Трефилов В. (ред.) Методы и средства защиты человека от опасных и вредных производственных факторов

Подождите немного. Документ загружается.

298

ГЛ А ВА 15. ЗАЩИТА ЧЕЛОВЕКА ОТ ОПАСНЫХ И

ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ

Основной целью безопасности жизнедеятельности как науки является со-

хранение здоровья и жизни человека в техносфере, защита его от опасностей

техногенного, антропогенного, естественного происхождения и создание ком-

фортных условий жизнедеятельности.

Многие системы безопасности взаимосвязаны между собой как по нега-

тивным воздействиям, так и средствам достижения безопасности. Обеспечение

безопасности жизнедеятельности человека в техносфере почти всегда нераз-

рывно связано с решением задач по охране среды жизнедеятельности человека

(снижению выбросов и сбросов и др.). Обеспечение безопасности жизнедея-

тельности человека в техносфере – путь к решению многих проблем защиты

природной среды от негативного влияния техносферы.

Рост негативного влияния на человека и среду обитания не всегда ограни-

чивается только нарастанием опасностей прямого действия, например, ростом

концентраций токсичных примесей в атмосфере города, цеха, рабочей зоны.

При определенных условиях возможно появление вторичных негативных воз-

действий, возникающих на региональном или глобальном уровнях и оказываю-

щих негативное влияние на регионы биосферы и значительные группы людей.

К ним относятся процессы образования кислотных дождей, смога, «парниковый

эффект», разрушение озонового слоя Земли, накопление токсичных и канцеро-

генных веществ в живых организмах, в пищевых продуктах и т. п.

15.1 Источники и условия проявления вредных факторов

Вредный фактор – это негативное воздействие на человека, которое при-

водит к ухудшению самочувствия или заболеванию.

Все компоненты среды обитания человека обладают способностью гене-

рировать вредные факторы, источником которых являются:

1) антропогенные опасности;

2) технологические опасности;

3) опасности в быту.

Антропогенные опасности, свойственные городским условиям, во мно-

гом определяются наличием отходов, неизбежно возникающих при любом виде

деятельности человека. Отходы поступают в окружающую среду в виде газа и

парообразных выбросов в атмосферу, сбросов со стоками в водоёмы, производ-

ственных отходов и твердых бытовых отходов (ТБО), загрязняющими литосфе-

ру.

Главными источниками антропогенного загрязнения являются отходы,

образующиеся при эксплуатации транспорта, при сжигании топлива, при обра-

ботке твердых отходов, а также промышленные и другие отходы:

Двуокись серы образуется при сжигании угля или нефти с высоким со-

держанием серы. Этот загрязнитель раздражает слизистую ткань и является ос-

299

новной причиной ухудшения видимости.

Окись азота. При горении на открытом воздухе азот и кислород, содер-

жащиеся в воздухе, образуют окись азота, в результате чего наблюдается обра-

зование дымки коричневого цвета. Это пагубно влияет на растительность и здо-

ровье людей.

Углеводороды. Главным источником загрязнителей такого вида являются

выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Химические продукты не-

полного сгорания, взаимодействуя с воздухом, образуют смог.

Макрочастицы. Выхлопные газы, промышленное топливо, дым от пла-

вильных печей, строительные материалы и удобрения содержат частицы, кото-

рые рассеиваются в атмосфере и ухудшают видимость, портят строения и нано-

сят ущерб здоровью человека.

Окись углерода. Основным источником окиси углерода являются выхлоп-

ные газы. Скопление даже небольшого количества окиси углерода в плохо про-

ветриваемых помещениях может оказаться для человека смертельным.

Металлические частицы. Цинк, свинец, мышьяк, бериллий и другие ме-

таллы в форме частиц размером менее 10 мкм попадают в воздух с выхлопными

газами, отходами красильных производств и печей для плавки руд. Этот вид за-

грязнителей вызывает хронические заболевания почек, печени и разрушает

кровь.

