Опасность в производственной среде: влияние химических веществ

метки: Вредный, Химический, Фактор, Производственный, Природа, Воздействие, Концентрация, Действие

Пары, газы, жидкости, аэрозоли, химические соединения, смеси при контакте с организмом человека могут вызывать изменения в состоянии здоровья или заболевания. Воздействие вредных веществ на человека может сопровождаться отравлениями и травмами.

В настоящее время известно более 7 млн. химических веществ и соединений, из которых в современном производстве находят применение около 60 тысяч, большинство их синтезировано человеком и не встречаются в природе.

К химически опасным и вредным производственным факторам относятся:

• пыль;
• токсичные и ядовитые газы;
• токсичные и ядовитые жидкости.

К химически негативным факторам производственной среды относятся:

загазованность рабочей зоны

запыленность рабочей зоны

попадание ядов на кожные покровы и слизистые оболочки

попадание ядов в желудочно-кишечный тракт человека

токсикологии.

В промышленности вредные вещества находятся в газообразном, жидком и твердом состояниях. Они способны проникать в организм человека через органы дыхания, пищеварения или кожу. Вредное действие химических веществ определяется как свойствами самого вещества (химическая структура, физико-химические свойства, количество попавшего в организм – доза или концентрация – сочетание вредных веществ, находящихся в организме), так и особенностями организма человека (индивидуальная чувствительность к химическому веществу, общее состояние здоровья, возраст, условия труда).

1. Классификация вредных химических веществ в зависимости от их практического использования

Химические вещества в зависимости от их практического использования классифицируются на:

промышленные яды

ядохимикаты

лекарственные средства

бытовые химикаты

биологические растительные и животные яды

отравляющие вещества (ОВ)

В организм человек вредные химические вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы. Основным же путем проникновения вредных веществ в организм являются органы дыхания.

2.Классификация вредных веществ по характеру воздействия на человека

По характеру воздействия на организм человека химические вещества подразделяются на:

Общетоксические химические вещества

Раздражающие вещества

Сенсибилизирующие вещества

Канцерогенные вещества

Мутагенные вещества

репродуктивную функцию

Три последних вида вредных веществ (мутагенные, канцерогенные, и влияющие на репродуктивную способность) характеризуются отдаленными последствиями их влияния на организм. Их действие проявляется не в период воздействия и не сразу после его окончания. А в отдаленные периоды, спустя годы и даже десятилетия.

3.Биологическое действие химических веществ на организм человека

Биологическое действие химических веществ на организм человека изменяет его гомеостаз (относительное постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма), т.е. способность организма к авторегуляции при изменении окружающей среды. Авторегуляцию биологической системы следует рассматривать как регуляцию динамического состояния открытой системы, подверженной биологическому ритму. При этом гомеостаз включает в себя не только динамическое постоянство биологического объекта, но и устойчивость его основных биологических функций. А воздействие вредного вещества может вызывать не только изменение определенных параметров биологического объекта, но и повреждение систем регулирования гомеостаза, т.е. нарушение последнего. Для сохранения гомеостаза в условиях разнообразных химических воздействий в процессе эволюции выработалась специальная система биохимической детоксикации. При относительно малых воздействиях вредных веществ нарушение гомеостаза не происходит ( рис.1).

Рис.1. Схема гомеостаза

Y – какое либо свойство биологического объекта; Х – концентрация или доза вредного вещества, характеризующаяся его воздействием на биологический объект; Х _Б – безопасный уровень воздействия вещества

гомеостатическим плато.

Изучение биологического действия химических веществ на человека показывает, что вредное их воздействие всегда начинается с определенной пороговой концентрации.

4. Показатели веществ по степени опасности

Для количественной оценки вредного воздействия на человека химического вещества в промышленной токсикологии используются показатели, характеризующие степень его токсичности.

Средняя смертельная концентрация в воздухе ЛК₅₀ (мг/м³ ) – концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух-, четырехчасовом ингаляционном воздействии на мышей или крыс.

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу ЛК ₅₀ , Средняя смертельная доза ДЛ₅₀

Порог хронического действия Lim _cr – минимальная (пороговая) концентрация вредного вещества, вызывающего вредное действие в хроническом эксперименте по 4 часа 5 раз в неделю на протяжении не менее 4 месяцев.

Порог острого действия Lim _ас – минимальная (пороговая) концентрация вредного вещества, вызывающая изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций.

Зона острого действия Z _ас – отношение среднесмертельной концентрации (ЛК₅₀ к порогу острого действия Lim_ас )

Z _ас = ЛК₅₀ /Lim_ас .

Это отношение показывает размах концентрации, оказывающих воздухе рабочей зоны — Охорона праці <?if ?>- <?endif?> — и — ы по охране труда, БЖД, ГО">действие на организм при однократном поступлении, от начальных до крайних, влияющих наиболее неблагоприятно.

