medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2021-100-6-580-583medlit-1521Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEОтработка возможности использования эксикатора для изучения аэрозольного действия жидкого противогололёдного материалаTesting the possibility of using desiccators to study the aerosol effect of liquid deicing materialhttps://orcid.org/0000-0003-2275-9010УшаковаО. В.UshakovaOlga V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5765-0192ЕвсееваИ. С.EvseevaIrina S.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1687-4162ТрибисЛев ИгоревичTribisLev I.

Канд. биол. наук, химик ФГБУ «ЦСП» ФМБА России, 119121, Москва.

e-mail: ltribis@cspmz.ru; tribislev@hotmail.com

Ph.D., chemist of the Federal Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks» of the Federal Medical Biological Agency, Moscow, 119121, Russian Federation.

e-mail: ltribis@cspmz.ru; tribislev@hotmail.com

ltribis@cspmz.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4406-4287СбитневА. В.SbitnevAnton V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3350-5753ВодяноваМ. А.VodyanovaMariya A.noemail@neicon.ruФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Федерального медико-биологического агентстваCentre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks of the Federal Medical Biological Agency2021140720211006580583Copyright © Ушакова О.В., Евсеева И.С., Трибис Л.И., Сбитнев А.В., Водянова М.А., 20212021Ушакова О.В., Евсеева И.С., Трибис Л.И., Сбитнев А.В., Водянова М.А.Ushakova O.V., Evseeva I.S., Tribis L.I., Sbitnev A.V., Vodyanova M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/1521Введение

Введение. Во многих странах в зимнее время года присутствует отдельная группа загрязняющих веществ – противогололёдные материалы (ПГМ). Применение солесодержащих ПГМ является одним из факторов увеличения частиц PM2,5 и PM10 в атмосферном воздухе. Целью данного исследования была оценка возможности использования эксикатора для изучения аэрозольного действия жидкого ПГМ, идентификация химических соединений в воздухе, образующихся различными способами вследствие распыления жидкого ПГМ, а также определение расчётных доз для проведения токсикологического эксперимента с целью оценки аэрозольного действия на организм теплокровных животных. 

Материалы и методы

Материалы и методы. Модельный эксперимент проводился в герметичных ёмкостях (эксикаторы) при использовании жидких ПГМ, имеющих в составе NaCl и CaCl2. Все химические соединения улавливались в процессе отбора воздуха из эксикатора в барботер с бидистиллированной водой, впоследствии отобранные пробы были проанализированы методом ионной хроматографии.

Результаты

Результаты. При сравнении полученных данных по основным химическим соединениям, содержащимся в атмосферном воздухе внутри эксикатора, с предельно допустимыми концентрациями установлено превышение по содержанию Сl– как для максимально разовой концентрации, составляющей 0,1 мг/м3, так и для среднесуточной – 0,03 мг/м3. Превышение предельно допустимой концентрации по хлорид-ионам (за исключением ионов натрия и кальция) отмечалось при использовании концентраций ПГМ, превышающих рекомендованные нормы расхода для жидких ПГМ в 10 раз. 

Заключение

Заключение. Методика исследования аэрозольного действия ПГМ с помощью эксикаторов является показательной для выбора тестируемых доз и изучения механизмов последствий от поступления ПГМ для последующего проведения исследований ПГМ с использованием лабораторных животных.

Introduction

Introduction. In many countries, there is an additional group of pollutants – deicing materials (DIM) in winter. Salt-containing DIM is one of the factors for increasing the content of PM2.5 and PM10 in the air. The purpose was to determine the possibility of using desiccators to study the aerosol effect of liquid deicing material, identify the chemical composition in the air at spreading liquid DIM in various ways, and establish the calculated doses for conducting a toxicological experiment to study the DIM aerosol effect on the organism of warm-blooded animals.

Materials and methods

Materials and methods. A model experiment was conducted in airtight containers (desiccators) using a liquid DIM that includes NaCl and CaCl2. All chemical compounds were captured in air pumping from the desiccator into a bubbler tank with bidistilled water and then analyzed using ion chromatography.

Results

Results. When comparing the obtained results of main DIM components contained in the air inside desiccators with the maximum permissible concentrations, the excess of Cl- was detected both for the highest single concentration of 0.1 mg/m3 and for the average daily concentration of 0.03 mg/m3. When applying DIM at a dose exceeding ten times the recommended norms for liquid the DIM, an excess level of the maximum permissible concentration for chlorine (but not for sodium and calcium) is observed.

