Доктор мед. наук, преподаватель каф. военной токсикологии и медицинской защиты ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации, 194044, Санкт-Петербург.
e-mail: pgtolkach@gmail.com
MD, PhD, DSci, lecturer of the department military toxicology and medical protection of the Military Medical Academy named after S.M. Kirov, Saint-Petersburg, 194044, Russian Federation.
e-mail: pgtolkach@gmail.com
Введение. Пенополиэтилен и синтетический вспененный каучук применяют для теплоизоляции коммуникаций при температурах не выше плюс 90 и плюс 105 °С соответственно. Данных о том, как будут вести себя эти материалы в соответствующих температурных режимах, в доступной литературе обнаружить не удалось.
Цель исследования заключалась в проведении токсиколого-гигиенической оценки трубок из пенополиэтилена и синтетического вспененного каучука в условиях термического воздействия.
Материалы и методы. Термическое воздействие на исследуемые образцы моделировали в климатической камере. Определяли промежуток времени, в течение которого происходила потеря массы образцов, проводили санитарно-химическое исследование газовоздушной смеси в климатической камере. Для проведения токсиколого-гигиенического исследования у животных вырабатывали условный рефлекс активного избегания (УРАИ) плаванием.
Результаты. Установили, что при термическом воздействии на трубку из пенополиэтилена (плюс 90 °С) в течение 72 ч происходила потеря 0,77% массы образца от исходной. Термическое воздействие (плюс 105 °С) на трубку из синтетического вспененного каучука приводило к потере 15,3% массы образца от исходной в течение 108 ч, при этом определили выраженные изменения внешнего вида образца. При проведении санитарно-химического исследования в климатической камере определили увеличение концентрации монооксида углерода через 12; 24 и 72 ч и хлороводорода через 12 и 24 ч после начала термического воздействия на образец из пенополиэтилена по сравнению со значениями их среднесуточной предельно допустимой концентрации (ПДКсс). Термическое воздействие на образец из синтетического вспененного каучука приводило к увеличению в климатической камере концентрации аммиака, монооксида углерода и хлороводорода через 12 и 24 ч после начала воздействия по сравнению со значением их ПДКсс. При проведении токсиколого-гигиенического исследования выявили нарушения обучаемости у животных при воздействии продуктов термодеструкции исследуемых образцов.
Ограничения исследования обусловлены методологией проводимого исследования. Выполнили количественный анализ некоторых газообразных продуктов термодеструкции, высвободившихся в климатическую камеру, без учёта образующихся аэрозолей.
Заключение. Теплоизоляционные материалы, выполненные из синтетического вспененного каучука и пенополиэтилена, теряют свои структурные свойства при их эксплуатации в максимально допустимых температурных режимах (плюс 105 и плюс 90 °С соответственно). При их использовании в указанных температурных режимах образуются токсичные продукты, ингаляционное воздействие которых приводит к нарушению обучаемости лабораторных животных.
Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации. В работе руководствовались требованиями нормативно-правовых актов о порядке экспериментальной работы с использованием животных, в том числе по гуманному отношению к ним.
Участие авторов:Толкач П.Г. — концепция и дизайн исследования, сбор материала и обработка данных, статистическая обработка, написание текста;Башарин В.А. — концепция и дизайн исследования, редактирование;Шилов Ю.В. — сбор материала и обработка данных, написание текста;Язенок А.В., Антушевич А.Е., Загородников Г.Г. — редактирование.Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.
Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.
Поступила: 06.03.2023 / Принята к печати: 07.06.2023 / Опубликована: 30.08.2023
Introduction. Polyethylene and synthetic foam caoutchouc are used for thermal insulation of communications, at temperatures not exceeding 90 °C and 105 °C, respectively. Data on how these materials will behave in the appropriate temperature conditions was not be found.
The purpose of the study was to conduct a toxicological and hygienic assessment of products made of polyethylene foam and synthetic foam rubber under thermal exposure.
Materials and methods. The thermal effect on the studied samples was modelled in a climate chamber. The time interval during the mass loss of the samples was determined, a sanitary and chemical study of the gas-air mixture in the climatic chamber was carried out. To conduct a toxicological and hygienic study in animals, a swim-escape conditioned active avoidance response was developed.
Results. Under thermal (90 °C) exposure for 72 hours to polyethylene tube, a loss of 0.77% of the initial mass of the sample occurs. Thermal exposure (105 °C) to synthetic foam caoutchouc resulted in a loss of 15.3% of the initial mass of the sample for 108 hours, while pronounced changes in the appearance of the samples were determined. When conducting a sanitary and chemical study in the climate chamber, an increase in the concentration of carbon monoxide was determined after 12, 24, and 72 hours and hydrogen chloride after 12 and 24 hours following the onset of thermal exposure compared with the values of their average daily maximum permissible concentration. Thermal exposure to the sample and synthetic foam caoutchouc led to an increase in the concentration of ammonia, carbon monoxide and hydrogen chloride 12 and 24 hours after the start of exposure compared with the average daily maximum permissible concentration. During the toxicological and hygienic study, animals exposed to thermal degradation products of the materials under study were revealed to show learning disabilities.
Limitations. They are conditioned by the methodology of the study. A quantitative analysis of some gaseous thermal degradation products released into the climate chamber was performed, without taking into account the aerosols formed.
Conclusion. Thermal insulation materials made of synthetic foam rubber and polyethylene foam lose their structural properties when they are operated in the maximum permissible temperature conditions (105 °C and 90 °C, respectively). When they are used in appropriate temperature conditions, the formation of toxic products occurs, the inhalation effect of which leads to a disturbances of the learning ability in laboratory animals.
Compliance with ethical standards. The Local ethics committee of the Military Medical Academy named after S.M. Kirov. The work was guided by the requirements of regulatory legal acts on the procedure for experimental work using animals, including humane treatment of them.
Contribution:Tolkach P.G. — the concept and design of the study, collection and processing of material, statistical processing, writing a text;Basharin V.A. — the concept and design of the study, editing;Shilov Yu.V. — collection and processing of material;Yazenok A.V., Antushevich A.E., Zagorodnikov G.G. — editing.All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Acknowledgement. The study had no sponsorship.
Received: March 6, 2023 / Accepted: June 7, 2023 / Published: August 30, 2023
The authors declare that there are no conflicts of interest present.