medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2021-100-10-1064-1069medlit-1778Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEКорректировка предельно допустимой концентрации бензойной кислоты и бензоата натрия в воде на основе современных данных (обзор литературы)Scientific substantiation of Maximum Permissible Concentrations (MPCs) for benzoic acid and sodium benzoate in water based on modern data (literature review)https://orcid.org/0000-0001-5658-623XЖолдаковаЗ. И.ZholdakovaZoya I.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0241-0690СиницынаО. О.SinitsynaOksana O.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7579-7339ХарчевниковаН. В.KharchevnikovaNina V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1927-7432ПечниковаИрина АлександровнаPechnikovaIrina A.

Канд. мед. наук, вед. науч. сотр. отд. профилактической токсикологии и медико-биологических исследований ФГБУ «ЦСП» ФМБА России, 119121, Москва.

e-mail: IPechnikova@cspmz.ru

MD, PhD, leading researcher of the Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks of the FederalBiomedical Agency (Centre for Strategic Planning, Moscow, 119121, Russian Federation.

e-mail: IPechnikova@cspmz.ru

ipechnikova@cspmz.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6540-6015МамоновР. А.MamonovRoman A.noemail@neicon.ruБеляеваН. И.BelyaevaNadezhda I.noemail@neicon.ruФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА РоссииРоссияCentre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks of the Federal Medical Biological AgencyRussian FederationФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияFederal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Supervision in Protection of the Rights of Consumer and Man WellbeingRussian Federation2021101120211001010641069Copyright © Жолдакова З.И., Синицына О.О., Харчевникова Н.В., Печникова И.А., Мамонов Р.А., Беляева Н.И., 20212021Жолдакова З.И., Синицына О.О., Харчевникова Н.В., Печникова И.А., Мамонов Р.А., Беляева Н.И.Zholdakova Z.I., Sinitsyna O.O., Kharchevnikova N.V., Pechnikova I.A., Mamonov R.A., Belyaeva N.I.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/1778

Коррекция устаревших предельно допустимых концентраций (ПДК) веществ в воде должна быть основана на обобщении результатов ранее проведённых исследований и новых данных литературы. На примере бензойной кислоты и бензоата натрия как широко распространённых в окружающей среде рассмотрена возможность корректировки действующей ПДК в воде по данным литературы. Дана сравнительная оценка методов расчёта ПДК в соответствии с международными подходами и методами, принятыми в России. Установленная на международном уровне величина максимальной недействующей дозы (МНД) основана на данных, не соответствующих требованиям ОЭСР или отечественным нормативным документам. В современных работах представлены новые данные о механизмах и проявлениях вредного действия бензойной кислоты и бензоата натрия. Эти данные свидетельствуют о полипатогенетическом проявлении токсического действия бензойной кислоты, что характерно для большинства химических соединений. Результаты опытов на животных показали, что бензойная кислота и бензоат натрия оказывают вредное воздействие на центральную нервную систему, в частности, значительно ухудшают память и координацию движений. Осуществлён прогноз безопасных уровней бензойной кислоты и бензоата натрия на основании двух подходов — определение ПДК в воде по установленной на международном уровне допустимой суточной дозе (ДСД) в соответствии с международными требованиями (1,7 мг/л) и расчёт по экспериментальным данным в соответствии с требованиями отечественных методических документов (0,6 мг/л). Токсичность бензойной кислоты и бензоата натрия определяется бензоат-ионом, что позволяет рекомендовать единый норматив для двух соединений на уровне 0,6 мг/л, санитарно-токсикологический показатель вредности, 2-й класс опасности. При рассмотрении возможности и путей гармонизации методологии нормирования веществ в воде с международными подходами необходимо учесть глубокие исследования учёных нашей страны, касающиеся накопления эффекта интоксикации при длительном воздействии веществ на организм, реакций адаптации и срыва адаптационно-приспособительных реакций и развития новых реакций во времени.

