ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НОРМИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ НАГРУЗОК

 

1. Санитарно-гигиенические принципы нормирования токсических воздействий.

 

Санитарно-гигиеническое нормирование предполагает, прежде всего, установление граничных значений воздей­ствий со стороны окружающей среды на организм. Один из центральных моментов - обоснование критических зна­чений токсических воздействий.

Разработка нормативов ПДК, безусловно, имеет опре­деленную специфику для различных сред, длительности воздействия веществ и других факторов. Однако в целом используются следующие общие принципы:

- в основу положен только биологический принцип (в случае санитарно-гигиенических значений ПДК - воз­действие на человека);

- используются экспериментальные и натурные иссле­дования, результаты которых гармонизируются;

- в основу положена трехкоординатная система «доза-время-эффект» с нахождением вероятностных количе­ственных порогов вредного действия;

- из всего комплекса первичных, вторичных и опосредо­ванных эффектов выделяется лимитирующий;

- нормирование осуществляется с учетом предполага­емой физиологической адаптации человека;

- принцип пороговости действия: как основа гигиени­ческого нормирования устанавливается минимальная кон­центрация вредного вещества, вызывающая интоксикацию организма;

- принцип приемлемого риска: используется в беспороговой модели для оценки мутагенного и канцерогенного действия с отдаленными последствиями, при отсутствии экспериментальных данных, подтверждающих количествен­ную связь между силой действия и эффектом. Чаще исполь­зуется для оценки угрозы в аварийных ситуациях.

Отметим, что существуют ПДК веществ в средах для разных условий: общесанитарные ПДК веществ в атмо­сфере (максимально разовые и среднесуточные), ПДК рабо­чей зоны. Все они разработаны для различных «режимов воздействия» веществ на организм (продолжительность, интенсивность, периодичность) и поэтому могут отличаться между собой довольно существенно даже для одного и того же вещества. Более подробно эти граничные значения рас­сматриваются в соответствующих разделах. Однако особую важность приобретает норматив ПДК веществ в рабочей зоне (ПДК_рз), поскольку большую часть времени люди контакти­руют с опасными веществами в пределах производственных помещений.

ПДК_р.з - это концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны в мг/м³, которая не должна вызывать у рабо­тающих (при ежедневном вдыхании в течение 8 ч и не более 40 ч в неделю за все время рабочего стажа) каких-либо забо­леваний или отклонений от нормального состояния здоро­вья. Такие отклонения могут быть зафиксированы совре­менными методами исследования непосредственно во время работы или в отдаленные сроки. Под рабочей зоной пони­мается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся работающие.

Воздействие поллютантов на организм человека может быть как прямым (непосредственное проникновение или контакт с организмом), так и косвенным.

Существуют следующие способы проникновения вредных веществ в организм:

1. Перорально – через желудочно-кишечный тракт с пищей и водой - основной путь для твердых и жидких веществ.

2. Ингаляционно – через дыхательные органы – основной путь для газообразных и твердых веществ.

3. Перкутанно – через кожу, в основном через сальные железы, устья протоков потовых желез, через волосяные фолликулы – основной пусть для жидких веществ.

Степенью токсичности вещества называется его абсо­лютное количество или доза, вызывающие определенный биологический эффект или патологические изменения. Под уровнем дозы понимается доза, вводимая за единицу вре­мени. В случае, когда неблагоприятный эффект воздействия вредного вещества проявляется в форме гибели или функ­циональных изменений организма, для оценки используют понятие «летальная доза».

Если действие вещества приводит к функциональным изменениям, то рассматривают понятия «действующие дозы» и «концентрации». К ним относятся:

Ø пороговая доза (порог однократного действия) - наи­меньшее количество вещества, вызывающее при однократ­ном воздействии такие изменения в организме, которые обнаруживаются с помощью биохимических или физиоло­гических тестов в отсутствие внешних признаков отравле­ния;

Ø недействующая доза - максимальное количество вещества, не приводящее к каким-либо изменениям в орга­низме;

Ø токсическая несмертельная доза (ЕД) вызывает види­мые проявления отравления без летального исхода;

Ø токсическая смертельная (летальная) доза (ЛД) или концентрация (ЛК) вызывает отравления, заканчивающиеся гибелью организма.

ЛД₅₀ - полулеталъная доза: экспериментально устанав­ливаемое значение дозы вещества, при котором погибает половина членов испытуемой группы; один из наиболее широко применяемых показателей опасности ядовитых и умеренно токсичных веществ. Обычно указывают в еди­ницах массы вещества на единицу массы испытуемого субъ­екта. Предполагается, что в ходе эксперимента исследуемый объект находится в типичном состоянии, в нормальных условиях, без приема антидотов и других специальных мер предосторожности.

Характеристики эти для разных биологиче­ских видов серьезно различаются, в связи с чем весьма ответственным моментом является перенос резуль­татов опытов на лабораторных животных для установления допустимых нагрузок на организм человека.

Большое значение при установлении предельных кон­центраций и доз имеет не только собственно количество веществ, но и время, в течение которого вещество контакти­рует с организмом. Традиционно рассматривают:

·        кратковременное однократное воздействие вещества, приводящее к острым отравлениям;

·        систематическое (и длительное) воздействие доз вредного вещества, которые при однократном поступлении в организм не вызывают отравления - хроническое отрав­ление.

В связи с этим рассматривается два значения пороговых концентраций: для однократного (С_{мин остр}) и хронического (С_{мин хрон}) воздействий.

