Реферат- Воздействие и нормирование вредных веществ

5. Оценка токсичности применяемых в производстве химических веществ

Государственный стандарт устанавливает токсикологические параметры только для 2000 химических веществ, для которых были проведены комплексные токсиколого-гигиенические исследования. Но в промышленности используется гораздо больше химических веществ и для обеспечения безопасности труда работников необходима по меньшей мере оценка токсичности (вредного воздействия) применяемых в производстве химических веществ. Для такой оценки специалистами в области промышленной токсикологии предложены несколько формул, расчеты которые дают хорошее приближение к действительным значениям ПДК_р.з.

Производить расчет по формулам можно лишь для тех химических веществ, приведенные физико-химические константы которых укладываются в определенные пределы: молярная масса М (кг∙моль^-1) – от 30 до 300; плотность p (кг∙м^-3) – от 0,6 до 2,0; температура кипения t_кип (⁰С) – от -100 до 300; температура плавления t_пл (⁰С) – от -190 до 180; показатель преломления n_р – от 1,3 до 1,6. Ниже приведены уравнения, используемые для расчета значений ПДК_р.з.,мг/м³:

lg ПДК_р.з. =14,2 – 10n_p lnM;

lg ПДК_р.з. = lgM – 0,012t_пл – 1,2;

lg ПДК_р.з. = 0,4 – 0,01М lgM;

lg ПДК_р.з. = 0,6 – 0,01t_кип lgM;

lg ПДК_р.з. = 1,6 – 2,2 lgM.

Формулы, которые используют для расчета ПДК_р.з. (мг/м³) конкретных вредных веществ, указаны ниже.

Для паров и газов органической жидкости:

lg ПДК_р.з. = 0,911gлк₅₀ 0,1 lgM;

lg ПДК_р.з. = lgЛД₅₀ – 2,0 lgM.

Для аэрозолей нелетучих и мало-летучих органических и элементоорганических веществ:

lg ПДК_р.з. = lgЛД₅₀ – 3,1 lgM.

Для газов и паров неорганических веществ:

lg ПДК_р.з. = lgЛД₅₀ 0,4 lgM.

Для аэрозолей металлов и их оксидов:

lg ПДК_р.з. = 0,8 lgЛД₅₀ – 3 lgM – lgN,

где N – число атомов металла в молекуле вещества.

6. Воздействие аэрозолей

Приведенная выше классификация вредных веществ по характеру воздействия не учитывает большой группы веществ – аэрозолей (пыли), не обладающих выраженной токсичностью. Для этих веществ характерен фиброгенный эффект действия на организм. Аэрозоли угля, кокса, сажи, алмазов, пыли животного и растительного происхождения, силикат и кремнийсодержащие пыли, аэрозоли металлов, попадая в органы дыхания вызывают повреждение слизистой оболочки верхних дыхательных путей и, задерживаясь в легких, вызывают воспаление (фиброзу) легочной ткани. Профессиональные заболевания, связанные с воздействием аэрозолей -пневмокониозы. Пневмокониозы различаются на:

·  силикозы – развиваются при действии пыли свободного диоксида кремния;

·  силикатозы – развиваются при действии аэрозолей солей кремниевой кислоты;

·  разновидности силикатоза: асбестоз (асбестовая пыль), цементоз (цементная пыль), талькоз (пыль талька);

·  металлокониозы – развиваются при вдыхании металлической пыли, например бериллиевой (бериллиоз);

·  карбокониозы, например антраноз, возникающий при вдыхании угольной пыли.

Результатом вдыхания человеком пыли является пневмосклерозы, хронические пылевые бронхиты, пневмонии, туберкулезы. Рак легких.

Наличие аэрозолей фиброгенного эффекта не исключает их общетоксического воздействия. К ядовитым пылям относятся аэрозоли ДДТ, свинца, бериллия, мышьяка и др. При попадании их в органы дыхания, помимо изменений в верхних дыхательных путях и легких, развивается острое и хроническое отравление.

7. Комбинированное и комплексное действие химических веществ

На производстве работа, как правило, проводится с несколькими химическими веществами (рис.3). При этом работник может подвергаться воздействию негативных факторов другой природы (физических – шуму, вибрации, электромагнитным и ионизирующим излучениям). При этом возникает эффект сочетанного (при одновременном действии негативных факторов различной природы) или комбинированного (при одновременном действии нескольких химических веществ) действия химических веществ.