Фтористые соединения. В процессе плавки руд, при производстве удоб-

рений, керамики и алюминия образуются газообразные и аэрозольные фтори-

стые соединения. Чрезмерно большое содержание фтористых соединений в

воздухе может вызывать разрушение костной ткани человека.

Техногенным опасностям, свойственным для производственных усло-

вий, подвергается человек при попадании в зону действия технических систем.

Уровни воздействия вредных факторов на человека определяются характери-

стиками технологических параметров процессов, в которых используется хими-

ческие реагенты, и длительностью пребывания человека в опасной зоне.

К наиболее распространенным химическим веществам на производстве

относятся: сильные кислоты и щелочи; кровяные яды; яды, угнетающие ткане-

вое дыхание; наркотические яды, амино- и нитросоединения. Многие из них

могут наблюдаться в промышленной и рабочей зоне на химических и нефтехи-

мических предприятиях.

К опасностям в быту относятся загрязненный воздух, питьевая вода с

избыточным содержанием вредных примесей, недоброкачественная пища, ме-

дикаменты при избыточном и неправильном потреблении, алкоголь, табачный

дым, бактерии, аллергены, укусы насекомых и т.д.

В производственных, городских и бытовых условиях на человека может

воздействовать несколько вредных факторов. Комплекс вредных факторов, дей-

ствующих в конкретный момент времени, зависит от текущего состояния сис-

темы «человек-среда обитания». На рис. 15.1 показана характерная суточная

миграция городского жителя (сотрудника промышленного предприятия) в сис-

теме «человек – техносфера», где размер радиуса условно соответствует отно-

сительной доле вредных факторов в различных вариантах среды обитания.

300

Рис. 15.1. Суточная миграция городского жителя в системе «человек – техно-

сфера»: БС – бытовая среда; ГС – городская среда; ПС – производственная сре-

да

15.1.1 Понятие острого и хронического отравлений

Наиболее неблагоприятной формой негативного воздействия вредных ве-

ществ на человека являются отравления.

Отравление – это результат воздействий химического вещества на челове-

ка, приведший к заболеванию или летальному исходу. Влияние значительных

антропогенных нагрузок в городской среде и отравление в быту в России уже

превысили показатели отравления профессиональными вредностями на произ-

водстве [2]. Наиболее распространенными причинами отравлений является: не-

доброкачественные пищевые продукты, алкоголь, токсичные вещества и др. По

данным специалистов, здоровье населения ухудшается на 60-70% из-за низкого

качества окружающей среды и продуктов питания; при этом ежедневно от эко-

логических заболеваний на планете умирает 1,6 млн. человек.

При контакте с организмом человека вредные вещества могут вызывать

заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современ-

ными методами исследования как в процессе контакта с ним, так и в отдален-

ные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Проникая в организм человека, они воздействуют на его ткани и биохи-

мические системы, вызывая нарушение процессов нормальной жизнедеятель-

ности, приводят к отравлениями.

Различают острые и хронические отравления.

Острые отравления чаще бывают групповыми и происходят в результате

аварий, поломок оборудования или грубых нарушений требований безопасно-

сти; они характеризуются кратковременностью действия ядов, не более чем в

течение одной смены; поступлением в организм вредного вещества в относи-

тельно больших количествах – при высоких концентрациях в воздухе, ошибоч-

ном приеме внутрь, сильном загрязнении кожных покровов. Например, чрезвы-

чайно быстрое отравление может наступить при воздействии высоких концен-

траций паров бензина, сероуглерода и закончиться гибелью от паралича дыха-

301

тельного центра, если пострадавшего сразу же не вынести на свежий воздух и

не оказать первую помощь.

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном по-

ступлении яда в организм в относительно небольших количествах. Отравления

развиваются вследствие накопления массы вредного вещества в организме (ма-

териальная кумуляция) или вызываемых ими нарушений в организме (функ-

циональная кумуляция). Хронические отравления органов дыхания могут быть

следствием перенесенной однократной или нескольких повторных острых ин-

токсикаций (отравлений). К ядам, вызывающим хронические отравления, отно-

сятся хлорированные углеводороды, бензол, свинец.

