Вредные вещества. Определение токсических веществ, их классификация и степень опасности Нужна помощь по изучению какой-либы темы

Токсические вещества – это любые химические соединения (яды, наркотики), которые наносят вред организму человека. Эти соединения находятся в любом агрегатном состоянии – газ, жидкость, твердая субстанция. Их воздействие на организм бывает местным и общим, а признаки поражения проявляются сразу или отдаленно (через несколько недель, месяцев, лет).

Любые отравляющие соединения, которые появились в геосфере как результат деятельности человека, называются антропогенные токсические вещества.

Классификация отравляющих соединений

Разнообразие ядов природного или промышленного происхождения создает необходимость в разделении их на группы. Это имеет практическое значение – адекватное оказание первой помощи при отравлении токсическими веществами.

При воздействии отравляющих веществ нарушается физиологическая жизнедеятельность организма. В некоторых случаях это явление носит стойкий характер – профессиональное отравление. По своему течению они бывают острые (симптомы появляются сразу) и хронические – систематические отравление малыми дозами на протяжении длительного времени.

Физиологическая классификация токсических веществ:

1. Нервно-паралитические – зарин, VX, табун, зоман. Это самые высокотоксичные вещества, которые в настоящее время запрещены к производству и применению. Признаки отравления – снижение остроты зрения, слезотечение, сужение зрачка, боли в грудной клетке, частые сердечные сокращения. Резко затрудняется дыхание, появляется одышка, затем наступает спазм бронхов. В тяжелых случаях первые минуты появляются судороги, смерть наступает от паралича дыхательных мышц.
2. Кожно-нарывные – иприт, люизит. Попадают в организм при контакте с кожей, вызывая воспаление и отек. Вещества оказывают разностороннее поражение. Отличительная особенность – скрытый период до появления первых признаков отравления, минимум 4 часа. Первые симптомы – недомогание, повышение температуры тела. Затем проявляются поражения кожи – покраснения, нарывы, пузыри, сыпь, ожоги. Попадая в кровь, токсические вещества поражают нервную систему и вызывают общее отравление организма.
3. Общеядовитые – синильная кислота, окись углерода, цианистые соединения. Нарушают работу головного мозга, сердца, сосудов, легких. Симптомы – головокружение, тошнота, нарушение ритмов сердца, боли в грудной клетке по типу сердечного приступа, одышка. В тяжелых случаях – судороги, паралич дыхания, остановка сердца.
4. Удушающие – фосген, дифосген. Механизм действия – поражение дыхательной системы. Сначала возникает токсическое воспаление слизистой верхних дыхательных путей, затем развивается токсический бронхит и пневмония. В тяжелых случаях отек и ожог легких. Симптомы тяжелой интоксикации – температура 39° и выше, нехватка воздуха. Затем падает артериальное давление, учащается пульс, развивается коллапс. Смерть наступает от отека легких или осложнений – абсцесс, гангрена, бактериальная пневмония.
5. Химические вещества раздражающего действия – адамсит, хлорпикрин, хлорацетофенон, дифенилхлорарсин. При дыхании отрава попадает на слизистые глаз, носа, гортани, быстро всасывается в кровь и оказывает раздражающее действие на нервные окончания. Отличительная черта – человек испытывает сильные боли. Симптомы – жгучая боль в носу, горле, глазах, грудной клетке. Сильное слезотечение, насморк, одышка, чихание, кашель. Через полчаса боли стихают. Осложнения – конъюнктивит, тяжелый бронхит, отек легких.
6. Психохимические – BZ. Первые симптомы отравления появляются не позже 3 часов после попадания токсического вещества в организм – сонливость, снижение работоспособности. Затем учащается сердечный ритм, кожа и слизистые становятся сухими. Позже присоединяется заторможенность, нарушение речи. Период действия токсических веществ длится до 4 суток.

Одно и то же вещество по-разному влияет на организм. Микроэлементы и витамины, которые содержатся в продуктах питания, в умеренных дозах полезны для человека, в больших количествах становятся ядовитыми и представляют опасность.

