ХАРАКТЕРИСТИКА ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ АХОВ.

3.1. Опасные химические вещества и их классификация.

Опасное химическое вещество (ОХВ) – химическое вещество, прямое или опосредствованное воздействие которого на людей может вызвать острые и хронические их заболевания или гибель.

Выброс ОХВ – выход (испарение) ОХВ за короткий промежуток времени, при разгерметизации технологических установок, емкостей для хранения или транспортировании в количестве, способном вызвать химическую аварию (заражение).

Разлив ОХВ – вытекание ОХВ из технологических установок, емкостей для хранения и транспортирования в течение определенного промежутка времени в количестве, способном вызвать химическую аварию (заражение).

Химическое заражение – содержание ОХВ в окружающей природной среде в концентрациях или количествах, превышающих установленные нормативами пределы и создающих угрозу для людей, сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.

Зона химического заражения – территория или акватория, в пределах которой распространены или куда привнесены ОХВ в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.

Аварийно химически опасное вещество (ОХВ) - опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живые организмы концентрациях (токсодозах).

Предельно допустимая концентрация ОХВ (ПДК) – максимальное количество опасных химических веществ в почве, воздушной или водной среде, продовольствии, пищевом сырье и кормах, измеряемое в единице объема или массы, которое при постоянном контакте с человеком или при воздействии на него за определенный промежуток времени практически еще не влияет на здоровье людей и не вызывает неблагоприятных последствий.

Однако однозначно определить перечень всех опасных химических веществ достаточно сложно в связи с тем, что это зависит не только от физико-химических и токсических свойств этих веществ, но и от условий их производства, хранения и применения.

По виду преимущественного воздействия на организм человека опасные химические вещества делятся на шесть групп.

Первая группа – вещества преимущественно удушающего действия (хлор, треххлористый фосфор, хлорокись фосфора, фосген, хлорпикрин).

Вторая группа – вещества преимущественно общеядовитого действия (цианистый водород, хлорциан, мышьяковистый водород).

Третья группа – вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием (нитрил акриловой кислоты, сернистый ангидрид, сероводород, окислы азота).

Четвертая группа – нейротропные яды (сероуглерод).

Пятая группа – вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак).

Шестая группа – метаболические яды (окись этилена, хлористый метил).

Основным источником профессиональных вредностей в химической промышленности являются химические вещества. Проникая в организм человека, они воздействуют на его ткани и биохимические системы, вызывая нарушение процессов нормальной жизнедеятельности. Когда вызванные химическими веществами нарушения становятся явными и достаточно стойкими, их называют профессиональными отравлениями.

Профессиональные отравления могут быть острыми и хроническими. Как уже указывалось, острые отравления возникают при внезапном поступлении в организм значительных количеств химического вещества. Хроническое отравление развивается постепенно в результате длительного воздействия малых количеств токсических веществ и характеризуется стойкостью симптомов отравления. В последнее время острые отравления в промышленности становятся все более редким явлением, а случаи хронических отравлений (например, парами ртути) все еще наблюдаются.

Острые и хронические отравления изучаются наукой, называемой токсикологией. Промышленная токсикология изучает физические и химические свойства, а также способы обнаружения применяемых на производстве веществ, их действие на организм и меры борьбы с отравлениями.

Большинство токсических веществ способно вызывать как острые, так и хронические отравления, которые обычно резко различаются по симптомам и характеру.

Токсичность вещества зависит от ряда факторов: его состава и строения, физико-химических свойств и физического состояния, концентрации и путей проникновения в организм, а также от особенностей и состояния организма и условий труда.

Характер действия и степень токсичности вещества в значительной мере зависят от его физико-химических свойств, особенно летучести, растворимости в воде и жирах, а также от агрегатного состояния и дисперсности. Чем выше дисперсность, тем сильнее биологическое действие вещества. Наиболее опасны яды, находящиеся в паро- и газообразном, а также мелкодисперсном пылевидном состоянии. Так, например, цинк, медь и некоторые другие металлы в твердом и пылевидном виде не опасны, тогда как их аэрозоли могут вызвать профессиональное заболевание.

