Характеристики кумулятивного эффекта

Степень кумуляции	Кк	СL50/ ПКхр	ПКост/ ПКхр	Баллы
слабая	>5	<10	<2,5	2
умеренная	3-5	10-100	2,5-5	3
выраженная	1-3	100-1000	5-10	4
сильная	<1	>1000	>10	5

Таблица 9.4

Характеристика видовой чувствительности животных

Чувствительность	КВЧ	Баллы
невыраженная	<3	2
средняя	3-9	3
выраженная	>9	4

Расчет ОБУВр.з. по физико-химическим константам

При отсутствии данных о показателях токсичности рекомендуется расчет ОБУВр.з. по физико-химическим константам. Однако в настоящее время подобные расчеты рекомендуются только для органических веществ, физико-химические константы которых укладываются в следующие границы:

молекулярный вес от 30 до 300

плотность (d г/см ) от 0,6 до 2,0

темп. кипения от -100ºС до +300ºС

темп. плавления от -190ºС до +180ºС

показатель преломления (n_D) от 1,3 до 1,6

Расчет следует проводить по одной из приведенных ниже формул, в основании каждой из которых находится одна из физико-химических констант:

lg ОБУВр.з. = 0,058 σ + 1,12 + lg М; (105)

lg ОБУВр.з. = 10 n_D + 14,2 + lg М; 106)

lg ОБУВр.з. = -0,012 tº_пл. -1,2 + lg М; (107)

lg ОБУВр.з. = -0,01 М + 0,4 + lg М; (108)

lg ОБУВр.з. = -0,01 tº_кип. + 0,6 + lg М; (109)

lg ОБУВр.з. = 0,48 lg Р -1,0 + lg М; (110)

lg ОБУВр.з. = -2,2 d + 1,6 + lg М, (111)

где ОБУВ р.з - выражены в мг/м³,

σ – поверхностное натяжение жидкости в дин/см при 20ºС,

n_D – показатель преломления,

tº_пл. – температура плавления,

М – молекулярный вес,

tº_кип. – температура кипения,

Р – упругость пара в мм рт. ст.,

d – плотность (d г/см3 ).

Расчет по одной константе редко бывает удовлетворительным. Рекомендуется провести расчет по всем имеющимся константам данного вещества (как правило, не меньше чем по двум). Расчет доводится до lg ОБУВр.з. и берется число по среднему логарифму из всех рассчитанных по разным физико-химическим свойствам.

При расчете ОБУВр.з. по физико-химическим константам по возможности следует отдавать предпочтение поверхностному натяжению и температуре плавления; во вторую очередь – поверхностному натяжению и плотности; в третью (при отсутствии данных о поверхностном натяжении) – плотности и температуре плавления. При отсутствии сведений о поверхностном натяжении и температуре плавления расчет рекомендуется проводить по плотности и температуре кипения или показателю преломления. При отсутствии данных о поверхностном натяжении и плотности целесообразно использовать температуру плавления и показатель преломления.

При расчете по трем константам в отсутствии данных о поверхностном натяжении следует использовать наиболее часто известные константы: температуру плавления, плотность и молекулярный вес.

Приведенные эмпирические формулы выведены на основании сопоставления с установленными предельно допустимыми концентрациями физико-химических констант различных органических веществ, обладающих как неспецифическим, так и специфическим действием. Расчет ОБУВр.з. по любой из формул, базирующихся на физико-химических свойствах, для веществ с крайними типами действия (резко выраженным специфическим или, наоборот, преимущественно неспецифическим) дает значительные отклонения от узаконенных или рекомендованных предельно допустимых концентраций.

При этом расчетные ОБУВр.з. для веществ, обладающих малой химической активностью и преимущественно неспецифическим действием, оказываются заниженными, а для веществ с выраженной химической активностью и преимущественно специфическим действием – завышенными (что наиболее опасно). Поэтому для ряда веществ расчет ОБУВр.з. по физико-химическим константам требует применения поправок, выраженных в логарифмах, на химическое строение этих веществ.

