Действие вредных веществ в реальных условиях

Вредные химические вещества могут поступать в организм ра­ботающих, как мы уже говорили, через органы дыхания, желу­дочно-кишечный тракт и кожу (поврежденную или неповрежден­ную).

Статистика профессиональных заболеваний показывает, что большинство промышленных отравлений связано с проникнове­нием вредных веществ через органы дыхания в виде пыли, газа, паров и тумана. Всасывание через дыхательную систему относится к наиболее быстрому пути поступления вредных веществ в раз­личные органы и системы. На быстроту проникновения в кровь из воздуха вредных веществ также влияет их растворимость в воде, близкая к растворимости в крови.

Поступление вредных веществ в организм человека через пи­щеварительный тракт возможно при ошибочном приеме внутрь, нарушении правил личной гигиены, например во время приема пищи на рабочем месте, или курении.

Некоторые химические вещества могут всасываться прямо из полости рта непосредственно в кровь. К ним относятся: все липоидорастворимые соединения (фенолы и особенно цианиды) [32]. В основном всасывание вредных веществ из пищеварительно­го тракта происходит через кишечник. Однако на пути к кишеч­нику вредные вещества могут обезвреживаться кислой средой желудка, сорбироваться пищевыми веществами и проходить че­рез печеночный барьер. Печень является одним из наиболее ак­тивных органов, участвующих в обезвреживании вредных веществ, но при этом она сама становится объектом воздействия вредных веществ.

Вредные вещества могут поступать в организм человека и че­рез кожные покровы. Потенциальную опасность представляют ве­щества, обладающие липоидорастворимостью и растворимостью в воде (крови). Если они еще и высокотоксичны, то возникает реальная опасность отравления человека через кожу. Среди орга­нических веществ, вызывающих интоксикацию через кожу, на первом месте стоят ароматические нитро- и аминосоединения, фосфорорганические инсектициды, хлорированные углеводо­роды и металлоорганические соединения. Повреждение кожи еще более способствует проникновению вредных веществ в орга­низм.

Независимо от пути проникновения, в организме вредные ве­щества подвергаются физико-химическим превращениям, биоло­гическая направленность которых состоит в обезвреживании вред­ных веществ и выведении их из организма.

Как правило, работающие в химической промышленности люди подвергаются одновременному или последовательному (комбини­рованному) воздействию сразу нескольких вредных веществ. Разде­ляют несколько видов комбинированного (совместного) действия вредных веществ.

Однонаправленное действие возникает, когда компоненты сме­си действуют на одни и те же системы в организме. В этом случае суммарный эффект воздействия смеси равен сумме эффектов от­дельных компонентов и должен отвечать соотношению:

 

 

где С _i, — концентрация компонентов смеси, (ПДК) _i, — предельно допустимые концентрации компонентов. Таким образом, сумма отношений концентраций каждого из компонентов не должна превышать единицы. Суммарным эффектом, например, обладают аммиак, сероводород, формальдегид.

Положительный синергизм (потенцирование) имеет место, когда одно вредное вещество усиливает токсическое действие другого. Это происходит вследствие подавления одним из вредных веществ деятельности систем организма, ответственных за обезврежива­ние другого вещества. Положительный синергизм отмечается, на­пример, при совместном воздействии хлорофоса и винилфосфата, четыреххлористого углерода и этилендихлорида или оксида углерода и бензола. Алкоголь повышает опасность отравления ани­лином и ртутью.

Отрицательный синергизм (антагонизм) проявляется в том, что одно химическое вещество ослабляет действие другого. Такое яв­ление наблюдается, например, в отношении сернистого ангидри­да и хлора, диоксида серы и аммиака, аммиака и диоксида угле­рода. Это происходит вследствие химического взаимодействия ука­занных веществ с образованием малотоксичных соединений.

Независимое действие вредных веществ проявляется при одно­временном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вред­ных веществ, не обладающих однонаправленным действием. В этом случае их токсические индивидуальные эффекты не зависят один от другого. Например, пары бензола и раздражающие газы дей­ствуют на разные органы и системы, и значения их ПДК остают­ся такими же, как при изолированном действии каждого компо­нента.

В условиях влияния неблагоприятных факторов производствен­ной среды, таких как высокая температура, влажность, шум, физическое напряжение, совместное воздействие вредных хими­ческих веществ может усиливаться.

Так, повышение температуры, как правило, усиливает и уско­ряет эффект воздействия вредных веществ. Это объясняется нару­шением терморегуляции (учащением дыхания и ускорением кро­вообращения).

Например, при повышении температуры увеличивается воз­можность отравления соединениями бензола, оксидом углерода(II), парами ртути или хлорофоса.

Влажность воздуха также повышает опасность отравлений, осо­бенно раздражающими газами.

Физическое напряжение обычно сопровождается усилением ле­гочной вентиляции и кровообращения. В таких условиях количе­ство вредных веществ, поступающих в организм через органы ды­хания, увеличивается, что способствует развитию интоксикации.

