Тема 3.2. Хімічні та біологічні фактори небезпек

Тема 3.2. Хімічні та біологічні фактори небезпек

193
0


ЛЕКЦІЯ 10
Тема 3.2. Хімічні та біологічні фактори небезпек
У результаті вивчення теми студент повинен уміти:
– класифікувати шкідливі хімічні та біологічні фактори небезпеки;
– давати характеристики небезпечних хімічних та біологічних факторів;
– пояснювати сутність дії на організм людини токсичних хімічних речовин;
– аналізувати якість навколишнього середовища за вмістом шкідливих хімічних речовин, мікроорганізмів.
Після вивчення теми студент повинен виявити загальні закономірності виникнення хімічних та біологічних факторів небезпек, впливу їх на життєдіяльність людини. Викладач у процесі вивчення теми повинен сформувати у майбутніх спеціалістів необхідні навички, спрямовані на запобігання небезпекам і захист людей.
План
1. Загальна характеристика шкідливих хімічних речовин.
2. Токсична дія шкідливих речовин на організм людини.
3. Характеристика отруйних речовин.
4. Поняття гранично допустимої концентрації шкідливих речовин.
5. Загальна характеристика біологічних факторів небезпек.
6. Отруйні тварини і рослини.
7. Патогенні організми.
Контрольні питання
1. Характеристика шкідливих хімічних речовин.
2. Класифікація шкідливих хімічних речовин.
3. Прояви токсичності хімічних сполук.
4. Характеристика отруйних речовин.
5. Поняття гранично допустимої концентрації.
6. Загальна характеристика отруйних рослин і тварин.
7. Дія на організм людини патогенних організмів.
Література
1. Білявський Г.О., Падун М.М, Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. – К.: Либідь, 1993. – 340 с.
2. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / Под общей ред. С.В. Белова. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Высшая шк., 1999. – 448 с.
3. Основи екології та охорона навколишнього природного середовища: Навч. посібник / За ред. В.С. Джигирея. – Львів, 1999. – 238 с.
4. Лапін В.М. Безпека життєдіяльності людини: Навч. посібник. – 2-ге видання. – Л.: Банк. Коледж; К.: Т-во “Знання”, КОО, 1999. – 186 с.
5. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества / Под ред. Л.А. Ильина, В.А. Филова. – М.: Химия, 1990. – 463 с.

