Кількісні показники токсичності шкідливих речовин
Людини
Комбіновані дії шкідливих речовин на здоров'ї
В умовах місця існування, особливо у виробничих умовах, людина піддається, як правило, дії багаточинника, ефект якої може виявитися значнішим, ніж при ізольованій дії того або іншого чинника.
Встановлено, що токсичність отрут в певному температурному діапазоні є найменшою, посилюючись як при підвищенні, так і при пониженні температури. Посилення токсичної дії при підвищених температурах повітря відмічене відносно багатьох летючих отрут: пари бензину, пари ртуті, оксидів азоту. Низькі температури підвищують токсичність бензолу, сірковуглеця.
Підвищена вологість повітря збільшує небезпеку отруєнь особливо дратівливими газами. Зміна атмосферного тиску також впливає на токсичний ефект. При зниженому тиску посилюється дія таких отрут, як бензол, алкоголь, оксиди азоту, ослабляється токсична дія озону.
З безлічі поєднань несприятливих чинників найчастіше зустрічаються пылегазовые композиції. Газ адсорбуються на поверхні частинок і захоплюються всередину їх скупчень. При цьому локальна концентрація адсорбованих газів може перевищувати їх концентрацію безпосередньо в газовій фазі.
Розглядаючи комбіновану дію несприятливих чинників фізичного і хімічного середовища, слід зазначити, що на високих рівнях дії спостерігається потенціювання, антагонізм і незалежний ефект. На низьких рівнях, як правило, спостерігаються аддитивні залежності. Відоме посилення ефекту токсичної дії свинцю і ртуті, бензолу і вібрації, карбофоса і ультрафіолетового випромінювання, шуму і марганецсодержащих аерозолів.
Шум і вібрація завжди підсилюють токсичний ефект промислових отрут. Шум підсилює токсичний ефект оксиду вуглецю, стиролу, крекинг-газа, вібрація – кобальту, кремнієвому пилу, дихлорэтану.
Ультрафіолетове випромінювання, роблячи вплив на взаємодію газів в атмосферному повітрі, сприяє утворенню смогу. При ультрафіолетовому випромінюванні можлива сенсибілізація організму до дії деяких газів.
Велике практичне значення має проблема комбінованого впливу іонізуючого випромінювання і хімічного чинника. Особливо злободенні два аспекти цієї проблеми: перший – зменшення руйнуючої дії радіації шляхом одночасної дії шкідливої речовини, використовуючи явище антагонізму; другий – посилення ефекту дії унаслідок синергізму радіаційної дії і теплоти, радіації і кисню.
Важка фізична праця супроводжується підвищеною вентиляцією легенів і посиленням швидкості кровотека, що приводить до збільшення кількості отрути, що поступає в організм. Крім того, інтенсивне фізичне навантаження може приводити до виснаження механізмів адаптації з подальшим розвитком професійно обумовлених захворювань.
13. Нормування змісту шкідливих речовин в атмосфері
Для обмеження несприятливої дії шкідливих речовин застосовують гігієнічне нормування їх вмісту в різних середовищах. У зв'язку з тим, що вимоги повної відсутності промислових отрут в зоні дихання що працюють часто нездійсненно, особливої значущості набуває гігієнічна регламентація змісту шкідливих речовин в повітрі робочої зони. Така регламентація проводиться в три етапи: 1) обгрунтування орієнтування безпечного рівня дії (ВЗУВШИ); 2) обгрунтування ГДК; 3) коректування ГДК з урахуванням умов праці тих, що працюють і умов їх здоров'я.
Орієнтування безпечний рівень дії встановлюють тимчасово, на період, передуючий проектуванню виробництва. Значення ВЗУВШИ визначається шляхом розрахунку по физико-хімічних властивостях або шляхом інтерполяцій і екстраполяцій в гомологических рядах з'єднань або за показниками гострої токсичності. ВЗУВШИ повинні переглядатися через два роки після їх твердження.
Гранично допустима концентрація шкідливих речовин в повітрі робочої зони – це концентрації, які при щоденній (окрім вихідних днів) роботі протягом 8 годин або при іншій тривалості, але що не перевищує 41 ч в тиждень, протягом всього робочого стажу не можуть викликати захворювань або відхилень в стані здоров'я, що виявляються сучасними методами досліджень в процесі роботи або у віддалені терміни життя сьогодення або подальшого поколінь.
