Какие отравления на организм малых вредных

В процессе жизнедеятельности на человекамогут воздействовать вредные вещества. Вредными являются вещества, которые при контакте с организмом человека могут вызвать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами, как в процессе работы, так и в отдалённые сроки жизни настоящего и последующих поколений (ГОСТ 12.1.007-76*). Вредные вещества могут проникать в организм человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки.

Токсическое действие веществ определяется взаимодействием их с организмом, зависит от факторов окружающей среды, физических свойств веществ, их концентрации, длительности поступления в организм, индивидуальных особенностей человека, путей поступления и выделения вредных веществ, распределения их в организме.

Различают общее и местное действия вредных веществ. При общем действии они поступают в кровь и распространяются по всему организму, поражая в основном органы и системы, чувствительные к данному веществу. Например, нарушение функционирования нервной системы происходит при отравлении марганцем, а органов кроветворения – бензолом. При местном действии преобладает повреждение тканей в месте их контакта с вредным веществом. Наблюдаются воспаления, раздражения, ожоги кожных и слизистых покровов. Местные действия сопровождаются и общими явлениями из-за всасывания вредных соединений и рефлекторных реакций организма.

Отравления вредными веществами могут быть острыми и хроническими. Острые отравления возникают быстро при наличии относительно высоких концентраций вредных веществ. Они характеризуются кратковременностью действия и поступлением в организм вредного вещества в относительно больших количествах. Например, оксиды азота при большой концентрации могут привести к судорогам, резкому падению артериального давления. Хронические отравления развиваются медленно в результате длительного воздействия вредных веществ малых концентраций. При этом развиваются функциональные изменения, приводящие в ряде случаев к заболеваниям. Некоторые вещества способны накапливаться в организме.

Большинство случаев профессиональных заболеваний и отравлений связано с поступлением токсических газов, паров и аэрозолей в организм человека через органы дыхания. Этот путь наиболее опасен, поскольку вредные вещества поступают через разветвлённую систему лёгочных альвеол, имеющих площадь повехности более 120 м2, непосредственно в кровь и разносятся по всему организму.

Действие вредных веществ на организм человека обусловлено их физико-химическими свойствами. Согласно ГОСТ 12.0.003 - 74* химические опасные и вредные факторы по характеру воздействия на организм человека подразделяется на общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию. Общетоксические вещества вызывают отравление всего организма или поражают отдельные системы, приводят к патологическим изменениям печени, почек (ароматические и хлорированные углеводороды, ртутьорганические соединения, тетраэтилсвинец, фосфорорганические вещества и др). Раздражающие вещества вызывают воспалительную реакцию слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, лёгких, кожных покровов (кислоты, щёлочи, хлор-, фтор-, серо- и азотсодержащие соединения). Сенсибилизирующие вещества при повторном воздействии вызывают больший эффект, чем при первичном. При этом у человека могут возникать бурные реакции, сопровождающиеся кожными изменениями, астматическими явлениями, заболеваниями крови (бериллий и его соединения, карбониты никеля, железа, кобальта, соединения ванадия, ртути, формальдегид и т. д.). Канцерогенные вещества вызывают развитие злокачественных новообразований (хром, никель, полициклические ароматические углеводороды, которые могут входить в состав сырой нефти, мазута, гудрона, битума, сажи, и др.). Мутагенные вещества приводят к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (формальдегид, свинец, марганец и др.). К веществам, влияющим на репродуктивную функцию (функцию воспроизведения потомства), относят бензол, свинец, сурьму, марганец, никотин, соединения ртути.

Одним из распространенных на производстве факторов является пыль. Она может оказывать на организм человека фиброгенное, раздражающее и токсическое действия. При фиброгенном действии пыли в лёгких происходит разрастание соединительной ткани, нарушающее их нормальное строение и функции. Пыль некоторых веществ и материалов (стекловолокна, слюды) оказывает раздражающее действие на верхние дыхательные пути, слизистую оболочку глаз, кожи. Поражающее действие пыли во многом определяется её дисперсностью (размером частиц). Наибольшей фиброгенной активностью обладают аэрозоли с размером частиц 1. 2 мкм и менее. Опасность пыли зависит от формы частиц, их твёрдости, волокнистости, заряженности и т. п.

Вредность производственной пыли обусловлена её способностью вызывать профессиональные заболевания лёгких, в первую очередь пневмокониозы. Производственная пыль, оказывая раздражающее действие, может вызвать профессиональные бронхиты, пневмонии, астматические риниты, бронхиальную астму, снизить защитные свойства организма. Под влиянием пыли развиваются конъюнктивиты, поражения кожи. Асбестовая пыль обладает канцерогенными свойствами. Действие пыли усугубляют тяжёлый физический труд и неблагоприятный микроклимат.

Часто человек подвергается одновременному воздействию ряда вредных веществ. При этом различают следующие его виды: аддитивное (суммарный эффект равен сумме эффектов отдельных воздействий), независимое (преобладает эффект наиболее токсичного вещества), антагонистическое (одно вещество ослабляет действие другого) и синергетическое (одно вещество усиливает негативное действие другого).

Доктор медицинских наук Юрий Прокопенко

В последние десятилетия экологические условия проживания людей стали предметом пристального внимания Всемирной организации здравоохранения.

Укус ядовитой змеи, вдыхание угарного газа, случайный или преднамеренный приём таких ядов, как мышьяк или цианистый калий, — хорошо известные причины смертельно опасных острых отравлений. По числу летальных исходов острые отравления сравнимы с инфарктами и инсультами. По хроническим отравлениям надёжной статистики нет, хотя миллионы людей ежедневно подвергаются воздействию малых доз довольно опасных для здоровья веществ.

