Московский государственный



страница5/12
Дата12.05.2016
Размер1.95 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Биологическую эффективность ионизирующего излучения определяют в первую очередь линейной плотностью ионизации (ЛПИ), создаваемой этим излучением, т.е. количеством пар ионов, образуемых на единице пути ионизирующей частицы в веществе (ткани). Однако биологическую эффективность правильнее связывать не с ЛПИ, а с величиной энергии, передаваемой ионизирующей частицей ткани на единицу пути. Эта величина называется линейной передачей энергии (ЛПЭ). Значения ЛПИ, ЛПЭ и ОБЭ связаны между собой.

Регламентированные значения ОБЭ, установленные для контроля степени радиаци­онной опасности в области малых величин доз при хроническом облучении, называют коэффициентом качества излучения Q.

Кроме единиц дозы излучения, в медицинской практике используют единицы активности радиоактивных изотопов. Единица активности в СИ — беккерель (Бк), равная одному распаду в секунду (расп/с).

Оценку дозы производят различными физическими и химическими методами. В настоящее время широко используют ионизационный метод, т.е. измеряется электри­ческий ток, возникающий вследствие ионизации газовых смесей в специальных камерах с тканеэквивалентными стенками. Также применяется метод измерения дозы с использованием фотопленок и ядерных фотоэмульсий. Применение ядерных фотоэмульсий позволяет, кроме того, проанализировать состав падающего на тело излучения.

Все ткани организма способны поглощать энергию излучения, которая преобразуется в энергию химических реакций или тепло. Известно, что в тканях содержится 60-80% воды. Следовательно, большая часть энергии излучения поглощается водой, а меньшая — растворенными в ней вещества­ми. Поэтому при облучении в организме появляются свободные радикалы — продукты разложения (радиолиза) воды, которые в химическом отношении очень активны, могут вступать в реакцию с белковыми и другими молекулами. Полагают, что в таких «плотноупакованных» структурах, как хромосомы, преобладают повреждения, обус­ловленные прямым действием излучения, тогда как в растворах и высокогидратиро-ванных системах существенную роль играют также продукты радиолиза воды.

При воздействии очень больших доз в результате первичного действия ионизиру­ющего излучения наблюдаются изменения в любых биомолекулах. При умеренных же дозах лучевого воздействия первично страдают в основном только высокомолекуляр­ные органические соединения: нуклеиновые кислоты, белки, липопротеиды и полимер­ные соединения углеводов. Нуклеиновые кислоты обладают чрезвычайно высокой радиочувствительностью. При прямом попадании достаточно 1-3 актов ионизации, чтобы молекула ДНК вследствие разрыва водородных связей распалась на две части и утратила свою биологическую активность. При воздействии ионизирующего излуче­ния в белках происходят структурные изменения, приводящие к потере ферментатив­ной и иммунной активности.

В результате этих процессов, протекающих практически мгновенно, образуются новые химические соединения (радиотоксины), несвойственные организму в норме. Все это приводит к нарушению сложных биохимических процессов обмена веществ и жизнедеятельности клеток и тканей, т.е. к развитию лучевой болезни.

Проблема радиочувствительности клеток, тканей, организмов занимает централь­ное место в радиобиологии. Наиболее чувствительны к этому фактору малодифферен­цированные, молодые и растущие клетки. Характеристикой радиочувствительности биообъектов является величина дозы облучения, вызывающей гибель 50% объектов. У человека среднелетальная доза равна 4+1 Гр. Ввиду различной радиочувствитель­ности органов и тканевых систем существует строгая зависимость между поглощен­ной дозой в организме и средней продолжительностью жизни биологических объектов. Эти три характерных дозных участка кривой отражают основные клинические ради­ационные синдромы (формы лучевой болезни): костномозговой (1-10 Гр), желудочно-кишечный (10-50 Гр) и церебральный (более 50 Гр), развивающиеся вследствие необратимого поражения соответствующих критических систем организма: кроветвор­ной, кишечника и ЦНС.

Критический орган - это орган, ткань или часть тела, которая первой выходит из строя в конкретном диапазоне доз и приводит организм к гибели, а в гигиеническом плане причиняет наибольший ущерб здоровью человека или его потомству.

Костномозговая форма лучевого поражения клинически может протекать в виде острой лучевой реакции и острой лучевой болезни. Эта форма возникает в результате однократного, общего относительно равномерного облучения, когда критической явля­ется система кроветворения и в первую очередь костный мозг.

