Ахмеджанов Р.Р., Кудинова С.И. Основы токсикологии

Подождите немного. Документ загружается.

Ахмеджанов Р. Р., Кудинова С. И. Основы токсикологии:

Учеб. пособие. /Том. политех. университет. – Томск, 2003. – 84 с.

временном оказании помощи пострадавшие ощущают головокружение, го-

ловную боль, тошноту, светобоязнь; могут сохраняться нарушения скелетной

мускулатуры.

Непосредственной причиной смерти при электротравме являются оста-

новка дыхания и остановка сердца.

Таблица 2

Действие электрического тока на организм человека

(при положении электродов: рука – рука или рука – нога)

(В. С. Кулебакин, В. Т. Морозов)

Сила

тока, мА

Характер восприятия

Переменный ток (59 – 60~Гц) Постоянный ток

0,6–1,5 Начало ощущения,

легкое дрожание пальцев рук

Не ощущается

2–3 Сильное дрожание пальцев рук –//– –//–

5–10 Судороги в руках Зуд, ощущение нагрева

12–15

уки трудно оторвать от электродов,

сильные боли в пальцах, кистях рук.

Состояние терпимо 5–10 с

Усиление нагрева

20–25

уки парализуются немедленно,

«неотпускающий» ток.

Очень сильные боли.

Затрудняется дыхание.

Состояние те

пимо не более 5 с

Еще большее усиление

нагрева.

Незначительное сокращение

мышц рук

50–80 Паралич дыхания.

Начало трепетания

желудочков сердца

Сильное ощущение нагрева.

Сокращение мышц рук.

Судороги.

Затруднение дыхания

90–100 Паралич дыхания.

При длительности 3 с паралич сердца

или устойчивое трепетание желудочков

Паралич дыхания

3000

и более

Паралич дыхания и сердца

при воздействии более 0,1 с.

Разрушение тканей тела

образовавшимся джоулевым теплом

–//– –//–

Ахмеджанов Р. Р., Кудинова С. И. Основы токсикологии:

Учеб. пособие. /Том. политех. университет. – Томск, 2003. – 84 с.

10. Аллергены

Аллергия (от греч. allos – иной, ergon – действую) – иммунная реакция

организма на какие-либо вещества антигенной или гаптенной природы, со-

провождающаяся повреждением структуры и функции клеток, тканей и ор-

ганов.

Причиной развития аллергических заболеваний является аллерген, усло-

виями их возникновения – определенные условия внешней среды и состоя-

ние реактивности организма. Необходимо отметить, что аллергия развивает-

ся лишь при повторном контакте с аллергеном. Возникает не защита орга-

низма от антигена как от чужеродного белка, а другая, «извращенная» реак-

ция – аллергия, приводящая к повреждению организма.

Аллергенами называют вещества, вызывающие развитие аллергической

реакции. Аллергены обладают чужеродностью. По химической структуре ал-

лергены являются высокомолекулярными веществами – белками, белково-

полисахаридными комплексами, белково-липидными комплексами (чужерод-

ный белок, пыльца трав, сок растений, домашняя и промышленная пыль и т. д.).

Кроме того, ряд низкомолекулярных веществ органической и неорганиче-

ской природы: лекарства и их метаболиты, химические реагенты, используе-

мые в промышленности, йод, бром, хром, никель и т. д. (так называемые

гаптены) после соединения с белками тканей организма становятся антиге-

нами (так называемые комплексные антигены). В основе неблагоприятного

действия аллергии на организм лежит повреждающее действие комплексов

«антиген-антитело» или «антиген-лимфоцит» на клетки и ткани.

Различают аллергены:

– бытовые (неорганические и органические вещества микробного, расти-

тельного и животного происхождения: домашняя пыль, шерсть и перхоть жи-

вотных, пух домашних птиц, постельные клещи, моющие средства;

– грибковые;

– животного происхождения (яды и помет перепончатокрылых, клещи, ма-

териалы из шерсти животных, корм для рыб);

– лекарственные (вакцины, сыворотки, инсулин, препараты мышьяка, йо-

да, ртути, сульфаниламиды, витамины, антибиотики и т. д.), а также промыш-

ленные (различные химические вещества органической и неорганической

природы);

– пищевые (коровье молоко, белки куриных яиц, мясо, рыба, ракообраз-

ные, цитрусовые, кофе, орехи, мед);

– растительные (пыльца, сок растений).

