Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Промышленная токсикология. Учебное пособие
.pdf
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Казанский национальный исследовательский
технологический университет»
Н. В. Шильникова, Ф. М. Гимранов
ПРОМЫШЛЕННАЯ
ТОКСИКОЛОГИЯ
Учебное пособие
Казань
Издательство КНИТУ
2018
2
УДК 615.9(075)
ББК 51.244я7
Ш60
Ш60
Шильникова Н. В.
Промышленная токсикология : учебное пособие / Н. В. Шильникова, Ф. М. Гимранов; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2018. – 120 с.
ISBN 978-5-7882-2483-1
ISBN 978-5-7882-2483-1
©
Шильникова Н. В., Гимранов Ф. Н., 2018
© Казанский национальный исследовательский
технологический университет, 2018
Подписано в печать 04.12.2018
Формат 60´84 1/16
Бумага офсетная
Печать ризографическая
6,98 усл. печ. л.
7,5 уч.-изд. л.
Тираж 100 экз.
Заказ 216/18
Издательство Казанского национального исследовательского
технологического университета
Отпечатано в офсетной лаборатории Казанского национального
исследовательского технологического университета
420015, Казань, К. Маркса, 68
УДК 615.9(075)
ББК 51.244я7
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Казанского национального исследовательского технологического университета
Рецензенты:
д-р мед. наук, проф. Л. Е. Зиганшина
канд. биол. наук, ст. науч. сотр. Н. Р. Даутова
Изложены задачи промышленной токсикологии, рассмотрены типы и принципы
классификации ядов и отравлений, основные закономерности, определяющие прохождение ядов через организм, их поступление, распределение, биотрансформация и выделение.
Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки
20.03.01 «Техносферная безопасность», профиль «Безопасность технологических процессов и производств».
Подготовлено на кафедре промышленной безопасности.
Ответственный за выпуск И. В. Чепегин
!
3
ВВЕДЕНИЕ
Промышленная токсикология рассматривает вопросы токсического воздействия химических веществ, применяемых в технологических процессах на различных производствах. Промышленная токсикология как раздел гигиены труда, который совместно
с изучением воздействия на организм работающих химических
производственных факторов (вредных веществ), способствует
разработке гигиенических нормативов для создания безопасных
условий труда.
Токсикология – наука о токсичных химических факторах
среды обитания живых организмов, о законах их взаимодействия,
определяющих потенциальную опасность химических веществ,
а также способы и средства минимизации токсической опасности,
профилактики, диагностики и лечения различных отравлений.
С развитием химических наук открыты механизмы действия
химических веществ, появилось много синтетических веществ,
к тому же большинство из них являются высокотоксичными. При
этом ряд химических веществ, используемых в быту, медицине,
промышленности, сельском хозяйстве, могут создавать опасность,
воздействуя на живые организмы как яды.
Вещества, называемые ядами, являются химическими компонентами среды обитания, поступающими в количестве (реже –
качестве), не соответствующем врожденным или приобретенным
свойствам организма, поэтому часто являются несовместимыми
с его жизнью. В качестве ядов раньше использовались высокотоксичные вещества растительного происхождения: алкалоиды и
глюкозиды (стрихнин, кураре, аканид, страфантин, белена, дурман и т. д.). Знаменитый врач древности Теофраст Бомбаст фон
Гогенгейм – Парацельс (1493–1541 гг.) считал, что «все есть яд, и
ничто не лишено ядовитости». Основоположник научной токсикологии Матео Жозе Бонавентура Орфила писал, что «Яд – вещество, которое в малом количестве, будучи приведенным, в соприкосновение с живым организмом, разрушает здоровье или уничтожает жизнь». Однако в ХIХ веке известный французский судебный медик Огюст-Амбруаз Тардьё утверждал: «Ядов в научном смысле слова нет». Также возникали высказывания: «Можно
определить яд как меру (единство количества и качества) дей-
!
4
ствия химического вещества, в результате которого при определенных условиях возникает отравление».
