Комбінована дія небезпечних хімічних речовин

    В даний час, у зв'язку з розвитком  промисловості і наростанням  процесів урбанізації, створюються  умови надходження в організм людини одночасно декількох шкідливих  хімічних речовин. У зв'язку з цим  з'явилося таке поняття, як комбінована  дія хімічних речовин на організм.

    Можливі три основних типи комбінованої дії  хімічних речовин: синергізм, коли одна речовина підсилює дію іншої, антагонізм, коли одна речовина послабляє дію  іншої та сумація чи адитивна дія, коли дія речовин у комбінації сумується. Накопичені токсикологічними дослідженнями дані свідчать про  те, що в більшості випадків промислові отрути в комбінації діють по типу сумації, тобто дія їх інтегрується. Це важливо враховувати при оцінці якості повітряного середовища. Наприклад, якщо в повітрі присутні пари двох речовин, для яких установлена ГДК 0,1 мг/л для кожного, то в комбінації вони зроблять такий же вплив на організм, як 0,2 мг/л кожної з них  окремо.

    Для оцінки повітряного середовища за умови  комбінованої дії хімічних речовин  запропонована формула: 

    де   А₁, А₂, А₃ – виявлені в повітрі концентрації шкідливих речовин 1, 2, 3;

            х₁, х₂, х₃ – гранично допустимі концентрації речовин 1, 2, 3.

    Якщо  сума в лівій частині більше одиниці, стан повітряного середовища оцінюється як незадовільний. Можливість адитивної  дії хімічних речовин у комбінації враховується при оцінці повітряного  середовища і при проектуванні промислових  підприємств. 

Рис. 2.1. Динаміка насичення крові парами бензолу – 1 і бензину – 2 при  диханні.

Т −  час, С – концентрація. 

    Яка ж межа вмісту хімічних речовин у  навколишнім середовищі, де кількісні  границі цієї межі для безпеки  життєдіяльності? У зв'язку з цією проблемою і виникло поняття  гранично допустимих концентрацій (ГДК).

    Згідно  визначенню гранично допустимою концентрацією  хімічної сполуки в зовнішнім  середовищі називають таку її максимальну  концентрацію, при впливі якої на організм періодично чи протягом усього життя, прямо або опосередковано через екологічні системи, а також через можливий економічний збиток, не виникає соматичних чи психічних захворювань схованих або тимчасово компенсованих, а також яких-небудь змін у стані здоров'я, що виходять за межі пристосувальних фізіологічних коливань, котрі виявляються сучасними методами дослідження відразу чи у віддалений термін життя теперішнього і наступних поколінь.

    Гранично  допустимі концентрації у виді санітарних нормативів є юридичною основою  для проектування, будівництва й  експлуатації промислових підприємств, планування і забудови житла, створення  і застосування індивідуальних засобів  захисту.

    Обґрунтуванню гранично допустимих концентрацій повинна  приділятися велика увага, дослідження  мають бути виконані ретельно, тому що найменші помилки можуть привести або до втрати здоров'я, або до значних  економічних збитків.

    Відомий парадокс Гадамера говорить: “Отрут як таких не існує”. Як правило, причиною отруєння є кількість речовини, що надає їй у визначених умовах якісно нові властивості. Тут доречно нагадати знамените формулювання Парацельса: “Усе є отрутою, ніщо не позбавлене отруйності, одна лише доза робить отруту непомітною”.

    На  думку токсикологів, отрутою називається  хімічний компонент середовища існування, який надходить в організм у кількості (рідше в якості), не відповідній  уродженим та придбаним властивостям організму, і тому несумісний з життям. Отрути можуть чинити на організм як загально токсичну так і специфічну дію: сенсибілізуючу (зухвале підвищену чутливість), бластомогенну (утворення пухлин), гонадотропну (дія на статеві залози), ембріотропну (дія на зародок і плід), тератогенну (викликає каліцтва), мутагенну (дія  на генетичний апарат). Отрути можуть викликати  як гострі, так і хронічні отруєння.