Аллергическая реактивность (чувствительность к аллергенам) определя-

ется наследственными особенностями организма и факторами внешней сре-

ды. В среднем аллергические заболевания охватывают около 10 % населения

земного шара.

Ахмеджанов Р. Р., Кудинова С. И. Основы токсикологии:

Учеб. пособие. /Том. политех. университет. – Томск, 2003. – 84 с.

К факторам внешней среды, способствующим аллергизации населения,

относятся:

− обязательная вакцинация против инфекционных заболеваний;

− широкое использование сывороток в лечебных целях;

− значительный рост простых и сложных химических веществ, потен-

циальных аллергенов, окружающих человека (лекарства, гербициды, пести-

циды, препараты бытовой химии, воздух и вода, загрязненные промышлен-

ными отходами).

Необходимо отметить, что проблема профилактики неблагоприятного

воздействия различных вредных химических веществ на человеческий орга-

низм в большинстве случаев достаточно эффективно решается путем контро-

ля концентраций и нормирования их содержания в окружающей среде (пре-

дельно допустимые концентрации вещества, устанавливаемые на основе за-

кономерностей «доза – токсический эффект» и его токсикометрических ха-

рактеристик). В то же время, на наш взгляд, (при современном уровне разви-

тия науки и техники) пока не представляется возможным решение проблем

профилактики аллергических заболеваний, вызываемых антропогенным хи-

мическим загрязнением окружающей среды, на основе нормирования содер-

жания химических веществ. Это связано с тем, что в большинстве случаев

невозможно выявить четкой прямой зависимости «концентрация – аллерги-

ческий эффект», аллергическая реактивность в большинстве случаев опреде-

ляется индивидуальной чувствительностью и наследственными особенно-

стями и во многом зависит от сопутствующего внешнего фона. Многие ве-

щества приобретают аллергогенные свойства после ряда превращений в ок-

ружающей среде, т. е. зачастую достаточно трудно прогнозировать возмож-

ное аллергогенное воздействие веществ на организм.

11. Суперэкотоксиканты

В настоящее время в отдельную группу вредных веществ выделяют так

называемые суперэкотоксиканты (СЭТ) – это вещества, которые в чрезвы-

чайно малых дозах оказывают мощное токсическое действие широкого спек-

тра (т. е. одновременно по нескольким механизмам). Для СЭТ абсолютно те-

ряет смысл понятие предельно допустимых концентраций. Кроме того, они

резко повышают чувствительность живых организмов к другим, менее ток-

сичным веществам.

К суперэкотоксикантам относятся диоксины, дибензофураны, бензан-

трацены, нитрозамины, нафтиламины.

Большую группу диоксинов и диоксинподобных соединений составляют

как сами полихлорированные дибензо-р-диоксины (ПХДД) и дибензофураны

(ПХДФ), так и полихлорированные бифенилы (ПХБ), поливинилхлорид

(ПВХ) и ряд других веществ, содержащих в своей структуре атомы хлора.

Ахмеджанов Р. Р., Кудинова С. И. Основы токсикологии:

Учеб. пособие. /Том. политех. университет. – Томск, 2003. – 84 с.

Диоксины даже в малых концентрациях поражают практически все

формы живой материи – от бактерий до теплокровных. В организме тепло-

кровных диоксин первоначально попадает в жировые ткани, а затем перерас-

пределяется, накапливаясь преимущественно в печени, затем и в других ор-

ганах. Его разрушение в организме незначительно: он выводится неизмен-

ным в виде комплексов неустановленной пока природы. Период полувыве-

дения колеблется от нескольких десятков дней (мыши) до года и более (при-

маты) и обычно возрастает при медленном поступлении в организм.