Острые и хронические отравления изучаются наукой, называемой токси-

кологией. Промышленная токсикология изучает физические и химические

свойства вредных веществ, их действие на организм и меры борьбы с отравле-

ниями.

Большинство токсических веществ способно вызывать как острые, так и

хронические отравления, которые обычно резко различаются по симптомам и

характеру. Так, бериллий и его соединения при остром отравлении вызывают

периодические приступы лихорадки, сопровождающиеся повышением темпера-

туры до 39-40°С, ознобами, головной болью, обильным выделением пота. Кро-

ме того, развивается своеобразное острое воспаление легких. При хроническом

отравлении–бериллезе основными симптомами интоксикации являются: одыш-

ка, кашель с мокротой, резкое исхудание, общая слабость, боли в груди, фиброз

легких (зарастание легких соединительной тканью).

По разному протекает острое и хроническое отравление бензолом. Если,

при остром отравлении наблюдается наркотическое действие и поражается пре-

имущественно нервная система, то при хроническом отравлении нарушаются

функции кроветворных органов, в результате чего резко снижается содержание

в крови белых кровяных телец – лейкоцитов.

Некоторые вещества (например, марганец, металлическая ртуть, свинец)

вызывают только хронические отравления. Очень распространенное профес-

сиональное заболевание – силикоз возникает лишь при хроническом запылении

легких кремний содержащими пылями.

Токсичность вещества зависит от ряда факторов: его состава и строения,

физико-химических свойств и физического состояния, концентрации и путей

проникновения в организм, а также от особенностей и состояния организма и

условий труда.

15.1.2 Классификация химических веществ и

промышленных ядов

В настоящее время известно около 7 млн. химических веществ и соедине-

ний, из которых 60 тыс. находят применение в деятельности человека: 5500 – в

виде пищевых добавок, 4000 – лекарств, 1500 – препаратов бытовой химии. На

международном рынке ежегодно появляется от 500 до 1000 новых химических

соединений и смесей.

Химические вещества могут быть опасными, способными вызывать нега-

302

тивные для здоровья эффекты в условиях производства, города или в быту.

Опасность вещества определяется по критериям токсичности (ПДК –

предельно допустимой концентрации в воздухе рабочей зоны, воде, почве и т.

д.; ОБУВ – ориентировочному безопасному уровню воздействия для тех же

сред; КВИО – коэффициенту возможного ингаляционного отравления; средним

смертельным дозам и концентрациям в воздухе, на коже, в желудке и др.), по

величине порогового вредного действия (однократного, хронического), порога

запаха, а также порогов специфического действия (аллергенного, канце-

рогенного и др.).

Практически все вещества могут проявлять ядовитые свойства, однако к

ядам принято относить лишь те, которые свое вредное действие проявляют в

обычных условиях и в относительно небольших количествах.

К промышленным ядам относится большая группа химических веществ и

соединений, которые в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов

встречаются в производстве.

Вместе с тем яды обладают и так называемой избирательной ток-

сичностью, т. е. представляют наибольшую опасность для определенного орга-

на или системы организма.

Химические вещества и промышленные яды классифицируются по сле-

дующим признакам:

a. В зависимости от их практического использования;

b. По характеру воздействия на организм;

c. По степени опасности;

d. По видам воздействия на организм;

e. По избирательной токсичности.

Ниже подробно рассмотрены классификации по данным признакам.

a) Химические вещества в зависимости от их практического исполь-

зования классифицируются на:

– промышленные яды, используемые в производстве: органические рас-

творители (дихлорэтан и др.), топливо (пропан, бутан и др.), красители (анилин

и др.);

– ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды и др.;

– лекарственные средства (аспирин и др.);

– бытовые химикаты, применяемые в виде пищевых добавок (уксус и др.),

средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;

– биологические растительные и животные яды, которые содержатся в

растениях (аконит, цикута), в грибах (мухомор), у животных (змеи) и насекомых

(пчелы);

– отравляющие вещества (OB) - зарин, иприт, фосген и др.

