Водородный показатель и остаточная кислотность (щелочность) в токсикологической оценке химической продукции: проблемы и решения
Аннотация
Для выявления проблем, возникающих при измерении водородного показателя (рН), остаточной кислотности (щелочности) (ОКЩ) и их применении для токсикологической оценки химической продукции (ХП) по показателям поражение (некроз)/раздражение кожи и серьезное повреждение/раздражение глаз, проведен анализ разработанных для этих целей стандартов, действующих в государствах-членах ЕАЭС. рН модельных растворов кислот и оснований определяли расчетным методом. При измерении рН возникают ограничения, связанные с агрегатным состоянием ХП, ее составом и функционированием стеклянного электрода. В ряде случаев использование рН и ОКЩ для классификации ХП затруднено. Концентрация раствора ХП (1%), в котором часто измеряют ее рН, не соответствует концентрации, в которой ХП поставляется на рынок (100%). Применение неаддитивного подхода ограничено отсутствием данных о концентрациях кислот и оснований, при которых их растворы достигают экстремальных значений рН (≤ 2 или ≥ 11,5). Кислоты и основания часто проявляют свое некротизирующее действие в концентрациях, заметно больших, чем предел, установленный неаддитивным подходом (1%). Значения ОКЩ, определенные по стандартной методике, не могут быть использованы для токсикологической оценки ХП, а широкая валидация данного критерия не проводилась. Для оптимизации использования рН и ОКЩ в целях токсикологической оценки ХП предлагается: включить в стандарты методику измерения рН газообразной ХП; определять рН ХП последовательно в растворах с концентрацией 1%, 10%, 100%; пересмотреть целесообразность учета рН компонентов в рамках неаддитивного подхода, внедрив применение специфических концентрационных пределов (СКП); модифицировать методику определения ОКЩ и провести валидацию данного критерия в отношении смесевой ХП.
Литература
On safety of chemicals. Technical Regulation EAEU TR EAEU 041/2017. Approved by the Decision of the Council of the Eurasian Economic Commission on 03.03.2017, No. 19. https://docs.eaeunion.org/docs/ru-ru/01413938/cncd_18052017_19 (accessed 10.08.2024) (in Russ.).
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS). Tenth revised edition. (2023). United Nations: New York and Geneva. https://unece.org/sites/default/files/2023-07/GHS%20Rev10e.pdf (accessed 10.08.2024).
Rooney, J.P., Choksi, N.Y., Ceger, P., Daniel, A.B., Truax, J., Allen, D. & Kleinstreuer, N. (2021). Analysis of variability in the rabbit skin irritation assay. Regul. Toxicol. Pharmacol., 122, 104920. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2021.104920.
Bulanov, M.I. (1984). Equilibrium calculations in analytical chemistry. Leningrad: Himiya (in Russ.).
Simanova S.A., ed. (2004). New reference book for chemist and technologist. Chemical equilibrium. Properties of solutions. Saint Petersburg: ANO NPO «Professional» 2004 (in Russ.).
Regulation (EC) No 1272/2008 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2008 on classification, labelling and packaging of substances and mixtures, amending and repealing Directives 67/548/EEC and 1999/45/EC, and amending Regulation (EC) No 1907/2006. Consolidated text. http://publications.europa.eu/resource/cellar/c6b6a31d-8359-11ee-99ba-01aa75ed71a1.0004.02/DOC_2 (accessed 07.05.2024).
GOST (State Standard) 33776-2016. Methods of test for chemicals of environmental hazard. Determination of pH, acidity and alkalinity. Moscow: Standatrinform, 2019. 14 p. (in Russ.).
Lux, H. (1959). Anorganisch-chemische Experimentierkunst. Leipzig: J. A. Barth.
Bates, R.G. (1964). Derermination of pH. Theory and practice. N. Y., London, Sydney: John Wiley & Sons Inc.
Nikol’sij, B.P. & Materova, E.A. (1980). Ion-selective electrodes. Leningrad: Himiya (in Russ.).
GOST (State Standard) 16287-77. Glass industrial electrodes for determination hydrogen ion activity SSI. Technical specifications (in Russ.).
Suhotin A.M., ed. (1981). Handbook of electrochemistry. Leningrad: Himiya (in Russ.).
OOO «Izmeritel'naya tekhnika». Glass combined electrode ESK-10603. Passport. GRBA 418422.004-04 PS (in Russ.).
The State Pharmacopoeia of the USSR. (1987). 11th ed. Volume 1. M.: Meditsina (in Russ.).
Izmajlov, N.A. (1976). Electrochemistry of solutions. 3rd ed. M.: Himiya (in Russ.).
Mettler Toledo, A.G. (2020). pH of non-aqueous samples. Measurement in organic solvents. https://www.mt.com/ca/en/home/library/applications/lab-analytical-instruments/measurement-pH-organic-solvents.html (accessed 10.08.2024).