Хімічні фактори небезпеки.
Загальна характеристика шкідливих хімічних речовин
У процесі життєдіяльності людина постійно стикається з великою кількістю шкідливих речовин, які можуть викликати різні види захворювання, розлади здоров’я, а також травматизм як у процесі контакту, так і через певний проміжок часу. На сьогодні відомо близько 7 млн. хімічних речовин та сполук, із яких 60 тис. використовуються у діяльності людини. На міжнародному ринку кожного року з’являється від 500 до 1 000 нових хімічних сполук та сумішей.
Залежно від практичного використання хімічні речовини можна поділити на:
n промислові отрути, які використовуються у виробництві (органічні розчинники, барвники) і є джерелом небезпеки гострих і хронічних інтоксикацій при порушенні правил техніки безпеки (наприклад, ртуть, свинець, ароматичні сполуки тощо);
n отрутохімікати, що використовуються у сільському господарстві для боротьби з бур’янами, гризунами, комахами (гербіциди, пестициди, інсектициди);
n лікарські препарати;
n побутові хімічні речовини, які використовуються у якості харчових добавок, засобів санітарії, особистої гігієни, косметичних засобів;
n біологічні отрути: рослинні та тваринні, які містяться у рослинах і грибах, тваринах і комахах;
n отруйні речовини: зарин, іприт, фосген та ін.
Шкідливими називають речовини, які при контакті з організмом людини можуть викликати травми, захворювання або відхилення у стані здоров’я.
Більша частина хімічних речовин являють собою відходи різних виробництв і надходять у навколишнє середовище у вигляді газів, рідин, твердих хімічних сполук. Вони вступають у взаємодію з компонентами навколишнього середовища, потрапляють в організм людини і можуть виникати різні отруєння.
Шляхи проникнення шкідливих речовин в організм людини: через органи дихання, шкіру, рани, шлунково-кишковий тракт. Вплив шкідливих речовин на організм людини залежить від кількості речовини, що потрапила в нього, її токсичності, тривалості надходження і механізму взаємодії. Крім того, він залежить від статі, віку, індивідуальних особливостей організму, метеорологічних умов навколишнього середовища, хімічної структури і фізичних властивостей речовини.
Токсичність – це ступінь фізіологічної активності шкідливої речовини. Фізіологічну активність шкідливих речовин вивчає наука токсикологія, яка є однією з галузей медицини. Токсикологія називає шкідливими такі речовини, які в умовах різної діяльності людини можуть викликати погіршення здоров’я або смерть.
Дія шкідливих речовин проявляється у вигляді гострих та хронічних отруєнь.
Гострі отруєння характеризуються короткочасною дією відносно великої кількості шкідливих речовин і яскравим проявом безпосередньо в момент дії через невеликий проміжок часу.
Хронічні отруєння виникають при тривалій дії шкідливих речовин, що проникають в організм у відносно невеликій кількості.
Залежно від характеру дії на організм людини хімічні шкідливі речовини поділяються на загальнотоксичні, подразнюючі, мутагенні, канцерогенні, задушливої дії та ті, що впливають на репродуктивну функцію, сенсибілізатори.
Загальні токсичні речовини – це речовини, що викликають отруєння усього організму людини або впливають на його окремі системи (наприклад, кровотворення, ЦНС). Ці речовини можуть викликати патологічні зміни певних органів, наприклад, нирок, печінки. До таких речовин належать такі сполуки, як чадний газ, селітра, концентровані розчини кислот чи лугів тощо.
Подразнюючі речовини викликають подразнення слизових оболонок, дихальних шляхів, очей, легень, шкіри (наприклад, хлорацетофенон, адамсит, хлор, фтор і азотомісткі сполуки).
Мутагенні речовини призводять до порушення генетичного коду, зміни спадкової інформації (свинець, радіоактивні речовини тощо).
Канцерогенні речовини – викликають, як правило, злоякісні новоутворення – пухлини (ароматичні вуглеводні, циклічні аміни, азбест, нікель, хром тощо).
Речовини задушливої дії призводять до токсичного набрякання легень (оксид азоту, отруйні речовини).
Прикладом речовин, що впливають на репродуктивну (народжувальну) функцію, можуть бути радіоактивні ізотопи, ртуть, свинець тощо.
Сенсибілізатори – речовини, що діють як алергени. Це, наприклад, розчинники, формалін, лаки на основі нітро- та нітрозосполук тощо.
Усі шкідливі речовини за ступенем небезпеки для людини поділені на чотири класи. Як показник небезпеки, прийнятий коефіцієнт можливого інгаляційного отруєння – КМІО.