Чем выше растворимость ядов в воде и в жидкостях организма, тем они более токсичны. Так, хорошо растворимый мышьяковистый ангидрид АsО₃ (так называемый белый мышьяк) сильно ядовит, а малорастворимые трехсернистый (АsS₃) и двусернистый мышьяк (АsS₂) почти не ядовиты.

Различают так называемую "химическую токсичность", в основе которой лежит химическое взаимодействие яда с тканями и биологическим субстратом организма, и "физическую токсичность", которая зависит от физико-химических свойств вещества.

Примером "химической токсичности" может служить превращение в организме метилового спирта. "Физическая токсичность" характерна для веществ наркотического действия (углеводородов, спиртов, альдегидов, кетонов и др.), способных накапливаться в центральной нервной системе благодаря растворимости в липоидах.

Опасные химические вещества могут проникать в организм через органы дыхания (ингаляционный путь), желудочно-кишечный тракт (перэнтеральный путь), неповрежденную кожу (кожно-резорбтивный путь). Так как большинство этих веществ находится в условиях производства в виде паров или газов, то чаще всего они попадают в организм через органы дыхания (ингаляционный путь). Этот путь проникновения токсических веществ является наиболее опасным в связи с тем, что слизистая оболочка дыхательного тракта, начиная с полости рта, носа, глотки, обладает большой всасывающей способностью. Большинство промышленных ядов всасывается через альвеолы, поверхность которых в развернутом виде составляет около 130 м².

Через пищеварительный тракт токсические вещества могут попадать путем заглатывания вдыхаемых паров, газов или пыли в результате занесения их в полость рта загрязненными руками при еде, курении. При попадании токсических веществ в организм таким путем часть яда может, не изменяясь, пройти через кишечник и выделиться с калом. Другая часть попадает из кишечника через систему воротной вены в печень, где яд задерживается, частично нейтрализуется и выделяется. Этот путь проникновения яда при прочих равных условиях представляет меньшую опасность, чем дыхательный.

Поступление ОХВ в организм через кожу играет менее значительную роль, так как неповрежденная кожа остается непроницаемой для многих токсических веществ. Однако для некоторых ОХВ, хорошо растворимых в жирах и липоидах, кожа является одним из важнейших путей их проникновения в организм. К таким веществам относятся бензол, ксилол, толуол, дихлорэтан, четыреххлористый углерод, амино- и нитросоединения бензола; некоторые органические соединения металлов: тетраэтилсвинец, этилмеркурохлорид, этилмеркурофосфат, цианиды, ароматические амино- и нитросоединения, фосфорорганические соединения и пр.

Действие ОХВ на организм может быть местным и общим. Типичным местным действием обладают газы и пары, вызывающие раздражение слизистых оболочек носа, горла, бронхов (пощипывание, сухой кашель и др.) и глаз (резь, боль, слезотечение).

Большую опасность представляют ОХВ, обладающие канцерогенным действием, способные вызывать злокачественные опухоли. Такие опухоли могут возникать на коже при длительном воздействии печной сажи, некоторых анилиновых красителей, каменноугольной смолы, многоядерных ароматических углеводородов, присутствующих в малолетучих нефтепродуктах. Из полициклических ароматических углеводородов наиболее сильными канцерогенами являются 3,4-бензпирен, метилхолантрен, бензантрацены, вызывающие рак легких (рак бронхов). Ввиду большой опасности очень важно в максимальной степени предотвращать контакт человека с сильными канцерогенами.

Существенную опасность имеет хроническое отравление парами ртути, которая широко применяется в технике и в ряде случаев в быту. Разлитая ртуть в течение нескольких месяцев и даже лет может отравлять воздух помещения вследствие медленного испарения. Основные проявления хронического отравления парами ртути наблюдаются со стороны нервной системы: утомляемость, слабость, сонливость. В более тяжелых случаях возникает дрожание, судороги, могут наблюдаться нарушения психики. Соблюдение требований безопасности при работе с ртутью позволяет полностью исключить ртутные отравления. Из соединений ртути наибольшую опасность представляют соли двухвалентной ртути (например, сулема HgCl₂), которые легко растворимы. При случайном попадании в организм, вследствие небрежности, они могут быть источником тяжелых отравлений. Так, при остром отравлении сулемой человек погибает в течение нескольких дней в результате почти полного разрушения почечной ткани.

