Методы установления пдк вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Организация токсикологических исследований включает в себя предварительную токсикологическую оценку, полную токсикологическую оценку и клинико-статистический метод или натурные исследования влияния нового химического соединения на работающих.

Предварительная токсикологическая оценка. Предварительная токсикологическая оценка вещества начинается во время разработки проектного задания или технологического проекта еще до разработки рабочих чертежей. Совместными усилиями токсикологов и химиков (чаще всего по заданию предприятия-заказчика) производится рассмотрение теоретических схем синтеза вещества, изучение кинетики соответствующих реакций, а также литературных сведений о токсичности и опасности исходных и промежуточных продуктов. На основании физико-химических свойств, а также структурной химической формулы изучаемых новых веществ вычисляются токсикологические показатели и ориентировочные предельно допустимые концентрации. Возможно ориентировочное регламентирование и по аналогии с близким по химическому строению веществом путем экстраполяции и интерполяции в рядах одного класса соединений. Более надежные результаты расчетов ориентировочных ПДК для воздуха рабочих помещений могут быть получены на основании экспериментального определения смертельной концентрации и дозы на мелких животных. Ориентировочные рассчитанные ПДК доводят до сведения районного центра гигиены и эпидемиологии, где ими временно пользуются для оценки и контроля за работой лабораторных и полузаводских установок, когда воздействию нового малоизученного вещества подвергаются не более 100 работающих. Кроме контроля за составом воздушной среды опытных производств, центр гигиены и эпидемиологии проводит обязательные периодические осмотры работающих (еще до включения производства в обязательный список).

Предварительная токсикологическая оценка дает не только ориентировочную величину ПДК, но и понятие об общем характере действия вещества (наркотическом, раздражающем, гемолитическом и т.п.), указывает на возможность кожно-резорбтивного влияния, степень опасности острого отравления при аварийных ситуациях, предположения о наличии специфического действия. На основании указанных сведений появляется возможность прогнозировать ориентировочную величину смертельных доз (концентраций) яда, а также ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ).

Результаты предварительной токсикологической оценки вещества содержат следующие количественные характеристики: сведения о физико-химических свойствах (насыщающей концентрации – С₂₀, коэффициентах распределения вода-воздух - l и масло-вода – К), о среднесмертельных дозах (DL₅₀) и концентрациях (CL₅₀), об отношении CL₅₀ / C₂₀ (которое дает некоторое представление о реальной опасности острого отравления) и практические рекомендации. Практические выводы способствуют выбору оптимальной (с точки зрения экономики и профилактической медицины) технологии и средств промышленной санитарии (организация и расчет вентиляции, внутренняя отделка помещения, расположение и исполнение технологического оборудования), а также выбору наименее токсичного вещества из ряда эквивалентных с технологических позиций. Так, например, в случае производства и-кислоты с самого начала было возможно направить синтез в обход канцерогенного b-нафтиламина путем сульфирования, амино-тобиас-кислоты, минуя последующие перестройки технологического процесса.

Опыт показывает, что тесное сотрудничество токсикологов, химиков и технологов на первом этапе разработки проекта приносит значительные технико-экономические и медико-профилактические выгоды.

Полная токсикологическая оценка вещества. Полная токсикологическая оценка вещества включает в себя острые и подострые опыты на животных, токсикологические испытания технологических образцов, хронические опыты на животных, изучение отдаленных последствий, обследование работающих на полузаводских или лабораторных установках. Детальные токсикологические исследования могут завершаться серией дополнительных исследований, в частности, изучением механизмов действия, разработкой приемов ранней и дифференциальной диагностики, а также разработкой методов лечебной профилактики и экспериментальной терапии.

Полная токсикологическая оценка нового вещества должна быть завершена до приема промышленного объекта в эксплуатацию, что вполне возможно, если учесть, что ориентировочный безопасный уровень воздействия этого вещества был известен проектным организациям к моменту разработки рабочих чертежей и учитывался в ходе проектирования.

