Промышленная токсикология. Методические указания к практическим занятиям

Министерство образования и науки России Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

ПРОМЫШЛЕННАЯ

ТОКСИКОЛОГИЯ

Методические указания к практическим занятиям

Казань Издательство КНИТУ

2016

УДК 615.9:574 ББК 52.84: 20.1

Составители: доц. Н. В. Шильникова проф. Ф. М. Гимранов

проф. Б. М Азизов

Промышленная токсикология : метод. указания к практическим занятиям / сост.: Н. В. Шильникова, Ф. М. Гимранов, Б. М. Азизов; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2016. – 32 с.

Рассмотрены различные ситуационные задачи, связанные с выделением в производственную среду вредных веществ. Освоение представленных задач позволит будущим специалистам по техносферной безопасности правильно оценить характер и степень токсического воздействия вредных веществ, рекомендовать защитные мероприятия, направленные на сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе трудовой деятельности.

Предназначены для бакалавров по профилю подготовки «Безопасность технологических процессов и производств» направления подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность», могут быть использованы студентами других специальностей при изучении курса «Безопасность жизнедеятельности».

Подготовлены на кафедре промышленной безопасности.

Печатаются по решению методической комиссии факультета химических технологий

Рецензенты: проф. С. А. Богданова зав. лаб. токсико-гигиенических исследований

ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии» РТ (Татарстан) Е. В. Фадеева

2

6)пестициды и их метаболиты;

7)регуляторы роста;

8)нитраты, нитриты и нитрозосоединения;

9)антибиотики, сульфаниламиды, нитрофураны, гормональные препараты;

10)микотоксины и др.

Яды могут проникать в организм тремя путями: ингаляционным (через органы дыхания), через кожу и желудочно-кишечный тракт. Основным и наиболее опасным является ингаляционный путь, так как слизистые оболочки верхних дыхательных путей и легкие обладают высокой всасывающей способностью.

Токсикология включает несколько разделов:

-токсикодинамику, которая рассматривает действие яда на организм;

-токсикокинетику, которая изучает ответную реакцию организма на яд, что происходит во времени, с разной скоростью.

-токсикометрию, которая использует методы и приемы исследований для количественной оценки токсичности и опасности ядов. В дословном переводе «токсикометрия» означает измерение токсичности.

Основные понятия токсикологии

К ядам токсикологи относят химические соединения, способные в минимальных количествах вызывать тяжелые нарушения жизнедеятельности (отравления) или гибель живого организма. Термин «яд» обычно применяют к секретам ядовитых желез животных (змей, насекомых и пр.).

Токсин - как правило, высокотоксичное вещество бактериального, животного, растительного происхождения.

Токсикант – вещество антропогенного происхождения, способное при попадании в организм вызывать заболевание или гибель.

Токсичность – способность вещества вызывать в организме нарушение физиологических функций или его гибель.

Токсический процесс - формирование и развитие реакций организма на действие токсиканта, приводящее к его повреждению (нарушению функций, жизнеспособности) или гибели.

Токсическое действие веществ - действие приводящее к нарушению функций биологических систем.

Токсический эффект этих соединений определяется

4

избыточностью дозировки, значительно превышающей физиологические пределы их действующих концентраций в организме.

Толерантность – способность организма переносить воздействие яда без развития токсического эффекта.

Отравляющее вещество - химический агент, предназначенный для применения в качестве оружия в ходе ведения боевых действий.

Вредное вещество – вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами, как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Опасное вещество – потенциально вредное вещество, т.е. вещество, которое может проявить свои вредные свойства в определенных условиях.

Материальная кумуляция – накопление в организме самого яда (ртуть, марганец, свинец).

Функциональная кумуляция – суммирование изменений,

вызванных действием яда, например алкоголизм.

На практическом занятии студенту необходимо решить поставленную задачу в соответствии с исходными данными варианта, который выбирает преподаватель.

Виды возможного действия промышленных ядов

К промышленным ядам относится большая группа химических веществ и соединений, которые в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов встречаются на производстве. Классифицируют промышленные яды по:

-классам химических соединений,

-характеру воздействия на организм,

-степени воздействия на организм.

По характеру воздействия на организм вредные вещества подразделяются на:

1.Общетоксческие - вызывающие отравления всего организма или поражающие отдельные системы, а также вызывающие патологические изменения печени и почек (угарный газ, свинец, ртуть, бензол).

2. Раздражающие - оказывающие воздействие на слизистые

5

оболочки, дыхательные пути, глаза, легкие, кожные покровы (хлор, аммиак, оксиды серы и азота, озон).

3.Сенсибилизирующие - действующие как аллергены (формальдегид, растворители, нитролаки).