Ферментными ядами являются синильная кислота и ее соли. Анион синильной кислоты способен соединяться с дыхательным ферментом тканей и парализовать его. Вследствие прекращения поступления к тканям кислорода из крови наступает тканевое удушье и смерть в течение нескольких минут.

Высокотоксичной группой ферментных ядов являются фос-форорганические инсектофунгициды: тиофос, меркаптофос, метафос. К классу фосфорорганических соединений относятся сильнейшие боевые отравляющие вещества – VX, зарин, зоман и др. Эти вещества способны также проникать через кожу и вызывать тяжелые отравления.

Большая группа веществ относится к раздражающим ядам. Одни действуют преимущественно на верхние дыхательные пути (хлор, хлорпикрин, аммиак), другие - на нижние дыхательные пути, т. е. на легочную ткань (окислы азота, фосген, дифосген, ароматические углеводороды).

Сильные кислоты, щелочи, многие ангидриды кислот оказывают местное действие на кожу, вызывая ее омертвение (некроз). Крепкие щелочи в отличие от кислот растворяют белки тканей и поэтому дают более глубокие ожоги. Чрезвычайно опасно попадание их в глаза даже в минимальных количествах.

При одновременном действии на организм двух или более ядовитых веществ возможно суммирование их токсических эффектов.

Производственная пыль также оказывает вредное воздействие на организм человека. Тонко диспергированные частицы твердых веществ, образующиеся при различных производственных процессах (дроблении, размоле, просеивании, транспортировании, подаче в аппараты, расфасовке, затаривании и др.) и способные более или менее длительное время находиться во взвешенном состоянии в воздухе, носят название производственной пыли.

По общепринятой классификации различают пыли органические и неорганические. К органическим относятся растительная и животная пыль, а также пыль ряда синтетических веществ. К неорганическим - металлическая (медная, чугунная, железная и др.) и минеральная пыль (кварцевая, асбестовая, цементная, фарфоровая и др.).

Для аэрозолей большое значение имеет степень дисперсности, определяющая глубину проникновения их в дыхательные пути, легкие, а через них и в кровь. Наибольшую опасность представляет мелкодисперсная пыль с размерами частиц менее 10 мк.

Частицы крупнее 10 мк оседают в верхних дыхательных путях - носовой полости, носоглотке и лишь частично достигают бронхов. Из верхних дыхательных путей они без особого вреда удаляются мерцательным эпителием - это покровные клетки, которые выстилают верхние дыхательные пути и имеют жгутики. Последние ритмично колеблются в одну сторону и этими движениями изгоняют пылевые частицы из носа, гортани, бронхов к пищеводу, откуда обычно заглатываются со слюной. Так, без большого вреда удаляются крупные частицы кремнийсодержащей пыли. При продолжительном вдыхании пыли могут развиться стойкие хронические заболевания легких, характеризующиеся разрастанием в них соединительной ткани. Это приводит к ограничению дыхательной поверхности легких и сопровождается изменениями во всем организме. Заболевания легких, связанные с воздействием на них производственной пыли, носят название пневмокониозов. В зависимости от рода вдыхаемой производственной пыли могут развиться и различные виды пневмокониозов: силикоз - от воздействия пыли, содержащей свободную SО₂, силикозы - от воздействия силикатов, антракоз - от угольной пыли, алюмикоз - от алюминиевой пыли и др.

Большое влияние на действие ОХВ имеют условия труда и особенности человеческого организма. При значительной физической нагрузке увеличивается объем дыхания и в организм вместе с вдыхаемым воздухом поступает большое количество вредных веществ. Токсическое действие многих ОХВ увеличивается при повышении температуры в рабочих помещениях, что объясняется увеличением летучести веществ, например углеводородов, ртути и др., и образованием в рабочей зоне высоких, а иногда и угрожающих концентраций.

