В народном хозяйстве промышленно развитых стан мира используются несколько сотен тысяч разнообразных по строению и физико-химическим свойствам химических веществ, с которыми контактируют работающие. Это неорганические, органические и элементоорганические соединения.
Из неорганических соединений наиболее распространенными являются металлы (ртуть, свинец, олово, кадмий, хром, никель, цинк, марганец, ванадий, алюминий, бериллий и др.) и их соединения, галогены (фтор, хлор, бром, йод), сера и ее соединения (сероуглерод, сернистый ангидрид), соединения азота (аммиак, гидразин, окислы азота), фосфор и его соединения, углерод и его соединения.
Органические соединения, имеющие промышленное значение, также весьма разнообразны и относятся к различным классам и группам веществ. Наиболее часто воздушная среда производственных помещений загрязняется алифатическими и ароматическими углеводородами — метаном, пропаном, этиленом, пропиленом, толуолом, ксилолом, стиролом, их галогенопроизводными - четыреххлористым углеродом, хлорбензолом, хлорированными нафталинами и др.
Все или почти все химические вещества, встречающиеся в процессе трудовой деятельности человека в промышленности в качестве исходных, промежуточных, побочных или конечных продуктов в форме газов, паров или жидкостей, а также пылей, дымов или туманов и оказывающие вредное действие на работающих людей в случае несоблюдения правил техники безопасности и гигиены труда, являются промышленными ядами.
Яд — химический компонент среды обитания, поступающий в количестве (реже — качестве), не соответствующем врожденным или приобретенным свойствам организма, и поэтому несовместимый с его жизнью.
6.1. Классификации промышленных ядов. Важнейшей характеристикой химического вещества является степень его токсичности (или ядовитости).
Токсичность — мера несовместимости вещества с жизнью; величина, обратная абсолютному значению среднесмертельной дозы (l/DL5o) или концентрации (CL50). Средняя смертельная доза (или концентрация) — количество яда, вызывающее гибель 50 % стандартной группы подопытных животных при определенном сроке последующего наблюдения.
Токсичность различных химических соединений для одних и тех же видов животных сильно различается. Так, DL50 этилового спирта для белых мышей при введении в желудок составляет 10000 мг/кг массы тела, a DL50 диоксина при том же пути поступления в организм белых мышей равна 0,001 мг/кг. Поэтому первоначально создавались многочисленные классификации химических веществ (в том числе и промышленных) по величине среднесмертельных доз или концентраций для многих видов лабораторных животных (белых мышей, крыс, морских свинок, кроликов и др.) при различных путях поступления в организм (ингаляции, введении в желудок, подкожно или внутрибрюшинно, аппликации на кожу). Однако в реальных производственных условиях вероятность развития интоксикации тем или иным веществом обусловлена не только его токсичностью, но и возможностью поступления в организм в опасных для жизни количествах. Для характеристики указанной особенности промышленного яда принято понятие «опасность» — вероятность возникновения вредных для здоровья эффектов в реальных условиях производства и применения химических продуктов.
В России принята официальная классификация опасности вредных веществ по степени воздействия на организм, подразделяющая их на 4 класса опасности:
1-й — чрезвычайно опасные; 2-й — высоко опасные; 3-й — умеренно опасные; 4-й — малоопасные.
Класс опасности вредных веществ определяют в зависимости от установленных показателей и норм (табл. 5.1).
Таблица 5.1. Параметры, соответствующие классу опасности вредных веществ.
Нормы для класса опасности
1-й
2-й
3-й
4-й
Предельно допустимая
<0,1
0,1-1,0
1,1-10,0
> 10,0
концентрация (ПДК)
вредных веществ в воздухе
рабочей зоны, мг/м3
Средняя смертельная доза:
при введении в желудок,
< 15
15-150
151-5000
> 5000
мг/кг
при нанесении на кожу,
< 100
100-500
501-2500
> 2500
мг/кг
в воздухе, мг/м3
< 500
500-5000
5001-50000
> 50000
Коэффициент возможности
> 300
300-30
29-3
< 3
ингаляционного отравления
(КВИО)
Зона действия:
острого
< 6,0
6,0-18,0
18,1-54,0
>54,0
хронического
> 10,0
10,0-5,0
4,9-2,5
< 2,5
Показатели опасности делятся на две группы.
К первой группе относятся показатели потенциальной опасности — летучесть вещества (или ее производное — коэффициент возможности ингаляционного отравления — КВИО, равный отношению летучести к токсичности при ингаляции в стандартных условиях: 20 °С, экспозиция — 2 ч, мыши), растворимость в воде и жирах и другие, например, дисперсность аэрозоля. Эти свойства определяют возможность проникновения яда в организм при вдыхании, попадании на кожу и т. п.
Ко второй группе относятся показатели реальной опасности — многочисленные параметры токсикометрии и их производные:
1) токсичность — обратно пропорциональна смертельным дозам (концентрациям), прямо пропорциональна опасности;
2) производные параметры токсикометрии — зона острого действия, зона хронического действия.
Понятие зоны острого действия было предложено одним из основателей российской промышленной токсикологии профессором Н. С. Правдиным. Вещество тем опаснее для развития острого отравления, чем меньше разрыв между концентрациями (дозами), вызывающими начальные признаки отравления, и концентрациями, вызывающими гибель. Так, например, аммиак имеет Ъас > 100 (естественный продукт метаболизма, к которому организмы приспособились). Это вещество мало опасно в смысле острого отравления. В то же время, например, амиловый спирт, имеет очень узкую зону острого действия Zac = 3. Это опасное вещество в плане возможности развития острого отравления. Что касается зоны хронического действия, связанной с кумулятивными свойствами веществ, то ее величина прямо пропорциональна опасности хронического отравления.
Для характеристики качественной стороны действия промышленных ядов, оценки их влияния на ту или иную функциональную систему организма предложено несколько классификаций. Приведем классификацию, разработанную Г.Г. Авиловой применительно к условиям хронического воздействия промышленных веществ в минимальных эффективных дозах и концентрациях.
В указанной классификации опасность вещества по типу действия оценивается, в принципе, по степени необратимости изменений жизнедеятельности организма:
I. класс опасности - вещества, оказывающие избирательное действие в отдаленный период: бластомогены, мутагены, атеросклеротические вещества, вызывающие склероз органов (пневмосклероз, нейросклероз и др.), гонадотропные, эмбриотропные вещества;
II класс опасности - вещества, оказывающие действие на нервную систему: судорожные и нервно-паралитические, наркотики, вызывающие поражение паренхиматозных органов, наркотики, имеющие чисто наркотический эффект;
III класс опасности - вещества, оказывающие действие на кровь - вызывающие угнетение костного мозга, изменяющие гемоглобин, гемолитики;
IV класс опасности - раздражающие и едкие вещества: раздражающие слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, раздражающие кожу.