,
де, С50 – концентрація речовини, що викликає загибель 50 % піддослідних тварин при 2–4 г інгаляційної речовини (мг/м3);
С20 – насичена концентрація при t = 200С.
Даний коефіцієнт залежно від числового значення дозволяє поділити хімічні речовини за інгаляційною небезпекою на чотири класи:
1-й (надзвичайно небезпечні) КМІО = 300;
2-й (дуже небезпечні) КМІО = 30–300;
3-й (помірно небезпечні) КМІО = 3–30;
4-й (малонебезпечні) КМІЛ = < 3.
Серед небезпечних хімічних речовин виділяється особлива група речовин, що є найбільш небезпечними для людей у випадку потрапляння в навколишнє середовище. Речовини цієї групи називаються сильнодіючими отруйними речовинами (СДОР).
Прийняті два критерії добору в групу СДОР: перший – належність токсичної речовини до 1–2 класу небезпеки за КМІО; другий – імовірність і масштаби можливого зараження повітря, води, місцевості при виробництві, транспортуванні та зберіганні НХР. Введення другого критерію зумовлено тим, що з досить великої кількості відомих і запланованих на майбутній випуск хімічних сполук, віднесених за величиною КМІО до 1–2 класу небезпеки, реальну загрозу масового ураження людей становить лише та їх частина, яка характеризується великим масштабом виробництва, споживання, зберігання і транспортування.
Токсична дія шкідливих речовин на організм людини
Зазначалося раніше, організм людини є єдиною складною системою взаємопов’язаних органів, зміна в яких впливає на організм у цілому. Інтенсивний обмін речовин всередині організму, а також постійний обмін його із зовнішнім середовищем – необхідна умова підтримання життя. В обміні речовин між навколишнім середовищем та організмом беруть участь органи дихання і травлення, через які в організм потрапляють кисень і поживні речовини, та органи виділення, що виводять із організму людини шлаки.
Потрапляючи в організм, шкідливі речовини переносяться кров’ю до всіх органів та тканин. Тому порушення процесів обміну в будь-якому органі призводить, як правило, до порушення ін-ших функцій організму.
Зміна складу певних речовин, що беруть участь у нормальних процесах обміну здорової людини, не може не впливати на обмін речовин у будь-якому органі, тому і на нормальне функціонування організму в цілому. Залежно від ділянки в ланцюгу обміну речовин, в якому під дією тієї чи іншої токсичної сполуки відбувається порушення нормальних процесів, ступінь її токсичності буває більшим або меншим. Найбільш токсичними є ті хімічні сполуки, які впливають на найважливіші ферментні системи організму.
Основу всіх процесів життєдіяльності будь-якого організму складають тисячі хімічних реакцій, що відбуваються з великими швидкостями. Висока швидкість процесів розщеплення пов’язана з тим, що всі вони мають каталітичний характер, а роль каталіза-торів відіграють ферменти. Жоден процес в організмі людини не відбувається без участі ферментів (наприклад, у засвоєнні білків беруть участь протенози, жирів – ліпази, вуглеводнів – кінази та фіфатази і т. д.). Усього в організмі людини міститься близько 1 тисячі різних ферментних систем, що каталізують різні процеси. Для всіх ферментів характерною є висока специфічність дії, тобто кожен фермент може каталізувати лише певний процес. Незначна зміна в будові або в умовах дії ферменту призводить до втрати каталітичної активності. Таким чином, токсичність тих чи інших сполук проявляється в хімічній взаємодії між ними та ферментами, що призводить до гальмування або припинення цілого ряду життєво важливих функцій організму. Повне інактивування тих чи інших ферментних систем викликає загальне ураження організму, а в деяких випадках і його смерть.
Велика кількість захворювань, а також отруєнь виникає із про-никненням токсичних речовин в організм людини, головним чином, через органи дихання. Цей шлях дуже небезпечний, тому що шкідливі речовини безпосередньо потрапляють у кров і розносяться по всьому організму. Для досягнення максимального ефекту отруйні речовини використовуються у вигляді газів, парів, аерозолів. Аерозолі викликають загальнотоксичну дію у результаті проникнення пилових часточок (до 5 мкм) у глибокі дихальні шляхи, в альвеоли, частково або повністю розчиняються в лімфі і, надходячи у кров, викликають інтоксикацію. Дрібнодисперсні пилові часточки дуже важко уловлювати.
Отруйні речовини потрапляють у шлунково-кишковий тракт завдяки невиконанню правил особистої гігієни, наприклад, харчування або куріння на робочому місці без попереднього миття рук. Ці речовини відразу можуть потрапити у кров із ротової порожнини. До таких речовин, наприклад, відносяться жиророзчинні сполуки, феноли, ціаніди.
Кисле середовище шлунку і слаболужне середовище кишеч-ника можуть призводити до підсилення тотожності деяких сполук (н-8, PbSO4 переходить у більш розчинну сполуку PbCl4). Потрапляючи у шлунок, такі отруйні речовини як, наприклад, ртуть, мідь, церій, уран, можуть викликати подразнення його слизистої оболонки.
Шкідливі речовини можуть потрапляти в організм людини через шкіру як при дії рідини при контакті з руками, так і у випадках високих концентрацій токсичних парів і газів у повітрі на робочих місцях. Розчиняючись у шкіряному жирі та потових залозах, речовини можуть потрапляти у кров. До них належать легкорозчинні у воді і жирах вуглеводні, ароматичні аміни, бензол, анілін тощо. Ураження шкіри, безумовно, прискорює проникнення отруйних речовин в організм.
Характеристика отруйних речовин
Дуже негативні наслідки виникають із впливом отруйних речовин на живі організми, повітря, ґрунт, воду тощо. Своєю дією ці речовини призводять до критичного стану навколишнього природного середовища (знищення людей, тварин, рослин), впливають на здоров’я та працездатність людей, на їх майбутнє покоління.
Отже, отруйні речовини – це токсичні хімічні сполуки, які призводять до ураження всіх живих організмів, особливо людей та тварин, а також до забруднення місцевості.
Ступінь ураження отруйними речовинами залежить від їх токсичності, вибіркової дії, тривалості, а також від їх фізико-хімічних властивостей.
За токсичністю отруйні речовини можна поділити на:
– нервово-паралітичної дії (наприклад, зарин-СВ, зоман-СД) – виклик бронхоспазмів, задухи, паралічу;
– загальнотоксичної дії (наприклад, синильна кислота, хлорціан) – набрякання, кома, параліч, судома, прискорене серцебиття;
– подразнюючої дії (Сі-Ар, Сі-Ес) – подразнення слизових оболонок носа, ротової порожнини;