Острая лучевая реакция — это наиболее легкая степень тяжести острого лучевого поражения организма. Она наблюдается при небольших дозах облучения (порядка несколько десятых Гр). Самочувствие остается удовлетворительным; какие-либо вы­раженные клинические проявления у пораженных отсутствуют. При исследовании крови находят умеренно выраженное уменьшение содержания лимфоцитов, гранулоцитов и тромбоцитов. Изменения в целом носят преходящий характер и через 3-4 недели исчезают. Смертельные исходы отсутствуют.

Острая лучевая болезнь (ОЛБ) является более тяжелым поражением организма. Она возникает при относительно больших дозах облучения — порядка нескольких грэй. Характерной чертой ОЛБ является волнообразность клинического течения. Предлагается различать три периода в течении ОЛБ: формирование, восстановление и период исходов и последствий

Период формирования ОЛБ в свою очередь четко разделяется на 4 фазы.

1. Фаза первичной общей реакции — наиболее ранний симптомокомплекс радиа­ционного поражения, возникающий в первые часы после облучения и характеризую­щийся следующими симптомами: общая слабость, утомляемость, апатия, головокруже­ние, головная боль, парестезии конечностей, нарушение сна, тошнота, рвота, понос. Перечисленные симптомы являются «поведенчески значимыми». Однако заранее невозможно однозначно прогнозировать, какое влияние окажут со­матические и психосоматические эффекты облучения на операторскую деятельность, поскольку высокий уровень тренировки и мотивации позволяет выполнять сложные задачи управления в различных экстремальных условиях.

2. Фаза кажущегося клинического благополучия (скрытая, или латентная). Чем короче срок такого состояния, тем, как правило, тяжелее степень радиационного поражения. Несмотря на отсутствие видимых клинических проявлений, отмечаются функциональные нарушения в ЦНС, а также в сердечно-сосудистой, кроветворной и пищеварительной системах. С первых минут и часов после облучения обнару­живается лимфоцитопения, быстро снижается число нейтрофилов, затем тромбоцитов и позже эритроцитов. Продолжительный начальный лейкоцитоз (2-3 дня после облучения) является, как правило, благоприятным прогностическим признаком.

3. Фаза выраженных клинических проявлений (разгар заболевания) характеризу­ется появлением всего симптомокомплекса лучевой болезни.

4. Фаза непосредственного восстановления, переходящая в период восстановления. Процессы восстановления в облученном организме характеризуются периодом полу­восстановления, т.е. временем, необходимым для восстановления организма от луче­вого поражения на 50%. У человека, согласно расчетам, он составляет 25-45 дней, считая от момента облучения. В среднем его принимают равным 28 суток. Восстанов­ление происходит не во всех случаях облучения. Предлагается различать 4 прогно­стические категории: 1) выживание невозможно, если доза облучения основной массы тканей тела достигает 6 Гр, несмотря на отличный медицинский уход и самую современную терапию; 2) выживание возможно при дозах 2-4,5 Гр, несмотря на тяжелое поражение, которое требует своевременного и квалифицированного печения; 3) выживание вполне вероятно (1-2 Гр); 4) выживание, несомненно (при дозах менее 1 Гр), а имеющаяся клиническая симптоматика (только гематологические сдвиги) не требует медицинского вмешательства.

Период исходов и последствий облучения проявляется в изменениях крови, угне­тении механизмов иммунитета, нарушении обмена веществ, а далее — укорочении продолжительности жизни (раннее старение), увеличении вероятности развития лей­коза и злокачественных новообразований, помутнения хрусталика (лучевая катарак­та), нарушении функции сердечно-сосудистой системы, вегетативных расстройствах, а также в генетических изменениях.

При кишечном варианте лучевой болезни в результате массовой гибели клеток эпителия тонкого кишечника развиваются тяжелые нарушения в желудочно-кишечном тракте. Резко нарушаются процессы всасывания и экскреции веществ. Организм теряет много жидкости, наступает его обезвоживание. Слизистая оболочка изъязвля­ется, иногда появляются перфорации, развиваются кишечные кровотечения, являющи­еся нередко причиной смерти пораженных. Большую роль играют при этой форме поражения также инфекция и интоксикация организма продуктами жизнедеятельности кишечной микрофлоры. Глубокие патологические изменения в кроветворной ткани не успевают развиться, так как пораженные умирают в ближайшие 6-9 дней после облучения. Однако, несмотря на быстротечность заболевания, и в этом случае можно отметить короткий период мнимого благополучия, длящийся от 1 до 2 суток.

