Токсическое воздействие на человека и окружающую среду

Перечень производимых промышленностью и используемых в стране химических веществ насчитывает более 70 тыс. наименова­ний. Большинство из них представляет определенную опасность для здоровья людей и экологии, однако к опасным химическим веществам, согласно ГОСТ Р 22.3.05 — 94, относят только те ве­щества, прямое или опосредованное воздействие которых на че­ловека может вызвать острые или хронические заболевания людей или их гибель.

По характеру воздействия на организм человека ОХВ подразде­ляют на три группы:

ингаляционного действия (ИД) — действующие через органы дыхания;

перорального действия (ПД) — воздействующие через желу­дочно-кишечный тракт;

кожно-резорбтивного действия (КРД) — воздействующие че­рез кожные покровы.

Основные характеристики токсических свойств ОХВ — предель­но допустимая концентрация ПДК, мг/м³, смертельная концентр

Таблица 2.3

Классификация веществ по классам опасности

Показатель	Класс токсической опасности
Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны (ПДКрз), мг/м3 Средняя смертельная кон­центрация в воздухе, мг/м3 Средняя смертельная доза при попадании в желудок, мг/кг Средняя смертельная доза при попадании на кожу, мг/кг	< 0, 1     < 500   < 15   < 100	0, 1...1, 0     500..<.5000   15...150   100...500	1, 1... 10     5001...50 000   151...500   501...2500	> 10     > 50000   > 500   > 2500

Примечание. К классу токсической опасности ОХВ относят по показате­лю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

рация вещества в данной среде (воздухе, воде, продуктах), а так­же токсидоза (пороговая, поражающая, смертельная). Наиболее часто используют величины LC_5Q, мг/л, — среднюю смертельную концентрацию, вызывающую летальный исход у 50 % поражен­ных, и LD_5Q, мг ■ мин/л, — среднюю смертельную токсидозу, вызы­вающую летальный исход у 50 % пораженных при продолжитель­ности экспозиции для незащищенного населения 30 мин. Соглас­но ГОСТ 12.1.07 — 76, по опасности воздействия на организм че­ловека все ОХВ подразделяются на четыре класса (табл. 2.3).

Введение такой классификации обусловлено тем, что в ряде случаев высокотоксичные соединения оказываются вследствие особенностей их физико-химических свойств относительно мало­опасными и, наоборот, низкотоксичные становятся высокоопас­ными (например, аммиак). Вещества I и II классов способны обра­зовывать опасные для жизни и здоровья людей концентрации даже при небольших утечках. Степень опасности химического вещества при авариях на ХОО в значительной мере зависит от его количе­ства на аварийном объекте.

В наиболее общем случае острого токсического воздействия на человека эффект поражения Р_пор представляют в виде формулы (2.1). В случае пребывания человека в атмосфере с постоянной концен­трацией токсиканта (ОХВ) значение пробит-функции можно опре­делить по соотношению

Рг = a + bln(сⁿτ ), (2.7)

где с — концентрация токсиканта, ррт; τ — продолжительность экспозиции, мин.

 

Таблица 2.4

Значения коэффициентов a, b и п для формулы (2.7)

 

Вещество	а	Ь	п
Акролеин	-9, 931	2, 049	1, 000
Акрилонитрил	-29, 420	3, 008	1, 430
Аммиак	-35, 900	1, 850	2, 000
Бензол	-109, 780	5, 300	2, 000
Бром	-9, 040	0, 920	2, 000
Угарный газ	-37, 980	3, 700	1, 000
Четыреххлористый углерод	-6, 290	0, 408	2, 500
Хлор	-8, 290	0, 920	2, 000
Формальдегид	-12, 240	1, 300	2, 000
Соляная кислота	-16, 850	2, 000	2, 000
Цианистоводородная кислота	-29, 420	3, 008	1, 430
Фтористоводородная кислота	-35, 870	3, 354	1, 000
Сероводород	-31, 420	3, 008	1, 430
Бромистый метил	-56, 810	5, 270	1, 000
Метилизоцианат	-5, 642	1, 637	0, 653
Диоксид азота	-13, 790	1, 400	2, 000
Фосген	-19, 270	3, 686	1, 000
Оксид пропилена	-7, 415	0, 509	2, 000
Диоксид серы	-15, 670	2, 100	1, 000
Толуол	-6, 794	0, 408	2, 500

Концентрация токсиканта с (ррт) {part per million by volume) связана с концентрацией с (мг/л) следующим соотношением:

с_ррт=10-³с(273, 15 + 0/(12, 187М),

где t — температура смеси, °С; М — молекулярная масса токсиканта.