– шкірнонаривної дії (наприклад, іприти) – місцеві запалення та некротичні зміни у поєднанні із загальнотоксичними резорбтивними явищами.
За вибірковою дією отруйні речовини можна поділити на:
– серцеві – кардіотоксична дія: ліки, рослинні отрути, солі барію, калію, кобальту, кадмію;
– нервові – порушення функцій нервової системи (чадний газ, аміак, вуглеводні, фосфорорганічні сполуки, алкогольні вироби, наркотичні засоби, снотворні ліки та ін.);
– печінкові – хлоровані вуглеводні, альдегіди, феноли, фосфор, селен та ін.;
– ниркові – сполуки важких металів, етиленгліколі, щавлева кислота та інші;
– кров’яні – похідні аніліну, анілін, нітрити;
– легеневі – оксиди азоту, озон, фосген.
За тривалістю дії отруйні речовини можна поділити на три групи:
– летальні, що призводять або можуть призвести до смерті (у 5 % випадків): термін дії до 10 діб;
– тимчасові, що призводять до нудоти, блювоти, набрякання легенів, болі у грудях: термін дії від 2 до 5 діб;
– короткочасові – тривалість декілька годин. Призводять до подразнення у носі, ротовій порожнині, головного болю, задухи, загальної слабості, зниження температури.
Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин
Для послаблення впливу шкідливих речовин на організм людини, для визначення ступеня забрудненості довкілля та впливу на рослинні та тваринні організми, проведення екологічних експертиз стану навколишнього середовища або окремих об’єктів чи районів нині в усьому світі користуються таким поняттям, як якість природного середовища. Нормативи якості виражаються у гранично допустимих концентраціях (ГДК) шкідливих речовин (полютантів), гранично допустимих викидах (ГДВ), гранично допустимих екологічних навантаженнях (ГДЕН), максимально допустимому рівні (МДР), тимчасово погоджених викидах (ТПВ) та орієнтовно безпечних рівнях впливу (ОБРВ) забруднюючих речовин у різних середовищах.
Мета нормативів якості – забезпечити науково обґрунтоване поєднання екологічних і економічних інтересів як основи суспільного прогресу. Це свого роду вимушений компроміс, що дозволяє розвивати господарство, охороняти життя і благополуччя людини. В основі нормативів якості лежать три показники: медичний, технологічний, науково-технічний.
Медичний показник установлює граничний рівень загрози здоров’ю людини.
Технологічний показник оцінює рівень встановлених меж техногенного впливу на людину і середовище існування.
Науково-технічний показник оцінює можливість науково-технічних засобів контролювати дотримання меж впливу за всіма необхідними характеристиками.
Гранично допустимі концентрації (ГДК) належать до показників якості навколишнього середовища стосовно здоров’я людини. ГДК змісту шкідливих речовин, а також шкідливих мікроорганізмів та інших біологічних речовин належать до нормативів санітарно-гігієнічного характеру.
Цей вид нормування охоплює не тільки екологічну, але й виробничу, житлово-побутову сфери життя людини.
Вперше ГДК були введені в 1939 році для питної води. До 1991 року кількість таких норм ГДК для водяних об’єктів господарсько-питного і культурно-побутового призначення досягла 1925. ГДК щодо атмосфери вперше були введені в 1951 році для 10 шкідливих речовин. До 1991 року їх було вже 479. ГДК у ґрунті стали вводитися з 1980 року. У 1991 році вони досягли 109.
Гранично допустима концентрація (ГДК) (норматив) – кількість шкідливої речовини в навколишньому середовищі, яка при постійному контакті або взаємодії за певний проміжок часу не впливає на здоров’я людини і не викликає небажаних наслідків у майбутніх поколінь.
Гранично допустимі концентрації встановлюються головними санітарними інспекціями у законодавчому порядку або рекомендуються відповідними установами, комісіями на основі результатів комплексних наукових досліджень, лабораторних експериментів, а також відомостей, одержаних під час і після різних аварій на виробництвах, воєнних дій, природних катастроф з використанням тривалих медичних обстежень людей на шкідливих виробництвах (хімічні виробництва, АЕС, шахти, кар’єри, ливарні цехи).
Для визначення максимальної разової ГДК використовуються високочутливі тести, за допомогою яких виявляють мінімальні впливи забруднювачів на здоров’я людини у разі короткочасних контактів (виміри біопотенціалів головного мозку, реакція ока тощо).
Під час визначення тривалих впливів забруднювачів (токсикантів) проводять експерименти на тваринах, використовують дані спостережень під час епідемій, аварій, додаючи до певного порогового впливу коефіцієнт запасу, що знижує дію ще в кілька разів.
Ще у СРСР головною санітарною інспекцією МОЗ СРСР були встановлені 2 норми ГДК, якими користуються і нині:
1) максимально разова ГДК, яка викликає рефлекторні реакції (запах, тепло, світло тощо) внаслідок 20 хв. дії на людину;
2) середньодобова ГДК, яка не має шкідливого впливу на людину у разі тривалої дії.
Доки існують шкідливі види антропогенної діяльності, для обмеження їх впливу на природне середовище ми мусимо нормувати кількість шкідливих речовин, що викидаються в повітря, грунт, води всіма типами забруднювачів, постійно контролювати викиди різного типу об’єктів, прогнозуючи стан довкілля та приймаючи відповідні санкції і рішення щодо порушників законів про охорону природи.
В Україні стан довкілля контролюється кількома відомствами. Основний контроль здійснюють Міністерство охорони здоров’я та природи, санітарно-епідеміологічні служби, республіканська гідрометеослужба та її відділи в районах та областях.
Допоміжний екоконтроль здійснюється службами міністерств комунального господарства, рибнагляду, геології, товариства охорони природи, “зеленими службами” Управління екологічного моніторингу Міністерства охорони навколишнього природного середовища.
В основу нормування всіх забруднювачів у нормативах різних країн покладено визначення ГДК у різних середовищах. За основу приймають найнижчий рівень забруднення, що ґрунтується на санітарно-гігієнічних нормах (див. табл. 7, 8, 9).
Слід зазначити, що ГДК забруднювачів у нормативах різних країн часто різняться, хоча й незначно.
Нормативи ГДК у нашій країні єдині і обов’язкові для усіх підприємств і структур, незалежно від форм власності й підпорядкованості.
Під час визначення ГДК враховують не лише ступінь впливу на здоров’я людини, але і їх дію на диких та свійських тварин, рослини, гриби, мікроорганізми й природні угруповання в цілому.