Церебральная форма лучевого поражения характеризуется чрезвычайно быстрым и тяжелым течением. Продолжительность жизни пораженного измеряется часами. Уже вскоре после облучения появляются расстройство равновесия и координации движений, тонические и клонические судороги. Во время приступа останавливает­ся дыхание. Может наступить паралич дыхательного центра. Кишечная и церебральная формы лучевой болезни клинически протекают в виде острейшей лучевой болезни.

При попадании радиоактивных веществ на открытые участки тела, одежду, снаряже­ние основная задача сводится к быстрому их удалению, чтобы воспрепятствовать попаданию радионуклидов в организм. Если радиоактивное вещество все же проникло внутрь, то пострадавшему сразу вводят адсорбенты в желудок, промывают его, дают рвотные, слабительные, отхаркивающие средства и внутривенно-компленсионы (напри­мер, динатриевая соль этилендиаминотетрауксусной кислоты — ЭДТУ), способные проч­но связывать радиоактивные вещества и препятствовать отложению их в тканях.

Основным требованием при лечении ОЛБ является комплексность терапевтичес­ких мероприятий, при этом используют как патогенетические, так и симптоматичес­кие средства.

Описанные биологические эффекты могут значительно модифицироваться условия­ми облучения: время, локализация, сопутствующие факторы.

Если мощность дозы очень мала, то даже ежедневные облучения в течение всей жизни человека не смогут оказать заметно выраженного поражающего действия. Таким образом, фактор времени крайне значим в биологическом эффекте излучения. Это еще раз свидетельствует о том, что организм обладает способностью восстанавливать основную часть радиационного поражения. Многократное прерывистое (фракционированное) воздействие излучения также приводит к значительному сниже­нию поражающего действия. Неравномерные лучевые воздействия, которые встречают­ся на практике в подавляющем большинстве случаев, переносятся в целом значительно легче, чем «классические» общие равномерные облучения, рассмотренные нами ранее.

В настоящее время разработаны эффективные меры и правила защиты людей, работающих с источниками ионизирующих излучений. Профилактика радиационных поражений осуществляется путем проведения комплекса санитарно-гигиенических, санитарно-технических и специальных медицинских мероприятий.

Средства противохимической защиты (защитная одежда, противогазы или респира­торы и т.п.) оказывают известный защитный эффект от воздействия радиоактивных веществ. В случаях, когда неизбежно облучение в дозах, превышающих ПДД, профи­лактика осуществляется методом фармакохимической защиты.

В результате многочисленных радиобиологических исследований обнаружены ве­щества, которые при введении в организм за определенное время до облучения снижают в той или иной степени радиационное поражение. Такие вещества называ­ются радиозащитными или радиопротекторами. Большинство изученных в настоящее время радиопротекторов оказывают положительный эффект при введении их в орга­низм сравнительно за короткое время до облучения. Они улучшают течение лучевой болезни, ускоряют восстановительные процессы, повышают эффективность терапии и увеличивают выживаемость.

Кроме радиопротекторов, должное внимание следует уделять биологической защи­те, которая осуществляется с помощью адаптогенов. Эти вещества не обладают специфическим действием, но зато повышают общую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным факторам, в том числе и к ионизирующим излучениям. Адаптогены назначают многократно за несколько дней или недель до облучения. К ним следует отнести препараты элеутерококка, женьшеня, лимонника китайского, витаминно-аминокислотные комплексы, некоторые микроэлементы, АТФ, дибазол, гутимин и др. Механизм действия этих препаратов необычайно широк. В понятие биологической защиты входят и такие мероприятия, как акклиматизация к гипоксии, вакцинация, хорошее питание, занятие физической культурой и т.д. Все это, безусловно, повышает устойчивость организма. Злоупотребление алкоголем, никотином, наркотиками снижает устойчивость организма к облучению.

Эффективным способом противорадиационной защиты является локальное экрани­рование критических органов и систем.
Часть 4. Система «человек-среда»

4.1. Управление факторами среды
В зависимости от конкретных условий факторы ок­ружающей среды могут оказывать на организм раздель­ное, комбинированное, комплексное или сочетанное дей­ствие. Раздельное действие характеризует влияние на организм какого-либо одного фактора. Действие несколь­ких, например химических веществ, одновременно по­ступающих в организм из какого-либо одного объекта окружающей среды, называется комбинированным дей­ствием.

Комплексное действие имеет место тогда, когда ка­кое-то химическое вещество одновременно поступает в организм из различных объектов окружающей среды. Сочетанное действие наблюдается при одновременном влиянии на организм человека физических, химичес­ких и других факторов окружающей среды.

