УДК 615.28

ТОКСИКОЛОГІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ СИНТЕТИЧНИХ МИЮЧИХ ЗАСОБІВ НА ОСНОВІ ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РЕЧОВИН

І.В. Мудрий, д.м.н., В.Д. Чміль, д.б.н.

Інститут екогігієни і токсикології ім. Л.І. Медведя, м. Київ

Синтетичні миючі засоби (СМЗ) являють собою складні хімічні композиції, основними інгредієнтами яких є поверхнево-активні речовини (ПАР).

Враховуючи невисоку леткість ПАР, можна припустити, що вони в незначній мірі можуть забруднювати повітряне середовище житлових та допоміжних приміщень. Проте широке застосування сипучих СМЗ не виключає можливості надходження аерозолей ПАР у повітря. Встановлено, що забруднення ПАР повітряного середовища являє короткочасний, локальний характер. Максимальні концентрації аніонних ПАР у повітрі ванної кімнати безпосередньо при використанні сипучих миючих засобів не перевищують 0,044 мг/м³ і через 10 хв складають 0,002 мг/м³. На концентрацію ПАР у повітрі суттєво впливають параметри мікроклімату. Підвищений повітряний обмін та відносна вологість значно знижують вміст ПАР у повітрі [2].

В зв'язку з присутністю конвективних повітряних потоків не виключено надходження поверхнево-активних речовин в інші приміщення житла. При цьому встановлено, що аніонні ПАР визначаються на рівні слідових кількостей як у повітрі, так і в змивах з полу та з поверхні предметів житла.

Вплив різних режимів застосування миючих засобів на рівень залишкового вмісту ПАР на тканинах одягу

О.Г. Волощенком [1] та Л.Г. Голенковою [5] встановлено, що на формування залишкових величин ПАР на тканинах білизни та одягу істотно впливають такі фактори, як концентрація миючого розчину, його початкова температура, тривалість контакту тканини з розчином, кількість промивної води, склад композицій СМЗ (особливо вміст ПАР), співвідношення аніонних та неіоногенних речовин. Включення неіоногенних речовин до композиції СМЗ зменшує ступінь адсорбції аніонних ПАР на тканинах з 18,7–15,2 до 7,2–4,4 мкг/см² [5, 11].

Доведено, що концентрація миючих розчинів та час їх контакту з тканинами істотно впливають на залишкову величину ПАР. Для зменшення адсорбції аніонних ПАР на натуральному шовку, де знайдено максимальну кількість речовин (більше 20 мкг/см²), істотне значення має зниження концентрації та температури миючих розчинів, часу контакту, інтенсивне промивання тканин [5].

Здатність тканин адсорбувати на своїй поверхні аніонні ПАР є різною і зменшується у ряду: натуральний шовк, вовняна тканина, бавовняна тканина, віскозний та ацетатний шовк [1, 5,]. Вивчено вплив процесу прасування на активність адсорбції ПАР на тканинах і виявлено, що дія високих температур призводить до зменшення залишків аніонних ПАР на поверхні текстильних матеріалів, що, можливо, пов'язано з їх термодеструкцією [5].

Отже, завдяки високій стабільності і можливості постійної присутності ПАР на тканинах, адсорбційне насичення ними не можна розцінювати позитивно в токсикологічному відношенні. Інтервал між застосуванням СМЗ в побуті для прання білизни та одягу значно коротший, ніж період фактичного зниження рівня ПАР на тканинах. Ці дані підтверджують наявність постійного контакту поверхні шкіри людини з аніонними ПАР, які присутні на тканинах білизни та одягу.

Аніонні ПАР у порівнянні з неіоногенними мають здатність в більших кількостях адсорбуватись на тканинах. Запропоновано допустиму величину аніонних ПАР на тканинах на рівні 5 мкг/см² [1, 5]. Деякі автори [13] пропонують регламентувати ПАР на тканинах в міліграмах на 1 г білизни.

