716

токсические факторы окружающей среды. В зависимости от их характера профилактическую токсикологию подразделяют на промышленную токсикологию, коммунальную и пищевую токсикологию. К промышленной токсикологии примыкает сельскохозяйственная токсикология, изучающая влияние на организм человека химических веществ, применяемых в сельском хозяйстве – пестицидов, минеральных удобрений, технических жидкостей и др. Задачей лекарственной токсикологии является изучение токсических свойств лекарственных средств.

Военная и судебная токсикология выделяются в самостоятельные разделы. Судебная токсикология базируется на данных клинической токсикологии, патологической анатомии, судебной, химии.

Развитие токсикологии осуществляется в тесной связи с биохимией, физиологией, морфологией, фармакологией, общей патологией, иммунологией другими науками медикобиологического профиля, методы которых широко используются в токсикологических исследованиях. Кроме того, в токсикологии применяются собственно токсикологические методы, позволяющие воспроизводить в эксперименте реальные условия ингаляционного, кожно-резорбтивного и перорального отравления. Для выявления неспецифических реакций организма на продолжительное воздействие химических факторов малой интенсивности в токсикологии применяют интегральные тесты, позволяющие регистрировать начальные функциональные изменения со стороны ЦНС (метод условных рефлексов, поведенческие тесты и др.) сердечнососудистой, эндокринной и др.

Прогресс современной отечественной токсикологии в значительной мере связан с фундаментальными роботами в области промышленной токсикологии, оказавшими решающее влияние на развитие профилактической токсикологии, перед которой стоят важные государственные задачи по

101

охране здоровья населения страны от вредных воздействий различных факторов окружающей среды.

Основные задачи промышленной токсикологии были сформулированы Н.С.Правдивым. К их числу относятся: гигиеническая экспертиза токсических веществ, гигиеническая стандартизация сырья и продуктов, нормирование содержания вредных веществ в объектах производственной среды и в биосредах. Для решения указанных задач промышленная токсикология использует совокупность методов количественной оценки токсичности и степени опасности ядов. Эти методы получила обозначение токсикометрии.

Одной из важнейших задач современной промышленной токсикологии по-прежнему является гигиеническое нормирование уровней промышленных ядов в воздухе рабочей зоны (ПДК) и на коже (так называемых предельно допустимых уровней загрязнения). Задачей промышленной токсикологии является также гигиеническая стандартизация промышленного сырья и продуктов, которая сводится к ограничению в них по медицинским показаниям токсических примесей. Токсикологическая экспертиза представляет наиболее массовый вид токсикологической оценки промышленных ядов, включающей определение смертельных доз и концентраций при путях введения, адекватных путям поступления ядов в производственных условиях (в желудок, через дыхательные пути, при нанесении на кожу и слизистые оболочки и др.), определение кумулятивной активности с последующим расчетом ориентировочного безопасного уровня воздействия – ОБУВ. В ряде случаев токсикологическая экспертиза дополняется установлением пороговых концентраций веществ.

Токсичность – это способность веществ оказывать вредное действие на живые организмы.

102

4.2. ВОЗДЕЙСТВИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ЧЕЛОВЕКА

Химические вещества в зависимости от их практического использования классифицируются как:

промышленные яды – используемые в производстве органические растворители (например, дихлорэтан), топливо (например, пропан, бутан), красители (например, анилин) и др.; ядохимикаты – используемые в сельском хозяйстве пе-

стициды 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. 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.

Основным критерием (показателем) токсичности вещества является ПДК (единицей измерения концентрации является мг/м3). Показатель токсичности вещества определяет его опасность. По степени опасности вредные вещества разделяют на четыре класса (табл. 17).

Таблица 17

Классы опасности веществ по ПДК в воздухе рабочей зоны

103

Кроме показателя ПДК, который определяет класс опасности по концентрации вещества в воздухе, используются и другие показатели.

Средняя смертельная концентрация в воздухе ЛK50 (мг/м3) – концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух-четырехчасовом вдыхании.

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу ЛД50 (мг/кг – миллиграмм вредного на кг массы животного) доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном нанесении на кожу.

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

18).

Таблица 18

Классы опасности веществ по значениям средних смертельных концентраций и доз

По характеру воздействия на человека вредные вещества подразделяются на:

1 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.);

104

2 раздражающие – вызывающие раздражение слизистых оболочек, дыхательных путей, глаз, легких, кожи (органические азотокрасители, диметиламинобензол и другие антибиотикии др.);

3 сенсибилизирующие – действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки и др.);

4мутагенные – приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы и др.);

5канцерогенные – вызывающие злокачественные опухоли (хром, никель, асбест, бенз(а)пирен, ароматические амины и пр.);

6влияющие на репродуктивную (детородную) функцию – вызывающие возникновение врожденных пороков, отклонений от нормального развития детей, влияющие на нормальное развитие и плода (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы, борная кислота и др.).

Три последних вида вредных веществ (мутагенные, канцерогенные и влияющие на репродуктивную способность) характеризуются отдаленными последствиями их влияния на организм. Их действие проявляется не в период воздействия

ине сразу после его окончания, а в отдаленные периоды, спустя годы и даже десятилетия.

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

105

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

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

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

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

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

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

106

4.3. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Преимущественным путем поступления вредных веществ в организм человека в производственных условиях является поступление с вдыхаемым воздухом. Токсичность вредных веществ определяется, прежде всего, его концентрацией в воздухе рабочей зоны. Поэтому на содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливанием предельно допустимые значения – предельно допустимые концентрации (ПДКрз). Значения ПДКр3 определены в нормативных документах государственных стандартах (ГОСТ 12.1.005-88) и государственных нормативах (ГН 2.2.5.686-98) практически для всех известных и применяемых в промышленности веществ. ПДК измеряются в мг/м3.

