Toxicological ReviewToxicological ReviewТоксикологический вестник0869-7922Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman64142010.47470/0869-7922-2022-30-3-167-176Original articlesОригинальные статьиStudy of the toxicity of combustion products of polymer materials using chromatomass spectrometryИсследование токсичности продуктов горения полимерных материалов с применением хромато-масс-спектрометрииShishonokMaxim FedorovichШишонокМаксим Фёдорович
Russian Federation

Junior researcher FSUE "Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology", FMBA of Russia, g.p. Kuzmolovskii, 188663, Leningrad region, Russian Federation.

e-mail: 8ambulance@mail.ru

Младший науч. сотр. ФГУП «Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека» ФМБА России, 188663, г.п. Кузьмоловский, Ленинградская область, Российская Федерация.

e-mail: 8ambulance@mail.ru

8ambulance@mail.ruKarmanovEvgenii YrievichКармановЕвгений Юрьевич
Russian Federation

Научный сотрудник лаборатории общей токсикологии и гигиенического регламентирования, ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России, 188663, г.п. Кузьмоловский, Ленинградская область, Российская Федерация.

e-mail: Karmanov@gpech.ru

karmanov@gpech.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2911-1260UkolovAnton IgorevichУколовАнтон Игоревич
Russian Federation

Заместитель заведующего отделом токсикологии, ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России, 188663, г.п. Кузьмоловский, Ленинградская область, Российская Федерация.

e-mail: ukolov.ai@gpech.ru

ukolov.ai@gpech.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8055-2291ZemlyanoiAlexander VasilyevichЗемлянойАлександр Васильевич
Russian Federation

Заведующий лабораторией общей токсикологии и гигиенического регламентирования, ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России, 188663, г.п. Кузьмоловский, Ленинградская область, Российская Федерация.

e-mail: zemlianoi@gpech.ru

zemlianoi@gpech.ruYerunovaNataliya ViktorovnaЕруноваНаталья Викторовна
Russian Federation

Ведущий научный сотрудник лаборатории общей токсикологии и гигиенического регламентирования, ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России, 188663, г.п. Кузьмоловский, Ленинградская область, Российская Федерация.

e-mail: nat-erunova@mail.ru

nat-erunova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6223-8589NikolaevAnatolii IvanovichНиколаевАнатолий Иванович
Russian Federation

Старший научный сотрудник лаборатории общей токсикологии и гигиенического регламентирования, ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России, 188663, г.п. Кузьмоловский, Ленинградская область, Российская Федерация.

e-mail: ainikolaev1956@gmail.com

ainikolaev1956@gmail.comBorodavkoViktor KonstantinovichБородавкоВиктор Константинович
Russian Federation

Старший научный сотрудник лаборатории общей токсикологии и гигиенического регламентирования, ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России, 188663, г.п. Кузьмоловский, Ленинградская область, Российская Федерация.

e-mail: borodavko@gpech.ru

borodavko@gpech.ruDulovSergey AnatolyevichДуловСергей Анатольевич
Russian Federation

Заместитель директора по научной работе ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России, 188663, г.п. Кузьмоловский, Ленинградская область, Российская Федерация.

e-mail: dulov@gpech.ru

dulov@gpech.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6223-8589RadilovAndrey StanislavovichРадиловАндрей Станиславович
Russian Federation

И.о. директора ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России, 188663, г.п. Кузьмоловский, Ленинградская область, Российская Федерация.

e-mail: radilov@gpech.ru

radilov@gpech.ruResearch Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology, FMBAФГУП «Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека» ФМБА России2006202230316717604112024Copyright ©; 2022, Shishonok M.F., Karmanov E.Y., Ukolov A.I., Zemlyanoi A.V., Yerunova N.V., Nikolaev A.I., Borodavko V.K., Dulov S.A., Radilov A.S.Copyright ©; 2022, Шишонок М.Ф., Карманов Е.Ю., Уколов А.И., Земляной А.В., Ерунова Н.В., Николаев А.И., Бородавко В.К., Дулов С.А., Радилов А.С.2022Shishonok M.F., Karmanov E.Y., Ukolov A.I., Zemlyanoi A.V., Yerunova N.V., Nikolaev A.I., Borodavko V.K., Dulov S.A., Radilov A.S.Шишонок М.Ф., Карманов Е.Ю., Уколов А.И., Земляной А.В., Ерунова Н.В., Николаев А.И., Бородавко В.К., Дулов С.А., Радилов А.С.https://journals.eco-vector.com/0869-7922/article/view/641420