Известно, что любое химическое вещество в зависимости от
действующего количества может быть для организма безразличным, полезным или вредным и выступать в качестве яда. Также
известно, что некоторые вещества, поступившие внутрь в оптимальной дозе, приводят к восстановлению нарушенных болезнью
функций организма, проявляют лечебные свойства. Причем многие вещества сами являются составной частью живого организма – это белки, жиры, углеводы и пр., и для проявления их токсических свойств нужны особые условия. Некоторые вещества,
находясь в определенном количестве в среде обитания или внутренней среде организма человека и животных, являются обязательными, например микроэлементы, такие как серебро, йод, кобальт и др. Следовательно, одно и тоже химическое вещество
может быть ядом, лекарством и средством, необходимым для
жизни, в зависимости от условий взаимодействия с организмом.
Впервые токсическое действие ядов на животных изучили
в XIX веке Е. В. Пеликан в России, за рубежом Lehman.
Основоположниками промышленной токсикологии как
науки являются известные отечественные ученые Н. В. Лазарев (1895–1973) и Н. С. Правдин (1882–1954), которые в начале
20-х годов XX столетия заложили основы теории и практики гигиенического нормирования промышленных ядов.
Вместе с тем токсикология изучает закономерности развития
и течения патологического процесса (отравления), вызванного
ядовитыми веществами. «Токсикология – это область медицины,
изучающая законы взаимодействия живого организма и яда»
(Лужников С. А.).
Как отмечалось, многим веществам окружающего мира присуща токсичность – свойство химических веществ, при воздействии на биологические системы немеханическим путем, способное вызывать их повреждение (заболевание) или гибель.
Показатели токсичности зависят также от вида, пола, возраста, индивидуальной чувствительности к нему организма. Разработаны основы экстраполяции на человека данных, изученных
в экспериментах на животных. Изучение и оценка токсичности
веществ составляет предмет науки токсикологии.
!
5
Непрерывное совершенствование мероприятий, средств и
методов, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья и профессиональной работоспособности людей в условиях повседневного
контакта с химическими веществами, а также при чрезвычайных
ситуациях, является целью токсикологии.
Задачей токсикологии является накопление знаний о закономерностях, определяющих токсичность химических соединений для прогнозирования возможных последствий для живых организмов. Подробнее задачи токсикологии и ее разделы рассмотрены далее.
1. Раздел токсикологии, совершенствующий методологию
оценки токсичности, называется токсикометрия. Он включает
измерение токсичности, установление причинно-следственных
связей между действием химического вещества на организм и
развитием заболевания. Указанные задачи решаются в ходе экспериментальных исследований на животных, изучении случаев
острых и хронических отравлений человека, эпидемиологических
исследований популяций, подвергшихся воздействию токсического вещества.
2. Раздел токсикологии токсикодинамика включает изучение проявлений интоксикаций, механизмов, лежащих в основе
токсического действия, закономерностей формирования патологических состояний, с помощью методических приемов.
3. Раздел токсикологии токсикокинетика включает выяснение механизмов проникновения токсикантов в организм, закономерностей их распределения, метаболизма и выведения.
При установлении факторов, влияющих на токсичность вещества, учитываются особенности биологического объекта, особенности свойств токсиканта, специфика их взаимодействия,
условия окружающей среды.
Прикладной задачей токсикологии является повышение эффективности средств и методов профилактики и лечения интоксикаций, других негативных эффектов. Решение задачи заключается в определении условий безопасного взаимодействия с веществом, создание эффективных средств защиты, разработка информативных методов оценки функционального состояния организма при воздействии токсических веществ.
К общей тенденции, определяющей особенности «химической опасности» в современных условиях, относится широкий
!
6
спектр отравляющих веществ (ОВ) и высокотоксичных веществ
(ОВТВ). Токсикология – дисциплина, изучающая свойства токсических ОВ и ОВТВ, их механизмы действия на живые организмы,
диагностику поражений и лечебно-эвакуационные мероприятия.
