В настоящее время из 7 млн. известных химических веществ и соединений 60 тыс. находят применение в деятельности человека (около 500 – 1000 новых ежегодно в мире).
Вредным называется вещество , которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в определенные сроки жизнинастоящего и последующего поколений.
Химические вещества (органические, неорганические, элементорганические), в зависимости от их практического использования, классифицируются на:
1) промышленные яды, используемые в производстве: например, органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин);
2) ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды (гексахлоран), инсектициды (карбофос) и др.;
3) лекарственные средства;
4) бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т.д.;
5) биологические, растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчел, скорпионов);
6) отравляющие вещества: зарин, иприт, фосген и др.
Токсическое действие вредных веществ характеризуется показателями токсикометрии, в соответствии с которыми вещества классифицируют на:
1) чрезвычайно токсичные;
2) высокотоксичные;
3) умеренно токсичные;
4) малотоксичные.
Эффект токсического действия различных веществ зависит от количества попавшего в организм вещества, его физических свойств, длительности поступления, химизма взаимодействия с биологическими средами (кровью, ферментами). Кроме того, эффект зависит от пола, возраста, индивидуальной чувствительности, путей поступления и выведения, распределения в организме, метеорологических условий и др. факторов окружающей среды.
Токсический эффект при действии различных доз и концентраций ядов может проявляться функциональными и структурными изменениями или гибелью организма (действующие пороговые дозы, концентрация и смертельная концентрация).
Яды, наряду с общей, обладают избирательной токсичностью , т.е. представляют наибольшую опасность для определенного органа или системы организма.
Опасность вещества – это вероятность возникновения неблагоприятных для здоровья эффектов в реальных условиях производства или применении химических соединений.
Классификация веществ по характеру воздействия на организм и общие требования безопасности регламентируются ГОСТ 12.0.003 – 74. Согласно ГОСТ вещества подразделяются на:
1) токсические, вызывающие отравления всего организма или поражающие отдельные системы;
2) раздражающие – вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, лёгких, кожных покровов;
3) сенсибилирующие, действующие как аллергены;
4) мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы и др.);
5) канцерогенные, вызывающие злокачественные новообразования (циклические амины, хром, никель, асбест и т.д.);
6) влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы).
Три последних вида воздействия вредных веществ, а также вещества, вызывающие ускорение процессов старения сердечно-сосудистой системы относят к отдалённым последствиям влияния химических соединений на организм.
Различают:
1) острое отравление - при поступлении большого количества вещества (в результате аварии, поломанного оборудования, грубых нарушений требований безопасности труда, при сильном загрязнении кожных покровов, ошибочном приёме внутрь);
2) хронические отравления - возникающие постепенно, при длительном поступлении яда в организм в относительно небольших количествах.
При повторном воздействии одного и того же яда может измениться течение отравления, и кроме кумуляции (т.е. накопления массы вредного вещества в организме) может развиться сенсибилизация и привыкание.
Сенсибилизация – это состояние организма, при котором повторное воздействие вещества вызывает больший эффект, чем предыдущие.
Привыкание – ослабление эффектов при повторном воздействии.
Толерантность – развитие повышенной устойчивости к одним веществам после воздействия других.
Комбинированное действие вредных веществ на здоровье человека – это одновременное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. Различают несколько типов комбинированного действия ядов в зависимости от эффектов токсичности:
1) аддитивное действие – это суммарный эффект смеси, равный сумме эффектов действующих компонентов. Это действие характерно для веществ однонаправленного действия, на одни и те же системы организма.
Для гигиенической оценки воздействия среды при аддитивном действии ядов используют уравнение:
где С 1, С 2 , С n - концентрация каждого вещества в воздухе, мг/м 3 ,
ПДК 1 , ПДК 2 , ПДК n – предельно допустимые концентрации этих веществ, мг/м 3 .
2) потенцированное действие (синергизм) – когда одно вещество усиливает действие другого;
Возможно только в случае острого отравления. Эффект комбинированного действия при синергизме выше, чем при аддитивном действии. Количественной оценки нет;
3) антагонистическое действие – эффект комбинированного действия менее ожидаемого. Одно вещество ослабляет действие другого, менее чем аддитивное;
4) независимое действие – комбинированный эффект не отличается от изолированного действия каждого яда в отдельности. Преобладает эффект наиболее токсичного вещества.
Возможно комплексное действие, когда яды поступают в организм одновременно, по разным путям (через органы дыхания и ЖКТ, органы дыхания и кожу и т.д.).
Для ограничения неблагоприятного воздействия вредных веществ применяют гигиеническое нормирование их содержания в различных средах по:
1. ГОСТ 12.1.005 – 88 «Гигиеническая регламентация содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны».
Такая регламентация проводится в три этапа:
1) обоснование ориентировочного безопасного уровня воздействия ОБУВ;
2) обоснование ПДК;
3) корректирование ПДК с учётом условий труда работающих и состояния их здоровья.
ПДК – это концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных) работе (8 часов) или при другой деятельности не более 41 часа в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или отдалённые сроки жизни настоящего или последующих поколений.
Значение ОБУВ устанавливают временно, на период предшествующий проектированию производства, пересматриваются после двух лет их утверждения.