О.В. Кайсіна із співавт. [9] довели, що в дитячій білизні, випраній в пральні, утримується значна кількість аніонних ПАР — 1,76 мг/г тканини або 28 мкг/см². Одержані авторами дані свідчать про те, що існуюче автоматизоване прання білизни в пральнях з використанням СМЗ, що передбачає 5-разове полоскання, не забезпечує повного видалення залишкових кількостей ПАР. Існує думка [13], що залишкові кількості ПАР на білизні можуть стати однією з причин збільшення кількості шкіряних форм гнійно-септичних інфекцій серед новонароджених дітей.

Здатність шкіри людини адсорбувати аніонні ПАР

Ряд авторів [1, 5] одержав дані, які свідчать про накопичення аніонних ПАР на шкіряних покровах людини після її контакту з миючими розчинами. При цьому вміст ПАР на шкірі різко зростає, досягаючи 9 і більше мкг/см², і лише через 3–4 доби повертається до початкових (фонових) величин. Кількість адсорбованих аніонних ПАР на поверхні шкіри рук людини в основному залежить від композиції СМЗ. Комплекс речовин, що входить до складу миючих засобів, крім ПАР, сприяє зменшенню рівня залишкових кількостей аніонних речовин на шкірі. Ізольована дія тільки аніонних ПАР супроводжується їх максимальною адсорбцією на шкірі до 21 мкг/см² [5].

Необхідно відмітити, що кількості ПАР, які знаходяться на шкірі після застосування СМЗ, можуть впливати на її функціональний стан (рН, вміст ліпідів та загальна кількість амінокислот). Так, доведено, що рН шкіри після контакту із СМЗ змінювалась на 0,5–1,5 одиниці і через 30–60–90 хв поверталась до початкового рівня, відновлення кількості загальних ліпідів на поверхні шкіри волонтерів в основному завершувалась через 4 год, стабілізація амінокислот до початкового стану спостерігалась на протязі 72 год після застосування СМЗ [1, 5, 11]. Встановлена пряма залежність кількості ПАР на шкірі рук від концентрації миючого розчину .

Отже, багаторазове застосування СМЗ в побуті створює депо аніонних ПАР на шкірі людини. На основі численних досліджень можна стверджувати, що величина аніонних ПАР 1–2 мкг/см² на поверхні шкіри рук та передпліч є не шкідливою для здоров'я людини [11].

Перкутанній дії ПАР організм людини піддається не тільки при використанні СМЗ, але і при ношенні білизни та одягу, випраного в миючих розчинах. Можна припустити, що залишкові кількості аніонних ПАР на тканинах білизни і одягу впливають на рівень цих речовин на шкіряних покровах людини.

Результати досліджень показали, що під час ношення білизни кількість аніонних ПАР на шкіряних покровах людини поступово зменшується. Достовірні зміни відмічались на тканині білизни, що прилягала до тіла людини в області грудної клітини, живота, спини та підпахових впадин. Найшвидше зниження рівня залишкових кількостей аніонних ПАР спостерігалось на тканинах білизни, що контактували з поверхнею шкіри в області спини [2]. Так, перед початком ношення білизни рівень ПАР дорівнював 16,0±2,7 мкг/см² і на 4-й день складав 9,8 ±1,0 мкг/см² тканини [5].

Аналогічні дослідження проводились також на поверхні шкіри людини. При цьому спостерігалось деяке збільшення вмісту аніонних ПАР на поверхні шкіри в порівнянні з фоновими величинами. Але ці зміни були невірогідними. Так, якщо рівень аніонних ПАР на поверхні шкіри в області спини перед ношенням випраної в миючому розчині білизни становив 0,13±0,06 мкг/см², то на 4 -й день її ношення він збільшився до 0,28±0,10 мкг/см² [3]. Дослідженнями встановлено, що уведення в композицію синтетичних миючих засобів ензімів (ферментів біологічного походження) знижує накопичування аніонних ПАР на шкірі та тканинах. Існує думка, що це, можливо, пов'язано з білковою структурою фермента, що знижує адсорбцію ПАР на поверхнях шкіри та тканини [15].

Звичайно, залишкові кількості аніонних ПАР на тканинах білизни та поверхні шкіри людини є порівняно невисокими. Проте в умовах підвищеної вологості, температури повітря, фізичного навантаження, потовиділення в окремих осіб, які є чутливими до хімічних речовин, може спостерігатись подразнення шкіри в місцях найбільшого контакту тканини білизни з шкіряним покровом людини.