В последние десятилетия экологические условия проживания людей стали предметом пристального внимания Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Обсуждению токсических свойств веществ, контакта с которыми трудно избежать городскому жителю, была посвящена серия совещаний в рамках ВОЗ; в работе некоторых из них принимал участие и автор статьи.

Разработанный ВОЗ перечень самых распространённых и наиболее опасных загрязнителей окружающей среды включает следующие вещества: акрилонитрил, бензол, дисульфид углерода, 1,2-дихлор-этан, дихлорметан, формальдегид, полициклические ароматические углеводороды (3,4-бенз(а)пирен), стирол, толуол, мышьяк, кадмий, окись углерода, хром, сероводород, свинец, ртуть, двуокись серы. Но в воздухе городов присутствуют и другие вещества, представляющие опасность развития хронических отравлений, в том числе способные вызывать отдалённые последствия — нарушения репродуктивной функции и развитие злокачественных опухолей.

В основе гигиенического нормирования лежит постулат: концентрация токсического вещества ниже ПДК (предельно допустимой концентрации) безопасна для человека. Для разовых воздействий это в целом справедливо. Но если организм ежедневно подвергается воздействию ядов, пусть даже в малых концентрациях, можно ли считать это безвредным? Каков порог хронического действия? Достаточно ли установить ПДК на уровне в 5—10 раз ниже порога, чтобы сохранить здоровье людей?

Отношение смертельной дозы к той, которая вызывает начальное отравление, для хлора составляет 600—800, для аммиака — 1000—1500, для мышьяка — 2500. Но для других ядов, таких как окись углерода, метанол, этанол, это отношение существенно меньше, соответственно 60, 9 и 17. Понятно, что, чем меньше эта величина, тем выше риск получить отравление даже при небольших дозах.

Помимо различий в величине дозы, вызывающей острое или хроническое отравление, существуют различия клинической картины. Симптомы хронических отравлений могут существенно отличаться от таковых при острых отравлениях, а это затрудняет диагностику. Так, при действии низких концентраций окиси углерода содержание карбоксигемоглобина (продукт соединения монооксида углерода и гемоглобина) в крови человека составляет 6—8%, что сопровождается лёгкими головными болями и некоторыми затруднениями при физической нагрузке. Но если содержание карбоксигемоглобина в крови достигает 50%, возникает острое отравление, при котором наблюдаются учащённое дыхание, тахикардия, ослабление сердечной деятельности, судороги, потеря сознания и может наступить смерть.

Концентрация формальдегида в воздухе 0,1 мг/м 3 — порог запаха, 0,5 мг/м 3 — порог раздражения глаз, а 37,5 мг/м 3 вызывает опасный для жизни отёк лёгких. При концентрации 125 мг/м 3 наступает смерть. Концентрации формальдегида в воздухе жилых помещений, как правило, бывают в 5—10 раз выше, чем на улице. Это связано с тем, что формальдегид часто используется в производстве мебели и строительных материалов. Формальдегид, выделяющийся, например, из новой мебели, может быть причиной головной боли, тошноты, слабости, плохого сна, аллергических проявлений.

Опасные химические вещества поступают в организм разными путями. Например, бензол попадает не только в виде паров с воздухом или табачным дымом, но и с водой и пищей. Бензол используется главным образом как сырьё для производства ароматических углеводородов, его ежегодное производство превышает 40 миллионов тонн. Бензол содержится в сырой нефти и бензине (до 5% по объёму). Его основной источник поступления в атмосферу — выхлопы двигателей внутреннего сгорания и испарение углеводородного топлива. Бензол может выпадать на поверхность Земли с дождевыми осадками.

Взрослый человек вдыхает с городским воздухом примерно 160 мкг бензола в сутки, курильщик дополнительно получает от 10 до 30 мкг на одну сигарету. Сигаретный дым содержит 150—204 мг/м 3 бензола. Последний встречается в качестве загрязнителя в питьевой воде на уровне 0,1—0,3 мкг/л. Токсикологи нашли бензол в некоторых продуктах питания: в яйцах (25—100 мкг на яйцо), в облучённом (для стерилизации) мясе (19 мкг/кг) и консервированном мясе (2 мкг/кг). Его также обнаружили в разных сортах рыбы, жареных цыплятах, орехах, фруктах и овощах. В целом поступление бензола с продуктами питания может оцениваться в среднем как 250 мкг в день.

Высокие концентрации бензола (более 3200 мг/м 3 ) вызывают нейротоксические симптомы. Хроническое отравление бензолом проявляется в нарушениях работы нервной системы и органов кроветворения.

Основной путь поступления свинца в организм человека — продукты питания. Если почва загрязнена свинцом, то он попадает в ткани растения, а затем по пищевой цепочке в организм животного и человека. Уровень загрязнения во многом зависит от места, где произрастает пищевое растение, поэтому концентрация свинца в различных партиях продуктов может сильно различаться. По оценкам, с пищей человек получает в среднем от 100 до 500 мкг свинца в день.

Острые отравления свинцом сопровождаются коликами в животе, гемолизом, острым поражением почек. При хронических отравлениях наблюдаются усталость, астения, раздражительность, боли в суставах и мышечные боли, анемия, нейроповеденческие расстройства и энцефалопатия (потеря памяти, затруднённое концентрирование внимания), бессонница, спутанное сознание, потеря либидо, нарушение менструаций и спонтанные аборты, мужская импотенция.