Участие авторов

Участие авторов:

Жолдакова З

Жолдакова З.И. — концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;

Синицына О

Синицына О.О. — концепция и дизайн исследования, редактирование;

Харчевникова Н

Харчевникова Н.В. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста;

Мамонов Р

Мамонов Р.А. — концепция и дизайн исследования, редактирование;

Печникова И

Печникова И.А. — сбор и обработка материала, написание текста;

Беляева Н

Беляева Н.И. — сбор и обработка материала, написание текста. 

Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила 20

Поступила 20.03.2021 / Принята к печати 28.09.2021/ Опубликована 31.10.2021

Correction of outdated MPCs for substances in water should be based on a generalization of the results of previous studies and the new literature data. On the example of benzoic acid and sodium benzoate, which are widespread in the environment, the possibility of adjusting the current MPC in water according to literature data is considered. A comparative assessment of the methods for calculating the MPC following international approaches and practices adopted in Russia are given. The internationally set maximum allowable dose (MAD) is based on data that does not comply with Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) requirements or domestic regulations. Modern works present new data on the mechanisms and manifestations of the harmful effects of benzoic acid and sodium benzoate. These data indicate the multipathogenetic representation of the toxic effect of benzoic acid, which is typical for most chemical compounds. The results of experiments on animals showed benzoic acid and sodium benzoate to harm the central nervous system. In particular, they significantly impair memory and coordination of movements. A forecast of safe levels of benzoic acid and sodium benzoate was carried out based on two approaches - determination of MPC in water according to the internationally established allowable daily intake (ADI) according to international requirements (1.7 mg/l) and calculation based on experimental data following the requirements of domestic methodological documents (0.6 mg/l). The toxicity of benzoic acid and sodium benzoate is determined by the benzoate ion, which makes it possible to recommend a single standard for two compounds at the level of 0.6 mg/l, a sanitary and toxicological hazard index, hazard class 2. When considering the possibility and ways of harmonizing the methodology for the regulation of substances in water with international approaches, it is necessary to take into account the deep research of scientists of our country concerning the accumulation of the effect of intoxication with prolonged exposure to substances on the body, adaptation responses, and disruption of adaptive responses and the development of new responses over time.

Contribution

Contribution:

Zholdakova Z

Zholdakova Z.I. — the concept and design of the study, writing the text;

Sinitsyna O

Sinitsyna O.O. — the concept and design of the study;

Kharchevnikova N

Kharchevnikova N.V. — the concept and design of the study, collection and processing of material, writing the text;

Pechnikova I

Pechnikova I.A. — collection and processing of material, writing the text;

Mamonov R

Mamonov R.A. — the concept and design of the study, writing the text;

Belyaeva N

Belyaeva N.I. — collection and processing of material, writing the text.

All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgement

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

Received

Received: March 20, 2021 / Accepted: September 28, 2021 / Published: October 31, 2021