Conclusion

Conclusion. The method of DIM studying in desiccators is indicative in terms of the choice of concentrations and studying mechanisms of reagent intake for subsequent DIM research conduction using laboratory animals.

аэрозольное распылениехлорид-ионпротивогололёдный материалэксикаторывзвешенные частицыaerosolizationchlorinedeicing materialsdesiccatorsparticulate matterReferencesCroft D.P., Zhang W., Lin S., Thurston S.W., Hopke P.K., Masiol M., et al. The association between respiratory infection and air pollution in the setting of air quality policy and economic change. Ann. Am. Thorac. Soc. 2019; 16(3): 321-30. https://doi.org/10.1513/annalsats.201810-691ocCroft D.P., Zhang W., Lin S., Thurston S.W., Hopke P.K., Masiol M., et al. The association between respiratory infection and air pollution in the setting of air quality policy and economic change. Ann. Am. Thorac. Soc. 2019; 16(3): 321–30. https://doi.org/10.1513/annalsats.201810-691ocVallero D. Fundamentals of Air Pollution. 5th ed. Academic Press; 2014.Vallero D. Fundamentals of Air Pollution. 5th ed. Academic Press; 2014.Водянова М.А., Ушакова О.В., Донерьян Л.Г., Евсеева И.С. Проблема применения и оценки противогололедных препаратов в условиях мегаполисов. Современные проблемы науки и образования. 2018; (5): 53-61. https://doi.org/10.17513/spno.28059Vodyanova M.A., Ushakova O.V., Doner’yan L.G., Evseeva I.S. The problem of application and assessment of deicing agents in the conditions of megapolis. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2018; (5): 53–61. https://doi.org/10.17513/spno.28059 (in Russian)Antropova N.S., Vodyanova M.A., Sbitnev A.V., Abramov E.G., Sereda A.E. Assessment of methods for chemical analysis of winter atmospheric air when applying deicing materials. Chem. Saf. Sci. 2019; 3(1): 83-95. https://doi.org/10.25514/CHS.2019.1.15011Antropova N.S., Vodyanova M.A., Sbitnev A.V., Abramov E.G., Sereda A.E. Assessment of methods for chemical analysis of winter atmospheric air when applying deicing materials. Chem. Saf. Sci. 2019; 3(1): 83–95. https://doi.org/10.25514/CHS.2019.1.15011Kundu S., Stone E.A. Composition and sources of fine particulate matter across urban and rural sites in the Midwestern United States. Environ. Sci. Process Impacts. 2014; 16(6): 1360-70. https://doi.org/10.1039/c3em00719gKundu S., Stone E.A. Composition and sources of fine particulate matter across urban and rural sites in the Midwestern United States. Environ. Sci. Process Impacts. 2014; 16(6): 1360–70. https://doi.org/10.1039/c3em00719gGertler A., Kuhns H., Abu-Allaban M., Damm C., Gillies J., Etyemezian V., et al. A case study of the impact of Winter road sand/salt and street sweeping on road dust re-entrainment. Atmos. Environ. 2006; 40(31): 5976-85.Gertler A., Kuhns H., Abu-Allaban M., Damm C., Gillies J., Etyemezian V., et al. A case study of the impact of Winter road sand/salt and street sweeping on road dust re-entrainment. Atmos. Environ. 2006; 40(31): 5976–85.Mussato B.T., Gepraegs O.K., Seabrook P.T., Davidson J.P., Charlton R.S., Parker R.D., et al. Guidelines for the Selection of Snow and Ice Control Materials to Mitigate Environmental Impacts. Washington, D.C.: Transportation Research Board; 2007. Available at: https://www.nap.edu/catalog/23178Mussato B.T., Gepraegs O.K., Seabrook P.T., Davidson J.P., Charlton R.S., Parker R.D., et al. Guidelines for the Selection of Snow and Ice Control Materials to Mitigate Environmental Impacts. Washington, D.C.: Transportation Research Board; 2007. Available at: https://www.nap.edu/catalog/23178Particle Pollution and Respiratory Effects. United States Environmental Protection Agency; 2017. Available at: https://www.epa.gov/particle-pollution-and-your-patients-health/health-effects-pm-patients-lung-diseaseParticle