умк_Чеботарев_ч

1.2. Действие вредных веществ на организм человека, классификация по степени опасности, характеру действия

Вокружении человека находятся тысячи различных химических соединений, способных негативно воздействовать на его здоровье и работоспособность. На любом производстве имеют дело с большим количеством разнообразных химических веществ, являющихся в той или иной мере вредными веществами.

Вредное вещество – это 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 последующие сроки жизни настоящего и будущего поколений.

Ввоздухе вредное вещество может присутствовать в виде газа, пара, аэрозоля.

Условно по физиологическому воздействию на человека токсиче-

ские вещества могут быть разделены на четыре группы:

1) раздражающие;

2) удушающие;

3) соматические яды;

4) вещества, вызывающее наркотическое действие.

Все вредные вещества по характеру воздействия на человека можно разделить на две группы:

1) токсические (как правило, вступают во взаимодействие с организмом человека, вызывая различные заболевания);

2) нетоксические (в большинстве своем оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей, глаз, кожу работающих).

Классификация вредных веществ по их свойствам и по биологическому эффекту важна как для понимания их механизма действия на организм, так и для разработки методов профилактики и лечения вызываемых ими поражений. С этих позиций наиболее целесообразна классификация вредных веществ по их характеру действия на организм:

1. Удушающие:

а) простые удушающие, действие которых состоит в вытеснении кислорода из вдыхаемого воздуха (азот, водород, гелий);

101

б) химически действующие, нарушающие газообмен в крови и в тканях, хотя кислород доставляется во вдыхаемом воздухе в достаточном количестве (окись углерода, синильная кислота).

2.Раздражающие – вызывают раздражение оболочек слизистых дыхательных путей или непосредственно легких, ведущее к развитию воспалительных реакций.

3.Летучие наркотики и родственные им вещества, действующие после поступления их в кровь. Острое действие в большинстве своем оказывают на нервную систему, вызывая наркоз. Основываясь на особенностях физико-химических свойств и биологического действия, их делят на 5 групп:

1) наркотические вещества, не обладающие ярко выраженным по-

следствием (закись азота, углеводороды жирного ряда, эфиры);

2)вещества, оказывающие вредное действие, главным образом, на внутренние органы (галогенопроизводные углеводородов жирного ряда);

3)вещества, обладающие действием, главным образом, на кроветворную систему (ароматические углеводороды);

4)вещества, обладающие действием преимущественно на нервную систему (алкоголи, сернистые соединения жирного ряда);

5)неорганические и металлорганические соединения. В эту группу отнесены вещества, не вошедшие в предыдущие группы и обладающие разными типами действия (ртуть, свинец, фосфор, металлоорганические соединения, мышьяковистый и фосфористый водород и др.)

Все вещества также делятся на реагирующие и нереагирующие. Реагирующие вещества вступают в биохимические реакции и подвергаются превращениям в организме. Токсическое действие может быть обусловлено как самими соединениями, так и продуктами их превращения. Примером может служить бензол. Поражение кроветворной системы при действии последнего обусловлено продуктами его превращения (фенол, пирокахетин, гидрохинон).

Нереагирующие вещества не претерпевают заметных изменений в организме. Они оказывают действие, не вступая в биохимические реакции, выводятся из организма в основном в той же форме, в какой были абсорбированы. Углеводороды жирного ряда – наиболее типичные представители этого класса веществ.

102

В соответствии с ГОСТ 12.1.007 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» по степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяют на четыре класса:

1)вещества чрезвычайно опасные (ртуть, свинец и его соединения, тетраэтилсвинец, озон и др.);

2)вещества высокоопасные (оксиды азота, марганец, медь, серная

исоляная кислоты, сероводород, сероуглерод, формальдегид, хлор, растворы едких щелочей и др.);

3)вещества умеренно опасные (ксилол, спирт метиловый, толуол, фенол, сернистый ангидрид и др.);

4)вещества малоопасные (аммиак, ацетон, бензин, керосин, нафталин, спирт этиловый, оксид углерода и др.).

Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от показателей, представленных в табл. 1, из которых наибольшее практическое значение для характеристики токсичности веществ представляют их предельно допустимые концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны.

Показатели токсичности вредных веществ						Таблица 1
Показатель		Норма для класса опасности
	1			2	3	4
Предельно допустимая кон-
центрация вредных веществ в
воздухе рабочей зоны, мг/м3	Менее 0,1		0,1 – 1,0		1,1 – 10	Более 10,0
Средняя смертельная доза при
введении в желудок, мг/кг	Менее 15		15	– 150	151 – 5000	Более 5000
Средняя смертельная доза при
нанесении на кожу, мг/кг	Менее 100		100 – 500		501 – 2500	Более 2500
Средняя смертельная концен-						Более
трация в воздухе, мг/м3	Менее 500		500	– 5000	5001 – 50000	50000
Порог острого действия, мг/м3	Менее 10		10	– 100	101 – 1000	Более
						1000
Коэффициент возможности
ингаляционного отравления	Более 300		300 – 30		29 – 3,0	Менее 3,0
Зона острого действия	Менее 6,0		6,0	– 18,0	18,1 – 54,0	Более 54
Порог хронического действия	Менее и
	равно 1		1,1	– 10,0	10,1 – 100	Более 100
Зона хронического действия	Более 10		10,0 – 5,0		4,9 – 2,5	Менее 2,5
Зона биологического действия	50000		50000–5001		5000 – 501	Менее 500

103

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны – концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Рабочая зона – пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или непостоянного (временного) пребывания работающих.

Каждое конкретное вредное вещество относится к классу опасности по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности (табл. 2).

Таблица 2

Классификация вредных веществ по степени воздействия на организм человека

	Показатель		Нормы для класса опасности
		1	2	3	4
	Предельно допустимая кон-
	центрация вредных веществ в	менее 0,1	0,1 – 1,0	1,1 – 10,0	Более 10,0
	воздухе рабочей зоны, мг/м3

ПДК вредных веществ в воздухе рабочих помещений устанавливается на основании специальных исследований и результатов профессиональных осмотров рабочих органами здравоохранения. Величины ПДК приведены в СанПиН 11-19-94 и последующих дополнениях к ним.

При любой форме отравления характер действия вредного вещества определяется степенью его физиологической активности – токсичностью

(см. табл. 1).

Коэффициент возможного ингаляционного отравления КВИО – отношение максимально достижимой концентрации вещества при 20 ºС к

С0max

среднесмертельной концентрации: CL2050 .

Порог острого действия – минимальная концентрация вещества, вызывающая острое отравление: limac .

Зона острого действия – отношение среднесмертельной концентра-

ции к порогу острого действия: Zac = CL50 . limac

104

Порог хронического действия – наименьшая концетрация вещества, вызывающая хроническое отравление: limch .

Зона хронического действия – отношение порога острого действия

к порогу хронического действия: Zch = limac limch

Зона биологического действия – отношение среднесмертельной

концентрации к порогу хронического действия: Lbio = CL50 . limch

Токсический процесс – это взаимодействие яда, организма и окружающей среды.

Средняя смертельная доза при введении в желудок – доза веще-

ства, вызывающая гибель 50 % животных (летальная доза ЛД50) при однократном введении в желудок, мг/кг.

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу – доза вещест-

ва, вызывающая гибель 50 % животных при однократном нанесении на кожу, мг/кг.

Средняя смертельная концентрация в воздухе – концентрация вещества, вызывающая гибель 50 % животных при двух – четырехчасовом ингаляционном воздействии, мг/м3.

Профилактика интоксикации и профессиональных заболеваний включает технические, санитарно-технические и профилактические мероприятия.

При поступлении в организм человека вредных веществ в количествах, превышающих установленные нормы, могут возникнуть острые и хронические отравления, а также профессиональные заболевания

(определения – см. р. 1, тема 4 «Расследование несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний»).

Острые отравления, как правило, происходят в результате аварий, поломок оборудования и грубых нарушений техники безопасности. Они характеризуются кратковременностью действия и относительно высокими концентрациями вредных веществ. Симптомы отравления проявляются либо сразу, либо через сравнительно небольшой (обычно несколько часов) скрытый (латентный) период.

