Руководство к лабораторным занятиям по гигиене и основам экологии человека рекомендовано
 Скачать 1.78 Mb.
|
|
трудовой деятельности разных категорий тяжести и напряженности, дБА
Рассмотрим ситуацию. В помещении здравпункта машиностроительного завода измеряли уровень шума прибором ИШВ-1. Полученные данные в сравнении с допустимыми уровнями представлены в табл. 4.4 и 4.5. Таблица 4.4. Интенсивность шума в здравпункте, дБ
Таблица 4.5. Предельно допустимые уровни шума на рабочих местах, дБ
Для графического сопоставления фактических уровней шума с допустимыми строят спектрограмму шума (рис. 4.2).  Рис. 4.2. Спектограмма шума: 1— ПДУ; 2 — фактический уровень шума Как видно, общий уровень шума и уровни звукового давления на частотах 250—2000 Гц превышены. Ситуационная задача 4.1 Условие. В штамповочном цеху автозавода измеряли уровень шума прибором ИШВ-1. Результаты представлены в табл. 4.6. Таблица 4.6. Результаты измерения уровня шума, дБ
Задание. Дайте гигиеническое заключение по шумовой ситуации в данном производственном помещении. Ответьте на вопросы и выполните задания. 1. Дайте определение шума как физического явления. 2.Какие физические показатели характеризуют звуковуюволну? 3. Дайте определения интенсивности как основной характеристики шума и октавных полос для характеристики частотных показателей шума. Как характеризуются шумы по происхождению? Назовите общие и специфические симптомы шумовой болезни.* Какие существуют критерии нормирования производственного шума на рабочих местах? Перечислите требования к производственным помещениям, где производственный цикл сопровождается генерированием шума. Охарактеризуйте правила организации перерывов для отдыха в процессе рабочего дня.* Когда проводятся периодические профессиональные осмотры на шумных производствах?* 10. Врачи каких специальностей привлекаются к проведениюпрофессиональных осмотров в профессиях, связанных с воздействием шума? Какие исследования необходимо проводить во время этих осмотров?* Вариант ответа При сравнении фактических уровней шума в децибелах в соответствующих частотных октавных полосах с нормативными величинами видно, что интенсивность шума в данном производственном помещении значительно превышена. Опасность этого превышения усугубляется преобладанием высокочастотных шумов, что требует строгого контроля за выполнением профилактического комплекса мероприятий. Шум — беспорядочное сочетание звуков разной интенсивности и частоты, постоянно меняющихся во времени. Звуковая волна несет с собой звуковое давление, измеряемое в ньютонах, деленных на метры квадратные, и звуковую энергию, измеряемую в ваттах, деленных на метры квадратные. Интенсивность, измеряемая в децибелах, зависит от величины звуковой энергии. Между ними существует логарифмическая зависимость. С увеличением энергии на один порядок интенсивность увеличивается на единицу. Наиболее часто встречающиеся на производстве шумы с частотой от 45 до 11000 Гц разделены на восемь октавных полос. Шум оценивают по интенсивности и частотной характеристике. С увеличением частоты вредность шума увеличивается. Шумы по происхождению делятся на бытовые, уличные и производственные. Шумовая болезнь включает в себя неспецифические и специфические симптомы. Неспецифические симптомы связаны с нарушением функций соматической и вегетативной нервных систем, резким нарушением липидного обмена, развитием эндогенной гиперхолестеринемии, повышением артериального давления, развитием атеросклероза, подавлением психических функций. Специфические изменения связаны с изменением слуха. Развивается профессиональная тугоухость и даже глухота вследствие постепенной атрофии кортиева органа. Для помещений в зависимости от их назначения и точности выполняемой работы установлены ПДУ интенсивности для каждой октавной полосы и общего уровня шума. Основным требованием к рабочим помещениям, где генерируется шум, является отделка всех поверхностей звукопоглощающими материалами, по возможности отделением одного рабочего места от другого. В профилактике шумовой болезни большое значение имеет правильная организация перерывов, которые делают через каждые 50 мин работы. Перерыв проходит вне производственного помещения. Помещения для отдыха за счет эстетического оформления должны вызывать положительные эмоции, в них может звучать легкая приятная мелодичная музыка, шум морского прибоя и др. Температура в помещениях должна быть 16—18 С. Периодические профосмотры на шумных производствах в первые три года проводятся через 3, 6, 9, 12 мес. Если в течение 3 лет не обнаружено никаких изменений, то осмотры проводятся 1 раз в год. 10. В профосмотрах принимают участие терапевт (цеховой врач),лор-специалист, невропатолог. Из инструментальных методов исследования обязательна аудиометрия. ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 4.2 ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВИБРАЦИИ Цель занятия. Студентов знакомят с физической природой вибрации, виброизмерительной аппаратурой, характером воздействия производственной вибрации на организм и методами исследования некоторых функций организма, изменяющихся под ее воздействием. Практические навыки. Студентов учат методике измерения вибрации и проведению гигиенической оценки виброграмм. Нормативные документы. СанПиН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация и вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»; МУ 2946-83 «Методические рекомендации по измерению импульсной локальной вибрации». Задания. В процессе изучения темы студенты должны: ознакомиться с виброизмерительной аппаратурой; измерить с помощью вибрографа вибрацию, заданную преподавателем на вибростенде; расшифровать и дать гигиеническую оценку полученной виброграммы; ознакомиться с методами определения физиологических реакций организма на воздействие вибрации. Методические указания к заданиям Физической основой вибрации являются механические колеблющиеся движения твердых тел. Вибрация, как и шум, характеризуется частотой колебаний в секунду (герцы), а также величиной амплитуды колебательного движения (полуразмахом). В прямой зависимости от этих величин находятся скорость и ускорение колеблющейся точки. При соприкосновении вибрирующего объекта с телом человека вибрация передается на ткани организма, в результате чего раздражаются нервные рецепторы разных органов и тканей. При этом в зависимости от интенсивности и длительности воздействия на рецепторы возникает соответствующий более или менее интенсивный рефлекторный ответ, выражающийся в изменении функционального состояния определенных систем организма. В зависимости от степени распространения вибрации в тканях организма ее условно делят на общую, распространяющуюся на все тело, и местную, когда распространение ограничено. Степень распространения вибрации в тканях организма зависит в основном от амплитуды колебательных движений. Колебания с малой амплитудой хорошо гасятся тканями человеческого тела. С увеличением амплитуды зона распространения вибрации увеличивается. В производственных условиях люди наиболее часто подвергаются воздействию местной вибрации при работе с пневматическим инструментом ударного действия (отбойными молотками, зубилами, виброуплотнителями и т.д.), бурильным и сверлильным инструментом вращательного действия. Общей вибрации, как правило, подвергаются лица, работающие на виброуплотнительных площадках заводов железобетонных изделий, на транспорте, горных и сельскохозяйственных машинах и т.д. Клинические проявления при воздействии местной вибрации начинаются с легких функциональных сдвигов, наиболее выраженных в местах приложения вибрации (нарушение болевой и вибрационной чувствительности, изменение капилляроскопической картины, температуры кожи и т.д.). При интенсивном длительном воздействии вибрации на организм может развиться выраженная симптоматика вибрационной болезни: чувство онемения и парестезии в местах приложения вибрации (руки); стойкий спазм мелких сосудов; повышенная чувствительность к Холодовым воздействиям; изменения в костно-мышечном и связочном аппаратах суставов. Патологические изменения в организме при воздействии общей вибрации более разнообразны и выражаются главным образом в нарушении деятельности вестибулярного аппарата и центральной нервной системы. Результирующей величиной, характеризующей интенсивность вибрации, является ее скорость, которая находится в определенной зависимости от частоты и амплитуды колебаний. Эта зависимость выражается следующим отношением: v = 2fa, где v— скорость вибрации, см/с; f— частота колебаний, Гц; а — амплитуда колебаний, см. Скорость вибрации выражают в абсолютных (м/с, см/с, мм/с) или относительных (дБ) единицах. За нулевой уровень принята скорость вибрации 510-5 мм/с, от которой и проводится отсчет. Предельно допустимые уровни местной вибрации приведены в табл. 4.7. Таблица 4.7. Предельно допустимые значения производственной локальной вибрации (СанПиН 2.2.4/2.1.8.566-96)
В результате совпадения частоты колебательных движений тканей человека с частотой внешней вибрации может возникать явление резонанса. Частота возбуждающих колебаний, совпадающая с частотой собственных колебаний тела человека, получила название резонансной. Резонансная вибрация оказывает на организм более интенсивное воздействие. По указанному признаку все виды вибрации делят на пять классов (табл. 4.8). Таблица 4.8. Резонансная характеристика вибрации