Клинические признаки хронических отравлений проявляются, как правило, при уровне порога хронического действия (выше ПДК) и на практике чаще встречаются у тех, кто работает на вредных производствах. Доклиническая картина формируется у городских жителей из-за длительного воздействия токсических агентов на уровне ПДК и даже ниже.

В практике клинической токсикологии существует конкретный перечень хронических профессиональных отравлений, связанных с действием промышленных токсических веществ. Так, при длительном действии ди-сульфида углерода, окиси углерода, свинца могут развиваться хронические заболевания коронарных артерий. Сурьма, мышьяк, кобальт, свинец вызывают хронические повреждения миокарда. Четырёххлористый углерод, хлороформ, полихлорированные бифенилы приводят к хроническим повреждениям печени.

По последним оценкам, у 30—40% населения промышленно развитых стран при хроническом действии канцерогенов возникают онкологические заболевания. При этом 70—80% случаев рака у людей связаны с действием химических факторов окружающей среды.

При длительном действии ядов в малых концентрациях (например, свинца, марганца, кадмия, мышьяка, бензола и некоторых других) могут развиваться такие нарушения репродуктивной функции, как снижение фертильности, повреждение имплантации, эмбриотоксичность и эмбриолетальность. Ртуть становится причиной нарушений менструального цикла, спонтанных абортов, задержки умственного развития новорождённых. Свинец может приводить к бесплодию, спонтанным абортам, врождённым порокам развития.

Доклинические хронические отравления формируются при длительном действии на организм токсических веществ на уровне ПДК и ниже. Попавшее в организм ядовитое вещество не остаётся незамеченным. Оно чужеродно для организма, его атомы или молекулы снижают физиологический уровень работы органов. Это приводит к длительному дефициту метаболитов, необходимых для нормального функционирования организма, либо вызывает формирование компенсаторных систем, увеличивая общий расход энергии и создавая её дефицит в заинтересованных тканях, например в миокарде или клетках головного мозга, что клинически может проявляться в виде ишемии миокарда или головного мозга.

Ещё большая опасность создаётся при накоплении ядов (тяжёлые металлы, жирорастворимые органические компоненты) в тканях-депо, например в жире. Из них отравляющие вещества при снижении сопротивляемости организма (в случае экстремальных физических нагрузок, перенесённых заболеваний, стресса) могут попасть в кровяное русло и создать там концентрации, сопоставимые с концентрациями при действии токсических агентов на уровне порога хронического действия и даже выше.

Хронические отравления характерны для жителей крупных городов и промышленных зон, особенно небольших промышленных моногородов, где предприятия многие годы загрязняют окружающую среду. Они распространены среди промышленных и сельскохозяйственных рабочих, имеющих дело с пестицидами и минеральными удобрениями. Особой чувствительностью к хроническому действию ядов отличаются дети. Материалы, полученные в эпидемиологических исследованиях, подтверждают это. У детей, проживающих в загрязнённых районах, заболеваемость хроническим тонзиллитом вдвое выше, а аллергия и нефропатия встречаются в пять раз чаще, чем у детей из относительно чистых районов.

Помещение, где есть источники формальдегида, необходимо как можно чаще проветривать. Даже малые концентрации его при длительном действии могут вызывать серьёзные заболевания, в том числе онкологические, а также нарушения репродуктивного здоровья.

Опасный источник свинца — пыль. Особенно опасна она для детей, проживающих в загрязнённых свинцом районах. Концентрация пыли на уровне детского роста существенно выше, чем на высоте головы взрослого человека.

Собранные многочисленные данные свидетельствуют: хронические отравления вносят основной вклад в заболеваемость и раннюю смертность. Зачастую хронические отравления опаснее острых, так как проявляются не сразу и трудно диагностируются.

Многие материалы, с которыми рабочим приходится контактировать во время работы, могут представлять опасность для здоровья. Вредные вещества могут находиться в воздухе рабочей зоны в виде пыли, газов или испарений, которые с воздушным потоком способны попадать внутрь организма. Они могут присутствовать в виде порошков или жидкостей и контактировать со слизистой оболочкой глаз или кожным покровом. В современном промышленном производстве сложно найти такое рабочее место, где рабочий не подвергался бы воздействию химических материалов.

Вредный эффект от воздействия химикатов может проявляться сразу в появлении, например, рези в глазах или головокружении. А может развиваться в течение многих лет как, например, заболевание легких. В зависимости от характера воздействия на организм человека, вредные химикаты могут подразделяться на раздражающие вещества, токсические, сенсибилизирующие (аллергены), канцерогенные (вызывающие рак) и другие. Многие вещества обладают одновременно несколькими вредными свойствами и, конечно, все они обладают токсическим эффектом с разницей только в опасной для организма человека концентрации.

