Вопрос 4. Токсические свойства опасных химических веществ

 

Токсичность ОХВ - способность химических веществ оказывать поражающее действие на живой организм. Токсичность каждого ОХВ проявляется только при его контакте с организмом человека, вызывая определенный эффект поражения.

По строению, физико-химическим свойствам ОХВ весьма не однородны, их биологические эффекты многообразны. Однако в аварийных ситуациях необходимо определение, прежде всего, наибольшей опасности воздействия ОХВ на человека с целью оказания своевременной и квалифицированной помощи пораженным людям.

На основе преимущественного синдрома, проявляющегося при острой интоксикации, химические вещества, способные вызывать массовые поражения при авариях, сопровождаемых их выбросом (утечкой), разделены на семь групп:

• удушающие с прижигающим эффектом (хлор, фосген, хлорпикрин), - объектом воздействия на организм являются дыхательные пути. При действии паров ряда веществ, в высоких концентрациях, возможен быстрый летальный исход от шокового состояния, вызванного химическим ожогом открытых участков кожи, слизистых верхних дыхательных путей и легких;

• общеядовитые (окись углерода, синильная кислота), - это яды крови и тканевые яды способные вызывать острое нарушение энергетического обмена, которое и является в тяжелых случаях причиной гибели пораженных;

• удушающие - общеядовитые (сероводород, сернистый ангидрид окись этилена), - при ингаляционном воздействии вызывают токсический отек легких, а при резорбции нарушают энергетический обмен; многие соединения этой группы обладают сильным прижигающим действием, что значительно затрудняет оказания помощи пострадавшим;

• нейротропные (ртуть, сероводород, фосфорорганические, тептил), - действующие на генерацию, проведение и передачу нервного импульса, нарушающие механизмы нервной периферической регуляции, а также моделирующие состояние самой нервной системы;

• удушающие - нейротропные (аммиак) - при ингаляционном поражении, вызывают токсический отек легких, на фоне которого формируется тяжелое поражение нервной системы;

• метаболические (наркотические) яды (формальдегид, хлористый метил) - в организме человека они разрушаются с образованием высоко реакционно-способных углеводородных радикалов, которые вмешиваются в интимные процессы метаболизма веществ в организме; в патологический процесс поражения вовлекаются многие органы, но определяющими являются нарушения со стороны центральной нервной системы;

• нарушающие обмен веществ (диоксин) - действуют через легкие, пищеварительный тракт и неповрежденную кожу, вызывают заболевания с вялым течением, в процесс вовлекаются все органы и системы организма, нарушение обмена веществ может привести к смертельному исходу.

Для характеристики токсичности ОХВ используются пороговая концентрация, предел переносимости, смертельная концентрация и смертельная доза. Значение этих характеристик, используемых при классификации ОХВ по степени их воздействия на организм человека, приведены в таблице 4.1.

	Норма для класса опасности
	1-го	2-го	3-го	4-го
ПДК ОХВ в воздухе рабочей зоны, мг/м’	<0,1	0,1-1	1,1-10	>10
Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/кг	<15	15-150	151-500	>500
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/кг	<100	100-500	501-2500	>2500
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м^3	<500	500-5000	5001-50000	>50000

Таблица 4.1

 

Пороговая концентрация - это наименьшее количество вещества, которое может вызвать ощутимый физиологический эффект. При этом пораженные ощущают лишь первичные признаки поражения и сохраняют работоспособность.

Предел переносимости - это минимальная концентрация, которую человек может выдержать определенное время без устойчивого поражения. В производственных условиях в качестве предела переносимости используется предельно допустимая концентрация (ПДК). Она регламентирует допустимую степень заражения ОХВ воздуха рабочей зоны и используется в интересах соблюдения требований безопасности в производстве.

ПДК - это такая максимально допустимая концентрация, которая при постоянном воздействии на человека в течение всего рабочего дня, но не более 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа, не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующих поколений.

Пороговая концентрация и ПДК не могут использоваться для оценки опасности аварийных ситуаций и служить полной характеристикой токсичности ОХВ. Так как не позволяют оценить возможный физиологический эффект, в связи со значительно меньшим интервалом воздействия ОХВ. Более того, токсичность ОХВ в значительной степени зависит от пути попадания в организм человека, при этом поражение может носить местный или общий характер.

Местное поражение проявляется в местах контакта ОХВ с тканями организма (поражение кожных покровов, раздражение органов дыхания, расстройство зрения).

Общее поражение наблюдается при попадании ОХВ в кровь через кожные покровы (кожно-резорбтивная токсичность), или через органы дыхания (ингаляционная токсичность) или через желудочно-кишечный тракт (пероральная токсичность).