2. Для веществ, обладающих кожно-резорбтивным действием, обосновывается предельно допустимый уровень загрязнения кожи (мг/см 3) в соответствии с СН 46/8 – 88.
3. Нормирование качества вод и рек, озёр и водохранилищ проводят в соответствии с «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения» №4630 – 88.
Гигиенические и технические требования к источникам водоснабжения и правила их выбора в интересах здоровья населения регламентируются ГОСТ 2761 – 84. Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения указаны в санитарных правилах и нормах СанПиН 2.1.4.559 – 96 и СанПиН 2.1.4.544 – 96.
?МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет»
Филиал в г.Братске
РЕФЕРАТ
по дисциплине: «Безопасность жизнедеятельности»
Тема: Вредные вещества
Выполнила
Студентка группы:
ДиДОУз-10 Е.В. Андреева
Проверил: Н.А. Ласица
Братск-2012
ВРЕДНЫЕ ВЕЩЕСТВА
В настоящее время известно около 7 млн. химических веществ и соединений (далее вещество), из которых 60 тыс. находят применение в деятельности человека. На международном рынке ежегодно появляется 500...1000 новых химических соединений и смесей.
Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Химические вещества (органические, неорганические, элементорганические) в зависимости от их практического использования классифицируются на:
– промышленные яды, используемые в производстве: например, органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин);
– ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды (гексахлоран), инсектициды (карбофос) и др.;
– лекарственные средства;
– бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;
– биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчел, скорпионов);
– отравляющие вещества: зарин, иприт, фосген и др.
Ядовитые свойства могут проявить все вещества, даже такие, как поваренная соль в больших дозах или кислород при повышенном давлении. Однако к ядам принято относить лишь те, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших количествах.
К промышленным ядам относится большая группа химических веществ и соединений, которые в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов встречаются в производстве.
В организм промышленные химические вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу. Однако основным путем поступления являются легкие. Помимо острых и хронических профессиональных интоксикаций, промышленные яды могут быть причиной понижения устойчивости организма и повышенной общей заболеваемости.
Бытовые отравления чаще всего возникают при попадании яда в желудочно-кишечный тракт (ядохимикатов, бытовых химикатов, лекарственных веществ). Возможны острые отравления и заболевания при попадании яда непосредственно в кровь, например, при укусах змеями, насекомыми, при инъекциях лекарственных веществ.
Что такое токсины, токсиканты и токсические вещества?
Само слово «токсин» не подразумевает специфического класса веществ, а скорее означает то, что может принести вред организму. Другими словами, токсин или токсическое вещество – это химикат или смесь, которая может причинить вред организму или представляет собой риск для здоровья при воздействии на организм. По некоторым определениям слово «токсин» может применяться лишь в отношении ядовитых веществ животного и растительного происхождения, поэтому чтобы избежать путаницы Организация по Защите Окружающей среды (EPA) и другие правительственные учреждения используют слово «токсикант» для обозначения токсинов. Каждое токсическое вещество имеет определенную концентрацию или токсическую дозу, при достижении которой начинается токсическое действие вещества. Однако, большинство веществ, считающихся токсикантами окружающей среды, вредны и при низких дозах.
Яды, наряду с общей, обладают избирательной токсичностью, т. е. они представляют наибольшую опасность для определенного органа или системы организма. По избирательной токсичности выделяют яды:
– сердечные с преимущественным кардиотоксическим действием; к этой группе относят многие лекарственные препараты, растительные яды, соли металлов (бария, калия, кобальта, кадмия);
– нервные, вызывающие нарушение преимущественно психической активности (угарный газ, фосфорорганические соединения, алкоголь и его суррогаты, наркотики, снотворные лекарственные препараты и др.);
– печеночные, среди которых особо следует выделить хлорированные углеводороды, ядовитые грибы, фенолы и альдегиды;
– почечные – соединения тяжелых металлов этиленгликоль, щавелевая кислота;
– кровяные – анилин и его производные, нитриты, мышьяковистый водород;
– легочные – оксиды азота, озон, фосген и др.
Показатели и критерии токсичности вредных веществ – это количественные показатели токсичности и опасности вредных веществ. Токсический эффект при действии различных доз и концентраций ядов может проявиться функциональными и структурными (патоморфологическими) изменениями или гибелью организма. В первом случае токсичность принято выражать в виде действующих, пороговых и недействующих доз и концентраций, во втором – в виде смертельных концентраций.
Смертельные, или летальные дозы DL при введении в желудок или в организм другими путями или смертельные концентрации CL могут вызывать единичные случаи гибели (минимальные смертельные) или гибель всех организмов (абсолютно смертельные). В качестве показателей токсичности пользуются среднесмертельными дозами и концентрациями: DL50, CL50 – это показатели абсолютной токсичности. Среднесмертельная концентрация вещества в воздухе CLso – это концентрация вещества, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при 2-4-часовом ингаляционном воздействии (мг/м3); среднесмертельная доза при введении в желудок (мг/кг), обозначается какDL50,среднесмертельная доза при нанесении на кожу DLК50.
Степень токсичности вещества определяется отношением 1/DL50 и 1/CL50; чем меньше значения токсичности DL50 и CL50 тем выше степень токсичности.
Об опасности ядов можно судить также по значениям порогов вредного действия (однократного, хронического) и порога специфического действия.
