3.3 Вредные вещества и их классификация.

Основы токсикологии.

3.3.1 Определение и нормирование содержания вредных веществ в рабочей зоне.

В настоящее время известно около 7 млн. химических веществ, из которых 60 тыс. находят применение в производственной деятельности человека, от 500 до 1000 новых химических веществ ежегодно появляется на международном рынке.

Вредными являются вещества, которые при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности могут вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений (ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»).

Вредное действие могут оказывать практически все химические вещества. Еще знаменитый врач древности Парацельс отмечал, что яд от лекарства отличает только доза. Например, поваренная соль, которую большинство людей ежедневно употребляет в пищу, служила средством самоубийства в древнем Китае. Человеку достаточно съесть 500 г соли, чтобы наступила смерть от сильнейшего обезвоживания организма.

По характеру воздействия на организм человека вредные вещества в соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» подразделяются на следующие группы:

• общетоксические;

• раздражающие;

• сенсибилизирующие;

• канцерогенные;

• мутагенные;

• влияющие на репродуктивную функцию.

Большинство промышленных вредных веществ обладает общетоксическим действием. К их числу относятся ароматические углеводороды и их производные (бензол, толуол, ксилол, нитробензол, анилин) ртуть и фосфорорганические соединения, тетраэтилсвинец, метиловый спирт, окись углерода и т.д.

Раздражающим действием обладают различные химические вещества. Одни вызывают воспаление верхних дыхательных путей (сероводород, хлор, аммиак), другие - глубоких дыхательных путей, т е. легочной ткани (оксид азота, ароматические углеводороды). Сильные кислоты и щелочи, многие ангидриды кислот оказывают местное действие на кожу, вызывая ее омертвление. Нефть и продукты ее переработки (бензин, керосин и др.), попадая на кожу, обезжиривают и сушат ее, вызывая различные кожные заболевания (экземы, дерматиты).

Сенсибилизирующие вещества вызывают повышенную чувствительность (аллергические реакции) организма человека. При каждом повторном даже кратковременном контакте эффект действия на человека увеличивается приводя к астматическим явлениям, кожным реакциям, изменениям состава Крови. К веществам, вызывающим сенсибилизацию, относятся формальдегид (ароматические нитро-, нитрозо-, аминосоединения, карбрнилы никеля, железа, кобальта, некоторые антибиотики, например, эритромицин и др.

Канцерогенные вещества, попадая в организм человека, вызывают образование, как правило, злокачественных или доброкачественных опухолей. Канцерогенная опасность зависит от уровней и длительности воздействия конкретных веществ.

В гигиенических нормативах приведен перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека. Перечень подразделяется на 2 раздела:

1. Вещества, продукты, производственные процессы и факторы с доказанной для человека канцерогенностью;

2. Вещества, продукты, лекарственные препараты и производственные процессы, вероятно канцерогенные для человека.

В раздел 1 входят асбесты, бензол, бензапирен, бериллий и его соединения, каменноугольные и нефтяные смолы, минеральные масла неочищенные и неполностью очищенные, сажи бытовые, этилена оксид и др. Производство кокса, переработка каменноугольной, нефтяной и сланцевой смол, газификация угля, производство резины и резинотехнических изделий и др. К бытовым и природным факторам с доказанной канцерогенностью относятся солнечная радиация и табачный дым, поскольку в нем содержится бензапирен.

В раздел 2 «Перечня» включены вещества и факторы, канцерогенность которых согласно данным МАИР (международного агентства по изучению рака) доказана на животных, а доказательства канцерогенности для человека недостаточны. Это, например, отработавшие газы дизельных двигателей, формальдегид и др.

Мутагенные вещества вызывают изменение генетического кода клеток, наследственной информации. Это может вызвать снижение иммунитета организма, раннее старение, развитие заболеваний. Действие мутагенных веществ может сказаться на потомстве, не всегда первого, а возможно второго и третьего поколений. Мутагенной активностью обладают формальдегид, окись этилена, радиоактивные и наркотические вещества.

