124- Безопасность жизнедеятельности_Абрамов В.В_2013 -365с. Учебное пособие для вузов СанктПетербург 2013 2 В. В. Абрамов безопасность жизнедеятельности
 Скачать 3.07 Mb.
|
|
20.1 Классификация химически опасных веществ по степени опасности воздействия на человека I – чрезвычайно опасные (соединения ртути, свинца, кадмия, цинка; карбонилы металлов; вещества, содержащие цианид-ионы (синильная кислота и её соли); галогены (Cl 2 , Br 2 ); галогеноводороды (HF, HCl, HBr); хлоргидрины; фторорганические соединения; соединения фосфора и др.); II – высоко опасные (минеральные и органические кислоты (серная, азотная, соляная, уксусная); щелочи (едкий натр); аммиак; серосодержащие соединения (сульфиды, тиокислоты, сероуглерод); галогенозамещенные углеводороды (хлористый метил, бромистый метил); некоторые спирты и альдегиды (метанол, формальдегид)); III, IV - умеренно и малоопасные (все остальные химические соединения). Степень опасности классифицированных веществ характеризуют некоторые показатели (табл. 20.1). Таблица 20.1 Степень опасности химически опасных веществ Класс опасности веществ Показатель I II III IV 164 Предельно допустимая концентрация в воздухе, мг/м 3 Смертельная доза при попадании внутрь организма через желудок, мг/кг Смертельная доза при попадании внутрь через кожные покровы, мг/кг Смертельная концентрация в воздухе (при экспозиции 30 – 60 мин), мг/м 3 Менее 0,1 Менее 5 Менее 100 Менее 500 0,1-1 5-150 100- 500 500- 5000 1,1-10 151- 5000 501- 2500 5001- 50000 Более 10 Более 5000 Более 2500 Более 50000 20.2 Классификация химически опасных веществ по характеру воздействия на человека 1.Вещества с преимущественно удушающим действием: 1.1. с выраженным прижигающим действием (хлор и др.); 1.2. со слабым прижигающим действием (фосген и др.). 2. Вещества общеядовитого действия (цианиды, цианид водорода (синильная кислота и её соли). 3. Вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием: 3.1. с выраженным прижигающим действием (нитрил акриловой кислоты и др.); 3.2. со слабым прижигающим действием (сернистый ангидрид, сероводород, оксиды азота и др.). 4. Нейротропные яды, действующие на генерацию, проведение и передачу нервных импульсов (сероуглерод и др.). 5. Вещества удушающего и нейротропного действия (аммиак и др.). 6. Метаболические яды, отравляющие организм в результате не прямого действия, а внутриклеточного обмена веществ и их биохимического превращения в опасные соединения (метиленхлорид, окись этилена и др.). 7. Канцерогенные вещества. 20.3 Канцерогенные вещества Канцерогенные вещества ответственны за возникновение и развитие онкологических заболеваний. Примеры их приведены в табл. 20.2 и в некоторых случаях требуют комментарий. Таблица 20.2 Канцерогенные соединения, производственные процессы, в отношении которых имеются убедительные доказательства их причинной роли в происхождении опухолей у человека (группа 1 по классификации МАИР) и органы-мишени* 165 № п/п Наименование химического фактора Органы-мишени 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Природные и промышленные канцерогены Асбест Бензол Бериллий и его соединения Винилхлорид Кадмий и его соединения Минеральные масла Мышьяк и его соединения Никель и его соединения Радон и продукты его распада Сажи Сланцевые масла Тальк, содержащий асбестовые волокна Хром шестивалентный и его соединения Канцерогенные лекарственные препараты Анальгетические смеси, содержащие фенацетин Диэтилстильбэстрол Контрацептивы пероральные применяемые циклически Контрацептивы пероральные комбинированные Заместительная эстроге- нотерапия Нестероидные эстрогены Стероидные эстрогены Легкие, плевра, брюшина (желудочно- кишечный тракт, гортань) Кроветворная система Легкие (центральная нервная система) Печень, кровеносные сосуды, (мозг, легкие, лимфатическая система) Легкие, предстательная железа Кожа (легкие, мочевой пузырь, желудочно-кишечный тракт) Легкие, кожа Полость носа, легкие Легкие Кожа, легкие Кожа (желудочно-кишечный тракт) Легкие Легкие (полость носа) Мочевой пузырь, почки Шейка матки/влагалище, яички, молочная железа, (матка) Матка Печень Матка (молочная железа) Шейка