Порог вредного действия (однократного или хронического) – это минимальная (пороговая) концентрация (доза) вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения биологических показателей на организменном уровне, выходящие за пределы приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.
Опасность вещества – это вероятность возникновения неблагоприятных для здоровья эффектов в реальных условиях производства или применении химических соединений.
По характеру развития и длительности течения различают две основные формы профессиональных отравлений – острые и хронические интоксикации.
Острая интоксикация наступает, как правило, внезапно после кратковременного воздействия относительно высоких концентраций яда и выражается более или менее бурными и специфическими клиническими симптомами. В производственных условиях острые отравления чаще всего связаны с авариями, неисправностью аппаратуры или с введением в технологию новых материалов с малоизученной токсичностью.
Хронические интоксикации вызваны поступлением в организм незначительных количеств яда и связаны с развитием патологических явлений только при условии длительного воздействия, иногда определяющегося несколькими годами.
Большинство промышленных ядов вызывают как острые, так и хронические отравления. Однако некоторые токсические вещества обычно обусловливают развитие преимущественно второй (хронической) фазы отравлений (свинец, ртуть, марганец).
Помимо специфических отравлений токсическое действие вредных химических веществ может способствовать общему ослаблению организма, в частности снижению сопротивляемости к инфекционному началу. Например, известна зависимость между развитием гриппа, ангины, пневмонии и наличием в организме таких токсических веществ, как свинец, сероводород, бензол и др. Отравление раздражающими газами может резко обострить латентный туберкулез и т. д.
Развитие отравления и степень воздействия яда зависят от особенностей физиологического состояния организма. Физическое напряжение, сопровождающее трудовую деятельность, неизбежно повышает минутный объем сердца и дыхания, вызывает определенные сдвиги в обмене веществ и увеличивает потребность в кислороде, что сдерживает развитие интоксикации.
Чувствительность к ядам в определенной мере зависит от пола и возраста работающих. Установлено, что некоторые физиологические состояния у женщин могут повышать чувствительность их организма к влиянию ряда ядов (бензол, свинец, ртуть). Бесспорна плохая сопротивляемость женской кожи к воздействию раздражающих веществ, а также большая проницаемость в кожу жирорастворимых токсических соединений. Что касается подростков, то их формирующийся организм обладает меньшей сопротивляемостью к влиянию почти всех вредных факторов производственной среды, в том числе и промышленных ядов.
ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМ
Основными путями поступления вредных веществ в организм являются дыхательные пути, пищеварительный тракт и кожный покров.
Наибольшее значение имеет поступление их через органы дыхания. Поступившие в воздух помещений токсические пыли, пары и газы вдыхаются рабочими и проникают в легкие. Через разветвленную поверхность бронхиол и альвеол они всасываются в кровь. Вдыхаемые яды оказывают неблагоприятное действие практически на протяжении всего времени работы в загрязненной атмосфере, а иногда даже и по окончании работы, так как всасывание их еще продолжается. Поступившие через органы дыхания в кровь яды разносятся по всему организму, вследствие чего токсическое их действие может сказываться на самых различных органах и тканях.
Вредные вещества поступают в органы пищеварения при заглатывании токсической пыли, осевших на слизистых оболочках полости рта, либо путем занесения их туда загрязненными руками.
Поступившие в пищеварительный тракт яды на всем его протяжении всасываются через слизистые оболочки в кровь. В основном всасывание происходит в желудке и кишечнике. Поступившие через органы пищеварения яды кровью направляются в печень, где некоторые из них задерживаются и частично обезвреживаются, потому что печень является барьером для поступающих через пищеварительный тракт веществ. Только пройдя через этот барьер, яды поступают в общий кровоток и разносятся им по всему организму.
Токсические вещества, обладающие способностью растворять или растворяться в жирах и липоидах, могут проникать через кожный покров при загрязнении последнего этими веществами, а иногда и при наличии их в воздухе (в меньшей степени). Проникшие через кожный покров яды сразу поступают в общий кровоток и им разносятся по организму.
Поступившие в организм тем или иным путем яды могут относительно равномерно распределяться по всем органам и тканям, оказывая на них токсическое действие. Некоторые же из них скапливаются преимущественно в каких-то одних тканях и органах: в печени, костях и др. Такие места преимущественного скопления токсических веществ называют депоида в организме. Для многих веществ характерны определенные виды тканей и органов, где они депонируются. Задержка ядов в депо может быть как кратковременной, так и более длительной - до нескольких дней и недель. Постепенно выходя из депо в общий кровоток, они также могут оказывать определенное, как правило, слабо выраженное токсическое действие. Некоторые необычные явления (прием алкоголя, специфическая пища, болезнь, травма и др.) могут вызвать более быстрое выведение ядов из депо, в результате чего их токсическое действие проявляется более выражено.
Выделение ядов из организма происходит главным образом через почки и кишечник; наиболее летучие вещества выделяются также и через легкие с выдыхаемым воздухом.
Экологическое нормирование предполагает учет так называемой допустимой нагрузки на экосистему. Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды. К настоящему времени известны лишь некоторые попытки учета нагрузки для растений суши и для сообществ водоемов рыбохозяйственного назначения.
Как экологическое, так и санитарно-гигиеническое нормирование основаны на знании эффектов, оказываемых разнообразными факторами воздействия на живые организмы. Одним из важных понятий в токсикологии и в нормировании является понятие вредного вещества.