b) по характеру воздействия вредные вещества подразделяются на:

– общетоксические, вызывающие отравление всего организма или пора-

жающие отдельные системы – ЦНС, кроветворение, вызывающие болезни пе-

чени, почек;

– раздражающие – вызывающие раздражение слизистых оболочек дыха-

тельных путей, глаз, легких, кожи;

303

– сенсибилизирующие, действующие как аллергены (формальдегид, рас-

творители, лаки;

– мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменению

наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы);

– канцерогенные, вызывающие злокачественные опухоли (хром, никель,

асбест и др.); влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть,

свинец, стирол, радиоактивные изотопы и др.).

с) показатели токсичности определяют класс опасности вещества.

Классификация вредных веществ по степени опасности включает четыре клас-

са:

– 1 – чрезвычайно опасные вещества, для них ПДК < 0,1 мг/м

, например,

свинец, ртуть имеют ПДК = 0,01 мг/м

;

– 2 – высоко опасные вещества, ПДК = 0,1... 1,0 мг/м3, например, марга-

нец имеет ПДК = 0,3 мг/м

;

– 3 – умеренно опасные ПДК= 1,0...10 мг/м

, например, азота диоксид

имеет ПДК = 2 мг/м ;

– 4 – малоопасные, ПДК > 10 мг/м

, например, угарный газ имеет ПДК =

20 мг/м

d) oбщая токсикологическая классификация ядов включает в себя

следующие виды воздействия на живые организмы:

– нервно-паралитическое (судороги, параличи), например, никотин, неко-

торые пестициды, ОВ;

– кожно-резорбтивное (местные воспаления в сочетании с обще-

токсическими явлениями), например, уксусная эссенция, дихлорэтан, мышьяк;

– общетоксическое (кома, отек мозга, судороги), например, алкоголь и его

суррогаты, угарный газ;

– удушающее (токсический отек мозга), например, оксиды азота, некото-

рые ОВ;

– слезоточивое и раздражающее (раздражение слизистых оболочек глаз,

носа, горла), например, пары крепких кислот и щелочей;

– психотропное (нарушение психической активности, сознания), напри-

мер, наркотики, атропин.

e) по избирательной токсичности яды подразделяют на:

– сердечные, к ним относятся многие лекарственные препараты, расти-

тельные яды, соли металлов (бария, калия);

– нервные, вызывающие нарушение психической деятельности – это ал-

коголь, наркотики, угарный газ, некоторые пестициды;

– печеночные, среди них следует выделить хлорированные углеводороды,

ядовитые грибы, фенолы и альдегиды;

– почечные, это соединения тяжелых металлов, этиленгликоль, щавелевая

кислота;

– кровяные, это анилин и его производные, нитриты;

– легочные – оксиды азота, озон, фосген и др.

Мутагенное, канцерогенное воздействия вредных веществ, влияние на

репродуктивную функцию, а также ускорение процесса старения сердечно-

304

сосудистой системы относят к отдаленным последствиям влияния химических

соединений на организм. Это специфическое действие, которое проявляется не

в период воздействия и не сразу после его окончания, а в определенные перио-

ды, спустя годы и даже десятилетия. Отмечается проявление различных эффек-

тов и в последующих поколениях.

Классификация промышленных ядов (табл. 15.1) условно делит на груп-

пы химические вещества по их преимущественному токсическому действию на

какую-либо систему организма или отдельный орган.

305

Таблица 15.1

Классификация промышленных ядов

Характер токсического действия Типичные вещества

1 2

Нервные (нейротропные) яды

а) обладающие «физической ток-

сичностью»

Наркотики: углеводороды, бензин, некоторые

спирты жирного ряда

б) обладающие «химической ток-

сичностью»

Метиловый спирт, анилин, сероводород, тетра-

этилсвинец, диоксан, фторацетат, трикрезилфос-

фат и др.

в) возбуждающие Кофеин, стрихнин, аммиак и др.

г) медиаторного действия (пре-

пятствующие передаче возбужде-

ний с одной нервной клетки на

другую)

Никотин, атропин, фосфорорганические вещества

и др.