Pollution and Respiratory Effects. United States Environmental Protection Agency; 2017. Available at: https://www.epa.gov/particle-pollution-and-your-patients-health/health-effects-pm-patients-lung-diseaseCasey P.C., Alwan C.W., Kline C.F., Landgraf G.K., Linsenmayer K.R. Impacts of using salt and salt brine for roadway deicing. Idaho Transportation Department. Report No.: FHWA-ID-14-231; 2014. Available at: https://apps.itd.idaho.gov/apps/research/Completed/RP231.pdfCasey P.C., Alwan C.W., Kline C.F., Landgraf G.K., Linsenmayer K.R. Impacts of using salt and salt brine for roadway deicing. Idaho Transportation Department. Report No.: FHWA-ID-14-231; 2014. Available at: https://apps.itd.idaho.gov/apps/research/Completed/RP231.pdfNixon W.A., Williams A.D. A guide for selecting anti-icing chemicals. Version 1.0. Iowa City: IIHR-Hydroscience and Engineering College of Engineering, The University of Iowa; Report No.: 420; 2001. Available at: https://pdfs.semanticscholar.org/c0dd/250c037a1f3b3d18dfa6290aef0164d1aba7.pdfNixon W.A., Williams A.D. A guide for selecting anti-icing chemicals. Version 1.0. Iowa City: IIHR-Hydroscience and Engineering College of Engineering, The University of Iowa; Report No.: 420; 2001. Available at: https://pdfs.semanticscholar.org/c0dd/250c037a1f3b3d18dfa6290aef0164d1aba7.pdfChang N.Y., Brady B., Oncul F., Gottschalk T., Gleason E., Oravez D., et al. Cost of Sanding. Denver: Colorado Department of Transportation Research Branch; Report No.: CDOT-DTD-R-2002-5; 2002. Available at: https://www.codot.gov/admin/programs/research/pdfs/2002/sanding.pdfChang N.Y., Brady B., Oncul F., Gottschalk T., Gleason E., Oravez D., et al. Cost of Sanding. Denver: Colorado Department of Transportation Research Branch; Report No.: CDOT-DTD-R-2002-5; 2002. Available at: https://www.codot.gov/admin/programs/research/pdfs/2002/sanding.pdfГотовский Д.Г. Изучение токсичности, биоцидных свойств и эффективности дезинфицирующего средства «Дезолюкс». Учёные записки учреждения образования «Витебская ордена «Знак Почёта» государственная академия ветеринарной медицины». 2019; 55(2): 105-9.Gotovskiy D.G. Studies of toxicity, biocidal properties and efficiency of “Dezolyuks” disinfectant. Uchenye zapiski uchrezhdeniya obrazovaniya Vitebskaya ordena Znak pocheta gosudarstvennaya akademiya veterinarnoy meditsiny. 2019; 55(2): 105–9. (in Russian)Василькевич В.М., Соболь Ю.А., Филонов В.П. Некоторые аспекты экспериментального изучения и гигиенической оценки дезинфицирующих средств, используемых в организациях здравоохранения и пищевой промышленности. Здоровье и окружающая среда. 2016; (26): 210-3.Vasil’kevich V.M., Sobol’ Yu.A., Filonov V.P. Some aspects of the experimental studies and hygienic assessment of disinfectants used in healthcare organizations and food industry. Zdorov’e i okruzhayushchaya sreda. 2016; (26): 210–3. (in Russian)Чудакова С.Б. Токсиколого-гигиеническая оценка степени опасности антигололедных реагентов: Автореф. дисс. … канд. мед. наук. М.; 2006. (in Russian)Chudakova S.B. Toxicological and hygienic evaluation of the degree of danger anti-icing reagents: Diss. Moscow; 2006. (in Russian)Аликбаева Л.А., Мокроусова О.Н., Меркурьева М.А., Бек А.В., Садченко В.Ю. Токсиколого-гигиеническая характеристика хлорсодержащих противогололедных материалов. Профилактическая и клиническая медицина. 2014; (4): 25-9.Alikbaeva L.A., Mokrousova O.N., Merkur’eva M.A., Bek A.V., Sadchenko V.Yu. Toxicological-hygienic characteristics of chlorine-containing deicing materials. Profilakticheskaya i klinicheskaya meditsina. 2014; (4): 25–9. (in Russian)Офицеров М.Л., Заболоцкая Т.В. Изучение острой и хронической токсичности антиоблединительного состава «Экотрек». Интерактивная наука. 