Пероральне надходження ПАР в організм людини в умовах побуту можливе при використанні синтетичних засобів для чистки посуду та з питною водою, до складу якої можуть входити ці речовини. При використанні засобів для чистки ПАР утворюються на поверхні посуду плівки, які недостатньо змиваються проточною водою [4].

Таким чином, результати численних досліджень свідчать про появу в побуті хімічного фактору — синтетичних миючих засобів на основі ПАР, при використанні яких людина піддається комплексній та комбінованій дії поверхнево-активних речовин. Вищезазначену дію ПАР на організм людини в умовах побуту, на нашу думку, можна подати у вигляді схеми (рис. 1). При цьому рівні перкутанно-інгаліційно-пероральної дії ПАР на організм людини можуть коливатись в деяких межах у залежності від агрегатного стану композиції СМЗ (паста, порошок, рідина), дотримування інструкції по збереженню та застосуванню миючих засобів та засобів для чистки, кількості полоскань білизни, одягу та посуди після використання цих препаратів, часу контакту з хімічними засобами на основі ПАР.

Вплив поверхнево-активних речовин на організм людини

Експериментальні дані та результати клініко-імунологічного обстеження населення, яке проживало в околицях виробництва ПАР та миючих засобів, свідчать про наявність сенсибілізації. На думку П.О. Золотова [8], це пов'язано з навантаженням синтетичних ПАР на організм людини, тому що проживання в зоні досяжності викидів хімічного заводу збільшує постійне стихійне надходження ПАР в організм в результаті повсюдного застосування СМЗ в побуті.

Незважаючи на малу токсичність ПАР та миючих засобів на їх основі, гостре отруєння не виключене. Так, деякі автори [3] спостерігали ураження легень у чоловіка, який знаходився в приміщенні, де зберігались СМЗ. При цьому розвинувся токсичний бронхіт з компонентом бронхоспазму. Є також свідчення про виникнення респіраторних захворювань серед учасників конференції. Хворі скаржилися на подразнення очей, кашель, біль в горлі. Симптоми захворювання з'являлися в більшості випадків через 2 дні після перебування в мотелі. Встановлено, що причиною подразнення органів дихання був миючий засіб для килимів [17]. Гострі побутові отруєння засобами побутової хімії найчастіше зустрічаються серед дітей і закінчуються в 5 % летально [3]. Серед дорослого населення більшість смертельних отруєнь суіцідальні, діти — жертви нещасних випадків. Аналіз отруєнь серед дітей до 5 років дозволив прийти до висновку, що вони пов'язані, в першу чергу, із неякісною упаковкою побутових засобів.

При надходженні поверхнево-активних речовин та миючих засобів на слизові оболонки очей виникає кон'юнктивіт, помутніння роговиці та запалення райдужної оболонки. Вдихання цих речовин може призвести до ларінгоспазму (особливо у дітей), опіку та пневмонії. У випадку надходження ПАР та СМЗ в шлунково-кишковий тракт виникають блювання, гастроентерити, інколи геморагічні, що значно погіршує стан хворих. У важких випадках спостерігаються ціаноз, зниження артеріального тиску, ураження центральної нервової системи. При блюванні небезпечне надходження піни в дихальні шляхи. У випадку надходження ПАР та СМЗ на їх основі на слизові оболонки очей їх необхідно промити проточною водою. При випадковому надходженні цих речовин в шлунково-кишковий тракт шлунок промивають водою. До води можна добавити молоко та білок яєць. Назначають при цьому також значний об'єм рідини для пиття, слизові речовини, молоко з сирими яйцями. У важких випадках у вену вводять капельно глюкозу, контролюють діурез та електролітний обмін, проводять профілактику місцевої та загальної інфекції. Лікування симптоматичне [16].