Introduction. Carrying out studies of the toxicity of combustion products (HCL50) of polymer materials: epoxy glue grade EK-5T and compound ELPLAST-180ID according to GOST with the additional use of gas chromatography with mass selective detection.

Objective. Experimental study of the toxicity of combustion products (HCL50) of polymer materials in various modes of thermal oxidative degradation: epoxy glue grade EK-5T and compound ELPLAST-180ID, as well as a survey mass spectrometric analysis of products of thermal oxidative degradation.

Material and methods. The studies were carried out in accordance with GOST 12.1.044-89. Equipment: “Toxicity” unit, “Infracar M2.01” gas analyzer, Focus GC chromato-mass-spectrometric instrumental complex with DSQ II mass spectrometer (Thermo Scientific, USA), Nova Medical Stat Profile automatic analyzer of blood gases, electrolytes and oximetry Model CCX (USA). Blood sampling was carried out in capillaries “Stat Profile Critical Care Express Capillary Tube 230 µL with Na Heparin” LOT 107669, СО2 chamber.

Results. In the course of studying the products of outgassing of polymer materials using an exposure chamber and a gas chromatomass spectrometer, a significant increase in toxicity (4.8 times) of a mixture of chemicals released from epoxy glue EK-5T during the transition from thermal-oxidative decomposition (smoldering) to flame combustion was established. The toxicity index of the combustion products of the ELPLAST-180ID compound under the same conditions increases by 1.8 times. A linear dependence of the percentage of lethality of laboratory animals on the integral indicator of the toxicity of combustion products has been established.

Limitations. Studies of the toxicity of combustion products were carried out on non-metallic materials: epoxy glue EK-5T, compound ELPLAST-180ID. These materials are planned to be used in hermetically sealed objects of the Navy.

Conclusion. The expediency of using gas chromatography-mass spectrometry for assessing the combined effect of combustion products is shown.

Введение. Проведение исследований токсичности продуктов горения (НCL50) полимерных материалов: эпоксидного клея марки ЭК-5Т и компаунда ЭЛПЛАСТ-180ИД согласно ГОСТ с дополнительным применением газовой хроматографии с масс-селективным детектированием.

Цель исследования. Экспериментальное исследование токсичности продуктов горения (НCL50) полимерных материалов в различных режимах термоокислительной деструкции: эпоксидного клея марки ЭК-5Т и компаунда ЭЛПЛАСТ-180ИД, а также проведение обзорного масс-спектрометрического анализа продуктов термоокислительной деструкции.

Материал и методы. Исследования проводились согласно ГОСТ 12.1.044-89. Оборудование: установка «Токсичность», газоанализатор «Инфракар М2.01», хромато-масс-спектрометрический приборный комплекс Focus GC c масс-спектрометром DSQ II (фирма Thermo Scientific, США), автоматический анализатор газов крови, электролитов и оксиметрии Nova Medical Stat Profile Model CCX (США). Забор крови проводили в капилляры «Stat Profile Critical Care Express Capillary Tube 230 µL with Na Heparin» LOT 107669, СО2 — камера.

Результаты. В ходе исследований продуктов газовыделения полимерных материалов с использованием экспозиционной камеры и газового хроматомасс-спектрометра установлено значительное повышение токсичности (в 4,8 раза) выделяющейся из эпоксидного клея ЭК-5Т смеси химических веществ при переходе от термоокислительного разложения (тления) к пламенному горению. Показатель токсичности продуктов горения компаунда ЭЛПЛАСТ-180ИД в тех же условия повышается в 1,8 раза. Установлена линейная зависимость процента летальности лабораторных животных от интегрального показателя токсичности продуктов горения.

