Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СЕВЕРО-ОСЕТИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ»
Министерства здравоохранения и социального развития России
КАФЕДРА ОБЩЕЙ ГИГИЕНЫ И
ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЯДЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ. ПРОФИЛАКТИКА ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальности
«Лечебное дело» и «Педиатрия»
ВЛАДИКАВКАЗ 2012г.
Составители:
д.м.н., профессор А.Р. Кусова,
ассистент Ф.К. Худалова
ассистент А.Р. Наниева
Рецензенты:
Ф.В. Каллагова - профессор, д.м.н., зав. кафедрой общей и биоорганической химии;
Туаева И.Ш. - к.м.н., доцент кафедры гигиены медико-профилактического факультета с эпидемиологией и курсом ФПДО
Утверждено ЦКУМС ГБОУ ВПО СОГМА Минздравсоцразвития России
2012г., протокол №
Цель занятия: ознакомить студентов с основными параметрами, характеризующими степень токсичности и опасности химических веществ в условиях производства, с основными принципами санитарно-эпидемиологических правил, с принципами первичной профилактики по отношению к промышленным ядам.
Студент должен знать: освоить методы оценки токсичности и опасности промышленных ядов; ознакомиться с правилами защиты от действия промышленных ядов.
Студент должен уметь:
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.
Рекомендуемая литература
Основная литература:
1. Пивоваров Ю.П., Королик В.В., Зиневич Л.С. «Гигиена и основы экологии человека». М., 2004, 2010.
2. Румянцев Г.И. Гигиена XXI век, М., 2001, 2009.
3. Пивоваров Ю.П., Королик В.В. Руководство к лабораторным занятиям по гигиене и основам экологии человека. М.:, 2008.
Дополнительная литература:
1. «Общая токсикология». (Под редакцией Б.А.Курляндского, В.А.Филова». М.Медицина,2002.
2. Н.Ф.Измеров, А.А.Каспаров Медицина труда М.Медицина 2002.
3. Д.И. Кича, Н.А. Дрожжина, А.В. Фомина. Общая гигиена Руководство к лабораторным занятиям Москва 2009.
4. ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»;
5. ГН 2.2.5.1314-03 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»;
6. Р 2.2.755-99 «Методика контроля содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны».
Промышленные яды – это химические вещества, которые в производственных условиях при несоблюдении санитарных норм и правил могут вызывать нарушение нормальной жизнедеятельности организма, быть причиной острых и хронических профессиональных отравлений.
В настоящее время перечень производственных ядов включает несколько сот токсических совладений. Некоторые из них обладают высокой токсичностью. Менее токсичные опасные для здоровья человека из-за высокой устойчивости, способности к накоплению, широкой распространённости в окружающей среде. Отдельные вещества способны превращаться в более токсичные соединения. Таким образом, возможность загрязнения химическими веществами окружающей среды, в том числе и производственной, всё более возрастает. ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ КЛАССИФИКАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЯДОВ
По химическому принципу:
Органические - углеводороды ароматического ряда (бензол, ксилол), углеводороды жирного ряда (бензины и др.), спирты жирного ряда (метиловый, этиловый и др.)
Неорганические - галоиды (хлор, бром и др.), соединения серы (сероводород, сернистый газ и др.), соединения азота (аммиак), фосфор и его соединения, мышьяк и его соединения
Элементоорганические (металлоорганические) - тяжелые металлы (свинец, ртуть, марганец, цинк, кобальт, хром, ванадий и др.)
По характеру воздействия на организм:
общетоксического
раздражающего
сенсибилизирующего,
канцерогенного,
мутагенного,
гонадотропного,
эмбриотоксического,
ускорение процесса старения сердечно-сосудистой системы и др.
