Л 17 Опасность химических веществ 2013

Г.Ф. Несоленов. Лекция 17. Химические факторы воздушной производственной среды. 2013

Рис. 2.1. Схема гомеостаза: Y – какое-либо свойство биологического объекта; Х – концентрация или доза вредного вещества, характеризующаяся его воздействием на биологический объект; ХБ – безопасный уровень воздействия вещества

Область X1-Х2 – это область гомеостаза. Часть этой области с относительно постоянной функцией называется гомеостатическим плато. Оно, как правило, более выпукло у биологических объектов низшего иерархического уровня. Кроме того, это плато в действительности представляет собой несколько «размытую» область, так как оптимальные параметры биологического объекта (Y) не строго постоянны во времени, а колеблются в определѐнных пределах. Вне области Х1-X2 происходит нарушение гомеостаза, т.е. резкое изменение значений Y. Находящиеся внутри области Х1-Х2 значение Xо – это значение X, характерное для нормального функционирования объекта. Значения X1 и X2 называются критическими (пороговыми) значениями X. Область гомеостаза – это область отрицательной обратной связи, так как организм работает в сторону возвращения системы в исходное (стационарное) состояние. При сильных нарушениях гомеостаза объект может перейти в область положительной обратной связи, когда изменения, вызванные воздействием вредных веществ, могут стать необратимыми, и объект всѐ дальше и дальше будет отклоняться от стационарного состояния.

Г.Ф. Несоленов. Лекция 17. Химические факторы воздушной производственной среды. 2013

3 НОРМИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ

Производственная среда каждого рабочего места подлежит нормированию по предельно допустимой концентрации вредных веществ, содержащегося в воздухе рабочей зоны.

Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны – ПДКр. з – такая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение восьми часов или другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы, или в отдалѐнные сроки жизни настоящего

ипоследующих поколений.

ВРоссии ПДКр. з назначаются по вредному воздействию на организм

человека, а в США – по опасному. Например, ПДКр. з бензола в нашей стране 0,5 мг / м3, а в США – 5; ПДКр. з хлора – 5 и 50 мг / м3 соответственно.

ПДКр. з устанавливается на уровне в два - три раза и ниже, чем порог хронического действия Limcr. Такое снижение называется коэффициентом

запаса (Кз).

Взаимосвязь токсикологических параметров химических веществ представлена на рис. 3.1

Количественные значения токсикологических параметров химических веществ в национальной системе стандартов безопасности труда представлены в табл. 3.1.

Токсикологические показатели

Рис.3.1. Зависимость биологического действия химических веществ от токсикологических показателей

Вредное вещество к классу опасности причисляется по показателю табл. 3.1, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

Г.Ф. Несоленов. Лекция 17. Химические факторы воздушной производственной среды. 2013

При наличии в воздухе рабочей зоны нескольких химических веществ, оказывающих комбинированное воздействие на организм человека, возникает необходимость согласования суммарного воздействия этих веществ с нормативами.

Нормативные требования в случае комбинированного действия вредных веществ, отвечающего случаю аддитивности, выполняются при соблюдении следующего условия:

При потенцировании для нормативной оценки пользуются выражением:

где Хi – поправка, учитывающая усиление эффекта;

Сi – фактические концентрации химических веществ в воздухе рабочей зоны;

ПДКi – предельно допустимые концентрации i-о вещества мг / м3.

Таблица 3.1 – Классы опасности вредных веществ

Государственный стандарт устанавливает токсикологические параметры только для 2000 химических веществ, для которых были проведены комплексные токсиколого-гигиенические исследования. Но в промышленности используется гораздо больше химических веществ и для

Г.Ф. Несоленов. Лекция 17. Химические факторы воздушной производственной среды. 2013

обеспечения безопасности труда работников необходима, по меньшей мере, оценка токсичности (вредного воздействия) применяемых в производстве таких веществ. Для такой оценки специалистами в области промышленной токсикологии предложены несколько формул, расчѐты которых дают хорошее приближение к действительным значениям ПДКр. з.