Є дані [3, 5, 11], що контакт шкіри людини з водними розчинами ПАР та миючих засобів викликає зниження кількості загальних ліпідів та зміну рН на її поверхні. При цьому на шкірі значно зменшується вміст амінокислот, їх фон відновлюється через 48–72 год або ще пізніше. Незалежно від дії ПАР (роздільне чи комплексне) кількість загальних ліпідів зменшується в порівнянні з фоновим на 20–50 %. Підвищення рН шкіри рук та різке зниження кількості ліпідів викликають погіршення функціонального стану шкіряних покровів, що в умовах тривалої дії ПАР може призвести до розвитку дерматитів [3]. З метою профілактики дерматитів розчини миючих засобів не повинні викликати інтенсивного обезжирення шкіри, величина рН при цьому не повинна перевищувати 9.

Під час тривалого контакту з миючими засобами в умовах побуту можлива поява на шкірі рук "екземи домашніх господарок". Причиною їх виникнення є обезжирення, підвищення проникнення шкіри для хімічних речовин, денатурація білків та порушення властивості шкіри зв'язувати воду [17].

При використанні для миття голови засобів на основі ПАР та дісульфіда селени в концентрації 2,5 % F. Wortmann [17] визначив у волоссі збільшення гліцеридів на 160 %, мінеральних жирів на 30 % та зниження жирних кислот на 20 %. Автор також виявив у 616 домашніх господарок позитивні алергічні проби до СМЗ. При цьому найбільш чутливими до цих речовин були жінки старші за 60 років.

В зв'язку з широким використанням у побуті миючих засобів на основі ПАР виникає питання: "Як відноситись до даного фактора?". Для цього в анкету були включені питання, які відображали відношення населення до миючих засобів як можливому фактору негативної дії на організм людини (подразнююча дія на шкіру, органи дихання тощо).

Було встановлено, що абсолютна більшість населення застосовують СМЗ для прання одягу, постільної білизни. У виникненні скарг стосовно здоров'я суттєве значення має дозування миючих препаратів, "стаж" контакту з СМЗ у побуті, частота їх використання протягом тижня, спосіб застосування СМЗ, контакт з ПАР в умовах виробництва. Найбільше скаржаться особи середнього віку (31–50 років), які складають 53,4–55,6 %. Серед опитуваних, які додержувались інструкції по застосуванню СМЗ, також є скарги на здоров'я, але їх значно менше. Так, кількість скарг на одночасне подразнення шкіри рук та органів дихання в 2 рази менше, ніж у тих, що порушували інструкцію по застосуванню миючих засобів, тобто використовували для прання більш концентровані водні розчини СМЗ [1, 5, 11]. При цьому також виявлено, що 40,9 % респондентів застосовують миючі засоби кожного дня, 40,5 % проводять прання без використання пральних машин, тільки 43,6 % реципієнтів враховують рекомендації щодо правильного застосування СМЗ. Значна кількість (69,9 %) опитуваних під час контакту з сипучими миючими препаратами та їх водними розчинами використовують захисні засоби (в основному креми, рідше рукавички) [12].

Отже, проведене анкетне опитування дозволило встановити відношення населення до миючих засобів, які широко використовуються в побуті. Виявлені неприємні відчуття з боку органів дихання: подразнення в носоглотці, чхання, кашель. Проте ці скарги відмічались в основному при застосуванні сипучих СМЗ. Після припинення контакту з ними ці прояви повністю зникали. Зміни з боку шкіри проявлялись в основному у вигляді свербіжу, гіперемії і могли зберігатися протягом кількох годин після застосування миючих засобів. Деяка частина населення недостатньо зполоскує білизну, що може стати причиною подразнення шкіри.

Існує думка [6], що в умовах хімізації побуту спостерігається тенденція до збільшення алергічних захворювань серед населення. Особливу увагу приділяють визначенню питомої значущості в сенсибілізації організму хімічними факторами усередині житла, зокрема виробів з полімерними та синтетичними матеріалами, засобами побутової хімії на основі ПАР [6]. Засоби побутової хімії при бронхіальній астмі та астмоїдному бронхіті можуть бути алергеном в 4,7 %. Питома значущість засобів побутової хімії в сенсибілізації організму в залежності від статі хворих на бронхіальну астму та астомоїдний бронхіт складає у чоловіків — 2,3 %, жінок — 5,5 %. Зі збільшенням віку питома значущість цього фактора в алергізації підвищується в 2,9 рази. Деякі автори [6, 8] підкреслюють, що в теперішній час в умовах сучасного побуту важко виділити провідний фактор у формуванні алергічних захворювань.

