Вплив забруднення повітря на органом людини

У цей час прийнята наступна класифікація речовин:

а) за характером впливу на організм людини: загально токсичні, дратівні, сенсибілізуючі, канцерогенні, мутагенні, що впливають на репродуктивну функцію;

б) за ступенем токсичності: надзвичайно небезпечні, дуже небезпечні, помірно небезпечні, мало небезпечні.

Слід зазначити, що шкідливе (токсичне) вплив різних речовин є результатом взаємодії організму, шкідливої речовини й навколишнього середовища. Воно залежить від кількості речовини, що потрапило в організм, його фізичних властивостей, токсичності, тривалості надходження, хімізму взаємодії речовин. Воно також залежить від підлоги, віку, індивідуальної чутливості людини, шляхів надходження й виділення шкідливих речовин, їхнього розподілу в організмі, метеорологічних умов й інших супутніх факторів виробничого й навколишнього середовища.

Відомо, що практично всі речовини можуть виявити токсичні властивості, заподіюючи місцеві поверхневі ушкодження тканин (травми) або викликаючи захворювання проникнення усередину організму, що відбувається головним чином через дихальні шляхи.

У дихальному тракті частки з розмірами більше 5мк на 75% затримуються й відкладаються верхніми дихальними шляхами (носоглоткою), але 8% найбільш дисперсних досягають альвеол легенів (рис. 1). Потім наступає процес розчинення або видалення з легенів.

Цей шлях найнебезпечніший, оскільки розчинні шкідливі речовини у вигляді аерозолів й особливо газів, пара, туманів всмоктуються розгалуженою легеневою тканиною, що має площу 100 - 120м², надходять безпосередньо в, кров і розносяться по всьому організму. Подібним характерним забруднювачем повітря, що займає перше місце серед інших (30% усього обсягу забруднень), є продукт неповного окислювання вуглецю - СО. Велика кількість людей у виробничій сфері й у побуті можуть піддатися впливу цієї газоподібної шкідливої речовини загальтоксичної дії. Джерела його продукування надзвичайно численні, включаючи самої людини, організм якого виділяє з видихуваним повітрям у навколишнє середовище за добу близько 10 мл ендогенного СО подібно виділенню вуглекислоти, аміаку й інших, що утворяться в процесі обміну речовин хімічних сполук.

 

 

 

Ендогенний окис вуглецю утвориться шляхом відщіплення від молекул гемоглобіну крові. Вона може бути небезпечна для працюючих людей, які тривалий час перебувають у закритих герметичних приміщеннях (кабіна літака, космічного корабля, і т.д.).

Загальтоксична дія СО, що характерна для класифікаційної групи реалізується в такій послідовності: проникаючи з повітрям у легені, окис вуглецю легко переборює альвеолярно-капілярну мембрану товщиною 0,8мк; розчиняється в плазмі крові; дифундує в еритроцити й вступає в оборотну хімічну взаємодію як з окисленим, так і відновленим гемоглобіном за схемою:

НЬО ₂ + СО ↔ НЬСО + О ₂

НЬ + СО ↔ НЬСО

Утворений патологічний комплекс, карбоксигемоглобін (НЬСО) не здатний приєднувати до себе кисень. Чим вище концентрація СО у повітрі, тім швидше досягається небезпечний для життя зміст НЬСО в крові (рис. 2).

 

Крім того, до гіпоксії кров'яного типу приєднується, як результат порушення споживання кисню клітками ведучого до їхнього руйнування, тихорєцька гіпоксія. Це додатково обтяжує процес інтоксикації чадним газом.

Паралельно виникають ознаки наростаючої поразки центральної нервової системи, зрушення психічної діяльності (ейфорія, втрата самоконтролю).

Зазначені види шкідливих речовин також досягають русла крові, попередньо розчиняючись у поті й жировому покриві шкіри людини. У відповідності до загальних процесів і закономірностей, промислові отрути, що надійшли в організм, піддаються біотрансформації, метаболізму - розщепленню в організмі (легені, печінка, кістяк й ін.). Потім здійснюються процеси зміни їхньої хімічної структури, які визначають шляхи знешкодження й виведення з організму: через органи подиху, травлення, нирки, шкірні покриви та залози (рис.3).

Основна дія шкідливої речовин - отруєння - протікає в гострій; напівгострій і хронічній формах.

Гострі отруєння викликаються надходженням в організм великої кількості шкідливої речовини (при високих концентраціях у повітрі) і характеризуються короткочасністю дії.

Напівгостра форма розвивається повільніше й має більш затяжний процес.

Хронічні отруєння виникають при тривалому впливі речовин проникаючих в організм у відносно невеликих кількостях (концентраціях у повітрі). Розвиток впливу шкідливих речовин залежно від концентрації й часу витримки представлені на рис. 4

 

 

 

Вони розвиваються внаслідок явища кумуляції, без якої неможливо хронічне отруєння. У цих умовах виникає й розвивається первинна специфічна дія шкідливих речовин через рецепторний апарат на організм, що полягає в тім, що створюється комплекс: речовина та клітинний рецептор, що сприймає зазначену дію.

Тут рецепторами є не елементи нервової системи, а ферменти, амінокислоти, вітаміни, гормони, тобто клітинні елементи. У результаті виводяться з ладу найбільш важливі біологічні об'єкти, клітини, будучи зруйнованими або зв'язаними молекулами шкідливої речовини. Чим менша кількість молекул при цьому використовується, тим більш токсична речовина.