При остром отравлении животных наблюдаются признаки общетоксиче-

ского действия диоксина: потеря аппетита, физическая и половая слабость,

хроническая усталость, депрессия и быстрая потеря веса. Гибель наблюдает-

ся через несколько дней или даже через несколько десятков дней, в зависи-

мости от дозы яда и скорости его поступления в организм.

В нелетальных дозах диоксин вызывает тяжелые специфические заболе-

вания. У высокочувствительных особей первоначально появляется заболева-

ние кожи – хлоракне (поражение сальных желез, сопровождающееся воспа-

лительными процессами в коже и образованием незаживающих язв. Более

сильное поражение диоксином приводит к нарушению обмена порфиринов

(предшественников гемоглобина) и активных групп железосодержащих фер-

ментов (цитохромов), к развитию порфирии. Порфирия проявляется в высо-

кой фоточувствительности кожи, она становится хрупкой, покрывается мик-

ропузырьками. При хроническом отравлении диоксином развиваются раз-

личные заболевания, связанные с поражениями печени, иммунной системы

и центральной системы.

Диоксины не производятся промышленностью. Они появляются при

производстве других химических веществ в виде примесей. Например, при

производстве хлорсодержащих пестицидов, хлорсодержащих пластификато-

ров и других продуктов. Диоксины появляются там, где используется хлор

(предприятия целлюлозно-бумажной промышленности – при отбеливании

бумаги).

Еще один источник поступления диоксинов в окружающую среду – на-

рушение правил захоронения, утилизации промышленных отходов (напри-

мер, поливинилхлорида) и сжигания бытовых отходов. Источниками диокси-

нов являются и лесные пожары.

Диоксины обнаружены везде: в воздухе, почве, донных отложениях, ры-

бе, молоке (в том числе и грудном), овощах и т. д. Это объясняется их высо-

кой устойчивостью к химическому и биологическому разложению, что по-

зволяет им сохраняться в окружающей среде в течение десятков лет и пере-

носиться по пищевым цепям.

Таким образом, основная опасность диоксинов заключается в их спо-

собности накапливаться в живых организмах и вызывать отдаленные послед-

ствия – хронические отравления малыми дозами (в том числе оказывать эм-

бриотоксическое и тератогенное действие).

Ахмеджанов Р. Р., Кудинова С. И. Основы токсикологии:

Учеб. пособие. /Том. политех. университет. – Томск, 2003. – 84 с.

Диоксины отличаются высокой степенью токсичности (превышающей

токсичность цианистого калия в десятки тысяч раз и в сотни раз – токсич-

ность стрихнина). Из известных в настоящее время 75 ПХДД наиболее опас-

ным является 2, 3, 7, 8-тетрахлордибензо-р-диоксин. Его токсичность приня-

та за единицу (маркерный агент) и введено понятие «диоксинового эквива-

лента» (ДЭ). Это дает возможность оценки токсичности других диоксинов

и их смесей.

Содержание ПХДД и ПХДФ в различных объектах окружающей среды

крайне мало и находится на уровне фг/м

в воздухе (ф – фемто 10

-15

) и не-

скольких нг/кг (н – нано 10

-9

) в почвах и донных отложениях. Для диоксинов

не существует «порога действия»: даже одна молекула способна спровоциро-

вать серьезные повреждения внутриклеточных структур. Это приводит

к трудностям в установлении адекватных нормативов на диоксины и подоб-

ные им вещества. В литературе приводятся данные о допустимой суточной

дозе поступления диоксинов в водопроводной воде (ФРГ, Канада, США)

в количестве 0,01 пкг/л (п – пико 10

-12

. В России она составляет 20 пкг/л.

В мировой практике принято считать относительно безопасными концентрации

диоксинов в различных объектах природной среды на уровне 10

-9

– 10

-12

г/кг.

Ахмеджанов Р. Р., Кудинова С. И. Основы токсикологии:

Учеб. пособие. /Том. политех. университет. – Томск, 2003. – 84 с.