Серед СМЗ найбільш питому вагу мають миючі порошки. Провідним фактором виробничого середовища на підприємствах по виробництву синтетичних миючих засобів є аерозоль сировини та готового продукту. Медичними оглядами встановлено, що 20 % працюючих мають клінічні ознаки алергічних захворювань шкіри, 40 % — захворювань верхніх дихальних шляхів, до того ж в 10 % випадків спостерігаються два види патології одночасно [10]. При більш глибокому вивченні захворюваності працюючих визначено, що аерозолі миючих порошків, діючи тривало на слизові оболонки дихальних шляхів, викликають дистрофічні та вазомоторні захворювання органів дихання. В патогенезі гострих респіраторних інфекцій значна роль належить субтрофічним ринофарінгітам та вазомоторним ринопатіям. Аерозоль миючих засобів, діючи на шкіряні покрови працюючих, призводить до розвитку дерматитів, екземи і особливо часто викликає сухість шкіри.

Працюючі, які не мали клінічних ознак дерматіту, в 36 % випадків скаржились на свербіння шкіри по всьому тілу. Це неприємне відчуття підсилювалось в літній період та після прийняття душа в кінці зміни. Таке явище пов'язують з недостатнім змивом ПАР з шкіряних покровів та підвищенням їх активності у водних розчинах [7].

Деякі автори [7, 10] пов'язують патологію алергічного характеру із стажем роботи працюючих на виробництві миючих засобів, в 68,5 % виявили алергічні контактні дерматіти. Більшість осіб з цією патологією — робітники з великим стажем. При цьому важлива роль належить також вмісту аерозолей миючих засобів в повітрі робочої зони, концентрація яких коливається в межах 7–64 мг/м³. Встановлено, що аерозолі миючого порошку є високодисперсними — частинки розміром 2 мкм складають 72 %, кількість електрозаряджених часинок — 53 % [3]. У 32,6 % працюючих виявлена латентна сенсібілізація до ПАР, зумовлена в 27,3 % випадків сульфонолом і в 5,3 % тіполем. Автори [3, 7] констатують, що аніонні ПАР сульфонол і тіполь виявляють помірну дію на організм робітників. В умовах виробництва миючих засобів встановлено збільшення частоти випадків хронічного бронхіту. Існує думка, що бронхоспазм може бути клінічною ознакою алергії до хімічної речовини [14].

Встановлено [14], що шкіра відкритих рук, яка в умовах виробництва найбільше знаходиться під впливом миючого засобу, має меншу електропровідність в порівнянні з робітниками, що не мають контакту з пилом сипучих СМЗ. Контакт з пилом миючих засобів сприяє усуненню поверхневої мікрофлори, спостерігається також зрушення pH шкіри в лужне середовище. Дослідженнями доведено, що миючі засоби на основі ПАР знижують кількість мікроорганізмів на поверхні шкіри в 4,5–11,5 разів [1].

Механізм сенсибілізуючої дії миючих засобів на основі ПАР можна представити таким чином (рис. 2) [14]. Поверхнево-активні речовини взаємодіють з ліпідно-білковими мембранами клітин органів і систем, чим викликають зміни структури, функціональних елементів клітин. Вплив ПАР на морфологічну структуру мембрани супроводжується змінами ферментативної активності її білків. Змінений білок або комплекс хімічна речовина — білок сприймається імунним апаратом як чужорідний і проти нього виробляються антитіла. Так можна уявити сенсибілізацію організму до ПАР. При латентній сенсібілізації відбувається перебудова реактивності організму. Цим і обумовлено розвиток дерматитів та ринітів у працюючих на виробництві СМЗ. Автор приходить до висновку, що в умовах виробництва сипучих миючих засобів органи дихання та шкіра є основними системами, які піддаються впливу ПАР. Організм здорових людей відповідає на дію ПАР компенсаційними реакціями.

Найбільш досліджено вплив ПАР та СМЗ на їх основі на здоров'я працюючих в умовах виробництва. При цьому прослідковується прямий кореляційний зв'язок між захворюваністю та стажем роботи. Недостатньо вивчено вплив СМЗ на здоров'я населення різних вікових груп в умовах побуту. Порівняно мало опубліковано матеріалів про вплив ПАР на дитячий організм.