Чтобы легче воспринимался материал данной статьи, необходимо пояснить некоторые, наиболее применяемые, термины:

• Химикат: химический элемент, компаунд или их смесь природного или синтетического происхождения.
• Отравление: обычно организм человека способен справляться, в определенных пределах, с воздействием многих веществ. Отравление происходит в случае превышения безопасных для организма концентраций.
• Токсичность: потенциальная способность химического вещества вызвать отравление. Токсичность химикатов может отличаться очень существенно. Например, несколько капель одного химиката может вызвать летальный исход, а значительно большие концентрации другого химиката вызовут только легкое недомогание.
• Аэрозольные твердые частички: относится к взвеси твердых частичек в воздухе. Такие частички пыли появляются в процессах обработки, полировки, сверлении, размалывании, когда происходит разрушение твердых материалов. Размер таких частичек может быть видимым для невооруженного глаза (примерно одна двадцатая часть миллиметра в диаметре) или невидимым. Невидимые для глаз частички могут довольно долго находится в воздухе во взвешенном состоянии и способны проникать внутрь организма с вдыхаемым воздухом.
• Пары: газообразное состояние жидкости при комнатной температуре и давлении. Жидкости выделают пары. Количество паров зависит от летучести вещества. Вещества с низкой точкой кипения более летучи, чем вещества с высокой точкой кипения.
• Туман: дисперсия жидких частичек в воздухе. Туманы обычно генерируются в гальванических процессах или при распылении жидких материалов.
• Дым: твердые частички, образующиеся при конденсации из парообразного состояния. Дымы металлов образуются при испарении металла под действием высокой температуры и последующей его конденсации.
• Газы: вещества, например, кислород, азот или углекислый газ, которые находятся в газообразном состоянии при комнатной температуре и давлении.

Степень опасности химикатов, присутствующих на рабочих местах, может зависеть от многих факторов: токсичность химикатов, физические характеристики вредных веществ, условия проведения работ, концентрация вредного вещества, суммарная концентрация вредных веществ, пути попадания в организм, чувствительность рабочих к воздействию вредных веществ. Важно понимать каким образом данные факторы влияют на общую рабочую ситуацию.

Проникновение химикатов внутрь организма

Химикаты могут попадать в организм человека через респираторный тракт, кожный покров и пищеварительный тракт. На рабочих местах основным способом попадания газов, паров и аэрозольных частичек в организм является их вдыхание внутрь с последующим абсорбированием через легкие. Однако ряд химикатов, в частности жидкостей, способны проникать внутрь организма при контакте с кожным покровом. Попадание вредных химикатов внутрь через рот и органы пищеварения не является очень распространённым явлением в промышленном производстве.

Респираторная система человека не имеет эффективных защитных барьеров от проникновения внутрь организма вредных химикатов. С общей площадью легких у взрослого здорового человека около 90 квадратных метров, в течение 8-часового рабочего дня при выполнении работы с умеренной физической нагрузкой внутрь организма вдыхается более 8.5 кубических метров воздуха. Во время дыхания химикаты, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, проникают через рот или нос, проходят по респираторному тракту и достигают зоны газообмена в легких. Там они осаждаются на поверхности легких или проходят в кровеносную систему.

Некоторые химические вещества раздражают слизистую оболочку верхнего респираторного тракта и дыхательные пути в легких. Такое раздражение может служить предупреждением о присутствии в воздухе химикатов. Однако большая часть газов и паров не обладают таким эффектом, они незаметно проникают внутрь организма, повреждают легкие или переносятся в кровеносную систему и вместе с кровью разносятся по всему организму.

Проникновение внутрь организма частичек пыли зависит от их размера и способности растворяться. Крупные частички пыли фильтруются волосками в носу или осаждаются на слизистой оболочке вдоль респираторного тракта. Частички пыли диаметром менее 5 микрон способны достигать зоны газообмена в легких. Нерастворимые частички осаждаются на поверхности легких, а затем выводятся из организма при помощи механизма очистки легких. Частички, способные растворяться, попадают в кровь.

Другим путем попадания химикатов внутрь организма является их абсорбция через кожный покров. Химикаты, способные растворяться в жирах и липоидах (например, органические растворители и фенол), могут проникать внутрь организма и попадать в кровеносную систему при контакте с кожей. Повреждения кожи (порезы, царапины или ссадины) способствуют более быстрому проникновению химикатов через кожу.

Попадание вредных химикатов в пищеварительный тракт может происходить при заглатывании токсической пыли, осевшей на слизистой оболочке, курении или приеме пищи непосредственно во время работы с химикатами. Поступившие через органы пищеварения вредные вещества сначала направляются в печень, где некоторые из них задерживаются и обезвреживаются. После этого они попадают в общий кровоток и разносятся по организму.

Воздействие химикатов на организм человека

Вред, наносимый химикатами определенным органам организма, зависит от количества (дозы) данных химикатов, абсорбированных организмом. В случае с вдыханием вредных веществ, величина такой дозы зависит от концентрации химикатов в воздухе рабочей зоны и времени воздействия. Краткосрочное воздействие больших концентраций вредных веществ может привести к острой интоксикации (сильному отравлению) организма. В то же время при более низких концентрациях, воздействие которых, растянуто во времени, абсорбируется такое же количество вредных веществ, но острой интоксикации не наблюдается. Однако в таком случае суммарная кумулятивная доза может быть еще выше и это может привести к серьезным хроническим заболеваниям. Малые количества вредных веществ могут не оказывать какого-либо существенного негативного эффекта на здоровье человека. Информация об определенных вредных веществах и их количествах, которые при долгосрочном воздействии не вызывают неблагоприятных последствий в организме, положена в основу так называемых Предельно Допустимых Концентраций, которые применяются при оценке условий труда и необходимости применения средств индивидуальной защиты.

Некоторые вредные вещества обладают сенсибилизирующим эффектом. После даже непродолжительного воздействия на организм может появиться повышенная чувствительность к таким химикатам. Последующее воздействие таких веществ может вызывать бурную реакцию организма, которая может проявляться в заболеваниях кожи (дерматиты, экземы), астматических явлениях и способно даже вызвать летальный исход. При прекращении повторных контактов с такими веществами, как правило, симптомы заболевания проходят.