К основному пути попадания ОХВ в организм человека следует отнести органы дыхания, а в очаге аварии, не исключена возможность попадания ОХВ через кожные покровы. Поэтому, для количественной характеристики токсичности различных ОХВ пользуются категориями токсических доз.

Основными токсикологическими характеристиками ОХВ считаются ингаляционная и кожно-резорбтивная токсические дозы (токсодозы).

Токсодоза (D) - количественная характеристика токсичности ОХВ, соответствующая определенному эффекту поражения и принимается равной:

• при ингаляционных поражениях - произведению C t (C- средняя концентрация ОХВ в воздухе, мг/л, г/м³; t - время экспозиции, мин.) и измеряется в мг*мин/л, г*мин./м³;

• при кожно-резорбтивных поражениях - массе жидкого ОХВ, вызывающей при попадании на кожу определенный эффект поражения и измеряется количеством вещества, приходящегося на единицу поверхности тела человека или на единицу его массы (мг/см², мг/м², г/м², г/м², кг/см², кг/м² или мг/кг).

Для характеристики токсичности ОХВ при воздействии на человека через органы дыхания (ингаляционном) применяются следующие токсодозы:

• LСt₅₀ — средняя смертельная токсодоза, вызывающая смертельный исход у 50% пораженных (L - от латинского слова «Letalis» — смертельный);

• IСt₅₀- средняя, выводящая из строя токсодоза, вызывающая выход из строя 50% пораженных (I - от английского слова «Incapacitating» - небоеспособный, нетрудоспособный);

• PСt₅₀ - средняя пороговая токсодоза, вызывающая начальные симптомы поражения у 50% пораженных (Р - от английского слова «Primary» - начальный).

Кроме того, степень токсичности ОХВ, которые обладают кожно-резорбтивным действием, оцениваются также средней смертельной (LD₅₀), средней выводящей (ID₅₀) и пороговой (минимальной) (PD₅₀) дозами.

В аварийных ситуациях в воздухе может оказаться не одно, а несколько ОХВ однонаправленного действия. В этом случае допустимыми считаются концентрации, отвечающие условию:

С₁/ ПДК₁+С ₂ / ПДК ₂ + + С _n / ПДК _n 1

То есть сумма отношений фактических концентраций ОХВ в воздухе (С _n) к их (ПДК _n), которые установлены для каждого из этих веществ, не должно превышать единицы.

Если же одновременно выделяются несколько токсичных веществ, не обладающих однонаправленным характером действия, то эффект действия ОХВ рекомендуется оценивать по наиболее токсичному веществу.

Такой подход целесообразно использовать и при оценке глубины распространения ОХВ в приземном слое атмосферы. При этом в качестве основных характеристик в данном условии целесообразно использовать соответствующие значения токсичных доз.

Кроме того, безопасность производства, использования, хранения и перевозок ОХВ в значительной степени зависит от уровня организации профилактической работы, своевременности и качества планово-предупредительных ремонтных работ, подготовленности и практических навыков персонала, системы надзора за состоянием технических средств, противоаварийной защиты.

Наличие такого количества факторов, от которых зависит безопасность функционирования химически опасных объектов, делает эту проблему крайне сложной. Как показывает анализ причин крупных аварий, сопровождаемых выбросом (утечкой) ОХВ, на сегодня нельзя исключить возможность возникновения аварий, приводящих к поражению не только производственного персонала, но и населения, проживающего в районе функционирования ХОО.

Так, например, в декабре 1984 г. на химическом заводе фирмы «Юнон Карбайд» (США) в г. Бхопал (Индия), производящем инсектицид «Севин» и пестицид «Темик» произошла авария с выбросом около 43 т метилизоцианата и продуктов его неполного термического разложения.

Зона заражения продуктами выброса составила в глубину 5 км, в ширину более 2 км. В результате аварии погибло 3150 чел., стали полными инвалидами около 20 тыс. чел., заболели различными болезнями от последствий отравления более 200 тыс. чел. Сразу после аварии были госпитализированы 14 тыс. чел., 158 тыс. была оказана амбулаторная помощь.

Нормативными документами правительства СН-245-71 и ПКМУ №956 от 11.08.01 установлены нормативы предельных масс индивидуальных опасных химических продуктов и определены предельные нормы их хранения по категориям на объектах хозяйствования. В зависимости от этого вокруг ХОО устанавливается санитарно-защитная зона. Ширина этой зоны должна быть: для объектов 1 кл. – 1000 м; 2 кл. - 500 м; 3 кл. – 300 м; 4 кл. - 100 м; 5 кл. – 50 м.

Администрация ХОО должна обеспечивать безопасность населения в районе своего размещения, а при необходимости проводить дополнительные мероприятия