[go: up one dir, main page]

RU2093818C1 - Method of accelerated determination of hygienic standards for chemicals in working zone air from data on thermodynamic properties - Google Patents

Method of accelerated determination of hygienic standards for chemicals in working zone air from data on thermodynamic properties Download PDF

Info

Publication number
RU2093818C1
RU2093818C1 RU93003508A RU93003508A RU2093818C1 RU 2093818 C1 RU2093818 C1 RU 2093818C1 RU 93003508 A RU93003508 A RU 93003508A RU 93003508 A RU93003508 A RU 93003508A RU 2093818 C1 RU2093818 C1 RU 2093818C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substances
working zone
data
mpc
zone air
Prior art date
Application number
RU93003508A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93003508A (en
Inventor
В.Ф. Трушков
Е.Р. Клабукова
Original Assignee
Филиал Пермского государственного медицинского института в г.Кирове
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Филиал Пермского государственного медицинского института в г.Кирове filed Critical Филиал Пермского государственного медицинского института в г.Кирове
Priority to RU93003508A priority Critical patent/RU2093818C1/en
Publication of RU93003508A publication Critical patent/RU93003508A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2093818C1 publication Critical patent/RU2093818C1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: environmental safety. SUBSTANCE: method is distinguished with using specially developed graph and relevant formulas describing dependence of allowed concentrations of substances in working zone air on enthalpy (specific formation heat). The method has been approved to be used for quick determinations of allowed concentrations for new chemical components as well as for laboratory simulation of industrial harmfulness effects in order to estimate its danger for health of workers involved. EFFECT: increased accuracy and structural sensitivity of method offering possibility to take prophylactic steps to prevent professional diseases. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области моделирования в медицине и биологии и может быть использовано для ускоренного определения гигиенических нормативов новых органических химических веществ по данным их термодинамических свойств. The invention relates to the field of modeling in medicine and biology and can be used to accelerate the determination of hygienic standards for new organic chemicals according to their thermodynamic properties.

Воздействие тех или иных веществ на живой организм тесно связано с их структурой и составом. Эти параметры веществ наиболее точно характеризуются термодинамическими свойствами, в частности удельной теплотой образования - энтальпией ΔH так как в зависимости от состава и структуры вещества, теплота его образования имеет разную величину и разный знак. Таким образом, с помощью термодинамических характеристик можно объяснить разную токсичность вещества. The impact of certain substances on a living organism is closely related to their structure and composition. These parameters of substances are most accurately characterized by thermodynamic properties, in particular, the specific heat of formation - the enthalpy ΔH, since depending on the composition and structure of the substance, the heat of its formation has a different value and a different sign. Thus, using the thermodynamic characteristics, different toxicities of the substance can be explained.

В работе Е. И.Люблиной и В.А.Филова было предложено оценивать гигиенические нормативы по формулам
lg ПДКр.з. 0,01 tкип. 2,4 + lg М;
lg ПДКр.з. 0,012 tпл. 1,2 + lg М;
где tкип. и tпл. соответственно, температуры кипения и плавления вещества,
М молекулярная масса.
In the work of E. I. Lyublina and V. A. Filov, it was proposed to evaluate hygienic standards by the formulas
lg MPC r.z. 0.01 t bales 2.4 + log M;
lg MPC r.z. 0.012 t pl. 1.2 + log M;
where t bale. and t pl. respectively, the boiling and melting points of the substance,
M molecular weight.

Однако такой метод не является достаточно точным, поскольку, во-первых, температуры плавления и кипения не связаны непосредственно со структурой и составом, во-вторых, молекулярная масса совершенно не отражает структуры вещества и в таком уравнении не может учитываться различие токсичности веществ, близких или однотипных по составу, но различающихся по строению. То есть, метод Е.И. Люблиной и В.А.Филова может быть признан только как приблизительно оценочным. However, this method is not accurate enough, because, firstly, the melting and boiling points are not directly related to the structure and composition, and secondly, the molecular mass does not completely reflect the structure of the substance and the difference in toxicity of substances close to or cannot be taken into account in such an equation similar in composition, but varying in structure. That is, the method of E.I. Lyublina and V.A. Filova can only be recognized as approximately estimated.

Сущностью предлагаемого изобретения является использование специальной номограммы и номографических формул, для определения гигиенических нормативов (ПДК) на основании данных об энтальпии образования веществ. The essence of the invention is the use of special nomograms and nomographic formulas to determine hygiene standards (MPC) based on data on the enthalpy of formation of substances.