Зона хронического действия Z _cr – отношение порога острого действия Lim_ас к порогу хронического действия Lim_cr .

Z = Lim _ас /Lim_{cr .}

Это соотношение показывает, насколько велик разрыв между концентрациями, вызывающими начальные явления интоксикации при однократном и длительном поступлении в организм. Чем меньше зона острого действия, тем опаснее вещество, поскольку даже небольшое превышение пороговой концентрации может вызвать смертельный исход. Чем шире зона хронического действия, тем опаснее вещество, так как концентрации, оказывающие хроническое действие, значительно меньше вызывающих острое отравление.

Коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО) – отношение максимально достигаемой концентрации вредного вещества в воздухе при 20 ⁰ С к средней смертельной концентрации вещества для мышей.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны ПДК _р.з – такая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или другой продолжительности, но не более 40 часов в неделю, в течении всего рабочего стажа не может вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

К ₃ ).

Рис.2. Зависимость биологического действия химических веществ от токсикологических показателей

Количественные значения токсикологических параметров химических веществ в национальной системе стандартов безопасности труда представлены в таблице 1.

Согласно ГОСТ 12.1.007 – 76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» по степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:

1. чрезвычайно опасные;

2. высоко опасные;

3. умеренно опасные;

4. малоопасные.

Отнесение вредного вещества к классу опасности производится по показателю таб.1, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

Таблица 1. Классы опасности вредных веществ

Наименование показателей	Классы опасностей
	1	2	3	4
Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/кг Средняя смертельная доза ДЛ 50 при введении в желудок, мг/кг Средняя смертельная доза при нанесении на кожу ЛД 50 мг/кг Средняя смертельная концентрация ЛК 50 в воздухе, мг/м3 Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО) Зона острого действия Зона хронического действия	менее 0,1 » 15 » 100 » 500 более 300 менее 6,0 более 10,0	0,1…1,0 15…150 100…500 500…50000 300…30 6,0…18,0 10,0…5,0	1,0…10,0 151…5000 501…2500 5001..50000 29…3 18,1…54,0 4,9…2,5	более 10,0 » 5000 » 2500 » 50000 менее 3 более 54,0 менее 2,5

5. Оценка токсичности применяемых в производстве химических веществ

Государственный стандарт устанавливает токсикологические параметры только для 2000 химических веществ, для которых были проведены комплексные токсиколого-гигиенические исследования. Но в промышленности используется гораздо больше химических веществ и для обеспечения безопасности труда работников необходима по меньшей мере оценка токсичности (вредного воздействия) применяемых в производстве химических веществ. Для такой оценки специалистами в области промышленной токсикологии предложены несколько формул, расчеты которые дают хорошее приближение к действительным значениям ПДК _р.з.

Производить расчет по формулам можно лишь для тех химических веществ, приведенные физико-химические константы которых укладываются в определенные пределы: молярная масса М (кг∙моль^-1 ) – от 30 до 300; плотность p (кг∙м^-3 ) – от 0,6 до 2,0; температура кипения t_кип (⁰ С) – от -100 до +300; температура плавления t_пл (⁰ С) – от -190 до +180; показатель преломления n_р – от 1,3 до 1,6. Ниже приведены уравнения, используемые для расчета значений ПДК_р.з. ,мг/м³ :

lg ПДК _р.з. =14,2 – 10n_p +lnM ;

lg ПДК _р.з. = lgM – 0,012t_пл – 1,2;

lg ПДК _р.з. = 0,4 – 0,01М + lgM ;

lg ПДК _р.з. = 0,6 – 0,01t_кип + lgM ;

lg ПДК _р.з. = 1,6 – 2,2 + lgM .

Формулы, которые используют для расчета ПДК _р.з. (мг/м³ ) конкретных вредных веществ, указаны ниже.

Для паров и газов органической жидкости:

lg ПДК _р.з. = 0,911gлк₅₀ + 0,1 + lgM ;

lg ПДК _р.з. = lgЛД₅₀ – 2,0 + lgM .

Для аэрозолей нелетучих и мало-летучих органических и элементоорганических веществ:

lg ПДК _р.з. = lgЛД₅₀ – 3,1 + lgM .

Для газов и паров неорганических веществ:

lg ПДК _р.з. = lgЛД₅₀ + 0,4 + lgM .

Для аэрозолей металлов и их оксидов:

lg ПДК _р.з. = 0,8 lgЛД₅₀ – 3 + lgM – lgN ,

где N — число атомов металла в молекуле вещества.

6. Воздействие аэрозолей

фиброгенный эффект

• силикозы – развиваются при действии пыли свободного диоксида кремния;

силикатозы

разновидности силикатоза:

металлокониозы

карбокониозы,

Результатом вдыхания человеком пыли является пневмосклерозы, хронические пылевые бронхиты, пневмонии, туберкулезы. Рак легких.

