3. Вредные вещества и их воздействие на организм человека

   1. Общие сведения

Для нормальной деятельности организма человека необходимо, чтобы воздух в рабочей зоне был по своему составу близок к атмосферному. Однако воздух рабочей зоны редко имеет атмосферный состав, так как многие технологические процессы сопровождаются выделением вредных веществ – паров, газов, твёрдых и жидких частиц, загрязняющих воздушную среду производственных помещений. Газ и пары образуют с воздухом смеси, а твёрдые и жидкие частицы – дисперсные системы – аэрозоли, которые подразделяются на пыль (размер твёрдых частиц более 1 мкм), дым (размер твёрдых частиц менее 1 мкм) и туман (размер жидких частиц менее 10 мкм).

В соответствии ГОСТ 12.1.044-89, пыли – диспергированные твёрдые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм, поэтому различают крупно (размер частиц 50-850 мкм), средне (10-50 мкм) и мелкодисперсную пыль (1-10 мкм). В зависимости от размера взвешенные жидкие частицы подразделяют на: супертонкий туман (менее 0,5 мкм), тонкодисперсный туман (0,5-3 мкм.), грубодисперсный туман (3-10 мкм) и брызги (свыше 10 мкм). Следует отметить, что аэрозоли в большинстве случаев полидисперсны, т.е. содержат частицы различного размера.

По ГОСТ 12.1.007-76 вредные вещества – это такие вещества, которые при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности могут вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в отдалённые сроки жизни настоящего и последующих поколений. Проникая в организм через дыхательные пути пищеварительный тракт и кожный покров, некоторые вредные вещества (пары ртути, окись углерода, свинец, фосген и пр.) распространяются по всем органам человека, оказывая на него общее отравляющее действие. Кроме того, вредные вещества могут вызвать и местные (локальные) поражения кожи или слизистых оболочек при непосредственном воздействии на них. Так проявляется действие кислот, щелочей, некоторых газов и солей.

Степень отрицательного воздействия вредных веществ на организм зависит от физико-химических свойств, путей поступления в организм, агрегатного состояния и дисперсности, концентрации и продолжительности воздействия, условий окружающей среды и индивидуальных особенностей человека.

В зависимости от физико-химических свойств вредные вещества подразделяют на 4 класса:

1. Вещества чрезвычайно опасные (бериллий, двуокись хлора, тетраэтилсвинец и др.);

2. Вещества высокоопасные (хлор, сероводород, дихлорэтан, аэрозоли щелочей и др.);

3. Вещества умеренно опасные (метиловый, пропиловый, бутиловый спирты, сернистый ангидрид и др.);

4. Вещества малоопасные (аммиак, скипидар, этиловый спирт и др.).

Большинство случаев профессиональных заболеваний и отравлений в промышленности связано с поступлением вредных веществ в организм работающего через органы дыхания. Этот путь проникновения вредных веществ наиболее опасен, так как через разветвлённую лёгочную ткань, поверхность которой около 100 м², вредные вещества поступают непосредственно в кровь и разносятся по всему организму. Кроме того, при выполнении тяжёлой работы человек в 1 мин вдыхает 100-120 л воздуха, который в условиях производства может содержать различные примеси, оказывающие вредное воздействие. Характер воздействия вредных веществ при ингаляционном поступлении в организм работающего в значительной степени зависит от их агрегатного состояния и дисперсности.

Степень дисперсности вредного вещества является очень важной гигиенической характеристикой, так как с ней связана длительность пребывания вредного вещества в воздухе, т.е. скорость его оседания, глубина проникновения в дыхательные органы и т.п.

Наиболее опасными являются газо- и парообразные вредные вещества, поскольку они обладают дисперсностью, достигающей молекулярного уровня, в соответствии с чем они из воздуха рабочей зоны легко попадают в организм человека.

Дисперсный состав пыли определяет скорость её седиментации (осаждения) она тем меньше, чем мельче пылинки. Эксперименты показывают, что скорость оседания частиц с размерами менее 5 мкм в спокойном воздухе не превышает 1м/час, т.е. они практически не оседают в производственном помещении и постоянно находятся во взвешенном состоянии. Скопление осевшей пыли называют аэрогелем.

Кроме того, при высокой дисперсности пыль отличается повышенной химической активностью благодаря большей поверхности. Дополнительным фактором, определяющим патологическое действие пыли, является форма частиц, которая зависит как от природы пыли, так и от механизма её образования. По структуре пыль может быть аморфной (пылинки округлой формы), кристаллической (пыли с острыми гранями), волокнистой (пылинки удлинённой и веретенообразной формы), пластинчатой (пылинки в виде слоистых пластинок) и т.п. Частицы пластинчатой формы дольше удерживаются в воздухе, а частицы удлинённой и веретенообразной формы более глубоко проникают в дыхательные пути. Большое значение имеет электрозаряженность пыли, так как степень задержки в дыхательных путях электрозаряженной пыли в 23 раза больше, чем нейтральной.

Как показывают медицинские исследования, наиболее опасна пыль с размерами частиц 1-2 мкм, так как степень задержки их в дыхательном тракте составляет всего 30-35%, в то время как частицы с размером 10-12 мкм задерживаются в дыхательном тракте и практически не поступают в легкие.

Концентрация и продолжительность воздействия вредного вещества определяет суммарную дозу, полученную работающим. Чем больше вещества находится в воздухе рабочей зоны или соприкасается с кожей, и чем дольше человек находится в данной зоне, тем выше вероятность проявления действия вредного вещества и тем сильнее может быть это действие. При внезапном попадании в организм работающего большого количества вредных веществ возникают отравления, а в результате длительного воздействия малых доз вредных веществ развиваются профессиональные заболевания.

Скорость воздуха оказывает также влияние на распределение вредных веществ в помещении. Воздушные потоки могут распространять их по всему объёму помещения, переводить пыль из осевшего состояния во взвешенное, т.е. из аэрогеля в аэрозоль.

Действие вредных веществ в условиях высоких температур, шума и вибраций значительно усугубляется, хотя количественную оценку этого явления в настоящее время дать трудно. Так, при высокой температуре воздуха расширяются кожные сосуды, усиливается потоотделение, учащается дыхание, что ускоряет проникновение.

Чтобы правильно и своевременно оценить условия труда работающих на производстве людей и сохранить их здоровье, необходимо знать как вредные вещества в виде газов, паров и аэрозолей (пыли, дыма, тумана) могут выделяться в воздух рабочей зоны при данных процессах и в каких количествах. Содержание этих веществ в воздухе не должно превышать установленных для них предельно допустимых концентраций.