Профилактика. 
Отравление соединениями тяжелых металлов

Профилактика марганцевых отравлений должна осуществляться прежде всего путём замены его менее токсичными соединениями, например использования при сварочных работах электродов, не содержащих марганец. При добыче, переработке, транспортировке марганцевых руд и соединений необходима максимальная механизация всех операций, использование индивидуальных средств защиты органов дыхания (респираторы). Сварка, газорезка марганцовистых сталей должны осуществляться в условиях эффективной местной вытяжной вентиляции.

Проведение предварительных и периодических осмотров осуществляется в зависимости от характера работы 1 раз в 6, 12 или 24 месяца.

ПДК марганца (в пересчёте на MnO₂) составляет 0,3 мг/м³ (для аэрозоля дезинтеграции) и 0,05 мг/м³ (для аэрозоля конденсации).

отравление токсикометрия промышленный яд.

4. Задачи токсикометрии. Коэффициент межвидовых различий. Пороги вредного и специфического действий. Количественные показатели опасности вещества. Коэффициент возможного ингаляционного отравления Изучение любого вредного вещества предусматривает установление количественных показателей токсичности и опасности его, т. е. показателей токсикометрии.

Токсикометрия — это совокупность методов и приемов исследований для количественной оценки токсичности и опасности ядов. В дословном переводе «токсикометрия» означает измерение токсичности.

Используя целый ряд качественных и количественных критериев, токсикометрия позволяет осуществлять целенаправленный отбор менее токсичных и опасных веществ на стадии синтеза новых соединений для последующего внедрения их в сферу производства и быта.

Токсикологическая оценка начинается с получения данных о смертельных дозах и концентрациях, т. е. с установления верхних параметров токсичности в остром опыте.

Наиболее статистически значимы в характеристике токсичности ядов по смертельному эффекту средняя смертельная концентрация в воздухе (CL₅₀) и средняя смертельная доза (DL₅₀) при введении в желудок или другими путями.

CL₅₀ — это концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух-, четырехчасовом ингаляционном воздействии.

DL₅₀ — это доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок.

Токсичность ядов тем больше, чем меньше величины CL₅₀ и DL₅₀, т. е. токсичность равна или .

Другие показатели верхних параметров токсичности, например DL₁₀₀ (наименьшая доза, вызывающая гибель всех взятых в опыт животных) и DL₀ (максимальная доза, не приводящая к гибели животных), не являются статистически значимыми и могут использоваться как дополнительные ориентировочные величины.

Среднесмертельная доза (концентрация) устанавливается в обязательном порядке на нескольких (минимум четырех) видах лабораторных животных с целью изучения межвидовой чувствительности к действию яда. Под межвидовой чувствительностью понимают неодинаковое отношение животных различных видов к одному и тому же веществу.

О выраженности межвидовой чувствительности судят по величине коэффициента межвидовых различий (КВР), определяемого отношением среднесмертельных доз (концентраций) у наиболее устойчивых животных к среднесмертельным дозам у наиболее чувствительных животных:

.

С увеличением КВР увеличивается коэффициент запаса при определении ПДК, поскольку возрастает вероятность повышения чувствительности человека к воздействию данного вещества.

Таким образом, установление смертельных эффектов позволяет получить необходимую информацию для решения следующих задач:

Определение токсичности и опасности вещества при кратковременной (однократной) экспозиции и получение первичной информации о характеристике и направленности действия веществ (по функциональным и морфологическим характеристикам смертельного эффекта).

Сравнительная оценка токсичности нескольких веществ, близких по физико-химическим свойствам или условиям применения.

Установление видовой, половой и возрастной чувствительности лабораторных животных к действию вредного вещества.

Выяснение ориентировочных доз (концентраций) для изучения кумулятивных свойств веществ, а также для проверки доз в подостром и хроническом экспериментах.

Важное значение имеет и установление порога вредного действия (однократного и хронического), а также порога специфического действия.

Порог вредного действия (однократного и хронического) — это минимальная концентрация (доза) вещества в объекте окружающей среды, при воздействии которой в организме (при конкретных условиях поступления вещества и стандартной статистической группе животных) возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.

Порог однократного действия обозначается Lim_ac, порог хронического действия — Lim_ch.

Порог специфического действия (избирательного) — минимальная концентрация (доза), вызывающая изменение биологических функций отдельных органов и систем организма, которые выходят за пределы приспособительных физиологических реакций (Lim_sp).

Для установления порога однократного действия проводится серия острых опытов на лабораторных животных с применением разных доз и концентраций изучаемого вещества. При этом устанавливают ту минимальную дозу (концентрацию), при воздействии которой в организме опытной группы животных возникают изменения приспособительных реакций или скрытая патология (общее состояние, масса, температура тела).

Установление порога хронического действия осуществляется в хронических опытах на животных (в течение 4 месяцев) при разных условиях воздействия вредного вещества. Во время эксперимента проводится всестороннее изучение действия вещества на организм, выявление наиболее чувствительных к нему органов и систем, функциональных и морфологических изменений в них.

Если известны механизмы токсического действия вредного вещества, то устанавливают порог специфического действия. Для этого в эксперименте на лабораторных животных используют специфические показатели токсичного действия вещества, например определение активности фермента холинэстеразы при действии фосфорорганических веществ.

Определение CL₅₀ и DL₅₀, порогов вредного действия необходимо также и для оценки опасности вредных веществ, установления возможности острых и хронических отравлений на производстве, определения безопасных концентраций расчетными методами.