бензойная кислотабензоат натрияПДК в водеbenzoic acidsodium benzoatemaximum permissible concentration (MPC) in waterReferencesСиницына О.О., Красовский Г.Н., Жолдакова З.И. Критерии порогового действия химических веществ, загрязняющих различные объекты окружающей среды. Вестник Российской академии медицинских наук. 2003; (3): 17-23.Sinitsyna O.O., Krasovskiy G.N., Zholdakova Z.I. The criteria of threshold effects of environmental pollutants. Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 2003; (3): 17–23. (in Russian)Красовский Г.Н., Егорова Н.А., Быков И.И. Методология гармонизации гигиенических нормативов веществ в воде. Реализация при совершенствовании водно-санитарного законодательства. Вестник Российской академии медицинских наук. 2006; (4): 32-6.Krasovskiy G.N., Egorova N.A., Bykov I.I. Methodology of harmonizing hygienic standards for water substances, and its application to improving sanitary water legislation. Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 2006; (4): 32–6. (in Russian)WATERTOX. Эколого-гигиенические свойства химических веществ, загрязняющих окружающую среду (токсичность и опасность веществ); 02296014904.WATERTOX. Ecological and hygienic properties of chemicals that pollute the environment (toxicity and hazard of substances); 02296014904. (in Russian)Жолдакова З.И., Мамонов Р.А., Печникова И.А. Актуализация критериев и методов, используемых при обосновании безопасных уровней веществ в воде водных объектов. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019; (8): 60-6.Zholdakova Z.I., Mamonov R.A., Pechnikova I.A. Improvement of criteria and methods for justifying safe levels of substances in water. Mezhdunarodnyy zhur-nal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2019; (8): 60–6. (in Russain)Кирсенко В.В., Яструб Т.А. Обоснование допустимой суточной дозы бензойной кислоты в Украине. Украинский журнал современных проблем токсикологии. 2013; (4): 12-21.Kirsenko V.V., Yastrub T.A. Substatiation of acceptable daily intake of benzoic acid in Ukraine. Ukrainian Journal of Modern Problems of Toxicology. 2013; (4): 12–21. (in Russian, Ukrainian)Бензойная кислота. Доступно: https://foodandhealth.ru/komponenty-pitaniya/benzoynaya-kislota/Benzoic acid. Available at: https://foodandhealth.ru/komponenty-pitaniya/benzoynaya-kislota/ (in Russian)Писаренко А.П., Хавин З.Я. Курс органической химии. М.; 1985. Доступно: https://chem21.info/page/199240129223232062106125093233223205095076096144/Pisarenko A.P., Khavin Z.Ya. Organic Chemistry Course [Kurs organicheskoy khimii]. Moscow; 1985. Available at: https://chem21.info/page/199240129223232062106125093233223205095076096144/ (in Russian)Бензоат натрия. Доступно: https://chem.nlm.nih.gov/chemidplus/rn/532-32-1Sodium Benzoate. Available at: https://chem.nlm.nih.gov/chemidplus/rn/532-32-1Ventullo R.M., Larson R.J. Metabolic diversity and activity of heterotrophic bacteria in ground water. Environ. Toxicol. Chem. 1985; 4: 759-71.Ventullo R.M., Larson R.J. Metabolic diversity and activity of heterotrophic bacteria in ground water. Environ. Toxicol. Chem. 1985; 4: 759–71.Ward Т.Е. Characterizing the aerobic and anaerobic microbial activities in surface and subsurface soils. Environ. Toxicol. Chem. 1985; 4: 727-37.Ward Т.