Существуют
адаптогены (витамины, женьшень, элеутерококк), способные уменьшить реакцию
воздействия вредных веществ и увеличить устойчивость организма ко многим
факторам окружающей среды, в том числе химическим. Однако следует иметь в виду,
что привыкание является лишь фазой приспособительного процесса, и уловить грань
между физиологической нормой и напряжением регуляторных механизмов не всегда
удается. Перенапряжение же систем регуляции приводит к срыву адаптации и
развитию патологических процессов.
На
производстве, как правило, в течение рабочего дня концентрации вредных веществ
не бывают постоянными. Они либо нарастают к концу смены, снижаясь за обеденный
перерыв, либо резко колеблются, оказывая на человека интермиттирующее
(непостоянное) действие, которое во многих случаях оказывается более вредным,
чем непрерывное, так как частые и резкие колебания раздражителя ведут к срыву
формирования адаптации. Неблагоприятное действие интермиттирующего режима
отмечено при вдыхании оксида углерода СО.
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 образованием 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 периферических двигательных нервов и при содержании восьми молекул
на каждую нервную клетку вызывать их паралич. Таким образом, 1 мг ботулинуса
может уничтожить 1200 т живого вещества, а 200 г этого токсина способны погубить все население Земли.
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 (Ц НС, кроветворения), вызывающие патологические изменения печени,
почек; раздражающие – вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных
путей, глаз, легких, 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 отдаленным последствиям влияния химических соединений на
организм. Это специфическое действие, которое проявляется в отдаленные 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 обладающих выраженной
токсичностью, следует выделить фиброгенный эффект действия ее на организм. К
ним относятся аэрозоли дезинтеграции угля, угольнопородные аэрозоли, аэрозоли
кокса (каменноугольного, пекового, нефтяного, сланцевого), саж, алмазов,
углеродных волокнистых материалов, аэрозоли (пыли) животного и растительного
происхождения, силикатсодержащие пыли, силикаты, алюмосиликаты, аэрозоли
дезинтеграции и конденсации металлов, кремнийсодержащие пыли.
Попадая
в органы дыхания, вещества этой группы вызывают атрофию или гипертрофию
слизистой верхних дыхательных путей, а задерживаясь в легких, приводят к
развитию соединительной ткани в воздухообменной зоне и рубцеванию (фиброзу)
легких. Профессиональные заболевания, связанные с воздействием аэрозолей,
пневмокониозы и пневмосклерозы, хронический пылевой бронхит занимают второе
место по частоте среди профессиональных заболеваний в России.
В
зависимости от природы пыли, пневмокониозы могут быть различных видов:
например, силикоз – наиболее частая и характерная форма пневмокониоза,
развивающаяся при действии свободного диоксида кремния; силикатоз может
развиваться при попадании в легкие аэрозолей солей кремниевой кислоты; асбестоз
– одна из агрессивных форм силикатоза, сопровождающаяся фиброзом легких и
нарушениями функций нервной и сердечно-сосудистой систем.
Наличие
фиброгенного эффекта не исключает общетоксического воздействия аэрозолей. К ядовитым
пылям относят аэрозоли ДДТ, триоксид хрома, свинца, бериллия, мышьяка и др. При
попадании их в органы дыхания помимо местных изменений в верхних дыхательных
путях развивается острое или хроническое отравление.
Большинство
случаев профессиональных заболеваний и отравлений связано с поступлением
токсических газов, паров и аэрозолей в организм человека главным образом через
органы дыхания. Этот путь наиболее опасен, поскольку вредные вещества поступают
через разветвленную систему легочных альвеол (100–120 м2) непосредственно в
кровь и разносятся по всему организму. Развитие общетоксического действия
аэрозолей в значительной степени связано с размером частиц пыли, так как пыль с
частицами до 5 мкм (так называемая респирабельная фракция) проникает в глубокие
дыхательные пути, в альвеолы, частично или полностью растворяется в лимфе и, поступая
в кровь, вызывает картину интоксикации. Мелкодисперсную пыль трудно улавливать;
она медленно оседает, витая в воздухе рабочей зоны.
Попадание
ядов в желудочно-кишечный тракт возможно при несоблюдении правил личной
гигиены: приеме пищи на рабочем месте и курении без предварительного мытья рук.
