Определение опасных химических веществ

Химические вещества и соединения - это разнообразные виды химической продукции: аммиак, неорганические кислоты, щелочи, сода, синтетические смолы и пластмассы, лакокрасочные материалы, товары бытовой химии, лекарственные препараты, химические средства защиты растений и животных отвредителей и болезней, средства борьбы с сорняками, кормовые фосфаты, микробиологический белок и витамины для животных и др.

Широкое применение химических веществ и соединений обеспечивает расширение сырьевой базы промышленности и экономию природных ресурсов, улучшение качества материалов и изделий, а также снижение затрат на производство и эксплуатацию.

В настоящее время известно около 7 млн. химических веществ и соединений, большинство из которых синтезировано человеком и не встречаются в природе. Из общего числа известных химических веществ и соединений около 60 тыс. находят широкое применение в деятельности человека, в том числе более 500 из них относят к группе опасных химических веществ (ОХВ).

Интенсивное развитие химической, нефтехимической и других родственных видов промышленности, обусловило получение синтетических и искусственных материалов, продуктов и изделий.

Так, например, изготовленные из отходов древесины и малоценных пород дерева плиты и фанеры с применением синтетических смол полноценно заменяют пиломатериалы (1000 м³ древесностружечных плит заменяют 2200 м³ пиломатериала или 2500 м³ круглого леса). Исходным сырьем для получения некоторых растворителей, красителей, фармацевтических препаратов, а также поролона, пенопластов, полиуретанов является фосген. Искусственные меха, оргстекло, синтетические каучуки производят из синильной кислоты, которую широко применяют как средство дезинсекции и. дератизации производственных помещений. Оба эти соединения в годы первой мировой войны применялись как боевые отравляющие вещества.

Опасными ядовитыми веществами являются хлор, аммиак, фтористый водород, формальдегид и др. вещества, которые в огромных количествах используются в химическом синтезе и технологических процессах.

Масштабность и целесообразность широкого применения химической продукции - полимерных материалов, определяется рядом их положительных свойств. Однако практика показывает, что большинство из них выделяют в воздушную среду те или иные токсические химические вещества, оказывающие вредное влияние на здоровье человека.

Интенсивность выделения летучих токсичных веществ зависит от условий эксплуатаций химических материалов - температуры, влажности, времени эксплуатации, а также условий и способов хранения, транспортировки и применения в производственных процессах, и от других факторов.

Химические вещества, которые влияют на человека в условиях трудовой деятельности и вызывают ухудшение работоспособности или нарушение здоровья — профессиональные или производственные отравления называются производственными ядами или токсическими веществами (токсикантами). Производственными ядами чаще всего являются сырьевые; промежуточные и конечные продукты производства, но ими могут быть также примеси, вспомогательные вещества, отходы.

Большую часть потока товаров составляет продукция химической, горнодобывающей и перерабатывающей промышленностей, которые производятся из большого количества разнообразных химических веществ. Они могут быть и малотоксичными и сильными ядами. Хотя, как считал ещё Парацельс (1493 - 1541): «Все вещества отравляющие: нет ни одной, которая не была бы отравляющей. Лишь правильная доза различает яд или снадобья».

Современная медицина полностью подтверждает сказанное средневековым эскулапом. Для примера приведём данные о некоторых известных нам веществах, летальная доза (ЛД- 50), которая вызывает смерть в 50% случаев (данные представлены в граммах на килограмм массы тела); спирт этиловый - 10 г/кг; кухонная соль - 4 г/кг; калийная селитра - 3,5 г/кг; морфий - 0,9 г/кг; фенобарбитал - 0,115 г/кг; ДДТ - 0,113 г/кг; мышьяк - 0,014 г/кг; никотин - 0,001 г/кг; диоксин - 0,000 001 г/кг; ботулинический токсин - 0, ООО 000 001 г/кг.

Действие ядов может быть общим (резорбтивным) или местным. Общее действие развивается в результате всасывания яда в кровь при этом, преимущественно поражаются те или иные органы и системы. При местном действии преобладает повреждение тканей на месте соприкосновения их с ядами: явления раздражения, воспаления, ожоги кожных и слизистых покровов - чаще всего при контакте со щелочными и кислотными растворами и парами.

Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемыми современными методами как в процессе контакта с ними, так и в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Вредные химические вещества окружающей среды, как и любые другие, можно разделить на две группы:

- естественные (природные);

- антропогенные (попадающие в окружающую среду в связи с деятельностью человека).

Для организма человека разнообразие химических веществ имеет неравнозначное значение. Одни из них индифферентны, т.е. безразличны для организма, другие оказывают на организм вредное действие, третьи, обладают выраженной биологической активностью, являясь либо строительным материалом живого вещества, либо обязательной составной частью химических регуляторов физиологических функций: ферментов, пигментов, витаминов, которые получили название биологически активных элементов (или биогенных элементов). Все биогенные элементы в зависимости от их процентного содержания в организме человека разделены на группы:

- макроэлементы - О, С, Н, N, Cl, S, Р, Ca, Na, Мg, содержание которых в организме человека составляет 10  % и больше;

- микроэлементы - J, Сu, Со, Zn, Рt, Мо, Мn и др., содержание которых в организме достигает 10  — 10 %;

- следовые элементы, обнаруживаемые в организме человека в количествах не превышающих 10 %.

Необходимо отметить, однако, что физиологические возможности процессов уравновешивания внутренней среды организма и постоянно меняющейся внешней средой ограничены. Расстройство равновесия, выражающееся в нарушении процессов жизнедеятельности или в развитии болезни, может наступить при воздействии чрезвычайного по величине или необходимого по характеру фактора внешней среды. Такого рода ситуации может иметь место на определённых территориях вследствие естественного неравномерного распределения химических элементов в биосфере: атмосфере, гидросфере, литосфере.

На этих территориях избыток или недостаток определённых химических элементов наблюдается в местной фауне и флоре. Такие территории были названы биогеохимическими провинциями, а наблюдаемые специфические заболевания населения получили название геохимических заболеваний.

Так, например, если того или иного химического элемента, скажем йода, оказывается недостаточно в почве, то понижение его содержания обнаруживается в растениях, произрастающих на почвах, а так же в организмах животных, питающимися этими растениями. В результате, пищевые продукты как растительного, так и животного происхождения оказываются обеднённые йодом. Химический состав подземных и грунтовых вод отражает химический состав почвы. При недостатке йода в почве его недостаточно оказывается и в питьевой воде. Йод отличается высокой летучестью. В случае пониженного содержания в почве, в атмосферном воздухе его концентрация также понижена. Таким образом, в биогеохимической провинции, обеднённой йодом, организм человека постоянно недополучает йод с пищей, водой и воздухом. Следствием является распространение среди населения геохимического заболевания - эндемического зоба.

В биогеохимической провинции, обеднённой фтором, при содержании фтора в воде источников водоснабжения 0,4 мг/л и менее, имеет место повышенная заболеваемость кариеса зубов.

Существуют и другие биогеохимические провинции, обеднённые медью, кальцием, марганцем, кобальтом; обогащённые свинцом, ураном, молибденом, марганцем, медью и другими элементами.

Неоднородная на различных территориях природная геохимическая обстановка, определяющая поступление в организм человека химических веществ с пищей, выдыхаемым воздухом, водой и через кожу, может измениться так же в значительной степени в результате деятельности человека. Появляется такое понятие как антропогенные химические факторы среды обитания. Они могут появляться как в результате целенаправленной деятельности человека, так и в результате роста народонаселения, концентрации его в крупных городах, химизации всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта и быта.

Безграничные возможности химии обусловили получение, взамен естественных, синтетических и искусственных материалов, продуктов и изделий. В связи с этим постоянно возрастает уровень загрязнения внешней среды:

- атмосферы - вследствие поступления промышленных выбросов, выхлопных газов, продуктов сжигания топлива;

- воздуха рабочей зоны - при недостаточной герметизации, механизации и автоматизации производственных процессов;

- воздуха жилых помещений - вследствие деструкции полимеров, лаков, красок, мастик и др.;

- питьевой воды - в результате сброса сточных вод;

- продуктов питания - при нерациональном использовании пестицидов, в результате использования новых видов упаковок и тары, при неправильном применении новых видов синтетических кормов;

- одежды - при изготовлении её из синтетических волокон;

- игрушек, бытовых принадлежностей - при изготовлении с использованием синтетических материалов и красок.

