Курс лекций «Основы экологии и охрана воздушного бассейна» Содержание (стр. 12 из 20)
Коэффициент запаса устанавливают в зависимости от класса опасности вещества по номограмме (рис. 2).
Рисунок 1-Номограмма для определения класса опасности вещества по углам наклона прямой зависимости «концентрация-эффект» по рефлекторному действию. 1 – чрезвычайно опасные; 2 – опасные; 3 – умеренно опасные; 4 – малоопасные.
Значение 30-минутной ПДК рассчитывают по формуле:
(вероятностный порог),где К3 – коэффициент запаса при обосновании ПДК30 находят по рис.3.
4.4.3 Определение пороговой концентрации изучаемого вещества по резорбтивному действию.
В основе методической схемы, позволяющей определять параметры токсичности и опасности атмосферных загрязнений (пороговые недействующие концентрации для различных периодов воздействия, степень опасности вещества в отношении развития хронических эффектов, коэффициенты запаса и другие), лежит закономерность, согласно которой зависимость времени развития определенных токсических эффектов от концентраций вещества в воздухе выражается на сетке с обычным масштабом в виде прямой, что соответствует формуле:
(3.5)где С – концентрация, вызывающая определенный эффект за время Т;
С0 – концентрация, вызывающая тот же эффект за время, равное простой единице измерения (час, сутки); a - угол наклона прямой к оси абсцисс (концентраций);
Т – время, на которое экстраполируется порог хронического действия вещества (2880 ч).
Следовательно, при изучении зависимости «концентрация – время» постоянной величиной является эффект, а переменными – концентрация и время. При этом в качестве эффекта принимают первое статистически достоверное изменение биологических показателей у лабораторных животных. Число животных в каждой группе должно быть не менее 10 – 12 особей. В опыт берут здоровых животных, которые содержатся на кормовом режиме согласно существующим нормам.
Лабораторных животных подвергают непрерывному ингаляционному воздействию изучаемого вещества в 4-5 концентрациях в специальных камерах.
Ориентиром при выборе концентраций может служить ожидаемое время появления достоверного эффекта. Это время по мере снижения концентрации должно составлять 4 ч, 24 ч, 1 мес., 4 мес. Как правило, в качестве первой используют концентрацию, равную порогу острого действия (Limac ) или 0.5 – 0.10 средне смертельной концентрации (ЛД50 ).
Для выбора указанных концентраций целесообразно использовать метод построения кривой зависимости «концентрация – время» на двойной логарифмической сетке (рис. ). На график, по оси абсцисс которого откладывают значения концентраций в миллиграммах на 1 м3, а по оси ординат – время наступления эффекта в часах, наносится точка 1, соответствующая времени появления достоверного биологического эффекта при действии первой концентрации вещества. Через точку проводят прямую линию (1) под углом наклона к оси абсцисс 1350. С помощью этой прямой определяют ориентировочную концентрацию С2, которая вызывает тот же биологический эффект за время Т (например, 24 ч). В эксперименте устанавливают истинное время (Т2) появления эффекта при заданной концентрации (С2). Полученные результаты наносят на график (точка 2). Экстраполируя прямую (2), проведенную через экспериментальные точки 1 и 2 на различные сроки (1 нед., 1 мес., 4 мес.), определяют концентрации, действие которых следует изучать в эксперименте.
В тех случаях, когда концентрации веществ в камерах близки к заданным, нет необходимости устанавливать точные значения последних в целях экономии времени. Для последующего анализа результатов используют значения фактических концентраций.
Продолжительность ингаляционного воздействия должна быть различной в зависимости от уровня концентраций. При этом воздействие любых концентраций прекращают после появления достоверных изменений изучаемых биологических показателей. Однако повторным исследованием необходимо убедиться, что эти изменения были не случайны.
Для определения времени наступления первых статистически достоверных изменений биологических показателей на протяжении воздействия каждой концентрации необходимо провести не менее 5 –8 исследований этих показателей. Интервалы между повторными исследованиями устанавливают в зависимости от прогнозируемых сроков появления первых статистически достоверных изменений показателей.