Измерение вибрации Для измерения интенсивности вибрации существуют приборы, называемые виброметрами и вибрографами. Последние позволяют получать графическую запись движений колеблющегося тела — виброграмму. Приборы, измеряющие уровни вибрации, работают по тому же принципу, как приборы для измерения шума. Поэтому часто при этом используют ту же аппаратуру (ИШВ-1, Брюль и Кьер, RFTи др.), но в качестве воспринимающей части (датчиков) вместо микрофона подключают вибропреобразователи (пьезоэлектрические, индуктивные, оптические и др.). Однако эти приборы не в состоянии регистрировать вибрацию с частотой менее 10 Гц. В связи с этим для измерения вибрации применяют также низкочастотную виброизмерительную аппаратуру (НВА-1), позволяющую измерять вибрацию в диапазоне 1,4—355 Гц. При использовании для измерения вибрации прибора ИШВ-1 (см. рис. 4.1) вместо микрофона в гнездо 1 подключают ввод вибродатчика (пьезоэлектрические вибропреобразователи Д-13 или Д-14, работающие в диапазонах частот 10—2800 Гц и 10—11200 Гц соответственно). Переключатель 4 прибора переводят в положение «Датчик». При измерении общего уровня вибрации переключатель 13 должен находиться в положении «Лин.», а при определении спектрального состава вибрации — в положении «Фильтры». При измерении непрерывной вибрации переключатель 10 ставят в положение «Быстро», при измерении импульсной вибрации — в положение «Медленно». В остальном порядок работы с прибором и отсчет результатов измерения такие же, как при измерении шума. Оценивать вибрацию следует путем сравнения результатов измерения с нормативными величинами скорости вибрации (см. табл. 4.7) (табл. 4.9). Таблица 4.9. Гигиенические нормы общей вибрации (СанПиН 2.2.4/2.1.8.566-96)
Примечание. Нормы установлены для рабочей смены продолжительностью 8 ч. При использовании некоторой виброзаписывающей аппаратуры возникает необходимость в расшифровке виброграмм. При расшифровке определяют частоту и амплитуду, по которым рассчитывают виброскорость и виброускорение. Для этого необходимо подсчитать на виброграмме число пиков между двумя отметками времени. Полученное число будет показывать частоту вибрации. Для определения амплитуды вибрации необходимо при помощи измерительной линейки измерить размах 10 пиков кривой на виброграмме (расстояние от верхнего пика до нижнего). Далее нужно вычислить среднее значение одного размаха. Полученное значение следует разделить на два (амплитуда определяется по отношению к средней линии виброграммы — положению покоя). Затем по формуле высчитывают скорость вибрации. Сравнивая полученный результат с предельно допустимыми величинами, оценивают записанную вибрацию и дают заключение. Пример. Число пиков между двумя отметками времени на виброграмме, полученной при записи с вибрирующего инструмента, составляет 32, следовательно, частота вибрации равна 32 Гц. Среднее расстояние между верхним и нижним пиками равно 24 мм (2,4 см), а амплитуда (А)  где 6 — коэффициент вибрографа без насадки; 2 — деление полного размаха колебательного движения пополам. Виброскорость данной вибрации будет равна: v= 2 3,14 32 0,2 = 40,2 см/с = 40,2 10-2 м/с. По табл. 4.9 данная частота вибрации находится в диапазоне среднегеометрической частоты, равной 31,5, для которой допускается скорость вибрации 0,2 10-2 м/с. Исследуемая вибрация принадлежит к IVклассу (среднечастотная нерезонансная) и превышает допустимые скорости в 200 раз:  Необходимо технически переоснастить данное рабочее место и использовать индивидуальные средства защиты. Методы функциональных исследований действия вибрации на организм Основными методами исследования влияния вибрации на организм являются: исследование вибрационной чувствительности; капилляроскопия; определение температуры кожи. Исследование вибрационной чувствительности. Исследование проводится для определения ранних стадий функциональных нарушений, связанных с воздействием вибрации. Для исследования используют специальные приборы типа измерителя вибрационной чувствительности ИВЧ-02, при помощи которых можно определить пороги вибрационной чувствительности в разных частотных диапазонах. Метод основан на плавном увеличении амплитуды колебательных движений и установлении минимальной амплитуды, при которой обследуемый начинает ощущать вибрацию. Исследование проводится несколько раз при разных частотных характеристиках вибрации. Начинают измерение обычно с частоты 500 Гц, последовательно переходя на 250, 125, ...16 Гц. Обследуемый помещает указательный палец на вибрирующую площадку прибора, а в другую руку берет кнопку ответа. На определенной частоте плавно увеличивают амплитуду колебательных движений вибрирующей площадки. При первом ощущении вибрации обследуемый должен нажать кнопку ответа. Затем переходят к испытанию на следующей, более низкой частоте и т.д. Важным условием является отсутствие возможности наблюдения обследуемого за панелью прибора. Оценивают вибрационную чувствительность до и после воздействия вибрации. Обычно после воздействия вибрации ее пороги возрастают в результате утомления вибрационных анализаторов. При длительном воздействии вибрации наблюдается стойкое снижение вибрационной чувствительности, наиболее выраженное в диапазоне частоты 250 Гц. Капилляроскопия. Капилляроскопическое исследование проводится специальным микроскопом с осветителем отраженного света с применением осветляющей жидкости (кедрового масла). Наиболее удобно осматривать капилляры кожи около ногтевого ложа IVпальца левой руки. При исследовании обращают внимание на форму и ширину капилляров, особенности тока крови. У здоровых людей капилляры расположены обычно правильными рядами с двумя-тремя мягкими изгибами параллельно