В последние десятилетия на основании сведений о связи структуры и физико-химических свойств с биологическим действием многих групп химических соединений сформировался научный подход к прогнозу общего характера их действия, величины опасных доз и концентраций. Однако следует отметить, что нормирование химических соединений по параметрам токсичности не всегда обеспечивает безопасность при контакте с ними.
Это стало очевидным уже в конце 60-х годов, когда накопилось много данных о сенсибилизирующем, а также канцерогенном, мутагенном, эмбриотоксическом действии многих химических веществ. Дело в том, что, по существующим представлениям, пороговые дозы, вызывающие эти эффекты, нередко меньше пороговых (минимально действующих) доз ядовитых соединений. Очевидно, в этом основная причина того, что в настоящее время наблюдаются поражения, которые относят к химическим аллергозам, развившимся вследствие загрязнения биосферы ранее разрешенными к применению веществами.
Следовательно, отдаленные патологические последствия и неожиданные реакции организма на химическое воздействие должны наряду со степенью токсичности обязательно учитываться при оценке опасности вещества. К критериям опасности химических соединений надо еще отнести их свойство накапливаться (кумулировать) в организме человека, а также способность к трансформации в биологических средах в более вредные вещества по сравнению с исходными. Отсюда и стремление проводить токсикологическую паспортизацию новых веществ с обязательной оценкой названных патогенных эффектов. Естественно также, что по мере получения дополнительных сведений о "старых" химически опасных веществах параметры их вредности подлежат пересмотру.
Согласно ГОСТ 12.01.007-76, все вредные вещества по степени опасности разделены на 4 класса (табл. 4.2):
I — чрезвычайно опасные;
II — высокоопасные;
III — умеренно опасные;
IV — малоопасные.
Таблица 4.2. Классификация опасности веществ по степени их воздействия на организм
| Показатель | Класс опасности | |||
|---|---|---|---|---|
| I | II | III | IV | |
| Предельно допустимая концентрация веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3 | <0,1 | 0,1…1,0 | 1,1..10 | >10 |
| Среднесмертельная доза, мг/кп |
|
|
|
|
| при введении в желудок | <15 | 15…150 | 151…5000 | >5000 |
| при нанесении на кожу | <100 | 100…500 | 501…2500 | >2500 |
| Среднесмертельная концентрация в воздухе, мг/м3 | <500 | 500…5000 | 5001…50000 | >50000 |
| Коэффициент возможного ингаляционного отравления | >300 | 300…30 | 29…3 | <3 |
| Зона острого действия | <6 | 6… 18 | 18.1…54 | >54 |
| Зона хронического действия | >10 | 10…5 | 4,9…2,5 | <2,5 |
| Пороговая концентрация, мг/л: острого действия хронического действия | <0,01 >10 | 0,01…0,1 10…5 | 0,11…1,0 4,9…2,5 | >1,0 <2,5 |
Показатели, оценивающие токсическое действие веществ по их абсолютным количествам, вызывающим определенный биологический эффект, рассматривались раннее.
Помимо этих характеристик, в таблице присутствуют еще несколько форм выражения эффективной токсичности, дающие возможность сравнивать отдельные вещества между собой:
- коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО) — отношение максимально достижимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20 °С к средней смертельной концентрации вещества для мышей при двухчасовом воздействии;
- зона острого действия Zac — отношение среднесмертельной концентрации вещества к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящее за пределы приспособительных физиологических реакций;
- зона хронического действия Zcn — отношение минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне всего организма, выходящее за пределы приспособительных физиологических реакций, к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей вредное действие в хроническом эксперименте по четыре часа пять раз в неделю на протяжении не менее четырех месяцев.
Изолированное действие вредных веществ в химической промышленности встречается редко, обычно работающие подвергаются одновременному воздействию нескольких веществ, т. е. имеет место комбинированное действие
Различают несколько видов комбинированного (совместного) действия вредных веществ:
- синергизм — одно вещество усиливает (потенцирует) действие другого вещества; потенцирование происходит вследствие подавления одним ядом ферментативной деятельности систем, ответственных за метаболизм другого яда; явление потенцирования возможно только в случае острого действия;
- аддитивность (суммирующее действие); в большинстве случаев производственные яды, обладающие идентичным воздействием на организм, в сочетании действуют именно по этому типу;
- антагонизм — одно вещество ослабляет действие другого; ослабление токсического действия является следствием химического, физического или физиологического взаимодействия ядов как во внешней среде, так и в организме.
В случае однонаправленного действия, когда компоненты смеси действуют на одни и те же системы в организме, одновременно или последовательно (например, наркотический эффект смеси углеводородов), их суммарный эффект отвечает выражению
, (4.1)
где Сi — концентрация i-го вещества в воздухе рабочей зоны; ПДКi — соответствующая нормированная величина.
В случае неоднонаправленного действия, когда компоненты смеси действуют на разные системы организма и их токсические эффекты не зависят один от другого (например, пары бензола и раздражающие газы), суммарный эффект такой смеси равен совокупному действию независимых токсикантов.
Уместно отметить, что предельно допустимые концентрации многих химически опасных веществ для производственных помещений в десятки и сотни раз превосходят среднесуточные и максимальные разовые дозы для атмосферного воздуха населенных мест.
Следует также иметь в виду, что присутствие ряда токсичных веществ в воздушной среде может стать источником не только прямой, но и опосредованной химической опасности. Их первичное повреждающее воздействие на растительный и животный мир и загрязнение ими гидросферы неизбежно сказываются затем на состоянии внутренней среды организма человека, являющегося частью биосферы.