Biological determination of low concentrations of arsenic in exhaled air
- Authors: Pleshchitser A.Y., Preobrazhensky A.A.
- Issue: Vol 32, No 7 (1932)
- Pages: 562-566
- Section: Articles
- Submitted: 19.09.2021
- Accepted: 19.09.2021
- Published: 20.09.2021
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/80611
- DOI: https://doi.org/10.17816/kazmj80611
- ID: 80611
Cite item
Full Text
Abstract
In the report of Dr. Obukh and the Central Institute for Labor Protection on the state of health of the workers of the arsenic workshop, it was emphasized that the organization of studies of exhaled air for arsenic a few hours after the end of the work is of great interest and that given the exhalation of arsenic by the lungs, taking into account its enormous surface, it is possible it would be to get a more complete picture of the balance of receipts and outputs of As from these workers.
Keywords
Full Text
В докладе д-ра Плещицера 1/Х1І 1931 года на Объединенной конференции химических секций Института профболезней им. Обуха и Центрального Института Охраны Труда о состоянии здоровья рабочих мышьякового цеха было подчеркнуто, что постановка исследований выдыхаемого воздуха на мышьяк через несколько часов по окончании работы представляет большой интерес и что учитывая выдыхание мышьяка легкими, принимая во внимание громадную ее поверхность, можно было бы получить более полное представление о балансе поступления и выведения As у этих рабочих. В выводах автора было указано, что очередной тематикой динамического наблюдения следует считать выяснение вопроса о выделении мышьяка легкими. Имеются определенные указания на выделение As легкими лишь в отношении AsH3 (Гельман, Коelsch, Lehman) мышьяковистого теллурия (Гельман), люизита (As Cl3. CH :СН CI, Линдеман) и органических соединений (Salvarsan и др., Кешни)
В отношении других неорганических соединений мышьяка не имеется точных указаний. Многие авторы, работающие в области профгигиены и профпатологии, ничего не говорят о выделении мышьяка и его неорганических солей легкими (Вигдорчик, Гельман, Löwy, К. В. Lehman, Legge, Kober, Meyer и Gottlieb, R. Kushny, Koelsch). Ряд других авторов указывает на выделение мышьяка легкими. Кравков приводит данные экспериментальных исследований на животных, произведенных Бурнашевым, говорящие о том, что главными путями выведения мышьяка служат желудочно-кишечный канал и почки. Кроме Того, мышьяк в незначительных количествах выделяется кожей (в волосы молочными железами и легкими) в виде каких-то летучих соединений.
Zпggег указывает, что при приеме внутрь Dimethy 1-Natrium arseniat часть его выделяется легкими в виде летучего dimethyl-arsen— соединения. W. Lindeman отмечает, что доказательством выделения через легкие служит образование анатомических повреждений, прежде всего явственной эмфиземы и ателектаза вследствие впрыскивания под кожу некоторых боевых ядов, содержащих мышьяковые соединения.
Экспериментальные исследования, поставленные авторами в целях выяснения вопроса выделения As легкими дали противоречивые результаты. Biome nd al (1908 г.) сажал кролика, после получения 20 mg. Natrium cacodyllicum, под стеклянный колпак, из которого он просасывал ~ от 30 до 40 литров воздуха в минуту. Этот воздух обрабатывался последовательно щелочным раствором марганцовокислого калия, раствором азотнокислого серебра, содержащего примеси азотной кислоты и раствором сулемы. Через 12 часов автор обнаружил мышьяк в растворе перманганата. В другом опыте, где кролику было введено 8 mg. As2O3, мышьяк не обнаруживался в вышеуказанных растворах. I. и Е. Keeser (1925 г.) указывают на работы, произведенные в Фармакологическом институте Берлинского ун-та д-ром Sріnnеr’ом, изучавшего выделение мышьяка легкими у экспериментальных животных. Последние, получившие мышьяк, в течение ряда дней выдерживались под стеклянным колпаком, из которого воздух просасывался через сулемовый раствор. Spinner’y не удалось ни разу обнаружить мышьяк в растворе. На основании этих работ I. и Е. Keeser приходят к выводу, что мышьяк не выделяется легкими.