матки, влагалище, молочная железа, яички (матка) Матка (молочная железа) 166 21 Циклоспорин Лимфатическая система * – в скобках – весьма вероятные органы-мишени, в отношении которых имеются эпидемиологические данные. Асбест. Проблема не только в том, что он используется как огнеупорный материал или содержится в некоторых шпаклёвках. Опасно то, что без него не обходится изготовление подавляющего большинства автомобильных тормозных колодок, истирающихся при торможении и загрязняющих окружающую среду. Винилхлорид. Это мономер, полимеризацией которого получают один из наиболее распространённых полимерных материалов – поливинилхлорид (ПВХ), и потенциальная опасность связана именно с ПВХ. Поливинилхлорид может выделять канцерогенный винилхлорид, химическиопасный хлорид водорода, а при деструкции канцерогенный кадмий, добавляемый в ПВХ в качестве стабилизатора. Канцерогенность радона обязана его радиоактивности. Лекарственные препараты и пероральные контрацептивы должны употребляться в строгом соответствии с рекомендациями специалистов или дожны быть исключены из употреблении насовсем. 20.4 Тяжелые металлы К группе тяжелых металлов относят (за исключением благородных и редких, те из металлов, которые имеют плотность более 8 тыс. кг/м 3 ) свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьму, висмут, ртуть, олово, ванадий.Подобное выделение выглядит весьма условным и в группу тяжелых металлов относят обычно также хром, серебро, золото, платину, железо, марганец, а также полуметалл мышьяк. Многие из этих агентов способны вызывать заболевания у людей и широко распространены в окружающей среде. Таблица 20.3 Естественное содержание некоторых тяжелых металлов вызывающих заболевания человека (в частях на миллион, ppm) Металл В горных породах В угле В морской воде В растениях В тканях животных Кадмий 0,2 0,25 0,0001 0,1 – 6,4 0.1 - 3,0 Хром 100 60 0,00005 0,3 – 0,4 0,02 - 1,3 Кобальт 25 15 0,00027 0,2 – 5,0 0,3 – 0,4 Свинец 12,5 5 0,00003 1,8 – 50,0 0,3 – 35,0 Ртуть 0,08 – 0,00003 0,02 – 0,03 0,05 – 1,0 Никель 75 35 0,0045 1,5 – 36,0 0.4 - 26,0 Ванадий 135 40 0,002 0,13 – 5,0 0,14 – 2,3 167 Свинец. Содержание свинца в земной коре составляет 1,6·10 -3 %; он в основном концентрируется в таких минералах как галенит, англезит, церуссит. Общие запасы свинца на Земле, оцениваемые в 100 млн. тонн, в основном представлены в виде сульфатов. Среднее содержание свинца в атмосфере 2·10 -9 – 5·10 -4 мкг/м 3 . В окружающую среду ежегодно из природных источников поступает с вулканическими выбросами, почвенной силикатной и метеоритной пылью, морскими солевыми аэрозолями и т.д. до 230 тысяч тонн. Таблица 20.4 Глобальные выделения свинца из природных источников (в тыс. тонн в год) Природный источник Диапазон величин Среднее значение Переносимые ветром частицы почвы 0,30 – 7,5 3,9 Аэрозоль морской соли 0,02 – 2, 8 1,4 Вулканы 0,54 – 6,0 3,3 Лесные пожары 0,05 – 3,8 1,9 Биогенные континентальные частицы 0,02 – 2,5 1,3 Биогенные континентальные летучие вещества 0,01 – 0,38 0,2 Биогенные морские источники 0,02 – 0,45 0,24 Общая эмиссия 0, 90 – 23 12,0 Свинец широко используется в производстве кабелей, как компонент различных сплавов, для защитных экранов от гамма-излучения, при производстве электрических аккумуляторов, красок и пигментов, в химическом машиностроении, пиротехнике, полиграфии, сельском хозяйстве. Почти 50% свинца не подлежит вторичному использованию. Выбросы свинца в окружающую среду в результате деятельности человека весьма значительны. Основными источниками загрязнения биосферы этим элементом являются выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (с ними поступает ежегодно до 260 тысяч тонн; в США более 90% антропогенного загрязнения свинцом приходится именно на этот источник), высокотемпературные технологические процессы (сжигание каменного угля поставляет в окружающую среду 27,5 – 35 тысяч тонн, а 168 нефти и бензина почти 50% антропогенного выброса этого металла), добыча и переработка металла (в результате работы металлургических предприятий на поверхность Земли поступает около 90 тысяч тонн). Концентрация свинца в природных водах обычно не превышает 10 мкг/л, что