По степени токсичности и опасности
чрезвычайно-
высоко-
умеренно-
малотоксичные и опасности
Токсичность – мера несовместимости вещества с жизнью. В производственных условиях вероятность развития интоксикации тем или иным веществом обусловлена не только его токсичностью, но и возможностью поступления в организм в опасных для жизни количествах. Различают концентрации (дозы): минимальные абсолютно смертельные, вызывающие 100% гибель экспериментальных животных (LD 100), средние смертельные концентрации, вызывающие гибель 50% экспериментальных животных (LD5q), и минимальные смертельные концентрации, вызывающие гибель единичных экспериментальных животных.
Опасность – вероятность возникновения вредных для здоровья эффектов в реальных условиях производства и применения химических продуктов. Показатели опасности делятся на две группы.
показатели потенциальной опасности – летучесть вещества, растворимость в воде и жирах и другие.
показатели реальной опасности – параметры токсикометрии и их производные (зона острого и хронического действия.
1 класс опасности – вещества, оказывающие избирательное действие в отдаленный период
2 класс опасности – вещества, оказывающие действие на нервную систему: наркотики, вызывающие поражение паренхиматозных органов
3 класс опасности – вещества, оказывающие действие на кровь – вызывающие угнетение костного мозга, изменяющие гемоглобин
4 класс опасности – раздражающие и едкие вещества: раздражающие слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, раздражающие кожу В зависимости от распределения ядов в тканях и проникновения в клетки:
электролиты - если поверхность клетки заряжена отрицательно, она не пропускает анионов, а при положительном заряде она не пропускает катионов. Распределение электролитов в тканях очень неравномерно, они способны быстро удаляться из крови и накапливаясь в отдельных органов, образовывать в организме депо. Фтор накапливается в костях, зубах, марганец – в печени, ртуть – в почках,
не электролиты – быстрее проникают в клетку, так как лучше растворяются в липидах и подчиняются закону Овертона и Майера, согласно которому вещество тем скорее проникает в клетку, чем больше его растворимость в жирах иначе чем больше его коэффициент (К) распределения между жирами и водой:
К = растворимость в масле
растворимость в воде. Не электролиты после прекращения поступления их в организм распределяются во всех тканях равномерно.
По степени взаимодействия с организмом:
Не реагирующие газы и пары поступают в кровь через легкие на основе закона диффузии. Вначале насыщение крови газами или парами вследствие большой разницы парциального давления происходит быстро, затем замедляется и, наконец, когда парциальное давление газов или паров в альвеолярном воздухе и крови уравнивается, насыщение крови газами или парами прекращается. Десорбция газов и паров и удаление их через легкие также происходят быстро на основе законов диффузии. Если при постоянной концентрации газов или паров в воздухе в течение очень короткого времени не наступило острое отравление, то в дальнейшем оно не наступит, так как практически при вдыхании, например, вредных веществ с наркотическим эффектом действия (бензол и бензин), состояние равновесия концентраций в крови и альвеолярном воздухе устанавливается мгновенно. Уровень и скорость насыщения крови газами и парами у различных соединений зависит от их физико-химических свойств, в частности, от растворимости, или, иначе, коэффициента распределения паров данного вещества в воде и крови. Коэффициент распределения (К) представляет собой отношение концентрации паров в артериальной крови и концентрации их в альвеолярном воздухе (К = кровь/воздух). Чем меньше коэффициент распределения, тем быстрее, но на более низком уровне происходит насыщение крови парами. Коэффициент распределения является для каждого из нереагирующих газов (паров) величиной постоянной и характерной. Зная коэффициент распределения для каждого вещества, можно предусмотреть опасность быстрого и даже смертельного отравления. Пары бензина, например (К=2,1), при больших концентрациях способны вызвать мгновенное острое или смертельное отравление, а пары ацетона (К=400) не могут вызвать мгновенное, тем более смертельное отравление. Это понятно, так как пары бензина насыщают кровь очень быстро, а пары ацетона — медленно, и при вдыхании последних по появляющимся симптомам можно предупредить возможное острое отравление, удалив человека из загрязненной атмосферы. Если вещества хорошо растворимы в воде, то они хорошо растворимы и в крови
При вдыхании реагирующих газов, т.е. таких, которые в дыхательных путях быстро вступают в реакцию и превращаются в новые соединения, затем проникают в кровь и распространяются по организму. Примером являются сложные эфиры винилового спирта и жирных кислот. При вдыхании этих газов полного насыщения крови никогда не наступает. Вследствие этого опасность острого отравления тем значительнее, чем дольше находится человек в загрязненной атмосфере. Эта закономерность присуща всем реагирующим газам, которые подвергаются химическим превращениям непосредственно в дыхательных путях или сразу после их резорбции в кровь. Некоторые из них, например, хлорид водорода, фторид водорода, аммиак, сернистый газ, пары неорганических кислот и другие хорошо растворимые в воде вещества адсорбируются в верхних дыхательных путях; другие же, например, хлор, оксиды азота хуже растворяются в воде, проникают в альвеолы и там сорбируются.