Классификация по типу химических элементов:

1. Канцерогенные – никель, хром, асбест. Провоцируют механизмы зарождения и развития раковых клеток, ускоряют процесс распространения метастазов.
2. Мутагенные – ртуть, свинец. Влияние на организм человека проявляется в виде хромосомных поломок и генных мутаций. Эти микроэлементы действуют медленно, годами накапливаясь в организме.
3. Сенсибилизирующие – лекарственные препараты химического происхождения (антибиотики), пыль, аллергены. Ослабляют иммунную систему, повышают чувствительность к внешним раздражителям, приводят к аллергии.
4. Химические соединения – кислоты, щелочи. Вызывают хронические функциональные нарушения в организме, влияют на репродуктивную систему.

Классы опасности токсических веществ

Характеристика токсических веществ – это токсическое действие вредных веществ, степень поражения внутренних органов и систем и другие признаки, которые разделяют яды на классы опасности. Это условная величина, которая установлена в соответствии с нормативными документами. Каждое токсическое вещество принадлежит к определенному классу опасности.

1-й класс – чрезвычайно опасные токсические вещества. В перечень этих соединений входят:

• Плутоний – тяжелый радиоактивный металл. Он наиболее токсичен при попадании на кожу, при вдыхании или проглатывании приводит к раку легких, желудка. Имеет свойство накапливаться в костном мозге, приводя через много лет к нарушению кроветворения.
• Полоний – мягкий радиоактивный металл. Он высокотоксичен, вызывает лучевое поражение кожи. Моментально проникает внутрь организма, необратимо разрушает ткани.
• Бериллий – высокотоксичный твердый металл. Обладает канцерогенным и раздражающим действиям. Вызывает тяжелые поражения органов дыхания.

2-й класс – высоко опасные токсические вещества. Химические элементы и соединения:

• Мышьяк – хрупкий полуметалл. При попадании внутрь вызывает острые боли, рвоту, понос, поражает центральную нервную систему.
• Фтороводород – резко пахнущий бесцветный газ. Вызывает ожоги и изъязвления слизистых глаз, рта, дыхательных путей. При попадании на кожу симптомы проявляются не сразу. Через несколько часов начинается отек, боли и общее токсическое воздействие на организм.
• Свинец – легкоплавный металл. Поражает ЖКТ, суставы, кости. В больших концентрациях приводит к судорогам и потере сознания. У детей поражает мозг, как следствие, умственная отсталость.
• Хлор – галоген, ядовитый газ. Вызывает удушье, ожог легких.

3-й класс – умеренно опасные токсические вещества. Список соединений и веществ:

• Фосфаты – соли фосфорной кислоты. Активизируют раковые клетки, при беременности создают угрозу выкидыша или преждевременных родов, вызывают общее отравление организма.
• Никель – пластичный металл. Вызывает аллергические реакции, пигментные изменения кожи.
• Марганец – металл. При попадании внутрь нарушает обменные процессы и работу головного мозга, вызывает психические расстройства – раздражение, возбудимость и галлюцинации.

4-й класс – малоопасные токсические вещества. К ним относятся хлориды (соединения соляной кислоты) и сульфаты (соли серной кислоты).

Как отравляющие вещества попадают в организм

Пути поступления токсических веществ в организм разные и определяются от того, в каком состоянии находятся отравляющие соединения – газ, пар, жидкость, твердые частицы.

Чаще всего токсические элементы попадают через органы дыхания – слизистую оболочку носа, гортани, бронхи и легкие. Большая по площади альвеолярная система состоит из тонких мембран. В этом случае яды быстро попадают в кровь и разносятся по всему организму. Первой под удар попадает центральная нервная система. Проникающие яды – аэрозольные вещества. Их действие наступает в 20 раз быстрее, чем при приеме внутрь.

Второе место занимают отравления, при которых вещества попадают в желудочно-кишечный тракт с пищей и водой. Всасывание в желудке и кишечнике – это медленный процесс, поэтому до начала развития симптомов проходит некоторое время. Если в желудке была пища, процесс всасывания замедляется. Распространению токсических веществ препятствуют рецепторы в кишечнике и печень. Поэтому пищевые отравления менее опасны.

Кожа – это хороший защитный барьер. Поэтому через кожу проникают только те вещества, которые легко разрушают ее целостность. Снижает интенсивность проникновения потливость, повышенная влажность, солнечный загар.

Через слизистые оболочки токсические вещества проникают быстро и сразу в кровеносное русло.

Раневая поверхность – это идеальные входные ворота для отравляющих соединений. Мышечная ткань снабжена большим количеством капилляров, поэтому яды быстро распространяются по организму. При ожогах и обморожениях процесс всасывания замедляется.