В настоящее время важное значение при выявлении факторов риска приобретает изучение влияния на здо­ровье населения, проживающего в непосредственной бли­зости от промышленных предприятий, факторов малой интенсивности, действующих в условиях населенных мест или на производстве.

В деле управления качеством окружающей среды и ограничения неблагоприятного влияния различных ее факторов на организм важное значение имеет гигиени­ческое нормирование.

Именно установление гигиенического регламента призвано гарантировать безвредность факторов окружа­ющей среды для здоровья.

Нормированием человечество занимается с момента своей осознанной деятельности. Благодаря нормирова­нию существует возможность прогнозирования послед­ствий отношений человека с окружающей действитель­ностью, выбор оптимальных вариантов этих отношений, закрепление их в опыте и передача последующим поко­лениям.

Гигиеническое нормирование, в отличие от нормиро­вания вообще, имеет целью создание условий, обеспечи­вающих сохранение, укрепление и приумножение здо­ровья людей, без которого немыслимо их благополучие. Таким образом, оно непосредственно выходит на конеч­ную, целевую, социально-биологическую ценность — здоровье человека и популяции.

Рассмотрим основные принципы нормирования.

1) Гарантийность. Гигиеническое нормирование и гигиенические нормативы должны гарантировать задан­ный уровень нормы организма (популяции) в настоящее время и в будущем.

Реализуется он в разработке предельно допустимых уровней (ИДУ) и концентраций (ПДК) абиотических факторов внешней среды.

2) Дифференцированность. Гигиеническое нормиро­вание и гигиенические нормативы имеют определенное социальное предназначение. В зависимости от социаль­ной ситуации для одного и того же фактора могут уста­навливаться несколько количественных значений или уровней, а именно: оптимальный, допустимый, предель­но допустимый, предельно переносимый и уровень вы­живания.

Конечно, желательно, чтобы гигиеническое норми­рование и соответственно гигиенические нормативы во всех случаях гарантировали максимальный уровень нор­мы организма или максимум здоровья. Однако соци­альная практика показывает, что нередко выполнить это требование общество не в состоянии.

3) Комплексность. Гигиеническое нормирование и гигиенические нормативы должны предусматривать возможность одновременного действия нескольких факто­ров среды как положительных, так и отрицательных. Величина норматива каждого из участвующих в этом действии факторов должна устанавливаться в зависимо­сти от характера их взаимного влияния друг на друга и на организм в целом.

4) Динамичность. Гигиеническое нормирование дол­жно предусматривать периодический пересмотр норма­тивов с целью их уточнения и повышения способности к обеспечению заданного уровня здоровья.

5) Социально-биологическая сбалансированность. Гигиеническое нормирование должно быть таким, что­бы польза для здоровья от соблюдения норматива (а) и польза от продукта производства, к которому норматив относится (b), в своей сумме максимально превышали сумму ущерба здоровью, наносимого производством ос­таточной денатурацией среды (с), и ущерба здоровью (d), связанного с затратами на соблюдение норматива, уменьшающими возможность удовлетворения других потребностей общества:

(a + b) - (с + d) = mах.

Гигиенический контроль за факторами окружающей среды, условиями труда и быта осуществляется последо­вательно в несколько этапов.

Первый этап - разработка и обоснование гигиени­ческих нормативов. На этом этапе с целью обоснования и разработки гигиенических нормативов проводятся ги­гиенические, санитарно-химические, токсикологические, патоморфологические, физиологические, клинико-функциональные исследования.

Второй этап - контроль за соблюдением гигиени­ческих нормативов. По результатам наблюдения дается санитарно-гигиеническая характеристика качества ок­ружающей среды.

Третий этап включает мероприятия по коррекции влияния факторов окружающей среды на организм. Часть мероприятий носит технический характер и связана с совершенствованием производства: внедрение безотход­ной технологии, автоматизация и механизация произ­водственных процессов.


4.2. Человек как элемент системы «человек – среда»
Под системой понимается такая совокупность эле­ментов, взаимодействие между которыми адекватно це­лям, стоящим перед системой. Бинарная система «чело­век-среда» многоцелевая. Одна из целей, стоящих перед данной системой — безопасность, т. е. не нанесение ущер­ба здоровью человека. Естественно, что каждая система имеет и некоторую чисто технологическую цель, связан­ную с достижением определенного, наперед заданного результата. Перед создателями систем стоит сложная задача согласования целей и устранения возможных про­тиворечий между ними.

Достижение безопасности системы «человек-среда» воз­можно только в том случае, если будут системно учте­ны особенности каждого элемента, входящего в эту си­стему.