Рис.3. Характеристики эффекта воздействия вредного вещества на организм человека

Комбинированное действие – это одновременное или последовательное действие на организм нескольких веществ при одном и том же пути их поступления в организм. Различают несколько типов комбинированного действия в зависимости от эффектов токсичности:

1.  суммация (аддитивное действие, аддитивность) – суммарный эффект действия смеси равен сумме эффектов входящих в смесь компонентов. Суммация характерна для веществ однонаправленного действия, когда вещества оказывают одинаковое воздействие на одни и те же системы организма (например, смеси углеводородов);

2.  потенцирование (синергетическое действие, синергизм) – вещества действуют так, что одно вещество усиливает действие другого. Эффект синергизма больше аддитивного. Например, никель усиливает свою токсичность в присутствии медистых стоков в 10 раз, алкоголь значительно повышает опасность отравления анилином;

3.  антагонизм (антагонистическое действие) – эффект меньше аддитивного. Одно вещество ослабляет действие другого. Например, эзерин значительно снижает действие антропина, является его противоядием;

4.  независимость (независимое действие) – эффект не отличается от изолированного действия каждого из веществ. Независимость характерна для веществ разнонаправленного действия, когда вещества оказывают различное влияние на организм и воздействуют на различные органы. Например, бензол и раздражающие газы, смесь продуктов сгорания и пыль действуют независимо.

Наряду с комбинированным действием веществ необходимо выделить комплексное действие. При комплексном действии вредные вещества поступают в организм одновременно, но разными путями (через органы дыхания и кожу, органы дыхания и желудочно-кишечный тракт и т.д.).

4. Показатели веществ по степени опасности

Для количественной оценки вредного воздействия на человека химического вещества в промышленной токсикологии используются показатели, характеризующие степень его токсичности.

Средняя смертельная концентрация в воздухе ЛК₅₀ (мг/м³) – концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух-, четырехчасовом ингаляционном воздействии на мышей или крыс.

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу ЛК₅₀ (мг/кг – миллиграмм вредного на кг массы животного) – доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном нанесении на кожу.

Средняя смертельная доза ДЛ₅₀ (мг/кг) – доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок.

Порог хронического действия Lim_cr – минимальная (пороговая) концентрация вредного вещества, вызывающего вредное действие в хроническом эксперименте по 4 часа 5 раз в неделю на протяжении не менее 4 месяцев.

Порог острого действия Lim_ас – минимальная (пороговая) концентрация вредного вещества, вызывающая изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций.

Зона острого действия Z_ас – отношение среднесмертельной концентрации (ЛК₅₀ к порогу острого действия Lim_ас)

Z_ас = ЛК₅₀/Lim_ас.

Это отношение показывает размах концентрации, оказывающих действие на организм при однократном поступлении, от начальных до крайних, влияющих наиболее неблагоприятно.

Зона хронического действия Z_cr – отношение порога острого действия Lim_ас к порогу хронического действия Lim_cr.

Z = Lim_ас/Lim_cr.

Это соотношение показывает, насколько велик разрыв между концентрациями, вызывающими начальные явления интоксикации при однократном и длительном поступлении в организм. Чем меньше зона острого действия, тем опаснее вещество, поскольку даже небольшое превышение пороговой концентрации может вызвать смертельный исход. Чем шире зона хронического действия, тем опаснее вещество, так как концентрации, оказывающие хроническое действие, значительно меньше вызывающих острое отравление.

Коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО) – отношение максимально достигаемой концентрации вредного вещества в воздухе при 20⁰С к средней смертельной концентрации вещества для мышей.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны ПДК_р.з – такая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или другой продолжительности, но не более 40 часов в неделю, в течении всего рабочего стажа не может вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

ПДК_р.з устанавливается на ровне 2-3 раза и ниже, чем порог хронического действия Lim_cr. Такое снижение называется коэффициентом запаса (К₃). Взаимосвязь токсикологических параметров химического вещества представлена на рис. 2.

Рис.2. Зависимость биологического действия химических веществ от токсикологических показателей

Количественные значения токсикологических параметров химических веществ в национальной системе стандартов безопасности труда представлены в таблице 1.

Согласно ГОСТ 12.1.007 – 76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» по степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:

1.  чрезвычайно опасные;

2.  высоко опасные;

3.  умеренно опасные;

4.  малоопасные.

Отнесение вредного вещества к классу опасности производится по показателю таб.1, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

Таблица 1. Классы опасности вредных веществ