Полезным также является соотношение 1 % об. = 10 000 ррт.

Приведенные в табл. 2.4 значения коэффициентов являются усредненными, поскольку результаты токсикологического воздей­ствия существенно зависят от текущего состояния человека, его возраста, физических данных и т. п. Например, при оценке масш­табов поражения хлором приведенные в табл. 2.4 коэффициенты справедливы для взрослых и подростков, а для детей и стариков пробит-функция имеет вид

Рг = -6, 61 + 0, 921п(с²_ppm τ ).

Проблема длительного токсического воздействия малых концен­траций токсикантов на человека является одной из самых слож­ных, поскольку теория практически отсутствует, а эксперимент типа «эффект-доза» крайне сложен из-за параллельного действия многих токсикантов. Обычно для определения последствий дли­тельного воздействия малых доз используют линейные модели типа

Р_пор(D τ ) = к_сс, (2.9)

где с — средняя концентрация токсиканта за годовой период, (мг/м³) • год; к_с — коэффициент дозовой зависимости для опре­деленного вида ущерба (онкологические заболевания, заболева­ния сердечно-сосудистой системы и т.п.) за период жизни чело­века в данном районе (обычно находится по статистическим медицинским данным). В качестве примера ниже приводятся зна­чения коэффициента дозовой зависимости к_с для онкологиче­ских заболеваний (коэффициент относительной канцерогенной активности).

Классы веществ Коэффициент к_с

Полициклические ароматические углеводороды........... 1, 4- 10~³

Нитриты............................................................................. 1, 3 • Ю^-4

Никель................................................................................2, 8 • 10'⁵

Мышьяк..............................................................................6, 8-10~⁶

При совместном действии многих токсикантов используют метод сложения (аддитивности) эффектов, что относительно спра­ведливо только при однонаправленном действии ОХВ.

При токсическом воздействии на окружающую среду различают два типа воздействия на экосистемы:

прямое, при котором меняются ассимиляционные функции растений, физико-химические свойства почв и т.п.;

косвенное, при котором «запускается» механизм долгосрочных изменений экосистем под действием уже измененного состояния одного или нескольких компонентов.

Наиболее вероятный и наиболее масштабный путь поступле­ния токсикантов в ОПС — аварийные выбросы в атмосферу, в которых наиболее заметную роль играют оксиды серы и азота. Среднегодовыми концентрациями этих соединений в приземном слое атмосферы, не приводящими к видимым изменениям расти­тельного покрова, можно считать для NO_x — 3...5 мкг/м³, для S0₂ — 15...20 мкт/м³. Повышенное содержание этих оксидов в атмо­сфере приводит к появлению кислотных дождей, которые не только губительно действуют на растительность, но и меняют плодоро­дие почвы.

Попадание в почву «сухим» и «мокрым» способами оксидов серы и азота меняет кислотность почвы. При рН < 4...5 резко увеличивается скорость перехода в водорастворимое состояние со­держащихся в почве в естественном состоянии химических соеди­нений различных металлов (в том числе и тяжелых). Через «пище­вые цепочки» тяжелые металлы попадают в организм человека, оказывая сильное токсическое воздействие вследствие способно­сти накапливаться в организме человека. При сильном закислении почвы повышенное содержание тяжелых металлов (Zn, Pb, Cd и др.) в растениях проявляется уже в течение первого десяти­летия после ввода в эксплуатацию промышленного объекта, ис­пользования этилированного бензина и т. п.

Повышение кислотности почвы также значительно меняет ее буферные характеристики, уменьшает содержание гумуса, сни­жает плодородие. Происходит изменение и уменьшение видового состава растительности, особенно нижнего яруса лесов.

Радиационное воздействие

Среди поражающих факторов ядерного взрыва (аварии на радиационно опасном объекте) особое место занимают проникаю­щее излучение и радиоактивное заражение.