С потенциально токсическими веществами человек сталкивается каждый день. Если их количество превышает показатели нормы, происходит отравление организма, степень которого зависит от дозы. Для обезвреживания отравляющих соединений вводят антидоты и проводят терапию, способствующую быстрому выведению ядов.

Промышленный яд - вредное химическое вещество, воздействию которого человек может подвергаться в условиях производственной деятельности.

К промышленным ядам относится большая группа химических веществ и соединений, которые в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов встречаются на производстве.

По характеру воздействия на организм вещества подразделяются на:

• - общетоксические - вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (центральную нервную систему, систему кроветворения), а также вызывающие патологические изменения печени и почек (угарный газ, свинец, ртуть, бензол);
• - раздражающие - вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов (хлор, аммиак, оксиды серы и азота, озон);
• - сенсибилизирующие - действующие как аллергены (формальдегид, растворители);
• - мутагенные - приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы);
• - канцерогенные - вызывающие злокачественные новообразования (ароматические углеводороды, хром, никель, асбест);
• - влияющие на репродуктивную функцию (ртуть, свинец, стирол).

Мутагенное, канцерогенное, влияние на репродуктивную функцию, а также ускорение старения, относят к отдаленным последствиям влияния химических соединений на организм. Это специфическое действие, которое проявляется спустя годы, и даже десятилетия.

Эта классификация не учитывает агрегатного состояния веществ, тогда как для большой группы аэрозолей, не обладающих выраженной токсичностью, следует выделить фиброгенный эффект действия на организм. К ним относятся аэрозоли кокса, алмазов, пыли животного и растительного происхождения, силикатосодержащие пыли. Попадая в органы дыхания, вещества этой группы повреждают слизистую оболочку верхних дыхательных путей, а задерживаясь в легких, приводят к развитию соединительной ткани в воздухообменной зоне и рубцеванию (фиброзу) легких. Наличие фиброгенного эффекта не исключает общетоксического воздействия аэрозолей.

Действие яда на ткань сопровождается различными изменениями. Действие яда называют местным , если изменения наблюдаются в месте соприкосновения яда с организмом, без заметной общей реакции последнего. Местное действие яда часто бывает кратковременным и его можно рассматривать как начальный этап общего процесса. При всасывании (резорбции) ядовитые вещества в токсических дозах проявляют общее действие .

Местное (раздражающее, прижигающее) действие на кожу и слизистые оболочки оказывают многие вещества разнообразного химического строения - едкие газы и пары (например, хлора, брома, йода, аммиака), едкие кислоты и щелочи, ряд органических веществ (кислоты - уксусная, щавелевая, фенолы, альдегиды).

Действие едких ядов не ограничивается только местным поражением; в зависимости от их характера, концентрации, продолжительности воздействия и места приложения в организме возникают расстройства функций, разнообразные по клиническому проявлению, интенсивности и исходу. Едкие газы и пары вызывают сильное раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, а если эти вещества проникают в легкие, в них развиваются тяжелые поражения (отек).

Общее действие ядов в значительной степени зависит от химического строения того или иного вещества.

В настоящее время известно около 7 млн химических веществ и соединений (далее - вещество), из которых 60 тыс. находят применение в деятельности человека. На международном рынке ежегодно появляется 500-1000 новых химических соединений и смесей.

Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Таблица 3.2.

Химические вещества (органические, неорганические, элементоорганические) в зависимости от их практического использования классифицируются:

• - на промышленные яды, используемые в производстве: например, органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин);
• - ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды (гексахлоран), инсектициды (карбофос) и др.;
• - лекарственные средства;
• - бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т.д.;
• - биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчел, скорпионов);
• - отравляющие вещества (ОВ): зарин, иприт, фосген и др. Ядовитые свойства могут проявить все вещества, даже такие, как поваренная соль в больших дозах или кислород при повышенном давлении. Однако к ядам принято относить лишь те вещества, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших количествах.

К промышленным ядам относится большая группа химических веществ и соединений, которые в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов встречаются в производстве.

В организм промышленные химические вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу. Однако основным путем их поступления являются легкие. Помимо острых и хронических профессиональных интоксикаций промышленные яды могут вызывать снижение устойчивости организма и повышение общей заболеваемости.