К веществам, влияющим на репродуктивную (детородную) функцию, относят бензол и его производные, сероуглерод, соединения ртути, радиоактивные вещества и др.

Среди веществ, влияющих на репродуктивную функцию, выделяется особая группа веществ, обладающих тератогенным действием. Тераторенные вещества вызывают дефекты развития ребенка в организме матери. К таким веществам относятся, например, талидомид, никотин, наркотики и некоторые вирусы, например вирус гепатита и т.д.

Существуют и другие классификации вредных веществ, например, по их преимущественному избирательному патологическому действию на определенные органы или системы организма человека:

• нервные (нейротропные), вызывающие расстройства функций центральной нервной системы, судороги, паралич (пары металлической ртути, марганец, соединения мышьяка, сероуглерод, углеводороды предельного, непредельного и циклического ряда, сероводород, тетраэтилсвинец, нар-котические вещества и др.);

• печеночные (гепатотропные), вызывающие структурные изменения в ткани печени (хлорированные углеводороды - метилхлорид, метиленхлорид,хлороформ, четыреххлористый углерод, дихлорэтан и др.);

● кровяные, нарушающие процессы кроветворения (бензол, свинец и его неорганические соединения и др.) или взаимодействующие с гемоглобином крови (оксид углерода с образованием карбоксигемоглобина, а некоторые органические нитраты и нитриты с образованием метгемоглобина. Образовавшиеся соединения лишают гемоглобин его роли - переносчика кислорода из легких в ткани, вследствие чего развивается глубокая кислородная недостаточность, способная привести к летальному исходу);

• ферментные, нарушающие структуру ферментов, дезактивирующие их (синильная кислота и ее соли, мышьяк и его соединения, соли ртути, фосфорорганические соединения и др.);

• сердечные, обладающие кардиотоксическим действием (соли бария, кобальта, кадмия и др.);

• почечные, вызывающие патологические процессы в почках (ртуть, свинец, кадмий, литий, висмут и их соединения, соединения мышьяка, органические растворители и др.);

• раздражающие, преимущественно поражающие органы дыхания (хлор, аммиак, диоксид серы, оксиды азота, фосген и др.).

При современном уровне развития производства требование полного отсутствия содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны является часто нереальным, требующим неоправданно больших материальных затрат. В связи с этим особую значимость приобретает гигиеническая регламентация содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и ГН 2.2.5.686-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» с дополнениями и изменениями от 10 марта 1998 г., 20 декабря 1999 г., 20 июля 2000 г.

Классы опасности вредных веществ

По степени воздействия на организм человека все вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.»):

1 - вещества чрезвычайно опасные (3,4-бензапирен, тетраэтилсвинец, ртуть, озон, фосген и др.);

2 - вещества высокоопасные (бензол, сероводород, оксиды азота, марганец, медь, хлор и др.);

3 - вещества умеренно опасные (нефть, метанол, ацетон, сернистый ангидрид);

4 - вещества малоопасные (бензин, керосин, метан, этанол и др.).

Следует отметить, что и вещества малоопасные в больших концентрациях могут вызвать тяжелые отравления.

Класс опасности вредного вещества устанавливают в зависимости от величины 7 показателей токсикометрии, приведенных в табл. 2.1. Показатели токсикометрии - это количественные показатели токсичности и опасности вредного вещества. При оценке опасности для одного и того же вещества по ряду показателей можно получить разные классы, но определяющим должен быть показатель, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