    Гострі  отруєння носять переважно побутовий, а хронічні – професійний характер. Гостре отруєння – це таке отруєння, при якому симптомокомплекс розвивається при однократному надходженні великої  кількості шкідливої речовини в організм. Хронічним називають отруєння, що виникає поступово при повторному чи багаторазовому надходженні шкідливої речовини в організм у відносно невеликих кількостях.

    При встановленні гранично допустимих концентрацій хімічних речовин у навколишнім  середовищі вирішуються наступні задачі:

    здійснюється  розробка методики виявлення і кількісного  визначення шкідливого хімічного компонента і встановлення його фізико-хімічних властивостей;

    виконується попередня оцінка токсичності і  встановлюється орієнтовно безпечний  рівень впливу токсичної речовини;

    здійснюється  моделювання взаємодії організму  з досліджуваною хімічною речовиною  і вивчення реакції організму  на її вплив; якісна і кількісна оцінка реакції організму; обґрунтування  щодо рекомендації ГДК, а також інших  заходів, спрямованих на попередження захворювань і підтримки оптимального самопочуття людини;

    організується впровадження ГДК у практику і  перевірка її ефективності на підставі вивчення стану здоров'я і самопочуття  осіб, що контактують з досліджуваною  хімічною речовиною.

    Виходячи  з поставлених задач стає очевидним, що організація настільки різнобічного дослідження вимагає великих  матеріальних витрат і залучення  великого кола фахівців різного профілю: хіміків, токсикологів, біохіміків, гістологів, лікарів, економістів.

    Важливе значення при вивченні токсичності  будь-якого компонента навколишнього  середовища має вивчення його фізико-хімічних властивостей, що дозволяють по наявним  у розпорядженні хіміків і  токсикологів формулам розрахувати  параметри, котрі дають первісні уявлення про токсичність речовини і які можуть бути використані  на стадії розробки технологічного процесу  дослідної установки.

    Наступним етапом дослідження є визначення токсичності речовини шляхом впливу на лабораторних тварин у однократних  дослідах для вивчення гострої дії  речовини і при повторному введенні речовини різними шляхами для  вивчення можливості хронічного отруєння.

    У токсикологічних експериментах  звичайно використовуються лабораторні  тварини, реакція для котрих на вплив  хімічних речовин найбільш близька  до реакції організму людини. Як правило використовується не менш двох видів лабораторних тварин. Найчастіше це білі миші, білі пацюки, кішки, кролики, морські свинки й інші тварини. Немаловажне  значення має фактор вартості –  більш великі тварини коштують дорожче. Якщо врахувати, що для повного обґрунтування  ГДК хоча б в одному середовищі (наприклад, у повітрі робочої  зони) потрібно біля 4-х тисяч тварин, стає зрозумілим значення їхньої вартості.

    При моделюванні на лабораторних тваринах взаємодії хімічної речовини з організмом переслідуються наступні цілі:

 1) виявлення  можливості гострого отруєння;

    2) якщо отруєння виникло – виявлення  його симптомів і клінічної  картини загибелі тварин;

    3) шляхом дослідження трупів загиблих  тварин з'ясовують критичні органи  ураження речовиною;

    4) установлення параметрів гострої  токсичної дії речовини при  різних шляхах надходження в  організм: середньо-смертельної токсичної  дози (токсодози) (L_D50), середньо-смертельної концентрації (L_Ct50), порога гострої дії (P_Ct50). При цьому досліджуються всі можливі шляхи надходження речовини в організм. Отримані значення параметрів необхідні для уточнення орієнтованого рівня впливу, розрахованого раніше аналітичними методами.

    Одним з найважливіших етапів дослідження  є визначення порога гострої дії  речовини на організм. По величині цього  показника токсичності можна  судити про можливість гострого отруєння речовиною, ступеня її небезпеки  в різних умовах. Поріг гострої  дії необхідно знати для вибору концентрацій при моделюванні хронічного отруєння.

    Поріг гострої дії – це та найменша концентрація хімічної речовини, що викликає статистично достовірні зміни в  організмі при одноразовому впливові. Знаючи поріг гострої дії, можна  визначити зону гострої дії і  коефіцієнт можливості інгаляційного  отруєння.