Бытовые отравления чаще всего возникают при попадании яда в желудочно-кишечный тракт (ядохимикатов, бытовых химикатов, лекарственных веществ). Возможны острые отравления и заболевания при попадании яда непосредственно в кровь, например, при укусах змеями, насекомыми и при инъекциях лекарственных веществ.

Токсическое действие вредных веществ характеризуется показателями токсикометрии, в соответствии с которыми вещества классифицируют на чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные. Эффект токсического действия различных веществ зависит от количества попавшего в организм вещества, его физических свойств, длительности поступления, химизма взаимодействия с биологическими средами (кровью, ферментами). Кроме тот, он зависит от пола, возраста, индивидуальной чувствительности, путей поступления и выведения, распределения в организме, а также метеорологических условий и других сопутствующих факторов окружающей среды.

Общая токсикологическая классификация вредных веществ приведена в табл. 3.3.

Таблица 3.3. Токсикологическая классификация вредных веществ

Яды наряду с общей обладают избирательной токсичностью, т.е. они представляют наибольшую опасность для определенного органа или системы организма. По избирательной токсичности выделяют яды:

• - сердечные с преимущественным кардиотоксическим действием; к этой группе относят многие лекарственные препараты, растительные яды, соли металлов (бария, калия, кобальта, кадмия);
• - печеночные, среди которых особо следует выделить хлорированные углеводы, яды, содержащиеся в грибах, фенолы, и альдегиды;
• - кровяные, к которым относятся анилин и его производные, нитриты, мышьяковистый водород;
• - легочные, в которые входят оксиды азота, озон, фосген и др.

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

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

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

Средняя смертельная доза ЛЩ0 - доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок.

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу ЛД!-0 -доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном нанесении на кожу.

Порог хронического действия 1лт(Т- минимальная (пороговая) концентрация вредного вещества, вызывающая вредное действие в хроническом эксперименте по 4 ч 5 раз в неделю па протяжении не менее 4 мес.

Порог острого действия 1Атас - минимальная (пороговая) концентрация вредного вещества, вызывающая изменения биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций.

Зона острого действия 2ас - отношение средней смертельной концентрации ЛК50 к порогу острого действия Ытаас:

Это соотношение показывает диапазон концентраций, оказывающих действие на организм при однократном поступлении, от начальных до крайних, влияющих наиболее неблагоприятно.

Зона хронического действия Zcr - отношение порога острого действия Limm. к порогу хронического действия Limr/;

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 концентраций, вызывающих острое отравление.

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

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны ПДКр;(- такая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или другой продолжительности, но не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования, в процессе работы пли в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Рис. 3.1.

Д (К) - доза (концентрация)

Величина ПДКрз устанавливается на уровне в два-три раза ниже, чем порог хронического действия. Такое снижение называется коэффициентом запаса (K.J.

Зависимость биологического действия химических веществ от токсикологических показателей представлена на рис. 3.1.

В табл. 3.4 приведена классификация вредных веществ по классам опасности.

Таблица 3.4.

В реальных условиях в воздухе присутствует, как правило, несколько химических веществ, которые могут оказывать комбинированное воздействие на организм человека. Различают три возможных эффекта (рис. 3.2) комбинированного воздействия химических веществ на организм человека:

1 - суммация (аддитивность) - явление суммирования эффектов, индуцированных комбинированным действием;

Рис. 3.2.

• 2 - потенцирование (синергизм) - усиление эффекта воздействия (эффект, превышающий суммацию);
• 3 - антагонизм - эффект комбинированного воздействия меньше ожидаемого при суммации.

Нормирование комбинированного действия

отвечает случаю аддитивности.

При потенцировании используют формулу

где Х,- - поправка, учитывающая усиление эффекта; С, - фактические концентрации химических веществ в воздухе рабочей зоны; ПДК, - их предельно допустимые концентрации.

Нормирование качества воды рек, озер и водохранилищ проводят в соответствии с Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения № 4630-МЗ СССР по двум категориям водоемов: I - хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения; II - рыбохозяйственного назначения.

Правила устанавливают нормируемые значения для следующих параметров воды водоемов: содержание плавающих примесей и взвешенных веществ, запах, привкус, окраска и температуры воды, значение рН, состав и концентрации минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, биологическая потребность воды в кислороде, состав и ПДК, ядовитых и вредных веществ и болезнетворных бактерий.

Лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения используют трех видов: санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический; для водоемов рыбохозяйственного назначения наряду с указанными используют еще два вида ЛПВ - токсикологический и рыбохозяйственный.

В табл. 3.5 представлены ПДКВ некоторых веществ для водоемов.

Санитарное состояние водоема отвечает требованиям норм при выполнении следующего соотношения:

где Ст - концентрация вещества /-го ЛПВ в расчетном створе водоема; ПДК, - предельно допустимая концентрация 1-го вещества.

Для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения проверяют выполнение трех, а для водоемов рыбохозяйственного назначения - пяти неравенств. При этом каждое вещество можно учитывать только в одном неравенстве.

Таблица 3.5.

Гигиенические и технические требования к источникам водоснабжения и правила их выбора в интересах здоровья населения регламентируются ГОСТ 2761-84. Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения указаны в санитарных правилах и нормах СанПиН 2.1.4.559-96 и СанПиН 2.1.4.544-96, а также ГН 2.1.5.689-98.

Нормирование химическою загрязнения почв осуществляется по предельно допустимым концентрациям (ПДКП). Это концентрация химического вещества в пахотном слое почвы, мг/ кг, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательной) влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы. По своей величине ПДКП значительно отличается от принятых допустимых концентраций для воды и воздуха. Это отличие объясняется тем, что поступление вредных веществ в организм непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях в незначительных количествах, в основном через контактирующие с почвой среды (воздух, воду, растения).

Регламентирование загрязнения осуществляется в соответствии с нормативными документами. Различают четыре разновидности ПДК" (табл. 3.6) в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды: ТВ - транслокационный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений; МА - миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу; МВ - миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водные источники; ОС - общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и микробиоценоз. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест проводится по методическим указаниям МУ 2.1.7.730-99.

Таблица 3.6.

Для оценки содержания вредных веществ в почве проводят отбор проб на участке 25 м2 в 3-5 точках по диагонали с глубины 0,25 м, а при выяснении влияния загрязнения на грунтовые воды - с глубины 0,75-2 м в количестве 0,2-1 кг. В случае применения новых химических соединений, для которых отсутствует ПДКП, рассчитывают временные допустимые концентрации:

где ПДКмр - предельно допустимая концентрация для продуктов питания (овощных и плодовых культур), мг/кг.

К профессиональным заболеваниям, вызываемым воздействием вредных веществ, относятся острые и хронические интоксикации, протекающие с изолированным или сочетанным поражением органов и систем: токсическое поражение органов дыхания (ринофаринголарингит, эрозия, перфорация носовой перегородки, трахеит, бронхит, пневмосклероз и др.); токсическая анемия, токсический гепатит, токсическая нефропатия; токсическое поражение нервной системы (полиневропатия, неврозоподобные состояния, энцефалопатия); токсическое поражение глаз (катаракта, конъюктивит, кератоконъюктивит); токсическое поражение костей (остеопороз, остеосклероз). В ту же группу входят болезни кожи: металлическая, фторопластовая (тефлоновая) лихорадка, аллергические заболевания, новообразования.

Следует иметь в виду возможность развития профессиональных опухолевых заболеваний, особенно органов дыхания, печени, желудка и мочевого пузыря, лейкозов при длительных контактах с продуктами перегонки каменного угля, нефти, сланцев, с соединениями никеля, хрома, мышьяка, винил-хлоридом, радиоактивными веществами и т.д., а также профессиональных заболеваний, вызываемых воздействием промышленных аэрозолей: пневмокоииозы (силикоз, силикатозы, металлокониозы, карбокониозы, пневмокониозы от смешанной пыли, пневмокониозы от пыли пластмасс), биссиноз, хронический бронхит.

В среде обитания происходит постоянный рост частоты профессиональных заболеваний аллергической природы: конъюктивиты и риниты, бронхиальная астма и астматический бронхит, токсикодермия и экзема, токсикоаллергический гепатит при воздействии химических веществ - аллергенов. Среди них существенное место занимают лекарственные препараты, например витамины и сульфаниламиды, вещества биологической природы (гормональные и ферментные препараты и т.д.).