Существуют газы, способные вызывать кислородное голодание организма. Такие газы оказывают простое или химическое удушающее воздействие. Простое удушающее действие происходит тогда, когда кислород в воздухе замещается инертным газом, например, азотом, углекислым газом, этаном, водородом, гелием. Обычная концентрация кислорода в воздухе – 21%. Если концентрация кислорода опускается ниже 17%, ткани организма перестают получать достаточное количество кислорода, вызывая такие симптомы, как головокружение, тошнота, потеря координации движений. Дальнейшее снижение концентрации кислорода в воздухе может привести к потери сознания и смерти. В ситуации с химическим удушающим воздействием газы влияют на способность организма переносить и поглощать кислород. Пример – угарный газ. При концентрации угарного газа в воздухе на уровне 0.05% существенно снижается способность крови переносить кислород к различным тканям организма. А токсический эффект цианистого водорода и сероводорода проявляется в неспособности клеток организма принимать кислород из крови.

Высокие концентрации таких химикатов, как, например, этиловый или пропиловый спирт, ацетон, метилэтилкетон, оказывает подавляющее воздействие на центральную нервную систему. Такие химикаты вызывают эффект, подобный опьянению. Долговременное воздействие таких химикатов может вызывать наркотическую зависимость.

Почки являются частью мочевой системы. Задача почек состоит в удалении отработанных продуктов, генерируемых организмом, в поддержании баланса воды и солей, контроля и поддержания уровня кислотности крови. Такие химикаты, как четырёххлористый углерод и этиленгликоль, не дают почкам выводить из организма вредные вещества. Другие химикаты, например, кадмий, свинец, метанол, толуол, медленно ухудшают работу почек.

Долговременное воздействие определенных химикатов может вызвать образование злокачественных опухолей. Раковые образования могут появиться через много лет после контакта с такими химикатами. Латентный период может продолжаться от 4 до 40 лет. Мышьяк, асбест, хром и никель могут вызвать рак легких. Хром, никель, пыль дерева или кожи могут вызвать рак носовой полости. Возникновение рака мочевого пузыря связывают с воздействием бензидина и кожаной пыли. Рак кожи связывают с мышьяком, каменноугольным дегтем и нефтепродуктами.

Мероприятия по предупреждению отравлений химикатами

Мероприятия по предупреждению профессиональных отравлений и заболеваний должны быть направлены, прежде всего, на максимально возможное устранение вредных веществ из производства путем замены их нетоксичными или менее токсичными.

При наличии нескольких видов сырьевых материалов или технологических процессов для получения одной и той же продукции необходимо отдавать предпочтение тем материалам, в которых содержится меньше токсичных веществ, и тем технологическим процессам, при которых исключается или снижается выделение токсичных материалов.

Технологические процессы с использованием или возможностью образования токсических веществ должны быть, по возможности, непрерывными, чтобы устранить или сократить до минимума выделение вредных веществ на промежуточных этапах производства. Такие технологические процессы должны быть максимально механизированы и автоматизированы, чтобы исключить или минимизировать необходимость нахождения персонала в загрязненных зонах.

При невозможности полного устранения выделения вредных веществ в воздух рабочей зоны необходимо прибегнуть к таким мерам санитарно-гигиенического контроля, как вентиляция. Наиболее целесообразной и дающей больший эффект является местная вытяжная вентиляция, удаляющая вредные вещества непосредственно от источника их выделения и не допускающая их распространения по помещению. В целях увеличения эффективности местной вытяжной вентиляции необходимо максимально укрывать источники выделения вредных химикатов и производить вытяжку из-под этих укрытий.

Чтобы исключить опасность комбинированного действия на работающих нескольких токсических веществ, необходимо максимально изолировать друг от друга производственные участки с различными вредными факторами, а также от участков, где вообще вредных выделений нет. При этом распределение притока и вытяжки вентиляционного воздуха должно предусматривать устойчивый подпор в чистых или менее загрязненных вредными выделениями помещениях и разряжение в более загазованных.

Критерием эффективности санитарно-гигиенических мероприятий в производственных помещениях является снижение концентраций токсичных веществ в воздухе до их предельно допустимых величин (ПДК) или ниже.

В случаях необходимости проведения каких-либо работ при концентрациях токсичных веществ, превышающих их предельно допустимые величины, как-то: ликвидация аварий, проведение ремонта или демонтажа оборудования и т. п., необходимо использовать соответствующие средства индивидуальной защиты.

Токсичность (от греч. toxikon - яд) - ядовитость, свойство некоторых химических соединений и веществ биологической природы при попадании в определенных количествах в живой организм (человека, животного и растения) вызывать нарушения его физиологических функций, в результате чего возникают симптомы отравления (интоксикации, заболевания), а при тяжелых - гибель.

Вещество (соединение), обладающее свойством токсичности, называется токсичным веществом или ядом.

Токсичность - обобщенный показатель реакции организма на действие вещества, который во многом определяется особенностями характера его токсического действия.

Под характером токсического действия веществ на организм обычно подразумевается:

• o механизм токсического действия вещества;
• o характер патофизиологических процессов и основных симптомов поражения, возникающих после поражения биомишеней;
• o динамика развития их во времени;
• o другие стороны токсического действия вещества на организм.

Среди факторов, определяющих токсичность веществ, одним из важнейших является механизм их токсического действия.