Необходимо отметить, что энтальпия вещества, с одной стороны, непосредственно связана с его структурой. С другой стороны, токсикологические характеристики также зависят от структурных свойств веществ. Неочевидность заявляемого способа состоит в установлении взаимосвязи между энтальпией вещества и его токсилогической характеристикой уровнем ПДК. Новизна изобретения состоит в том, что впервые установлена качественная и количественная взаимосвязь между термодинамическими и токсикологическими характеристиками. В прототипе же такая зависимость установлена только для термических свойств (температур кипения и плавления), непосредственно не связанных со структурой веществ. It should be noted that the enthalpy of a substance, on the one hand, is directly related to its structure. On the other hand, toxicological characteristics also depend on the structural properties of substances. The non-obviousness of the proposed method consists in establishing a relationship between the enthalpy of a substance and its toxicological characteristics of the MPC level. The novelty of the invention lies in the fact that for the first time established a qualitative and quantitative relationship between thermodynamic and toxicological characteristics. In the prototype, such a dependence is established only for thermal properties (boiling and melting points), not directly related to the structure of substances.

Исследования выполнены на кафедре общей гигиены филиала Пермского государственного медицинского института в г. Кирове. В ходе исследования проанализировано 126 веществ из справочника "Вредные вещества в промышленности" ("Вредные вещества в промышленности", под ред. Н.В.Лазарева, Э.Н.Левиной, т. 1,2, Ленинград, "Химия", 1976). Структурная чувствительность термодинамических характеристик была доказана дополнительным анализом в гомологических рядах: спиртов, кетонов, простых и сложных эфиров, нитро- и амидных производных, моно- и диаминов жирного и ароматического ряда, а также углеводородных производных бензола, изомеров крезола, дигидроксибензола и диметилфенола. Общее число соединений в гомологических рядах составило 88. На основе сравнительных данных токсичности были выделены 4 группы веществ:
1/ особо ядовитые вещества, в которую входят амины жирного ряда с количеством углеродных атомов не более 4, вещества, в которых гидроксильная группа присоединена непосредственно к радикалу метильному, фенильному и т.д. а также вещества, содержащие группы NH2, NO2, Cl (одну или несколько) в качестве концевых;
2/ сильноядовитые вещества, в которую входят амиды, кетоны, спирты, нафталинпроизводные, а также сложные эфиры, амины и спирты с большими радикалами и вещества, у которых кислотная, альдегидная, органическая полярная (акриловая или подобная) группа присоединена непосредственно к метильному, фенильному или иному подобному радикалу;
3/ среднеядовитые вещества бензол, толуол, кислоты с большими радикалами, производные этиленгликоля, метакриловой кислоты и т.п;
4/ малоядовитые вещества антрацены и его производные, органические диоксиды, высшие спирты, фреоны, а также галогенпроизводные себациновой и других тяжелых кислот.
The studies were performed at the Department of General Hygiene, a branch of the Perm State Medical Institute in Kirov. The study analyzed 126 substances from the directory "Harmful substances in industry"("Harmful substances in industry", edited by N.V. Lazarev, E.N. Levina, t. 1,2, Leningrad, "Chemistry", 1976 ) The structural sensitivity of the thermodynamic characteristics was proved by additional analysis in homological series: alcohols, ketones, ethers and esters, nitro and amide derivatives, mono and diamines of the fatty and aromatic series, as well as hydrocarbon derivatives of benzene, isomers of cresol, dihydroxybenzene and dimethylphenol. The total number of compounds in homologous series was 88. Based on comparative toxicity data, 4 groups of substances were identified:
1 / particularly toxic substances, which include fatty amines with no more than 4 carbon atoms, substances in which a hydroxyl group is attached directly to a methyl, phenyl radical, etc. as well as substances containing groups of NH 2 , NO 2 , Cl (one or more) as terminal;
2 / highly toxic substances, which include amides, ketones, alcohols, naphthalene derivatives, as well as esters, amines and alcohols with large radicals and substances in which an acid, aldehyde, organic polar (acrylic or similar) group is attached directly to the methyl, phenyl or another similar radical;
3 / moderately toxic substances benzene, toluene, acids with large radicals, derivatives of ethylene glycol, methacrylic acid and the like;
4 / low-toxic substances anthracenes and its derivatives, organic dioxides, higher alcohols, freons, as well as halogen derivatives of sebacic and other heavy acids.