4.Мутагенные - приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы)

5.Канцерогенные - вызывающие злокачественные новообразования (ароматические углеводороды, хром, никель, асбест)

6.Репродуктивные - влияющие на репродуктивную функцию (ртуть, свинец, стирол).

Вещества первой группы можно подразделить на следующие

типы:

- яды нервной системы (нейротропные); - яды внутренних органов; - яды крови.

1.Комбинированное действие ядов

Впроизводственной и окружающей среде часто происходит комбинированное действие на организм двух или более ядов одновременно при одном и том же пути поступления. Очень часты комбинации оксида углерода и диоксида серы при взрывных работах; паров бензола, нитробензола и оксидов азота в производстве нитробензола; паров бензола, толуола, ксилола, сероуглерода в коксохимическом производстве.

Согласно классификации, признанной ВОЗ (Всемирной организацией здравоохранения), различают следующие типы комбинированного действия ядов, представленные в таблице 1.

6

Аддитивный эффект характерен для веществ, обладающих однонаправленным действием. Например, для углеводородов, вызывающих наркотический эффект, или для раздражающих газов (окислы азота и сернистый газ, хлор и окислы азота).

Для гигиенической оценки воздушной среды при аддитивном типе комбинированного действия ядов предложено соотношение (условие безопасности):

где С1, С2, Сп – фактические концентрации веществ в воздухе рабочей зоны.

Синергизм наблюдается, например, при комбинированном действии двуокиси азота и окиси углерода, бензола и окиси углерода. Токсичность двуокиси азота в присутствии окиси углерода возрастает в 3 раза, а токсичность окиси углерода при этом – в 1,5 раза. Вышеприведенное соотношение для данного случая приобретает вид:

Классическим примером антагонизма при комбинированном действии является действие кислот и щелочей.

Реже встречаются вещества, обладающие независимым действием. Например, бензол и раздражающие газы, хлорированные углеводороды и фосфороорганические соединения. Если в воздухе рабочей зоны находятся несколько веществ, обладающих независимым действием, то концентрация каждого не должна превышать установленное для него значение ПДКрз.

Знание типов комбинированного действия веществ необходимо для организации контроля воздушной среды рабочих зон помещений и для проектирования систем вентиляции.

Изучение характера действия ядов на организм позволяет, в частности, выбирать рациональные меры по оказанию первой помощи при отравлениях и рекомендовать способы лечения.

Задача №1

В производственном помещении с размерами А В Н м обращаются 6 вредных веществ: В1 (оксид углерода), В2 (аммиак), В3 (хлористый водород), В4 (диоксид серы), В5 (ацетон), В6 (диоксид азота).

7

В результате нарушения технологического режима произошел аварийный выброс вредных веществ в воздух рабочей зоны. Объем выброса по каждому веществу составляет Gi (I = i – 6).

Требуется проверить:

- соответствует ли содержание вредных веществ в воздухе после аварии условиям безопасности, учитывая, что при комбинированном действии NO2 и СО проявляется, синергизм, когда токсичность диоксида азота в присутствии оксида углерода повышается в 3 раза, а токсичность оксида углерода при этом - в 1,5 раза (формула 2).

По результатам проверки сделать вывод и представить своё заключение о возможности пребывания рабочего персонала в помещении. Для решения задачи использовать таблицы 2, 3 и методические указания.

8

Таблица 3

Исходные данные к задаче №1

9

Методические указания к задаче №1

Определив объем производственного помещения и зная количества вредных веществ, выделившихся в воздух, находим концентрацию каждого вещества в воздухе после аварии.

По таблице 2 определяем вид комбинированного действия токсичных веществ: аддитивное (однонаправленное) или независимое (разнонаправленное). С учетом вида и коэффициентов синергичности записываем условия безопасности.

По результатам расчетов по этим уравнениям делается соответствующий вывод.

Контрольные вопросы

1.Что изучает токсикология и каковы основные ее задачи?

2.Охарактеризуйте главные разделы токсикологии.

3.Охарактеризуйте несколько видов комбинированного действия ядов.

4.Классификации промышленных ядов.

2.Защита от воздействия вредных веществ.

Основными факторами, которые определяют токсический эффект химических веществ, являются:

-химическое строение;

-физико-химические свойства;

-условия воздействия на организм;

-концентрация.

В результате воздействия вредных веществ на организм человека происходят острые и хронические отравления. Острые отравления развиваются при одномоментном поступлении в организм токсической дозы и характеризуются острым началом и выраженными специфическими симптомами. Острые отравления целесообразно рассматривать как химическую травму, развивающуюся вследствие введения в организм токсической дозы чужеродного химического вещества. Хронические отравления обусловлены длительным (часто прерывистым) поступлением яда в малых дозах, возникновением малоспецифических симптомов.

Производственные яды могут поступать в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, поврежденную и неповрежденную кожу.

10