Химические и загрязняющие воздействия

В настоящее время известно и используется в практической деятельности человека огромное количество химических соединений (веществ). По своей функциональной природе выделяют следующие токсические вещества: промышленные яды производственного назначения (органические растворители, красители, топлива); ядохимикаты сельскохозяйственного назначения (средства против сельскохозяйственных вредителей и болезней растений); химикаты бытового назначения (средства против грызунов и насекомых, чистящие и дезинфецирующие средства, кислот- * ные пищевые добавки); лекарственные препараты медицинского назначения; отравляющие вещества (ОВ) военного назначения; природные яды растительного и животного происхождения.

Основными путями попадания токсических веществ в организм человека являются легкие, желудочно-кишечный тракт, кожный покров.

По токсикологическому действию на человека выделяют следующие основные эффекты химических и загрязняющих веществ:

» общетоксическое действие (гипоксия, кома, отек мозга, паралич); удушающее действие (токсический отек легких); нервно-паралитическое действие (бронхоспазмы, судороги, паралич); кожно-резобтивное действие (местные воспаления, некрозы, язвы); слезоточиво-раздражающее действие (воспаление глаз, кашель, рвота); психотическое действие (потеря сознания, нарушение психики); сенсибилизирующее действие (отеки, аллергия, шоковое состояние); канцерогенное действие (опухоли, раковые заболевания); мутагенное действие (изменения генотипа, новообразования, старение); антирепродуктивное действие (бесплодие, дефекты потомства).

Последние три вида проявляемых эффектов токсических воздействий носят отложенный характер и могут обнаруживаться даже спустя многие годы после самого факта интоксикации.

В качестве объектов токсического воздействия ядов в организме человека могут выступать сердце, легкие, нервная система,

печень, кровь, почки, органы зрения, желудочно-кишечный тракт, гаметы, кожа.

Токсические эффекты могут проявляться в виде функциональных и структурных изменений в работе различных систем организма, когда токсичность веществ выражают предельными, пороговыми дозами и концентрациями. В случае гибели организма в результате его интоксикации, степень токсичности химических соединений выражают смертельными (летальными) дозами и концентрациями, которые обозначаются соответственно DL и CL. При этом, в зависимости от масштаба смертельных случаев, различают либо минимальные смертельные дозы и концентрации (при единичных случаях гибели живых организмов), либо абсолютно смертельные дозы и концентрации (при полной гибели животных).

Для характеристики токсических свойств веществ часто используются показатели среднесмертельной дозы DL$q, мг/кг (определяет 50% смертность подопытных животных при интоксикации через пищеварительный тракт или через кожный покров) и среднеемерт^льной концентрации CZ.50, мг/мэ (характеризует 50% смертность живых организмов при вдыхании ими находящихся в воздухе токсинов в течение 2—4 ч).

Обратные значения указанных величин (1 I DL$q и 1 / СХ50) носят название степени токсичности вещества, причем меньшие величины самой токсичности какого-либо химического соединения будут свидетельствовать о его высокой степени токсичности и, соответственно, наоборот.

Кроме того, для характеристики опасности токсических веществ также вводятся пороговые значения вредного действия - минимальные дозы или концентрации химических соединений, при которых в живом организме возникают изменения биологических показателей, выходящие за рамки приспособительных реакций, или временно скрытая патология. При единичной интоксикации порог однократного действия обозначим, например, Lim\y а при многократной (хронической) интоксикации порог хронического действия — Lim^ (в литературе соответственно приняты обозначения Limac и Ытсь),

При этом зона острого (однократного) действия определяется как отношение среднесмертельной концентрации CL$q (или дозы DL$0) токсического вещества соответственно к порогу однократного действия концентрации Lim iC (или дозы Ытц^):

Малая величина (протяженность) такой зоны однократного действия свидетельствует о высокой токсичности химического соединения, поскольку в этом случае даже незначительное превышение порога однократного действия может быстро вызвать летальный исход организма.

Показателем опасности длительной интоксикации может служить зона хронического (многократного) действия, определяемая как отношение пороговых значений однократного и многократного воздействия на организм концентрации (или дозы) токсического вещества:

В отличие от рассмотренной выше зоны острого (однократного) действия высокая опасность токсического вещества проявляется в этом случае именно в большой величине (протяженности) зоны хронического (многократного) действия, поскольку отравляющий эффект химического соединения, будучи внешне незаметным, со временем все равно приводит к результату, сравнимому с однократным острым отравлением, но часто уже без надежды на выздоровление, так как многие разрушения в организме, вызванные длительной интоксикацией, накапливаясь, оказываются впоследствии уже необратимыми.

Наконец, как уже указывалось в 4.2,4, с целью уверенного обеспечения безопасности жизнедеятельности человека на практике часто используются нормы так называемой предельно допустимой концентрации (ПДК) вредных и опасных веществ в воздухе, гарантирующие сохранение здоровья человека в первую очередь в условиях производства. Подобная гарантия основана прежде всего на том, что значения ПДК выбираются и устанавливаются существенно ниже порога хронического (многократного) действия токсических веществ (обычно в 3—10 раз меньше). Такая разница между указанным пороговым значением и ПДК оценивается, как правило, специальным коэффициентом запаса К3, который легко подсчитывается по следующей простой формуле;

Взаимосвязь между ростом уровня концентрации токсического вещества и увеличением эффекта его действия носит гиперболический возрастающий характер, последовательно включая в себя значения

И если вначале рост концентрации токсинов может почти не ощущаться человеком в пределах действия предельно допустимой концентрации ПДК и коэффициента запаса К3, то после прохождения порога хронического действия Ыт^с и особенно порога однократного действия Lim\c указанное влияние приобретает резко возрастающий нелинейный характер, и каждое, даже небольшое увеличение концентрации токсинов ведет к стремительному росту вероятности смертельного исхода для организма при достижении летального предела концентрации CL.