При расчете ОБУВр.з. по формулам (105-111) для веществ, относящихся к некоторым классам химических соединений, требуется внесение в окончательный результат расчета специальных поправок (логарифм рассчитанной ОБУВ р.з должен быть увеличен или уменьшен на величину соответствующей поправки).

Рекомендуется применение следующих поправок на химическое строение вещества⁷:

1) насыщенные алифатические углеводороды + 0,5

2) насыщенные кетоны, спирты, простые и сложные эфиры

жирного ряда + 0,5

3) углеводороды циклические насыщенные и с бензольным

кольцом (за исключением бензола и первых членов гомо-

логического ряда) + 0,5

4) соединения с тройной связью в прямой цепи - 0,5

5) амины жирного ряда -1,0

6) анилин и его производные -1,0

7) ангидриды кислот -1,0

8) циклические соединения, содержащие в боковой

цепи группу NO₂ -1,0

9) соединения с группой ОNO₂ в прямой цепи -1,0

10) наличие двойной или тройной связи вместе с активными

элементом или группой (Сl, Br, F, NO₂, OH) в прямой цепи -1,0

11) вещества, содержащие эпоксигруппу -1,5

12) фосфорорганические соединения -1,5

13) альдегиды -1,5

14) соединения, отщепляющие группу СN -2,0

Примечание⁷ Возможно, что те или иные поправки потребуются и при расчете ПДК веществ, имеющих не только перечисленное химическое строение, но и других, в частности, обладающих выраженной химической активностью, влекущей за собой специфическое действие. Кроме того, особого подхода требуют расчеты ПДК для первых членов гомологических рядов, часто отличающихся особым механизмом действия и вследствие этого повышенной токсичностью.

Таким образом, для установления ОБУВр.з. летучих органических соединений рекомендуется производить расчет по одному или нескольким показателям токсичности этих веществ, полученным в кратковременных опытах на различных лабораторных животных (уравнения 37 - 40).

Для приблизительных расчетов ОБУВр.з. высококипящих органических соединений, находящихся в воздухе рабочих помещений в виде аэрозолей, можно использовать только среднесмертельную дозу при введении белым мышам или крысам через рот (уравнение 42).

Для установления ОБУВр..з неорганических газов и паров можно пользоваться средне-смертельными концентрациями соответствующих веществ при двухчасовой экспозиции и прослеживании гибели животных не менее чем в течение недели (уравнение 43).

Расчет ОБУВр.з. аэрозолей соединений металлов можно производить по среднесмертельной дозе этих соединений при внутрибрюшинном введении белым мышам (уравнение 44).

При отсутствии экспериментальных данных для органических соединений можно рекомендовать расчет еще более приближенных значений ПДК по двум или нескольким физико-химическим константам с применением для определенных классов химических соединений соответствующих поправок на химическое строение вещества (уравнения 105-111).

Примеры расчетов ОБУВр.з.

по показателям токсичности и по физико-химическим константам

1. Расчет ОБУВр.з. паров винилацетата по CL₅₀ (формула 38).

CL₅₀ = 4,7 мг/дм³; М = 86; CL₅₀ в мМ/дм³ = 4,7:86 = 0,055;

lgCL₅₀ в мМ/дм³ = 2 ,74 или -1,26; lg М = 1,93;

lg ОБУВр.з. = 0,91·(-1,26) + 0,1 + 1,93 = -1,15 + 0,1 + 1,93 = 0,88;

ОБУВр.з. = 7,6 ≈ 8 мг/м³ (узаконенная ПДК = 10 мг/м³).