Для каждой группы веществ на основании исследований были построены номограммы, описываемые формулами вида (см. чертеж)
ПДКр.з.= a(ΔH)2+ в(ΔH) + c.
где коэффициент c представляет собой поправку на влияние неструктурных факторов.
Based on the studies, nomograms were described for each group of substances, described by formulas of the form (see drawing)
MPC RZ = a (ΔH) 2 + in (ΔH) + c.
where the coefficient c is a correction for the influence of non-structural factors.

Формы номограмм и величины коэффициентов получены в результате обработки данных на ЭВМ методом наименьших квадратов. The forms of nomograms and the values of the coefficients are obtained as a result of processing data on a computer by the least squares method.

Для определения ПДК нового вещества
определяют ΔH вещества, исходя из справочных данных, или экспериментальным путем;
определяют к какой классификационной группе относится данное вещество, подставляя значение ΔH в формулу для данной классификационной группы, и определяют ПДКр.з.
Новизна заявленного способа состоит в том, что впервые использована универсальная номограмма, непосредственно связывающая ПДКр.з. вещества с энтальпией его образования.
To determine the MPC of a new substance
determine ΔH of the substance, based on the reference data, or experimentally;
determining to which classification applies to the substance group substituting value ΔH in the formula for this group classification, and define MPC RZ
The novelty of the claimed method is that the universal nomogram is used for the first time, directly connecting the MPC RZ substances with the enthalpy of its formation.

Заявляемый способ по сравнению с прототипом для всех групп веществ обладает большей структурной чувствительностью и вследствие этого большей точностью получаемых результатов. Ошибка расчета составляет не более 5% в то время как по прототипу может достигать для веществ со сложной структурой 20
100% и более (пример 2).
The inventive method in comparison with the prototype for all groups of substances has greater structural sensitivity and, as a result, greater accuracy of the results. The calculation error is not more than 5%, while according to the prototype it can reach 20 for substances with a complex structure
100% or more (example 2).

С учетом высокой структурной чувствительности заявляемый способ обладает большей простотой и экспрессностью, так как позволяет проводить определение ПДК непосредственно по данным энтальпии, в то время как для достижения необходимой точности результатов по прототипу необходимо использование целой системы поправок для разных групп веществ и разной степени их химической чистоты; эти поправки не определены для большой группы сложных органических веществ, применяемых в производстве. В отличие от прототипа заявляемый способ открывает возможность быстрой токсикологической оценки любого нового, неизвестного ранее на производстве вещества (при изменении технологии или вида выпускаемой продукции) и проведения мероприятий для предотвращения профессиональных заболеваний. С использованием заявляемого способа открывается перспектива экспертной оценки санитарно-гигиенических условий на производстве с последующей выдачей необходимых рекомендаций. Given the high structural sensitivity of the claimed method has greater simplicity and expressivity, as it allows the determination of MPC directly from the enthalpy, while to achieve the necessary accuracy of the results of the prototype, it is necessary to use a whole system of corrections for different groups of substances and their different chemical purity ; these amendments are not defined for a large group of complex organic substances used in production. Unlike the prototype, the inventive method opens up the possibility of rapid toxicological assessment of any new substance previously unknown in the production (when changing the technology or type of products) and taking measures to prevent occupational diseases. Using the proposed method, the prospect of an expert assessment of the sanitary-hygienic conditions at the factory with the subsequent issuance of the necessary recommendations opens.

Заявляемый способ апробирован для оценки реальной санитарной ситуации на крупных предприятиях электронной, электротехнической промышленности (Пермский завод аппаратуры дальней связи, Пермский телефонный завод, Пермское агрегатно-конструкторское бюро, Пермское и Кировское машиностроительные объединения). Положительные апробации делают возможным широкое использование разработанного способа гигиенического нормирования веществ во всех отраслях промышленности при производстве и применении чистых химических соединений и новых прогрессивных композиционных материалов. The inventive method has been tested to assess the real sanitary situation at large enterprises of the electronic and electrical industries (Perm Plant for Telecommunications Equipment, Perm Telephone Plant, Perm Aggregate Design Bureau, Perm and Kirov Engineering Associations). Positive approvals make it possible to widely use the developed method of hygienic standardization of substances in all industries in the production and use of pure chemical compounds and new progressive composite materials.

Заявляемый способ может быть применен для экспресс-определения ориентировочных безопасных уровней воздействия веществ, а также для моделирования реальных производственных условий с целью оценки действующих факторов производственной среды. The inventive method can be applied for express determination of approximate safe levels of exposure to substances, as well as for modeling real production conditions in order to assess the operating factors of the production environment.