Если в воздухе рабочей зоны находятся несколько веществ, обладающих независимым действием, то концентрация C каждого не должна превышать установленное для него значение ПДКрз:

С ≤ ПДКрз.

Если в воздухе рабочей зоны находятся n веществ, обладающих суммацией действия, то сумма отношений концентрации Сi, каждого вещества к ею ПДКрзi, не должна быть больше единицы:

∑ Ci/ПДКрз≤ 1.

Если в воздухе рабочей зоны находятся и веществ, обладающих синергизмом и антагонизмом действия, то должно выполняться условие

∑ CiXi/ПДКрзi≤1,

где Xi - поправка, учитывающая усиление или ослабление действия вещества.

107

4.4. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ОПАСНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Потенциальную опасность химических веществ (ПОХВ) можно оценить на основании знания их физико-химических свойств, а также параметров токсикометрии.

1. Оценка ПОХВ на основании информации о физикохимических свойствах химических веществ. Важнейшими гигиеническими показателями химических веществ являются абсолютная летучесть, температура вспышки, пределы взрываемости, коэффициент распределения масло/вода, коэффициент растворимости.

Абсолютная летучесть – максимально достижимая концентрация вещества, мг/л, в воздухе при данной температуре. Обычно абсолютную летучесть определяют при температуре 20 °С по уравнению:

где М – молекулярная масса вещества; Р – давление насыщенного пара, мм рт. ст.

При других температурах абсолютная летучесть, мг/л, рассчитывается по формуле:

где Т – абсолютная температура, К.

В случае отсутствия данных об упругости пара можно использовать формулу Э. Н.Левиной:

При оценке ряда близких по токсичности веществ предпочтение в гигиеническом отношении должно быть отдано менее летучему. Например, среди органических растворителей, таких как стирол, бензол, толуол, ксилол, последний наименее летуч и поэтому при его испарении в воздухе помещения создаются меньшие концентрации.

Химические вещества могут не только вызвать интоксикацию, но и будучи легковоспламеняющимися, стать причиной пожара.

108

Определяют следующие показатели.

Температура вспышки при 760 мм рт. ст. – наименьшая, при которой пары жидкости достигают в воздухе над ее поверхностью концентраций, достаточных для воспламенения при приближении открытого пламени.

Температура самовоспламенения при 7б0ммрт. ст. – наименьшая, при которой пары вещества могут загораться даже без приближения открытого огня.

Коэффициент растворимости паров химических веществ или газов в жидкостях – важнейший физико-химический показатель – отношение концентраций пара или газа в равных объемах воздуха и жидкости при их равновесии.

Большинство паров и газов растворяется в крови примерно так же, как и в воде, или несколько хуже. Поэтому часто для суждения о накоплении паров и газов в организме используют коэффициент растворимости вода/воздух:

где S – растворимость в воде, г/л; Т – абсолютная температура, К; Р – упругость пара, мм рт. ст.; М – молекулярная масса вещества.

С увеличением λ, большее количество вещества диффундирует из альвеолярного воздуха в кровь, возрастает сорбционная емкость организма, уменьшаются скорость насыщения артериальной крови до действующих концентраций, а также выведение вещества из организма через дыхательные пути.

Вещества с меньшим коэффициентом растворимости имеют большую фармакологическую активность. Причиной этому служит их лучшая растворимость в жирах и липоидах.

Коэффициент распределения масло/вода Овертона– Мейра является показателем растворимости вещества в жирах и липоидах. Приближенное значение этого коэффициента К можно рассчитать по эмпирической формуле Е.И. Люблиной и А.А. Голубева:

109

гдеVмол – молекулярный объем вещества (отношение молекулярной массы вещества к его плотности).

Коэффициент распределения «масло/вода» положен в основу классификации неэлектролитов Н. В.Лазарева, позволяющей ориентировочно предсказать опасность вредного воздействия химического соединения. Неэлектролиты расположены в девяти группах в порядке возрастания этого коэффициента.

Вещества первых четырех групп характеризуются плохой растворимостью в жирах и липоидах, хорошей растворимостью в воде, большой сорбционной емкостью организма, медленно проникают в клетки и медленно выводятся из них; последних пяти групп – плохой растворимостью в воде, хорошей растворимостью в жирах и липоидах, малой сорбционной емкостью организма, быстрым проникновением в клетки и быстрым выведением.

Пример. Оценить риск от воздействия на человека монохлордибромтрифторэтана (CF2BrCFBrCl), если известно, что молекулярная масса данного соединения 276, плотность 2,24 г/см3, температура кипения 93°С, растворимость при

20ºС – 0,5 г/л.

Определив упругость пара, можно рассчитать летучесть вещества, которая составит 548,9 мг/л. По летучести монохлордибромтрифторэтана можно предположить, что исследуемое соединение склонно к испарению, и в производственных условиях максимальная концентрация его в воздухе может составить (при 20 °С) 548,9 мг/л. Однако окончательную гигиеническую оценку летучести вещества можно получить только при сопоставлении ее со средне смертельной концентрацией.

Рассчитаем коэффициент растворимости Х= 0,09. Получим А. = 0,09. Малое значение Х свидетельствует о быстром насыщении артериальной крови до действующих концентраций при ингаляционном поступлении и быстром выведении

110