Наиболее ответственными и трудоемкими являются хронические эксперименты на животных для обоснования ПДК. Длительные эксперименты проводят на нескольких видах животных (на мышах, крысах, кроликах) в течение 4-6 месяцев, подвергая их ежедневным (кроме выходных) затравкам длительностью не менее чем по 4 часа. Выбор концентраций для проведения хронического эксперимента определяется данными однократных и повторных подострых опытов.

Порог хронического воздействия получается при испытании не менее 2-3 концентраций, одна из которых окажется ближе к пороговой, чем другие. Он устанавливается по изменению показателей (отобранных после подострого эксперимента), которые включают в себя интегральные и непременно специфические тесты. Состояние организма подопытных животных оценивается по изменению функций на уровне целостного организма, отдельных органов и систем, на клеточном и субклеточном уровнях. Порогом вредного действия вещества считается такая минимальная его концентрация (доза), при воздействии которой возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.

Логические рассуждения при выборе пороговой концентрации базируются на оценке всех полученных в эксперименте сведений: скорости возникновения и фазности патологических изменений, характера специфических и интегральных тестов, степени функциональной кумуляции яда, видовой чувствительности животных, сроков и полноты восстановления всех функций органов животных.

Полученный порог хронического действия требует определения так называемого «коэффициента запаса» для перехода к ПДК. На коэффициент запаса делится экспериментально полученная в хроническом опыте пороговая концентрация. При этом учитывается: 1) степень кумуляции (коэффициент кумуляции), 2) абсолютная токсичность вещества, 3) его летучесть, 4) зоны острого и хронического действия, 5) видовые различия в токсичности. Коэффициент запаса увеличивается при выраженном кожно-резорбтивном действии. Наименьшие коэффициенты запаса чаще всего применяются для раздражающих веществ (2-4). Наиболее часто используемый коэффициент запаса равняется 10. Современное состояние вопроса о коэффициенте запаса при обосновании величин ПДК вредных веществ в объектах внешней среды изложено в работе И.В.Саноцкого и К.К.Сидорова (1975).

С целью увеличения чувствительности испытаний и укорочения хронического опыта широко применяются интегральные методы, функциональные пробы, постановка животных в неблагоприятные условия или использование их в периоды особенно напряженной жизнедеятельности (к числу их относятся: временная качественная или количественная недостаточность питания, в результате которой токсическое действие выявляется в затягивании восстановительного периода для веса подопытных особей по сравнению с контрольными: частое применение физических нагрузок; инфицирование животных; использование растущих животных или самок в периоде беременности и т.п.).

Предельно допустимая концентрация, установленная, главным образом, на основании экспериментальных данных, утверждается в законодательном порядке, но ввиду ее приблизительного характера не является вечной, она может изменяться в результате накапливания клинических данных, требующих ее снижения, или новых данных о токсичности близких соединений.

Клинико-статистический метод. Клинико-статистический метод (натурное исследование) осуществляется в течение первых трех лет работы новой технологической установки, но может продолжаться и далее для изучения отдаленных последствий воздействия вещества на работающих, в том числе и в комплексе с другими неблагоприятными факторами. Клинико-статистический метод не может заменить экспериментальный, но дополняет последний и дает возможность проверить утвержденную на основе эксперимента ПДК.

На этом третьем этапе исследования проводят углубленное гигиеническое обследование предприятия, включающее в себя изучение технологического процесса с вытекающими неблагоприятными факторами, работу санитарно-технических средств, производительность и эффективность вентиляционных установок, проверяют динамический анализ воздушной среды с регистрацией колебаний концентраций интересующего яда. Разработка учетно-статистических сведений о заболеваемости с временной утратой трудоспособности и анализ полученных данных при периодических медицинских осмотрах, сопоставленные с фактическими концентрациями в цехе, являются основным материалом, на котором базируется оценка действующих ПДК. Все исследования в целом вносят необходимые коррективы в санитарные нормативы, позволяют уточнить медико-технические требования к организации процесса , к планировке и внутренней отделке помещений, санитарно-техническим устройствам, выбору индивидуальных средств защиты.