Часть II

НОРМИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Введение

Проблема профилактики неблагоприятного воздействия факторов окру-

жающей среды на здоровье человека стоит на одном из первых мест (если не

на первом) среди других общемировых проблем. Это связано с быстрым на-

растанием числа и силы различных по своей природе факторов – химиче-

ских, физических, биологических, социальных. Усложняется спектр и режим

их воздействия, возможность одновременного воздействия

на человека.

С другой стороны, следует отметить многообразие патологических состоя-

ний у человека (в том числе ранее неизвестных и неизученных), возникаю-

щих под влиянием этих факторов.

Особое место занимают многочисленные химические соединения, ши-

роко используемые человеком.

Современная химия определяет развитие ключевых направлений во всей

системе производительных сил. Поэтому необходим выбор стратегии профи-

лакти

ки для предупреждения и развития ближайших и отдаленных неблаго-

приятных эффектов влияния вещества на организм че

ловека, его потомство

и окружающую среду. Простым запретом выпуска ряда химических веществ

решить проблему на сегодняшний день весьма трудно в силу комплекса по-

литических, экологических, социальных, экономических и технологических

причин, хотя известен ряд запретов по выпуску некоторых канцерогенов,

пестицидов, биологически активных веществ.

Несовершенство используемых технологий как в технологическом, так

и в экологическом о

тношениях, невозможность изъ

ятия из производственной

сферы многих необходимых для современной цивилизации химических ве-

ществ определяют необходимость введения и неукоснительного соблюдения

нормативов качества окружающей среды.

1. Санитарно-гигиеническое и экологическое нормирование

Нормирование поступления загрязняющих веществ в окружающую сре-

ду долгое время носило ярко выраженный

антропогенный характер. Оно бы-

ло направлено на решение единственной задачи – ограничение выбросов

и сбросов вредных веществ до концентраций не опасных для человека, т. е.

не превышающих предельно допустимых концентраций (ПДК).

Ахмеджанов Р. Р., Кудинова С. И. Основы токсикологии:

Учеб. пособие. /Том. политех. университет. – Томск, 2003. – 84 с.

Однако ясно, что подход к решению вопросов защиты окружающей

природной среды только с точки зрения ограничения выбросов и сбросов,

соблюдения ПДК (при всей его важности) не позволяет объективно контро-

лировать и оценивать последствия выбросов и сбросов в масштабах экоси-

стемы. Ориентация на нормативы ПДК привела к тому, что проблему их

обеспечения стали «решать» почти исключительно путем более эффективно-

го и целенаправленного рассеивания загрязняющих веществ: разбавления

стоков чистой водой, выброс газообразных и аэрозольных компонентов через

дымовые трубы большой высоты.

Последствия такого подхода для природных экосистем хорошо просле

живается на примере изменения географии кислотных осадков. До середины

XX в. проблема закисления осадков носила локальный характер, но после на-

чала строительства высоких дымовых труб она приобрела крупнорегиональ-

ный характер, например в скандинавских стран

ах.

Таким образом, использование в решении проблемы нормирования вред-

ных веществ, подходов, основанных только на ПДК, не позволяет учитывать

степень и последствия «химического давления» на экосистемы в целом.

Очевидно, что защита природных экосистем от химического загрязнения

должна быть ориентирована не на уровень

концентрации загрязняющих ве-

ществ в отдельных средах, а на общий объем выбросов, определяющих их

поступление в атмосферу, почву, поверхностные и грунтовые воды, включе-

ние в пищевые цепочки и возможное накопление более токсичных вторичных

загрязнителей. Этот уровень должен быть таким, чтобы не могли возник-

нуть недопустимо высокие концентрации токсикантов в критических

звеньях природных экосистем.

Целью экологического нормирования является установление предельно

допустимых выбросов загрязняющих веществ и выявление предельных на-

грузок, пр

и которых ответная реакция экосистем не выходила бы за рамки

допустимых

отклонений. Только при таких условиях может быть сохранена

стабильность экосистем.

До настоящего времени санитарно-гигиенические предельно допусти-

мые концентрации

ПДК остаются пока ведущим критерием качества окру-

жающей среды и используются для оценки опасности экологической обста-

новки, расчета предельно допустимых выбросов и сбросов (ПДВ и ПДС).

