Оценка токсичности применяемых в производстве химических веществ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Оценка токсичности применяемых в производстве химических веществ

Государственный стандарт устанавливает  токсикологические параметры только для 2000 химических веществ, для которых  были проведены комплексные токсиколого-гигиенические исследования. Но в промышленности используется гораздо больше химических веществ и для обеспечения безопасности труда работников необходима по меньшей мере оценка токсичности (вредного воздействия) применяемых в производстве химических веществ. Для такой оценки специалистами в области промышленной токсикологии предложены несколько формул, расчеты которые дают хорошее приближение к действительным значениям ПДК_р.з.

Производить расчет по формулам можно  лишь для тех химических веществ, приведенные физико-химические константы которых укладываются в определенные пределы: молярная масса М (кг∙моль^-1) – от 30 до 300; плотность p (кг∙м^-3) – от 0,6 до 2,0; температура кипения t_кип (⁰С) – от -100 до +300; температура плавления t_пл (⁰С) – от -190 до +180; показатель преломления n_р – от 1,3 до 1,6. Ниже приведены уравнения, используемые для расчета значений ПДК_р.з.,мг/м³:

lg ПДК_р.з. =14,2 – 10n_p +lnM;

lg ПДК_р.з. = lgM – 0,012t_пл – 1,2;

lg ПДК_р.з. = 0,4 – 0,01М + lgM;

lg ПДК_р.з. = 0,6 – 0,01t_кип + lgM;

lg ПДК_р.з. = 1,6 – 2,2 + lgM.

Формулы, которые используют для  расчета ПДК_р.з. (мг/м³) конкретных вредных веществ, указаны ниже.

Для паров и газов органической жидкости:

lg ПДК_р.з. = 0,911gлк₅₀ + 0,1 + lgM;

lg ПДК_р.з. = lgЛД₅₀ – 2,0 + lgM.

Для аэрозолей нелетучих и мало-летучих органических и элементоорганических веществ:

lg ПДК_р.з. = lgЛД₅₀ – 3,1 + lgM.

Для газов и паров неорганических веществ:

lg ПДК_р.з. = lgЛД₅₀ + 0,4 + lgM.

Для аэрозолей металлов и их оксидов:

lg ПДК_р.з. = 0,8 lgЛД₅₀ – 3 + lgM – lgN,

где N - число атомов металла в молекуле вещества.

 

 

6 Воздействие аэрозолей

Приведенная выше классификация вредных  веществ по характеру воздействия не учитывает большой группы веществ – аэрозолей (пыли), не обладающих выраженной токсичностью. Для этих веществ характерен фиброгенный эффект действия на организм. Аэрозоли угля, кокса, сажи, алмазов, пыли животного и растительного происхождения, силикат и кремнийсодержащие пыли, аэрозоли металлов, попадая в органы дыхания вызывают повреждение слизистой оболочки верхних дыхательных путей и, задерживаясь в легких, вызывают воспаление (фиброзу) легочной ткани. Профессиональные заболевания, связанные с воздействием аэрозолей -пневмокониозы. Пневмокониозы различаются на:

• силикозы – развиваются при действии пыли свободного диоксида кремния;
• силикатозы – развиваются при действии аэрозолей солей кремниевой кислоты;
• разновидности силикатоза: асбестоз (асбестовая пыль), цементоз (цементная пыль), талькоз (пыль талька);
• металлокониозы - развиваются при вдыхании металлической пыли, например бериллиевой (бериллиоз);
• карбокониозы, например антраноз, возникающий при вдыхании угольной пыли.

Результатом вдыхания человеком пыли является пневмосклерозы, хронические  пылевые бронхиты, пневмонии, туберкулезы. Рак легких.

Наличие аэрозолей фиброгенного эффекта не исключает их общетоксического воздействия. К ядовитым пылям относятся аэрозоли ДДТ, свинца, бериллия, мышьяка и др. При попадании их в органы дыхания, помимо изменений в верхних дыхательных путях и легких, развивается острое и хроническое отравление.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Комбинированное и комплексное действие химических веществ

На производстве работа, как правило, проводится с несколькими химическими веществами (рисунок 3). При этом работник может подвергаться воздействию негативных факторов другой природы (физических – шуму, вибрации, электромагнитным и ионизирующим излучениям). При этом возникает эффект сочетанного (при одновременном действии негативных факторов различной природы) или комбинированного (при одновременном действии нескольких химических веществ) действия химических веществ.