Факторы среды обитания, распространенные в условиях населенных мест, могут приводить к росту общих заболеваний, развитие и течение которых провоцируется неблагоприятным влиянием окружающей среды. К ним относятся респираторно-аллергические заболевания органов дыхания, болезни сердечно-сосудистой системы, печени, ночек, селезенки, нарушение детородной функции женщин, увеличение числа детей, родившихся с пороками, снижение половой функции мужчин, рост онкологических заболеваний.

В классификации по токсическому (вредному) эффекту воздействия на организм человека химические вещества разделяют на общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию.

Общетоксические химические вещества (углеводороды, сероводород, синильная кислота, тетраэтилсвинец) вызывают расстройства нервной системы, мышечные судороги, влияют на кроветворные органы, взаимодействуют с гемоглобином крови.

Раздражающие вещества (хлор, аммиак, оксид азота, фосген, сернистый газ) воздействуют на слизистые оболочки и дыхательные пути.

Сенсибилизирующие вещества (антибиотики, соединения никеля, формальдегид, пыль и др.) повышают чувствительность организма к химическим веществам, а в производственных условиях приводят к аллергическим заболеваниям.

Канцерогенные вещества (бензпирен, асбест, никель и его соединения, окислы хрома) вызывают развитие всех видов раковых заболеваний.

Химические вещества , влияющие на репродуктивную функцию человека (борная кислота, аммиак, многие химические вещества в больших количествах), вызывают возникновение врожденных пороков развития и отклонений от нормального развития у потомства, влияют на внутриутробное и послеродовое развитие потомства.

Мутагенные вещества (соединения свинца и ртути) оказывают воздействие на неполовые (соматические) клетки, входящие в состав всех органов и тканей человека, а также на половые клетки. Мутагенные вещества вызывают изменения (мутации) в генотипе человека, контактирующего с этими веществами. Число мутаций увеличивается с дозой, и если мутация возникла, она носит стабильный характер и передается из поколения в поколение в неизмененном виде. Такие индуцированные химическими веществами мутации носят ненаправленный характер. Их груз вливается в общий груз спонтанных и ранее накопленных мутаций. Генетические эффекты от мутагенных факторов носят отсроченный и длительный характер. При воздействии на половые клетки мутагенное влияние сказывается на последующих поколениях, иногда в очень отдаленные сроки.

Вредное биологическое действие химических веществ начинается с определенной пороговой концентрации. Для количественной оценки вредного воздействия на человека химического вещества используются показатели, характеризующие степень его токсичности. К таким показателям относятся средняя смертельная концентрация вещества в воздухе (ЛК50); средняя смертельная доза (ЛД50); средняя смертельная доза при нанесении на кожу (ЛДК50); порог острого действия (LimО.Д); порог хронического действия (LimХ.Д); зона острого действия (ZО.Д); зона хронического действия (Z Х.Д), предельно допустимая концентрация.

Гигиеническое нормирование, т. е. ограничение содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны до предельно допустимых концентраций (ПДКрз) применяют для ограничения неблагоприятного воздействия вредных веществ. В связи с тем, что требование полного отсутствия промышленных ядов в зоне дыхания работающих часто невыполнимо, особую значимость приобретает гигиеническая регламентация содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГН 2.2.5.1313-03 “Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны”, ГН 2.2.5.1314-03 “Ориентировочные безопасные уровни воздействия”).

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКРЗ) - концентрация вещества, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или другой продолжительности, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

ПДКРЗ, как правило, устанавливают на уровне в 2–3 раза более низком, чем порог хронического действия. При выявлении специфического характера действия вещества (мутагенного, канцерогенного, сенсибилизирующего) ПДКРЗ снижают в 10 раз и более.

Первая мировая война. Долина реки Ипр в Бельгии покрыта рядами проволочных заграждений и изрезана траншеями. Все атаки частей немецкой армии отражаются хорошо организованной обороной англо-французских войск.

22 апреля 1915 г. в 17 часов со стороны немецких позиций у поверхности земли между пунктами Бикштуте и Лангенмарк появилась полоса серо-зеленоватого тумана. Через несколько минут этот необычный туман гигантской волной накрыл позиции французских колониальных частей. т необычный туман гигантской волной накрыл позиции французских колониальных частей. Находившиеся в траншеях солдаты и офицеры неожиданно стали задыхаться: ядовитый газ хлор, образовавший этот туман обжигал органы дыхания, разъедал легкие. Пораженные газом падали, непораженные, бессильные перед ядовитым газом и охваченные паникой, бежали. Немецкие войска на фронте шесть километров за пять минут выпустили около 180 000 кг хлора. В результате газовой атаки было поражено 15000 человек. Около 5000 умерло; фронт на протяжении восьми километров был порван…

Целый ряд химических соединений при попадании в организм человека вызывает в нём патологические изменения, которые приводят к временной потере работоспособности, заболеванию или гибели человека.