В специальной литературе принято называть вредными все вещества, воздействие которых на биологические системы может привести к отрицательным последствиям. Кроме того, как правило, все ксенобиотики (чужеродные для живых организмов, искусственно синтезированные вещества) рассматривают как вредные.
Установление нормативов качества окружающей среды и продуктов питания основывается на концепции пороговости воздействия. Порог вредного действия – это минимальная доза вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Таким образом, пороговая доза вещества (или пороговое действие вообще) вызывает у биологического организма отклик, который не может быть скомпенсирован за счет гомеостатических механизмов (механизмов поддержания внутреннего равновесия организма).
Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и утверждаются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов. Отметим, что утвержденные в СССР нормативы были весьма жесткими, но редко соблюдались на практике. В основе санитарно-гигиенического нормирования лежит понятие предельно допустимой концентрации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Под вредным понимается вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья.
Степень и характер вызываемых веществом нарушений нормальной работы организма зависит от пути попадания в организм, дозы, времени воздействия, концентрации вещества, его растворимости, состояния воспринимающей ткани и организма в целом, атмосферного давления, температуры и других характеристик окружающей среды.
Следствием действия вредных веществ на организм могут быть анатомические повреждения, постоянные или временные расстройства и комбинированные последствия. Многие сильно действующие вредные вещества вызывают в организме расстройство нормальной физиологической деятельности без заметных анатомических повреждений, воздействий на работу нервной и сердечно-сосудистой систем, на общий обмен веществ и т.п.
Основой проведения мероприятий по борьбе с вредными веществами является гигиеническое нормирование.
Снижение уровня воздействия на работающих вредных веществ, его полное устранение достигается путем проведения технологических, санитарно-технических, лечебно-профилактических мероприятий, а также применением средств индивидуальной защиты.
К технологическим мероприятиям относятся такие как внедрение непрерывных
и т.д.................
Ядом может стать любое вещество, попавшее в организм человека в токсической дозе (обычная поваренная соль или даже кислород — при давлении, превышающем 1 атм. (например, при погружении под воду), токсически воздействующий на легкие и ЦНС человека). Однако к ядам, как правило, относятся вещества, проявляющие вредное действие в обычных условиях и в относительно небольших количествах.
Химические вещества (органические, неорганические, элемент-органические) в зависимости от их возможного негативного (токсического) влияния на человека и окружающую среду при практическом применении подразделяются на:
- промышленные яды , используемые в производстве: органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин) и пр.;
- ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве : пестициды (гексахлоран), инсектициды (карбофос) и др.;
- лекарственные средства ;
- средства бытовой химии , используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;
- биологические растительные и животные яды : в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (яд змей, пчел, скорпионов);
- отравляющие вещества (в т. ч. боевые): зарин, иприт, фосген и др.
Токсическое воздействие во многом зависит от пути поступления яда организм человека.
Большая группа химических веществ и соединений, встречающихся в производстве в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов, относится к промышленным ядам . В организм они могут проникать через органы дыхания (преимущественно), желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу. Эти яды могут стать причиной снижения резистентности (устойчивости) организма и его повышенной заболеваемости.
При попадании яда в желудочно-кишечный тракт чаще возникают бытовые отравления (ядохимикатами, средствами бытовой химии и лекарствами).
При попадании яда непосредственно в кровь (при укусах змей или насекомых или при внутривенном введении веществ) возможны тяжелые острые отравления.
По показателю токсичности вещества подразделяют на: чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные .
Критерии токсичности вредных веществ - это количественные показатели токсичности и опасности вредных веществ. Токсический эффект при действии различных доз и концентраций ядов может проявиться функциональными и структурными (патоморфологическими) изменениями или гибелью организма. В первом случае токсичность принято выражать в виде действующих, пороговых и недействующих доз и концентраций, во втором - в виде смертельных концентраций.
Смертельные, или летальные, дозы %%(DL)%% при введении в желудок или в организм другими путями или смертельные концентрации %%(CL)%% могут вызывать единичные случаи гибели (минимальные смертельные) или гибель всех организмов (абсолютно смертельные).
В качестве показателей токсичности пользуются среднесмертелъными дозами и концентрациями (показателями абсолютной токсичности):
- среднесмертельная концентрация вещества в воздухе %%CL_{50}%% . - это концентрация вещества, вызывающая гибель 50% подопытных животных при 2-4-часовом ингаляционном воздействии (мг/м 3);
- среднесмертельная доза при введении в желудок (мг/кг) обозначается как %%DL_{50}%%. среднесмертельная доза при нанесении на кожу - %%DL_{50}^K%%.
Степень токсичности вещества определяется как отношение
$$ { \frac {1} { DL_{50}}} и { \frac {1} { CL_{50}}}, $$
чем меньше значения токсичности %%DL_{50}%% и %%CL_{50}%%, тем выше степень токсичности.
Об опасности ядов можно судить также по значениям порогов вредного действия (однократного, хронического) и порога специфического действия.
Порог вредного действия (однократного или хронического) - это минимальная (пороговая) концентрация (доза) вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения биологических показателей на организменном уровне, выходящие за пределы приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.
Порог однократного действия обозначается %%Lim_{ас}%%, порог хронического — %%Lim_{ch}%%, порог специфического — %%Lim_{sp}%%.
