2. Хімічні речовини та їх класифікація. Шляхи попадання в організм людини. Поняття про гранично - допустимі концентрації шкідливих речовин.

Речовина́ — це вид матерії, що має за певних умов постійні фізичні властивості та складається з елементарних частинок (електронів, протонів, нейтронів, мезонів тощо).

Характерною властивістю таких частинок є відмінні від нулябаріонний заряд або лептонний заряд. Терміном хімічна речовинапозначають головним чином матерію — речовину організовану в атоми,молекули тощо^[1]. Фізичні та хімічні властивості речовин зумовлюються взаємодією між електронами та атомними ядрами, а також між атомами, молекулами, йонами. Хімічні речовини, що складаються з атомів одного виду, єпростими, з атомів різних видів — складними. Складні хімічні речовини розділяються на органічні і неорганічні.

Відомо 4 стани речовини:

• гази,

• тверді тіла,

• рідини,

• плазма.

Згідно ГОСТ 12.1.007-76 «ССБП. Шкідливі речовини. Класифікація і загальні вимоги», шкідливою речовиною є така речовина, яка при контакті з організмом людини у випадку порушення вимог безпеки може викликати виробничі травми, професійні захворювання чи відхилення в стані здоров’я, які визначаються сучасними методами, як в процесі роботи, так і у віддалені терміни життя теперішнього і наступного поколінь.

За фізіологічною дією на організм людини всі шкідливі речовини можна поділити на групи:

Ø подразнюючі (аміак, сірчистий газ, хлор та ін.);

Ø задушливі (оксид вуглецю, сірковуглець та ін.);

Ø наркотичні (ацетилен, ацетон, бензин, дихлоретан, хладони та ін.);

Ø соматичні (метиловий спирт, арсен та його сполуки, ртуть, свинець тощо);

Ø пил декількох видів:

органічний

- рослинного чи тваринного походження (мука, цукор, тютюн та ін.),

- хімічних сполук (нафталін та ін.);

неорганічний (металевий),

мінеральний (гіпс, тальк, цемент та ін.).

У сфері торгівлі використовуються чи можуть утворюватися в технологічних процесах різноманітні шкідливі речовини.

Під час теплової обробки харчової продукції у повітря робочої зони виділяються продукти її термічної деструкції (акролеїн, оксид вуглецю, діоксид вуглецю та ін.), пари масел і жирів. У разі несправностей в холодильних камерах в навколишній простір можуть виділятися холодоагенти (аміак чи хладон).

Процеси просіювання і розфасування сипучих харчових продуктів (крохмалю, муки, цукру та ін.) супроводжуються утворенням пилу. В повітрі деяких приміщень торгових підприємств може міститися пил луб’яний, бавовняно-паперовий, бавовняний, льняний, шовковий. Небезпеку для здоров’я являють шкідливі речовини всередині дошників під час процесів окурювання і вивантаження капусти.

Внаслідок порушення правил безпеки під час зберігання та транспортування ацетону, розчинників, бензину, гасу та деяких інших легкозаймистих і горючих рідин пари їх можуть міститися в атмосферному повітрі, яке вдихають люди.

Шкідливі речовини можуть потрапляти в організм людини через органи дихання, шлунково-кишковий тракт, шкіряні покрови та слизові оболонки. Потрапляння цих речовин в організм людини у великих концентраціях призводить нерідко до гострих отруєнь. Довготривале потрапляння в організм деяких речовин навіть в невеликих дозах може викликати хронічні професійні отруєння (захворювання). Під дією пилу виникають гострі чи хронічні захворювання органів дихання.

Для виключення гострих і хронічних професійних отруєнь та захворювань встановлені гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин у повітрі робочої зони.

Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони – це концентрації, які при щоденній (окрім вихідних днів) роботі протягом восьми годин чи при іншій тривалості, але не більше 41 години на тиждень, впродовж всього робочого стажу не можуть викликати захворювання чи відхилення в стані здоров’я, які визначаються сучасними методами, як в процесі роботи, так і у віддалені терміни життя теперішнього і наступного поколінь.

За ступенем небезпеки для організму людини всі шкідливі речовини поділяються на чотири класи:

І – надзвичайно небезпечні (ГДК < 0,1 мг/м³);

ІІ – високонебезпечні (ГДК = 0,1 … 1,0 мг/м³);

ІІІ – помірнонебезпечні (ГДК = 1,1 … 10,0 мг/м³);

IV – малонебезпечні (ГДК > 10,0 мг/м³).

Так, наприклад, аміак, нафталін і оксид вуглецю, які мають ГДК = 20 мг/м³, віднесені до IV-го класу небезпеки.

Фактичний вміст небезпечної речовини у повітрі робочої зони не повинен перевищувати його ГДК. За наявності у повітрі декількох шкідливих речовин одночасно дія суми відношень фактичних концентрацій кожної з них до їх ГДК не повинна перевищувати одиниці:

Вимоги до методики вимірювання концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони викладено в ГОСТ 12.1.016-79 «ССБП. Повітря робочої зони. Вимоги до методик вимірювання концентрації шкідливих речовин».