Ядовитые вещества могут всасываться уже из полости рта, поступая сразу в кровь.
К таким веществам относятся все жирорастворимые соединения, фенолы, цианиды.
Кислая среда желудка и слабощелочная среда кишечника могут способствовать
усилению токсичности некоторых соединений (например, сульфат свинца переходит в
более растворимый хлорид свинца, который легко всасывается). Попадание яда
(ртути, меди, церия, урана) в желудок может быть причиной поражения его слизистой.
Вредные
вещества могут попадать в организм человека через неповрежденные кожные покровы,
причем 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.
Распределение
ядовитых веществ в организме подчиняется определенным закономерностям.
Первоначально происходит динамическое распределение вещества в соответствии с интенсивностью
кровообращения. Затем основную роль начинает играть сорбционная способность тканей.
Существуют 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.
Очень
важно отметить комбинированное действие вредных веществ на здоровье человека.
На производстве и в окружающей среде редко встречается изолированное действие
вредных веществ; обычно работающий на производстве подвергается сочетанному
действию неблагоприятных факторов разной природы (физических, химических) или
комбинированному влиянию факторов одной природы, чаще ряду химических веществ.
Комбинированное действие – это одновременное или последовательное действие на
организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. Различают
несколько типов комбинированного действия ядов в зависимости от эффектов токсичности:
аддитивного, потенцированного, антогонистического и независимого действия.
Аддитивное
действие–это суммарный эффект смеси, равный сумме эффектов действующих
компонентов. Аддитивность характерна для веществ однонаправленного действия,
когда компоненты смеси оказывают влияние на одни и те же системы организма,
причем при количественно одинаковой замене компонентов друг другом токсичность
смеси не меняется. Для гигиенической оценки воздушной среды при условии
аддитивного действия ядов используют уравнение (0.1) в виде:
где
C1, С2,..., Сп –концентрации каждого вещества в
воздухе, мг/м3;
ПДК1
ПДК2,..., ПДКn–предельно допустимые концентрации этих веществ,
мг/м3.
Примером
аддитивности является наркотическое действие смеси углеводородов (бензола и
изопропилбензола).
При
потенцированном действии (синергизме) компоненты смеси действуют так, что одно
вещество усиливает действие другого. Эффект комбинированного действия при
синергизме выше, больше аддитивного и это учитывается при анализе гигиенической
ситуации в конкретных производственных условиях. Однако количественной оценки
это явление не получило. Потенцирование отмечается при совместном действии
диоксида серы и хлора; алкоголь повышает опасность отравления анилином, ртутью
и некоторыми другими промышленными ядами. Явление потенцирования возможно
только в случае острого отравления.
Антагонистическое
действие – эффект комбинированного действия менее ожидаемого. Компоненты смеси
действуют так, что одно вещество ослабляет действие другого, эффект – менее
аддитивного. Примером может служить антидотное (обезвреживающее) взаимодействие
между эзерином и атропином.
При
независимом действии комбинированный эффект не отличается от изолированного
действия каждого яда в отдельности. Преобладает эффект наиболее токсичного
вещества. Комбинации веществ с независимым действием встречаются достаточно
часто, например бензол и раздражающие газы, смесь продуктов сгорания и пыли.
Наряду
с комбинированным влиянием ядов возможно их комплексное действие, когда яды
поступают в организм одновременно, но разными путями (через органы дыхания и желудочно-кишечный
тракт, органы дыхания и кожу и т.д.).
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 – выведение яда через органы дыхания, пищеварения,
почки, потовые и сальные железы, кожу. Тяжелые металлы, как правило, выделяются
через желудочно-кишечный тракт, органические соединения алифатического и
ароматического рядов –в неизменном виде через легкие и частично после
физико-химических превращений через почки и желудочно-кишечный тракт.
Определенную роль в относительном обезвреживании ядов играет депонирование
(задержка в тех или иных органах). Депонирование является временным путем
уменьшения содержания яда, циркулируемого в крови. Например, тяжелые металлы
(свинец, кадмий) часто откладываются в депо: костях, печени, почках, некоторые
вещества – в нервной ткани. Однако яды из депо могут вновь поступать в кровь,
вызывая обострение хронического отравления.
