Методы оценки комбинированного действия экотоксикантов.
На организм не может действовать только одно вещество (только в эксперименте). Действуют сразу несколько. Нужно знать вещество, чтобы узнать какой эффект окажут они при комбинированном действии.
(С1/ПДК1 + С2/ПДК2 ) <=1
Если у вас в воздухе несколько веществ и у вас есть их концентрация, ПДК, о для того, чтобы гарантировать безопасность необходимо, чтобы выполнялось соотношение выше.
Токсичность и опасность – не одно и тоже. Вещество может быть не очень токсично, но опасно за счет кумулятивных свойств.
Основная цель, которую мы преследуем: поиск нетоксических неопасных концентраций. Только найдя эту концентрацию мы можем решить задачу, которую поставили.
Принципы регламентирования загрязнения объектов окружающей среды (воздух: рабочей зоны и атмосферы населенных пунктов; вода поверхностных водоемов; почва).
Воздух рабочей зоны.
Научная дисциплина, которая долгие десятилетия занимались этими вопросами – медицинские науки: гигиена, в частности производственная. Нужно иметь перечень веществ, нужно иметь аналитические методы определения этого вещества в воздухе, нужно изучить как это вещество действует на живые организмы (проблема экстраполяции).
В нашей стране за всю историю изучения вредных веществ было разработано свыше 7000 нормативов допустимого содержания вредных веществ. А число веществ, для которых эти нормативы были разработаны – около 2 тысяч. Практическое использование этого массива данных не очень эффективное. Например, воздух рабочей зоны: используются данные не более чем для 200 веществ. В атмосферном воздухе примерно для 100 веществ. В воде водоемов – 60 веществ, в почве около 30.
Отдельная позиция по пестицидам. В России зарегистрировано 470 пестицидов. А контроль ведется за 131 пестицидом.
Система мониторинга Росгидромета: все среды, контролируют порядка 30 веществ.
ОБУВ – ориентировочный безопасный уровень воздействия.
И ПДК и ОБУВ и норматив и регламент. Из 7к нормативов фактически 75% не используются.
Профессиональные болезни, вызываемые химическими веществами обусловлены в нашей стране 160 веществами, из них только 19 не имеют государственных нормативов.
«Концепция ПДК – это худшая из природоохранных концепций, но ничего лучше в нашей стране не придумано» (Д.Б.Гелашвили)
Прежде чем принять решение и отдать приказ, командир:
1) Должен уяснить задачу;
2) Оценить обстановку;
3) Принять волевое решение;
4) Отдать боевой приказ.
На 1 этапе мы осуществляем сбор информации, для решения вопроса об объеме сведений необходимом и достаточном для заключения о безопасности производства и применения вещества.
На основании 1 этапа мы определяем вещества, не нуждающиеся в разработке нормативов.
На 3 этапе определяется очередность и объем исследований необходимый для ускоренного обоснования гигиенических нормативов (ОБУВ и ПДК) в тех случаях, когда это позволяют свойства вещества и условия обращения.
Принимается решение о необходимости разработки гигиенического норматива для некоего вещества в полном объеме.
Что нужно знать о веществе, если принято решение о проведении полномасштабного обоснования норматива? Во-первых, нужно четко понимать, как и где это вещество будет производиться и применяться. Нужно знать выбросы в атмосферу и в воду, и в каком агрегатном состоянии. Нужно знать химическую формулу вещества. Нужно знать агрегатное состояние в нормальном состоянии. Нужна точка кипения вещества и точка плавления вещества. Нужна упругость паров при 200 С. Очень важно знать растворимость вещества в разных средах (ацетон, вода, жиры), pH. Указывается окраска при попадании в окружающую среду, и запах. Нужны показатели токсикометрии: острая токсичность при введении в желудок (DL50), DL50 при попадании на кожу, токсичность ингаляционная СL50, показатель кумулятивности. Характер воздействия вещества (разряжающее действие на кожу). Кожно-резорбционное воздействие. Аллергические реакции. Необходимым и важным элементом являются сведения об отдаленных последствиях: эмбриотропное, мутагенное, тератогенное, гонадотропное.
Особенность воздуха рабочей зоны, что он в первом приближении представляется воздухом, замкнутым в рабочем помещении. Производственное помещение – замкнутые пространства, в специально предназначенных зданиях и сооружениях, в которых постоянно (посменно) или периодически (в течение рабочего дня) осуществляется трудовая деятельность людей.
Постоянное рабочее место – место, на котором рабочий человек находится большую часть своего рабочего времени (50%) либо в любой произвольный отрезок времени, 2 часа непрерывно. При этом если работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, то постоянным рабочим местом является все рабочая зона.