Пути проникновения ядов в организм:
через дыхательные пути;
желудочно-кишечный тракт;
неповреждённую кожу
Поступление ядов через органы дыхания является наиболее интенсивным. Поступление токсичных веществ в виде газов, паров, аэрозолей происходит через дыхательные пути. Выстилающий легочный эпителий представляет собой тонкую структуру, имеющую большую поверхность (более 100 м2) и тесно соприкасающуюся с широкой сетью капилляров. Поэтому абсорбция чужеродных веществ может происходить здесь с большой скоростью. Наиболее быстро поглощаются газы и аэрозоли с малым размером частиц и высоким коэффициентом распределения в системе липиды — вода. Всасывание паров и газов происходит уже частично в верхних дыхательных путях и трахее. На примере раздражающих веществ это доказано для фторида и хлорида водорода, сернистого газа, а на примере летучих неэлектролитов — для этилового спирта и ацетона. Опасность отравления при вдыхании пыли химических веществ зависит от степени их растворимости в воде или жирах, всасываются уже в верхних дыхательных путях и даже в полости носа. С увеличением объема легочного дыхания и скорости кровотока сорбция происходит быстрее, поэтому при выполнении физической работы или пребывании в условиях высокой температуры воздуха, когда объем дыхания и скорости кровотока резко увеличивается, отравление может наступить быстрее.
Всасывание через желудочно-кишечный тракт.
Желудочно-кишечный тракт является одним из важнейших путей абсорбции чужеродных соединений. Механизм проникновения в органы пищеварения ядов, находящихся в воздухе, обусловлен их растворением в слюне и всасыванием уже в ротовой полости или в желудке и кишечнике. Возможно также поступление промышленных ядов в пищеварительный тракт с пищей и питьевой водой.
В производственных условиях этот путь поступления ядов в организм наблюдается сравнительно редко. В полости рта яды чаще всего попадают с загрязненных рук. Классическим примером такого пути может служить поступление свинца. Это – мягкий металл, он легко стирается, загрязняет руки, не отмывается водой и при еде и курении может попасть в полость рта. В желудочно-кишечном тракте по сравнению с легкими условия всасывания ядов затруднены. Это объясняется тем, что желудочно-кишечный тракт имеет небольшую поверхность. Кислая среда желудочного сока может изменить химические вещества в неблагоприятную для организма сторону. Соединения свинца, плохо растворимые в воде, хорошо растворяются в желудочном соке и поэтому легко всасываются. Вследствие большой поверхности и обильного кровоснабжения наиболее интенсивно абсорбция протекает в тонком кишечнике и лишь в незначительной степени – в желудке. Всасывание в желудке зависит от характера его содержимого, кислотности и степени наполнения. Большая часть ядовитых веществ, всосавшихся через желудочно-кишечную стенку, поступает через систему воротной вены в печень, где они задерживаются и обезвреживаются. Из полости рта всасываются все липоидорастворимые соединения, некоторые соли, особенно цианиды, фенолы. Желудок является важнейшим участком абсорбции многих слабокислых неионизированных вредных соединений. Желудочные секреты могут значительно изменять яды, а также увеличивать их растворимость. Например, при всасывании металлов из желудка они могут менять свою форму, железо переходит из двухвалентного в трехвалентное, нерастворимые соли свинца — в более растворимые.