Young, J.R., How, M.J., Walker, A.P., & Worth, W.M. (1988). Classification as corrosive or irritant to skin of preparations containing acidic or alkaline substances, without testing on animals. Toxicol. In Vitro, 2(1): 19–26. https://doi.org/10.1016/0887-2333(88)90032-x.
GOST (State Standard) 32423-2013. Mixtures classification of hazard for health. M.: Standartinform, 2014. 16 p (in Russ.).
GOST R (Russian Federation State Standard) 56958-2016. Guidance on the application of the criteria of chemicals for health hazard. Skin corrosion/irritation. M.: Standartinform, 2019. 11 p. (in Russ.).
GOST R (Russian Federation State Standard) 56959-2016. Guidance on the application of the criteria of chemicals classification for health hazard. Serious eye damage/eye irritation. M.: Standartinform, 2016. 11 p. (in Russ.).
Worth, A.P., Fentem, J.H., Balls, M., Botham, P.A., Curren, R.D., Earl, L.K., Esdaile, D.J. & Liebsch, M. (1998). An evaluation of the proposed OECD testing strategy for skin corrosion. Altern. Lab. Anim., 26 (5): 709–720. https://doi.org/10.1177/026119299802600512.
OECD. Guidance Document on an Integrated Approach on Testing and Assessment (IATA) for Skin Corrosion and Irritation, OECD Series on Testing and Assessment, No. 203. (2017) Paris: OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/9789264274693-en.
OECD. Guidance Document on an Integrated Approach on Testing and Assessment (IATA) for Serious Eye Damage and Eye Irritation, OECD Series on Testing and Assessment, No. 263. 2nd ed. (2019). OECD Publishing: Paris. https://doi.org/10.1787/84b83321-en.
Worth, A.P., & Cronin, M.T. (2001). The use of pH measurements to predict the potential of chemicals to cause acute dermal and ocular toxicity. Toxicology, 169(2), 119–131. https://doi.org/10.1016/s0300-483x(01)00494-2.
Murphy, J.C., Osterberg, R.E., Seabaugh, V.M., & Bierbower G.W. (1982). Ocular irritancy responses to various pHs of acids and bases with and without irrigation. Toxicology 23(4), 281–291. https://doi.org/10.1016/0300-483x(82)90067-1.
Ohno, Y., Kaneko, T., Inoue, T., Morikawa, Y., Yoshida, T., Fujii, A., Masuda, M., Ohno, T., Hayashi, M., Momma, J., Uchiyama, T., Chiba, K., Ikeda, N., Imanishi, Y., Itakagaki, H., Kakishima, H., Kasai, Y., Kurishita, A., Kojima, H., Matsukawa, K., Nakamura, T., Ohkoshi, K., Okumura, H., Saijo, K., Sakamoto, K., Suzuki, T., Takano, K., Tatsumi, H., Tani, N., Usami, M., & Watanabe, R. (1999). Interlaboratory validation of the in vitro eye irritation tests for cosmetic ingredients. (1) Overview of the validation study and Draize scores for the evaluation of the tests. Toxicol. In Vitro, 13(1), 73–98. https://doi.org/10.1016/s0887-2333(98)00064-2.
Scheel, J., Heppenheimer, A., Lehringer, E., Kreutz, J., Poth, A., Ammann, H., Reisinger, K., & Banduhn, N. (2011). Classification and labeling of industrial products with extreme pH by making use of in vitro methods for the assessment of skin and eye irritation and corrosion in a weight of evidence approach. Toxicol. In Vitro, 25(7), 1435–1447. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2011.04.017.
Hwang, J.H., Lee, S., Lee, H.G., Choi, D., & Lim, K.M. (2022). Evaluation of Skin Irritation of Acids Commonly Used in Cleaners in 3D-Reconstructed Human Epidermis Model, KeraSkinTM. Toxics, 10(10): 558. https://doi.org/10.3390/toxics10100558.
Hoffman, R.S., Howland, M.A., Kamerow, H.N., & Goldfrank, L.R. (1989). Comparison of titratable acid/alkaline reserve and pH in potentially caustic household products. J. Toxicol. Clin. Toxicol., 27(4-5), 241–261. https://doi.org/10.3109/15563658908994421.
Buehler, E.V. (1998). An atypical result: noncorrosivity to skin and eye at pH 0.7. Regul. Toxicol. Pharmacol., 27(1 Pt 1), 84. https://doi.org/10.1006/rtph.1997.1183.
Report of the Committee of Experts on the Transport of Dangerous Goods and on the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals on its eleventh session held in Geneva on 9 December 2022. Addendum. Annex III. Amendments to the ninth revised edition of the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) (ST/SG/AC/10/30/Rev.9). https://unece.org/info/events/event/369883 (accessed 07.05.2024).
Aleksandrov V.V. (1981). Acidity of non-aqueous solutions. Har’kov: Vishcha shkola. Izdatel’stvo pri Har’kovskom universitete (in Russ.).
Copyright (c) 2024 Д.С. Валуев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