2. Расчет ОБУВр.з. паров бензола по CL₅₀ и С₁ (формула 40)

CL₅₀ = 45 мг/дм³; С₁ = 0,76 мг/дм³; М = 78,1;

CL₅₀ в мМ/дм³ = 45:78,1 = 0,58;

lgCL₅₀ в мМ/дм³ = 1,76 или -0,24;

C₁ в мМ/дм³ = 0,76:78,1 = 0,0097;

lg C₁ в мМ/дм³ = 3,99 или -2,01;

lg М = 1,89;

lg ОБУВр.з. = 0,25·(-2,01) + 0,71·(-0,24) + 0,25 + 1,89 = = (-0,50) -0,17 + 0,25 + 1,89 = 1,47;

ОБУВр.з. = 29,6 ≈ 30 мг/м³ (узаконенная ПДК = 20 мг/м³).

3. Расчет ориентировочного значения ОБУВр.з. аэрозоля двуокиси германия (формула 44).

DL₅₀ = 2155 мг/кг; М = 104,6; N = 1;

DL₅₀ в мА/кг = (2155:104,6)·1 = 20,6.

lg DL₅₀ в мА/кг = 1,31; lg М = 2,02; lg N = 0.

lg ОБУВр.з. мг/м³= 0,85·1,31 -3,0 + 2,02 -0 = 0,13.

ОБУВр.з. = 1,35 ≈ 1,4 мг/м³ (узаконенная ПДК = 2 мг/м³).

4. Расчет ориентировочного значения ПДК паров этиленоксида по физико-химическим константам

М = 44; d = 0,887; = 10,7º (формулы 108, 109, 111).

lg ОБУВр.з. = -0,01·М + 0,4 + lg М = -0,01·44 + 0,4 + 1,64 = 1,60.

lg ОБУВр.з. = -0,01· + 0,6 + lg М = -0,01·10,7 + 0,6 + 1,64 = 2,13.

lg ОБУВр.з. = -2,2· d + 1,6 + lg М = -2,2·0,887 + 1,6 + 1,64 = 1,29.

Средний lg ОБУВр.з. = (1,60 + 2,13 + 1,29):3 = 1,67.

В полученный конечный результат расчета следует внести поправку на химическое строение этиленоксида. Для подобных соединений (содержащих эпоксигруппу) предусмотрена поправка, равная -1,5.

lg ОБУВр.з. = 1,67 – 1,5 = 0,17.

ОБУВр.з. = 1,48 ≈ 1,5 мг/м³ (узаконенная ПДК = 1 мг/м³).

Расчет ориентировочных ОБУВр.з. в пределах одного гомологического ряда с уже нормированными гомологами

В основу прогнозирования ОБУВр.з. по этому методу была положена химическая структура и условный показатель величины биологической активности химических связей соединений гомологических рядов. За величину биологической активности соединения условно принимается минимальный объем воздуха (в литрах), в котором допустимо содержание одного миллимоля химического вещества. Чем в большем количестве литров воздуха допустимо содержание одного миллимоля вещества, тем токсичнее вещество, и наоборот.

Значения биологической активности отдельных видов химических связей, вычисленные как средние величины для нормированных соединений в гомологических рядах, представлены в таблице 9.5. Эта таблица составлена по определению биологической активности химических связей веществ, для которых ранее были установлены ПДКр.з. Имея значение представленных в таблице 9.5 показателей биологической активности веществ, а также зная молекулярную массу, можно рассчитать ориентировочное значение ОБУВ р.з. по формуле

где M – молекулярная масса;

- сумма значений биологической активности всех химических связей атомов в молекуле нормируемого вещества;

– величина биологической активности i-й химической связи молекулы соединения.

Расчеты ОБУВр.з., опирающиеся на значения биологической активности химических связей нормируемых соединений, дают достаточно точные результаты и для некоторых соединений не уступают по точности расчетам, основанным на данных токсикометрии.

Пример расчета ОБУВ р.з. для валериановой кислоты:

9 ( )+4 ( )+1 ( )+1 ( )+ 1 (для –О-Н) =

= 9·0,8+4·51,4+1(-12517,8)+1·21987,7+1·8507,9 = 18190,6

Таблица 9. 5