Печёночные (гепатотропные) яды Хлорированные углеводы – четырех хлорис-тый

углерод, хлороформ, дихлорэтан, бромбензол,

фосфор, селен

Кровяные яды:

а) реагирующие с гемоглобином

крови

Окись углерода, нитро-, нитрозо- и амино- соеди-

нения ароматического ряда и их производные

б) вызывающие разрушение эрит-

роцитов (гемолиз)

Фенилгидразин, мышьяковистый водород

в) нарушающие костномозговое

кроветворение

Бензол, толуол, ксилол, хлорэтиламины, свинец и

его неорганические соединения

Ферментные яды Синильная кислота и ее соли, мышьяк и его со-

единения, двухвалентные диссоци-ирующие соли

ртути (сулема), фосфор-органические соединения

(тиофос, метафос).

Раздражающие яды

а) поражающие преимущественно

верхние дыхательные пути

Хлор, хлорпикрин, аммиак, диметилсульфат, ту-

маны кислот, акролеин, сернистый газ

б) поражающие преимущественно

глубокие дыхательные пути

Окислы азота, фосген дифосген, ароматические

углеводороды, мельчайшая силикатная пыль

Прижигающие и раздражающие

кожу и слизистые оболочки

Кислоты: серная, азотная, соляная, некоторые ор-

ганические кислоты (муравьиная, уксусная)

Едкие щелочи: едкий натр, едкое кали

Окислы, ангидриды, хроматы, бихроматы, фено-

лы

Аллергены Динитрохлорбензол, некоторые соединения нике-

ля, многие производные пиридина, урсол (пара-

фенилдиамин ), ряд алкалоидов и др.

Канцерогены Каменноугольная смола, 3, 4- бензпирен, метил-

холантрен, бензантрацены, ряд амино-

азосоединений; бензидин, хлорбензидин,

ß - нафтиламин. Некоторые акридины, флоурены

306

При хроническом отравлении нервными (нейротропными) ядами можно

выделить две стадии: 1) первая характеризуется симптомами повышенной воз-

будимости (неуравновешенность, бессонница, раздражительность), нарушения-

ми со стороны внутренних органов и др.;

2) вторая – симптомами истощения нервной системы, что проявляется в

повышенной утомляемости, сонливости, снижении внимания, падении общей

работоспособности, часто в повышенной чувствительности к различным про-

студным заболеваниям и др. При особой длительности воздействия нейротроп-

ных ядов (марганец, трикрезилфосфат, сероуглерод) могут возникнуть струк-

турные (морфологические) повреждения в нервной системе с разрушением час-

ти нервной ткани.

К печёночным (гепатотропным) ядам относятся вещества, вызывающие

структурные изменения ткани печени, выражающиеся в жировом перерожде-

нии, очагах омертвения (некроз), зарастании части печени соединительной тка-

нью (цирроз). Могут развиваться острые и хронические воспаления печёночной

ткани – гепатиты. Характерными печёночными ядами являются хлорированные

углеводороды и фосфор.

Кровяные яды различны по своему токсическому действию. Одни (СО)

реагируют с гемоглобином, лишая его способности переносить кислород из

легких в ткани. Другие вызывают гемолиз (распад) красных кровяных телец

(эритроцитов) и в меньшей степени – белых кровяных телец (лейкоцитов).

Представителями гемолитических ядов являются фенилгидразин и мышьякови-

стый водород. Некоторые кровяные яды вызывают нарушение костномозгового

кроветворения, в результате чего увеличивается или уменьшается число эрит-

роцитов и лейкоцитов в крови и возможно их качественное изменение. Так, бен-

зол при хроническом отравлении вызывает резкое снижение числа лейкоцитов в

крови. Алифатические гомологи бензола (толуол, ксилол, этилбензол, стирол и

др.) при хроническом отравлении вызывают в противоположность бензолу уве-

личение числа лейкоцитов в крови – лейкоцитоз.