Для того чтобы исключить отрицательные послед­ствия взаимодействия внешней среды и организма, не­обходимо обеспечить определенные условия функциони­рования системы «человек-среда». Характеристики человека относительно постоянны. Элементы внешней среды поддаются регулированию в более широких пре­делах. Следовательно, решая вопросы безопасности сис­темы «человек-среда», необходимо учитывать прежде всего особенности человека.

Человек в системах безопасности выполняет троякую роль:



  • является объектом защиты;

  • выступает средством обеспечения безопасности;

  • сам может быть источником опасностей.

Чтобы система «человек-среда» функциони­ровала эффективно и не приносила ущерба здоровью человека, необходимо обеспечить совместимость харак­теристик среды и человека.
4.2.1.Совместимость элементов системы
Антропометрическая совместимость предполагает учет размеров тела человека, возможности обзора внеш­него пространства, положения (позы) оператора в процес­се работы. При решении этой задачи определяют объем рабочего места, зоны досягаемости для конечностей опе­ратора, расстояние от оператора до приборного пульта и др. Сложность обеспечения этой совместимости заклю­чается в том, что антропометрические показатели у лю­дей разные. Сиденье, удовлетворяющее человека средне­го роста, может оказаться крайне неудобным для человека низкого или очень высокого. На рис. 4.1. приведены мини­мальные зоны (в см) для выполнения рабочих операций.

Рис. 4.1. Минимальное пространство, необходимое для выполнения работы при различных положениях тела

Для более правильного использования антропомет­рических данных человека при проектировании машин применяют метод соматографии или метод моделирова­ния. Соматография — это рабочий метод, заключающийся в конструировании схематических изображений челове­ческого тела в разных положениях во взаимосвязи с теми операциями, которые он должен выполнять. Моде­лирование — это метод, в основе которого лежит ис­пользование объемных или плоских моделей человечес­кой фигуры.

Обстоятельно вопросы антропометрии рассматрива­ются в эргономике, изучающей законы оптимизации рабочих условий.

Биофизическая совместимость подразумевает созда­ние такой окружающей среды, которая обеспечивает приемлемую работоспособность и нормальное физиоло­гическое состояние человека. Эта задача стыкуется с требованиями безопасности. Особое значение имеет терморегулирование организма человека, которое зависит от параметров микроклима­та. В таблице 4.1 приведены данные, которые необходимо учитывать при проектировании условий деятельности.

Оптимальные ощущения в зависимости от микроклиматических параметров

Таблица 4.1


Температура, ºС

Относительная влажность воздуха, %
Состояние

21


40

Наиболее приятное состояние

75

Отсутствие неприятных ощущений

85

Хорошее спокойное состояние

91

Усталость, подавленное состояние

24


20

Отсутствие неприятных ощущений

65

Неприятные ощущения

80

Потребность в покое

100

Невозможность выполнения тяжелой работы

30


25

Неприятное ощущение отсутствует

50

Нормальная работоспособность

65

Невозможность выполнения тяжелой работы

81

Повышение температуры тела

90

Опасность для здоровья

Биофизическая совместимость учитывает требования организма к виброакустическим характеристикам сре­ды, освещенности и другим физическим параметрам.

Энергетическая совместимость предусматривает со­гласование органов управления машиной с оптимальны­ми возможностями человека в отношении прилагаемых усилий, затрачиваемой мощности, скорости и точности движений.

Силовые и энергетические параметры человека име­ют определенные границы. Для приведения в действие сенсомоторных устройств (рычагов, кнопок, переключа­телей и т. п.) могут потребоваться очень большие или чрезвычайно малые усилия. И то и другое плохо. В пер­вом случае человек будет уставать, что может привести к нежелательным последствиям в управляемой системе. Во втором случае возможно снижение точности работы системы, так как человек не почувствует сопротивления рычагов.

Возможности двигательного аппарата представляют определенный интерес при конструировании защитных устройств и органов управления. Сила сокращения мышц человека колеблется в широких пределах. Например, номинальная сила кисти в 450-650 Н при соответствую­щей тренировке может быть доведена до 900 Н. Сила сжатия в среднем равная 500 Н для правой и 450 Н для левой руки, может увеличиваться в два раза и более. В таблице 4.2. приведены значения оптимальных усилий на органы управления.

Физическая нагрузка оператора

Таблица 4.2.