Непостоянное рабочее место – место, на котором рабочий человек находится меньшую часть своего рабочего времени (50%) либо в любой произвольный отрезок времени, менее 2 часа непрерывно. При этом если работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, то постоянным рабочим местом является все рабочая зона.
Рабочая зона – пространство, высотой до 2 метров над уровнем пола или площадки, на котором находятся места постоянного или временного пребывания работающих.
Вредное вещество –вещество, которое при контакте с организмом человека, в случае нарушения требований безопасности, может вызывать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами, как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.
Виды регламентов содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны:
1) ОБУВ;
2) ПДК;
3) Тест-экспозиции.
На 1 этапе дается обоснование ОБУВ. 1 этап приурочен к периоду лабораторной разработки нового химического соединения.
2 этап. Разрабатываются и обосновываются ПДК новых вредных веществ. Приурочен к периоду полузаводских испытаний и проектирования производства. Полузаводская установка – последний этап подготовки производства. Тут ПДК должны быть разработаны.
3 этап. Корректировка ПДК, путем сравнения условий труда работающих и их здоровья. Выполняется после внедрения вещества в производство. В течение 3 лет проводятся систематические наблюдения за работающими, для выявления влияния вещества за здоровьем работающих. Если есть ухудшение здоровья, тогда установленный на 2 этапе норматив ужесточается. Если состояние здоровья рабочих не ухудшается, то считается что ПДК обоснован правильно. ОПЫТЫ НАД ЛЮДЬМИ!
Порог действия вредного вещества.
Порог действия вредного вещества – это такая минимальная концентрация его в объекте внешней среды, при воздействии которой в организме (при конкретных условиях поступления вещества) возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций или возникает скрытая (временно-компенсированная) патология. Среднее арифметическое ± Среднее квадратичное отклонение ().
Среднеквадратичное отклонение – величина разброса данных.
Сигма квадрат – доверительный интервал.
3 варианта алгоритма, с помощью которых можно оценить достигло ли вещество пороговой концентрации:
Измерение регистрируемых показателей у животных экспериментальной группы статистически значимо (меньше чем 0.05) отличаются от аналогичных показателей животных контрольной группы и выходят за пределы физиологических колебаний среднегрупповых показателей контроля.
Статистически значимых изменений по сравнению с контролем нет, но наблюдаются скрытые нарушения равновесия с внешней средой (сужение возможности адаптации). Оно выявляется при помощи адекватных по силе и направленности действия функциональных нагрузок, т.к. реакция выходит за пределы +-2 сигм контроля.
Изменения у животных экспериментальной группы статистически значимо отличаются от контроля и находятся в пределах физиологической нормы. Однако эти изменения стойко сохраняются в хроническом эксперименте и не восстанавливаются после окончания воздействия вредного вещества в течение одного месяца.
ОБУВ (Ориентировочный безопасный уровень воздействия) – временный ориентировочный гигиенический норматив содержания вредных веществ в различных средах. Обоснование ОБУВ производится по расчетным формулам на основании параметров токсикометрии и физико-химических свойств вредных веществ, а так же с помощью интерполяции и экстраполяции в рядах соединений в близких по химической структуре, физико-химическим свойствам и характером биологического действия. Размерность, как размерность любого норматива.
Для уровня рабочей зоны устанавливается в период предшествующий проектированию. Обязательно разрабатывается метод контроля этого вещества в воздухе, с чувствительностью не более 0,5 ОБУВ.
Что нужно знать для обоснования ОБУВ,
1) Среднесмертельная доза приведения в желудок (DL50);
2) Среднесмертельная концентрация в воздухе (CL50), при наличии таковой возможности;
3) Порог острого действия (limac – порог острого действия);
4) Коэффициент кумуляции;
5) Действие на кожу и слизистые оболочки;
6) Кожно-резорбтивное действие (проверочный метод);
Если вещество уже частично изучено, то можно не все действия.
Если вещество относится к гомологическому ряду, представители которого имеют величину в законодательном порядке, ПДК.
Если вещество относится к изученному классу соединений с известным механизмом действия.
Если имеются установленные в законодательном порядке санитарные нормативы для этого вещества в атмосфере населенных мест или в воде водоемов санитарно-бытового водопользования по токсикологическому признаку вредности.
lgОБУВ= 0.51lgLimac+0.49lgCL50 – 0.83
lgОБУВ= 0.49lgLD50+0.63lgLimac-2.29
lgОБУВ=0.39lgLimac+0.41lgCL50=0.36lgDL50-2.61
Вместо среднего арифметического лучше применять среднее геометрическое.
Найти все три логарифма выше данных уравнений, сложить их, найти среднее геометрическое. И перевести логарифм в цифру.
Значения ОБУВ устанавливаются на 2 года. Как только появляется ПДК – значение ОБУВ теряет свою силу.