Таблиця 7
Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в атмосфері населених пунктів

Речовина


ГДК
(максимальна) разова, мг/м3


ГДК
середньодобова, мг/м3


Нітробензол


0,008


0,008


Оксид
сірки SO3


0,5


0,05


Сірководень
H2S


0,008


0,008


Чадний
газ CO


3,0


1,0


Аміак
NH3


0,2


0,004


Оксиди
азоту





0,04


Пил
нетоксичний


0,5


0,15


Кіптява
(сажа)


0,15


0,05


Сірчана
кислота (пари)


0,3


0,1


Фтороводень
(пари)


0,02


0,005


Пари
свинцю, ртуті





0,0003


Хлороформ
CHCl
3





0,03


Хлор
Cl2


0,1


0,03


Оцтова
кислота CH3COOH (пари)


0,2


0,06


Ацетон


0,35


0,35


Таблиця 8
Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у питних водах

Речовина


ГДК
(максимальна) разова, мг/л


ГДК
середньодобова, мг/м3


Кадмій


0,001




Кобальт,
манган, вісмут, барій


0,1




Бензол
, бор


0,5




Діоксин


5*10-10


Норми
країн Західної Європи, в 700 тис. разів
перевищують українські


Діоксин


3,5*10-5


ГОСТ
4630-88


Нітрати
(за –NO3)


45,0




Нітрити
(за –NO2)


3,3




Срібло


0,005




Ртуть


0,0005




Свинець


0,03




Стронцій
(стабільний)


7,0




Бензин,
гас, цинк, кобальт, залізо


0,1




Хром,
нікель, мідь, молібден, вольфрам


0,01




Таблиця 9
Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у ґрунтах (ГОСТ 3034-84, 3210-85, 42-128-4433-87)

Речовина


ДК,
мг/кг


Речовина


ГДК,
мг/кг


Бензпірен


НЕТ КОММЕНТАРИЕВ

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Adblock
detector