Отравляющими веществами могут быть различные ядовитые химические соединения.

Отравляющие вещества кроме поражения людей отравляют воздух, местность, воду, а также боевую технику, обмундирование, продовольствие и др. Все эти объекты, степень зараженности которых определяется концентрацией или плотностью заражения, в свою очередь могут быть причиной поражения людей.

Токсичность химических соединений характеризуется пороговой концентрацией, пределом переносимости и токсической дозой (токсодозой).

Пороговая концентрация – это наименьшее количество вещества, которое при попадании в организм человека может вызвать ощутимый физиологический эффект. В этом случае поражённые ощущают лишь первичные признаки поражения и сохраняют работоспособность.

Предел переносимости – это максимальная концентрация, которую человек может выдержать определённое время без устойчивого поражения. На практике в качестве предела переносимости используется предельно допустимая концентрация (ПДК). Это такая концентрация, которая при постоянном воздействии на человека в течении рабочего дня не может вызвать через длительный промежуток времени патологических изменений или заболеваний. Она, как правило, относится к восьмичасовому рабочему дню.

Токсодоза является количественной оценкой токсичности вредных веществ. Различают смертельные и пороговые токсодозы.

Смертельная токсодоза (LD) – это такое количество вещества, которое при попадании в организм вызывает смертельный исход с определенной вероятноятью. Токсодоза, вызывающая гибель 100% пораженных, называется абсолютной смертельной токсодозой (LD100), а токсодоза, вызывающая гибель 50% пораженных, называется средней смертельной токсодозой (LD50).

Пороговая токсодоза (PD) – это такое количество вещества, которое при попадании в организм вызывает начальные признаки поражения с определенной вероятностью. В практике более широкое применение находит средняя пороговая токсодоза (PD50), которая вызывает начальные признаки поражения у 50% людей, пораженных токсичным веществом.

Физические свойства

Для отравляющих веществ важное значения имеют их физические свойства: агрегатное состояние, летучесть, растворимость в воде и органических растворителях, возможность диспергирования.

По агрегатному состоянию при обычных условиях отравляющие вещества могут быть в виде газа, жидкости или твердыми. Агрегатное состояние определяет способ перевода отравляющего вещества в боевое состояние. Одним из свойств отравляющих веществ является объемное действие, т.е. способность поражать не только на определенном участке местности, но и в приземном слое воздуха.

Классификация токсичных веществ Создать единую, универсальную классификацию ядовитых веществ практически невозможно. Специалисты различного профиля в основу классификации применяют наиболее характерные с точки зрения данного профиля свойства и особенности ядовитых веществ. В настоящее время наиболее распространены две классификации: токсикологическая и клиническая (физиологическая).

По степени токсичности при ингаляционном (через органы дыхания) и пероральном (через желудочный тракт) путях поступления в организм человека все химические соединения можно разделить на 6 групп.

К чрезвычайно токсичным и высокотоксичным химическим веществам относят:

Некоторые соединения тяжелых металлов: ртути, свинца, кадмия, селена, никеля, цинка и др. ;

Соединения, содержащие цианистую группу: синильная кислота и ее соли;

Соединения фосфора и фосфорно-органические соединения;

Галогены: хлор, бор;

К сильно токсичным химическим веществам относят:

Минеральные и органические кислоты (серная, азотная, уксусная, фосфорная и др.);

Щелочи (аммиак, едкий калий и др.);

Соединения серы;

Хлористый и бромистый метил;

Некоторые спирты и альдегиды кислот;

Хлористый и бормистый метил;

Органические и неорганические аминосоединения: анилин, тробензол, нитротоуол, фенолы и их производные.

Классификация по токсическому действию группирует отравляющее

вещества по результатам их воздействия на организм и внешним признакам поражения. В данном реферате мы рассмотрим отравляющие вещества общеядовитого действия. Это – синильная кислота, хлорциан, мышьяковитый водород, фосфористый водород, окись углерода, фторорганические соединения. Все эти вещества вызывают общее отравление организма, хотя механизм их действия и признаки поражения совершенно различны. Рассмотрим некоторые из них.