Процедура обоснования ПДК в воздухе рабочей зоны.
Условия производства и применения
Сведения о химическом строении и свойства
Характер токсичности при 1 кратном поступлении (острое действие)
Порог острого действия
Коэффициент кумуляции
Порог хронического действия
Местное раздражающее кожное резорбтирующее действие
Обоснование коэффициента запаса.
Порог однократного применения (острого действия). Limac – минимальная концентрация (доза), вызывающая изменения биологических параметров на уровне целостного организма, которое выходит за пределы приспособительных реакций. 14 суток.
| Пос | Варианты | ||||
| К | С1 | С2 | С3 | С4 | |
| М | + | + | - | - | |
| УД | + | - | - | - | |
| УСС | + | - | - | - | |
| Er | + | + | - | - | |
| L | + | + | + | - |
Порог специфического действия (порог однократного, острого специфического действия вредного вещества) Limsp – минимальная концентрация или доза, вызывающая изменение биологических функций отдельных органов и систем организма, которые выходят за пределы приспособительных физиологических реакций.
Порог хронического действия вредного вещества. Limch –минимальная концентрация, вызывающая вредное действие в хроническом эксперименте (вещество действует на экспериментальное животное 4 часа ежедневно, 5 дней в неделю в течение 4 месяцев). 4 месяца – 1\10 жизни крысы = 6 лет у человека. Концентрации должны быть еще более низкие.
Диапазон значений для коэффициента запаса (K) от 3 до 10.
Zac это отношение CL50 к порогу острого действия (Limac). Служит показателем биологической активности вредного вещества. Чем ближе значение порога острого действия к среднесмертельной концентрации, тем вещество опасней.
Zch это отношение порога острого действия к порогу хронического действия. Чем шире эта зона, тем опаснее вредное вещество, поскольку возможно развитие хронического отравления при действии низких концентраций.
Коэффициент запаса увеличивается если,
1) Увеличение токсичности;
2) Увеличение КВИО (коэффециент возможного ингаляционного отравления);
3) Уменьшение зоны острого действия;
4) Увеличение кумулятивности;
5) При значительных различиях видовой чувствительности экспериментальных животных;
6) При выраженном кожно-резорбтивном действии (особенно для газов).
Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
Зона дыхания – 50см вокруг головы работающего. Рабочая зона – 2м вокруг работающего.
Периодичность контроля в зависимости от опасности вещества:
1) Если вещество 1 класса опасности – не реже 1 раза в 10 дней;
2) 2 класс – не реже 1 раза в месяц;
3) 3-4 класса – не реже 1 раза в квартал.
Среднее сменное значение ПДК. Среднесменная ПДК.
Взвешенная средняя.
КОЭФФИЦИЕНТ ВОЗМОЖНОСТИ ИНГАЛЯЦИОННОГО ОТРАВЛЕНИЯ (КВИО) — один из показателей опасности химических отравляющих веществ (ОВ), представляющий собой отношение максимально возможной концентрации паров ОВ к его среднесменной концентрации. По значению КВИО ОВ подразделяют на четыре класса опасности: I класс (чрезвычайно опасный) — КВИО более 300; II класс (высокоопасный) — при значениях КВИО 299—30; III класс (умеренно опасный) — при значениях КВИО 29—3; IV класс (малоопасный) — КВИО менее 3.
Классы опасности: http://www.rosteplo.ru/Npb_files/npb_shablon.php?id=669
17.11.2014
Критерии выбора веществ, не нуждающихся в установлении норматива:
1) Вещества, попадание которых в воздух рабочей зоны в виде паров и аэрозолей или их смесей исключено из-за их физико-химических свойств, а также условий производства и применения;
2) Пары жидкостей, которые присутствуют в воздухе рабочей зоны при нормальных условиях и относящихся к 4 классу опасности по величине DL50 или CL50, если количество выпускаемого продукта за год не более 1т, количество лиц контактирующего с данным веществом не более 10 человек;
3) Вещество, имеющее высокую температуру кипения, а КВИО <3;
4) Для веществ, легко гидролизующихся в воздухе с образованием продуктов гидролиза токсичность которых изучена и гигиенические нормативы которых установлены;
5) Смеси постоянного состава, содержащие компоненты, для которых установлены ПДК при изолированном воздействии, т.к. контроль следует осуществлять по наиболее опасному компоненту.
Нормальные условия: 760 мм.рт.ст. и 200С
Существуют «тесты экспозиции». Они устанавливаются для низколетучих. Тест экспозиции – показатель, характеризующий содержание вредного вещества и продукты его превращения в организме человека (кровь, моча, выдыхаемый воздух). Биологические маркеры, которые ориентированы на экспрессную оценку производственных вредностей. Не отменяют санитарные нормативы в виде ПДК.