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 (σ).

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 (CL_50­), при наличии таковой возможности;

3) Порог острого действия (lim_ac – 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= 0.51lgLim_ac+0.49lgCL₅₀ – 0.83

lgОБУВ= 0.49lgLD₅₀+0.63lgLim_ac-2.29

lgОБУВ=0.39lgLim_ac+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). Lim_ac – 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) Lim_sp – 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. Lim_ch –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.

Z_ac это отношение CL₅₀ к порогу острого действия (Lim_ac). Служит показателем биологической активности вредного вещества. Чем ближе значение порога острого действия к среднесмертельной концентрации, тем вещество опасней.

Z_ch 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.