 

Рисунок 3 - Характеристики эффекта воздействия вредного вещества на организм человека

 

Комбинированное действие - это одновременное или последовательное действие на организм нескольких веществ при одном и том же пути их поступления в организм. Различают несколько типов комбинированного действия в зависимости от эффектов токсичности:

1. суммация (аддитивное действие, аддитивность) – суммарный эффект действия смеси равен сумме эффектов входящих в смесь компонентов. Суммация характерна для веществ однонаправленного действия, когда вещества оказывают одинаковое воздействие на одни и те же системы организма (например, смеси углеводородов);
2. потенцирование (синергетическое действие, синергизм) – вещества действуют так, что одно вещество усиливает действие другого. Эффект синергизма больше аддитивного. Например, никель усиливает свою токсичность в присутствии медистых стоков в 10 раз, алкоголь значительно повышает опасность отравления анилином;
3. антагонизм (антагонистическое действие) – эффект меньше аддитивного. Одно вещество ослабляет действие другого. Например, эзерин значительно снижает действие антропина, является его противоядием;
4. независимость (независимое действие) – эффект не отличается от изолированного действия каждого из веществ. Независимость характерна для веществ разнонаправленного действия, когда вещества оказывают различное влияние на организм и воздействуют на различные органы. Например, бензол и раздражающие газы, смесь продуктов сгорания и пыль действуют независимо.

Наряду с комбинированным действием  веществ необходимо выделить комплексное действие. При комплексном действии вредные вещества поступают в организм одновременно, но разными путями (через органы дыхания и кожу, органы дыхания и желудочно-кишечный тракт и т.д.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Гигиеническое нормирование содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Преимущественным путем поступление  вредных веществ в организм человека в производственных условиях является поступление с вдыхаемым воздухом.

Токсичность вредных веществ определяется прежде всего концентрацией в  воздухе рабочей зоны. Поэтому  на содержание вредных веществ в  воздухе рабочей зоны устанавливаются  предельно допустимые значения –  предельно допустимые концентрации (ПДК_рз). Значения ПДК_рз определены в нормативных документах – государственных стандартах (ГОСТ 12.1.005- 88) и государственных нормативах (ГН 2.2.5.686-98) практически для всех известных и применяемых в промышленности веществ. ПДК измеряются в мг/м³.

Если в воздухе рабочей зоны находится несколько веществ, обладающих независимым действием, то концентрация С_i каждого не должна превышать установленное для него значение ПДК_рз:

 

С_i ≤ ПДК_рз.

 

Если в воздухе рабочей зоны находится n веществ, обладающих суммацией действия, то сумма отношений концентрации С_i каждого вещества к его ПДК_рзi не должна быть больше единицы:

 

.

 

Если в воздухе рабочей зоны находится n веществ, обладающих синергизмом и антагонизмом действия, то должно выполняться условие

 

 

,

 

где Х_i – поправка, учитывающая усиление или ослабление действия вещества, С_i – фактические концентрации химических веществ в воздухе рабочей зоны, ПДК_i – их предельно допустимые концентрации.

 

9 Средства индивидуальной защиты человека от химических негативных факторов

В системе мероприятий по охране труда большое значение имеет  обеспечение работающих средствами индивидуальной защиты (СИЗ) от проникновения  в организм человека вредных и  опасных химических веществ, пероральным (через рот и органы пищеварения) путем и через кожу, а так же защиты кожных покровов и глаз от вредного воздействия.

При наличии в воздухе вредных  веществ в количестве, превышающем  ПДК, а также при вероятности  их появления в ходе производственных процессов в результате неисправностей оборудования и аварий необходимо пользоваться СИЗ органов дыхания, а в случае наличия веществ, действующих через кожу, также СИЗ кожи.