Е. Characterizing the aerobic and anaerobic microbial activities in surface and subsurface soils. Environ. Toxicol. Chem. 1985; 4: 727–37.WHO. Benzoic Acid and Sodium Benzoate. Concise international chemical assessment - document 26. International Programme on Chemical Safety. Genev; 2005. Available at: https://www.who.int/ipcs/publications/cicad/cicad26_rev_1.pdfWHO. Benzoic Acid and Sodium Benzoate. Concise international chemical assessment – document 26. International Programme on Chemical Safety. Genev; 2005. Available at: https://www.who.int/ipcs/publications/cicad/cicad26_rev_1.pdfEFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources (ANS)2, 3 European Food Safety Authority (EFSA). Scientific Opinion on the re-evaluation of benzoic acid (E 210), sodium benzoate (E 211), potassium benzoate (E 212) and calcium benzoate (E 213) as food additives. Parma, Italy; 2016. https://doi.org/10.2903/2016.4433EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources (ANS)2, 3 European Food Safety Authority (EFSA). Scientific Opinion on the re-evaluation of benzoic acid (E 210), sodium benzoate (E 211), potassium benzoate (E 212) and calcium benzoate (E 213) as food additives. Parma, Italy; 2016. https://doi.org/10.2903/2016.4433Nair B. Final report on the safety assessment of benzyl alcohol, benzoic acid, and sodium benzoate. Int. J. Toxicol. 2001; 20 (Suppl. 3): 23-50. https://doi.org/10.1080/10915810152630729Nair B. Final report on the safety assessment of benzyl alcohol, benzoic acid, and sodium benzoate. Int. J. Toxicol. 2001; 20 (Suppl. 3): 23–50. https://doi.org/10.1080/10915810152630729Halliwell B., Gutteridge J.M. The importance of free radicals and catalytic metal ions in human diseases. Mol. Aspects. Med. 1985; 8(2): 89-193. https://doi.org/10.1016/0098-2997(85)90001-9Halliwell B., Gutteridge J.M. The importance of free radicals and catalytic metal ions in human diseases. Mol. Aspects. Med. 1985; 8(2): 89–193. https://doi.org/10.1016/0098-2997(85)90001-9Gardner L.K., Lawrence G.D. Benzene production from decarboxylation of benzoic acid in the presence of ascorbic acid and transition metal catalyst. J. Agricult. Food Chem. 1993; 5(41): 693-5.Gardner L.K., Lawrence G.D. Benzene production from decarboxylation of benzoic acid in the presence of ascorbic acid and transition metal catalyst. J. Agricult. Food Chem. 1993; 5(41): 693–5.Жолдакова З.И., Лебедь-Шарлевич Я.И., Мамонов Р.А., Синицына О.О. Совершенствование требований к контролю безопасности питьевой воды при хлорировании. Водоснабжение и санитарная техника. 2019; (7): 4-9Zholdakova Z.I., Lebed’-Sharlevich Ya.I., Mamonov R.A., Sinitsyna O.O. Enhancement of the requirements to monitoring the safety of drinking water during chlorination. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika. 2019; (7): 4–9. (in Russian)Kreis Н., Frese F., Wilmes G. Physiologische und morphologische Vernderungen an Ratten nach peroraler Verabreichung von Benzoesure. Food Cosmetics Toxicol. 1967; (5): 505-11.Kreis Н., Frese F., Wilmes G. Physiologische und morphologische Vernderungen an Ratten nach peroraler Verabreichung von Benzoesure. Food Cosmetics Toxicol. 1967; (5): 505–11.Bio-Fax. Benzoic Acid. Northbrook, IL: Industrial Bio-Test Laboratories, Inc.; 1973.Bio-Fax. Benzoic Acid. Northbrook, IL: Industrial Bio-Test Laboratories, Inc.; 1973.Fujitani T. Short-term effect of sodium benzoate in F344 rats and B6C3F1 mice. Toxicol. Lett. 1993; 69(2): 171-9. https://doi.org/10.1016/0378-4274(93)90102-4Fujitani T. Short-term effect of sodium benzoate in F344 rats and B6C3F1 mice. Toxicol. Lett. 1993; 69(2): 171–9. https://doi.org/10.1016/0378-4274(93)90102-4Toth B. Lack of tumorigenicity of sodium benzoate in mice. Fundam. Appl. Toxicol. 1984; 4(3 Pt. 1): 494-6. https://doi.org/10.1016/0272-0590(84)90208-2Toth B. Lack of tumorigenicity of sodium benzoate in mice. Fundam. Appl. Toxicol. 