30. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и их воздействие на организм человека
Атмосферный воздух, наиболее благоприятный для дыхания, представляет собой смесь газов с компонентами, % (по объему):
азот 78,08;
кислород 20,95;
аргон, неон и другие инертные газы 0,93;
углекислый газ 0,03;
прочие газы - менее 0,01 (для сухого воздуха).
Кроме этого, важно, чтобы воздух имел определенный ионный состав.
На жизнедеятельность организма человека благоприятно воздействуют отрицательные ионы кислорода воздуха (аэроны).
Однако приведенный выше химический состав воздуха рабочей зоны редко встречается на производстве, поскольку ряд технологических процессов на предприятиях различных областей промышленности, в том числе и машиностроения, сопровождается выделением в воздух рабочей зоны различных вредных веществ в виде паров, газов, капель, твердых частиц.
Вредные вещества проникают в организм человека главным образом через дыхательные пути, а также кожный покров и пищеварительный тракт.
Оценим какой путь проникновения вредных веществ в организм человека наиболее опасен?
Пищеварительный тракт (в желудок попадают яды).
В производственных условиях ВВ проникают в пищеварительный тракт во время принятия пищи.
Ядовитые свойства могут проявить практически все вещества, даже такие, как поваренная соль в больших дозах или кислород при повышенном давлении, однако к ядам принято относить лишь те, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших количествах.
Меры предосторожности: необходимо употреблять пищу в специально отведенных местах и чистыми руками.
Сравним пути проникновения ВВ через кожный покров и дыхательные пути (которые состоят из носоглотка, трахеи, бронхов и легочных пузырьков-альвеол).
Будем считать, что опасность прямо-пропорциональна площади альвеол легких Sдп = 1000 м2 и толщине кожного покрова δкп = 1 10-3 м; обратно-пропорциональна площади кожи Sкп = (1-2) м2 и толщине стенок между соседними альвеолами δдп = 1 10-5 м.
Большинство случаев профессиональных заболеваний и отравлений связано с поступлением вредных веществ в организм человека через органы дыхания.
Этот путь наиболее опасен, поскольку вредные вещества через разветвленную легочную ткань поступают непосредственно в кровь и разносятся ею по всему организму.
Следует также учитывать, что при выполнении тяжелой работы человек за одну минуту вдыхает около 0,1 м3 воздуха.
Поэтому устанавливают ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3.
Воздействие вредных веществ на организм человека зависит от химического состава, концентрации, длительности воздействия, параметров окружающей среды, индивидуальных особенностей человека, а для пылей и от дисперсности и формы частиц.
31. Особенности проникновения вредных веществ через дыхательные пути
Газы проникают в организм человека беспрепятственно, вместе с кислородом и другими составляющими воздуха.
Жидкие частицы (капли) и пыль.
Твердые и жидкие частицы вещества с воздухом образуют аэрозоли, которые делятся на пыль (размер твердых частиц более 1 мкм), дым (менее 1 мкм) и туман (размер жидких частиц менее10 мкм).
Различают пыль крупно- (размер частиц более 50 мкм), средне- (50-10 мкм) и мелкодисперсную (менее 10 мкм).
Мелкодисперсная пыль: частицы имеют очень малые размеры; имеет место броуновское движение; размер частиц меньше диаметра бронхов и альвеол; частицы не успевают добраться до стенок альвеол; сколько частиц вдыхается, столько и выдыхается.
При этом такая фракция составляет малую долю промышленной пыли и относительно мало опасна для организма человека.
Крупнодисперсная пыль - такие частицы хорошо выпадают их воздуха на горизонтальные поверхности; могут задерживаться в носоглотке.
Поэтому такие фракции также относительно малоопасные для организма человека (высморкнулся и нос чистый).
Среднедисперсная пыль - представляет собой особую опасность, так как она свободно проникает в легкие человека, обладает повышенной активностью, ее трудно улавливать, она практически не оседает и находится в состоянии витания, может добраться до альвеол и выпасть на их поверхности.
На эту фракцию приходится наибольшая доля промышленных пылей.
Вредные вещества могут быть причиной местных и общих профессиональных отравлений, протекая в острой и хронической формах.
Острые отравления чаще возникают при авариях и характеризуются:
кратковременностью действия вредных веществ - не более чем в течение одной смены;
поступлением в организм вредного вещества в относительно больших количествах - при высоких концентрациях в воздухе, ошибочном приеме внутрь,
сильном загрязнении кожных покровов.
Хронические отравления возникают постепенно при длительном действии вредных веществ, проникающих в организм в относительно небольших количествах.
Они развиваются вследствие накопления массы вредного вещества в организме (материальная кумуляция) или вызываемых ими изменений (функциональная кумуляция).
При повторном воздействии одного и того же вредного вещества может измениться течение отравления и, кроме явления кумуляции, наблюдаются сенсибилизация и привыкание.
Сенсибилизация - состояние организма, при котором повторное воздействие вещества вызывает больший эффект, чем предыдущее.
К веществам, вызывающим сенсибилизацию, относятся бериллий и его соединения, карбонилы никеля, железа, соединения шестивалентного хрома и др.
При повторяющемся воздействии вещества на организм можно наблюдать и обратное явление - ослабление эффектов вследствие привыкания.
Для развития привыкания к хроническому воздействию яда необходимо, чтобы его концентрация в воздухе рабочей зоны или доза вещества, попавшего в организм, были достаточны для вызова ответной приспособительной реакции, но не чрезмерны, то есть не вели к быстрому и серьезному ухудшению состояния.
По характеру воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на:
1. Раздражающие - вызывающие отравление слизистых оболочек и дыхательного тракта) - хлор, сернистый ангидрид, хлорпикрин и другие.
Хлорпикри́н (трихлорнитрометан) Cl3CNO2 - жидкость со своеобразным острым запахом. Хлорпикрин токсичен, обладает слезоточивым действием, в больших концентрациях - удушающим действием.
В Первую мировую войну применялся как боевое отравляющее вещество.
На учениях российской армии используются шашки с хлорпикрином для имитации газовой атаки.
2. Прижигающего действия - аммиак, соляная кислота и др.
3. Удушающего действия - хлорпикрин, фосген.
4. Общетоксического действия - вызывающие отравление всего организма синильная кислота, сероводород, сероуглерод, ацетонитрил.
5. Психогенного действия - формальдегид, бромистый и хлористый метил.
6. Метаболические яды - оксид этилена, дихлорэтан.
Метаболические яды создают своеобразный эффект, когда организм начинает сам себя «рушить» изнутри, воздействуя на все органы, мышцы и ткани тела.
Одним из самых опасных растительных ядов считается отравляющее вещество, имеющееся в растении Южной Америки кураре.