Однако действующие ПДК (гарантирующие здоровье человека) не всегда мо-

гут гарантировать отсутствие экологических изменений (нарушения экоси-

стем, влияние на популяции и различные биообъекты).

Данный факт не свидетельствует о малой надежности гигиенического

норматива, а лишь подчеркивает необходимость скорейшей выработки кон-

цепции экологического нормирования и включения в

законодательство не

только санитарно-гигиенических критериев, но и экологических стандартов.

Ахмеджанов Р. Р., Кудинова С. И. Основы токсикологии:

Учеб. пособие. /Том. политех. университет. – Томск, 2003. – 84 с.

1.1. Основные понятия экологического нормирования

В широком смысле качество среды – это степень соответствия природ-

ных условий потребностям людей или других живых организмов. Качество

окружающей природной среды оценивается совокупностью показателей, ха-

рактеризующих состояние окружающей природной среды.

Нормативы – это разрешаемые в законодательном порядке концентра-

ции (содержание) загрязняющих веществ в объектах окружающей среды или

величина воздействи

я в различных средах: воздухе, воде, почве, продуктах

питания.

Под нормированием качества окружающей среды следует понимать

установление системы количественных и качественных показателей (стан-

дартов) состояния окружающей среды, при которых обеспечиваются благо-

приятные условия для жизни человека и устойчивого функционирования

природных систем.

Предельно допустимая антропогенная нагрузка (предельно допусти-

мое вредное воздействие ПДВВ) – эт

о антропогенная нагрузка, длительное

воздействие которой не приводит к изменению экосистемы. Нормы допусти-

мого воздействия, как и другие экологические нормы, не могут быть едины-

ми для любого типа экосистемы и любых климато-географических условий.

Например, предельно допустимая антропогенная нагрузка на водный объект

– это такая нагрузка, длительное воздействие которой не приведет к измене-

нию экосистемы водного объект

а, а также предельно допустимой массы

вредных веществ, которая может поступать в водный объект.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) химического вещества

(предельно допустимый уровень воздействия (ПДВ)) – величина концен-

трации химического вещества в объектах природной среды (уровня воздей-

ствия), устанавливаемая в целях охраны здоровья человека и охраны окру-

жаю

щей среды при

данном уровне развития науки и техники.

Максимально недействующая концентрация (МНК) – наибольшая

концентрация химического вещества, которая еще не вызывает изменений в

организме или в окружающей среде.

Пороговая (минимально действующая) концентрация – минимальная

концентрация химического вещества, которая вызывает незначительные, но

достоверные изменения в организме или в окружающей среде.

Лимитирующий пока

затель вредности (ЛПВ) – один из признаков

вредности химических загрязнителей атмосферного воздуха, воды, почвы,

пищевых продуктов, определяющий преимущественное неблагоприятное

воздействие и характеризующийся наименьшей величиной (неэффективной)

концентрации (дозы).

Норматив качества окружающей среды всегда конкретен и основан на

определенных признаках:

• объект защиты (человек, растения, технологическое оборудование и т. д.);

Ахмеджанов Р. Р., Кудинова С. И. Основы токсикологии:

Учеб. пособие. /Том. политех. университет. – Томск, 2003. – 84 с.

• среда, в которой нормируется и контролируется содержание вещест-

ва (воздух, вода, почва, биосубстраты человека: кровь, волосы, моча и т. д.);

• критерии вредности (появление заболеваний или скрытой временем

компенсированной патологии у человека или его потомства; выход из строя

технологического оборудования; снижение продуктивности, пищевой ценно-

сти растений и т. д.);

• регламентируемая временн

ая характеристика (воздействие в течение

всей жизни, в течение рабочего стажа, в аварийных ситуациях);

• «цена норматива», т. е. последствия, к которым может привести от-

сутствие или превышение допустимого уровня.

2. Гигиеническое нормирование химических веществ

В основе методологии гигиенического нормирования химических ве-

ществ лежат следующие принципы:

1. Принцип безвредности гигиенического норматива. Это означает, что

при обосновании норматива вредного фактора преимущественное значени

имеют особенности от воздействия на организм человека и санитарные усло-

вия жизни. Доводы об экономической или технологической целесообразно-

сти не могут служить основанием для установления норматива на более вы-

соком уровне.