Таблиця 1

Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин

у повітрі робочої зони

Найменування речовини	Величина ГДК, мг/м3	Клас небезпеки	Агрегатний стан
Акролеїн	0,2	ІІ	П
Аміак	20	IV	П
Ацетон	200	IV	П
Бензин (розчинник), Паливний	100	ІV	П
Водню ціанід	0,3	І	П
Кераміка	2	ІІІ	А
Гас (в перерахунку на С)	300	IV	П
Кислота азотна	2+	ІІІ	А
Кислота сірчана	1+	ІІ	А
Кислота оцтова	5+	ІІІ	А
Нафталін	20	IV	П
Поліетилен	10	IV	А
Пил рослинного і тваринного походження : - зерновий; - мучний, деревний та ін.; - луб’яний - бавовняно-паперовий; - бавовняний, льняний - шовковий, пуховий та ін.	4 6 2	ІІІ IV IV	А А А
Срібло металічне	1	ІІ	А
Скипидар (в перерахунку на С)	300	IV	А
Сода кальцинована	2+	ІІІ	А
Тютюн	3	ІІІ	А
Вуглецю окис	20	IV	П
Чай	3	ІІІ	А
Луги їдкі (розчини в перерахунку на NaOH)	0,5+	ІІ	А

Для визначення концентрації якого-небудь газу використовують відповідні індикаторні трубки, на поверхні яких написана його хімічна формула (СО, СО₂, SO₂ та ін.). При продуванні сильфонним насосом через трубку із відкритими кінцями відповідного об’єму повітря колір порошку змінюється на деякій дільниці, по довжині якої з допомогою шкали встановлюють концентрацію шкідливих речовин у відсотках (по об’єму).

Шкалу нанесено на поверхню індикаторних трубок і пакувальних коробок.

Вимоги до експресного методу вимірювання концентрації газових компонентів у повітрі викладено в ГОСТ 12.1.014-84 «ССБП. Повітря робочої зони. Метод вимірювання концентрації шкідливих речовин індикаторними трубками».

Пари аміаку в повітрі можна виявити за допомогою газоаналізатора інфрачервоного поглинання типу ГІП. Місця витоку аміаку в холодильних ках визначають за допомогою смужок паперу, просякнутих хімічними індикаторами. За наявності в повітрі аміаку такі смужки червоніють. За допомогою електронних витокошукачів можна встановити місця витоку хладону в холодильних ках. У разі потреби склад повітря можна визначити в спеціалізованих лабораторіях шляхом аналізу проб, набраних у виробничих приміщеннях.

Серед великої кількості шкідливих речовин особливу небезпеку становлять хімічні речовини, які залежно від їх практичного використання можна поділити на:

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

• отрутохімікати, що використовуються для боротьби з бур'янами, гризунами, шкідливими комахами ( гербіциди, пестициди, інсектициди);

• 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 токсичні (викликають отруєння всього організму людини), подразнюючі (подразнюють слизові оболонки), мутагенні (призводять до змін спадковості), канцерогенні (викликають пухлини), наркотичні (впливають на центральну нервову систему), задушливі, сенсибілізуючі (діють як алергени), впливаючі на репродуктивну (народжувальну) функцію.

Отруйними називаються речовини, які призводять до ураження всіх живих організмів, особливо людей і тварин.

Шляхи проникнення отруйних речовин в організм людини: через шкіру, органи дихання та шлунок.

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

За вибірковістю дії  шкідливі речовини можна поділити на: -  серцеві – кардіотоксична дія: ліки, рослинні отрути, солі барію, калію, кабальту, кадмію тощо; -  нервові – порушення психічної активності (чадний газ, фосфорорганічні сполуки, алкогольні вироби, наркотичні засоби, снодійні ліки); -  ниркові – сполуки важких металів, етиленгліколі, щавлева кислота; -  кров'яні – анілін, похідні аніліну, нітрити; -  легеневі – оксиди азоту, озон, фосген.

За тривалістю дії  шкідливі речовини можна поділити на три групи: -  летальні, що призводять або можуть призвести до смерті – термін дії до 10 діб; -  тимчасові, що призводять до нудоти, блювоти, набряку легенів, болю в 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.

Для послаблення впливу шкідливих речовин на організм людини, для визначення забрудненості довкілля та впливу на рослинні та тваринні організми, проведення екологічних експертиз стану навколишнього середовища або окремих об'єктів чи районів 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 орієнтовано безпечні рівні впливу (ОБРВ) забруднюючих речовин у різних середовищах.

ГДК шкідливої речовини -  це такий вміст її у природному середовищі (мг/м. куб), який не знижує працездатності та самопочуття людини , не шкодить здоров'ю у разі постійного контакту, а також не викликає небажаних наслідків у нащадків. Основними заходами захисту людини від 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).

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).

Доки існують шкідливі види антропогенної діяльності, щоб обмежити їх вплив на природне середовище, потрібно нормувати кількість шкідливих речовин, які викидаються в повітря, ґрунти, води всіма типами забруднювачів, постійно контролювати викиди різного типу об'єктів, прогнозуючи стан довкілля та приймаючи відповідні санкції і рішення щодо порушників законів про охорону природи. В основу нормування всіх забруднювачів у нормативах різних країн покладено визначення ГДК у різних середовищах. За основу приймають найнижчий рівень забруднення, що ґрунтується на санітарно-гігієнічних нормах. Слід зазначити, що ГДК забруднювачів у нормативах різних країн часто різняться, хоча й незначно.

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 + С2ГДК2 + ... + 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 кажуть, що санітарний стан не відповідає нормативним вимогам.

Дуже шкідливою є сумарна дія таких полютантів, як сірчаний газ, діоксид азоту, фенол, аерозолі, сірчана (Н2SО4) та фтористоводнева (НР) кислоти. Для визначення максимальної разової ГДК використовуються високочутливі тести, за допомогою яких виявляють мінімальні впливи забруднювачів на здоров'я людини у разі короткочасних контактів (виміри біопотенціалів головного мозку, реакція ока тощо).

Для визначення тривалих впливів забруднювачів (токсикантів) проводять експерименти на тваринах, використовують дані спостережень під час епідемій, аварій, додаючи до певного порогового впливу коефіцієнт запасу, що знижує дію ще в кілька разів.

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 ґрунту 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).