Отже, широке використання синтетичних миючих засобів в побуті призводить до стабільного, хоча і нерізко вираженого забруднення ПАР житлового середовища. В умовах виробництва миючих засобів у повітрі робочої зони ПАР визначаються у високих концентраціях. Поверхнево-активні речовини мають сенсибілізуючі властивості і можуть негативно впливати на організм людини.

Література
1. Волощенко О.И. Современное состояние проблемы гигиенического изучения СМС // Совершенствование технологии производства товаров бытовой химии. —М.: НИИТЭХИМ, 1985. —С. 99–106.
2. Волощенко О.И., Мудрый И.В., Голенкова Л.Г. Гигиеническая значимость детергентов в современном жилище // Гигиена и санитария. —1986. —N 1. —С. 9–12.
3. Волощенко О.И., Мудрый И.В. Гигиеническое значение поверхностно-активных веществ. —К.: Здоров'я, 1991. —176 с.
4. Герасимова В.Г., Головащенко Г.В. Гігієнічні аспекти застосування синтетичних засобів для чистки виробів і обладнання, що контактують з харчовими продуктами // Актуальні проблеми екогігієни і токсикології: Матеріали науково-практичної конференції. —К.: ЕКОГІНТОКС, 1998. —С. 60–64.
5. Голенкова Л.Г. Гігієнічне обгрунтування раціонального застосування миючих засобів для обробки тканин одягу: Автореф. дис. ... канд. біол. наук. —К.: Інститут медицини праці, 1994.
6. Губернский Ю.Д., Дмитриев М.Т. Комплексная характеристика качества воздушной среды жилых и общественных зданий // Гигиена и санитария. —1983. —N 1. —С. 9–11.
7. Догле Н.В., Иванов В.В., Кудиенов О.В. Частота хронических заболеваний верхних дыхательных путей и кожи у работающих в производстве СМС // Гигиена труда. —1979. —N 3. —С. 41–44.
8. Золотов П.А. Загрязнение окружающей среды в связи с производством ПАВ и СМС // Поверхностно-активные вещества и сырье для их производства. —Шебекино: ВНИИ ПАВ, 1979. —С. 3–4.
9. Кайсина О.В., Крылова Н.А., Красникова И.И. Гигиенические аспекты изучения остаточных количеств ПАВ в детском белье // Вопросы ограничения циркуляции загрязняющих веществ в объектах окружающей среды. —Уфа: Башкир. облсовет НТО, 1984. —С. 60–62.
10. Лоогна Н.А., Тотар Т.О., Родман Л.С. О сенсибилизации к ПАВ в производстве СМС // Гигиена труда. —1986. —N 8. —С. 47–48.
11. Мудрый И.В. Оценка комплексного и комбинированного воздействия сульфонола и синтамида-5 на организм в целях гигиенической регламентации применения СМС в быту: Автореф. дис. … канд. мед. наук. —К.: КМИ, 1985.
12. Мудрий І.В. Еколого-гігієнічне значення аніонних ПАР в умовах комплексного антропогенного хімічного забруднення грунту сільгоспугідь: Автореф. дис. ... доктора мед. наук. —К.: УНГЦ, 1997.
13. Подунова Л.Г, Планкина И.В., Тищенко Е.Я. К вопросу о регламентировании остаточных количеств ПАВ в белье родовспомогательных учреждений // Гигиена и санитария. —1982. —N 5. —С. 81–82.
14. Потрохов О.И. Влияние пыли СМС на иммунобиологическую систему работающих // Гигиена и санитария. —1983. —N 1. —С. 17–20.
15. Раецкая Е.В. Гигиеническое обоснование применения в быту энзимсодержащих СМС: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. —К.: НИИ гигиены труда, 1990.
16. Светлый С.С. Отравление химическими средcтвами, применяемыми в быту // Лечение острых отравлений / Под ред. М.Л. Тараховского. —К.: Здоров'я, 1982. —С. 182–185.
17. Wortmann F. Allergene im Haushalt Zbt. Barteriol., Reihe B. // Nygiene. —1986. —Bd. 183, N 2–3. —S. 204–210.