2. Принцип опережения обоснования и осуществления профилактиче-

ских мероприятий по сравнению с мо

ментом внедрения, применения вещест-

ва. Применение недостаточно изученных вредных веществ сопряжено с рис-

ком для здоровья человека и может привести к значительным экономическим

потерям из-за задержки производства (запрета), высокой стоимости природо-

охранных мероприятий, осуществляемых на действующих производствах.

3. Принцип порогового действия. По мере снижения уровня воздействия

вещества должна быть достигнута доза (концентрация), не вызыва

ющая не-

благоприятных изменений.

4. Принцип времени воздействия. Этот принцип неразрывно связан

с принципом порогового действия и означает зависимость эффекта от кон-

центрации (дозы) и времени воздействия. Величина дозы и продолжитель-

ность воздействия не только определяют время проявления биологического

эффекта, но и нередко влияют на его качественные характеристики.

5. Принцип моделирования. Базовой моделью при

исследовании токси-

ческих свойств служат экспериментальные животные (мыши, крысы, кроли-

ки, птицы, холоднокровные). При этом необходимо создание соответствую-

щих реальных условий поступления веществ в организм (способ и кратность

введения, экспозиция, режим воздействия и т. д.), учет возрастных, видовых,

половых особенностей чувствительности животных к действию вещества.

Значени

е порога вредного воздействия, установленное в

эксперименте на

Ахмеджанов Р. Р., Кудинова С. И. Основы токсикологии:

Учеб. пособие. /Том. политех. университет. – Томск, 2003. – 84 с.

животных, при обосновании ПДК уменьшается на величину коэффициента

запаса.

6. Принцип разделения объектов санитарной охраны. Гигиенические

нормативы устанавливаются отдельно для каждого объекта. Это связано со

специфичностью и изменчивостью физико-химических свойств воды, почвы,

атмосферного воздуха, пищевых продуктов растительного и животного про-

исхождения вследствие возможности миграции из одной среды в другую (пе-

реход вещества или его метаболитов из почвы в воду, воздух, растения).

7. Принцип лимитирующего показателя вредности. Это означает, чт

о ве-

личина норматива выбирается на уровне наименьшего из значений концен-

траций, установленных по различным критериям вредности (принцип учета

«слабого звена»).

8. Принцип комплексного гигиенического нормирования. В реальных

условиях человек подвергается сложному многофакторному воздействию.

Особенность комбинированного

действия веществ учитывается во всех сре-

дах (для атмосферного воздуха населенных мест установлены 56 коэффици-

ентов комбинированного действия: 36 бинарных смесей, 20 смесей из 3–5

компонентов).

9. Принцип дифференциации нормативов с учетом климато- географи-

ческих условий (данный принцип используется при нормировании фтора в

питьевой воде).

Принципы гигиенического нормирования химических веществ в опре-

деленной степени близки к методологии нормирования других факторов ок-

ружающей среды – физических, биологических. Однако особенности их дей-

ствия на организм определяют

и специфичность методов обоснования ПДК

и ПДУ (предельно допустимый уровень).

3. Гигиеническое нормирование химических веществ

в атмосфере воздуха населенных мест. Основные обозначения

Для санитарной оценки воздушной среды используются следующие по-

казатели:

• ПДКр.з. – предельно допустимая концентрация химического веще-

ства в воздухе рабочей зоны, мг/м

. Эта концентрация при ежедневной (кро-

ме выходных) работе не более 41 ч в неделю не должна вызывать заболева-

ния или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными

методами исследования в процессе работы или в отдаленные сроки жизни

настоящего или последующего поколений. Рабочей зоной считается про-

странство высотой 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находят-

ся места постоянного или временного пребывания работающих.

• ПДКм.р. – предельно

допустимая максимальная разовая концентра-

ция химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м

. Эта концентра-

ция при вдыхании в течение 30 мин не должна вызывать рефлекторных реак-

ций в организме человека.