Виды нагрузки и органы управления
Нагрузка

Оптимальная (легкая)

Допустимая (средней тяжести)

Неблагоприятная (тяжелая)

Мощность внешней механической работы, Вт

Мужчины

до 20

до 45

45

Женщины

до 12

до 27

27

Максимальный вес, поднимаемый вручную, Н

Мужчины

до 50

до 150

150

Женщины

до 3О

до 90

90

Среднее значение прилагаемых усилий при частом их применении, Н


Мужчины

до 20

до 60

60

Перемещение (переходы) за смену, км




до 4

до 10

10

Информационная совместимость имеет особое значе­ние в обеспечении безопасности.

В сложных системах человек обычно непосредствен­но не управляет физическими процессами. Зачастую он удален от места их выполнения на значительные рас­стояния. Объекты управления могут быть невидимы, неосязаемы, неслышимы. Человек видит показания при­боров, экранов, мнемосхем, слышит сигналы, свидетель­ствующие о ходе процесса. Все эти устройства называют средствами отображения информации (СОИ). При необ­ходимости работающий пользуется рычагами, ручками, кнопками, выключателями и другими органами управ­ления, в совокупности образующими сенсомоторное поле. СОИ и сенсомоторные устройства — так называемая модель машины (комплекса). Через нее человек и осу­ществляет управление самыми сложными системами.

Чтобы обеспечить информационную совместимость, необходимо знать характеристики сенсорных систем орга­низма человека.

Социальная совместимость предопределена тем, что человек — существо биосоциальное. Решая вопросы со­циальной совместимости, учитывают отношения чело­века к конкретной социальной группе и социальной груп­пы к конкретному человеку.

Социальная совместимость органически связана с психологическими особенностями человека. Поэтому часто говорят о социально-психологической совмести­мости, которая особенно ярко проявляется в экстре­мальных ситуациях в изолированных группах. Но зна­ние этих социально-психологических особенностей позволяет лучше понять аналогичные феномены, которые могут возникнуть в обычных ситуациях в производственных коллективах, в сфере обслуживания и т. д.

Технико-эстетическая совместимость заключается в обеспечении удовлетворенности человека от общения с техникой, цветового климата, от процесса труда. Всем знакомо положительное ощущение при пользовании изящно выполненным прибором или устройством. Для решения многочисленных и чрезвычайно важных тех­нико-эстетических задач эргономика привлекает худож­ников-конструкторов, дизайнеров.

Психологическая совместимость связана с учетом психических особенностей человека. В настоящее время уже сформировалась особая область знаний, именуемая психологией деятельности.

Проблемы аварийности и травматизма на современ­ных производствах невозможно решать только инже­нерными методами. Опыт свидетельствует, что в основе аварийности и травматизма лежат не только инженер­но-конструкторские дефекты, но и организационно-пси­хологические причины: низкий уровень профессиональ­ной подготовки по вопросам безопасности, недостаточное воспитание, слабая установка специалиста на соблюде­ние безопасности, допуск к опасным видам работ лиц с повышенным риском травматизации, пребывание лю­дей в состоянии утомления или других психических состояниях, снижающих надежность (безопасность) дея­тельности специалиста.


Часть 5. Токсикологические основы нормирования загрязняющих веществ.

Следствием попадания в организм чужеродных химических соединений (ксенобиотиков) может быть его отравление, вызвавшее отравление вещество рассматривают в качестве яда.

Ядами называют вещества, которые при поступлении в организм различными путями (через дыхательные органы, кожные покровы, пищеварительный тракт) в незначительных количествах способны вступать во взаимодействие с жизненно важными структурами организма и вызывать нарушение его жизнедеятельности, переходящее при определенных условиях в болезненное состояние, то есть в отравление.

Действие вещества на организм зависит от многих условий: дозы. поступившей в организм, времени воздействия (экспозиции), содержания в окружающей среде и др. Так мышьяк в малых дозах используется в качестве лекарственного средства, а поваренная соль в больших количествах может вызвать отравление. Ртуть постоянно присутствует в организме, но определенные ее соединения при попадании в окружающую среду и далее в организм приводят к тяжелым функциональным расстройствам.

Вещества, содержащиеся в сбросах и выбросах предприятий, также оказываются ядами. Так как источником ксенобиотиков является промышленно-техническая деятельность, то их называют промышленными ядами.

Токсикологией (от греч. токсикон - яд) называют науку, исследующую взаимодействие организма и яда.

Раздел этой науки, касающийся токсичных веществ промышленного происхождения, называется промышленной токсикологией. Последняя, в свою очередь, является разделом гигиены труда, связанным с проблематикой охраны труда и техники производственной безопасности. Однако фактически задачи промышленной токсикологии шире, поскольку воздействию промышленных ядов люди подвергаются не только в условиях трудового процесса, но и в населенных пунктах, которые оказываются в зонах рассеивания промышленных выбросов и сбросов.