Различают две формы кумуляции, имеющие большое значение при экологическом нормировании, которые могут развиваться одновременно. Материальная - сопровождается накоплением токсикантов в организмах или в экосистеме в целом (поступление больше, чем выведение вещества). Она характерна для веществ, которые медленно метаболизируются и недостаточно полно выводятся из организма, поэтому при повторных введениях, если интервалы между ними недостаточно продолжительны, в организме постепенно нарастает их концентрация. Это сопровождается усилением их эффекта и может приводить к развитию интоксикации. Функциональная кумуляция - это накопление эффекта от вредного воздействия; опасность данного вида кумуляции не в количестве накопившегося вещества, а в общем уменьшении защитных свойств организма или системы, нарушении (вплоть до прекращения) функций органов и систем организма.

Подпороговая концентрация - максимальная доза раздражающего агента, не вызывающая при хроническом воздействии патологических изменений в организме подопытных животных. Экспериментально полученные подпороговые концентрации вредных веществ делят на коэффициент концентрации для человека и получают таким образом ПДК для пищевых продуктов, рассчитанных на организм человека. Допустимому остаточному содержанию вредных веществ в сырье и пищевых продуктах при гигиеническом нор­мировании уделяется особое внимание.

 

 

2. Методы оценки опасности веществ.

 

Для нормирования чаще всего применяются критерии оценки пестицидов. Пестициды по своим токсическим свойствам, химической стойкости, от которой зависит загрязнение компонентов окружающей среды, значительно различаются между собой даже в преде­лах одного класса. Они имеют разное сопротивление к раз­рушению за счет воздействия внешних факторов и подраз­деляются на нестойкие (сохраняются в окружающей среде 1-12 недель); вещества средней стойкости (1-18 месяцев); и стойкие (более 2 лет).

Выделяются следующие пути поступления пестицидов в организм человека (короткие и длинные):

почва - человек;

почва - атмосфера - человек;

почва - подземные воды - человек;

почва - водоем - человек;

почва - растительные продукты - человек;

почва - растительные продукты - животные - человек.

Расчеты на примере многих пестицидов, которых в насто­ящее время насчитывается более 10 тыс. видов показали, что установленные ранее значения нормативов агрохимикатов в отдельных средах на поря­док и более превышает допустимую суточную дозу (ДСД). В связи с этим была предложена схема комплексного гигие­нического нормирования пестицидов взамен существовав­шего. ДСД представляет собой максимально безвредную суточ­ную дозу пестицида для человека, которая не вызывает каких-либо неблагоприятных воздействий на организм при ежедневном поступлении на протяжении всей жизни дан­ного и последующих поколений.

Опасность анализируемых факторов для человека наи­более полно может быть установлена на основе эпидемио­логических исследований, характеризующих зависимость «доза - время - эффект». Для оценок норм содержаний пестицидов с этих позиций был проверен критерий ДСД. Проведенные исследования показали, что при использо­вании ряда пестицидов выявлены достоверные изменения в структуре заболеваемости с временной утратой трудо­способности. У работниц теплиц по сравнению с лицами контрольной группы была отмечена повышенная частота заболеваний центральной нервной системы, патологий сердечно-сосудистой системы, пищеварительной системы и ряда других болезней.

Анализ многопараметрических закономерностей «доза - время - эффект» в системе «окружающая среда - организм» показывает, что оценка негативного действия химических веществ по отдельным критериям (степень загрязнения воз­духа рабочей зоны, пищевых продуктов, воды и т.п.) характе­ризует лишь отдельные патогенные факторы и не позволяет прогнозировать весь комплекс негативных последствии для организма вследствие их совместного действия. В качестве выхода разработчиками предлагается системный подход, основанный на анализе данных обо всех источниках поступ­ления пестицидов в организм и сопоставлении их концент­раций с ДСД.

Разработка ДСД проходит в два этапа:

1.     на базе использования комплекса принятых токсико­логических тестов устанавливают пороговую и подпороговую дозы заданного пестицида;

2.     определяют коэффициент запаса при переходе от поро­говых или подпороговых доз к ДСД.

Коэффициент запаса может рассчитываться в зависимо­сти от величины токсикометрических показателей, большое внимание при этом придается учету отдаленных послед­ствий и оценке поведения вещества в объектах окружа­ющей среды.

 

 

3. Классификации веществ по степени опасности.

 

В зависимости от степени влияния вредных веществ на живые организмы их принято разделять на классы опас­ности. При этом одно и то же вещество при нахождении в разных средах может быть отнесено к разным классам. Это связано с тем, что в разных вмещающих средах (атмосфер­ный воздух, вода, почвы, продукты питания) механизмы воз­действия этих веществ на организм и характер проявления ими их свойств неодинаковы.

Классификация веществ приводится в ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности», согласно которому выделены:

1-й класс - вещества чрезвычайно опасные;

2-й класс - вещества высокоопасные;

3-й класс - вещества умеренно опасные;

4-й класс - вещества малоопасные.

В современных условиях производств многие профессио­нальные группы людей контактируют с широким спектром веществ, которые имеют различную токсичность и пути поступления в организм. Существуют различные подходы к оценке их токсичности. Так, например, в медицинской экологии все вещества, поражающие организм, объединены в пять групп: 1) вещества раздражающего типа; 2) нейротропные; 3) гепатроиные; 4) яды крови; 5) почечные яды.