Опасность вещества — это вероятность возникновения вредных для здоровья эффектов в реальных условиях производства или применения химических веществ.

Различают две группы количественных показателей опасности:

• — потенциальной возможности поступления вредных веществ в организм (критерии потенциальной опасности);
• — компенсаторных свойств организма по отношению к данному яду (критерии реальной опасности).

К потенциальным показателям опасности относятся, например, коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО).

КВИО — отношение максимально достижимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20⁰С (С²⁰) к среднесмертельной концентрации:

.

(Для мышей двухчасовая экспозиция и двухнедельный срок наблюдения).

Анализ оценки опасности различных промышленных ядов 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,.

О реальной опасности развития острого отравления можно судить по величине зоны острого действия.

5. Зоны острого, хронического, специфического, биологического действий промышленных ядов. Классификация вредных веществ по степени опасности. Коэффициент запаса.

Зона острого действия (Z_{ac) — это отношение средней смертельной концентрации (дозы) к пороговой концентрации (дозе) при однократном воздействии:}

; .

где Z_aс является интегральным показателем компенсаторных свойств организма, его способности к обезвреживанию и выведению яда из организма и компенсации поврежденных функций. Величина Z_aс обратно пропорциональна опасности ядов при однократном воздействии, т. е. чем меньше ее количественная характеристика, тем больше возможность развития острого отравления. Чем больше величина КВИО и умже зона острого действия, тем вещество опаснее.

При сравнительной токсикологической оценке промышленных ядов нельзя исходить только из результатов острых экспериментов, т.к. при хроническом воздействии некоторых вредных веществ интоксикации имеют иной патогенез, нежели патогенез острой интоксикации. Часто промышленные яды, обладающие низкой токсичностью в остром опыте, при хроническом воздействии в малых концентрациях оказываются высокоопасными.

Классическими примерами таких ядов являются свинец, марганец, ртуть и другие тяжелые металлы; среди органических ядов — бензол, тринитротолуол и многие другие соединения.

Для определения безвредных уровней содержания химических веществ, обладающих отдаленными эффектами в объектах окружающей среды, необходимо определить избирательность (специфичность) действия, т.к. в большинстве случаев специфические нарушения наблюдаются лишь на фоне выраженной интоксикации и являются вторичными. Меру избирательности (специфичности) действия определяют по величине зоны специфического действия (Z_{sp), т. е. порога интегрального действия к порогу специфического действия (канцерогенного, мутагенного, гонадотропного, эмбриотропного и других):}

.

Зона специфического действия, превышающая 1, свидетельствует об избирательном действии химического агента на изучаемую функцию. Величина Z_sp позволяет определить степень опасности химического соединения в отношении возможности развития отдаленных эффектов.

Известно, что одним из ведущих факторов, обусловливающих развитие хронических отравлений, является процесс кумуляции.

Различают материальную (накопление самого яда в организме) и функциональную (накопление эффекта при повторном воздействии вещества) кумуляцию.

Количественная оценка кумулятивных свойств вредных веществ в промышленной токсикологии осуществляется по величине коэффициента кумуляции.

Коэффициент кумуляции — отношение величины суммарной дозы яда, вызывающей определенный эффект (чаще смертельный) у 50% подопытных животных при многократном дробном введении, к величине дозы, вызывающей тот же эффект при однократном введении.

Этот коэффициент — величина, обратная интенсивности кумуляции: чем она меньше, тем кумуляция больше.

В большинстве случаев о кумулятивных свойствах химических веществ судят по соотношению среднесмертельной дозы, вызывающей гибель животных при повторном введении (), к среднесмертельной дозе при однократном поступлении ():

.

Степень кумулятивных свойств вредного вещества характеризует реальную опасность развития хронической интоксикации, и поэтому коэффициент кумуляции должен учитываться при гигиенической регламентации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Другим показателем реальной опасности развития хронической интоксикации является величина зоны хронического действия и величины зоны биологического действия.

Зона хронического действия (Z_{ch) — отношение пороговой концентрации (дозы) при однократном воздействии к пороговой концентрации (дозе) при хроническом воздействии:}

.

Зона биологического действия (Z_bet) — отношение средней смертельной концентрации (дозы) к пороговой концентрации (дозе) при хроническом воздействии:

Опасность хронического отравления прямо пропорциональна величине зоны хронического действия, т. е. чем зона хронического действия шире, тем больше опасность хронической интоксикации.

Все промышленные яды делятся на 4 класса опасности: чрезвычайно опасные, высокоопасные, умеренно опасные и малоопасные.

Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от величины показателей токсикометрии, указанных в табл. 3.

Таблица 3. Классификация вредных веществ по степени опасности.

Порог хронического действия является базовым параметром токсикометрии, на основе которого рассчитывается величина коэффициента запаса (Js) и ПДК.

ПДК определяется путем деления порога хронического действия на величину коэффициента запаса:

.

Коэффициент запаса (Js) принимается тем большим, чем выше кумулятивные, кожно-резорбтивные, сенсибилизирующие свойства яда и чем вариабельнее видовые различия к его воздействию. Величина коэффициента запаса (Js) возрастает при наличии специфического отдаленного действия яда. В этом случае I_s определяется исходя из величины зоны специфического действия (табл. 4).

Таблица 4. Классификация потенциальной опасности влияния промышленных ядов на репродуктивную функцию (по И. В. Сакоцкому, В.Н. Фоменко).