друг другу. Ток крови в них быстрый, равномерный. При воздействии вибрации капилляры становятся более извилистыми, деформированными (состояние спазма и атонии). Артериальное колено бывает резко сужено, венозная ветвь, наоборот, чаще расширена. Ток крови обычно замедлен. Определение температуры кожи. В связи со спазмом сосудов при воздействии вибрации температура поверхности кожи снижается. Температуру кожи измеряют электрическим термометром. Его датчик обычно соприкасают с ладонной поверхностью IIили IIIпальца правой руки (наиболее подверженной вибрации при работе с вибрирующим инструментом). Измеряют температуру всегда в условиях внешней температуры (20 °С) после пребывания руки в покое в этих условиях не менее 10 мин. Для оценки показания электротермометра сравнивают с его показаниями при таких же измерениях, проведенных до воздействия вибрации. Наиболее правильные результаты получаются при динамических исследованиях. Ситуационная задача 4.2 Условие. Рукоятка электрорубанка рабочего цеха мебельного комбината вибрирует по следующим параметрам:
Задание. Дайте заключение об условиях работы на данном рабочем месте. Ответьте на вопросы и выполните задания. Дайте определение вибрации с физической точки зрения. Какими показателями характеризуются колебательные движения твердых и упругих тел? Охарактеризуйте основной показатель вредности вибрации при воздействии на организм человека. Перечислите ведущие синдромы вибрационной болезни и факторы, влияющие на скорость возникновения этих синдромов.* Как проявляется генерализация сосудистых изменений при вибрационной болезни?* Каким должен быть режим рабочего дня при воздействии вибрации? Перечислите медицинские профилактические мероприятия при воздействии вибрации.* В чем заключается специфическое значение комплекса витаминов С и В[ при профилактике вибрационной болезни? Когда проводят УФ-облучение? Чем вызвано его благоприятное влияние при профилактике вибрационной болезни?* 10. Какие специалисты и почему должны участвовать при проведении периодического профосмотра? Какие инструментальныеисследования должны пройти рабочие, подвергающиеся воздействию вибрации?* Вариант ответа Условия работы неблагоприятные, так как виброскорость превышена в частотах от 31,5 до 500 Гц, в том числе существенно превышена в диапазоне 31,5—250 Гц, считающемся наиболее опасным в плане развития вибрационной болезни. Для предупреждения возникновения у рабочих вибрационной болезни необходимо осуществить комплекс профилактических мероприятий. Вибрация — это периодические отклонения твердого или упругого тела от точки устойчивого равновесия, побуждаемые каким-либо энергетическим побудителем (электричеством, трансмиссионными связями). Колебательные движения упругого или твердого тела характеризуются частотой (измеряется в герцах) и амплитудой. Основной показатель вредности вибрации при воздействии на биологический объект — это виброскорость, которая является результирующей величиной взаимосвязи частоты и амплитуды, вычисляемой по формуле v = 2fa, измеряемой в сантиметрах, деленных на секунду. Именно виброскорость является основным нормативным показателем для оценки условий работы при местной и общей вибрации. При воздействии вибрации на организм человека во всех структурах и органах возникают патологические изменения. Ведущими синдромами являются: вегетативный ангионевроз (нарушение микроциркуляции); вегетативный полиневрит (нарушение всех видов чувствительности); стойкие миофасцикулиты; деформация мелких и деструкция крупных суставов; нарушение функции вестибулярного аппарата; изменение слуха; гиперфункция щитовидной и паращитовидной желез. При генерализации сосудистых изменений спазм или атония капилляров могут возникать в головном мозгу и в мышцах сердца, что проявляется в виде нарушения мозгового кровообращения и стенокардии. Режим рабочего дня в условиях воздействия вибрации зависит от ее частоты. Если преобладают низкие и средние частоты, рабочий может находиться в зоне действия вибрации 45 % времени от общей продолжительности рабочего дня; если преобладают высокие частоты — 35 %. Остальное время используется для смежных работ, не связанных с воздействием вибрации. К медицинским профилактическим мероприятиям относятся: врачебный профотбор; периодические профосмотры; витаминотерапия; УФ-облучение два раза в год; периодические направления в профилактории; санаторно-курортное лечение в условиях теплого сухого климата. Специфическое воздействие комплекса витаминов С и В] связано с их основной биологической ролью. Витамин С обеспечивает резистентность и тонус сосудистой стенки, нормальную проницаемость капилляров. Витамин В1 регулирует нормальный процесс передачи нервного импульса. Ультрафиолетовое облучение проводят два раза в год (осенне-зимний и зимне-весенний периоды). Оно оценивается как общеукрепляющий и закаливающий фактор и как фактор, нормализующий минеральный обмен. 