Таблица 2.1 Классификация вредных веществ по степени

воздействия на организм

Наименование показателей	Нормы для класса опасности
	1-го	2-го	3-го	4-го
Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, ПДК мг/м3	Менее 0,1	0,1-1,0	1,1-10,0	Более 10
Средняя смертельная доза при введении в желудок, DLж50 ,мг/кг	Менее 15	15-150	151-5000	Более 5000
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, DLK50, мг/кг	Менее 100	100-500	501-2500	Более 2500
Средняя смертельная концентрация в воздухе, CL50, мг/м3	Менее 500	500-5000	5001-50000	Более 50000
Коэффициент возможности ингаляционного отравления, КВИО	Более 300	300-30	29-3	Менее 3
Зона острого действия, zac	Менее 6,0	6,0-18,0	18,1-54,0	Более 54,0
Зона хронического действия, Zch	Более 10,0	10,0-5,0	4,9-2,5	Менее 2,5

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны - концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 40 ч в неделю, в течение всего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений, ПДК, мг/м³.

Рабочая зона - пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

Средняя смертельная доза при введении в желудок - доза вещества, вызывающая гибель 50% животных (белых мышей) при однократном введении в желудок, DL^Ж₅₀, мг/кг.

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу - доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном нанесении на кожу, DL^K₅₀, мг/кг.

Средняя смертельная концентрация в воздухе - концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух - четырехчасовом ингаляционном воздействии, CL₅₀, мг/м .

Величины средних смертельных концентраций и доз, установленные непосредственно в эксперименте, рассматриваются как показатели абсолютной Токсичности вредных веществ. Степень токсичности вещества тем больше, чем меньше величины DL₅₀ и CL₅₀. Степень токсичности определяется отношением 1/ CL₅₀ или 1/ DL₅₀.

Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО) -отношение максимально достижимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20°С к средней смертельной концентрации вещества для мышей.

КВИО=С²⁰/ CL₅₀

КВИО объединяет два важнейших показателя опасности острого отравления: летучесть вещества и дозу, вызывающую наибольший биологический эффект, то есть гибель организма. Анализ оценки опасности различных вредных веществ по величине КВИО показывает, что в ряде случаев малотоксичное, но высоколетучее вещество в условиях производства может оказаться более опасным в развитии острого отравления, чем высокотоксичное. Но малолетучее соединение, так, например, ацетальдегид, обладая умеренной токсичностью (CL₅₀=21800 мг/м³), является высоколетучим (С²⁰=182*10⁴ мг/м³) и по величине КВИО относится к высокоопасным веществам (КВИО=82).

Зона острого (однократного) действия - отношение средней смертельной концентрации вредного вещества к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций.

Z_ac= CL_S0/Lim_ac ,

Зона хронического действия - отношение минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций, к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей вредное действие в хроническом эксперименте по 4 часа, пять раз в неделю на протяжении не менее четырех месяцев.

Z_ch= Lim_ac/Lim_ch

где:

Lim_ac - порог острого действия (от англ. Limit - граница, предел и acute - острый);

Lim_ch - порог хронического действия (от англ. chronic - хронический, длительный).

Зона острого действия характеризует способность организма к обезвреживанию и выведению вредного вещества и компенсации поврежденных функций. Чем меньше ее количественная характеристика, тем больше возможность развития острого отравления.

При токсикологической оценке вредных веществ нельзя исходить только из результатов острых экспериментов, так как часто вредные вещества, обладающие низкой токсичностью в остром опыте, при хроническом воздействии в малых концентрациях оказываются высокоопасными.

Puс. 2.2 Зависимость интенсивности вредного воздействия вещества от параметров токсикометрии

где:

R - интенсивность вредного воздействия (летальное, острое, хроническое отравление);

C(D) - параметры токсикометрии;

CL₅₀ - средняя смертельная концентрация в воздухе;

Lim_ac - порог острого действия;

Lim_ch - порог хронического действия;

ПДК - предельно допустимая концентрация;

Z_ac, Z_ch - зоны острого и хронического действия (показаны на рис. условно);

K_s - коэффициент запаса.

Классическими примерами таких веществ являются ртуть, свинец, марганец и другие тяжелые металлы; среди органических соединений - бензол, тринитротолуол и др. Величина зоны хронического действия используется для характеристики опасности вещества при хроническом воздействии. Опасность хронического отравления прямо пропорциональна величине зоны хронического действия. Чем зона хронического действия шире, тем больше опасность хронической интоксикации и наоборот.