Пример 1. N,N-диэтиламид моно-н-бутил фталевой кислоты (ДЭБФК) относится к группе 3 среднеядовитые вещества. Example 1. N, N-diethylamide mono-n-butyl phthalic acid (DEBPK) belongs to group 3 moderately toxic substances.

ΔH -131,9 ккал/моль, tпл. 10,2oC tкип. 286oC, М=277.ΔH -131.9 kcal / mol, t pl. 10.2 o C t bp 286 o C, M = 277.

По номографической формуле N 3
ПДКр.з. 1,04•10-4(-131,9)2 + 8,3743•10-3•(-131,9) + 10,7934 11,49 мг/м3.
According to the nomographic formula N 3
MPC RZ 1.04 • 10 -4 (-131.9) 2 + 8.3743 • 10 -3 • (-131.9) + 10.7934 11.49 mg / m 3 .

По формулам прототипа
lg ПДК (tкип.) -0,01 286 2,4 + lg(277) -2,82
ПДК (tкип.) 15,2 мг/м3.
According to the prototype formulas
log MPC (t boiling point) -0.01 286 2.4 + log (277) -2.82
MAC (t boiling point ) 15.2 mg / m 3 .

lg ПДК (tпл.) -0,012 10,2 1,2 + lg(277) -1,120
ПДК (tпл.) 13,182 мг/м3.
log MPC (t pl. ) -0.012 10.2 1.2 + log (277) -1.120
MPC (t pl. ) 13.182 mg / m 3 .

для сравнения ОБУВ, принятый для данного вещества, составляет 11,5 мг/м3. Ошибка результатов при применении разработанного способа минимальна (0,08%), при использовании прототипа достигает 32%
Таким образом, предлагаемый метод обеспечивает лучшую сходимость расчетных и экспериментальных данных по сравнению с прототипом для сложных веществ с разветвленной структурой и большой молекулярной массой и может быть применен для определения ПДКр.з. таких веществ.
for comparison, the SHOE adopted for this substance is 11.5 mg / m 3 . The error of the results when applying the developed method is minimal (0.08%), when using the prototype reaches 32%
Thus, the proposed method provides better convergence of the calculated and experimental data in comparison with the prototype for complex substances with a branched structure and high molecular weight and can be used to determine the MPC r.s. such substances.

Пример 2. Фенол. Относится к группе 1 особо ядовитые вещества, ΔH -17,4; tпл. 41o; tкип. 182oC М 94.Example 2. Phenol. Particularly toxic substances belong to group 1, ΔH -17.4; t square 41 o ; t bale. 182 o C M 94.

По номографической формуле
ПДКр.з. 8,4775•10-6(-17,4)2 - 2,734•10-3•(-17,4) + 0,2499 0,301 мг/м3.
According to the nomographic formula
MPC RZ 8.4775 • 10 -6 (-17.4) 2 - 2.734 • 10 -3 • (-17.4) + 0.2499 0.301 mg / m 3 .

По формулам прототипа соответственно
ПДК(tкип.) 0,567 мг/м3, ПДК(tпл.) 1,910 мг/м3.
According to the formulas of the prototype, respectively
MPC (t boiling point ) 0.567 mg / m 3 , MPC (t pl. ) 1.910 mg / m 3 .

Для сравнения нормативные данные ПДК 0,3 мг/м3.For comparison, the regulatory data MPC 0.3 mg / m 3 .

Как видно, расхождение данных при использовании разработанного способа отсутствует, при применении прототипа отличие результатов превышает 6,3 раза. As you can see, there is no discrepancy in the data when using the developed method, when using the prototype, the difference in results exceeds 6.3 times.

Предлагаемый способ обеспечивает по сравнению с прототипом лучшую сходимость расчетных данных и экспериментальных результатов обоснования ПДКр.з., наиболее точно указывает токсичность химических веществ.The proposed method provides, in comparison with the prototype, the best convergence of the calculated data and the experimental results of the substantiation of the MPC rz , most accurately indicates the toxicity of chemicals.