10. В профосмотре должны участвовать терапевт, невропатолог,лор-специалист и по показаниям эндокринолог. Из инструментальных исследований необходимо проводить капилляроскопию ногтевого ложа, тональную аудиометрию, иногда рентгенографию локтевого и голеностопного суставов. ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 4.3 ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЯДОВ Цель занятия. Студентов знакомят с основными параметрами, характеризующими степень токсичности и опасности химических веществ в условиях производства, основными принципами санитарно-эпидемиологических правил, принципами первичной профилактики по отношению к промышленным ядам. Практические навыки. Студентов учат методам оценки токсичности и опасности промышленных ядов, правилам защиты от действия промышленных ядов. Нормативные документы. Государственный норматив (ГН) 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»; ГН 2.2.5.1314-03 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»; Р 2.2.755-99 «Методика контроля содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны». Задания. В процессе изучения темы студенты должны: дать токсикологическую характеристику веществ на основании физико-химических констант; перечислить принципы первичной профилактики на предприятиях с промышленными ядами; определить роль врача в сохранении здоровья рабочих. Методические указания к заданиям Контакт человека с промышленными ядами в условиях производства может приводить к возникновению профессиональных отравлений. Острое отравление — это редко наблюдающееся отравление, внезапно возникающее в основном при аварийных ситуациях с выделением или выбросом значительного количества вредных веществ. Ему обычно предшествует разный по продолжительности продромальный период. Хроническое отравление — это медленно возникающее отравление при длительной работе в условиях воздействия относительно невысоких концентраций вредных веществ. К хроническим отравлениям ведут яды, обладающие свойством вызывать материальную или функциональную кумуляцию в организме. Задачами промышленной токсикологии являются всесторонняя токсикологическая характеристика промышленных ядов в условиях острого и хронического воздействия и обоснование ПДК токсических веществ. В основе определения ПДК лежит представление о пороговости действия токсических веществ. Установлено, что токсические эффекты наступают лишь в тех случаях, когда достигается определенная интенсивность воздействия: порог острого или хронического действия. Пороговость действия позволяет устанавливать ПДК токсических веществ для разных объектов окружающей среды, в том числе для воздуха рабочей зоны промышленных предприятий. Наличие ПДК позволяет осуществлять постоянный лабораторный контроль за степенью загрязнения воздуха на промышленных предприятиях, что является важной мерой профилактики острых и хронических профессиональных интоксикаций. Рассмотрим промышленные яды, которые применяются на разных производствах: бензол — синтез пластмасс, производство красок, лака; бериллий — производство керамики, радиоламп, порошковая металлургия, производство люминифоров; угарный газ (окись углерода) — в условиях неполного сгорания материалов, содержащих углерод, выхлопные и взрывные газы; сернистый газ — производство серной кислоты, рефрижераторов, текстильная промышленность, дезинфекция фруктов; свинец — производство свинцовых красок, аккумуляторов, полиграфическое производство; ртуть — производство пестицидов, взрывчатых веществ, термометров, манометров, трубок, электроламп, при рентгене, в стоматологии; нитрогазы — производство удобрений, взрывные работы, испытание высоковольтной аппаратуры; марганец и его соединения — производство стекол, электросварка электродами; хром и его соединения — металлургическая, химическая, кожевенная, текстильная и лакокрасочная промышленность; соединения мышьяка — в сельском хозяйстве (борьба с вредителями), производство мышьяковых препаратов; сероводород — при осаждении металлов из растворов в текстильной и кожевенной промышленности; анилин — на красильных фабриках, анилино-красочных заводах; фтор — производство суперфосфатов, травление стекол, синтез ядохимикатов; кадмий — производство щелочных аккумуляторов, изготовление кадмиевых ламп. Схема исследования химических веществ, внедряемых в производство, включает следующие основные этапы: 1) получение информации о физико-химических свойствах и условиях применения изучаемого вещества; оценка токсичности в условиях острого воздействия (определение средних смертельных доз и концентраций, порога острого действия, коэффициента кумуляции, изучение местного и кожно-резорбтивного действия), что позволяет составить представление об опасности острых отравлений при воздействии данного яда; изучение воздействия яда в условиях хронического эксперимента, позволяющее определить пороговые концентрации при длительной экспозиции. Определение основных токсикометрических параметров позволяет установить степень опасности вредных веществ, используемых в промышленности. По степени воздействия на организм вредные вещества делятся на четыре класса опасности: 1-й — чрезвычайно опасные вещества; 2-й — высокоопасные; 3-й — умеренно опасные; 4-й — малоопасные (табл. 4.10). Ориентировочная оценка токсичности веществ по некоторым химическим и физико-химическим свойствам Установлено, что биологическое действие веществ зависит от их химического строения и физико-химических свойств. Наличие связи между химическим строением вещества и его токсикологическим действием важно для промышленной токсикологии, так как зная химическую структуру вещества, можно в некоторой степени предвидеть характер его токсического действия. В связи с этим для оценки новых соединений используют сведения о токсичности веществ, сходных по химическому строению и физико-химическим свойствам. Характеристику вещества начинают с получения сведений о его структурной формуле, физических и физико-химических свойствах (молекулярной массе, температуре кипения, упругости пара, растворимости в воде и др.). Из физико-химических свойств в первую очередь принимают во внимание абсолютную летучесть, коэффициенты распределения «вода/воздух» и «масло/вода». Таблица 4.10. Нормы классов опасности по разным показателям (извлечение из ГОСТ 12.1.007—76)
Абсолютная летучесть — максимально достижимая концентрация вещества в воздухе при данной температуре. Абсолютная летучесть при температуре 20 °С определяется по формуле  где С20 — абсолютная летучесть при температуре 20 С, мг/м3; р — давление насыщенного пара (упругость) при температуре 20 С, мм рт. ст.; М— молекулярная масса; 18,3 — постоянный коэффициент. Вещества, имеющие высокую летучесть, легко испаряются и создают в воздухе рабочих помещений большие концентрации токсических веществ. Поэтому при возможности выбора предпочтение отдается менее летучим веществам. Чтобы определить непосредственную опасность возникающих концентраций для развития острых отравлений, сопоставляют летучесть с величиной средних смертельных концентраций. Степень накопления в организме паров и газов, поступающих в кровь через легкие на основе закона диффузии (так называемых нереагирующих), в промышленной токсикологии оценивается с помощью коэффициента распределения в системе «артериальная кровь/альвеолярный воздух». Он без большой погрешности может быть заменен коэффициентом растворимости «вода/воздух» ()и вычислен по формуле  где 22,4 — постоянная величина — объем 1 моля газа при нормальных условиях; 760 — средняя величина атмосферного давления, мм рт. ст.; S— растворимость в воде, г/л; Т — абсолютная температура (273 + t); р — давление пара, мм рт. ст.; М — молекулярная масса. Вещества, хорошо растворяющиеся в воде, имеют большие значения коэффициента X. Эти вещества легко диффундируют из альвеолярного воздуха в кровь, но скорость насыщения артериальной крови до концентраций, максимально возможных при данном содержании вещества в воздухе, для них незначительна. Наоборот, вещества, имеющие малое значение коэффициента X, быстро насыщают артериальную кровь и опасны в отношении развития острых отравлений. Показателем растворимости веществ в жирах и липоидах служит коэффициент распределения «масло/вода» (Овертона—Мейера). Неэлектролиты, имеющие высокие значения этого коэффициента (10—105 и более), проникают через неповрежденную кожу и слизистые оболочки, легко проходят через клеточные мембраны, быстро входят в клетки и так же быстро из них выводятся. Их распределение в организме определяется условиями кровоснабжения органов и тканей. Особенно быстро насыщается мозг, содержащий много липоидов и богато васкуляризированный. Оценка токсичности веществ в условиях острого воздействия Оценка токсичности в условиях острого воздействия проводится путем определения следующих показателей: средние смертельные дозы и концентрации, коэффициент возможности ингаляционного отравления, порог и зона острого действия, раздражающее и кожно-резорбтивное действие. Средняя смертельная концентрация (CL50) — это концентрация вещества, вызывающая гибель 50 % животных при двух-четыречасовом ингаляционном воздействии (мыши — 2 ч, крысы — 4 ч). Определять средние смертельные концентрации целесообразно не менее чем на двух видах лабораторных животных. Обычно используют белых мышей (масса 18—24 г) и крыс (масса 180—240 г). Затравку проводят однократно в камерах при динамической подаче вредного вещества. Каждую концентрацию испытывают не менее чем на шести животных. Во время затравки регистрируют проявления раздражающего действия, наступление бокового положения, потерю рефлексов при постукивании по бутыли, судороги, наркоз. После двухнедельного срока наблюдения отмечают количество погибших животных. Среднюю смертельную концентрацию можно рассчитать по методу Першина, позволяющему вычислить CL50 при разном числе животных в группах и разных интервалах между выбранными дозами:  где CL50 — смертельная концентрация для 50 % мышей при ингаляционной затравке, мг/л; a, b— величины смежных испытанных концентраций, мг/л; m, n — соответствующие этим концентрациям частоты смертельных исходов, %; 200 — постоянный коэффициент. При расчете по формуле Першина составляется специальная таблица, облегчающая расчеты. Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО) — отношение максимально допустимой концентрации вредного вещества в воздухе при температуре 20°С к средней смертельной концентрации для мышей. Его вычисляют по формуле  где С20 — абсолютная летучесть при температуре 20 °С, мг/м3; CL50 — средняя смертельная концентрация, мг/м3. Вещества, имеющие большое значение КВИО, опасны в отношении развития ингаляционных отравлений. Средняя смертельная доза при введении в желудок (DL50) — доза вещества, вызывающая гибель 50 % животных при однократном введении в желудок. Определяют среднюю смертельную дозу на белых мышах массой 18—24 г. Каждую испытуемую дозу вводят шести белым мышам в чистом виде, в водном растворе или в 0,2 мл рафинированного подсолнечного масла. За 3 ч до опыта мышей лишают корма и вновь дают его через 3 ч после отравления. Картину отравления регистрируют в течение 2 недель. Вычислять DL50 можно по методу Першина. Показателем опасности острого отравления может служить зона острого действия (Zac), которая определяется как отношение средней смертельной концентрации к порогу острого действия по формуле  где CL50— средняя смертельная концентрация, мг/м3; Limac— порог острого действия (минимальная концентрация, вызывающая изменения биологических показателей на уровне целостного организма при однократном поступлении вещества), мг/м3. При определении порога острого действия используют не менее двух видов животных. Время воздействия для мышей составляет 2 ч, для крыс — 4 ч. Узость зоны острого действия указывает на большую возможность острых отравлений, и наоборот, чем шире зона острого действия, тем сильнее выражены компенсаторные реакции при действии данного яда и тем ниже потенциальная возможность острых отравлений. Количественную оценку кумуляции проводят на уровне действия смертельных доз путем определения коэффициента кумуляции. Коэффициент кумуляции (Ксит)— отношение суммарной средней смертельной дозы (DL50), полученной в опыте с повторным введением вещества, к ней же при однократном введении:  Обычно затравки ежедневно проводят дозами, равными 1/10, 1/20 или 1/50 от DL50. При этом каждое животное получает суммарно за 4 мес при введении 5 раз в неделю соответственно 10,5 и 2 DL50, что вполне достаточно для оценки эффекта кумуляции. Для оценки величины Кситможно пользоваться шкалой Л И. Медведя и соавт. в модификации Е.И.Люблиной:
Вещества с выраженным кумулятивным эффектом более опасны в отношении развития хронических отравлений. Исследование местного действия проводят путем внесения изучаемого вещества в конъюнктивальный мешок глаза кролика с последующей регистрацией гиперемии, отечности, инъекции сосудов склеры и роговицы, ее прозрачности и т.п. Кожно-резорбтивное действие изучают путем аппликаций вещества на выстриженные участки кожи живота крыс или кроликов. Место аппликации яда закрывают колпачком. Наблюдения за животными продолжают 2 недели. У веществ, вызывающих гибель животных, определяют среднюю смертельную концентрацию при нанесении на кожу. Для экспресс-оценки местного и кожно-резорбтивного действия применяют метод аппликаций яда на кожу хвостов мышей. Оценка токсичности веществ в условиях хронического воздействия. Обоснование величин ПДК О степени потенциальной опасности возникновения хронических интоксикаций судят по зоне хронического действия. Зона хронического действия (Zch) — это отношение пороговых концентраций при остром и хроническом воздействиях. Она вычисляется по формуле  где Limac— пороговая концентрация по интегральному показателю при однократном воздействии, мг/м3; Limch— пороговая концентрация по интегральному или специфическому показателю при хроническом воздействии, мг/м3. Если зона хронического действия широка (большой интервал между Limacи Limch), то хронические интоксикации развиваются часто. Широкая зона хронического действия свидетельствует, с одной стороны, о выраженности кумулятивных свойств яда, с другой стороны, является показателем развития компенсаторных реакций организма при воздействии на пороговом уровне. Гигиеническое нормирование новых химических веществ, внедряемых в производство, проводится в несколько этапов. Первоначально устанавливают временные ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ). Рассчитывают ОБУВ по физико-химическим константам, показателям острой токсичности или путем интерполяций и экстраполяции в рядах соединений, близких по строению и свойствам. В дальнейшем ОБУВ на основе всестороннего токсикологического изучения вещества заменяют ПДК, которые в свою очередь корректируют путем сравнительного изучения условий труда на производстве и состояния здоровья работающих. Основой для обоснования величин ПДК является определение пороговых концентраций, которые устанавливают в хронических экспериментах на лабораторных животных. Задачей хронического эксперимента является выявление пороговых (минимально действующих) и недействующих концентраций при длительной