Початковою величиною для встановлення ГДК є поріг хронічної дії Limch, в який вводиться коефіцієнт запасу Кз:
ГДК = Limch/Кз.
ГДК встановлюють на рівні в 2-3 рази нижчому, ніж Limch. При обгрунтуванні коефіцієнта запасу враховують коефіцієнт можливості інгаляційного отруєння (КВІО), виражені кумулятивні властивості, можливість кожно-резорбтивного дії, чим вони значніше тим більше обираний коефіцієнт запасу. При виявленні специфічної дії – мутагенного, канцерогенного, сенсибилизирующего – приймаються найбільші значення коефіцієнта запасу (10 і більш).
До недавнього часу ГДК хімічних речовин оцінювали як максимально разові Пдкмр. Перевищення їх навіть протягом короткого часу заборонялося. Останнім часом для речовин, що володіють кумулятивними властивостями (мідь, ртуть, свинець і ін.), для гігієнічного контролю введена друга величина – среднесменная концентрація Пдксс. Це середня концентрація, отримана шляхом безперервного або переривистого відбору проб повітря при сумарному часі не менше 75% тривалості робочої зміни, або средневзвешенная концентрація протягом зміни в зоні дихання що працюють на місцях постійного або тимчасового їх перебування.
Вміст речовин в атмосферному повітрі населених місць також регламентується ГДК, при цьому нормується середньодобова концентрація речовини. Крім того, для атмосфери населених місць встановлюють максимальну разову величину.
ГДК шкідливих речовин в повітрі населених пунктів – максимальна концентрації, що віднесені до певного періоду усереднювання (30 мін, 24 ч, 1 міс., 1 рік) і не надають при регламентованій вірогідності їх появи ні прямої, ні непрямої шкідливої дії на організм людини, включаючи віддалені наслідки для сьогодення і подальших поколінь, не знижують працездатності людини і не погіршуюче його самопочуття.
Максимальна (разова) концентрація Пдкмр – найбільш висока з числа 30-хвилинних концентрацій, зареєстрованих в даній крапці за певний період спостереження.
Середньодобова концентрація Пдкс – середня з числа концентрацій виявлених протягом доби або відбирана безперервно протягом 24 ч. У основу визначення середньодобової концентрації покладений принцип запобігання загальнотоксичній дії на організм.
14. Нормування змісту шкідливих речовин у водному середовищі
Нормування якості води річок, озер і водосховищ проводять відповідно до «Санітарних правил і норм охорони поверхневих вод від забруднення» двох категорій: I – для водоймищ господарсько-питного і культурно-побутового призначення; II – для водоймищ рибогосподарського призначення.
Правила встановлюють нормовані значення для наступних параметрів води водоймищ: вміст плаваючих домішок і зважених речовин, запах, присмак, забарвлення і температура води, значення рН, склад і концентрації мінеральних домішок і розчиненого у воді кисню, біологічна потреба води в кисні, склад отруйних речовин і хвороботворних бактерій.
Лімітуючий показник шкідливості (ЛПВ) для водоймищ господарсько-питного і культурно-побутового призначення використовують трьох видів: санітарно-токсикологічний, загальносанітарний і органолептичний; для водоймищ рибогосподарського призначення разом з вказаними використовують ще два види ЛПВ: токсикологічний і рибогосподарський.
Санітарний стан водоймища відповідає вимогам норм при виконанні наступного співвідношення:
,
де Cim – концентрація речовини i-го ЛПВ в розрахунковому створі водоймища; Пдкi – гранично допустима концентрація i-го речовини.
Для водоймищ господарсько-питного і культурно-побутового призначення перевіряють виконання три, а для водоймищ рибогосподарського призначення – п'яти нерівностей. При цьому кожну речовину можна враховувати тільки в одній нерівності.
Гігієнічні і технічні вимоги до джерел водопостачання і правила їх вибору на користь здоров'я населення регламентуються Гостами, гігієнічні вимоги до якості питної води централізованих систем питного водопостачання вказані в санітарних правилах і нормах.