Эффект токсического действия различных веществ зависит от количества попавшего в организм вещества, его физических свойств, длительности поступления, химизма взаимодействия с биологическими средами (кровью, ферментами). Кроме того, эффект зависит от пола, возраста, индивидуальной чувствительности, путей поступления и выведения, распределения в организме, а также метеорологических условий и других сопутствующих факторов окружающей среды.
Пары, газы, жидкости, аэрозоли, химические соединения, смеси (далее вещества) при контакте с организмом человека могут вызывать изменения в состоянии здоровья или заболевания.
Воздействие вредных веществ на человека может сопровождаться отравлениями и травмами.
В настоящее время известно более 7 млн химических веществ и соединений, из которых около 60 тысяч находят применение в деятельности человека.
Классификация и виды вредных веществ
По химическому строению вредные вещества можно разделить на следующие группы:
- органические соединения (альдегиды, спирты, кетоны);
- элементно-органические соединения (фосфорорганические, хлорорганические);
- неорганические (свинец, ртуть).
По агрегатному состоянию вредные вещества делятся на газы, пары, аэрозоли и их смеси.
По действию на организм человека вредные вещества подразделяются на следующие группы:
1. Токсичные - вступающие во взаимодействие с организмом человека, вызывающие различные отклонения в состоянии здоровья работающего. В зависимости от физиологического воздействия на человека токсичные вещества условно могут быть разделены на четыре группы:
- раздражающие - действующие на дыхательные пути и слизистую оболочку глаз: сернистый газ, хлор, аммиак, фтористый и хлористый водород, форматьдегид, окислы азота;
- удушающие - нарушающие процесс усвоения кислорода тканями: оксид углерода, хлор, сероводород и др.;
- наркотические - азот под давлением, трихлорэтилен, бензил, дихлоэтанацитилен, ацетон, фенол, четыреххлористый углерод;
- соматические - вызывающие нарушение деятельности организма или его отдельных систем: свинец, ртуть, бензол, мышьяк и его соединения, метиловый спирт;
2. Сенсибилизирующие — вызывающие нейроэндокринные нарушения, сопровождающиеся гнездковой плешивостью, депигментацией кожи;
3. Канцерогенные - вызывающие рост раковых клеток;
4. Генеративные — гонадотропные (действующие на половую сферу), эмбриотропные (действующие на эмбрионы), мутагенные (действующие на наследственность).
5. Аллергены - вызывающие различные аллергические реакции. По степени опасности для организма человека все вредные вещества разделены на 4 класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76): 1-й класс — чрезвычайно опасные; 2-й класс — высокоопасные; 3-й класс — умеренно опасные; 4-й класс — малоопасные.
Химические вещества в зависимости от их практического использования классифицируются на:
- промышленные яды — используемые в производстве органические растворители (например, дихлорэтан), топливо (например, пропан, бутан), красители (например, анилин) и др.;
- ядохимикаты — используемые в сельском хозяйстве пестициды и др.;
- лекарственные средства;
- бытовые химикаты — применяемые в виде пищевых добавок (например, уксус), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;
- биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях, грибах, у животных и насекомых;
- отравляющие вещества (ОВ) — зарин, иприт, фосген и др.
Виды вредных веществ по характеру воздействия на человека :
- общетоксические - вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы: центральную нервную систему, кроветворные органы, печень, почки (углеводороды, спирты, анилин, сероводород, синильная кислота и ее соли, соли ртути, хлорированные углеводороды, оксид углерода и др.);
- раздражающие - вызывающие раздражение слизистых оболочек, дыхательных путей, глаз, легких, кожи (органические азотокрасители, диметиламинобензол и другие антибиотики и др.);
- сенсибилизирующие — действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки и др.);
- мутагенные — приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы и др.);
- канцерогенные — вызывающие злокачественные опухоли (хром, никель, асбест, бенз(а)иирен, ароматические амины и пр.);
- влияющие на репродуктивную (детородную) функцию - вызывающие возникновение врожденных пороков, отклонений от нормального развития детей, влияющие на нормальное развитие плода (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы, борная кислота и др.).
Классы опасности вредных веществ
В организм человека вредные химические вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы. Основным же путем проникновения вредных веществ в организм являются органы дыхания.
Распределение вредных веществ в организме подчиняется определенным закономерностям. Сначала происходит распределение вещества в организме, затем основную роль начинает играть поглощающая способность тканей.
Вредное действие химических веществ на организм человека изучает специальная наука — токсикология.
Токсикология — это медицинская наука, изучающая свойства ядовитых веществ, механизм их действия на живой организм, сущность вызываемого ими патологического процесса (отравления), методы его лечения и предупреждения. Область токсикологии, изучающая действие химических веществ на человека в условиях производства, называется промышленной токсикологией .
Токсичность — это способность веществ оказывать вредное действие на живые организмы.
Основным критерием (показателем) токсичности вещества является ПДК (единицей измерения концентрации является мг/м 3). Показатель токсичности вещества определяет его опасность. По степени опасности вредные вещества разделяют на четыре класса (табл. 1).
Таблица 1. Классы опасности веществ по ПДК в воздухе рабочей зоны (по ГОСТ 12.1.007-76)
Кроме показателя ПДК, который определяет класс опасности по концентрации вещества в воздухе, используются и другие показатели.