При установлении ПДК вредных веществ руководствуются следующими основными принципами:

• Принцип пороговости действия всех типов вредных веществ (в том числе мутагенного и канцерогенного действия). Есть концентрации, при кото­рых нет вредного воздействия на человека, при превышении порога про­исходит переход количества в качество и начинается вредное действие.

• Принцип приоритета медицинских и биологических показаний к установ­лению санитарных регламентов по сравнению с технической достижимо­стью и экономическими требованиями сегодняшнего дня.

• Принцип опережения токсикологических исследований и установления гигиенических нормативов по сравнению с внедрением вещества в производство.

Гигиеническое нормирование вредных веществ в настоящее время проводится в 3 этапа:

• обоснование ОБУВ (ориентировочного безопасного уровня воздействия);

• обоснование ПДК;

• корректирование ПДК с учетом условий труда работающих и состояния их здоровья;

1 этап соответствует периоду лабораторной разработки новых соединений, 2 – периоду полузаводских испытаний, а 3 выполняется после внедрения вещества в производство в сроки, установленные в зависимости от токсикологической характеристики вещества и гигиенической характеристики производства.

Установлению ПДК может предшествовать обоснование ОБУВ в воздухе рабочей зоны (ГН 2.2.5.687-98 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»). Значение ОБУВ определяется путем расчета по параметрам токсикометрии и физико-химическим свойствам или путем интерполяций и экстраполяции в гомологических (близких по строению) рядах соединений. ОБУВ должны пересматриваться через 3 года после их утверждения или заменяться утвержденной в установленном порядке ПДК с учетом накопленных данных о соотношении здоровья работающих с условиями труда.

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны является обязательным санитарным нормативом и устанавливается на основании медико-биологических исследований. Обоснование величины ПДК основывается на показателях токсикометрии, установленных в экспериментах на животных. Исходной величиной для установления ПДК является порог хронического действия Lim_ch, в который вводится коэффициент запаса K_s:

ПДК = Lim_ch/K_s

ПДК устанавливают на уровне в 2...3 раза более низком, чем Lim_ch. При определении коэффициента запаса учитывают следующее. Коэффициент запаса увеличивается с увеличением абсолютной токсичности и КВИО, с уменьшением зоны острого действия, увеличением зоны хронического действия при наличии кумулятивных свойств и кожно-резорбтивного действия. При выявлении специфического действия - сенсибилизирующего, мутагенного, канцерогенного - принимаются наибольшие значения коэффициента запаса (10 и более). Решение в каждом конкретном случае зависит от особенностей действия вредного вещества.

До недавнего времени ПДК химических веществ оценивали как максимальные разовые ПДК_мр. Превышение их даже в течение короткого времени запрещалось. В последние годы для веществ, обладающих кумулятивными свойствами (медь, ртуть, свинец и его неорганические соединения, пыль металлической сурьмы, окись кадмия и др.) для гигиенического контроля введена вторая величина - среднесменная ПДК_СС. Это средняя концентрация, полученная при непрерывном или периодическом отборе проб воздуха при суммарном времени не менее 75% .

Продолжительности рабочей смены или средневзвешенной концентрации в течение всей смены в зоне дыхания работающих на местах постоянного или временного их пребывания.

Постоянное рабочее место - место, на котором работающий находится большую часть своего рабочего времени (более 50% или более 2 ч непрерывно).

При отсутствии постоянных рабочих мест среднесменная концентрация определяется как средневзвешенная величина, вычисленная по концентрациям, определенным на основных стадиях технологического процесса с учетом времени пребывания работающих в этих условиях.