3.1 Определение ПДКр. з вредных веществ с учѐтом их физикохимических констант

Рассчитывать ПДКр. з по уравнениям можно лишь для тех химических веществ, приведенные физико-химические константы которых укладываются

вопределѐнные пределы:

молярная масса М (кг моль-1) – от 30 до 300;

плотность (кг м -3) – от 0,6 до 2,0;

температура кипения tкип (°С) – от минус 100 до плюс 300;

температура плавления tпл (°С) – от минус 190 до плюс 180;

показатель преломления nр – от 1,3 до 1,6.

Значения ПДКр. з вредных веществ, характеризуемых указанными физико-химическими константами, мг / м3, можно вычислить по следующим зависимостям [4]:

lg ПДК р. з 14,2 10 nр lg M;

lg ПДК р. з lg M 0,012tпл 1,2; lg ПДК р. з 0,4 0,01M lg M;

lg ПДК р. з 0,6 0,1tкип lg M; lg ПДК р. з 1,6 2,2ρ lg M.

3.2 Расчѐт ПДКр.з. для конкретных вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Расчѐт ПДКр. з (мг / м3) вредных веществ, содержащихся в рабочей зоне:

а) для паров и газов органической жидкости:

lg ПДК р. з 0,911 lgЛg 50 0,1 lg M; lg ПДК р. з lg ЛК50 2,0 lg M.

б) аэрозолей нелетучих и мало летучих органических и элементоорганических веществ:

Г.Ф. Несоленов. Лекция 17. Химические факторы воздушной производственной среды. 2013

lg ПДК р. з lg ЛК50 3,1 lg M.

в) газов и паров неорганических веществ:

lg ПДК р. з lg ЛК50 0,4 lg M.

г) аэрозолей металлов и их оксидов:

lg ПДК р. з 0,85 lg ЛД50 lg M lg N,

где N – число атомов металла в молекуле вещества.

Согласно ГОСТ 12.1.007-76 [5] по степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:

Чрезвычайно опасные (ПДК 0,1).Средне опасные – 0,11-1,0.

Умеренно опасные – 1,1-10.Малоопасные – более 10.

Малоопасные совершенно не значит, что безопасные. Важным условием в этом случае является время (экспозиция) воздействия вредного вещества. Например, вдыхание углекислого (угарного) газа человеком в течение 15 минут приводит к потере сознания. Если же ему не будет оказана своевременная помощь, то летальный исход неизбежен.

Следует знать, что количественное изменение нормального состояния газов в воздухе производственной (бытовой) среды или загрязнение его вредными химическими веществами может оказать на человека биологическое воздействие.

К профилактическим методам можно отнести:

контроль воздушной среды органами санитарно-эпидемиологической станций (СЭС);

биологические методы.

К биологическим методам подавления воздействия химических веществ можно отнести назначение лечебного рациона питания работников, работающих во вредных условиях труда в соответствии с Законом РФ «Об основах охраны труда на предприятиях РФ» [6]. Такой рацион способствует улучшению сопротивляемости организма к определѐнному классу таких веществ.

В России разработаны семь принципов лечебно-профилактического питания (рационов):

Г.Ф. Несоленов. Лекция 17. Химические факторы воздушной производственной среды. 2013

1.Использование антидотных свойств тех или иных компонентов пищи.

2.Ускорение или замедление метаболизма ядов (в зависимости оттого, что токсичнее – исходное вещество или его метаболиты).

3.Ускорение выведения ядовитых веществ из организма.

4.Замедление всасывания ядовитых веществ в желудочно-кишечный

тракт.

5.Повышение общей устойчивости организма.

6.Подбор пищевых веществ по благотворному воздействию на отдельные органы организма, состояние которых в большей степени подвержены поражению ядовитых веществ.

7.Компенсация повышенных затрат биологически активными веществами, связанных с воздействием ядовитых веществ.

Например, для здорового организма оптимальным считается приѐм от 11 до 13 % белка от общей калорийности пищи. Приѐм же (30-50) % белка от общей калорийности пищи снижает эффективность обезвреживания чужеродных веществ, попадающих в организм, включая и приѐм лекарств.

Основополагающим значением в профилактике поражения вредными веществами имеет и ритм питания.

Наиболее рациональным временем приѐма пищи медики считают следующие часы: примерно пять часов утра, а также 11-12, 16-17 и 20-21 часов.