    Важливим  моментом являється встановлення здатності  речовини акумулюватись в організмі  при повторному впливі. Кумуляція  вивчається при такому шляху введення речовини в організм тварин, що найбільш характерний в умовах контакту людини з даною речовиною.

    Вивчається  також здатність речовини проникати  через неушкоджену шкіру та наявність  резорбтивної дії.

    Важливою  характеристикою токсичної речовини є поріг хронічної дії речовини і характер її впливу при повторному надходженні в організм. Поріг  хронічної дії – це та мінімальна концентрація, що при хронічному впливі викликає істотні (достовірні) зміни  в організмі лабораторних тварин. Поріг хронічної дії є основним показником при встановленні ГДК  хімічної речовини.

    Специфічним параметром небезпеки речовини є  коефіцієнт запасу – це величина, на яку потрібно розділити поріг  хронічної дії, щоб забезпечити  повну безпеку речовини. Величина коефіцієнта запасу залежить від  ступеня токсичності речовини, здатності  до кумуляції, наявності специфічних  видів дії. Він може коливатися від 2 до 20, у залежності від перерахованих  вище факторів.

    Рекомендована ГДК, що обґрунтована експериментальним  шляхом, корегується при вивченні стану здоров'я персоналу та населення  в цілому і тільки після цього  стає державним стандартом.

    Таким чином, гранично допустима концентрація – це максимальна концентрація шкідливих  речовин, що не робить впливу на здоров'я  людини. Визначають її лікарі-гігієністи на підставі даних експериментальних  досліджень над тваринами, а також  за даними спостережень стану здоров'я  людей, які знаходяться під впливом  шкідливих речовин.

    ГДК шкідливих речовин, що забруднюють  повітряне середовище, регламентується  керівними документами.

    Для атмосферного повітря введена гранично допустима максимальна разова концентрація шкідливих речовин ГДРК. Разова концентрація визначається по пробах, відібраних на протязі 20 хвилин.

    Для деяких шкідливих речовин установлений норматив середньо змінних ГДК, а для повітря населених пунктів – середньодобових ГДК_сд. Уведенням цих нормативів контролюється вміст у повітрі речовин, що накопичують свій шкідливий вплив на людину.

ЛІТЕРАТУРА 

1. Про захист населення і територій від  надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру: Закон України.–  К.: – 2000.
2. Бабенко О.І., Задорожна О.М.,Черевко Р.І. Безпека життєдіяльності людини в надзвичайних ситуаціях: Навч.посібник.– К.: ІЗМН. – 1996.– 224с.
3. Миценко І.М. Забезпечення життєдіяльності людини в навколишньому середовищі: Навч. Посібник. – Кіровоград. – 1998.– 292с.
4. Чирва Ю.О.,Баб’як О.С. Безпека життєдіяльності: Навч.посібник. – К.: АТІКА.– 2001.– 304с.
5. Джигирей В.А. та ін. Безпека життєдіяльності: Навч.посібник. – Львов: “Афіша”. – 1999.–254с.
6. Литвак С.М., Михайлик В.О. Безпека життєдіяльності: Навч.посібник. – Миколаїв: ТОВ “Компанія ВІД”. – 2001. – 230с.
7. Методичні вказівки і завдання для самостійної роботи студентів з курсу “Безпека життєдіяльності людини”, КНЕУ.– 1998. –44с.
8. Каммерер Ю.Ю.,Кутырев А.К., Харкевич А.Е. Защитные сооружения гражданской обороны :Учеб.пособие.– М.: Энергоатомиздат. – 1985.– 232с.
9. Шубин Е.П. Гражданская оборона : Учебное пособие. – М.: Просвещение. – 1991. – 223с.
10. Жалібо Е.П. Безпека життєдіяльності.– Львів.: “Новий світ”. – 2000. –320с.
11. СтеблюкМ.І. Цивільна оборона.– Київ.: “Знання-прес”. –2003.– 430 с.
12. Алексеенко В.А. Биосфера и жизнедеятельность: Учеб.пособие. – Логос, 2002.– 212с.