Вопрос№19 (Экзаменационные билеты, вопросы и ответы по БЖД)

Вопрос №19

”Вредные вещества, их классификация, пути поступления в организм человека, распределение и превращение вредного вещества, действие вредных веществ и чувствительность к ним.”

1. Вредные вещества и их классификация.

Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом может вызывать травмы, заболевания или отклонения в процессе контакта с ними, так и в отдалённые сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Химические вещества (органические, неорганические, элементорганические) в зависимости от их практического использования классифицируются на:

- промышленные яды, используемые в производстве: например, органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин);

- ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды (гексахлоран), инсектициды (карбофос) и др.;

- лекарственные средства;

- бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т.д.;

- биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчёл, скорпионов);

- отравляющие вещества (ОВ): зарин, иприт, фосген и др.;

Общая токсикологическая классификация вредных веществ приведена в следующей таблице:

Смертельные, или летальные дозы DL при введении в желудок или в организм другими путями или смертельные концентрации CL могут вызывать единичные случаи гибели (минимальные смертельные) или гибель всех организмов (абсолютно смертельные). В качестве показателей токсичности пользуются среднесмертельными дозами и концентрациями: DL₅₀, CL₅₀ – это показатели абсолютной токсичности. Среднесмертельная концентрация вещества в воздухе CL₅₀ – это концентрация вещества вызывающая гибель 50% подопытных животных при 2-4 - часовом ингаляционным воздействии (мг/м3­­­); среднесмертельная доза при введении в желудок (мг/кг) обозначается как DL_ж50, среднесмертельная доза при нанесении на кожу – DL_к50.

Степень токсичности вещества определяется отношением 1/ DL₅₀ и 1/ CL_{50 ;} чем меньше значения токсичности DL₅₀ и CL_50, тем выше степень токсичности.

Об опасности ядов можно судить по значениям порогов вредного действия (однократного, хронического) и порога специфического действия.

Порог вредного действия (однократного или хронического) – это минимальная (пороговая) концентрация (доза) вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения биологических показателей на организменном уровне, выходящие за пределы показателей приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Порог однократного действия обозначается Lim_ac, порог хронического Lim_ch , порог специфического Lim_sp .

Опасность вещества – это вероятность возникновения неблагоприятных для здоровья эффектов в реальных условиях производства или применения химических соединений.

Возможность острого отравления может оцениваться коэффициентом опасности внезапного острого ингаляционного отравления (КОВОИО):

КОВОИО=С₂₀/ (CL₅₀ λ),

где С₂₀ – насыщенная концентрация при температуре 20С; λ – коэффициент распределения газа между кровью и воздухом.

При утечке газа или летучего вещества возможность острого отравления тем выше, чем выше насыщающая концентрация при температуре 20С. Если КОВОИО меньше 1 – опасность острого отравления мала, если КОВОИО выражается единицами, десятками и более, существует реальная опасность острого отравления при аварийной утечке промышленного яда, например для паров этанола КОВОИО меньше 0,001, хлороформа около 7, формальгликоля около 600.

Если невозможно определить значение λ, то вычисляют коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО):

КВИО= С₂₀/ CL_50.

Классификация веществ по характеру воздействия на организм и общие требования безопасности регламентируются ГОСТ 12.0.003-74. Согласно ГОСТ вещества подразделяются на токсические, вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (ЦНС, кровотворения), вызывающие патологические изменения печени, почек; раздражающие – вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, лёгких, кожных покровов; сенсибилизирующие, действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки на основе нитро- и нитрозосоединений и др.); мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы и др.); канцерогенные, вызывающие, как правило, злокачественные новообразования (циклические амины, ароматические углеводороды, хром, никель, асбест и др.); влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы и др.).

Три последних вида воздействия вредных веществ – мутагенное, канцерогенное, влияние на репродуктивную функцию, а также ускорение процесса старения сердечно-сосудистой системы относят к отдалённым последствиям влияния химических соединений на организм. Это специфическое действие, которое проявляется в отдалённые периоды, спустя годы и даже десятилетия. Отмечается появление различных эффектов и в последующих поколениях. Эта классификация не учитывает агрегатного состояния вещества, тогда как для большой группы аэрозолей, не обладающей выраженной токсичностью, следует выделить фиброгенный эффект действия её на организм. К ним относятся аэрозоли дезинтеграции угля, угольнопородные аэрозоли, аэрозоли кокса (каменноугольного, пескового, нефтяного, сланцевого), саж, алмазов, углеродных волокнистых материалов, аэрозоли (пыли) животного и растительного происхождения, силикатсодержащие пыли, силикаты, алюмосиликаты, аэрозоли дезинтеграции и конденсации металлов, кремнийсодержащие пыли.