Средняя смертельная концентрация в воздухе ЛК 50 (мг/м 3) — концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух-четырехчасовом вдыхании.
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу ЛД 50 (мг/кг — миллиграмм вредного на кг массы животного) доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном нанесении на кожу.
Средняя смертельная доза ДЛ 50 (мг/кг) — доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок.
При определении указанных средних смертельных концентраций и доз испытания проводят на мышах и крысах.
По указанным показателям класс опасности вещества определяют по следующим количественным значениям (табл. 2).
Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Химические вещества по сфере применения классифицируют на:
- - промышленные яды, используемые в производстве: например, органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин);
- - ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды (гексахлоран), инсектициды (карбофос) и др.;
- - лекарственные средства;
- - бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;
- - биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчел, скорпионов);
- - отравляющие вещества (ОВ): зарин, иприт, фосген и др.
В организм промышленные химические вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу. Однако основным путем поступления являются легкие. Помимо острых и хронических профессиональных интоксикаций промышленные яды могут быть причиной понижения устойчивости организма и повышенной общей заболеваемости.
По избирательной токсичности выделяют яды:
- - сердечные с преимущественным кардиотоксическим действием; к этой группе относят многие лекарственные препараты, растительные яды, соли металлов (бария, калия, кобальта, кадмия);
- - нервные, вызывающие нарушение преимущественно психической активности (угарный газ, фосфорорганические соединения, алкоголь и его суррогаты, наркотики, снотворные лекарственные препараты и др.);
- - печеночные, среди которых особо следует выделить хлорированные углеводороды, ядовитые грибы, фенолы и альдегиды;
- - почечные - соединения тяжелых металлов этиленгликоль, щавелевая кислота;
- - кровяные - анилин и его производные, нитриты, мышьяковистый водород;
- - легочные - оксиды азота, озон, фосген и др.
Классификация веществ по характеру воздействия на организм и общие требования безопасности регламентируются ГОСТ 12.0.003--74.
Согласно ГОСТ, вещества подразделяются на:
- - токсические, вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (ЦНС, кроветворения), вызывающие патологические изменения печени, почек;
- - раздражающие - вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов;
- - сенсибилизирующие, действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки на основе нитро- и нитрозосоединений и др.);
- -мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы и др.);
- - канцерогенные, вызывающие, как правило, злокачественные новообразования (циклические амины, ароматические углеводороды, хром, никель, асбест и др.);
- - влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы и др.).
Распределение ядовитых веществ в организме подчиняется определенным закономерностям. Первоначально происходит динамическое распределение вещества в соответствии с интенсивностью кровообращения. Затем основную роль начинает играть сорбционная способность тканей. Существуют три главных бассейна, связанных с распределением вредных веществ: внеклеточная жидкость (14 л для человека массой 70 кг), внутриклеточная жидкость (28 л) и жировая ткань. Поэтому распределение веществ зависит от таких физико-химических свойств, как водорастворимость, жирорастворимость и способность к диссоциации. Для ряда металлов (серебра, марганца, хрома, ванадия, кадмия и др.) характерно быстрое выведение из крови и накопление в печени и почках.
Сенсибилизация -- состояние организма, при котором повторное воздействие вещества вызывает больший эффект, чем предыдущее. Эффект сенсибилизации связан с образованием в крови и других внутренних средах измененных и ставших чужеродными для организма белковых молекул, индуцирующих формирование антител. К веществам, вызывающим сенсибилизацию, относятся бериллий и его соединения, карбонилы никеля, железа, кобальта, соединения ванадия и т. д.
При повторяющемся воздействии вредных веществ на организм можно наблюдать и ослабление эффектов вследствие привыкания. Для развития привыкания к хроническому воздействию яда необходимо, чтобы его концентрация (доза) была достаточной для формирования ответной приспособительной реакции и нечрезмерной, приводящей к быстрому и серьезному повреждению организма. При оценке развития привыкания к токсическому воздействию надо учитывать возможное развитие повышенной устойчивости к одним веществам после воздействия других. Это явление называют толерантностью.
Отравления протекают в острой, подострой и хронической формах. Острые отравления чаще бывают групповыми и происходят в результате аварий, поломок оборудования и грубых нарушений требований безопасности труда; они характеризуются кратковременностью действия токсичных веществ, не более чем в течение одной смены; поступлением в организм вредного вещества в относительно больших количествах -- при высоких концентрациях в воздухе; ошибочном приеме внутрь; сильном загрязнении кожных покровов. Например, чрезвычайно быстрое отравление может наступить при воздействии паров бензина, сероводорода высоких концентраций и закончиться гибелью от паралича дыхательного центра, если пострадавшего сразу же не вынести на свежий воздух. Оксиды азота вследствие общетоксического действия в тяжелых случаях могут вызвать развитие комы, судороги, резкое падение артериального давления.
Хронические отравления возникают постепенно, при длительном поступлении яда в организм в относительно небольших количествах. Отравления развиваются вследствие накопления массы вредного вещества в организме (материальной кумуляции) или вызываемых ими нарушений в организме (функциональная кумуляция). Хронические отравления органов дыхания могут быть следствием перенесенной однократной или нескольких повторных острых интоксикаций. К ядам, вызывающим хронические отравления в результате только функциональной кумуляции, относятся хлорированные углеводороды, бензол, бензины и др.