Механизм токсического действия - взаимодействие вещества с молекулярными биохимическими мишенями, что является пусковым механизмом в развитии последующих процессов интоксикации.

Взаимодействие между токсичными веществами и живым организмом имеют две фазы:

• 1) действие токсических веществ на организм - токсикодинамическая фаза;
• 2) действие организма на токсические вещества - токсикокинетическая фаза.

Токсикокинетическая фаза в свою очередь состоит из двух видов процессов:

• а) процессы распределения: поглощение, транспорт, накопление и выделение токсических веществ;
• б) метаболические превращения токсических веществ - биотрансформация.

Распределение веществ в организме человека зависит в основном от физико-химических свойств веществ и структуры клетки как основной единицы организма, в особенности структуры и свойств клеточных мембран.

Важным положением в действии ядов и токсинов является то, что они оказывают токсический эффект при действии на организм в малых дозах. В тканях-мишенях создаются очень низкие концентрации токсичных веществ, которые соизмеримы с концентрациями биомишеней. Высокие скорости взаимодействия ядов и токсинов с биомишенями достигаются благодаря высокому сродству к активным центрам определенных биомишеней.

Однако, прежде чем "поразить" биомишень, вещество проникает с места аппликации в систему капилляров кровеносных и лимфатических сосудов, затем разносится кровью по организму и поступает в ткани-мишени. С другой стороны, как только яд поступает в кровь и ткани внутренних органов, он претерпевает определенные превращения, которые обычно приводят к детоксикации и "расходу" вещества на так называемые неспецифические ("побочные") процессы.

Одним из важных факторов является скорость проникновения веществ через клеточно-тканевые барьеры. С одной стороны, это определяет скорости проникновения ядов через тканевые барьеры, отделяющие кровь от внешней среды, т.е. скорости поступления веществ по определенным путям проникновения в организм. С другой стороны, это определяет скорости проникновения веществ из крови в ткани-мишени через так называемые гистогематические барьеры в области стенок кровеносных капилляров тканей. Это, в свою очередь, определяет скорость накопления веществ в области молекулярных биомишеней и взаимодействия веществ с биомишенями.

В некоторых случаях скорости проникновения через клеточные барьеры определяют избирательность в действии веществ на определенные ткани и органы. Это влияет на токсичность и характер токсического действия веществ. Так, заряженные соединения плохо проникают в центральную нервную систему и обладают более выраженным периферическим действием.

В целом в действии ядов на организм принято выделять следующие основные стадии.

• 1. Стадия контакта с ядом и проникновения вещества в кровь.
• 2. Стадия транспорта вещества с места аппликации кровью к тканям-мишеням, распределения вещества по организму и метаболизма вещества в тканях внутренних органов - токсико-кинетическая стадия.
• 3. Стадия проникновения вещества через гистогематические барьеры (стенки капилляров и другие тканевые барьеры) и накопления в области молекулярных биомишеней.
• 4. Стадия взаимодействия вещества с биомишенями и возникновения нарушений биохимических и биофизических процессов на молекулярном и субклеточном уровнях - токсико-динамическая стадия.
• 5. Стадия функциональных расстройств организма развития патофизиологических процессов после "поражения" молекулярных биомишеней и возникновения симптомов поражения.
• 6. Стадия купирования основных симптомов интоксикации, угрожающих жизни пораженного, в том числе с использованием средств медицинской защиты, или стадия исходов (при отражениях смертельными токсодозами и несвоевременном использовании средств защиты возможна гибель пораженных).

Показателем токсичности вещества является доза. Доза вещества, вызывающая определенный токсический эффект, называется токсической дозой (токсодозой). Для животных и человека она определяется количеством вещества, вызывающим определенный токсический эффект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность.

Ввиду того что реакция каждого организма на одну и ту же токсодозу конкретного токсического вещества различна (индивидуальна), то и степень тяжести отравления применительно к каждому из них не будет одинаковой. Некоторые могут погибнуть, другие получат поражения различной степени тяжести или не получат их совсем. Поэтому токсодоза (D) рассматривается как случайная величина. Из теоретических и экспериментальных данных следует, что случайная величина D распределена по логарифмически нормальному закону с параметрами: D - медианное значение токсодозы и дисперсией логарифма токсодозы -
. В связи с этим на практике для характеристики токсичности используют медианные значения относительной, например к массе животного, токсодозы (далее токсодоза).

Отравления, вызванные поступлением яда из окружающей человека среды, носят название экзогенных в отличие от эндогенных интоксикаций токсическими метаболитами, которые могут образовываться или накапливаться в организме при различных заболеваниях, чаще связанных с нарушением функции внутренних органов (почки, печень и др.). В токсикогенной (когда токсический агент находится в организме в дозе, способной оказывать специфическое действие) фазе отравления выделяют два основных периода: период резорбции, продолжающийся до момента достижения максимальной концентрации яда в крови, и период элиминации, от указанного момента до полного очищения крови от яда. Токсический эффект может возникнуть до или после всасывания (резорбции) яда в кровь. В первом случае он называется местным, а во втором - резорбтивным. Различают также косвенный рефлекторный эффект.

При "экзогенных" отравлениях выделяют следующие основные пути поступления яда в организм: пероральный - через рот, ингаляционный - при вдыхании токсических веществ, перкутанный (накожный, в военном деле - кожно-резорбтивный) - через незащищенные кожные покровы, инъекционный - при парентеральном введении яда, например при укусах змей и насекомых, полостной - при попадании яда в различные полости организма (прямую кишку, влагалище, наружный слуховой проход и т.п.).