Объяснение подобной реакции организма на внешние токсические воздействия химических веществ кроется в механизме его физиологических приспособительных реакций на любые негативные факторы среды обитания.

Следует отметить, что подобный приспособительный механизм действует в отношении далеко не всех токсических веществ. Некоторые из них, такие как бенз(а)пирен, настолько не совместимы с процессами жизнедеятельности, что их ПДК измеряется исчезающе малыми величинами. Например, для того же бенз(а)- пирена ПДК составляет лишь 0,00015 мг/м[25].

По действующим нормативным документам[26] [27] выделяют четыре класса опасности для человека вредных (токсических) веществ;

1-й класс (чрезвычайно опасные) с уровнем ПДК менее 0,1 мг/м3; 2-й класс (высокоопасные) с уровнем ПДК в диапазоне 0,1—1,0 мг/м3; 3-й класс (умеренно опасные) с уровнем ПДК в диапазоне 1,1—10 мг/м3; 4-й класс (малоопасные) с уровнем ПДК более 10 мг/м3.

Общим для всех приведенных классов опасности является

соотношение между среднесмертельной концентрацией и ПДК, которое согласно ГОСТ 12.1.007—76 примерно равно

К особенностям действия на человека некоторых токсических веществ можно отнести так называемую сенсибилизацию, которая заключается в прогрессирующем развитии в организме острых аллергических реакций на повторные химические воздействия каких-либо определенных соединений. Связано это, по-видимо- му, с формированием в организме уже при первой же интоксикации значительного количества чужеродных белковых молекул. Поэтому повторная, даже более слабая интоксикация как бы накладывается своим действием на уже подготовленную ранее резко отрицательную реакцию организма, что вызывает у человека быстро прогрессирующее отравление, несоизмеримое по своим последствиям с незначительностью повторного токсического воздействия.

Следствием сенсибилизации является последовательное стремительное ухудшение состояния организма в ответ на, казалось бы, очень небольшие количества токсинов, содержание которых чрезвычайно мало в сравнении с общепринятыми нормами ПДК и предельными дозами. В этом заключается один из чрезвычайно коварных факторов индивидуального воздействия на человека многих веществ, ведущих не только к аллергии как хронической обостренной чувствительности организма на некоторые виды химических соединений, но и к возможному аллергическому шоку, который при отсутствии экстренной специальной медицинской помощи вполне может завершиться летальным исходом.

Наиболее тяжелые последствия острых отравлений возникают, как правило, в результате крупномасштабных техногенных аварий на химических производствах или связанных с хнмнче-

скими процессами предприятиях, подобно крупнейшей из происшедших за последние десятилетия катастрофе в Бхопале (Индия), унесшей жизни многих тысяч людей из числа рабочих и окрестных жителей. Особенностью такого рода острых интоксикаций на производстве почти всегда является их групповой или массовый характер.

Среди профессиональных заболеваний, вызванных хроническими интоксикациями, можно встретить поражения органов дыхания (трахеит, бронхит, пневмосклероз, ринофариноларингит, перфорация носовой части), анемию, токсический гепатит, нефропатию, токсическое поражение нервной системы (полинев- ропаггия, неврозы, энцефалопатия), поражения глаз (катаракта, конъюнктивиты), токсические поражения костей (остеосклероз, остеопороз), болезни кожи (металлическая и фторопластовая лихорадка, аллергия, новообразования, токсикодермия, экземы), развитие опухолей (легких, печени), лейкозы, поражения желудочно-кишечного тракта (язвы).

Довольно большое место среди профессиональных болезней занимают поражения органов дыхания нетоксическими загрязняющими аэрозолями или воздействиями комбинированного характера: угольной, цементной и каменной пылью, древесными и злаковыми частицами, пылью металлов и пластмасс, дымами и конденсатами.

На бытовом уровне в последние годы значительно возросло количество аллергических заболеваний, в том числе вызванных и лекарственными препаратами (антибиотиками, витаминами, сульфаниламидами).

Ежегодно в летний и осенний периоды времени жертвами острых пищевых отравлений, часто с летальным исходом, становятся любители грибов, особенно в Воронежской области и других южных регионах России, Можно назвать несколько основных причин такого рода опасных интоксикаций. Во-первых, аномалии климата в последние годы приводят к опасным изменениям самих грибных плодовых тел, даже, казалось бы, традиционно вполне съедобных разновидностей. Во-вторых, обилие сходных по внешнему виду грибов приводит к тому, что происходит сбор, а затем и употребление в пищу несъедобных или

просто ядовитых сортов ложных опят, сыроежек, свинушек, ложных лисичек и, что особенно прискорбно, смертельно опасных сатанинского гриба и бледной поганки. В-третьих, способность грибов к накоплению опасных и вредных веществ делает их своего рода «аккумуляторами» всех видов негативных выбросов техногенной среды (автомобилей, предприятий), в связи с чем их сбор вблизи автотрасс или промышленных объектов также небезопасен для здоровья.