Комбинированное действие - это одновременное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. Различают несколько типов комбинированного действия ядов в зависимости от эффектов токсичности: аддитивного, потенцированного, антагонистического и независимого действия.
Аддитивное действие -- это суммарный эффект смеси, равный сумме эффектов действующих компонентов. Аддитивность характерна для веществ однонаправленного действия, когда компоненты смеси оказывают влияние на одни и те же системы организма, причем при количественно одинаковой замене компонентов друг другом токсичность смеси не меняется. Примером аддитивности является наркотическое действие смеси углеводородов (бензола и изопропилбензола).
При потенцированном действии (синергизме) компоненты смеси действуют так, что одно вещество усиливает действие другого. Эффект комбинированного действия при синергизме выше, больше аддитивного, и это учитывается при анализе гигиенической ситуации в конкретных производственных условиях. Потенцирование отмечается при совместном действии диоксида серы и хлора; алкоголь повышает опасность отравления анилином, ртутью и некоторыми другими промышленными ядами. Явление потенцирования возможно только» в случае острого отравления.
Антагонистическое действие - эффект комбинированного действия менее ожидаемого. Компоненты смеси действуют так, что одно вещество ослабляет действие другого, эффект -- менее аддитивного. Примером может служит антидотное (обезвреживающее) взаимодействие между эзерином и атропином.
При независимом действии комбинированный эффект не отличается от изолированного действия каждого яда в отдельности. Преобладает эффект наиболее токсичного вещества. Комбинации веществ с независимым действием встречаются достаточно часто, например бензол и раздражающие газы, смесь продуктов сгорания и пыли.
Для ограничения неблагоприятного воздействия вредных веществ применяют гигиеническое нормирование их содержания в различных средах. В связи с тем, что требование полного отсутствия промышленных ядов в зоне дыхания работающих часто невыполнимо, особую значимость приобретает гигиеническая регламентация содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005--88 и ГН 2.2.5.686--98). Такая регламентация в настоящее время проводится в три этапа: 1) обоснование ориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ); (ГН 2.2.5.687-98); 2) обоснование ПДК; 3) корректирование ПДК с учетом условий труда работающих и состояния их здоровья. Установлению ПДК может предшествовать обоснование ОБУВ в воздухе рабочей зоны, атмосфере населенных мест, в воде, почве.
Ориентировочный безопасный уровень воздействия устанавливают временно, на период, предшествующий проектированию производства. Значение ОБУВ определяется путем расчета по физико-химическим свойствам или путем интерполяций и экстраполяции в гомологических рядах (близких по строению) соединений или по показателям острой токсичности. ОБУВ должны пересматриваться через два года после их утверждения.
Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны -- это концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в продолжение 8 ч или при другой длительности, но не превышающей 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызывать заболеваний или отклонений в состояний здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующего поколений.
При обосновании коэффициента запаса учитывают КВИО, выраженные кумулятивные свойства, возможность кожно-резорбтивного действия, чем они значительнее, тем больше избираемый коэффициент запаса. При выявлении специфического действия -- мутагенного, канцерогенного, сенсибилизирующего -- принимаются наибольшие значения коэффициента запаса (10 и более).
До недавнего времени ПДК химических веществ оценивали как максимальные ПДК мр. Превышение их даже в течение короткого времени запрещалось. В последнее время для веществ, обладающих кумулятивными свойствами (меди, ртути, свинца и др.), для гигиенического контроля введена вторая величина -- среднесменная концентрация ПДКсс. Это средняя концентрация, полученная путем непрерывного или прерывистого отбора проб воздуха при суммарном времени не менее 75 % продолжительности рабочей смены, или средневзвешенная концентрация в течение смены в зоне дыхания работающих на местах постоянного или временного их пребывания.
Для веществ, обладающих кожно-резорбтивным действием, обосновывается предельно допустимый уровень загрязнения кожи в соответствии с ГН 2.2.5.563-96.
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе населенных мест -- максимальные концентрации, отнесенные к определенному периоду осреднения (30 мин, 24 ч, 1 мес, 1 год) и не оказывающие при регламентированной вероятности их появления ни прямого, ни косвенного вредного воздействия на организм человека, включая отдаленные последствия для настоящего и последующих поколений, не снижающие работоспособности человека и не ухудшающие его самочувствия.
Максимальная (разовая) концентрация ПДК мр -- наиболее высокая из числа 30-минутных концентраций, зарегистрированных в данной точке за определенный период наблюдения.
Среднесуточная концентрация ПДК СС -- средняя из числа концентраций, выявленных в течение суток или отбираемая непрерывно в течение 24 ч.
Если порог токсического действия для какого-то вещества оказывается менее чувствительным, то решающим в обосновании ПДК является порог рефлекторного воздействия как наиболее чувствительный. В подобных случаях ПДКмр > ПДКсс, например для бензина и акролеина. Если же порог рефлекторного действия менее чувствителен, чем порог токсического действия, то принимают ПДКмр = ПДКсс. Существует группа веществ, у которых отсутствует порог рефлекторного действия (мышьяк, марганец и др.) или он выражен недостаточно четко (оксид ванадия (V)). Для таких веществ ПДК мр не нормируется, а устанавливается лишь ПДКсс. Эти концентрации определена ГН 2.1.6.695--98. А ориентированные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест установлены ГН 2.1.6.1339--03.