Табличные значения токсодоз (кроме ингаляционного и инъекционного путей проникновения) справедливы для бесконечно большой экспозиции, т.е. для случая, когда посторонними методами не прекращается контакт токсичного вещества с организмом. Реально для проявления того или иного токсического эффекта яда должно оказаться больше, чем приведенные в таблицах токсичности. Это количество и время, в течение которого яд должен находиться, например, на кожной поверхности при резорбции, помимо токсичности, в значительной мере обусловлено скоростью всасывания яда через кожу. Так, по данным американских военных специалистов, боевое отравляющее вещество вигаз (VX), характеризуется кожно-резорбтивной токсодозой 6-7 мг на человека. Чтобы эта доза попала в организм, 200 мг капельно-жидкого VX должно быть в контакте с кожей в течение примерно 1 ч или ориентировочно 10 мг - в течение 8 ч.

Сложнее рассчитать токсодозы для токсичных веществ, заражающих атмосферу паром или тонкодисперсным аэрозолем, например, при авариях на химически опасных объектах с выбросом аварийно химически опасных веществ (АХОВ - по ГОСТ Р 22.0.05-95), которые вызывают поражение человека и животных через органы дыхания.

Прежде всего, делают допущение, что ингаляционная токсодоза прямо пропорциональна концентрации АХОВ во вдыхаемом воздухе и времени дыхания. Кроме того, необходимо учесть интенсивность дыхания, которая зависит от физической нагрузки и состояния человека или животного. В спокойном состоянии человек делает примерно 16 вдохов в минуту и, следовательно, в среднем поглощает 8-10 л/мин воздуха. При средней физической нагрузке (ускоренная ходьба, марш) потребление воздуха увеличивается до 20-30 л/мин, а при тяжелой физической нагрузке (бег, земляные работы) составляет около 60 л/мин.

Таким образом, если человек массой G (кг) вдыхает воздух с концентрацией С (мг/л) в нем АХОВ в течение времени τ (мин) при интенсивности дыхания V (л/мин), то удельная поглощенная доза АХОВ (количество АХОВ, попавшее в организм) D(мг/кг) будет равна

Немецкий химик Ф. Габер предложил упростить это выражение. Он сделал допущение, что для людей или конкретного вида животных, находящихся в одинаковых условиях, отношение V/G постоянно, тем самым его можно исключить при характеристике ингаляционной токсичности вещества, и получил выражение К=Сτ (мг · мин/л). Произведение Сτ Габер назвал коэффициентом токсичности и принял его за постоянную величину. Это произведение, хотя и не является токсодозой в строгом смысле этого слова, позволяет сравнивать различные токсичные вещества по ингаляционной токсичности. Чем оно меньше, тем более токсично вещество при ингаляционном действии. Однако при таком подходе не учитывается ряд процессов (выдыхание обратно части вещества, обезвреживание в организме и т.п.), но тем не менее произведением Сτ до сих пор пользуются для оценки ингаляционной токсичности (особенно в военном деле и гражданской обороне при расчете возможных потерь войск и населения при воздействии боевых отравляющих веществ и АХОВ). Часто это произведение даже неправильно называют токсодозой. Более правильным представляется название относительной токсичности при ингаляции. В клинической токсикологии для характеристики ингаляционной токсичности предпочтение отдается параметру в виде концентрации вещества в воздухе, которая вызывает заданный токсический эффект у подопытных животных в условиях ингаляционного воздействии при определенной экспозиции.

Относительная токсичность ОВ при ингаляции зависит от физической нагрузки на человека. Для людей, занятых тяжелой физической работой, она будет значительно меньше, чем для людей, находящихся в покое. С увеличением интенсивности дыхания возрастет и быстродействие ОВ. Например, для зарина при легочной вентиляции 10 л/мин и 40 л/мин значения LCτ₅₀ составляют соответственно около 0,07 мг · мин/л и 0,025 мг · мин/л. Если для вещества фосгена произведение Сτ 3,2 мг · мин/л при интенсивности дыхания 10 л/мин является среднесмертельным, то при легочной вентиляции 40 л/мин - абсолютно смертельным.

Следует заметить, что табличные значения константы Сτ справедливы для коротких экспозиций, при которых Сτ = const. При вдыхании зараженного воздуха с невысокими концентрациями в нем токсичного вещества, но в течение достаточно длительного промежутка времени значение Сτ увеличивается вследствие частичного разложения токсичного вещества в организме и неполного поглощения его легкими. Например, для синильной кислоты относительная токсичность при ингаляции LСτ₅₀ колеблется от 1 мг · мин/л для высоких концентраций его в воздухе до 4 мг · мин/л, когда концентрации вещества невелики. Относительная токсичность веществ при ингаляции зависит также и от физической нагрузки на человека и его возраста. Для взрослых людей она будет снижаться с увеличением физической нагрузки, а для детей - с уменьшением возраста.

Таким образом, токсическая доза, вызывающая равные по тяжести поражения, зависит от свойств вещества, пути его проникновения в организм, от вида организма и условий применения вещества.

Для веществ, проникающих в организм в жидком или аэрозольном состоянии через кожу, желудочно-кишечный тракт или через раны, поражающий эффект для каждого конкретного вида организма в стационарных условиях зависит только от количества проникшего яда, которое может выражаться в любых массовых единицах. В токсикологии количество яда обычно выражают в миллиграммах.