экспозиции. Затравку животных проводят в специальных затравочных камерах в течение 4 мес при ежедневном четырехчасовом воздействии токсического вещества. Как правило, опыты проводят на белых крысах, а при выраженных различиях видовой чувствительности — и на более чувствительном виде животных. Для оценки токсического действия применяют разнообразные способы: по интегральным показателям, отражающим общее состояние организма: оценка функционального состояния центральной нервной системы (метод условных рефлексов, электроэнцефалография, хронаксиметрия, способность к суммации подпороговых импульсов), изучение работоспособности, функции внешнего дыхания и др.; показателям, выявляющим функциональное состояние отдельных органов и систем, например показатели функционального состояния печени (определение белков сыворотки крови, осадочные пробы, проба Квика, исследование углеводного обмена и др.); изучение состояния биохимических систем (определение активности разных ферментов); морфологические методы (патогистологическое и гистохимическое исследование органов и тканей, определение весовых коэффициентов органов, определение картины крови). Предельно допустимые концентрации устанавливают с учетом коэффициента запаса. Коэффициент запаса принимают большим для веществ с высокой токсичностью (малые средние смертельные и термодинамические концентрации), летучестью, при узких зонах острого действия, при выраженных кумулятивных свойствах и резком кожно-резорбтивном действии. В настоящее время для воздуха рабочей зоны промышленных предприятий разработаны и утверждены ПДК 646 веществ. Пример. Следует дать токсикологическую характеристику винилацетата СН3СООСН=СН2 по физико-химическим константам (молекулярная масса М равна 86; плотность d— 0,93; температура кипения tкип — 74 °С; давление пара р — 100 мм рт. ст.; растворимость в воде S—25 г/л; коэффициент распределения «масло/вода» — 2,5 102) и результатам экспериментального определения CL50 минимальной концентрации, изменяющей протекание сгибательного рефлекса у кролика при однократном воздействии (Limac= 0,25 мг/л), и концентрации, изменяющей условнорефлекторную деятельность крыс при ежедневной четырехчасовой ингаляции в течение 4 мес (Limch= 0,05 мг/л). Предельно допустимая концентрация винилацетата в воздухе рабочей зоны составляет 1 мг/м3. Действие винилацетата изучали при двухчасовой ингаляции в концентрациях 5, 10, 15, 20, 25 и 30 мг/л. Действие каждой концентрации было изучено на шести белых мышах. В результате воздействия указанных концентраций соответственно погибли 3, 4, 5, 6, 6 и 6 животных. По ходу опыта отмечали сильное раздражающее и наркотическое (боковое положение животных) действие вещества. Винилацетат представляет собой виниловый эфир уксусной кислоты. Так как в формуле вещества есть двойные связи, можно предположить, что оно оказывает раздражающее действие на кожу, слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, что подтверждается картиной острого отравления. Величина летучести составила  Это показывает, что винилацетат обладает высокой способностью к испарению. Максимальная концентрация при температуре 20 °С в производственных условиях может составить 470 мг/л. Для характеристики условий проникновения вещества в организм определяют его коэффициент растворимости:  Относительно низкое значение коэффициента свидетельствует о том, что пары винилацетата быстро насыщают кровь до концентраций, максимально возможных при данном содержании вещества в воздухе. При значительном загрязнении воздуха винилацетатом быстрое насыщение крови обусловливает возможность развития острых отравлений. Коэффициент распределения «масло/вода» (К = 2,5 102) показывает, что винилацетат обладает способностью растворяться в жирах и липоидах, вследствие чего проходит через неповрежденную кожу и слизистые оболочки. Величину CL50 рассчитывают по результатам острого опыта, используя метод Першина, для чего составляют специальную таблицу (табл. 4.11). Таблица 4.11. Расчет CL50 по формуле Першина
[(a+ b)(т - n)] = 249 + 417,5 + 584,5 = 1 251;  Определяют коэффициент возможности ингаляционного отравления и зону острого действия:   Величина КВИО лежит в пределах регламентов для веществ, относящихся ко 2-му классу опасности. По величинам средней смертельной концентрации вещество относится к 3-му классу, а по величине зоны острого действия винилацетат также должен быть отнесен к 3-му классу. Зона хронического действия составляет:  Это показывает, что винилацетат является опасным (2-й класс) в отношении развития хронических интоксикаций. Предельно допустимая концентрация винилацетата (1 мг/м3) находится в пределах нормативов для веществ 2-го класса (см. табл. 4.10). Таким образом, определение токсикометрических параметров позволяет отнести винилацетат по степени воздействия на организм ко 2-му классу опасности и охарактеризовать его как опасное соединение в отношении возможности развития как острых, так и хронических интоксикаций. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||