Наличие аэрозолей фиброгенного эффекта не исключает их общетоксического воздействия. К ядовитым пылям относятся аэрозоли ДДТ, свинца, бериллия, мышьяка и др. При попадании их в органы дыхания, помимо изменений в верхних дыхательных путях и легких, развивается острое и хроническое отравление.

7. Комбинированное и комплексное действие химических веществ

сочетанного

Рис.3. Характеристики эффекта воздействия вредного вещества на организм человека

Комбинированное действие

суммация

потенцирование

антагонизм

независимость

комплексное действие

8. Гигиеническое нормирование содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Преимущественным путем поступление вредных веществ в организм человека в производственных условиях является поступление с вдыхаемым воздухом.

предельно допустимые концентрации (ПДК _рз ).

независимым действием

С _i ≤ ПДК_рз .

Если в воздухе рабочей зоны находится n веществ, обладающих суммацией действия, то сумма отношений концентрации С_i каждого вещества к его ПДК_{рз i} не должна быть больше единицы:

.

Если в воздухе рабочей зоны находится n веществ, обладающих синергизмом и антагонизмом действия, то должно выполняться условие

,

где Х _i – поправка, учитывающая усиление или ослабление действия вещества, С_i – фактические концентрации химических веществ в воздухе рабочей зоны, ПДК_i – их предельно допустимые концентрации.

9. Средства индивидуальной защиты человека от химических негативных факторов

В системе мероприятий по охране труда большое значение имеет обеспечение работающих средствами индивидуальной защиты (СИЗ) от проникновения в организм человека вредных и опасных химических веществ, пероральным (через рот и органы пищеварения) путем и через кожу, а так же защиты кожных покровов и глаз от вредного воздействия.

При наличии в воздухе вредных веществ в количестве, превышающем ПДК, а также при вероятности их появления в ходе производственных процессов в результате неисправностей оборудования и аварий необходимо пользоваться СИЗ органов дыхания, а в случае наличия веществ, действующих через кожу, также СИЗ кожи.

фильтрующие

респираторы, противогазы, фильтрующие самоспасатели

Выбор СИЗ фильтрующего действия в значительной степени зависит от условий, в которых они должны эксплуатироваться, агрегатного состояния вредных веществ в воздухе, их концентрации.

Вредные вещества могут присутствовать в воздухе в парогазообразном состоянии и виде аэрозолей – пыли, дыма и тумана.

Респираторы.

Наиболее широкое распространение получили противопылевые респираторы. Противопылевые респираторы не защищают органы дыхания от газов, паров и легковоспламеняющихся веществ.

При необходимости защиты органов дыхания от вредных газов и паров применяются респираторы, состоящие из резиновой полумаски и поглощающих газы патронов и предназначенные для защиты от вредных веществ при концентрациях, не превышающих 10…15 ПДК.

Промышленные противогазы

Изолирующие противогазы и самоспасатели.

Изолирующие противогазы обеспечивают более длительное время работы в них, чем изолирующие самоспасатели, более комфортные условия работы, являются средствами многократного применения при условии замены регенеративного патрона после каждого использования противогаза.

Отличительной особенностью изолирующих самоспасателей является то, что уже в заводской упаковке они полностью готовы к применению. Для включения самоспасателя с целью обеспечения защиты необходимо несколько секунд. Поэтому они применяются в случаях аварий и непредусмотренных технологическим процессом выделениях (выбросах) вредных веществ.

изолирующие комплекты

Заключение

Задачей защиты от химических негативных факторов является исключение или снижение до допустимых пределов попадания в организм человека вредных веществ, контакта с вредными или опасными объектами. Вредные вещества могут попадать в организм человека с вдыхаемым воздухом, питьевой водой, пищей, проникать через кожу.

Поэтому задачей защиты является удаление веществ из зоны их образования; минимизация их попадания в воздух, воду, пищу; очистку загрязненного воздуха или воды от них перед попаданием в воздух рабочей зоны, территории предприятия, биосферу.

Для того чтобы выбрать средства и методы защиты от негативных химических факторов, необходимо знать их основные характеристики и действие на человека. Полностью исключить воздействие на человека негативных химических факторов практически невозможно как с технической, так и с экономической точек зрения. Иногда это и нецелесообразно, так как даже в естественной природной среде человек подвергается их воздействию – в воздухе и в воде содержатся вредные вещества, выделяемые природными источниками.

В рабочей зоне необходимо обеспечить такие уровни негативных факторов, которые не вызывают ухудшения состояния здоровья человека, заболеваний. Для исключения необратимых изменений в организме человека необходимо ограничить воздействие негативных химических факторов предельно допустимыми концентрациями (ПДК).