3.3 Меры оказания первой помощи при отравлении химическими веществами

При отравлении работающих химическими веществами необходимо знать меры оказания первой (до врачебной) помощи в зависимости от класса опасности веществ, условий отравления и способа оказания экстренной помощи пострадавшему. Это связана с тем, что продолжительное воздействие таких вещества на организм может вызвать летальный исход или стать причиной профессионального заболевания (острых различных и хронических интоксикаций).

Токсическое воздействие химических соединений может проявляться при вдыхании их паров и аэрозолей (пыли), а также в результате случайного попадания в организм человека.

Г.Ф. Несоленов. Лекция 17. Химические факторы воздушной производственной среды. 2013

4 ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ ОПАСНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ [7]

Степень опасности загрязнения почвы тяжѐлыми металлами, нефтепродуктами, пестицидами, и другими вредными веществами оценивают по уровню их возможного воздействия на системы «почва – растение», «почва – микроорганизмы, биологическая активность», «почва – грунтовые воды», «почва – атмосферный воздух» и опосредовано на здоровье человека (М.В. Буторина и др., 2002 г.).

При этом для конкретного региона обязательно учитываются:

1)специфика источников загрязнения, которые определяют совокупность химических веществ-загрязнителей;

2)приоритетность загрязняющих веществ в соответствии со списком их ПДК в почве и классов опасности;

3)характер землепользования. Вполне очевидно, что опасность загрязнения тем больше, чем выше фактические уровни содержания контролируемых веществ в почве по сравнению с ПДК, а также выше их класс опасности.

При гигиенической оценке почв, используемых для сельского хозяйства, основываются на транслокационном показателе. Это связано с тем, что, вопервых, с продуктами питания растительного происхождения в человеческий организм попадает не менее двух третей вредных химических веществ; вовторых, именно уровень транслокации определяет степень накопления токсичных веществ в продуктах питания.

Оценка опасности загрязнения почвы населѐнных пунктов химическими веществами определяется (Г.А. Богдановский, 1994 г.):

1)эпидемиологической значимостью загрязнѐнной указанными веществами почвы;

2)ролью загрязнѐнной почвы как источника вторичного загрязнения приземного слоя воздуха и при еѐ непосредственном контакте с человеком;

3)значимостью уровня загрязнения почвы в качестве индикатора загрязнения атмосферного воздуха.

Что касается показателей для оценки уровня химического загрязнения почв как индикатора негативного воздействия на здоровье населения, таковыми могут служить: коэффициент концентрации химического вещества К и суммарный показатель загрязнения Z. Последний показатель равен сумме коэффициентов концентраций химических элементов.

Г.Ф. Несоленов. Лекция 17. Химические факторы воздушной производственной среды. 2013

4.1 Расчѐт опасности отходов по загрязнению почвы

Коэффициент концентрации химического вещества характеризует класс опасности отхода по почве и рассчитывается по уравнению:

где ПДКi – предельно допустимая концентрация рассматриваемого химического вещества, содержащегося в отходах, мг / м3;

S – растворимость этого компонента в воде;

Cв – содержание рассматриваемого компонента в общей массе отхода; i – порядковый номер рассматриваемого компонента.

Величину К округляют до первого знака после запятой.

Из всех компонентов выбирается компонент с наименьшим значением коэффициента К, после чего определяется класс опасности с помощью вспомогательной табл. 3.2.

Таблица 3.2 – Классификация опасности химических веществ на основе их ПДК в почве

Суммарный показатель загрязнения определяется как сумма концентраций химических элементов:

n

Zc K (n 1), i i

где n – число суммируемых элементов.

Оценка опасности загрязнения почв совокупностью металлов по показателю Zс, отражающему дифференциацию загрязнения воздушного бассейна городов как металлами, так и другими наиболее распространѐнными ингредиентами (пыль, оксиды углерода, серы и азота), проводится по оценочной шкале, приведенной в табл. 3.3. Градации оценочной шкалы разработаны на основе изучения показателей состояния

Г.Ф. Несоленов. Лекция 17. Химические факторы воздушной производственной среды. 2013

здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.

Таблица 3.3. Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения (Zc) (Г.А. Богдановский, 1994)

Таблица 3.4. Класс опасности и токсикологическая характеристика

Г.Ф. Несоленов. Лекция 17. Химические факторы воздушной производственной среды. 2013

Продолжение табл. 3.4