Claims (1)

Способ определения уровня ядовитых веществ в воздухе рабочей зоны путем учета их термодинамических свойств, отличающийся тем, что определяют уровень энтальпии веществ в воздухе рабочей зоны, исследуют зависимость энтальпии от ПДК ядовитых веществ, строят номограммы этой зависимости и по номограммам определяют допустимый уровень загрязненности воздуха рабочей зоны ядовитыми веществами. A method for determining the level of toxic substances in the air of the working zone by taking into account their thermodynamic properties, characterized in that the level of enthalpy of substances in the air of the working zone is determined, the dependence of enthalpy on the maximum permissible concentration of toxic substances is investigated, nomograms of this dependence are constructed and the acceptable level of air pollution of the working zone is determined by nomograms poisonous substances.
RU93003508A 1993-01-21 1993-01-21 Method of accelerated determination of hygienic standards for chemicals in working zone air from data on thermodynamic properties RU2093818C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93003508A RU2093818C1 (en) 1993-01-21 1993-01-21 Method of accelerated determination of hygienic standards for chemicals in working zone air from data on thermodynamic properties

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93003508A RU2093818C1 (en) 1993-01-21 1993-01-21 Method of accelerated determination of hygienic standards for chemicals in working zone air from data on thermodynamic properties

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93003508A RU93003508A (en) 1995-09-10
RU2093818C1 true RU2093818C1 (en) 1997-10-20

Family

ID=20136068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93003508A RU2093818C1 (en) 1993-01-21 1993-01-21 Method of accelerated determination of hygienic standards for chemicals in working zone air from data on thermodynamic properties

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2093818C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517977C1 (en) * 2013-02-06 2014-06-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ИНКРАМ" Method of measuring concentration of nitric acid in air and device for its realisation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Люблина Е.И., Филов В.А. Физико-химические свойства органических веществ и показатели их токсичности. В кн. "Вопросы общей и частной токсикологии". - Л.: 1965, с. 7-12. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517977C1 (en) * 2013-02-06 2014-06-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ИНКРАМ" Method of measuring concentration of nitric acid in air and device for its realisation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Amsler et al. Airborne allergic contact dermatitis caused by isothiazolinones in water‐based paints: a retrospective study of 44 cases
Pütz et al. Are cosmetics a significant source of PFAS in Europe? product inventories, chemical characterization and emission estimates
Prieto et al. Assessment of the predictive capacity of the 3T3 Neutral Red Uptake cytotoxicity test method to identify substances not classified for acute oral toxicity (LD50> 2000 mg/kg): Results of an ECVAM validation study
O'Bryan et al. Chemical scoring system for hazard and exposure identification
Oppl et al. A toolkit for dermal risk assessment and management: an overview
BRPI0913935B1 (en) ANTIFUNGAL COMPOSITION, AND METHODS FOR THE PRODUCTION OF A POLYMERIC MATERIAL OR A WOOD AND PLASTIC COMPOUND RESISTANT TO FUNGAL INFESTATION, FOR THE PROTECTION OF A SUBSTRATE AND FOR THE MANUFACTURE OF A DRY FILM COATING
RU2093818C1 (en) Method of accelerated determination of hygienic standards for chemicals in working zone air from data on thermodynamic properties
Scheringer et al. Scenario‐based risk assessment of multi‐use chemicals: Application to solvents
Cunningham et al. Cell proliferation as a determining factor for the carcinogenicity of chemicals: studies with mutagenic carcinogens and mutagenic noncarcinogens
Foti et al. Occupational allergic contact dermatitis caused by 2‐butyl‐1, 2‐benzisothiazol‐3 (2H)‐one in a metalworker.
Massin et al. Respiratory symptoms and bronchial responsiveness among cleaning and disinfecting workers in the food industry
Weed Meta-analysis and causal inference: a case study of benzene and non-Hodgkin lymphoma
US7129094B1 (en) Chemical agent simulant training composition
RU2094801C1 (en) Method of assay of average lethal concentrations of volatile organic compounds
Syafar et al. Analysis of Benzene concentration effect of workplace to the phenol concentration in urine of painting workshop labours in Makassar Indonesia
Ghosh et al. Predicting Blood/Air Partition Coefficients of Paint Thinner Ingredients and Assessing Their Inhalation Exposure Hazards
Api et al. RIFM fragrance ingredient safety assessment, δ-3-carene, CAS Registry Number 13466-78-9
RU2236054C1 (en) Composition for normalizing radiation environment
Chiurtu et al. Comparison between measured and modelled data on occupational exposure to organic solvents in degreasing, varnishing and painting activities performed in a Romanian company
Setiawan et al. Noael benzene in white mice as the basis for determining the safe limit of benzene concentration in the pulogadung shoe industry home in jakarta
RU2129715C1 (en) Method for evaluating radiation exposure influence on human being health
Schwartz A semiquantitative method for selection of safety factors in establishing OELs for pharmaceutical compounds
Gaylarde et al. Statistical analysis of fungicide activity in paint films on two buildings
Lungulescu et al. Chemiluminescence study on g-irradiated EPDM/IIR blends
RU2093826C1 (en) Method for determining permissible concentration of volatile organic compounds in air of working area