Проникающее излучение представляет собой поток всех видов излучения и нейтронов, время действия которого не превышает 10... 15 мин с момента взрыва. Ионизирующая способность про­никающего излучения характеризуется экспозиционной дозой из­лучения, измеряемой в кулонах на килограмм (Кл/кг). На практи­ке в качестве единицы экспозиционной дозы часто применяют внесистемную единицу рентген (Р) — количество у излучения, при поглощении которого в 1 см³ сухого воздуха при температу­ре 50 °С и давлении 760 мм рт. ст. образуется 2, 083 ■ 10⁹ пар ионов с зарядом, равным заряду электрона (1 Кл/кг = 3876 Р). Мощ­ность экспозиционной дозы выражается в амперах на килограмм (1 А/кг = 3876 Р/с).

Степень тяжести радиационного поражения главным образом зависит от поглощенной дозы, выражаемой в греях (Гр), соответ­ствующих энергии 1 Дж ионизирующего излучения любого вида, поглощенного облучаемым веществом массой 1 кг.

Если организм подвергся воздействию различных видов излу­чения, применяют понятие эквивалентной дозы Н_ТгК, под кото­рой понимают поглощенную дозу в органе или ткани, умножен­ную на соответствующий взвешивающий коэффициент для дан­ного излучения

H_tr=W_rD_TiR, (2.10)

где W_R — взвешивающий коэффициент для излучения R; D_TR — средняя поглощенная доза в органе или ткани Т. Если поток излучения состоит из нескольких излучений с раз­личными величинами W_R, то эквивалентная доза в органе опре­деляется в виде

H_T= Σ W_RD_T, _R. (2.11)

Эквивалентная доза измеряется в Дж/кг и называется зиверт (Зв) (внесистемная единица — бэр).

Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излуче­ния при расчете эквивалентной дозы равны:

Фотоны любых энергий............1 Нейтроны энергией:

Электроны и мюоны любых менее 10 кэВ.........................5

энергий.......................................1 от 10 кэВ до 100 кэВ.............10

Протоны, кроме протонов отда- от 100 кэВ до 2 МэВ.............20

чи, с энергией более 2 МэВ.... 5 от 2 МэВ до 20 МэВ..............10

ос-частицы, осколки более 20 МэВ........................5

деления, тяжелые ядра..............20

Мерой риска возникновения отдаленных последствий облуче­ния всего тела человека и отдельных его органов является эффек­тивная доза, представляющая сумму произведений эквивалент­ной дозы в oprarfe H_T на соответствующий взвешивающий коэф­фициент для данного органа или ткани, Зв: °

Е = ^№_ТН_Т, (2.12)

т

где W_T — взвешивающий коэффициент для ткани Т; Н_т — экви­валентная доза в ткани Т:

Гонады.............................................................................................0, 20

Костный мозг (красный), легкие, желудок, кишечник............0, 12

Мочевой пузырь, грудная железа, печень, пищевод,

щитовидная железа........................................................................0, 05

Кожа, клетки костных поверхностей...........................................0, 01

Остальное........................................................................................0, 05

Ионизирующее излучение при воздействии на организм чело­века может вызвать два вида эффектов:

детерминированные (пороговые) эффекты — лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.;

стохастические (безпороговые) эффекты — злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни.

При нормальных условиях эксплуатации источников иониза­ции основные пределы доз воздействия устанавливаются «Норма­ми радиационной безопасности (НРБ-99)», выдержка из которых приведена в табл. 2.5.

Таблица 2.5

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. IX.14. Магнитное воздействие отдельных мест
2. V. Отцовство у человека — социальное изобретение
3. V. ЭКОЛОГО-ПРАВОВОЙ СТАТУС ЧЕЛОВЕКА
4. XI. ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
5. Августин Блаженный о сущности мира и человека
6. АДМИНИСТРАТИВНО-ПРАВОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
7. Актуальные проблемы обращений в Европейский Суд по правам человека
8. Алкоголь, табак и иные средства воздействия на генетику и психику человека, как глобальное средство управления
9. АНТРОПОМЕТРИЧЕСКИЕ ТОЧКИ ГОЛОВЫ ЧЕЛОВЕКА
10. Ароматы и темперамент человека
11. Билет. Роман И.С.Тургенева «Рудин» и проблема «лишнего человека»
12. Биогельминты – возбудители нематодозов человека.