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном систематическом воздействии вредных веществ, проникающих в организм человека в относительно небольших количествах. Они могут развиваться вследствие накопления вредного вещества в организме (материальная кумуляция) или вызываемых им изменений (функциональная кумуляция).

105

Острые отравления являются следствием кратковременного воздействия вредных веществ, поступающих в организм в значительных количествах.

Хронические отравления развиваются в результате длительного воздействия вредных веществ, поступающих в организм малыми дозами.

Промышленные яды могут проникать в организм человека:

–через органы дыхания;

–через желудочно-кишечный тракт;

–через кожу;

–через слизистые оболочки глаз.

Через дыхательные пути ядовитые вещества поступают в организм человека при вдыхании аэрозолей, газов и паров. Это наиболее опасный путь проникновения ядов. Через слизистые оболочки дыхательной системы яды всасываются в кровь и разносятся ее токами по всему организму. Легочные альвеолы имеют очень большую поверхность (около 120 м2), что способствует интенсивному всасыванию вредных веществ.

Через желудочно-кишечный тракт яды попадают в организм при за-

глатывании со слизью из носоглотки, а также с пищей и питьевой водой при нарушении правил личной гигиены. Под воздействием кислой среды желудочного сока токсичность многих химических веществ может возрастать. Например, плохо растворимые в воде соединения свинца легко растворяются в желудочном соке, что способствует их всасыванию и поступлению в кровь. Всасывание ядов в организм происходит также в кишечнике.

Через кожный покров проникают главным образом такие вещества, которые хорошо растворяются в жирах и воде, например, соли некоторых металлов (ртути, свинца и др.). Наиболее легко проникают через кожу так называемые растворители (дихлорэтан, бензол, толуолы, ксилолы). Повреждения кожи способствуют усилению проникновения ядов в организм.

Выведение вредных веществ из организма происходит через легкие, почки, желудочно-кишечный тракт и через кожу.

Токсический эффект вредных веществ неодинаков в отношении

пола. К некоторым ядам более чувствителен женский организм, к другим – мужской. Например, женский организм более чувствителен к действию бензола. Причем во время беременности опасность отравления повышается, его течение приобретает более тяжелые формы. В связи с этим для установления половой чувствительности при определении параметров острого действия у сред несмертельных концентраций и доз используют оба пола животных. Последующие эксперименты проводят на наиболее чувствительном поле животных.

106

Неоднозначно действие ядов на организм в зависимости от возраста: одни яды оказывают больший токсический эффект на организм молодых, другие – на пожилых, третьи воздействуют на организм независимо от возраста.

Токсический эффект вредных веществ зависит также от индивиду-

альной чувствительности организма, которая определяется в основном состоянием здоровья работающих. Лица с заболеваниями крови более чувствительны к действию кроветворных ядов, с нарушениями со стороны нервной системы – к действию нейротропных ядов, с заболеваниями легких – к действию пыли и раздражающих веществ.

Характер и тяжесть выполняемой работы влияют также на чувст-

вительность организма к ядам. При тяжелой физической работе усиливаются процессы дыхания и кровообращения, что способствует поступлению ядовитых веществ в организм.

Воздействие токсических веществ на организм зависит от метеоро-

логических условий и других производственных факторов. Высокая и низкая температура, повышенная, а иногда пониженная влажность воздуха, изменение барометрического давления, шум и вибрация, различные излучения в большинстве случаев увеличивают опасность отравления ядовитыми веществами. Объясняется это изменением функционального состояния организма, а также в ряде случаев – токсических свойств вредных веществ.

Некоторые ядовитые вещества могут оказывать вредное влияние на организм человека не в период их воздействия, а по прошествии многих лет и даже десятилетий (отдаленные последствия). Проявление этих влияний может обнаруживаться и в последующих поколениях и отражаться на потомстве. Такими отрицательными эффектами являются гонадотропное, эмбриотоксическое, канцерогенное, мутагенное действия, а также ускорение старения сердечно-сосудистой системы.