Токсикология является фундаментальной наукой, которая
решает широкий круг задач совместно со знаниями многих естественных наук: неорганической, органической химии, биохимии,
физиологии, иммунологии и генетики. Основным методологическим приемом в токсикологии является эксперимент на животных
для изучения механизмов действия ядов на организм. Учитывается, что токсическое воздействие возможно как на весь организм,
так и на его отдельные органы, а также на клеточном и молекулярном уровнях.
Вредные вещества или производственные яды могут встречаться в производстве в виде сырья, промежуточных продуктов,
которые нуждаются в дальнейшей переработке, в готовых и побочных продуктах и примесях. В большинстве рабочих мест в тех
или иных концентрациях практически постоянно и одновременно
присутствуют различные токсические вещества, которые обладают как сходным, так и различным действием на организм, что
расширяет задачи промышленной токсикологии.
Так, в начале ХХ века Н. С. Правдин выделил основные задачи промышленной токсикологии: гигиеническая экспертиза
токсичных веществ, гигиеническая стандартизация сырья и продуктов, гигиеническое нормирование содержания вредных веществ в объектах производственной и иных средах – и это остается актуальной проблемой.
Вредное действие химических веществ не должно реализовываться как при прямом воздействии на человека, так и при опосредованном – через экологические системы или возможный экологический ущерб. Отечественной науке принадлежит приоритет
в развитии теории и практики гигиенического нормирования.
В нашей стране в 1922 г. впервые в мире были установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны
для трех вредных веществ. В дальнейшем начата их систематизация, выдвинуты предположения о существовании порога хронического действия промышленных ядов, сформулированы основные критерии вредности. Проведены исследования относительно
возможностей предвидения биологического действия химических
!
7
соединений, исходя из их строения и основных физико-химических свойств, подбора методических приемов для количественной оценки их изолированного, комбинированного и комплексного воздействий на организм. Затем потребовалось расширение
токсикологической характеристики вредных химических факторов производственной среды, и в промышленной токсикологии
появились новые направления.
В различные отрасли промышленности и иную хозяйственную деятельность ежегодно внедряются новые соединения. Одной
из важных задач промышленной токсикологии является токсикологическая оценка новых химических веществ и их гигиеническая
регламентация. Общая цель заключается в сведении вредного воздействия к минимуму и поддержании безопасности производственной и окружающей среды. Поскольку в процессе трудовой
деятельности при неблагоприятных производственных условиях
или нарушениях технологического процесса вредные вещества
негативно сказываются на работоспособности и здоровье работников, вызывая профессиональные отравления, необходимо соблюдение гигиенических регламентов. К ним относятся ПДК вредных
веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе, воде водоемов, почве, включая расчетные методы прогнозирования ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ); предельно
допустимый уровень (ПДУ) миграции химических соединений из
полимерных материалов, остаточные количества их в пищевых
продуктах; ПДУ загрязнения кожных покровов, работающих
с промышленными ядами и другие. Нормативы ПДК являются
едиными для всей территории РФ и соответствуют самым низким
значениям, рекомендованным Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ). Вместе с тем ПДК не являются международным
стандартом и могут различаться в разных странах, что объясняется
принципами, применяемыми при их разработке и использования
для защиты от негативных факторов.
Таким образом, промышленная токсикология имеет большую теоретическую основу и широкую сферу практического
приложения.
!
8
1. ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ И ПОНЯТИЯ
Теоретическая
(экспериментальное
моделирование)
Профилактическая
(гигиеническая)
Клиническая
Токсикокинетика
Промышленная
Химические болез-
ни
(острые, хрониче-
ские)
Токсикодинамика
Сельскохозяйствен-
ная
Лекарственные
(острые, хрониче-
ские)
Пищевая
Токсикомания
Коммунальная
Бытовая
ТОКСИКОЛОГИИ
1.1. Основные направления токсикологии
Промышленная токсикология (токсикология труда) – это
раздел гигиены труда, связанный с общей токсикологией, изучающий действие на организм вредных химических веществ, встречающихся в производственных условиях.