5.1 Задачи промышленной токсикологии
Важнейшей задачей промышленной токсикологии является токсикологическая оценка вредных веществ промышленного происхождения с целью их гигиенической регламентации. В условиях, когда избежать присутствия; вредных веществ в окружающей среде нельзя, необходимо устанавливать предельные (максимальные) значения их содержания, при которых эти вещества не оказывают негативного воздействия на организм человека. То есть проводится нормировании загрязняющих веществ: установлении так называемых предельно допустимых концентраций или других ограничительных нормативов.

В условиях производства человек, как правило, находится под воздействием не одного, а нескольких разных ксенобиотиков, а также под совместным (комбинированным) воздействием химических веществ и физических факторов (шума, вибрации, высоких температур, электромагнитных полей и др.). В совокупности все они называются вредными и опасными производственными факторами.

Второй задачей промышленной токсикологии является изучение и регламентация совместного воздействия на организм различных неблагоприятных факторов окружающей (в том числе и производственной) среды.

В задачи токсикологии входят также исследования механизмов воздействия ядов на организм их поведения в живых системах, включая распространение по пищевым цепям в экосистемах и др.

Токсикология изучает проявления различных эффектов действия ядов в организме: гонадотропных (влияние на половые железы), эмбриотропных (воздействие на зародыши), мутагенных (вызывание мутаций в генно-хромосомном аппарате), канцерогенных (вызывание злокачественных новообразований).

5.1.1 Оценка вредных веществ

Способность химических веществ вызывать нарушение жизнедеятельности организма (отравление) называется токсичностью. Токсичность (вредность, ядовитость) характеризуется как мера несовместимости вещества с жизнью или здоровьем, а опасность — как вероятность отравления этим веществом в реальных условиях его применения или присутствия [13].

Оценки токсичности должны иметь четкую количественную интерпретацию, т. е. быть основанными на измерениях. Такие измерения являются предметом токсикометрии.

В основе токсикометрических исследований находится изучение зависимости между количеством ядовитого вещества, содержащимся в конкретной среде (субстрате) или поступившем в организм, и реакцией последнего в виде острого, подострого, хронического или смертельного отравления, а также в форме того или иного отдаленного эффекта. При этом имеют значение не только собственно дозы, но и пути поступления вещества в организм, продолжительность его воздействия, состояние самого организма, условия окружающей среды. Количество яда оценивается в единицах его массы, отнесенных к единице массы или объема субстрата (мг/м3 воздуха, мг/л воды, мг или г/кг воздушно-сухой почвы). Эти характеристики называются концентрациями и обозначаются либо латинской буквой С, либо русской К.

Количество яда, поступившего в организм, соотносится с массой его тела (мг/кг) и называется дозой вещества (Д или D). Кроме того, концентрации вредных веществ могут выражаться в процентах или частях на миллион (ppm).

Устанавливаются три количественных характеристики веществ:


1. пороговая доза (или концентрация), иначе называемая порогом однократного воздействия; это наименьшее количество вещества, вызывающее при однократном воздействии такие изменения в организме, которые обнаруживаются при помощи специальных биохимических или физиологических тестов при отсутствии внешних признаков отравления у подопытного животного; обозначаются символами Кмиимин) или Дмин (Dмин) (минимальная концентрация или доза);
2. токсическая несмертельная доза (концентрация),. которая вызывает видимые проявления отравления без смертельного исхода и обозначается символами ЕД или ЕК;
3. токсическая смертельная доза (концентрация), которая вызывает отравление, заканчивающееся смертью подопытного животного; обозначается символами ЛК и ЛД, где Л—первая буква латинского слова леталис, что означает смертельный.

Токсикометрические исследования проводятся на группах животных.

Наиболее объективную оценку токсичности исследуемого вещества, приемлемую для сравнения разных дает та доза (концентрация), которая вызывает гибель половины (50%) всех подопытных организмов, т. е. ЛК50 или ЛД50. Обратные им величины ЛК50-1 и ЛД50-1 рассматриваются в качестве степени токсичности вещества.

Чем выше степень токсичности того или иного вещества, тем более жесткие требования предъявляются при работе с ним или к его присутствию в окружающей среде. Поэтому все токсичные вещества делят на группы токсичности (их называют классами токсичности) (табл. 5.1). Чем меньше значения устанавливаемых в эксперименте токсических доз (концентраций вещества), тем более ядовитым, т. е. токсичным или опасным оно является.
Классификация вредных веществ по степени токсичности и опасности.