Токсичные свойства определяются большим числом факторов, из ко-

торых основными являются физико-химические свойства, внешние ус-

ловия, концентрация, продолжительность действия на человека, растворимость, летучесть, агрегатное состояние.

В гигиеническом отношении наименее опасным является крупно-

кристаллическое или гранулированное состояние вещества, в то время как порошкообразное состояние связано с интенсивным пылевыделением, загрязнением кожных покровов и спецодежды. Нефтепродукты попадают в организм через органы дыхания, так как большинство нефтепродуктов является газообразными или легкоиспаряющимися веществами. Про-

107

никновение их через органы дыхания более опасно в связи с большой всасывающей способностью слизистой оболочки носа и особенно дыхательной поверхности легких.

При различных технических процессах могут применяться и выделяться такие вредные вещества, как оксид углерода, сернистый ангидрид, сероводород, аммиак, хлор, бензин, бензол, ацетон, свинец, метиловый спирт.

Оксид углерода СО образуется при неполном сгорании веществ, содержащих углерод. Окись углерода – чрезвычайно ядовитый газ без цвета и запаха, легче воздуха. Обладая в 200 – 300 раз большей способностью к поглощению, чем кислород, к гемоглобину крови, окись углерода соединяется с гемоглобином и препятствует переносу кислорода. При вдыхании небольших количеств окиси углерода появляется головная боль, головокружение, слабость. При продолжительном пребывании в загазованной зоне наступает потеря сознания, возможен смертельный исход. Предельно допустимая концентрация окиси углерода в воздухе производственной зоны – 20 мг/м3.

Окись углерода обладает взрывоопасными свойствами. Пределы взрываемости окиси углерода в смеси с воздухом – 12 – 75 % (об.).

Сернистый ангидрид SO2 – бесцветный газ с удушливым запахом и кислым вкусом, в 2,3 раза тяжелее воздуха. Выделяется чаще всего при сгорании углей и нефти, содержащих серу (котельные, кузнечные цехи и др.). Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м3. Растворяясь в плазме крови, этот газ превращается в серную кислоту. Острое отравление характеризуется раздражением слизистых оболочек глаз, верхних дыхательных путей, бронхов. При высоких концентрациях SO2 возможны острый бронхит, одышка, отек легких, потеря сознания.

Сероводород H2S – бесцветный газ, имеющий характерный запах тухлых яиц. Он несколько тяжелее воздуха, поэтому может скапливаться в траншеях, колодцах. Предельно допустимая концентрация для воздуха рабочей зоны составляет 10 мг/м3. Сероводород является высокотоксическим газом. Он может проникать в организм через органы дыхания, а иногда через кожу. Он воздействует на центральную нервную систему и дыхательный центр.

При концентрациях этого газа 1000 мг/м3 отравление наступает мгновенно, сопровождаясь судорогами и потерей сознания. Смерть наступает от паралича дыхательного центра. При малых концентрациях H2S наблюдаются поражения глаз и верхних дыхательных путей.

108

Аммиак NH3 – бесцветный газ с резким запахом. Он используется в холодильных машинах и применяется при замораживании грунтов. При отравлении аммиаком наблюдается тяжелый отек слизистых верхних дыхательных путей, отек языка, гортани, падение артериального давления. При попадании в глаза аммиак вызывает химический ожог, возможно развитие слепоты. Жидкий аммиак при попадании на кожу вызывает ожог второй степени с пузырями, эрозии. Предельно допустимая концентрация – 20 мг/м3.

Хлор Cl – зеленовато-желтый газ, имеющий удушливый запах. Он в 2,5 раза тяжелее воздуха. Хлор высокотоксичен. Он относится к классу отравляющих веществ. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны составляет 1 мг/м3. Он применяется при производстве строительных работ в зимних условиях: входит в состав хлорированных растворов. Раздражение хлором верхних дыхательных путей приводит к спазму бронхов, изменению деятельности сердца, раздражению дыхательного и сосудистого центров. При остром отравлении хлором возникают бронхит, отек легких, пневмония. Наблюдаются так называемые хлорные угри на лице и других частях тела, возможно развитие экзем и дерматитов.