Нормирование качества воды рек, озер и водохранилищ проводят в соответствии с «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения» № 4630--88 МЗ СССР двух категорий: I-водоемы хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения и II-рыбохозяйственного назначения.
Правила устанавливают нормируемые значения для следующих параметров воды водоемов: содержание плавающих примесей и взвешенных веществ, запах, привкус, окраска и температура воды, значение рН, состав и концентрации минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, биологическая потребность воды в кислороде, состав и ПДК„ ядовитых и вредных веществ и болезнетворных бактерий.
Лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения используют трех видов: санитарно-токсикологический, общесанитарный и орга-нолептический; для водоемов рыбохозяйственного назначения наряду с указанными используют еще два вида ЛПВ: токсикологический и рыбохозяйственный.
Гигиенические и технические требования к источникам водоснабжения и правила их выбора в интересах здоровья населения регламентируются ГОСТ 2761--84. Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения указаны в санитарных правилах и нормах СанПиН 2.1.4.559-96 и СанПиН 2.1.4.544-96, а также ГН 2.1.5.689-98.
Нормирование химического загрязнения почв осуществляется по; предельно допустимым концентрациям (ПДК п). Это концентрация химического вещества (мг) в пахотном слое почвы (кг), которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы. По своей величине ПДК п значительно отличается от принятых допустимых концентраций для; воды и воздуха. Это отличие объясняется тем, что поступление вредных веществ в организм непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях в незначительных количествах, в основном через контактирующие с почвой среды (воздух, воду, растения).
Регламентирование загрязнения осуществляется в соответствии с нормативными документами. Различают четыре разновидности ПДК п в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды: ТВ - транслокационный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений; МА - миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу; MB - миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водные источники; ОС - общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и микробиоценоз. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест проводится по методическим указаниям МУ2.1.7.730--99.
Для контроля содержания вредных веществ в воздухе применяются следующие методы: лабораторные, экспрессные и индикаторные. Лабораторные методы определения вредных веществ в воздухе -- это отбор пробы воздуха на производстве и ее анализ в лабораторных условиях.
В ряде случаев необходимо быстрое решение вопроса о степени загрязнения воздушной среды производственного помещения. С этой целью используются универсальные газоанализаторы (УГ), работа которых основана на цветных реакциях в небольших объемах высокочувствительной жидкости или твердого вещества-носителя, пропитанного индикаторами. Твердый носитель, например силикагель, помещают в стеклянную трубочку, через которую пропускают определенный объем исследуемого воздуха. О количестве вредного вещества судят по длине окрашенного столбика, сравнивая его со специально проградуированной шкалой.
Индикаторные методы анализа применяют для обнаружения высокоопасных веществ (ртути, цианистых соединений и др.). С их помощью можно быстро выполнять качественные анализы.
Основным методом анализа запыленности воздуха промышленных предприятий является метод определения массы пыли в сочетании с определенным размером частиц (дисперсности) пыли. Этот метод основан на принципе определения увеличения массы при пропускании через фильтр исследуемого воздуха определенного объема. В качестве фильтров применяют бумажные, стекловолокнистые АФА. Разница в массе фильтра до и после протягивания запыленного воздуха характеризует содержание пыли в объеме протянутого воздуха.
Дисперсность пыли определяется счетным методом с помощью прибора АЗ-5 (при малых концентрациях пыли), а при больших концентрациях -- с использованием импакторов.
Для оздоровления воздушной среды помещений, в которой содержаться пыли и газы веществ применяют методы:
- 1 Механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими. Эти мероприятия имеют большое значение для защиты от воздействия вредных веществ, теплового излучения, особенно при выполнении тяжелых работ. Автоматизация процессов, сопровождающихся - выделением вредных веществ, не только повышает производительность, но и улучшает условия труда, поскольку рабочие выводятся из опасной зоны. Например, внедрение автоматической сварки с дистанционным управлением вместо ручной дает возможность резко оздоровить условия труда сварщика, применение роботов-манипуляторов позволяет устранить тяжелый ручной труд.
- 2 Применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону. При проектировании новых технологических процессов и оборудования необходимо добиваться исключения или резкого уменьшения выделения вредных веществ в воздух производственных помещений. Этого можно достичь, например, заменой токсичных веществ нетоксичными, переходом с твердого и жидкого топлива на газообразное, электрический высокочастотный нагрев; применением пылеиодавления водой (увлажнение, мокрый помол) при измельчении и транспортировке материалов и т. д.
Большое значение для оздоровления воздушной среды имеет надежная герметизация оборудования, в котором находятся вредные, вещества, в частности, нагревательных печей, газопроводов, насосов, компрессоров, конвейеров и т. д. Через неплотности в соединениях, а также вследствие газопроницаемости материалов происходит истечение находящихся под давлением газов. Количество вытекающего газа зависит от его физических свойств, площади неплотностей и разницы давлений снаружи и внутри оборудования.
- 3 Защита от источников тепловых излучений. Это важно для снижения температуры воздуха в помещении и теплового облучения работающих.
- 4 Устройство вентиляции и отопления, что имеет большое значение для оздоровления воздушной среды в производственных помещениях.
- 5 Применение средств индивидуальной защиты.