обусловлено его осаждением и связыванием органическими и неорганическими соединениями; интенсивность этих процессов во многом зависит от уровня кислотности раствора. Общее содержание свинца в атмосферных осадках обычно колеблется от 1 до 50 мкг/л, но в районах интенсивной промышленности может достигать до 1000 мкг/л, приводя к серьёзному загрязнению снежного покрова и почв. Перенос свинца в окружающей среде и его распространение в объектах окружающей среды происходит, главным образом, через атмосферу. Техногенная свинцовая нагрузка привела к тому, что резко повысилось содержание этого металла в объектах окружающей среды. Концентрация свинца в костях современного человека в 700 – 1200 раз превышает его содержание в скелетах людей, живших 1600 лет назад. Люди подвергаются воздействию свинца при потреблении загрязненных пищи и воды, а также и при дыхании. Кроме того, дети могут получать свинец и через краски, и грудное молоко, а также при употреблении продуктов, не предназначенных для питания. Эксперименты на крысах и мышах дали убедительные доказательства канцерогенности свинца и его неорганических соединений. В культурах клеток лейкоцитов мышей свинец вызывал хромосомные аберрации. Сведений о тератогенности этого металла не получено. В картине свинцового отравления можно выделить ряд клинических синдромов: 1. Изменения со стороны нервной системы включают в себя: а) астенический синдром – функциональные расстройства ЦНС (головные боли, утомляемость, ухудшение памяти и т.п.); б) энцефалопатии (от головных болей и эпилептических припадков до «свинцовых менингитов» и нарушений речевой и слуховой функций); в) двигательные расстройства – парезы и параличи, полиневриты с преимущественным поражением мышц–разгибателей; г) поражение зрительных анализаторов. 2. Изменения системы крови – от ретикулоцитоза, анизоцитоза и микроцитоза до свинцовой анемии, чаще олигохромной. 3. Эндокринные и обменные нарушения (ферментативные расстройства, нарушения обмена порфиринов, менструальной и детородной 169 функций). 4. Изменения со стороны желудочно-кишечного тракта (от тошноты, изжоги до свинцовых колик). 5. Изменения со стороны сердечно-сосудистой системы (аритмия, синусовая брадикардия или тахикардия, вазоневроз). 6. Нарушения функции почек (поражения почечных канальцев, характеризующихся триадой Фанкони – аминоацидурия, гиперфосфатурия, глюкозурия; интерстициальные нефропатии, ведущие к почечной недостаточности). Особо следует отметить, что маленькие дети значительно легче, чем взрослые аккумулируют свинец и потому относятся к группе высокого риска в отношении свинцовых интоксикаций. Кадмий относится к рассеянным элементам и содержится в виде примеси во многих минералах. Его средняя концентрация в морской воде – около 0,1 мкг/л, а в земной коре – 0,1 мг/кг и обычно он сопутствует цинку. Таблица 20.5 Глобальные выделения кадмия из природных источников (в тысячах тонн в год) Природный источник Диапазон величин Среднее значение Переносимые ветром частицы почвы 0,01 – 0,04 0.21 Аэрозоль морской соли 0 – 0,11 0,06 Вулканы 0,14 – 1, 0,82 Лесные пожары 0 – 0, 2 0,11 Биогенные континентальные частицы 0 – 0,83 0,15 Биогенные континентальные летучие вещества 0 – 0,8 0,04 Биогенные морские источники 0 – 0,1 0.05 Общая эмиссия 0,15 – 2,6 1,3 Кадмий находит широкое применение в гальванотехнике в качестве антикоррозийных и декоративных покрытий, производстве аккумуляторов (никель-кадмиевые батареи), используется как стабилизатор поливинилхлорида, пигмент в стекле и пластмассах, электродный материал, 170 компонент различных сплавов. Основными источниками загрязнения окружающей среды этим элементом являются: производство цветных металлов, сжигание твердых отходов, угля, сточные воды горнометаллургических комбинатов, производство минеральных удобрений, красителей и т.д. Антропогенная эмиссия кадмия в биосферу превышает природную в несколько раз. Например, в воздушную среду ежегодно поступает около 9000 тонн кадмия, причем 7700 тонн (т.