8.2 Действие вредных веществ в реальных условиях

Химические, вредные вещества могут поступать в организм работающих людей: через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт или через поврежденную или неповрежденную кожу.

Статистика профессиональных заболеваний показывает, что большинство промышленных отравлений связано с проникновением вредных веществ через органы дыхания в виде пылей, газов, паров, туманов. Всасывание вредных веществ через дыхательную систему относится к наиболее быстрому пути поступления в организм. Этому способствует быстрое проникновение в кровь и отсутствие барьеров на пути проникновения вредного вещества в различные органы и системы. На быстроту поступления в кровь из воздуха вредных веществ также влияет их растворимость в воде, близкая к растворимости в крови.

Поступление вредных веществ через пищеварительный тракт возможно при заглатывании вредных веществ. Это происходит при ошибочном приёме внутрь, нарушении правил личной гигиены (приеме пищи на рабочем месте, курении). Некоторые химические вещества могут всасываться уже из полости рта благодаря диффузии непосредственно в кровь. Из полости рта всасываются все липоидорастворимые соединения: фенолы и особенно цианиды. В основном всасывание вредных веществ из желудочно-кишечного тракта происходит через кишечник. Однако на пути к кишечнику вредные вещества могут обезвреживаться кислой средой желудка, сорбироваться пищевыми веществами и проходить через печеночный барьер. Печень является одним из наиболее активных органов, участвующих в обезвреживании вредных веществ, но при этом она сама становиться объектом приложения действия вредных веществ.

Вредные вещества могут поступать в организм человека через кожные покровы. Потенциальную опасность представляют вещества, обладающие липоидорастворимостью и растворимостью в воде (крови). Если такие свойства химических веществ сочетаются с их высокой токсичностью, существует реальная опасность отравления организма рабочего человека через кожу. Среди органических веществ, вызывающих интоксикацию через кожу на первом месте стоят ароматические нитро- и аминосоединения, фосфорорганические инсектициды, хлорированные углеводороды и металлоорганические соединения. Повреждение кожи также способствует проникновению вредных веществ.

Независимо от пути проникновения, в организме вредные вещества подвергаются физико-химическим превращениям. Биологическая направленность этих процессов - обезвреживание вредных веществ и выведение их из организма.

Изолированное действие вредных веществ в химической промышленности встречается редко, обычно работающие подвергаются одновременному или последовательному воздействию нескольких вредных веществ т.е. комбинированному воздействию.

Существует несколько видов комбинированного (совместного) действия вредных веществ:

Положительный синергизм (потенцирование) имеет место, когда одно вредное вещество усиливает токсическое действие другого вещества. Усиление вредного воздействия на организм происходит вследствие подавления одним вредным веществом деятельности систем организма, ответственных за обезвреживание другого вещества. Положительный синергизм отмечен при совместном действии хлорофоса и винилфосфата. При воздействии на работающих людей четыреххлористого углерода и этилендихлорида, окиси углерода и бензола происходит усиление их совместного токсического эффекта. Алкоголь повышает опасность отравления анилином, ртутью.

Отрицательный синергизм (антагонизм) имеет место, когда одно вещество ослабляет действие другого. Такое действие известно, например, для сернистого ангидрида и хлора, сернистого газа и аммиака, аммиака и углекислого газа. Это происходит за счёт химического взаимодействия названных веществ и образования малотоксичных соединений.

Однонаправленное действие возникает, когда компоненты смеси действуют на одни и те же системы в организме. В этом случае суммарный эффект действия смеси равен сумме действующих компонентов и должен отвечать уравнению:

,

Т.е. сумма отношений концентраций каждого из них С₁, С₂, С_п не должна превышать единицы.

Независимое действие вредных веществ возникает при одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ, не обладающих однонаправленным действием. В этом случае их токсический эффект не зависит один от другого. Например, пары бензола и раздражающие газы действуют на разные органы и системы, их ПДК остаются такими же, как при изолированном действии каждого.

Факторы, определяющие действие вредных веществ на организм.

На химических предприятиях большое значение имеет совместное действие вредных веществ и неблагоприятных факторов производственной среды: метеорологические условия (температура, влажность), шум, физическое напряжение.

Изменение температуры, как правило, усиливает и ускоряет действие вредных веществ. Это объясняется нарушением терморегуляции (учащением дыхания и ускорением кровообращения). Например, повышение температуры усиливает возможность отравления соединениями бензола, окисью углерода, парами ртути, хлорофоса.

Влажность воздуха повышает опасность отравлений, особенно раздражающими газами.

Физическое напряжение обычно сопровождается усилением легочной вентиляции и кровообращения. В таких условиях количество вредных веществ, поступающих в организм через органы дыхания, увеличивается, что способствует развитию интоксикации.

Производственный шум усиливает токсический эффект вредных веществ и ускоряет их воздействие. Это доказано для окиси углерода, стирола, алкилнитрита, аэрозоля борной кислоты, нефтяных газов и других веществ.