Среднесменная концентрация рассчитывается по формуле:

K_сс = (K₁t₁+K₂t₂ +.....+K_nt_n) / (t₁ +t₂ +...+ t_n),

где К_сс - среднесменная концентрация; К₁, К₂, К_n - среднеарифметическая величина концентраций химического вещества на отдельных стадиях технологического процесса; t₁, t₂,... t_n - продолжительность пребывания рабочих на соответствующих рабочих местах.

Первые ПДК для 40 веществ были установлены в СССР в 1924г. В настоящее время установлены ПДК 2300 веществ и ОБУВ 511 веществ (на 1.09.1998г.). Свои ПДК устанавливают еще только 19 стран мира, в США установлены гигиенические нормативы для 646 веществ, в ФРГ для 529 веществ. ПДК, установленные в России, являются наиболее низкими. Например, в США установлена величина - пороговый предел - TLV (threshold limit value), единицы измерения - ppm (part per million). Это концентрация вещества в воздухе, ежедневное воздействие которой не вызывает заболеваний ИЛИ отклонений в состоянии здоровья у большинства работающих.

Список ПДК вредных веществ непрерывно расширяется, а величины ПДК пересматриваются по мере накопления новых данных в гигиенической науке и Практике. Так, например, ПДК бензола в несколько этапов была снижена с 200 до 5 мг/м³, анилина - с 10 до 0,1 мг/м³, ПДК же метана, наоборот, была увеличена с 300 до 7000 мг/м³.

В качестве примера в табл. 2.3 приведены ПДК некоторых веществ в воздухе рабочей зоны.

Для веществ, обладающих кожно-резорбтивным действием (бензол, толуол, нитробензол, метанол и др.) устанавливается предельно допустимый уровень (ПДУ) загрязнения кожи (мг/см³) в соответствии с ГН 2.2.5.563 - 96 «Предельно-допустимые уровни (ПДУ) загрязнения кожных покровов веществами».

Таблица 2.3

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГН 2.2.5.686-98)

№ по ГН 2.2.5.686 -98	Наименование вещества	Величина ПДК мг/м3	Преимуществен­ное агрегатное состояние в условиях производства	Класс опаснос­ти	Особенности действия на организм
4	Азота диоксид	2	п	3	О
5	Азота оксиды (в пересчете на NO2)	5	п	3
141	Анилин	0,1	п	2
194	Бенз(а)пирен	0,00015	а	1	К
208	Бензин (растворитель, топливный)	100	п	4
219	Бензол +	15/5	п	2	к
415	Гексан	300	п	4
866	Железо	10	а	4	ф
1081	Медь	1/0,5	а	2
1098	Метанол	5	п	3
1303	Моющее синтетическое средство "Лоск"	3	а	3
1306	Мышьяк, неорганические соединения (мышьяк более 40%) (по мышьяку)	0,04/0,01	а	1	к
1360	Нефть сырая +	10	а	3
1361	Никель тетракарбонил	0,0005	п	1	О, К, А
1418	Озон	0,1	п	1	О
1607	Ртуть	0,01/0,005	а	1
1634	Сера	6	а	4	Ф
1645	Серная кислота +	1	а	2
1646	Сероводорд в смеси с углеводородами С1-С5	3	п	3
1700	Табак	3	а	3	А
1768	Тетраэтилсвинец +	0,0053	п	1	А
1918	Углеводороды алифатические предельные С1-С10 (в пересчете на С) за исключением метана	300	п	4
1920	Углерода оксид	20	п	4
2183	Этанол	1000	п	4

Значения ПДК приведены по состоянию на 01.09.98. Если в графе «Величина ПДК» приведено две величины то это означает, что в числителе дана максимальная, а в знаменателе – среднесменная ПДК.

Условные обозначения : п - пары и (или) газы; а - аэрозоль; п + а - смесь паров и аэрозоля; + -требуется специальная защита кожи и глаз; О - вещество с остронаправленным механизмом действия, опасное для развития острых отравлений, требующее автоматического контроля за его содержанием в воздухе; А - вещества, способные вызвать аллергические заболевания, , К - канцерогены, Ф - аэрозоли преимущественно фиброгенного действия. ПДК веществ, отмеченных символом Ф, являются среднесменными.