Всё это предопределяет возникновение неадекватной процессам жизнедеятельности химической обстановки, опасной для здоровья, а иногда и для жизни человека. Но количественно это поступление должно быть ограничено определённым пределом, при котором вредные вещества становятся индифферентными как для организма человека, так и для биосферы в целом.

Широкое развитие химизации обусловило применение в промышленности и сельском хозяйстве огромного количества химических веществ - в виде сырья, вспомогательных, промежуточных, побочных продуктов и отходов производства. Вредны вещества или промышленные яды в виде паров, газов, пыли встречаются во многих отраслях промышленности. Например, в шахтах присутствуют вредные газы (окислы азота, окись углерода), источником которых являются взрывные работы. В металлургической промышленности, кроме известных (окись азота, сернистый газ), появляются новые токсические вещества (редкие металлы), применяемые при получении различных сплавов (вольфрам, молибден, хром, бериллий, литий и др.). В металлообрабатывающей промышленности широко распространены процессы травления металлов кислотами, гальваническое покрытие, цианирование, кадмирование, азотирование, покрытие красками и др., при которых возможно выделение в воздух вредных газов и паров органических растворителей. Значительным источником вредных веществ в окружающей среде является химическая промышленность - основная химия, коксохимия, анилинокрасочная промышленность, производство синтетических смол, пластмасс, каучука, синтетических волокон. В сельском хозяйстве основным источником вредных веществ является применение ядохимикатов.

Яды наряду с общей обладают избирательной токсичностью, т.е. они представляют наибольшую опасность для определённого органа или системы организма. По избирательной токсичности выделяют яды:

- сердечные - с преимущественным кардиотоксическим действием; к этой группе относят многие лекарственные препараты, растительные яды, соли металлов (бария, калия, кобальта, кадмия);

- нервные - вызывающие нарушение преимущественно психической активности (угарный газ, фосфорорганические соединения, алкоголь и его суррогаты, наркотики, снотворные лекарственные препараты и др.);

- печёночные - среди которых, следует выделить хлорированные углеводороды, ядовитые грибы, фенолы и альдегиды;

- почечные - соединения тяжёлых металлов (этиленгликоль, щавелевая кислота);

- кровяные - анилин и его производные, нитриты, мышьяковый водород;

- лёгочные - окислы азота, озон, фосген и другие.

Вредные вещества подразделяются:

- токсические - вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (центральная нервная кроветворная системы), вызывающие патологические изменения печени, почек; раздражающие - вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, лёгких, кожных покровов, сенсибилизирующие, действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки на основе нитросоединений и др.);

- мутагенные - приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственных свойств организма, проявляющихся у потомства (свинец, марганец, хлоропрен, винилхлорид, окись этилена, диметилфталат, радиоактивные изотопы и др.);

- канцерогенные - вызывающие, злокачественные новообразования (циклические амины, ароматические углеводороды, хром, никель, асбест и др.);

- влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы и др.). Ответственность за бесплодие брака ранее возлагалась исключительно на женщину. Доказано, что значительное количество случаев бесплодия в браке может заключаться в мужчине. Причина этого - высокая чувствительность мужских половых желёз к негативному воздействию факторов окружающей среды, производственными факторами, воздействующих на человека в процессе его трудовой деятельности. Так, доказаны нарушения при воздействии бензола и его гомологов, хлорорганических соединений, марганца, хлоропрена, капролактама, борной кислоты, фенола, свинца. Имеются данные о нарушении менструальных функций и функций яичников у женщин, работающих в производстве изопренового каучука, стирола, капролактама, марганца. Влияние химических соединений во время беременности может вызывать в развитии плода различные нарушения, которые можно отнести к следующим типам эффектов: тератогенным (дефекты развития в нарушении органов и систем плода); эмбриотоксическом (внутриутробная гибель, снижение массы и размеров плода). При действии ряда химических соединений, когда концентрация яда превышала ПДК, было установлено их тератогенное действие. В частности, таким действием обладает хлоропреновый латекс, фенолформальдегидные смолы, гранозан, ДДТ, кремний органические лаки и эмали, синтетический каучук и др.