Сильные кислоты и основания всасываются медленно, образуя, по-видимому, комплексы со слизью кишечника. Вещества, близкие природным соединениям, проникают в кровь путем активного транспорта, как все питательные вещества. Всасывание металлов в кишечнике происходит на разных уровнях, как правило, в верхних отделах (хром, марганец), в нижних всасываются железо, медь, ртуть, таллий, сурьма. Ускоренная эвакуация пищевых масс из желудка может вести к снижению абсорбции в желудке и усилению ее в тонком кишечнике.
Всасывание через кожу.
В условиях производства кожные покровы могут загрязняться химическими веществами различной консистенции. В связи со сложным строением (эпидермис, дерма, подкожная жировая клетчатка, большое число волосяных фолликулов и выводных протоков сальных желез) кожа представляет собой многоступенчатый защитный барьер на пути проникновения химических веществ в организм.
Строение кожи дает возможность быстрого проникновения через эпидермис (липопротеиновый барьер) жирорастворимым соединениям, то есть неэлектролитам в то время как высокопористая дерма позволяет проникать в организм как жиро-, так и водорастворимым веществам. Поэтому дальнейшее проникновение веществ в кровь зависит как от степени липоидорастворимости, так и от растворимости вещества в воде. Этими свойствами в полной мере обладают углеводороды ароматического и жирного рядов, их производные, фосфорорганические, металлоорганические соединения и др. Сочетание высокой токсичности веществ с хорошей водо- и жирорастворимостью способствует значительному возрастанию опасности отравления при поступлении через кожу. Проведенными исследованиями была показана возможность солей некоторых металлов (медь, свинец, висмут, мышьяк, ртуть, таллий и др.) проникать через эпидермис, после того как они, соединившись с выделениями сальных желез или жирными кислотами внутри рогового слоя, становятся жирорастворимыми соединениями. Цинк и кадмий, образуя белковые комплексы, проникают через кожу.
К факторам, которые влияют на проникновение веществ через кожу, относятся температура, площадь поверхности контакта с веществами, снабжение кровью, метаболизм и др. Например, при работе в условиях высокой температуры воздуха, когда кровообращение в коже значительно усиливается, количество отравлений через кожу нитропроизводными бензола увеличивается. Как уже было сказано, вещества с малым коэффициентом распределения, например, бензин, не способны вызвать также отравления через кожу, так как быстро удаляются из организма через легкие. Вследствие этого необходимая для отравления концентрация в крови не накапливается.
Большое значение для поступления ядов через кожу имеют консистенция и летучесть вещества. Жидкие органические вещества с большой летучестью быстро испаряются с поверхности кожи, но если они входят в состав мазей, паст, клеев, то задерживаются длительное время на коже и проникают в кровь. Необходимо также отметить, что поверхностные повреждения кожи могут значительно увеличить абсорбцию вещества. В практической работе знание путей поступления ядов в организм определяет меры профилактики отравлений.
Выведение химических веществ из организма.
Химические вещества выводятся из организма в виде исходных продуктов, метаболитов. В основном они выводятся с мочой и желчью, в меньшей степени — с выдыхаемым воздухом, потом, слюной, молоком и калом.Часто токсические соединения и их метаболиты выделяются сразу несколькими путями, причем преимущественное значение имеет какой-либо один из них. Примером может быть этиловый спирт. Большая часть спирта подвергается в организме превращениям. Остальная часть, примерно 10% от общего количества, выделяется в неизмененном виде, преимущественно через легкие, затем с мочой и в небольшом количестве с калом, со слюной, с потом, а также с молоком.