Производственный шум усиливает токсический эффект вредных веществ и ускоряет их воздействие. Это доказано в отношении оксида углерода, стирола, алкилнитрита, аэрозоля борной кис­лоты, нефтяных газов и других веществ.

Характер действия вредных химических веществ на организм определяется их химической структурой. Токсичность вредных хи­мических веществ может возрастать или уменьшаться при измене­нии химической структуры. Лучше всего взаимосвязь между стро­ением и токсическими свойствами изучена для органических ве­ществ.

1. Увеличение числа ненасыщенных связей (например, от эта­на СН₃ — СН₃ к этилену СН₂=СН₂ и ацетилену СН СН) приво­дит к возрастанию токсичности соединений.

2.Увеличение числа атомов в молекуле органических соедине­ний и числа изомеров снижает токсичность. Например, у бензола токсичность выше, чем у толуола (С₆Н₆ и С₆Н₅—СН₃). Пропиловый и бутиловый спирты обладают более сильным наркотичес­ким действием, чем изопропиловый и изобутиловый, пропил- бензол токсичнее изопропилбензола, октан — изооктана. Извест­но, что в группе циклических углеводородов соединения с одной боковой цепью более токсичны, чем их изомеры с двумя или не­сколькими боковыми цепочками. Например, пары диметилциклогексана оказывают более слабое действие, чем пары этилциклогексана.

3. Замыкание цепи углеродных атомов ведет к увеличению ток­сического действия углеводородов при ингаляционном пути их поступления. Так, пары циклопропана, циклопентана, циклогексана и их гомологов оказывают более сильное действие, чем пары пропана, пентана и гексана. Переход от полиметиленового кольца к ароматическому также приводит к росту токсического действия. Пары бензола и толуола действуют сильнее паров циклогексана и/ метил циклогексана.

4. Введение в молекулу гидроксильной группы, увеличивающей растворимость соединения, как правило, усиливает и ее ток­сичность. Фенол токсичнее бензола, циклогексанол токсичнее циклогексана, а метилциклогексанол — метилциклогексана. Раздражающее действие паров амилового спирта С₅Н₁₁ОН во мно­го раз сильнее действия паров пентана, а паров аллилового спирта СН₂=СН—СН₂ОН сильнее, чем пропилена СН₂=СН—СН₃.

5. Введение в органическую молекулу заместителей — галоге­нов, амино- и нитрогрупп обычно усиливает токсичность соеди­нения, причем токсичность увеличивается, например, от метана к хлороформу. Особенно высока токсичность нитро- и аминопроизводных ароматических углеводородов — нитробензола, динитробензола, анилина, толуидина, ксилидина.

Правило Ричардсона о возрастании токсичности в гомологи­ческом ряду углеводородов применимо к веществам алифатичес­кого ряда, но не подтверждается для ароматических соединений. Так, сила наркотического действия возрастает от пентана С₅Н₁₂ к октану С₈Н₁₈, от метилового спирта СН₃ОН к аллиловому (СН₂=СНСН₂ОН).

Физические свойства (агрегатное состояние, летучесть, раство­римость, дисперсность) вредных химических веществ также вли­яют на токсичность, в частности, на способность проникать в организм, распределяться в нем и выделяться. Некоторые вред­ные вещества в газообразном состоянии более токсичны, чем в твердом и жидком, так как они легче проникают в организм. Из­вестно, что металлическая ртуть в жидком состоянии не опасна, но очень токсичны пары ртути.

Токсический эффект зависит от биологических особенностей орга­низма.

Направленность и выраженность токсического действия вред­ных веществ у лиц разного пола проявляется как в специфических признаках поражения определенных органов и систем, так и при­знаках общего действия. Например, чувствительность к некото­рым токсичным веществам у мужчин выше, чем у женщин. Изве­стно, что воздействие бериллия, ртути и их неорганических со­единений может привести к развитию рака легких у мужчин. У женщин-работниц, имевших производственный контакт с растворителями, компонентами производства резиновых изделий, обнаружено нарушение репродуктивной функции. Риск осложнения беременности высок у работниц, занятых в производстве пласт­масс, стирола, вискозы и искусственного волокна.

Важное значение имеет и возраст работающего: одни вещества являются более токсичными по отношению к молодым работни­кам, другие — вредны для старых. Например, смертность от рака органов дыхания более высока среди работников старше 50 лет. Повышенная чувствительность к многим токсичным веществам, особенно нейротропного действия, отмечается у лиц молодого возраста (до 18 лет).

Повышенная индивидуальная чувствительность к вредным ве­ществам может быть связана с особенностями биохимических процессов и состоянием физиологических систем человека, кото­рые участвуют в превращении и выведении токсичных соедине­ний. Имеют значение состояние нервной системы, а также пере­несенные заболевания. Так, при заболеваниях органов дыхания существует повышенная чувствительность к веществам, оказыва­ющим раздражающее действие на дыхательные пути и т. п.