Действие промышленных ядов во многом зависит также от индивидуальных особенностей организма. Наличие заболевания у человека повышает опасность воздействия на него промышленного яда. Поэтому разработаны общие противопоказания к работам, связанным с ядовитыми веществами (например, больные всеми формами активного туберкулеза не могут быть допущены к работе с вредными веществами и пылями).

Устойчивость к вредным химическим воздействиям зависит и от возраста человека. Поэтому трудовым законодательством предусматривается запрещение труда подростков, не достигших 18-летнего возраста, на работах с вредными химическими веществами.

Некоторые химические продукты оказывают более сильное токсическое действие на женщин, чем на мужчин. Так, метанол, фенол и формальдегид, при прочих равных условиях, женщины переносят хуже, чем мужчины. Ртуть и бензол могут вызывать нарушение нормального течения беременности и другие расстройства. Нитро- и аминопроизводные бензола и соединения алифатического ряда способны поражать плод, изменять состав молока матери.

Лица, злоупотребляющие спиртными напитками, обычно гораздо хуже переносят промышленные яды, действующие на нервную систему. Человеческий организм способен привыкнуть к длительному воздействию многих ядов (например, к бензину, марганцу, этиловому спирту, раздражающим газам и парам). Это "привыкание" не исключает вредного действия ядовитых веществ и может постепенно привести к тяжелым последствиям, что следует учитывать при разработке мер защиты.

3.2. Токсические характеристики ОХВ

Тяжесть отравления в большей мере зависит от количества промышленного яда, проникшего в организм. При ингаляционном (через дыхательные пути), например, проникновении яда с увеличением его концентрации во вдыхаемом воздухе в организм поступает повышенное (по сравнению с предельно допустимой концентрацией) количество токсического вещества, вызывая в ряде случаев острое отравление.

Некоторые яды, обладая кумулятивными свойствами, могут постепенно накапливаться в организме, вызывая в определенный момент значительный токсический эффект от суммирования патологических изменений органов и тканей.

С повышением дозы или концентрации яда изменяется и характер его токсического действия. Так, при концентрации во вдыхаемом воздухе паров аммиака 0,1 – 0,5 мг/л ощущается резь в глазах, кашель, чихание, слюнотечение, а при концентрации 0,7 - 1,0 мг/л и более продолжительном воздействии возникают приступы удушья и резкое возбуждение центральной нервной системы.

Профессиональные отравления и заболевания обычно наблюдаются только при определенной концентрации токсического вещества в воздухе. Концентрация вещества в воздухе, при которой не происходит заметных изменений в организме при 6-7-часовом рабочем дне в течение 50 лет, называется предельно допустимой (ПДК). ПДК является не только критерием состояния санитарных условий труда, но и характеристикой опасности отдельных веществ.

Определенная группа опасных химических веществ отнесена к аварийно химически опасным веществам, которые на протяжении свыше трех десятилетий в гражданской обороне назывались сильнодействующими ядовитыми веществами (СДЯВ).

В системе стандартов безопасности труда вредные вещества по степени воздействия на организм подразделяются на четыре класса.

К показателям опасности вредных веществ относятся: ПДК в воздухе рабочей зоны, средние смертельные концентрации в воздухе; средние смертельные дозы при попадании на кожу и в желудок. Класс опасности устанавливается по наиболее жесткому показателю, характерному для данного вещества. Характеристики опасности вредных веществ приведена в таблице 3.1-3.2.

Для оценки возможной опасности вредного вещества при воздействии в паровой фазе введено понятие коэффициента возможности ингаляционного отравления (КВИО), который рассчитывается по соотношению:

, (3.1)

где - максимальная концентрация газа (пара при 20°С, мг/м³); LC₅₀ - среднесмертельная концентрация газа (пара) в воздухе при воздействии на мышей (время воздействия 1-4 часа), мг/м³.

По значению КВИО ОХВ делятся на 4 класса: I класс (чрезвычайно опасные) более 300; II класс (высоко опасные) от 300 до 30; III класс (умеренно опасные) от 29 до 3; IV класс (малоопасные) менее 3.

Т а б л и ц а 3.1