Выделение через почки — наиболее важный путь освобождения организма от ядовитых соединений. Выведение через почки осуществляется за счет клубочковой фильтрации, активного и пассивного транспортов через почечные канальцы. За счет пассивной клубочковой фильтрации и диффузии химические соединения, находящиеся в крови в растворенном состоянии, легко выводятся с мочой. Через почки быстро выделяются также металлы, циркулирующие в организме в виде ионов и в молекулярно-дисперсном состоянии. Хорошо выводятся с мочой также ионизирующиеся соли двухвалентных металлов (бериллий, кадмий, медь). Металлы, задерживающиеся преимущественно в печени, незначительно выводятся с мочой, а равномерно распределяющиеся в организме, покидают его двумя путями: быстро — через почки и более медленно — через желудочно-кишечный тракт. Комплексные соединения выделяются значительно быстрее, чем соли за счет хорошей растворимости (соединения бериллия, кадмия, свинца) вследствие облегчения их проникновения через биологические мембраны почек.
Выведение вредных веществ через желудочно-кишечный тракт. Через желудочно-кишечный тракт выделяются плохо растворимые или нерастворимые вещества: свинец, ртуть, марганец, сурьма и др. Некоторые вещества (свинец, ртуть) выделяются вместе со слюной из полости рта. Промышленные яды, поступающие в организм как через легкие так и через кожные покровы, проходя цикл детоксикации в печени, выделяются в желудочно-кишечный тракт с желчью и поступают в просвет кишечника. Из просвета кишечника могут происходить реабсорбция чужеродных веществ и через портальную систему снова их поступление в печень, где они частично выделяются через систему периферического кровообращения (почки) и частично опять выделяются с желчью в кишечник, таким образом, повторяя цикл. Эта система получила название печеночно-кишечная циркуляция. Летучие неэлектролиты (углеводороды, спирты, эфиры и др.) практически не выделяются через желудочно-кишечный тракт.
В процессе выделения через желудочно-кишечный тракт играет роль форма, в которой металл депонируется. Металлы в коллоидном состоянии длительно сохраняются в печени и почти полностью выделяются с калом. Это все легкие редкоземельные металлы, золото, серебро и др. Основная масса некоторых тяжелых металлов (свинец, висмут, ртуть, таллий, серебро, кобальт, марганец) выделяется через кишечник, но остаточные количества экскретируются значительно медленнее с мочой (например, ртуть).
Выделение вредных веществ через легкие. В условиях производства в организм работающего очень легко поступают летучие вредные вещества и они также легко выделяются с выдыхаемым воздухом. Скорость выделения зависит от коэффициента растворимости в крови (коэффициент распределения): чем меньше коэффициент распределения, тем быстрее выделяется вещество. Выделение начинается сразу после прекращения поступления яда в организм.Через легкие быстро выделяются бензин, бензол, хлороформ, этиловый эфир, медленно — спирты, ацетон, сложные эфиры. Некоторые частицы остаются в альвеолах длительное время и постепенно подвергаются растворению и выведению с током крови.
Выделение химических соединений из организма прочими путями. Промышленные яды выделяются из организма также с материнским молоком, через кожу с потом. С грудным молоком выделяются не электролиты. Выделение с молоком известно также для многих металлов, например, ртути, селена, мышьяка и др. Необходимо помнить, что при потреблении материнского молока в организм новорожденного могут поступать высокие дозы веществ, концентрируемых в молоке.
Через кожу сальными железами выделяются все растворимые в жирах вещества. Потовыми железами выделяются ртуть, медь, мышьяк, многие не электролиты (сероводород, этиловый спирт, ацетон, фенол), хлорированные углеводороды и др. Присутствие вещества в поте может привести к развитию дерматитов. В балансе выделения ядовитых соединений из организма эти пути не играют существенной роли, но они могут иметь значение в развитии интоксикации.
