4.10. Класифікація об’єктів господарювання за хімічною небезпекою. Класифікація небезпечних хімічних речовин

Кількість хімічних речо­вин, які використовуються у народному господарстві та побуті, настільки різноманітна, що доводиться застосовувати декілька­ видів класифікації отруйних речовин (ОР). Класифікації ОР поділяються на дві групи: загальні­, що базуються на будь-якому загальному принципові оцінки, яка підходить для всіх хімічних речовин, і спеціальні, що відоб­ражають зв’язок між окремими фізико-хімічними та іншими властивостями речовин і проявами їх токсичності.

Загальні ОР поділяються³:

• за хімічними властивостями (хімічна);

• за метою застосування­ (практична);

• за ступенем токсичності (гігіє­нічна);

• за видом токсичної дії (токсикологічна);

• за «вибірковою токсичністю».

Хімічна класифікація передбачає поділ усіх хімічних речовин на органічні, неорганічні­, елементоорганічні. Хімічна класифікація найпоширеніша у фармації (застосовується­ найчастіше при вивченні фармацевтичної хімії, фармакогнозії, технології ліків.

Вели­ке значення для профілактики отруєнь має практична класифікація, згідно з якою виділяють:

• промислові ОР, які використовуються у промисловому середовищі і є джерелом небезпеки гострих та хронічних інтоксикацій при порушенні правил безпеки, серед них: органічні розчинники (ди­хлоретан), пальне (метан, пропан), барвники (анілін), хладагенти (фреон), хімічні реагенти (мета­нол) та ін.;

• отрутохімікати, що використовуються для боротьби зі шкідниками сільсь­когосподарських культур (пести­циди);

• лікарські препарати, які мають свою фармакологічну класифікацію;

• хімічні речовини побуту, що використовуються як харчові добавки (кислота оцтова), засоби санітарії, індивідуальної гігієни та космети­ки; засоби догляду за одягом, меблями, автомобілем тощо;

• біологічні рослинні та тваринні ОР, які накопичую­ться у рослинах та грибах (аконіт, цикута), тваринах та комахах (змії, бджоли, скорпіони);

• бойові отруйні речовини (БОР) (зарин, фосген, синтетичні отрути військової хімії).

Для клінічної токсикології найбільше значення має токсикологічна­ класифікація (табл. 4.5), яка дозволяє встановити первинний клінічний діагноз отруєння, розробити принципи профілактики та лікування токсичного ураження, визначити механізм його розвитку.

Токсикологічна класифікація має загальний характер і необхідно додаткове уточнення вибіркової токсичної дії ОР, яка не відображає всієї багатогранності клінічних проявів, а лише вказує на головну небезпеку для певного органа чи системи організму – основного місця токсичної дії (табл. 4.6).

Класифікувати отрути можна на основі первинного синдрому, який виникає при гострій інтоксикації. А тому речовини, які можуть викликати масові отруєння при руйнуванні хімічних об’єктів, розподіляють за синдромологічною класифікацією на такі групи:

Таблиця 4.5

Токсикологічна класифікація отруйних речовин

Загальна токсична дія	Токсичні речовини
Нервово-паралітична дія  (бронхоспазм, задуха, судоми та паралічі)	Фосфорорганічні інсектициди (хлорофос, карбофос), деякі алкалоїди (нікотин, анабазин), БОР (зарин)
Шкірно-резорбтивна дія  (місцеві запальні зміни у поєднанні із загальнотоксичними резорбтивними явищами)	Дихлоретан, гексахлоран, БОР (іприт, люїзид), оцтова есенція, арсен та його сполуки
Загальнотоксична дія  (гіпоксичні судоми, кома, наб­ряк мозку, параліч)	Синільна кислота та її похідні, чадний газ, алкоголь та його сурогати, БОР (хлорціан)
Задушуюча дія  (токсичний набряк легень)	Оксиди нітрогену, БОР (фосген, дифосген)
Сльозоточива та подразнювальна дія  (подразнення зов­нішніх слизових оболонок)	Хлорпікрин, БОР (Сі-Ес, адамсит), пари сильних кислот і лугів
Психотична дія (порушення психічної активності, свідомості	Наркотики (кокаїн, опій), атропін, ЛСД (діетиламід лізергінової кислоти)

• речовини переважно задушливої дії (хлор, оксихлорид фосфору та ін.);

• речовини переважно загальноотруйної дії (оксид вуглецю, ціаністий водень та ін.);

• речовини задушливої та загальноотруйної дії (аміак, азотна кислота та оксиди азоту, сірчистий ангідрид, фтористий водень);

• речовини, що порушують генерацію, проведення і передачу нервового імпульсу (сірковуглець, фосфорорганічні сполуки та ін.);

• речовини задушливої та нейротропної дії (аміак);

• цитотоксичні (метаболічні) отрути (етан, діоксин та ін.).