2. Пути поступления вредных веществ

В организм химические вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и неповреждённую кожу. Однако основным путём поступления являются лёгкие. Помимо острых и хронических профессиональных интоксикаций, промышленные яды могут быть причиной понижения устойчивости организма и повышенной общей заболеваемости. Попадая в органы дыхания, эти вещества вызывают атрофию или гипертрофию слизистой верхних дыхательных путей, а задерживаясь в лёгких, приводят к развитию соединительной ткани в воздухообменной зоне и рубцеванию (фиброз) лёгких. Профессиональные заболевания, связанные с воздействием аэрозолей, пневмоконииозы и пневмосклерозы, хронический пылевой бронхит занимают второе место по частоте среди профессиональных заболеваний в России.

Попадание ядов в желудочно-кишечный тракт возможно при несоблюдении правил личной гигиены: приёме пищи на рабочем месте и курении без предварительного мытья рук. Ядовитые вещества могут всасываться уже из полости рта, поступая сразу в кровь. Вредные вещества могут попадать в организм человека через неповреждённые кожные покровы, причём не только из жидкой среды при контакте с руками, но и в случае высоких концентраций токсических паров и газов в воздухе на рабочих местах. Растворяясь в секрете потовых желез и кожном жире, вещества могут легко поступать в кровь. К ним относятся легко растворимые в воде и жирах углеводороды, ароматические амины, бензол, анилин и др. Повреждение кожи, безусловно, способствует проникновению вредных веществ в организм.

1. Распределение и превращение ядовитых веществ

Распределение ядовитых веществ в организме подчиняется определённым закономерностям. Первоначально происходит динамическое распределение веществ в соответствии с интенсивностью кровообращения. Затем основную роль начинает играть сорбционная способность тканей. Существует три главных бассейна, связанных с распределением вредных веществ: внеклеточная жидкость (14 л для человека массой 70 кг), внутриклеточная жидкость (28 л) и жировая ткань. Поэтому распределение веществ зависит от таких физико-химических свойств, как водорастворимость, жирорастворимость и способность к диссоциации. Для ряда металлов (серебра, марганца, хрома, ванадия, кадмия и др.) характерно быстрое выведение из крови и накопление в печени и почках. Легко диссоциируемые соединения бария, бериллия, свинца образуют прочные соединения с кальцием и фосфором и накапливаются в костной ткани.

4. Пути обезвреживания ядов

Пути обезвреживания ядов различны. Первый и главный из них – изменение химической структуры ядов. Так, органические соединения в организме подвергаются чаще всего гидроксилированию, ацетилированию, окислению, восстановлению, расщеплению, метилированию, что в конечном итоге приводит большей частью к возникновению менее ядовитых и менее активных в организме веществ.

Не менее важный путь обезвреживания – выведения яда через органы дыхания, пищеварения, почки, потовые и сальные железы, кожу.

1. Действие вредных веществ и чувствительность к ним

Биологическое действие вредных веществ осуществляется через рецепторный аппарат клеток и внутриклеточных структур. Во многих случаях рецепторами токсичности являются ферменты (например, ацетилхолинэстераза), аминокислоты (цистеин, гистидин и др.), витамины, некоторые активные функциональные группы (сульфгидрильные, гидроксильные, карбоксильные, амино- и фосфорсодержащие), а также различные медиаторы и гормоны, регулирующие обмен веществ. Первичное специфическое действие вредных веществ на организм обусловлено оюразованием комплекса “вещество-рецептор”. Токсическое действие яда проявляется тогда, когда минимальное число его молекул способно связывать и выводить из строя наиболее жизненно важные клетки-мишени. Например, токсины ботулинуса способны накапливаться в окончаниях перефирических двигательных нервов и при содержании восьми молекул на каждую нервную клетку вызывать их паралич. Таким образом, 1мг болулинуса способны погубить всё население Земли.

КВИО= С₂₀/ CL_50.

Отравления протекают в острой, подострой и хронической формах.

Острые отравления чаще бывают групповыми и происходят в результате аварий, поломок оборудования и грубых нарушений требований безопасности труда; они характеризуются кратковременностью действия токсичных веществ, не более чем в течение одной смены; поступлением в организм вредного вещества в относительно больших количествах – при высоких концентрациях в воздухе; ошибочном приёме внутрь; сильном загрязнении кожных покровов. Например, чрезвычайно быстрое отравление может наступить при воздействии паров бензина, сероводорода высоких концентраций и закончиться гибелью от паралича дыхательного центра, если пострадавшего сразу же не вынести на свежий воздух. Оксиды азота вследствие общетоксического действия в тяжёлых случаях могут вызвать развитие комы, судороги, резкое падение артериального давления.

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном поступлении яда в организм в относительно небольших количествах. Отравления развиваются в следствии накопления массы вредного вещества в организме (функциональная кумуляция). Хронические отравления органов дыхания могут быть следствием перенесённой однократной и нескольких повторных интоксикаций. К ядам, вызывающим хронические отравления в результате только функциональной кумуляции, относятся хлорированные углеводы, бензол, бензины и др.