Бензин – смесь углеводородов, прозрачная бесцветная жидкость, легко испаряющаяся, с характерным запахом. В строительстве применяется в качестве растворителя красок при малярных работах. Бензин может поступать в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и кожу. Предельно допустимая концентрация бензина составляет 100 мг/м3. При концентрациях бензина, превышающих ПДК, появляются головная боль, кашель, раздражение слизистой оболочки глаз, носа, покраснение кожи лица. При воздействии на организм более высоких концентраций возможна потеря сознания и может наступить мгновенная смерть. При систематическом контакте кожи рук с бензином возможно развитие острых и хронических кожных заболеваний (дерматит, фолликулит, экзема и др.). В смеси с воздухом пары бензина взрывоопасны, пределы взрываемости бензина 0,8 – 5,1 % (об.).

Бензол С6Н6 – бесцветная, легко испаряющаяся жидкость с ароматическим запахом. Пары бензола в 2,7 раза тяжелее воздуха. Его гомологами, получившими применение в промышленности, являются толуол, ксилол, стирол. Использование бензола в качестве растворителя запрещено, он заменен толуолом или ксилолом. Бензол воздействует на нервную систему и кроветворные органы, оказывает наркотическое и судорожное действие. Легкая форма отравления бензолом напоминает опьянение, при более тяжелых формах наступает потеря сознания. При очень высоких концентрациях бензола может наступить мгновенная смерть от паралича

109

дыхательного и сосудистого центров. Предельно допустимая концентрация бензола для воздуха рабочей зоны составляет 5 мг/м3 (среднесменная) и 15 мг/м3 (максимально разовая).

Ацетон СН3СООН – бесцветная жидкость с характерным запахом. Применяется в качестве растворителя и разбавителя нитрокрасок. Оказывает на организм наркотическое действие. Предельно допустимая концентрация составляет 200 мг/м3. При отравлении ацетоном наблюдаются воспалительные изменения верхних дыхательных путей, а при вдыхании очень больших количеств ацетона появляются головные боли, обморочное состояние.

Свинец Pb – тяжелый металл серого цвета, в строительстве применяется довольно часто. Он используется для изготовления аккумуляторов, оборудования. Представляют опасность также соединения свинца. Свинец чаще всего воздействует на человека в виде пыли или паров (температура испарения свинца 400 – 500 °С). Свинец действует на все органы и системы человека, но особенно тяжелые изменения возникают в системе крови, нервной и сердечно-сосудистой системах, в желудочно-кишечном тракте и печени. Предельно допустимая концентрация свинца и его соединений составляет 0,01 мг/м3. В связи с высокой токсичной ограничено изготовление и применение свинцовых красок, запрещено применение глазури, содержащей свинцовые соединения.

Метиловый спирт СН3ОН – бесцветная прозрачная жидкость. Плотность 0,79 г/м3, температура кипения 64,5 °С, температура вспышки 16 °С. В смеси с воздухом пары СН3ОН обладают взрывоопасными свойствами с пределами взрываемости 6,72 – 36,5 % (об.). Сильный яд, действует преимущественно на нервную и сосудистую системы. В организм человека может поступать через дыхательные пути и кожные покровы. Опасен при приеме внутрь: 5 – 10 г метанола вызывают тяжелое отравление, 30 г являются смертельной дозой. Симптомы отравления: головная боль, головокружение, тошнота, общая слабость, боль в желудке, раздражение слизистых оболочек, в тяжелых случаях – потеря зрения и смерть. Предельно допустимая концентрация метанола в воздухе рабочей зоны производственных помещений составляет 5 мг/м3.

Одорант – смесь меркаптанов, прозрачная жидкость с резким специфическим запахом при концентрации порядка миллионных долей объемного процента. Предельно допустимая концентрация паров одоранта в воздухе рабочей зоны – 1 мг/м3. Относится к легковоспламеняющимся жидкостям с температурой вспышки 30 °С в закрытом тигле. Температура воспламенения 250 °С, температура начала кипения 350 °С. Пределы взрываемости

110