Факторы, определяющие силу токсического действия ядов
1.Химические свойства (структура, летучесть, валентность)
2.Физические свойства (стабильность электронного строение атома, поляризуемость, заряд ионов)
3. Концентрация
Предельно допустимая концентрация имеет важное значение для гигиенической оценки санитарных условий труда. ПДК – это концентрация вредного вещества, которая при 8 часовом рабочем дне и не более 40 часовой рабочей недели, в течении всего рабочего стажа не должна вызывать у работающего каких-либо отклонений от нормального состояния или заболеваний. Химические вещества действуют по разному типу в зависимости от их структуры. Одна группа веществ, поступая в организм, накапливается и прочно связывается с тканями, которое зависит от длительности действия, т.е. времени – в этом случае говорят от материальной кумуляции. Другая группа веществ, наоборот, не вызывают необратимых изменений в тканях, а лишь функциональные; эти вещества обладают свойством вызвать функциональную кумуляцию, кумуляцию физиологических процессов. Для этой группы веществ решающее значение имеет концентрация: если концентрация будет ниже пороговой, физиологические изменения в организме не наступают.
Пороговая концентрация – это концентрация вызывающая начальные признаки воздействия ядов на организм.
Абсолютная летучесть – это максимально достижимая концентрация вещества в воздухе при данной температуре.
4.Время воздействия
5.Физиологическое состояние организма, резистентность, возрастные, половые, видовые различия, индивидуальная вариабельность чувствительности, биоритмы.
6. Состояние окружающей среды (температура, относительная влажность, барометрическое давление, лучистая энергия, наличие других сочетанных факторов).
7. Тяжесть и напряжённость трудового процесса.
В производственных условиях часто происходит комбинированное действие ядов - это одновременное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления.
Выделяют 3 основных типа комбинированного действия химических веществ: синергизм, когда одно вещество усиливает действие другого вещества; антагонизм, когда одно вещество ослабляет действие другого; суммация (аддитивное действие), когда действие веществ суммируются.
Комплексное воздействие ядов имеет место при одновременном поступлении ядов в организм разными путями (через дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт, кожные покровы).
Острые производственные отравления возникают за короткий срок, не более одной смены, часто мгновенно, при вдыхании больших концентраций ядов возможны при аварийных ситуациях, нарушениях техники безопасности. (синильная кислота, сероуглерод, метиловый спирт).
Хронические отравления развиваются после систематического длительного воздействия малых концентраций или доз вредного вещества. В производственных условиях яды могут вызывать и острые , и хронические отравления (бензин, окись углерода, бензол).
Адаптация к ядам - истинное приспособление организма к меняющимся условиям окружающей среды происходящее без необратимого нарушения данной биологической системы и без превышения нормальных способностей её реагирования.
Профилактика (см. схему "Оздоровительные мероприятия на производстве"). В том числе следующие мероприятия:
1.Исключение высокотоксичных и опасных веществ, замена их менее токсичными и менее опасными (устранение ртути из фетрового производства, использование бензина вместо бензола).
2. Гигиеническая стандартизация химического сырья.
3. Планировочные мероприятия (вынесение технологического оборудования в отдельные помещения или на открытый воздух).
4. Медико-санитарные мероприятия включают:
а) регистрацию и расследование причин производственных отравлений
б) предварительные и периодические медосмотры;
в) систематический контроль за воздушной средой и ПДК ядовитых веществ;
г) вводный инструктаж при поступлении на работу;
д) рациональное питание;
е) лечебно-профилактическое питание;
ж) медикаментозная профилактика;
з) соблюдение дополнительных льгот для работающих.
Первая помощь при острых интоксикациях основана на этиологическом, патогенетическом и симптоматическом принципах.
перейти в каталог файлов
| Образовательный портал
Как узнать результаты егэ
Стихи про летний лагерь
3агадки для детей |