Інші класифікації ОР базуються на специфіці біологічного наслідку отруєння і мають факультативне значення для певної галузі біо­логії чи медицини:

• сенсибілізатори (речовини, що діють як алергени);

• мутагени (речовини, що призводять до порушення генетичного коду, зміни спадкової інформації);

• тератогени (від грец. тερατος «чудовисько, виродок, потворність») – порушення ембріонального розвитку під впливом тератогенних чинників – деяких фізичних, хімічних (в тому числі лікарських препаратів) і біологічних агентів (наприклад, вірусів) з виникненням морфологічних аномалій та вад розвитку;

• канцерогени (речовини, що викликають, як правило, злоякісні новоутворення).

Таблиця 4.6

Класифікація отруйних речовин за вибірковою токсичністю

Вибіркова токсичність	Токсичні речовини
«серцеві» ОР: кардіотоксична дія – порушення ритму і провідності серця, токсична дистрофія міокарда	серцеві глікозиди (дигіталіс, дигоксин), трициклічні антидепресанти (іміпрамін, амітриптилін), рослинні отрути­ (аконіт, заманиха, хінін), отрути тварин (тетродотоксин), солі барію, калію
«нервові» ОР: нейротоксична дія – порушення психіки, токсична кома	психофармакологічні речовини (наркотики, снодійні), фосфор-органічні сполуки, чадний газ, похідні ізоніазиду (тубазид, фтивазид), алкоголь та його сурогати
«печінкові» ОР: гепатотоксична дія – токсична дистрофія печінки	хлоровмісні вуглеводні (дихлоретан), отруйні гриби (бліда поганка), феноли та альдегіди
«ниркові» ОР: нефротоксична дія – токсична нефропатія	сполуки важких металів, етиленгліколь, щавлева кислота
«кров’яні» ОР: гематотоксична дія – гемоліз, метгемоглобінемія	арсин, анілін та його похідні, нітрити
«шлунково-кишкові» ОР: гастроентеротоксична дія – токсичний гастроентерит	сильні кислоти і луги, сполуки важких металів та арсену
«легеневі» ОР: пульмонотоксична дія – токсичний набряк, фіброз легень	оксиди нітрогену, фосген

Загальне визнання одержала гігі­єнічна класифікація ОР, в основу якої покладено кількісну оцінку­ токсичної небезпеки хімічних речо­вин за експериментально­ встановленою смертельною дозою (CL₅₀, DL₅₀) та гранично допус­тимою концентрацією (ГДК).

Для послаблення впливу шкідливих речовин на організм людини, для визначення ступеня забрудненості довкілля та впливу на рослинні та тваринні організми, проведення екологічних експертиз стану навколишнього середовища або окремих об’єктів чи районів нині в усьому світі користуються такими поняттями як гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин, гранично допустимі викиди/скиди (ГДВ/ГДС), гранично допустимі екологічні навантаження (ГДЕН), максимально допустимий рівень (МДР), тимчасово погоджені викиди (ТПВ) та орієнтовно безпечні рівні впливу (ОБРВ) забруднюючих речовин у різних середовищах (більш детально ці поняття розглядаються в курсі «Екологія»).

ГДК забруднюючої речовини – це такий її максимальний вміст у природному середовищі (в одиниці об’єму або маси), який при щоденному впливі протягом необмеженого часу не викликає будь-яких змін в організмі людини і несприятливих спадкових змін у нащадків, а також не призводить до порушення нормального відтворення основних ланок екологічної системи природного об’єкта.

ГДК встановлюють головні санітарні інспекції в законодавчому порядку або рекомендують відповідні установи, комісії на основі результатів комплексних наукових досліджень, лабораторних експериментів, а також відомостей одержаних під час і після різних аварій на виробництвах, воєнних дій, природних катастроф, тривалих медичних обстежень людей на шкідливих виробництвах (хімічні та металургійні виробництва, шахти, кар’єри, ливарні цехи).

Ще у колишньому СРСР головною санітарною інспекцією МОЗ СРСР були встановлені дві норми ГДК, якими користуються і нині:

- максимально разова ГДК (ГДК_м.р.), яка викликає рефлекторні реакції у людини (запах, тепло, світло тощо) внаслідок 20 хв дії на людину;

- середньодобова ГДК (ГДК_с.д.), яка не спричиняє шкідливого впливу на людину у разі тривалої дії.

Щоб обмежити вплив шкідливих видів антропогенної діяльності на НПС, необхідно нормувати кількість шкідливих речовин, що викидаються в повітря, ґрунти, водойми за всіма типами забруднювачів, постійно контролювати викиди різного типу об’єктів, прогнозуючи стан довкілля та приймаючи відповідні санкції і рішення щодо порушників законодавства про охорону природи.

В основу нормування всіх забруднювачів у нормативах різних країн покладено визначення ГДК у різних середовищах. Слід зазначити, що ГДК забруднювачів у нормативах різних країн часто різняться, хоча й незначно.

Під час визначення ГДК враховують не лише ступінь впливу шкідливих речовин на здоров’я людини, але й їх дію на диких та свійських тварин, рослини, гриби, мікроорганізми й природні угрупування в цілому.

