10 мг/м (С), прямая 2-5 мг/м t} пря. . ,.

, мая 3-1 мг/м (Cj), прямая 4-0,1мг/м ЧС). Экстраполируя указанные прямые -ДО пересе:чения с осьнз абсцисс, характеризующей величину энтропии контрольных (интактных) жийотных, которая в процессе проведения эксперимента находилась на одном уровне, определяют время (), в течение которого используемые в эксперименте концентрации (С,-С ) не вызывали изменений в организме животных, т.е.

Н

Н

Полученные значе«онтю

опыт

ния времени и концентраций , представлены в табл. 3. 9. Таблица 0,9 3 Время, ч Зависимость концентрации от врем ци экстраполируют на срок 2880 ч (ч месяца) - срок проведения хронического токсикологического эксперимента при установлении ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе. Предельно допустимая недействующая кон центрация пятиокиси ванадия в атмос

TITZ .T .

Crfffw/jT

C2-$ffr/ff3

Cj-lftr/ffy Cif-u1fir/H

peMfl, V

Фиг.2 89 ферйом воздухе прямо пропорциональна времени. Длительность определения 1ЩК аэрозоля металла в атмосферном воздухе по предлагаемому способу составляет 1 месяц, а по известному - 4 месяца. Предлагаемый способ определения ДЦК аэрозоля металлов в атмосферном воздухе позволяет повысить -точность определения за счет того, что он предусматривает определение недействующей концентрации и при этом отпадает необходимость использования коэффициентов запаса, которые в силу своей большой вариабельности вносят значительные погрешности в точность определения ПДК.