Широко известными кровяными ядами являются свинец и его неоргани-

ческие соединения. При хроническом отравлении свинцом резко уменьшается

количество эритроцитов и содержание гемоглобина в крови (на 50% и более).

Попадая в организм в форме тончайшей пыли, дымов или с питьевой водой,

свинец после всасывания откладывается преимущественно в костях и может

стать источником хронической интоксикации.

Ферментными ядами являются мышьяк, тяжелые металлы, в частности

ртуть. Они связывают сульфгидрильные группы жизненноважных ферментов –

биологических катализаторов организма. Блокируются также тиоловые группы

белков организма. Эта группа ферментных ядов вызывает тяжелые нарушения в

нервной системе, так как тиоловые ферментные системы совершенно необхо-

димы в обмене веществ нервных клеток. Особое значение приобретает хрони-

ческое отравление парами ртути, которая широко применяется в технике и в ря-

де случаев в быту. Разлитая ртуть в течение нескольких месяцев и даже лет мо-

жет отравлять воздух помещения вследствие медленного испарения. Основные

проявления хронического отравления парами ртути наблюдаются со стороны

307

нервной системы: утомляемость, слабость, сонливость. В более тяжелых случа-

ях возникает дрожание, судороги, могут наблюдаться нарушения психики. Со-

блюдение санитарных правил работы с ртутью позволяет полностью исключить

ртутные отравления. Из соединений ртути наибольшую опасность представля-

ют соли двухвалентной ртути, которые легкорастворимы. При случайном попа-

дании в организм вследствие небрежности они могут быть источником тяжелых

отравлений. Так, при остром отравлении сулемой человек погибает в течение

нескольких дней в результате почти полного разрушения почечной ткани (ост-

рый некронефроз).

Ферментными ядами являются также синильная кислота и ее соли. Анион

синильной кислоты способен соединяться с дыхательным ферментом тканей и

парализовать его. Вследствие прекращения поступления к тканям кислорода из

крови наступает тканевое удушье и смерть в течение нескольких минут.

Высокотоксичной группой ферментных ядов являются фос-

форорганические инсектофунгисиды: тиофос, меркаптофос, метафос. К классу

фосфорорганических соединений относятся сильнейшие боевые отравляющие

вещества–табун, зарин, заман. Все фосфорорганические соединения парализу-

ют важнейший фермент нервной системы – холинэстеразу. В результате проис-

ходит особое перевозбуждение нервной системы, резкое спадение бронхов

(бронхоспазм), удушье и смерть. Эти вещества способны также проникать через

кожу и вызывать тяжелые отравления.

Большая группа веществ относится к раздражающим ядам. Одни дейст-

вуют преимущественно на верхние дыхательные пути (хлор, хлорпикрин, ам-

миак), другие–на нижние дыхательные пути, т. е. на легочную ткань (окислы

азота, фосген, дифосген, ароматические углеводороды).

Сильные кислоты, щелочи, многие ангидриды кислот оказывают местное

действие на кожу, вызывая ее омертвение (некроз). Крепкие щелочи в отличие

от кислот растворяют белки тканей и поэтому дают более глубокие ожоги.

Чрезвычайно опасно попадание их в глаза даже в минимальных количествах.

Необходимо также учитывать, что существует длительная (хроническая) и

мгновенная (острая) токсичность. Некоторые химикаты остаются в организме и

накапливаются в нем до вредной или летальной дозы. Другие выделяются вме-

сте с испражнениями и не оказывают на организм заметного влияния, если

только одноразовая доза не выше летальной.

15.1.3 Условия проявления вредных факторов

15.1.3.1 Характер действия вредных веществ на организм

Эффект воздействия различных веществ на организм зависит от количе-

ства попавшего в организм вещества, его физико-химических свойств, длитель-

ности поступления, химических реакций в организме. Кроме того, он зависит от

пола, возраста, индивидуальной чувствительности человека, пути поступления

и выведения, распределения в организме, а также метеорологических условий и

других сопутствующих факторов окружающей среды.

На производстве редко встречается изолированное действие вредных ве-