Результати найновіших досліджень свідчать, що нижніх безпечних меж впливів канцерогенів так саме, як і іонізуючого випромінювання, не існує. Будь-які дози, що перевищують звичайний природний фон є шкідливими.

За наявності в повітрі чи воді кількох забруднювачів односпрямованої дії ступінь їх шкідливої дії визначається шляхом складання відношення фактичної концентрації кожної речовини до її ГДК. Якщо ця сума не перевищує одиницю, то можна вважати, що така суміш речовин ще не шкідлива:

С₁ / ГДК₁ + С₂ / ГДК₂ + … + С_і / ГДК_і 1,

де С₁, С₂, …, С_і – фактичні концентрації забруднювачів, мг/м³;

ГДК₁, ГДК₂, …, ГДК_і – ГДК забруднювачів, мг/м³.

Якщо «сума відношень фактичної концентрації кожної речовини до її ГДК більше за 1», то санітарний стан не задовольняє нормативним вимогам.

Для визначення максимально разової ГДК використовуються високочутливі тести, за допомогою яких виявляють мінімальні впливи забруднювачів на здоров’я людини у разі короткочасних контактів (виміри біопотенціалів головного мозку, реакція ока тощо).

Під час визначення тривалих впливів забруднювачів (токсикантів) проводять експерименти на тваринах, використовують дані спостережень під час епідемій, аварій, додаючи до певного порогового впливу коефіцієнт запасу, що знижує дію ще в кілька разів.

Для різних середовищ ГДК одних і тих самих токсикантів різняться. Наприклад, ГДК_Hg в атмосферному середовищі складає 0,0003 мг/м³, для водного середовища – 0,0005 мг/м³, для ґрунту – 2,1 мг/кг.

ГДК шкідливих речовин у природних водах поділяють на:

• ГДК вод господарсько-питного використання;

• ГДК вод рибного господарства (тут же ГДК тих самих речовин мають різне значення).

У ґрунтах ГДК речовин установлюють виходячи з того, що речовини не повинні шкідливо впливати на якість вирощуваної людиною для споживання продукції, а також на здатність ґрунту самоочищуватись, нормально функціонувати. Останнім часом дедалі більше робиться розрахунків ГДК для продуктів харчування.

У класифікації, в основу якої покладено ГДК ОР у повітрі робочої зони, виділяють чотири класи їх токсичності (табл. 4.7).

При будь-якій формі отруєння інтенсивність дії шкідливої речовини визначається ступенем фізіологічної активності – токсичністю. Токсичність ОР та отрут визначається токсодозою.

Таблиця 4.7

Класифікація хімічних небезпечних речовин за значенням ГДК

Клас токсичності	Основні токсичні речовини	ГДК у повітрі робочої зони, мг/м3
надзвичайно токсичні	3,4-бензпірен, ртуть, свинець, озон, фосген	0,1
високо токсичні	оксиди азоту, бензол, йод, марганець, мідь, сірководень, їдкі луги, хлор	0,1–1
помірно токсичні	ацетон, ксилол, сірчаний ангідрид, метиловий спирт	1–10
мало токсичні	аміак, бензин, скіпідар, етиловий спирт, оксид вуглецю	>10

Токсодоза – кількість речовини (в одиницях ваги), віднесена до одиниці об’єму і одиниці часу (мг/л∙хв) і характеризує кількість речовини, поглинутої організмом за певний інтервал часу:

• гранично допустима токсична доза – це така доза (концентрація) при якій симптоми отруєння ще не наступають;

• середня порогова токсодоза (концентрація) (PD₅₀ або PC₅₀), яка викликає початкові симптоми ураження у 50% уражених (Р – англ. primary – початковий);

• середня токсодоза (концентрація) (ІС₅₀ або ID₅₀), яка приводить до виходу зі строю 50% уражених (I – вiд англ. incapacitating – небоєздатний);

• середня смертельна токсодоза (концентрація) (LD₅₀ або LC₅₀), яка викликає летальний кінець у 50% уражених при 2-4 годинній інгаляційній дії (L - латинське letalis – смертельний);

• абсолютно смертельна токсодоза (концентрацiя) (LD₁₀₀ або LС₁₀₀), яка викликає 100% загибелі уражених.

За класифікацією, яка використовує показник LD₅₀ виділяють 6 класів токсичності НХР (табл. 4.8).

Необхідно враховувати, що і мало небезпечні речовини при тривалій дії при великих концентраціях викликають тяжкі отруєння.

Таблиця 4.8

Характеристика НХР за ступенем токсичності

Клас токсичності	Концентрація, мг/л	LD50, мг/кг
Надзвичайно токсичні	<1	<1
Високотоксичні	1-5	1 – 50
Сильнотоксичні	6-20	51 – 500
Помірнотоксичні	21-80	501 – 5 000
Малотоксичні	81-160	5 001 – 15 000
Практично нетоксичні	>160	> 15 000

Слід відмітити, що на організм може діяти дві чи декілька отрут, це, так звана, комбінована дія. При комбінованій дії токсичний ефект може посилюватися (синергізм), чи послаблятися (антагонізм).