Заболевания, возникающие от воздействия вредных веществ.

Вредные вещества могут поступать в организм человека через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, неповрежденную кожу и слизистые оболочки глаз.

Через дыхательные пути вредные вещества проникают в организм в виде газов, паров, аэрозолей. Большая часть производственных отравлений (95-98%) возникает в результате вдыхания вредных веществ. Этому способствует большая поверхность пузырьков легочной ткани - альвеол (по подсчетам она составляет 100... 120 м² ), толщина же альвеолярных мембран колеблется в пределах 0,001...0,004 мм, поэтому вредные вещества быстро поступают в кровь, которая транспортирует вредное вещество по всему организму.

Попадание вредных веществ через желудочно-кишечный тракт в производственных условиях наблюдается сравнительно редко. В полость рта вредные вещества чаще всего попадают при несоблюдении правил личной гигиены: с загрязненных рук при приеме пищи или курении. Возможно заглатывание вредных веществ из воздуха, если они задерживаются на слизистых оболочках носоглотки и полости рта.

Через неповрежденную кожу проникают вещества, хорошо растворимые в жирах и липоидах, в частности органические растворители (ацетон, бензол и др.), метанол, фенол, тетраэтилсвинец.

На рисунке 2.4 в виде диаграммы показаны различные уровни, на которых могут быть обнаружены нарушения нормальных физиологических процессов в организме человека. Стрелками показаны последствия для человека, которые могут быть определены сверху вниз (от воздействия и фармакокинетики до токсического воздействия на систему/орган) или снизу вверх (от изменения молекул и клеточные/биохимические эффекты до токсического воздействия на системы/органы).

Фармакокинетика описывает временную зависимость между абсорбцией, распределением, метаболизмом и элиминацией.

Абсорбция - это поглощение организмом вещества из окружающей среды. Данный термин обычно обозначает не только прохождение через барьерную ткань, но и последующий перенос циркулирующей кровью.

Распределение вещества внутри организма является динамичным процессом, зависящим от скорости поступления и выведения, а также кровоснабжения различных тканей и их сродства с веществом.

Метаболизм - биохимические изменения веществ в организме. Обозначает происходящие в организме химические реакции распада или синтеза, где ферменты играют роль катализатора.

Элиминация - выведение химического вещества из организма.

Рассмотрим эти процессы подробнее. Распределение вредных веществ в организме подчиняется определенным закономерностям. Сразу же после поступления в кровь вещество разносится по всем тканям и органам и соответственно задерживается в них. В этой первой фазе распределения основное значение для вещества играет кровоснабжение ткани или органа - чем оно больше, тем больше содержание вещества. Таким образом, первоначально происходит динамическое распределение вещества в соответствии с интенсивностью кровоснабжения. Затем основную роль начинает играть сорбционная способность тканей. Постепенно происходит перераспределение веществ с преимущественным их накоплением в тканях, сорбционная емкость которых оказывается для данных веществ наибольшей. Например, для ряда металлов (серебро, марганец, хром, кобальт, ванадий, кадмий, цинк) характерно достаточно быстрое выведение из крови с наибольшим накоплением в печени и почках. Растворимые и хорошо диссоциирующие соединения свинца, бериллия, бария, урана образуют прочные связи с кальцием и фосфором и накапливаются преимущественно в костной ткани.

В крови и тканях происходят процессы физико-химического взаимодействия вредных веществ с клеточными мембранами, белковыми структурами и другими компонентами клеток и межтканевой среды. Биологическая направленность этих процессов - обезвреживание вредных веществ различными путями.