При действии высоких концентраций, когда появление достоверного эффекта ожидается в первые часы, исследования проводят с интервалом от нескольких минут до нескольких часов. При действии меньших концентраций, когда время наступления ожидаемого эффекта возрастает, интервалы между повторными определениями показателей следует увеличить до 1-2 недель. Однако с приближением времени появления изучаемого эффекта исследования можно проводить чаще. Здесь, как и при выборе концентраций, целесообразно применять метод построения кривой «концентрация – время», с помощью которой ориентировочно прогнозируют время наступления достоверных биологических эффектов.
В качестве показателей биологического действия используют наиболее чувствительные интегральные и специфические тесты, отражающие токсикодинамику вещества. В ряде случаев для характеристики действия вещества на организм следует учитывать адаптационные сдвиги. Методы определения тех или иных биологических показателей можно найти в соответствующих руководствах и методических указаниях.
Все результаты динамического изучения биологических показателей у животных при воздействии всех концентраций вещества регистрируют в журнале.
4.4.4 Анализ и обработка результатов исследования.
Статистическую обработку результатов осуществляют методом «размаха». Поскольку получаемые результаты уже в ходе самого эксперимента целесообразно использовать для выбора концентраций и ориентировочного определения времени исследования, статистическая обработка должна проводится сразу после каждого определения биологических показателей у данной группы животных.
На основе получаемых данных определяют время наступления первого статистически достоверного изменения каждого из показателей при воздействии каждой концентрации. В соответствии с этими данными составляют таблицу зависимости времен появления определенных токсических эффектов от уровня концентрации изучаемого вещества в воздухе (табл. 3.1).
Таблица 3.1 – Время наступления достоверных токсических эффектов в зависимости от уровня концентрации изучаемого вещества в воздухе.
| Концентрация, мг/м3 | Показатели биологического действия | |||||
| Число лейкоцитов в периферической крови | Число эритроцитов в периферической крови | |||||
| Время появления эффекта | Степень выраженности эффекта в абсолютных значениях или в процентах по отношению к исходным или к контрольным данным | Достоверность изменений по отношению к исходным данным или к контрольным данным, р | Время появления эффекта | Степень выраженности эффекта в абсолютных значениях или в процентах по отношению к исходным или к контрольным данным | Достоверность изменений по отношению к исходным данным или к контрольным данным, р | |
На основе данных таблицы строят кривые зависимости «концентрация – время» по каждому показателю на двойной логарифмической сетке.
В соответствии с полученными кривыми определяют параметры токсичности и опасности изучаемого вещества (степень опасности вещества в отношении развития хронических эффектов, пороговые и недействующие концентрации для различных периодов воздействия, коэффициенты запаса и др.) (рис. 3).
С целью определения класса опасности изучаемого соединения измеряют углы наклона прямых зависимости «концентрация – время», отражающих изменения различных показателей. Данные заносят в таблицу 3.2.
Класс опасности химических соединений в отношении развития хронической интоксикации устанавливают по наибольшему углу наклона прямых «концентрация – время» в соответствии с классификацией опасности химических веществ по номограмме (рис. 4). С целью определения пороговых концентраций вещества для различных периодов воздействия из точек прямых зависимости «концентарция – время», соответствующих заданному времени (4 ч, 4 мес.), опускают перпендикуляры к оси абсцисс (концентраций). Пороговые концентрации для различных периодов устанавливают по всем показателям, (данные заносят в ту же таблицу).
За порог острого действия принимают наименьшую концентрацию, вызывающую эффект к 4 ч. Наименьшую пороговую концентрацию для 4 мес. (2880 ч) принимают в качестве порога хронического действия.
Таблица 3.2 – Параметры токсичности и опасности изучаемого вещества по различным показателям
| Показатели биологического действия | Параметры токсичности и опасности | |||||
| Угол наклона на прямой «концентрация-время» | Класс опасности | Порог острого действия к 4 ч, мг/м3 | Порог хронического действия к 4 мес., мг/м3 | Коэффициенты запаса | Недействующие концентрации, мг/м3 | |
Коэффициенты запаса определяют по номограмме (рис. 4) с учетом углов наклона прямых «концентрация – время», отражающих изменение различных показателей. На номограмме коэффициент запаса соответствует точке пересечения горизонтальной линии (шкала коэффициентов запаса) с наклонной, имеющей угол, равный углу наклона прямой «концентрация – время» по данному биологическому показателю. Значение коэффициента запаса по всем показателям заносят в таблицу.