СИЗ органов дыхания подразделяются на два основных класса: фильтрующие и изолирующи.

Фильтрующие СИЗ наиболее просты, надежны и не ограничивают работающему свободу передвижения. К фильтрующим СИЗ относятся: респираторы, противогазы, фильтрующие самоспасатели.

Выбор СИЗ фильтрующего действия в  значительной степени зависит от условий, в которых они должны эксплуатироваться, агрегатного состояния вредных веществ в воздухе, их концентрации.

Вредные вещества могут присутствовать в воздухе в парогазообразном состоянии и виде аэрозолей –  пыли, дыма и тумана.

Респираторы. Респираторы могут быть разнообразных видов в зависимости от состава вредных веществ, их концентрации и требуемой степени защиты.

Наиболее широкое распространение  получили противопылевые респираторы. Противопылевые респираторы не защищают органы дыхания от газов, паров и  легковоспламеняющихся веществ.

При необходимости защиты органов  дыхания от вредных газов и паров применяются респираторы, состоящие из резиновой полумаски и поглощающих газы патронов и предназначенные для защиты от вредных веществ при концентрациях, не превышающих 10…15 ПДК.

Промышленные противогазы предназначены для защиты органов дыхания, лица и глаз от вредных веществ, присутствующих в воздухе. В зависимости от применяемых коробок противогаз может защищать от газов (паров) вредных веществ (с поглощающими коробками), от аэрозолей вредных веществ (с фильтрующими коробками) и одновременно от газов (паров) и аэрозолей вредных веществ (с фильтрующе-поглощающими коробками).

Изолирующие противогазы  и самоспасатели. Действие изолирующих противогазов и самоспасателей основано на использовании химически связанного кислорода. Они имеют замкнутую маятниковую схему дыхания: выдыхаемый человеком воздух попадает в регенеративный патрон, в котором поглощаются выделенный человеком углекислый газ и пары воды, а взамен выделяется кислород. Затем дыхательная смесь попадает в дыхательный мешок. При вдохе газовая смесь из дыхательного мешка снова проходит через регенеративный патрон, дополнительно очищает и поступает для дыхания.

Изолирующие противогазы обеспечивают более длительное время работы в  них, чем изолирующие самоспасатели, более комфортные условия работы, являются средствами многократного применения при условии замены регенеративного патрона после каждого использования противогаза.

Отличительной особенностью изолирующих  самоспасателей является то, что уже  в заводской упаковке они полностью готовы к применению. Для включения самоспасателя с целью обеспечения защиты необходимо несколько секунд. Поэтому они применяются в случаях аварий и непредусмотренных технологическим процессом выделениях (выбросах) вредных веществ.

При выделении вредных веществ, которые могут проникать (заражать) человека через кожные покровы, применяются изолирующие комплекты. Такие комплекты состоят из комбинезона с капюшоном, рукавиц, осоюзки и снабжаются дыхательным аппаратом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Задачей защиты от химических негативных факторов является исключение или снижение до допустимых пределов попадания в организм человека вредных веществ, контакта с вредными или опасными объектами. Вредные вещества могут попадать в организм человека с вдыхаемым воздухом, питьевой водой, пищей, проникать через кожу.

Поэтому задачей защиты является удаление веществ из зоны их образования; минимизация  их попадания в воздух, воду, пищу; очистку загрязненного воздуха или воды от них перед попаданием в воздух рабочей зоны, территории предприятия, биосферу.

Для того чтобы выбрать средства и методы защиты от негативных химических факторов, необходимо знать их основные характеристики и действие на человека. Полностью исключить воздействие на человека негативных химических факторов практически невозможно как с технической, так и с экономической точек зрения. Иногда это и нецелесообразно, так как даже в естественной природной среде человек подвергается их воздействию – в воздухе и в воде содержатся вредные вещества, выделяемые природными источниками.

В рабочей зоне необходимо обеспечить такие уровни негативных факторов, которые не вызывают ухудшения состояния  здоровья человека, заболеваний. Для  исключения необратимых изменений  в организме человека необходимо ограничить воздействие негативных химических факторов предельно допустимыми концентрациями (ПДК).

1