1984; 4(3 Pt. 1): 494–6. https://doi.org/10.1016/0272-0590(84)90208-2Oecd sids, benzoates, UNEP Publication, SIDS Initial Assessment Report for 13th SIAM, Nov. 2001. Available at: https://hpvchemicals.oecd.org/ui/handler.axd?id=aa89d225-a2a7-4ed5-b8d6-c06b5e30b45bOecd sids, benzoates, UNEP Publication, SIDS Initial Assessment Report for 13th SIAM, Nov. 2001. Available at: https://hpvchemicals.oecd.org/ui/handler.axd?id=aa89d225-a2a7-4ed5-b8d6-c06b5e30b45bOnodera H., Ogiu T., Matsuoka C., Furuta K., Takeuchi M., Oono Y., et al. Studies on effects of sodium benzoate on fetuses and offspring of Wistar rats. Eisei Shikenjo Hokoku. 1978; (96): 47-55.Onodera H., Ogiu T., Matsuoka C., Furuta K., Takeuchi M., Oono Y., et al. Studies on effects of sodium benzoate on fetuses and offspring of Wistar rats. Eisei Shikenjo Hokoku. 1978; (96): 47–55.Sodemoto Y., Enomoto М. Report of carcinogenesis bioassay of sodium benzoate in rats: absence of carcinogenicity of sodium benzoate in rats. J. Environ. Pathol. Toxicol. 1980; 4: 87-95.Sodemoto Y., Enomoto М. Report of carcinogenesis bioassay of sodium benzoate in rats: absence of carcinogenicity of sodium benzoate in rats. J. Environ. Pathol. Toxicol. 1980; 4: 87–95.Sodemoto Y., Enomoto M. Report of carcinogenesis bioassay of sodium benzoate in rats: absence of carcinogenicity of sodium benzoate in rats. J. Environ. Pathol. Toxicol. 1980; 4(1): 87-95.Sodemoto Y., Enomoto M. Report of carcinogenesis bioassay of sodium benzoate in rats: absence of carcinogenicity of sodium benzoate in rats. J. Environ. Pathol. Toxicol. 1980; 4(1): 87–95.Yılmaz S., Ünal F., Yüzbaşıoğlu D. The in vitro genotoxicity of benzoic acid in human peripheral blood lymphocytes. Cytotechnology. 2009; 60(1-3): 55. https://doi.org/10.1007/s10616-009-9214-zYılmaz S., Ünal F., Yüzbaşıoğlu D. The in vitro genotoxicity of benzoic acid in human peripheral blood lymphocytes. Cytotechnology. 2009; 60(1–3): 55. https://doi.org/10.1007/s10616-009-9214-zPongsavee M. Effect of sodium benzoate preservative on micronucleus induction, chromosome break, and Ala40Thr superoxide dismutase gene mutation in lymphocytes. Biomed. Res. Int. 2015; 2015: 103512. https://doi.org/10.1155/2015/103512Pongsavee M. Effect of sodium benzoate preservative on micronucleus induction, chromosome break, and Ala40Thr superoxide dismutase gene mutation in lymphocytes. Biomed. Res. Int. 2015; 2015: 103512. https://doi.org/10.1155/2015/103512Khoshnoud M.J., Siavashpour A., Bakhshizadeh M., Rashedinia M. Effects of sodium benzoate, a commonly used food preservative, on learning, memory, and oxidative stress in brain of mice. J. Biochem. Mol. Toxicol. 2018; 32(2). https://doi.org/10.1002/jbt.22022Khoshnoud M.J., Siavashpour A., Bakhshizadeh M., Rashedinia M. Effects of sodium benzoate, a commonly used food preservative, on learning, memory, and oxidative stress in brain of mice. J. Biochem. Mol. Toxicol. 2018; 32(2). https://doi.org/10.1002/jbt.22022Noorafshan A., Erfanizadeh M., Karbalay-Doust S. Sodium benzoate, a food preservative, induces anxiety and motor impairment in rats. Neurosciences (Riyadh). 2014; 19(1): 24-8.Noorafshan A., Erfanizadeh M., Karbalay-Doust S. Sodium benzoate, a food preservative, induces anxiety and motor impairment in rats. Neurosciences (Riyadh). 2014; 19(1): 24–8.Brusilow S.W., Danney M., Waber L.J., Batshaw M., Burton B., Levitsky L., et al. Treatment of episodic hyperammonemia in children with inborn errors of urea synthesis. N. Engl. J. Med. 1984; 310(25): 1630-4.Brusilow S.W., Danney M., Waber L.J., Batshaw M., Burton B., Levitsky L., et al. Treatment of episodic hyperammonemia in children with inborn errors of urea synthesis. N. Engl. J. Med. 1984; 310(25): 1630–4.WHO. Guidelines for drinking-water quality. Geneva; 2017.WHO. Guidelines for drinking-water quality. Geneva; 2017.

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