2016; (2): 18-21. (in Russian)Ofitserov M.L., Zabolotskaya T.V. The study of acute and chronic toxicity deicing composition «Ekotrek». Interaktivnaya nauka. 2016; (2): 18–21. (in Russian)Vodyanova M.A., Kryatov I.A., Chudakova S.B., Ushakova O.V., Evseeva I.S., Makoveckaya A.K., et al. Evaluation of allergenic, immunogenic and skin irritant effects of anti-ice reagents on the body of warm-blooded animals. Bull. Exp. Biol. Med. 2019; 167(5): 656-9. https://doi.org/10.1007/s10517-019-04592-zVodyanova M.A., Kryatov I.A., Chudakova S.B., Ushakova O.V., Evseeva I.S., Makoveckaya A.K., et al. Evaluation of allergenic, immunogenic and skin irritant effects of anti-ice reagents on the body of warm-blooded animals. Bull. Exp. Biol. Med. 2019; 167(5): 656–9. https://doi.org/10.1007/s10517-019-04592-zКрятов И.А., Тонкопий Н.И., Водянова М.А., Русаков Н.В., Донерьян Л.Г., Евсеева И.С. и соавт. Методические подходы к обоснованию гигиенических требований к применению противогололедных материалов. Гигиена и санитария. 2014; 93(6): 52-4.Kryatov I.A., Tonkopiy N.I., Vodyanova M.A., Rusakov N.V., Doner’yan L.G., Evseeva I.S., et al. Methodical approaches to the substantiation of hygienic requirements for the application of deicing materials. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2014; 93(6): 52–4. (in Russian)R 4.2.2643-10. Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности. М.; 2010.R 4.2.2643-10. Methods of laboratory researches and tests of disinfectants to assess their effectiveness and safety. Moscow; 2010. (in Russian)Технология зимней уборки проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного хозяйства г. Москвы) с применением противогололедных реагентов и гранитного щебня фракции 2-5 мм (на зимние периоды с 2010-2011 гг. и далее); 2011. Available at: https://www.mos.ru/dgkh/documents/deistvuiushchie-normativnye-pravovye-akty/view/40392220/Technology of winter cleaning of the carriageway of highways, streets, driveways and squares (objects of road facilities of Moscow) with the use of deicing materials and crushed granite of 2–5 mm fraction (for winter periods from 2010–2011 and further); 2011. Available at: https://www.mos.ru/dgkh/documents/deistvuiushchie-normativnye-pravovye-akty/view/40392220/ (in Russian)ГОСТ 31867-2012. Вода питьевая. Определение содержания анионов методом хроматографии и капиллярного электрофореза. М.; 2014.GOST 31867-2012. Drinking water. Anions content determination by chromatography and capillary electrophoresis. Moscow; 2014. (in Russian)ФР 1.31.2008.01738. Методика выполнения измерений массовой концентрации катионов аммония, калия, натрия, магния, кальция и стронция в пробах питьевой, минеральной, столовой, лечебно-столовой, природной и сточной воды методом ионной хроматографии. М.; 2008. (in Russian)FR 1.31.2008.01738. Method for measuring the mass concentration of cations of ammonium, potassium, sodium, magnesium, calcium and strontium in samples of drinking, mineral, canteen, medical-canteen, natural and waste water by ion chromatography. Moscow; 2008. (in Russian)ГН 2.1.6.3492-17. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений. М.; 2018.GN 2.1.6.3492-17. Maximum permissible concentrations (MPC) of pollutants in the atmospheric air of urban and rural settlements. Moscow; 2018. (in Russian)Куц В.П., Слободян С.М. Метод анализа дисперсного состава аэрозолей, пыли и порошков. Известия Алтайского государственного университета. 2014; (1-1): 248-51. https://doi.org/10.14258/izvasu(2014)1.1-55Kuts V.P., Slobodyan S.M. Analysis method for disperse composition of aerosols, dusts and powders. Izvestiya Altayskogo gosudarstvennogo universiteta. 2014; (1–1): 248–51. https://doi.org/10.14258/izvasu(2014)1.1-55 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.