Синильная кислота (HCN) – бесцветная жидкость с запахом горького миндаля, температура кипения + 25,7. С, температура замерзания –13,4. С, плотность пара по воздуху 0,947. Легко проникает в пористые строительные материалы, изделия из дерева, адсорбируется многими пищевыми продуктами. Перевозится и хранится в жидком состоянии. Смесь паров синильной кислоты с воздухом (6:400) может взорваться. Сила взрыва превосходит тротил.

В промышленности синильная кислота применяется для производства органического стекла, каучуков, волокон, орлан и нитрон, пестицидов. Несмотря на запрет, широко применяется для уничтожения насекомых и грызунов в зернохранилищах, складах и на кораблях.

В организм человека синильная кислота попадает через органы дыхания, с водой, продуктами питания и через кожу.

Механизм действия синильной кислоты на организм человека состоит в нарушении внутриклеточного и тканевого дыхания вследствие подавления активности железосодержащих ферментов ткани.

Молекулярный кислород из лёгких к тканям поставляется гемоглобином крови в виде комплексного соединения с ионом железа Hb (Fe2+) O2. В тканях кислород гидрируется в группу (ОН), а затем взаимодействует с фементом цитро хромоксидазы, который представляет собой сложный белок с ионом железа Fe2+ Иотон Fe2+ отдаёт кислороду электрон самоокисляется в ион Fe3+ и связывается с группой (ОН)

Так происходит передача кислорода из крови в ткани. В дальнейшем кислород участвует в окислительных процессах ткани, а ион Fe3+ приняв электрон от других цитохромов восстанавливается в ион Fe2+ который вновь готов взаимодействовать с гемоглобином крови.

Если же в ткани попадает синильная кислота, то она сразу же взаимодействует с железосодержащей ферментной группой цитохромоксидазы и в момент образования иона Fe3+происходит присоединение к нему цианистой группы (CN) вместо гидроксильной группы (ОН). В дальнейшем железосодержащая группа фермента в отборе кислорода из крови не участвует. Так нарушается клеточное дыхание при попадании синильной кислоты в организм человека. При этом не нарушено ни поступление кислорода в кровь, ни перенос его гемоглобином к тканям.

Артериальная кровь насыщается кислородом, переходит в вены, что выражается в ярко-розовой окраске кожных покровов при поражении синильной кислотой.

Для организма наибольшую опасность представляет вдыхание паров синильной кислоты, так как они кровью разносятся по всему организму, вызывая подавление окислительных реакций во всех тканях. При этом гемоглобин крови не поражается, так как ион Fe2+ гемоглобина крови не взаимодействует с цианистой группой.

Отравление лёгкой степени возможны при концентрации 0,04- 0,05 мг/л и времени действия более 1 часа. Признаки отравления: ощущение запаха горького миндаля, металлический привкус во рту, царапанье в горле.

Отравления средней степени возникают при концентрации 0,12 – 0,15 мг/л и экспозиции 30 – 60 минут. К выше названным симптомам добавляются ярко-розавая окраска слизистых оболочек и кожи лица, тошнота, рвота, нарастает общая слабость, появляется головокружение, нарушается координация движений, наблюдается замедление сердцебиений, расширение зрачков глаз.

Тяжёлые отравления возникают при концентрации 0,25 – 0,4 мг/л и экспозиции 5 – 10 минут. Они сопровождаются судорогами с полной потерей сознания, сердечной аритмией. Затем развивается паралич и полностью останавливается дыхание.

Смертельной концентрацией синильной кислоты принято считать 1,5 – 2 мг/л при экспозиции 1 мин или 70 мг на человека при поподании в организм с водой или с пищей.

Получение синильной кислоты:

Получение синильной кислоты осуществляется в крупных промышленных масштабах многими способами. Приведённые ниже три способа имеют наибольшее значение.

Взаимодействие окиси углерода с аммиаком в присутствии катализатора – окиси алюминия:

CO + NH3=HCN + H2O

Совместное окисление метана и аммиака кислородом воздуха в присутствии платино-родиевого катализатора:

2CH4 + 2NH3 + 3O2=2HCN + 6H2O

Обработка цианидов серной кислотой.