Ограничения исследования. Исследования токсичности продуктов горения были проведены на неметаллических материалах: эпоксидный клей ЭК-5Т, компаунд ЭЛПЛАСТ-180ИД. Данные материалы планируют применять в герметично-замкнутых объектах ВМФ.

Заключение. Показана целесообразность применения газовой хроматомасс-спектрометрии для оценки комбинированного действия продуктов горения.

combustion products of polymer materialstoxicitycarbon monoxideGC-MSepoxy glueпродукты горения полимерных материаловмонооксид углеродагазовая хромато-масс-спектрометрияэпоксидный клейкомпаундhttps://www.mchs.gov.ru/deyatelnost/press-centr/novosti/4359846Ilichkin V.S. Toxicity of combustion products of polymeric materials: Principles and methods of determination [Toksichnost` produktov goreniya polimerny`x materialov: Principy` i metody` opredeleniya]. St. Petersburg: Chemiya; St. Petersburg Publishing House, 1993. (in Russian)Иличкин В.С. Токсичность продуктов горения полимерных материалов: Принципы и методы определения. СПб.: Химия ; СПб. отд-ние, 1993.Grebenyuk A.N., Bykov V.N., Carbon monoxide: modern approaches to the treatment of acute poisoning. Toksikologicheskii vestnik. 2021; 5: 17–24. (in Russian)Гребенюк А.Н., Быков В.Н., Оксид углерода: современные подходы к лечению острых отравлений. Токсикологический вестник. 2021; 5: 17-24.Gakhnapetyan A.P. Forensic aspects of poisoning by combustion products of polymer materials [Sudebno-medicinskie aspekty` otravlenij produktami goreniya polimerny`x materialov]. Abstract of the dissertation of the Candidate of Medical Sciences. 1997. (in Russian)Гахнапетян А.П. Судебно-медицинские аспекты отравлений продуктами горения полимерных материалов. Автореф. дис. канд. мед. наук. 1997.Gladkikh V.D. Ivanov M.B. Combustion products toxicology. Clinical and experimental aspects [Toksikologiya produktov goreniya. Kliniko-e`ksperimental`ny`e aspekty. FSUE SPC “Farmzashchita” FMBA of Russia. Moscow: 2020. (in Russian)Гладких В.Д. Иванов М.Б. Токсикология продуктов горения. Клинико-экспериментальные аспекты. ФГУП НПЦ «Фармзащита» ФМБА России. М.: 2020.Tiunov L.A., Kustov V.V. Toxicology of carbon monoxide [Toksikologiya okisi ugleroda]. Moscow: Medicine; 1980. (in Russian)Тиунов Л.А., Кустов В.В. Токсикология окиси углерода. М.: Медицина; 1980.GOST 12.1.044-89. The system of occupational safety standards. Fire and explosion hazard of substances and materials. Date of introduction 01.01.1991. (in Russian)ГОСТ 12.1.044-89. Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Дата введения 01.01.1991.Ilichkin V.S., Smirnov N.V., Eliseev Yu.N., Belousov Yu.Y., Zaitsev A.A., Komova M.A. Determination of the toxicity index of combustion products of materials by experimental calculation method [Opredelenie pokazatelya toksichnosti produktov goreniya materialov e`ksperimental`no-raschetny`m metodom]. Pozharovzry`vobezopasnost. 2005. (in Russian)Иличкин В.С., Смирнов Н.В., Елисеев Ю.Н., Белоусов Ю.Ю., Зайцев А.А., Комова М.А. Определение показателя токсичности продуктов горения материалов экспериментально-расчетным методом. Пожаровзрывобезопасность. 2005.GOST 12.1.007-76 System of occupational safety standards. Harmful substances. Classification and general safety requirements. Date of introduction 01.01.1977. (in Russian)ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. Дата введения 01.01.1977. 4 с.