Визначення коефіцієнта розподілу Освальда (вода/повітря) для оцінки небезпечності речовин
Надходження через легені у кров летких хімічних речовин (газів і парів) підпорядковане певним закономірностям. Всмоктування нереагуючих речовин, які мало перетворюються при попаданні в організм (вуглеводи жирного та ароматичного рядів та їх похідні), здійснюється у легенях за принципом простої дифузії в напрямку зниження градієнта концентрації.
На початку насичення крові внаслідок великої різниці парціального тиску відбувається швидко, потім сповільнюється і, нарешті, коли парціальний тиск речовини в альвеолярному повітрі і крові вирівнюється, припиняється.
Хоча процес надходження нереагуючих речовин з повітря у кров проходить за одним законом, граничний вміст виробничих отрут у крові може бути різний. Це залежить від фізико-хімічних властивостей речовини, зокрема від здатності її розчинюватися у крові. Про розчинність отрути у крові можна судити за коефіцієнтом розподілу між кров’ю і повітрям, який визначається відношенням концентрації отрути в артеріальній крові до концентрації отрути в альвеолярному повітрі у момент рівноваги (вирівнювання парціального тиску).
Оскільки розчинність більшості речовин у крові і воді приблизно однакова, на практиці часто використовують коефіцієнт Освальда вода/повітря (£), який характеризує розподіл летких сполук між рідкою і газоподібною фазами у момент рівноваги і розраховується за формулою:
,
де S – розчинність у воді (г/л);
Т – абсолютна температура повітря робочої зони (2730+200);
р – пружність пару, мм.рт.ст.;
М – молекулярна маса.
Чим вище значення коефіцієнту £, тим більше речовини з повітря надходить у кров, але швидкість з якою встановлюється рівновага між вмістом речовини у повітрі і у крові менша.
Для нереагуючих речовин коефіцієнт розподілу вода/повітря є величиною постійною. За його значенням можна судити про небезпеку виникнення отруєння. Чим менший коефіцієнт £, тим хімічна речовина небезпечніша. Наприклад, пари бензину (£=2,1) при великих концентраціях здатні викликати миттєво гостре і навіть смертельне отруєння. Пари ацетону (£=400) насичують кров, на відміну від бензину, повільніше і при виникненні симптомів інтоксикації гостре отруєння легко відвернути. Таким чином, бензин більш небезпечна речовина, ніж ацетон.
При оцінці речовини в ситуаційній задачі слід виходити з того, що:
при £ до 10 речовина високо небезпечна для виникнення гострого інгаляційного отруєння;
при £ від 10 до 100 – помірно небезпечна;
при £ більше 100 – мало небезпечна.
Додаток 4
Визначення коефіцієнта розподілу масло/вода для оцінки токсичності шкідливої речовини
Токсичність – це міра несумісності хімічної речовини з життям, яка визначається як величина, зворотна середньо-смертельній дозі (концентрації).
Токсичність характеризує біологічну активність речовини, здатність її спричиняти отруєння організму людини, тварин і рослин.
Прикладом залежності біологічної дії від фізико-хімічних властивостей є розчинність виробничих отрут у ліпоїдах, яка полегшує проникність речовин у клітини, і навпаки. Про здатність отрут проникати в клітину судять за коефіцієнтом розподілу масло/вода (К), який визначається відношенням розчинності отрути в олії до розчинності отрути в воді.
Згідно закону Овертона-Майера, дійсного для неелектролітів, речовина тим швидше і в більшій кількості проникає в клітину, чим краще розчинність її у жирах і ліпоїдах. Таким чином, чим більший коефіцієнт розподілу масло/вода, тим краще речовина розчиняється у жирах і таким чином, характеризується більш вираженою токсичністю.
Коефіцієнт розподілу масло/вода можливо розрахувати за формулою О.І.Любліної: LgK=0,053· Mo – 3,68,
де Mo – молекулярний об’єм, який визначається відношенням молекулярної маси (М) до питомої ваги.
На основі коефіцієнта розподілу масло/вода побудована система неелектролітів М.В. Лазарева (табл. 1).
Таблиця 1
Група речовин |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Величина |
10-3- |
10-2- |
10-1- |
100- |
101- |
102- |
103- |
104- |
105- |
К |
10-2 |
10-1 |
100 |
101 |
102 |
103 |
104 |
105 |
106 |
В системі Лазарева речовини розташовані по зростаючим значенням їх коефіцієнта масло/вода.
Дана система дозволяє орієнтовно передбачати силу шкідливої дії (токсичність) впроваджуваної у виробництво органічної сполуки.
При вирішенні ситуаційної задачі слід виходити з того, що:
речовини, розташовані в групі 1-4 системи, характеризуються поганою розчинністю в жирах і ліпоїдах і доброю розчинністю у воді. Речовини в групах 5-9, навпаки, краще розчинюються в жирах і ліпоїдах, що визначає їх більш виражену токсичність. Наприклад: дві нові органічні речовини мають коефіцієнт К відповідно 0,08 і 2000. В системі неелектролітів Лазарева перша речовина відноситься до 2 групи і викликає наркоз у тварин при концентрації в крові 100-200 ммоль/л. Друга речовина відноситься до 7 групи і викликає наркоз при концентрації лише кількох сотих або десятих долей ммоль/л. Таким чином, токсичність речовини збільшується при більших значеннях коефіцієнту масло/вода.
Тема №8 (СРС). Біологічні шкідливі і небезпечні чинники виробничого середовища. Принципи гігієнічної регламентації біологічних шкідливих і небезпечних виробничих чинників.
1.Мета: ознайомитись з принципами гігієнічної регламентації біологічних шкідливих і небезпечних виробничих чинників.