Невыясненность этого вопроса в целом, противоречивые результаты, полученные экспериментальными исследованиями, актуальность этого вопроса для профпатологии и профгигиены поставили перед нами задачу организации ряда исследований в этом направлении.
Учитывая то обстоятельство, что при приеме мышьяка в лечебных целях его выделение должно происходить в минимальных количествах, не могущих быть обнаруженными химическим путем, мы поставили опыты определения мышьяка в выдыхаемом воздухе биологическим методом, находившем себе применение раньше и зарекомендовавшем себя для обнаружения минимальных количеств As.
Обнаружение As в воздухе состоит из двух моментов: 1) поглощение летучих соединений и их перевод в нелетучие соединения и 2) определение As в поглотителе. Поглощение летучих As-соединений обычно производится просасыванием воздуха через различные окисляющие жидкости: бромную воду, марганцево-кислый калий, гипохлорит, бромно- ватисто-кислый калий, йодистый водород и т. д., в которых летучие соединения As, напр., AsH3, окисляются до As203. Определение As в поглотителе производится колориметрическим (Марш-Либих), нефелометрическим и объемным методами.
В нашей работе для поглощения летучих As-соединений исследуемый воздух просасывался через трубку Лунге с бромной водой не способу Rackleben’a и Lockernаn’a. Вг—вода полностью абсорбирует и окисляет мышьяковистый водород (AsH3) в мышьяковистый ангидрид (As2 О3) при пропускании через трубку Лунге 1 литра воздуха за 20 минут (Гроздовский). Бромная вода после просасывания воздуха насыщается аммиаком для удаления свободного брома, выпариванием концентрируется и подвергается исследованию на присутствие As.
Обнаружение As нами производилось биологическим методом Gоsіо. Плесневый грибок Pénicillium brevicaule при росте на субстратах с ничтожными следами мышьяка образует летучее органическое соединение As, диэтиларсин ( (С2 Н5)2Н As), легко определяемое по чесночному запаху. Способ Gosio является наиболее чувствительным из всех методов открытия минимальных количеств As и во много раз превосходит химический метод Марша (Омелянский).
В качестве подопытного животного для нашей работы был взят кролик. Подготовка- его состояла в подкожных инъекциях 0,1% Sol. N. аrsеnісісі в повышающихся количествах с 0,2 до 2,0 в течение 10 дней, а затем в ежедневных инъекциях того же раствора в размере 2,0. Исследование выдыхаемого воздуха на присутствие As у этого кролика производилось 3 раза: 1) через 5 дней инъецированные Sol. N. аrsеnісісі в количестве 2,0, 2) через 15 дней и 3) через 25 дней. Для отбора выдыхаемого воздуха кролик помещался в камеру с двумя отверстиями. Через одно отверстие (диам. 0,5 см.) воздух из камеры водоструйным насосом просасывался через трубку Лунге с бромной водой, через другое (диам. 2,5 см.) в камеру входит свежий воздух. Количество бромной воды в трубке Лунге равнялось—100—120 см3. Просасывание производилось со скоростью 5—10 литров в час и продолжалось в 1 опыте—5 часов, во II и III по 15 час. По окончании просасывания воздуха бромная вода в химическом стакане насыщалась аммиаком и выпаривалась на водяной бане до объема 5—10 ст3. Полученная жидкость вносилась в количестве 2—3 куб. см. в пробирки с культурами Реп. brevicaule на картофеле, которые закрывались сверх ватной пробки резиновыми колпачками. По развитию чесночного запаха, т. е. образованию в культурах диэтиларсина делалось заключение о присутствии мышьяка в добавленной к культурам сконцентрированной из бромной воды жидкости и, следовательно, присутствии его в выдыхаемом воздухе.
Опыты: Результаты:
1 Слабый, едва ощутимый чесночный запах на 5 — 6 день.
2 Слабый, но хорошо различимый чесночный запах на 3-й день.