У сучасних умовах організм людини піддасться спільному (комбінованому) - одночасній або послідовній дії шкідливих речовин при тому самому шляху надходження. Ці дії проявляються як:

1. Адитивна дія - сумарний ефект суміші дорівнює сумі ефектів діючих компонентів, що вказує на одно спрямованість їхньої дії.

2. Продукувана дія (синергізм) - одна речовина підсилює дію іншого, у результаті спільна дія більше адаптивного; (спостерігається тільки при гострому отруєнні).

3. Антагоністична дія - одна речовина послабляє дію іншої, у результаті спільна дія менш адаптивного.

4. Незалежна дія - комбінований ефект не відрізняється від ізольованої дії кожної шкідливої речовини; це суміші продуктів згоряння й пилу та ін.

Токсичний ефект при дії шкідливих речовин різних концентрацій може проявлятися у функціональних або патоморфологічних змінах на рівні:

- цілісного організму;

- патології окремих органів, або організму в цілому;

- загибелі організму.

Зазначені зміни характеризуються (відповідають) порогам (концентраціям) гострої специфічної й хронічної дії, а загибель організму - середньою смертельною концентрацією шкідливої речовини в повітрі - ЛК-50 (Рис. 5)

На рис. 5 представлені також зони гострої специфічної й хронічної дії та інтервал коефіцієнта запасу перед гранично допустимою середньодобовою концентрацією ГДК _СД

Поріг гострої дії (Lim _ГД) — це мінімальна концентрація (доза), що викликає зміну біологічних показників на рівні цілісного організму, що виходять за межі пристосувальних фізіологічних реакцій.

Поріг хронічної дії (Lim _ХД) - представляє мінімальну концентрацію, що викликає сховану тимчасово компенсовану патологію, що при постійному тривалому впливі зазначених концентрацій шкідливих речовин розвивається в стійку патологію, що приводить до захворювань і скорочення тривалості життя

Поріг специфічної дії (Lim _СД) - несе в собі ознаки двох перших.

Величини представлених зон характеризують небезпека розвитку гострого, специфічного й хронічного отруєння організму під впливом шкідливих речовин.

Зона коефіцієнта запасу (К _З) розділяє зони діючих концентрацій (Z_ГД; Z_СД; Z_ХД) і граничних, які перебувають за концентрацією ГДКсд (рис. 6).

 

Коефіцієнт запасу визначається з відношення:

 

 

з урахуванням особливостей токсичності розглянутої шкідливої речовини..

Вимога повної відсутності забруднення атмосферного повітря населених місць і тим більше в зоні подиху працюючих є нереальним. У зв'язку із цим для виробничих умов законодавчо уведені гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин, дози, показники токсикометрії, які представлені в таблиці 1.

Затверджені також середньо добові (ГДКсд.) і максимальніразові ГДК (ГДКм.р.) забруднюючих речовин в атмосферному повітрі населених місць із вказівкою їхнього класу небезпеки.

Представлені нормативи дають також важливу інформацію про співвідношення гранично допустимих масових концентраціях шкідливих речовин, віднесених до об'ємної одиниці повітря, між собою й співвідношення їх з дозами шкідливих речовин.

Таблиця 1

Класифікація виробничих отрут за ступенем токсичності

(ДСТ 12.1.007-76)

 

Показник	Норма для класу небезпеки
1-го Надзвичайно небезпечні	2-го Дуже небезпечні	3-го Помірно небезпечні	4-го Мало небезпечні
Гранично допустима концентрація шкідливих речовин у повітрі робочої зони, мг/м^3 (ГДКсд)	Менш 0,1	0,1 - 1,0	1,1 -10,0	Більше 10,0
Середня смертельна доза при введенні в шлунок, мг/кг	Менш 15	15-150	151-5000	Більше
Середня смертельна доза при нанесенні на шкіру, мг/кг	Менш 100	100-500	501-25000	Більше
Середня смертельна концентрація в повітрі, мг/м^3	Менш 500	500 - 5000	5001 - 50000	Більше
Коефіцієнт можливого інгаляційного отруєння (КМІО)	Більше 300	300-30	29-3	Менше З
Зона гострої дії	Менше З	6-18	18,1-54	Більше 54
Зона хронічної дії	Більше 10	10-5	4,9-2,5	Менше 2,5

 

У першому випадку для кількісного порівняння впливу забруднювачів атмосферного повітря на організм людини доцільно побудувати логарифмічні рівні токсичності шкідливих речовин, застосовна за вихідний нормативний рівень ГДКс.д., ГДКм.р. і ЛК ₅₀ найсильнішої промислової отрути - берилію.

На рис. 6 представлені рівні токсичності речовин від берилію до етилового спирту. Ці рівні можуть використатися при кількісній оцінці вдихання декількох речовин, комбінована дія яких може бути результатом адитивної, потенційованої, антагоністичної або незалежної взаємодії. Оцінка може бути виражена й сумарним вектором, побудованим у зазначених полях взаємодії з урахуванням рівня токсичності, концентрації й часу дії шкідливих речовин.

Розгляд розташування рівнів токсичності вказує на відносно більше тверді ГДКм.р., установлені нормативними документами.