Для
ограничения неблагоприятного воздействия вредных веществ применяют гигиеническое
нормирование их содержания в различных средах. В связи с тем, что требование
полного отсутствия промышленных ядов в зоне дыхания работающих часто
невыполнимо, особую значимость приобретает гигиеническая регламентация
содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005–88). Такая
регламентация в настоящее время проводится в три этапа: 1) обоснование
ориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ); 2) обоснование ПДК; 3)
корректирование ПДК с учетом условий труда работающих и состояния их здоровья.
Установлению ПДК может предшествовать обоснование ОБУВ в воздухе рабочей зоны,
атмосфере населенных мест, в воде, почве.
Ориентировочный
безопасный уровень воздействия устанавливают временно, на период,
предшествующий проектированию производства. Значение ОБУВ определяется путем
расчета по физико-химическим свойствам или путем интерполяций и экстраполяции в
гомологических рядах (близких по строению) соединений или по показателям острой
токсичности. ОБУВ должны пересматриваться через два года после их утверждения.
Предельно
допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны –это концентрации,
которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в продолжение 8 ч или при
другой длительности, но не превышающей 41 ч в неделю, в течение всего рабочего
стажа не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья,
обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в
отдаленные сроки жизни настоящего или последующего поколений.
Исходной
величиной для установления ПДК является порог хронического действия Limch,
в который вводится коэффициент запаса K3:
ПДК=Limch/K3
ПДК
устанавливают на уровне в 2–3 раза более низком, чем Limch. При
обосновании коэффициента запаса учитывают КВИО, выраженные кумулятивные
свойства, возможность кожно-резорбтивного действия, чем они значительнее, тем
больше избираемый коэффициент запаса. При выявлении специфического действия –
мутагенного, канцерогенного, сенсибилизирующего –принимаются наибольшие
значения коэффициента запаса (10 и более).
До
недавнего времени ПДК химических веществ оценивали как максимально разовые
ПДКмр. Превышение их даже в течение короткого времени запрещалось. В последнее
время для веществ, обладающих кумулятивными свойствами (меди, ртути, свинца и др.),
для гигиенического контроля введена вторая величина –среднесменная концентрация
ПДКсс. Это средняя концентрация, полученная путем непрерывного или прерывистого
отбора проб воздуха при суммарном времени не менее 75% продолжительности
рабочей смены, или средневзвешенная концентрация в течение смены в зоне дыхания
работающих на местах постоянного или временного их пребывания.
Содержание
вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных ПДК. В
качестве примера в табл.3.4. приведены ПДК некоторых веществ.
Таблица
3.4. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны
по ГОСТ 12.1.005–85 (извлечение)
Наименование вещества
ПДК. мг/м3
Преимущественное агрегатное состояние в условиях производства
Класс опасности
Особенности действия на организм
Азота диоксид
2
П
3
О
Акрилонитрил+
0,5
П
2
А
Алюминий и его сплавы (в пересчете на алюминий)
2
а
3
Ф
Аминопласты (пресс-порошки)
6
а
3
Ф, А
Ангидрид серный + (триоксид серы)
1
а
2
Ангидрид сернистый + (диоксид серы)
10
П
3
Бензол +
15/5
П
2
К
Бснз(а) пирен
0.00015
а
1
К
Водород фтористый (в пересчете на F)
0.5/0.1
п
1
О
Медь
1/0,5
а
2
Никеля карбонил
0.0005
п
1
O,K,A
Ртуть металлическая
0.01/0,005
п
1
Свинец и его неорганические соединения (по РЬ)
0.01/0.005
а
1
Углерода оксид*
20
п
4
О
Этилмеркурхлорид (гранозан), по Hg
0,005
п+а
1
А
*
При длительности работы в атмосфере, содержащей оксид углерода СО, не более 1 ч
ПДК СО может быть превышена до 50 мг/м3, при длительности работы не более 30
мин –до 100 мг/м3, не более 15 мин – 200 мг/м3. Повторные работы при условии
повышенного содержания оксида углерода в воздухе рабочей зоны могут
производиться с перерывом не менее 2 ч