Характер действия вредных веществ на организм зависит от их химической структуры. Степень токсичности вредных химических веществ может возрастать или уменьшаться при изменении химической структуры. Лучше всего такая взаимосвязь изучена между строением и химическими свойствами для органических веществ.

1. Так, токсичность органических соединений увеличивается с увеличением числа ненасыщенных связей, например, от этана (СН₃ - СН₃) к этилену (СН₂ = СН₂) и ацетилену (СН  СН).

2. У органических соединений увеличение числа атомов в молекуле и увеличение числа изомеров снижает токсичность. Например, у бензола токсичность выше, чем у толуола. (С₆Н₆ и С₆Н₅ - СН₃). Пропиловый и бутиловый спирты более сильные наркотики, чем изопропиловый и изобутиловый, пропилбензол токсичнее изопропилбензола, октан - изооктана. Известно, что в случае циклических углеводородов соединения, обладающие одной боковой цепью, оказываются более токсичными, чем их изомеры, обладающие двумя или несколькими боковыми цепочками. Например, пары диметилциклогексана действуют слабее, чем пары этилциклогексана.

3. Замыкание цепи углеродных атомов ведет к увеличению токсического действия углеводородов при их ингаляционном поступлении. Пары циклопропана, циклопентана, циклогексана и их гомологов действуют сильнее, чем пары – пропана, пентана, гексана. Переход от полиметиленового кольца к ароматическому, ведёт к увеличению токсического действия при ингаляционном пути поступления. Пары бензола и толуола действуют сильнее паров циклогексана и метилциклогексана.

4. Ведение в молекулу гидроксильной группы (в связи с увеличением растворимости), как правило, усиливает токсичность соединения. Фенол токсичнее бензола. Метокрезол много опаснее толуола, циклогексанол токсичнее циклогексана, а метилциклогексанол метилциклогексана. Раздражающее действие паров амилового спирта (С₅Н₁₁ОН) много сильнее паров пентана, а паров аллилового спирта (СН = СН - СН₂ОН) сильнее, чем пропилена (СН₂ = СН - СН₃).

5. Введение в органическую молекулу заместителей галогенов, амино, нитро– групп обычно усиливает токсичность веществ. Введение в молекулу органических соединений хлора и фтора придает им раздражающие свойства и увеличивает токсичность. Так, токсичность увеличивается от метана к хлороформу. Особенно высока токсичность нитро- и аминопроизводных ароматических углеводородов (нитробензола, динитробензола, анилина, толуидина, ксилидина).

6. Возрастание токсичности наблюдается в гомологическом ряду углеводородов (правило Ричардсона). Правило применимо к веществам алифитического ряда, но не подтверждается для ароматическизх соединений. Так, сила наркотического действия возрастает от пентана (С₅Н₁₂) к октану (С₈Н₁₈) от метилового спирта (СН₃ОН) к аллиловому (СН = СНСН₂ОН).

Физические свойства вредных веществ (агрегатное состояние, летучесть, растворимость, дисперсность) влияют на токсичность. В частности на способность проникать в организм, распределяться в нём и выделяться. Некоторые вредные вещества в газообразном состоянии более токсичны, чем твердые и жидкие, так как они легче проникают в организм. Известно, например, что металлическая ртуть в жидком состоянии не опасна, но очень токсичны пары ртути.

Биологические особенности организма и токсический эффект.

Направленность и выраженность токсического действия вредных веществ у лиц разного пола проявляется как в специфических признаках поражения (определённых органов и систем), так и общего действия. Чувствительность к некоторым токсичным веществам у мужчин больше, чем у женщин. Известно, что бериллий, ртуть и их неорганические соединения могут привести к раку легких именно у мужчин. Нарушение репродуктивной функции обнаружено у женщин - работниц, имеющих производственный контакт с растворителями, компонентами производства резиновых изделий. Риск осложнений беременности высок у работниц производства пластмасс, стирола, вискозы, искусственного волокна.

Влияние возраста на проявление токсичного действия неодинаково: одни вещества более токсичны для молодых работников, другие для старых. Например, увеличение смертности от рака органов дыхания наиболее значительно для работников старше 50 лет. Повышенная чувствительность ко многим вредным веществам, особенно нейротропного действия, отмечается у лиц молодого возраста (до 18 лет).

Повышенная индивидуальная чувствительность к вредным веществам объясняется особенностями биохимических процессов и состоянием физиологических систем, участвующих в превращении и выведении токсичных веществ. Имеют значение состояние нервной системы и перенесённые заболевания. Например, при заболеваниях органов дыхания существует повышенная чувствительность к веществам, оказывающим раздражающее действие и т. п.

Правительством Российской Федерации с учётом консультаций с общероссийскими объединениями работодателей, общероссийскими объединениями профессиональных союзов установлены перечни работ с вредными условиями труда, при выполнении которых запрещается применение труда женщин и лиц моложе восемнадцати лет, а также лиц, которым указанные работы противопоказаны по состоянию здоровья.