Первый и главный путь обезвреживания - изменение химической структуры вредных веществ. Процессы метаболизма вредных веществ под действием ферментов многообразны и включают их окисление, восстановление, гидролиз и др. Это приводит, как правило, к образованию менее токсичных веществ, например, обладающих меньшей способностью проникать в клетку или большей растворимостью и, следовательно, лучше удаляемых из организма. Однако из этого общего правила есть исключения: так, например, метанол окисляется до более вреднодействующих формальдегида и муравьиной кислоты, что увеличивает тяжесть отравления.

Вторым путем обезвреживания вредных веществ является их депонирование. Депонирование (откладывание в тех или иных органах) является временным путем уменьшения количества циркулирующего в крови вредного вещества. Например, тяжелые металлы (свинец, ртуть) часто откладываются в костях, печени, почках, образуя так называемые депо. Этот процесс не является полноценным методом обезвреживания, поскольку вредные вещества могут из депо вновь поступать в кровь, особенно при нервном напряжении, заболеваниях, приеме алкоголя.

Третий путь обезвреживания - выведение вредных веществ из организма. Токсичные вещества и их метаболиты выделяются через органы дыхания, пищеварения, через почки и кожу (с потом). При этом вредные вещества могут выделяться несколькими путями одновременно. Например, органические соединения ароматического ряда обычно частично выводятся в неизменном виде с выдыхаемым воздухом, а частично - в измененном виде через почки и желудочно-кишечный тракт, тяжелые металлы - через желудочно-кишечный тракт и почки.

Схема превращений вредных веществ в организме в самом общем виде представлена на рис. 2.5.

Рис 2.4 Действие вредных веществ на человека

Рис. 2.5 Превращение вредных веществ в организме человека

Под действием вредных веществ в организме человека происходят различные нарушения. Эти нарушения проявляются в виде острых, подострых и хронических отравлений.

Острые профессиональные отравления чаще всего бывают групповыми и возникают в случае аварий, поломок оборудования, грубых нарушений требований производственной безопасности и санитарии. Эти отравления характеризуются:

• кратковременностью действия вредного вещества - не более чем в тече­ние одной смены;

• поступлением вредного вещества в организм в относительно больших ко­личествах - при высоких концентрациях в воздухе, ошибочном приеме внутрь, сильном загрязнении кожных покровов;

• яркими клиническими проявлениями непосредственно в момент действия вредного вещества или через относительно небольшой - обычно несколь­ко часов - скрытый (латентный) период.

В развитии острого профессионального отравления, как правило, имеются две фазы: первая - неспецифических проявлений (головная боль, слабость, тошнота и т.д.) и вторая - специфических (например, отек легких при отравлении оксидами азота или паралич дыхания при отравлении сероводородом).

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном поступлении вредных веществ в организм в относительно небольших количествах. Они развиваются в результате накопления массы вредного вещества в организме (материальная кумуляция) или вызываемых им нарушений (функциональная кумуляция). Поражаемые органы и системы в организме при хроническом и остром отравлениях одним и тем же веществом могут отличаться. Например, при остром отравлении бензолом в основном страдает нервная система и наблюдается наркотическое действие, при хроническом - система кроветворения.

Наряду с острыми и хроническими отравлениями выделяют подострые формы, которые по условиям возникновения и проявлениям аналогичны острым отравлениям, но развиваются медленнее и имеют более затяжное течение.

Вредные вещества могут быть причиной не только острых, подострых и хронических отравлений, но и действовать аналогично ВИЧ, снижая иммунобиологическую сопротивляемость организма.

При повторяющемся воздействии небольших концентраций вредных веществ возможно развитие адаптации. Адаптация к действию химических веществ - приспособление организма, не выходящее за пределы его физиологических возможностей. Адаптацию к действию яда, например, успешно использовал граф Монтекристо в знаменитом романе Александра Дюма. Некоторые вещества - адаптогены (витамины, женьшень, элеутерококк и др.) способствуют активации биохимических процессов и повышают сопротивляемость организма многим вредным веществам. Обезвреживание токсичных веществ, в том числе и их выведение, может быть ускорено с помощью антидотов (противоядий) и специального питания (молока).