15. Нормування змісту шкідливих речовин в грунтах
Нормування хімічного забруднення грунтів здійснюється по гранично допустимих концентраціях (Пдкп). Це концентрація хімічної речовини (міліграм) в орному шарі грунту (кг), який не повинен викликати прямого або непрямого негативного впливу на дотичні з грунтом середовища і здоров'я людини, а також на самоочищающую здатність грунтів. По своїй величині Пдкп значно відрізняється від прийнятих ГДК для води і повітря. Це пояснюється тим, що надходження шкідливих речовин в організм безпосередньо з грунту відбувається у виняткових випадках в незначних кількостях, в основному через середовища, що контактують з грунтом (повітря, воду, рослини).
Регламентація забруднення здійснюється відповідно до нормативних документів. Розрізняють чотири різновиди Пдкп залежно від шляху міграції хімічних речовин в суміжні середовища:
ТБ – транслокационный показник, що характеризує перехід хімічної речовини з грунту через кореневу систему в зелену масу і плоди рослин;
МА – міграційний повітряний показник, що характеризує перехід хімічної речовини з грунту в атмосферу;
МВ – міграційний водний показник, що характеризує перехід хімічної речовини з грунту в підземні грунтові води і водні джерела;
ОС – загальносанітарний показник, що характеризує вплив хімічної речовини на самоочищающую здатність грунту і мікробіоценоз.
Для оцінки змісту шкідливих речовин в грунті проводять відбір проб на ділянці площею 25 м2 в 3-5 крапках по діагоналі з глибини 0,25 м, а при з'ясуванні впливу забруднень на грунтові води – з глибини 0,75-2 м в кількості 0,2-1 кг У разі застосування нових хімічних сполук, для яких відсутні Пдкп, розраховують тимчасові допустимі концентрації:
Вдкп = 1,23 + 0,48 Пдкпр
Де Пдкпр – гранично допустима концентрація для продуктів харчування (овочевих і плодових культур), міліграма/кг.
16. Шкідливі речовини
Шкідлива речовина – речовина, яка при контакті з організмом людини може викликати травми, захворювання або відхилення в стані здоров'я, що виявляються сучасними методами як в процесі контакту з ним, так і у віддалені терміни життя справжнього і наступного поколінь.
Хімічні речовини залежно від їх практичного використання класифікуються на:
промислові отрути, використовувані у виробництві: органічні розчинники (дихлорэтан), паливо (пропан, Бутан), фарбники (анілін);
отрутохімікати, використовувані в сільському господарстві: пестициди (гексахлоран), інсектициди (карбофос) і до.;
лікарські засоби;
побутові хімікати, використовувані у вигляді харчових добавок (оцетова кислота), засобу санітарії, особистої гігієни, косметики і т.д.;
біологічні рослинні і тваринні отрути, які міститися в рослинах і грибах (аконит, цикута), у тварин і комах;
отруйливі речовини (ОВ): зарин, Іприт, фосген і так далі
До отрут прийнято відносити лише ті, які свою шкідливу дію проявляють в звичайних умовах і у відносно невеликих кількостях.
У організм промислові хімічні речовини можуть проникати через органи дихання, шлунково-кишковий тракт і непошкоджену шкіру. Крім гострих і хронічних професійних інтоксикацій промислові отрути можуть бути причиною пониження стійкості організму до підвищеної загальної захворюваності.
Токсична дія шкідливих речовин характеризується показниками токсикометрии, відповідно до яких речовини класифікуються на: надзвичайно токсичні, високо токсичні, помірно токсичні і малотоксичні.
Ефект токсичної дії різних речовин залежить від кількості речовини, що потрапила в організм, його фізичних властивостей, тривалості надходження, хімізму взаємодії з біологічними середовищами (кров'ю, ферментами), а також від підлоги, віку, індивідуальної чутливості, шляхів надходження і виведення, розподілу в організмі, а також метеорологічних умов і інших супутніх чинників навколишнього середовища.