В настоящее время в токсикологии определяются три основных направления; теоретическое (экспериментальное), профилактическое (гигиеническое) и клиническое (табл. 1).
Таблица 1
Направления токсикологии
Теоретическая токсикология решает проблемы выявления
основных законов взаимодействия живых организмов и ядов. Она
включает два основных раздела:
1) токсикодинамику, рассматривает действие яда на организм;
2) токсикокинетику, изучает ответную реакцию организма
на яд, которая происходит во времени и с разной скоростью.
!
9
Как отмечалось ранее, раздел токсикологии токсикометрия
включает измерение количественной оценки токсичности и опасности химических веществ.
Профилактическая токсикология изучает проблемы определения степени опасности, разработку мер и способов предотвращения и защиты от действия токсических веществ.
Клиническая токсикология исследует заболевания химической этиологии, т. е. болезни человека, возникающие вследствие
токсического влияния химических веществ окружающей его среды.
Также выделяют специальные виды токсикологии: военную,
авиационную, космическую, судебную и др.
К задачам промышленной токсикологии относятся:
• гигиеническое нормирование содержания вредных ве-
ществ в объектах производственной среды и биосредах;
• гигиеническая экспертиза токсичных веществ;
• гигиеническая стандартизация сырья и продуктов.
Гигиеническое нормирование ограничивает содержание
вредных веществ путем установления предельно допустимых
концентраций (ПДК) в воздухе рабочей зоны и на коже.
Гигиеническая экспертиза представляет собой наиболее
массовый вид токсикологической оценки вредных веществ,
предусматривающий определение смертельных доз и концентраций при различных путях введения, адекватным путям поступления ядов в производственных условиях.
Гигиеническая стандартизация сырья и продуктов предполагает ограниченное содержание токсичных примесей в промышленном сырье и готовых продуктах, с учетом их вредности и
опасности.
Промышленная токсикология рассматривает:
1. Изучение специфического действия на организм человека
вредных веществ, встречающихся на производстве.
2. Вопросы разработки санитарно-гигиенических и лечебнопрофилактических мероприятий, направленных на создание
наиболее благоприятных условий труда, в целях профилактики профессиональных заболеваний.
Главной задачей дисциплины «Промышленная токсикология» является обеспечение обучаемых теоретическими знаниями
и практическими навыками защиты от воздействия вредных химических факторов производственной среды.
!
10
1.2. Основные понятия и термины
В производственной среде человек соприкасается с различными химическими соединениями, при определенных условиях
многие вещества могут быть ядами. Для лучшего понимания и
усвоения излагаемого материала рассмотрим основные термины
промышленной токсикологии.
Вредный производственный фактор – такой фактор, воздействие которого на работника приводит к заболеванию или снижению его работоспособности.
Яд – химический компонент среды обитания, поступающий
в количестве, не соответствующем врожденным или приобретенным свойствам организма, и поэтому несовместимый с его жизнью. Термин «яд» обычно применяют к секретам ядовитых желез
животных (змей, насекомых и пр.).
Промышленные яды – химические вещества, влияющие на
человека в производственных условиях в количествах, вызывающих нарушение здоровья и ухудшение работоспособности, вследствие профессиональных отравлений.
Биотрансформация ядов – превращения яда в организме
в результате обмена веществ.
Метаболиты ядов – вещества, образующиеся в результате
биотрансформации ядов в организме (например, диоксид углерода является метаболитом бензола, ацетона и т. д.).
Токсин – высокотоксичное белковое вещество бактериально-
го, животного, растительного происхождения.
Токсикант – вещество антропогенного происхождения, которое при попадании в организм может вызывать заболевание или
его гибель.
Токсичность – свойство вещества, в минимальном количе-
стве вызывающее разные формы токсического процесса.
Токсический эффект – результат взаимодействия организма
и вредного вещества, зависящий от количества, физико-химических свойств, длительности поступления вещества и химических реакций в организме.
Токсическая доза – количество вещества, поступившего
в организм и вызвавшего токсический эффект.
!
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]