Токсические свойства ядов определяют экспериментальным путем на различных лабораторных животных, поэтому чаше пользуются понятием удельной токсодозы - дозы, отнесенной к единицеживой массы животного и выражаемой в милиграммах на килограмм.

Токсичность одного и того же вещества даже при проникновении в организм одним путем различна для разных видов животных, а для конкретного животного заметно различается в зависимости от способа поступления в организм. Поэтому после численного значения токсодозы в скобках принято указывать вид животного, для которого эта доза определена, и способ введения ОВ или яда. Например, запись: "зарин D_смерт0,017 мг/кг (кролики, внутривенно)" означает, что доза вещества зарин 0,017 мг/кг, введенная кролику в вену, вызывает у него смертельный исход.

Токсодозы и концентрации токсических веществ принято подразделять в зависимости от степени выраженности вызываемого ими биологического эффекта.

Основными показателями токсичности в токсикометрии промышленных ядов и в чрезвычайных ситуациях являются:

Lim_ir - порог раздражающего действия на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз. Выражается количеством вещества, которое содержится в одном объеме воздуха (например, мг/м 3 ).

Смертельная, или летальная, доза - это количество вещества, вызывающее при попадании в организм смертельный исход с определенной вероятностью. Обычно пользуются понятиями абсолютно смертельных токсодоз, вызывающих гибель организма с вероятностью 100% (или гибель 100% пораженных), и среднесмертельных (медленносмертельных) или условно смертельных токсодоз, летальный исход от введения которых наступает у 50% пораженных. Например:

LD₅₀ (LD₁₀₀) - (L от лат. letalis - смертельный) среднесмертельная (смертельная) доза, вызывающая гибель 50% (100%) подопытных животных при введении вещества в желудок, в брюшную полость, на кожу (кроме ингаляции) при определенных условиях введения и конкретном сроке последующего наблюдения (обычно 2 недели). Выражается количеством вещества, отнесенным к единице массы тела животного (обычно, мг/кг);

LC₅₀ (LС₁₀₀) - среднесмертельная (смертельная) концентрация в воздухе, вызывающая гибель 50% (100%) подопытных животных при ингаляционном воздействии вещества при определенной экспозиции (стандартная 2-4 часа) и определенном сроке последующего наблюдения. Как правило, время экспозиции указывается дополнительно. Размерность как для Lim_ir

Выводящая из строя доза - это количество вещества, вызывающее при попадании в организм выход из строя определенного процента пораженных как временно, так и со смертельным исходом. Ее обозначают ID₁₀₀ или ID₅₀ (от англ. incapacitate - вывести из строя).

Пороговая доза - количество вещества, вызывающее начальные признаки поражения организма с определенной вероятностью или, что-то же самое, начальные признаки поражения у определенного процента людей или животных. Пороговые токсодозы обозначают PD₁₀₀ или PD₅₀ (от англ. primary - начальный).

КВИО - коэффициент возможности ингаляционного отравления, представляющий собой отношение максимально достижимой концентрации токсичного вещества (С_mах, мг/м 3 ) в воздухе при 20°С к средней смертельной концентрации вещества для мышей (КВИО = C_max/LC₅₀). Величина безразмерная;

ПДК - предельно допустимая концентрация вещества - максимальное количество вещества в единице объема воздуха, воды и др., которое при ежедневном воздействии на организм в течение длительного времени не вызываете нем патологических изменений (отклонения в состоянии здоровья, заболевания), обнаруживаемых современными методами исследования в процессе жизни или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Различают ПДК рабочей зоны (ПДК_р.з, мг/м 3 ), ПДК максимально разовая в атмосферном воздухе населенных мест (ПДК_м.р, мг/м 3 ), ПДК среднесуточная в атмосферном воздухе населенных мест (ПДК_с.с, мг/м 3 ), ПДК в воде водоемов различного водопользования (мг/л), ПДК ( или допустимое остаточное количество) в продуктах питания (мг/кг) и др.;

ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия максимального допустимого содержания токсичного вещества в атмосферном воздухе населенных мест, в воздухе рабочей зоны и в воде водоемов рыбохозяйственного водопользования. Различают дополнительно ОДУ - ориентировочный допустимый уровень вещества в воде водоемов хозяйственно-бытового водопользования.

В военной токсикометрии наиболее употребительны показатели относительных медианных значений среднесмертельной (LCτ₅₀), средневыводящей (IСτ₅₀), средней эффективно действующей (EСτ₅₀), средней пороговой (РСτ₅₀) токсичности при ингаляции, выражающихся обычно в мг · мин/л, а также медианных значений аналогичных по токсическому эффекту кожно-резорбтивных токсодоз LD₅₀, LD₅₀, ED₅₀, PD₅₀ (мг/кг). При этом показатели токсичности при ингаляции используются также и для прогнозирования (оценки) потерь населения и производственного персонала при авариях на химически опасных объектах с выбросом широко используемых в промышленности АХОВ.

В отношении же растительных организмов вместо термина токсичность чаще применяют термин активность вещества, а в качестве меры его токсичности преимущественно используют величину CK₅₀ - концентрация (например, мг/л) вещества в растворе, вызывающая гибель 50% растительных организмов. На практике пользуются нормой расхода действующего (активного) вещества на единицу площади (массы, объема), обычно кг/га, при которой достигается необходимый эффект.

По своему происхождению токсические вещества могут быть синтетическими и природными (табл. 4.2, 4.3).

Параметры токсичности некоторых синтетических веществ

LC₅₀ (мг/м 1 ), биообъект, экспозиция