По виборчій токсичності виділяють отрути:
серцеві з переважною кардиотоксическим дією (багато лікарських препаратів, рослинні отрути, солі металів барію, калія, кобальту, кадмію);
нервові, такі, що викликають порушення психічної активності (чадний газ, фосфорорганічні з'єднання, алкоголь, наркотики, снодійні лікарські препарати);
печінкові (хлоровані вуглеводні, отруйні гриби, феноли, альдегіди);
ниркові (з'єднання важких металів, этиленгликоль, щавлева кислота);
кров'яні (анілін, нітрит, миш'яковистий водень);
легеневі (оксиди азоту, озон, фосген).
Показники токсиметрии і критерії шкідливих речовин – це кількісні показники токсичності і небезпеки шкідливих речовин. Токсичний ефект при дії різних доз і концентрацій отрут може виявитися функціональними і структурними змінами або загибеллю організму. У першому випадку токсичність прийнято виражати у вигляді порогових і недіючих доз, що діють, і концентрацій, в другому – у вигляді смертельних концентрацій.
Смертельна доза (DL) при введенні в організм або смертельні концентрації (CL) можуть викликати одиничні випадки загибелі (мінімальні смертельні) або загибель всіх організмів (абсолютно смертельні). Як показники токсичності користуються среднесмертельными дозами і концентраціями: DL50 і CL50 – це показники абсолютної токсичності. Среднесмертельная концентрація (CL50) – це концентрація речовини, що викликає загибель 50% піддослідних тварин при 2-4 годинній інгаляційній дії (мг/м3). Среднесмертельная доза (DL50) – при введенні в шлунок (міліграм/кг). DLк50 – среднесмертельная доза при нанесенні на шкіру. Про небезпеку отрут також судять за значенням порогів вреднго дії і порогу специфічної дії.
Поріг шкідливої дії (одноразового або хронічного) – це мінімальна (порогова) концентрація (доза) речовини, при дії якої в організмі виникають зміни біологічних показників на організменому рівні, що виходять за межі пристосовних реакцій, або прихована паталогия. Поріг одноразової дії позначається Limac, поріг хронічного – Limch, поріг специфічного – Limsp.
Ступінь небезпеки речовини визначається як відношення одиниці до среднесмертельной дози (1/DL50).
Небезпека речовини – це вірогідність виникнення несприятливих для здоров'я ефектів в реальних умовах виробництва або застосуванні хімічних сполук.
Можливість гострого отруєння оцінюється коефіцієнтом небезпеки раптового гострого інгаляційного отруєння (КОВОЇО)
,
де С20 - насичена концентрація при температурі 20о З; 
- коефіцієнт розподілу газу між кров'ю і повітрям.
Чим менше КОВОЇО, тим менше небезпека отруєння.
Якщо неможливо визначити, то обчислюють коефіцієнт можливості інгаляційного отруєння (КВІО)
КВІО = С20/cl50.
Існують отруєння гострі і хронічні. Гострі – частіше бувають груповими і відбуваються в результаті аварій, поломок устаткування і грубих порушень вимог безпеки праці. Хронічні – виникають поступово, при тривалому надходженні отрути в повітря робочої зони.
При повторній дії однієї і тієї ж отрути в субтоксичній дозі може змінитися перебіг отруєння і окрім явища кумуляції розвинутися сенсибілізація і толерантність.
Сенсибілізація – стан організму, при якому повторну дію речовини викликає більший ефект, чим попереднє (навіть якщо концентрація шкідливої речовини менше початковою)
Толерантність – можливий розвиток підвищеної стійкості до одних речовин після дії інших.
Класифікація речовини по характеру дії регламентується Гостами. Речовини підрозділяються на:
токсичні, такі, що викликають отруєння всього організму або вражаючі окремі системи;
дратівливі, такі, що викликають роздратування слизистих оболонок і шкірних покривів;
мутагенні, такі, що приводять до зміни генетичного коду і спадкової інформації (радіоактивні речовини, свинець, марганець);
сенсибилизирующие, діють як алерген (лаки, розчинники)
канцерогенні, такі, що викликають злоякісні новоутворення (ароматичні вуглеводні, азбест, бенз-а-пирен);
речовини, що впливають на репродуктивну функцію (радіоактивні речовини, ртуть, свинець, стирол).