Таким образом, результаты трех опытов по определению As в воздухе, выдыхаемом кроликом, получавшем подкожные инъекции мышьяка положительны. Для определения As в выдыхаемом воздухе у людей получающих инъекции лечебных доз 1% S. N. аrsеnісісі воздух отбирался .в мешки Дугласа, а затем пропускался, как и в опытах е кроликами, через бромную воду.
Исследование выдыхаемого воздуха у людей производилось 4 раза.
Взято воздуха: 1 опыт—100 литров, II—250, III—500, IV—около 1000 литров.
Обработка бромной воды после просасывания через нее в трубке Лунге воздуха производилась аналогично опытам с кроликом. Сконцентрированная жидкость вносилась в пробирки с культурами Р. bгеѵ. на картофеле в количестве —3 сm3 и пробирки закрывались резиновыми колпачками.
Опыты: Результаты:
- Слабый едва ощутимый чесночный запах на 3-й день.
- Слабый чесночный запах на 3-й день.
- Чесночный запах на 3-й день.
Обнаружив таким образом мышьяк в выдыхаемом воздухе, веред нами встал вопрос, каков механизм выделения мышьяка в летучем состоянии из легких. Этот вопрос совершенно не разработан. Имеются лишь немногие литературные источники, дающие некоторые косвенные указания в этом направлении.
Вводя мышьяк в виде 1% Na2HAsO4 мы уже в растворе имеем диссоциацию
Na2 HAs 04 : 2 Na + HAs О4
Попадая в кровь, мышьяк, по мнению Р. Кёшни, очень быстро исчезает и захватывается тканями, в которых он образует прочные соединения с нуклеинами“. В последних, благодаря большому химическому сродству элементов фосфора и мышьяка (которые, как известно, находятся в одной группе, 5-й, Менделеевской системы) возможно замещение фосфора и мышьяка. Аналогичное замещение можно считать возможным в фосфатидах (имеющих большое распространение в организме) и в углеводном обмене в тканях при синтезе и ресинтезе гексозофосфорных соединений, из которых могут образовываться разнообразные летучие As—соединения (метил-и этиларсины и др.). Об образовании органических соединений мышьяка в виде лабильного gexosenarsenatsäuresterung и выпадении фосфорной кислоты в неорганическом состоянии, о- переходе прибавленного неорганического мышка в органическое соединение сообщают Браунштейн и Левитов.
Параллельно с летучими органическими соединениями следует допустить возможность образования неорганических летучих соединений. В отношении образования AsH3 имеется возражение Кёшни, считающего, что нет никаких оснований для предположения, что мышьяковистые соли образуют некоторые количества AsH3 в организме“.
Невыясненность этого вопроса выдвигает необходимость организации исследований в направлении выяснения механизма образования летучих соединений мышьяка в организме и их выделения легкими.
Выводы. 1) На основании полученных нами результатов экспериментальных исследований следует считать доказанным наличие выделения мышьяка легкими в виде летучих соединений.
- Выведение мышьяка легкими имеет не меньшее значение, чем выведение его кишечником, почками и кожей, принимая во внимание громадную легочную поверхность.
- Наличие выведения As легкими имеет большое профпатологическое значение, позволяющее делать вывод, что наряду с поступлением мышьяка в производственной обстановке, имеющее место путем вдыхания, проглатывания, через раневые поверхности кожи и слизистых оболочек, организм располагает могучими орудиями выведения As: легкими, кишечником, почками и кожей, что обуславливает сбалансирование его в определенных пределах, не вызывая токсического действия.
- Учитывая, что мышьяк в виде примеси встречается довольно часто в различного рода хемикалиях, в руде, в промежуточных продуктах обработки металлов, откуда он может попасть в воздух, определение минимальных количеств As в воздухе имеет большое профгигиеническое значение.
- Биологический метод Gоsiо, примененный нами для определения As в воздухе, выдыхаемом легкими, следует рекомендовать также для профгигиенических исследований. Следует всегда помнить, что при наличии очень малых количеств As—после посева Pénicillium brevic. может пройти от 3 до 5 дней, а иногда и больше, пока разовьется чесночный запах, характерный для летучих арсинов.
About the authors
A. Ya. Pleshchitser
Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation
A. A. Preobrazhensky
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation