6.3. Хімічні фактори небезпеки

Загальна характеристика хімічних речовин. Протягом свого життя людина постійно стикається з великою кількістю шкідливих речовин, що містяться оточуючому повітрі. Ці речовини які можуть викликати різні види захворювань, розлади здоров’я, а також травми як у момент контакту, так і через певний проміжок часу. Особливу небезпеку становлять хімічні речовини.

В природних умовах ця залежність не приховує загрози життю, бо повітря, як правило, не забруднене отруйними речовинами.

Тільки відтоді, як людина почала використовувати в своїй діяльності шкідливі речовини, з’явилася загроза її життю.

Тому для створення нормальних умов виробничої діяльності необхідно забезпечити не лише комфортні метеорологічні умови, а й необхідну чистоту повітря.

Наше відчуття на нюх не здатне сигналізувати про наявність у повітрі деяких шкідливих речовин, наприклад, оксиду та діоксиду вуглецю, оксидів азоту та ін. В той же час, коли ми й відчуваємо присутність у повітрі незначної кількості отруйних речовин (таких, як синильна кислота), наш організм не відповідає на це будь-якою захисною реакцією. Реакція організму настає з запізненням, коли отрута вже накопичилась в організмі в значній кількості і стала небезпечною для життя.

Залежно від практичного використання хімічні речовини можна поділити на:

промислові отрути, які використовуються у виробництві (розчинники, барвники) є джерелом небезпеки гострих і хронічних інтоксикацій при порушенні правил техніки безпеки (наприклад, ртуть, свинець, ароматичні сполуки тощо);

отрутохімікати, що використовуються у сільському господарстві для боротьби з бур’янами та гризунами (гербіциди, пестициди);

мінеральні добрива;

хімічні кормові та харчові добавки;

дезінфекційні засоби;

лікарські препарати;

хімічні речовини побуту, які використовуються як харчові добавки, засоби санітарії, особистої гігієни, косметичні засоби;

хімічна зброя.

Залежно від характеру дії на організм людини хімічні речовини поділяються на: загальнотоксичні, подразнюючі, сенсибілізатори, мутагенні, бластомогенні (канцерогенні), ті, що впливають на репродуктивну функцію, наркотичні, задушливі.

Загальнотоксичною дією, яка викликає отруєння всього організму, або впливає на окремі системи людського організму (наприклад, на кровотворення, центральну нервову систему), володіє більшість шкідливих речовин, це оксид вуглецю, ціанисті сполуки, сірководень, наркотики, спирти, кофеїн, свинець, ртуть, бензол, миш’як і його сполуки, мінеральні добрива, вихлопні гази двигунів, бензин, гас, лаки, фарби та ін. Великою токсичністю характеризується ртуть та фосфорорганічні сполуки, хлоровані вуглеводні та ін., із пестицидів, це гранозан, гексахлорбутадієн, гетерофос, гліфтор, ДНОК, зоокумарин та ін.

Подразнююча дія шкідливих речовин характеризується запаленням дихального каналу, шкіри, слизових оболонок. Нею володіють кислоти, луги, сірчаний газ, фтористий водень, оксид азоту, озон, ацетон хлор-, фтор-, сірко- і азотмісткі сполуки (фосген, аміак, сірководень), багато пестицидів, мінеральні добрива та ін.

Сенсибілізуючі речовини після відносно нетривалої дії на організм викликають підвищену чутливість до них, - наступна дія незначної кількості цієї речовини призводить до швидкого розвитку алергічної реакції, що спричиняє шкірні захворювання, астматичні явища, захворювання крові. Це деякі сполуки ртуті, формалін альдегіди, ароматичні сполуки, різні розчинники та лаки на основі нітро- і нітрозосполук, із пестицидів - софіт німрод, суміцідін та ін.

Бластомогенність характеризує здатність речовин викликати утворення пухлин. Якщо пухлина злоякісна (ракова), то препарат, що її викликає називають канцерогенним. Канцерогенними властивостями володіють азбест, миш’як, арезін, діурон, арсенат кальцію ароматичні вуглеводні, циклічні аміни, нікель, хром, широко застосовувані в гумовій промисловості продукти перегонки нафти, сажа, дьоготь, кам’яновугільна смола та інші речовини.

Мутагенною дією, яка викликає порушення генетичного коду та зміни спадкових властивостей організму, які проявляються у його нащадків, володіють свинець, марганець, етиленамін, деякі пестициди (манеб, беноміл, цірам, ДДВФ) радіоактивні речовини та ін.

На репродуктивну (дітородну) функцію впливають свинець, бензол, сірководень, марганець, стерол, сполуки ртуті, із пестицидів - бутіфос, гексахлоран, спортак, мітак радіоактивні ізотопи та інші речовини.

Наркотичні речовини впливають на центральну нервову систему (спирти, ароматичні вуглеводи).

Задушливі речовини приводять до токсичного набряку легень (оксид вуглецю, оксиди азоту).

Шкідливі речовини також класифікують по дії на окремі органи та системи: нейротропні (діють на нервову систему), антикоагулянти (пригнічують активність системи звертання крові), діють на імунну систему (Наприклад із пестицидів – спортак), гонадотропні (порушують сперматогенез у чоловіків і оогенез у жінок, тобто викликають безплідність), ембріотропні, поділяються на тератогенні (викликають природжені пороки плода у жінок) і ембріотоксичні (викликають загибель, зменшення маси, розмірів плода).

Шкідливі речовини можуть бути переважно якої-небудь однієї дії, але більшість із них володіє кількома видами дії, які проявляються як в момент контакту з організмом, зразу після нього, в віддалені періоди життя (роки, десятиріччя), так і в наступних нащадках.

Дія шкідливих хімічних речовин може бути загальною або місцевою. Загальна дія характеризується поступленням шкідливих речовин в кров і рознесенням їх по всьому організму. Загальною дією володіє більшість шкідливих речовин. При місцевій дії відбувається пошкодження тканин (подразнення, запалення, опік та ін.) в місці дотику із шкідливою речовиною, місцева дія, як правило, супроводжується і загальною за рахунок всмоктування продуктів розпаду тканин та рефлекторних реакцій.

Уражаюча властивість шкідливих речовин залежить від фізико-хімічних властивостей, токсичності, концентрації в повітрі, часу впливу на організм людини, її віку, статті, стану здоров’я, умов навколишнього середовища. В значній мірі вона визначається леткістю речовини (властивістю випаровуватись). Можливі ситуації, коли малотоксичні, але високолеткі речовини за рахунок створення великих концентрацій в повітрі викликають більш сильні отруєння, чим високотоксичні, але низьколеткі речовини.

Токсичний ефект залежить від швидкості виділення шкідливих речовин із організму (це відбувається через легені, нирки, шлунково-кишковий тракт та іншими шляхами), а також від їх кумулятивних (накопичувальних) властивостей. Розрізняють кумуляцію матеріальну (накопичення отрути в організмі до меж, які викликають патологічні зміни) і функціональну (накопичення функціональних змін в організмі при повторному впливі речовини). Високими кумулятивними властивостями володіють, наприклад, авенаж, ДДТ та деякі інші пестициди (їх застосування зараз заборонено).

Багато в чому уражаючий ефект токсичних речовин залежить від індивідуальних особливостей організму та стану здоров’я. Перенесені або існуючі хвороби, загальне ослаблення організму знижують його опірність дії хімічних речовин. У таких людей токсикація протікає довше й у важчій формі. Особи із захворюваннями крові більш чутливі до кровотворних отрут, нервової системи - нейротропним отрутам, легень - подразнюючим речовинам та ін.

Розрізняють комбіновану, комплексну і сполучну дію шкідливих речовин.

Комбіновану дію викликають декілька шкідливих речовин, що поступають в організм одночасно або послідовно одним і тим же шляхом. Вона можу бути сумарною, коли сумарний ефект суміші рівняється сумі ефектів діючих компонентів; посилюючою, коли загальна дія більша за суму ефектів; антагоністичною (зменшуючою), коли загальна дія менша суми ефектів; незалежною, коли комбінований ефект не відрізняється від ізолюючої дії кожної отрути (при цьому переважає ефект найбільш токсичної речовини). Прикладом незалежної дії може служити дія бензолу і подразнюючих газів, сумарний ефект спостерігається при дії суміші вуглеводнів. Посилюючий ефект виникає, наприклад, при сумісній дії оксиду вуглецю та бензину (часто зустрічається на робочих місцях механізаторів), шуму і вібрації певних частот та інтенсивностей. Аміак зменшує дію карбофосу.

Комплексну дію здійснює одна і та ж речовина, яка поступає в організм різними шляхами, Ефект впливу може бути сумарним, послаблюючим та посилюючим.

Сполучну дію здійснюють шкідливі виробничі фактори різної природи, наприклад хімічні речовини і шкідливі фізичні фактори: шум, вібрація, температура повітря та ін. Ефект впливу може бути різним. Так, токсична дія шкідливих речовин збільшується із підвищенням температури повітря, Це зв’язано із прискоренням дихання та посиленням кровообігу, що приводить до збільшення кількості та швидкості транспортування отрути в організмі.

Умови зовнішнього середовища (наприклад, температура, вологість тощо) можуть посилювати чи послаблювати дію токсичних речовин. Так, висока вологість повітря посилює токсичну дію на організм соляної кислоти, фтористого водню.

Підвищена вологість повітря посилює дію отрут за рахунок їх розчинення та затримки на шкірі, слизовик оболонках та утворення кислотних або лужних мікрокрапель, що викликають подразнюючу дію.

Шум посилює дію оксиду вуглецю, нафтових газів, вібрація - кремнемісткого пилу, дихлоретану, оксиду вуглецю. Ультрафіолетове опромінення зменшує чутливість до етилового спирту, оксиду вуглецю і підвищує - до карбофосу. Фізичні навантаження підвищують дію шкідливих речовин за рахунок збільшення їх надходження, швидкого рознесення кровотоком та підвищення чутливості до отрут деяких органів та систем організму.

Під впливом хімічних речовин виникають отруєння. Розрізняють гострі, хронічні та підгострі форми отруєнь.

Гострі отруєння виникають при одноразовому надходженні в організм великої кількості токсичних речовин за короткий проміжок часу (не більше однієї дози). Вони можуть мати місце в випадку аварійних викидів токсичних речовин, серйозних порушень технологічного процесу, правил виробничої санітарії та безпеки праці.

Хронічні отруєння розвиваються повільно внаслідок тривалого (місяці, роки) надходження в організм токсичних речовин в малих кількостях.

Підгострі отруєння, як і гострі, виникають при одноразовому надходженні в організм отрути, але в меншій кількості, і характеризуються менше вираженими розладами.

По шляху проникнення в організм людини хімічні фактори поділяють на проникаючі через органи дихання, травний канал, шкіряний покрив та слизові оболонки.

Ступінь ураження отруйними речовинами залежить від їх токсичності, вибіркової дії, тривалості, а також від їх фізико-хімічних властивостей.

Ступінь токсичності хімічних речовин та характер викликаних ними патологічних зрушень залежать від:

- хімічної структури речовини (чим вища дисперсність, тим глибше і швидше вони проникають у дихальні шляхи);

- розчинності в організмі працівника (чим вища розчинність, тим більша токсичність хімічної речовини);

- концентрації у повітрі (чим вища концентрація хімічних речовин, тим швидше настає отруєння);

- тривалості дії хімічних речовин.

За тривалістю дії шкідливі речовини поділяють на:

- летальні, що призводять або можуть призвести до смерті (у 5 % випадків) - термін дії до 10 діб;

- тимчасові, що призводять до нудоти, блювоти, набрякання легенів, болю у грудях - термін дії від 2 до 5 діб;

- короткочасні - тривалість декілька годин. Призводять до подразнення у носі, ротовій порожнині, головного болю, задухи, загальної слабості, зниження температури.

Велика кількість захворювань, а також отруєнь виникає із проникненням шкідливих речовин - газів, парів, аерозолів - в організм людини головним чином через органи дихання. Цей шлях дуже небезпечний, тому що шкідливі речовини, потрапляючи у кров, розносяться по всьому організму. Аерозолі викликають загальнотоксичну дію у результаті проникнення пилових часточок (до 5 мкм) в глибокі дихальні шляхи, в альвеоли, частково або повністю розчиняються в лімфі і, поступаючи у кров, викликають інтоксикацію. Високодисперсні пилові часточки дуже важко вловлювати.

Отруйні речовини потрапляють у шлунково-кишковий тракт через недотримання правил особистої гігієни, - наприклад, харчування або куріння на робочому місці без попереднього миття рук. Ці речовини відразу можуть потрапляти у кров з ротової порожнини. До таких речовин, наприклад, належать жиророзчинні сполуки, феноли, ціаніди.

Шкідливі речовини можуть потрапляти в організм людини через шкіру, як при контакті з руками, так і у випадках високих концентрацій токсичних парів і газів у повітрі на робочих місцях. Розчиняючись у шкірному жирі та потових залозах, речовини можуть надходити у кров. До них належать легкорозчинні у воді і жирах вуглеводні, ароматичні аміни, бензол, анілін тощо. Ураження шкіри безумовно прискорює проникнення отруйних речовин в організм.

Відповідно з ГОСТ 12.1.007-76 за ступенем дії на організм людини шкідливі речовини поділяють на чотири класти небезпеки:

1-й - надзвичайно небезпечні речовини (ГДК у повітрі робочої зони до 0,1 мг/м³ ; середньосмертельна доза ЛД₅₀ – менше 15 мг/кг при введенні в шлунок; менше 100 мг/кг - при нанесені на шкіру; середньосмертельна концентрація в повітрі - до 500 мг/м³);

2-й – високо небезпечні речовини (ГДК у повітрі робочої зони від 0,1 до 1,0 мг/м³ ; ЛД₅₀ - від 15 до 150 мг/кг при введенні в шлунок; від 100 до 500 мг/кг - при нанесені на шкіру; середньосмертельна концентрація в повітрі - від 500 до 5000 мг/м³);

3-й - помірно небезпечні речовини (ГДК у повітрі робочої зони від 1,1 до 10 мг/м³; ЛД₅₀ - від 151 до 5000 мг/кг - при введенні в шлунок; від 501 до 2500 мг/кг - при нанесені на шкіру; середньосмертельна концентрація в повітрі - від 5001 до 50 000 мг/м³);

4-й - малонебезпечні речовини (ГДК у повітрі робочої зони більше 10 мг/ м³; ЛД₅₀ - більше 5000 мг/кг при введенні в шлунок; більше 2500 мг/кг -при нанесенні на шкіру; середньосмертельна концентрація в повітрі - понад 50 000 мг/ м³).

Віднесення шкідливої речовини до певного класу визначають за показником, значення якого відповідає найвищому класу небезпеки.

Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин. Для послаблення впливу шкідливих речовин на організм людини, для визначення ступеня забрудненості довкілля та впливу на рослинні та тваринні організми, проведення екологічних експертиз стану навколишнього середовища або окремих об’єктів чи районів в усьому світі користуються такими поняттями, як: гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин (полютантів); гранично допустимі викиди (ГДВ); гранично допустимі екологічні навантаження (ГДЕН); максимально допустимий рівень (МДР); тимчасово погоджені викиди (ТПВ) та орієнтовно безпечні рівні впливу (ОБРВ) забруднюючих речовин у різних середовищах.

ГДК встановлюються головними санітарними інспекціями в законодавчому порядку або рекомендуються відповідними установами, комісіями на основі результатів комплексних наукових досліджень, лабораторних експериментів, а також відомостей, одержаних під час і після різних аварій на виробництвах, воєнних дій, природних катастроф з використанням тривалих медичних обстежень людей на шкідливих виробництвах (хімічні виробництва, АЕС, шахти, кар’єри, ливарні цехи).

В основу нормування всіх забруднювачів у нормативах різних країн покладено визначення ГДК у різних середовищах. За основу приймають найнижчий рівень забруднення, що грунтується на санітарно-гігієнічних нормах

Слід зазначити, що ГДК забруднювачів у нормативах різних країн часто різняться, хоча й незначно.

Вважається, що ГДК шкідливої речовини - це такий вміст її у природному середовищі, який не знижує працездатності та самопочуття людини, не шкодить здоров’ю у разі постійного контакту, а також не викликає небажаних (негативних) наслідків у нащадків.

Визначаючи ГДК, враховують ступінь впливу не лише на здоров’я людини, але й на диких та свійських тварин, рослини, гриби, мікроорганізми й природні угруповання в цілому.

За наявності в повітрі чи воді кількох забруднювачів односпрямованої дії повинна виконуватись така умова:

С₁/ГДК₁ + С₂/ГДК₂ + ... + С/ГДК = 1,

де С₁, С₂,...,С - фактичні концентрації забруднювачів, мг/м³; ГДК₁, ГДК₂, ..., ГДК - ГДК забруднювачів, мг/м³.

Якщо зазначена умова не виконується, то санітарний стан не відповідає нормативним вимогам.

Дуже шкідливою є сумарна дія таких полютантів, як сірчаний газ, діоксид азоту, фенол, аерозолі, сірчана (H₂SO₄) та фтористоводнева (HF) кислоти.

Для різних середовищ ГДК одних і тих самих токсикантів відрізняються.

ГДК речовин в природних водах поділяються на:

- ГДК вод господарсько-питного харчування;

- ГДК вод рибного господарства.

У ґрунтах ГДК речовин визначають переважно для одного шару. Речовини не повинні шкідливо впливати на якість вирощуваної людиною для споживання продукції, а також на здатність грунту самоочищуватись, нормально функціонувати. Останнім часом дедалі більше робиться розрахунків ГДК для продуктів харчування.

Основними засобами захисту людини від впливу шкідливих речовин є гігієнічне нормування їх вмісту у різних середовищах, а також різні методи очищення газових викидів (адсорбція, абсорбція, хімічне перетворення) та стоків (первинне, вторинне та третинне очищення).

Хімічна зброя. Є одним із видів зброї масового ураження. Її дія базується на використанні бойових токсичних хімічних речовин, до якої відносять отруйні речовини і токсини, що уражають людей, тваринні та рослинні організми. Ці речовини мають високу токсичність і можуть викликати як тяжкі, так і смертельні ураження. Для отруйних речовин і токсинів характерним є проникання у приміщення, споруди, сховища, уражаючи усе живе. Іноді з визначенням факту застосування цього виду зброї та визначенням її типу виникають труднощі.

Застосування ж хімічної зброї може призвести до важких екологічних і генетичних наслідків. Уперше хімічну зброю застосували німецькі війська ще 1915 p. проти французів, скориставшись сприятливим напрямком вітру, щоб скерувати отруйний газ на позиції противника. Саме з цього і почалося використання отруйних речовин як хімічної зброї.

Захист працівників від несприятливого впливу хімічних речовин здійснюється за допомогою таких заходів:

- удосконалення і розробки нових технологічних процесів, які виключають використання шкідливих хімічних речовин;

- застосування безперервних технологічних процесів, замкнутого циклу, автоматичного контролю за технологічним процесом;

- установлення концентрації хімічних речовин у сумішах (бензол як розчинник у лаках має становити 10 % рідкої частини лаку, кількість миш’яку в кислотах для травлення металу не повинна перевищувати 0,2 %);

- комплексної механізації та автоматизації процесів, що супроводжуються шкідливими виділеннями;

- дистанційного управління технологічними процесами;

- раціонального планування цехів і обладнання (ізоляції шкідливих речовин);

- удосконалення конструкції обладнання (герметизації тощо);

- влаштування місцевої вентиляції для відсмоктування шкідливих речовин безпосередньо від місця їх утворення;

- використання індивідуальних засобів (спецодягу, окулярів, шоломів, масок, протигазів та респіраторів, антисептичних паст і т. д.);

- контролю за станом повітряного середовища на робочих місцях;

- токсикологічної експертизи і гігієнічної стандартизації всіх хімічних речовин.

При розробці заходів безпечної роботи зі шкідливими речовинами необхідно передбачати:

- заміну шкідливих речовин менш шкідливими (заміну метилового спирту бутиловим, жовтого фосфору — червоним при виробництві сірників, заборону використання ртуті при виробництві капелюхів тощо); сухих способів обробки - вологими;

- випуск кінцевих продуктів без пилу;

- використання замість електричного, твердого і рідкого палива - газоподібного;

- вибір технологічного обладнання, що не виділяє шкідливих речовин;

- застосування спеціальних систем уловлювання і утилізації шкідливих речовин;

- нейтралізацію відходів, промислових і стічних вод;

- застосування засобів дегазації, засобів вибухозахисту;

- контроль наявності шкідливих речовин у повітрі робочої зони;

- спеціальну підготовку й інструктаж обслуговуючого персоналу;

- проведення попередніх і періодичних медичних оглядів осіб, що мають контакт зі шкідливими речовинами;

- розробку медичних протипоказань для роботи з конкретними шкідливими речовинами,

- розробку інструкцій щодо надання долікарської допомоги потерпілим при отруєннях.

- удосконалення конструкції обладнання (герметизація тощо);

- влаштування місцевої вентиляції для відсмоктування отруйних речовин безпосередньо з місця їх утворення;