е. более 85%) – в результате деятельности человека. Кадмий легко аккумулируется многими организмами, в особенности бактериями и моллюсками. Наибольшее содержание кадмия обнаруживается преимущественно в почках, жабрах и печени гидробионтов, в почках, печени и скелете наземных видов. В растениях кадмий концентрируется в основном в корнях и в меньшей степени в листьях. В пресноводной среде кадмий в основном поглощается за счет абсорбции или адсорбции непосредственно из воды, в то же время морские организмы, напротив, поглощают кадмий из пищи. Эпидемиологические данные указывают на чрезвычайную опасность кадмия для человека.В связи с тем, что этот элемент весьма медленно выводится из человеческого организма (0,1% в сутки), отравление кадмием может принимать хроническую форму. Ее симптомы – поражение почек, нервной системы, легких, нарушение функций половых органов, боли в костях скелета. Имеются достоверные доказательства канцерогенной опасности кадмия. Сегодня подсчитано, что примерно у 5% населения США и Японии концентрация кадмия в организме достигла уже критического уровня. В одной сигарете содержится около 2 нг (10 -9 г) кадмия, а это значит, что у курильщика, выкуривающего пачку сигарет в день, в два раза по сравнению с некурящим, увеличен уровень кадмия в печени и почках. Согласно данным Института продуктов питания Австрии не ртуть и не свинец, а именно кадмий является самым опасным тяжелым металлом. Хром относится к элементам, с повсеместным распространением, его содержание в земной коре составляет 8,3·10 -3 %. Практически всегда хром встречается в трехвалентном состоянии (обычно в виде минерала хромита), однако месторождения крокоита, представляющего собой минерал, содержащий шестивалентный хром, были описаны еще М.В. Ломоносовым на Урале в середине XVIII века. Поступление хрома в окружающую среду происходит как из естественных источников (всасывание растениями из почвы, эрозия горных пород и почв, а также в весьма небольших масштабах с вулканическими выбросами), так и, главным образом, в результате антропогенной деятельности (использование хрома, сжигание угля, и, в меньшей степени, добыча руды и производство металла). Основными областями применения хрома являются производства феррохромовых 171 сплавов и легированной стали для нужд химической промышленности, нагревательных элементов электрических цепей, огнеупорных кирпичей, хромовой кислоты и хроматов, применяемых для синтеза красителей в текстильной промышленности, дубильных веществ в кожевенном производстве и т.д. Содержание аэрозолей, в состав которых входит хром, в зоне заводов по выплавке хромистых сталей достигает 1 мг/ м 3 (фоновое содержание должно быть 10 -6 мг/м 3 ). Частицы этих аэрозолей с ветром разносятся на большие расстояния и выпадают на поверхность Земли с атмосферными осадками. Установлено увеличение уровня содержания хрома в донных осадках за счет техногенных источников. Большие количества хрома могут содержаться в поверхностных и подземных водах в результате сбросов химических заводов и особенно предприятий по обработке металлов. Хром – один из наименее токсичных тяжелых металлов и некоторые виды млекопитающих способны без видимых последствий переносить 100 – 200-кратное увеличение содержание этого элемента в организме. В растительных и животных организмах хром всегда присутствует (он входит в состав ДНК), хотя вопрос, является ли этот элемент незаменимым питательным элементом для биологических объектов до сих пор не изучен. Некоторые, в частности лекарственные растения, способны его накапливать в значительных количествах (например, листья наперстянки). Концентрация хрома в продуктах питания широко варьирует: в мясе содержится до 60, в некоторых видах сыров – до 130, в орехах – до 140, а в яичном желтке – до 200 мг/кг. Очень высоки концентрации хрома в перце и пивных дрожжах. При воздействии на людей выделяют легочную и желудочную формы интоксикации. Отмечаются различные дерматиты, аллергические реакции, раздражение верхних дыхательных путей. Многочисленными эпидемиологическими исследованиями установлено, что у людей, профессионально контактирующих с хроматами чрезвычайно высока частота бронхогенного рака. Это позволило экспертам МАИР отнести хром и его соединения к группе 1 канцерогенного риска для человека. |