Таблица 5.1.


Показатели *




Классы токсичности (опасности)




I

Чрезвычайно

токсичные


II

Высокотоксичные



III

Умеренно


токсичные

IV Малотоксичные

ЛД50, мг/кг, при введении внутрь


< 15

15 –150


150 –1500


> 1500



ЛД50, мг/кг, накожно


< 100

100 –500


501 –2500

> 2500


ЛК50, мг/л


< 0,5


0,5 –5,0


5,1 –50


> 50


ЛКмин, мг/л

< 0,01


0,01 – 0,1

0,11 –1


> 1,0


Z остр


< 6


6 –18

18,1 –54


> 54


Zхрон


> 10


10 –5


4,9 –2,5


< 2,5


КВИО

> 300

300 –30

30 –3

< 3

* Первые четыре показателя характеризуют степень токсичности, а три последние – степень опасности вещества.


Указанные оценки — не единственные из числа определяемых в экспериментах для определения степени токсичности вещества. Существуют и многие другие, но они различны в зависимости от того, в каком субстрате (воздухе, воде, почве) содержится данное вещество и каким путем поступает в организм.

Воздействие вредных веществ на организм может вызвать два вида отравлений: острое и хроническое. При авариях, нарушениях техники безопасности или регламентов работы оборудования возможно резкое скачкообразное возрастание содержания вредных веществ. При этом могут наступить острые отравления, которые возникают после однократного воздействия и могут приводить к смертельному исходу, хотя и не сразу после отравления (например, оксиды азота могут привести к такому исходу через неделю или более после острого отравления).

Хроническое отравление — это заболевание, развивающееся в результате систематического воздействия таких доз вредного вещества, которые при однократном поступлении в организм не вызывают отравления. Действие многих промышленных ядов связано именно с хроническим отравлением, поскольку в обычных производственных условиях, как правило, не создается концентрации, способных вызвать острое отравление. Это относится, например, к соединениям свинца, марганца, парам ртути и др. Но некоторые вещества (например, синильная кислота) вызывают только острые отравления.

Для обоснования нормирования загрязняющих веществ в окружающей среде необходимо устанавливать не одно, а два значения пороговых концентраций: для однократного Кмин. остр и хронического Кмин. хрон воздействия. Если значения таких показателей как ЛК50 или ЛД50 характеризуют токсичность вредных веществ (их несовместимость с жизнью и здоровьем), то вероятность угрозы отравления (опасность) оценивается другими показателями (см. табл. 5.1).

Это, в частности, так называемая зона однократного острого (Zocтр) и хронического (Zхрон) действия и зона (коэффициент) возможного ингаляционного отравления (КВИО).

Величина Zocтp характеризует диапазон концентраций между среднесмертельной концентрацией ЛК50 и порогом однократного воздействия Кмин. остр и определяется по формуле

Zостр = ЛК50 мин. остр. (5.1)
Величина Zxpoн характеризует опасность хронического поступления (интоксикации): чем шире данная зона, тем выше опасность, поскольку при этом возрастает угроза накопления (т. е. кумуляции) вещества в организме. Эта величина определяется как отношение Кмин. острмин. хрон.

КВИО характеризует эффективную токсичность вещества и определяется как отношение его насыщающей концентрации в воздухе при температуре 20° С (К20) к среднесмертельной ЛК50:

КВИО=К20 /ЛК50. (5.2)


Каталог: bitstream -> 123456789
123456789 -> Та медичному дискурсах
123456789 -> Проблемы взаимодействия человека и информационной среды
123456789 -> Некоторые аспекты проблемы идентичности в условиях современного коммуникативного пространства
123456789 -> Севастопольский национальный
123456789 -> Программа и материалы методического семинара преподавателей хгу «нуа» 30 января 2009 г. Харьков Издательство нуа 2009
123456789 -> Міністерство освіти І науки України І88К 0453-8048 вісник
123456789 -> Кожина Г. М. Психіатрія дитячого та підліткового віку/ Г. М. Кожина, В. Д. Мішиєв, Е. А. Михайлова, Чуприков А. П., Коростій В.І., Самардакова Г. О., Гайчук Л. М., Гуменюк Л. М. Підручник
123456789 -> Медицинская психология рабочая тетрадь для самостоятельной работы студентов медицинского факультета
123456789 -> Ноосфера і цивілізація
123456789 -> Министерство транспорта РФ


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


База данных защищена авторским правом ©dogmon.org 2019
обратиться к администрации

    Главная страница