Отравление соединениями тяжелых металлов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Отравление соединениями тяжёлых металлов



Содержание

1. Свинец и его соединения

1.1 Профилактические мероприятия

2. Ртуть и ее соединения

2.1 Профилактика

3. Марганец и его соединения

3.1 Профилактика

4. Задачи токсикометрии. Коэффициент межвидовых различий. Пороги вредного и специфического действий. Количественные показатели опасности вещества. Коэффициент возможного ингаляционного отравления

5. Зоны острого, хронического, специфического, биологического действий промышленных ядов. Классификация вредных веществ по степени опасности. Коэффициент запаса

Литература



1. Свинец и его соединения

Свинец (Pb) - тяжёлый металл серого цвета, пластичный при обработке. Температура плавления 327⁰ С и температура кипения 1740⁰ С. Начинает испаряться при температуре 400-500⁰ С.

Применяется свинец для изготовления химической аппаратуры, аккумуляторов, свинцовых пигментов, тетраэтилсвинца, для покрытия электрических кабелей, изготовления бронз, латуней, припоев и типографского сплава - гарта, для защиты от Y-излучения. В производственных условиях опасность представляет не только свинец, но и его соединения: свинцовый глет PbO, закись Pb₂O, двуокись PbO₂, четырёхокись свинца Pb₃O₄, азид свинца Pb(N₃)₄ и др.

Тетраэтилсвинец, или ТЭС, Pb (C₂H₅)₄,- металлоорганическое соединение в виде маслянистой жидкости с фруктовым запахом. Кипит при 200⁰С, испаряется при температуре ниже 0⁰ С. Хорошо растворяется в жирах и липидах.

Применяется как антидетонатор для топлива двигателей внутреннего сгорания. ТЭС входит в состав этиловой жидкости (50%) и этилированного бензина (0,5-4 мл на 1 л бензина). Для опознавательных целей этиловая жидкость подкрашивается до интенсивного красного цвета, а этилированный бензин в розовый цвет.

Отравления наступают при ингаляционном, пероральном и кожном пути поступления. В наибольших количествах свинец накапливается в печени, почках, поджелудочной железе и костях.

Свинец и его соединения относятся к политропным ядам, действующим на все органы и системы, но особенно тяжёлые изменения возникают преимущественно в системе крови, нервной и сердечно-сосудистой системах, а также в желудочно-кишечном тракте и печени.

Гематологические сдвиги при свинцовой интоксикации в основном происходят в красной крови, развивается базофильная зернистость эритроцитов, анемия со снижением гемоглобина до 100-90 г/л и ниже.

Поражение желудочно-кишечного тракта: плохой аппетит, тошнота, изжога, усиление секреции желудочного сока. В тяжёлых случаях возникает свинцовая колика, то есть схваткообразные, интенсивные боли, запор, не поддающийся действию слабительных.

Поражение печени протекает по типу токсического гепатита с нарушением пигментной, углеводной, антитоксической и других функций.

При поражении сердечно-сосудистой системы развиваются атеросклеротические процессы в сосудах, повышается артериальное давление. Возникают эндокринно-обменные нарушения.

При тяжёлых формах токсических воздействий у работниц свинцовых производств возможны нарушения менструально-овариальной функции, токсическое действие на плод, сокращение периода лактации.

1.1 Профилактические мероприятия

Предупреждение свинцовой интоксикации включает технические, санитарно-технические, санитарно-гигиенические и лечебно-профилактические мероприятия. Необходимо внедрение рациональных технологических процессов и оборудования, позволяющих обеспечить высокую герметизацию и автоматизацию, непрерывность производственных процессов.

В России ограничено изготовление и применение свинцовых красок, запрещено применение глазури, содержащей свинцовые соединения.

Из санитарно-технических мероприятий важную роль играют вентиляция общеобменная и местная вытяжная, средства индивидуальной защиты органов дыхания, устройство бытовых помещений по типу санпропускников, предусматривающих очистку спецодежды.

Важную роль в профилактике свинцовых отравлений играют меры личной гигиены: санация полости рта, обязательное мытьё в душе после работы, запрещение приёма пищи и курения в производственных помещениях, удаление свинца с рук и других загрязнённых участков тела с помощью 1%-ного раствора уксусной кислоты или отмывочной пастой.

Лечебно-профилактические мероприятия включают проведение предварительных и периодических медицинских осмотров в зависимости от характера производства 1 раз в 12 или 24 месяца.

По законодательству на ряд свинцовых производств (выплавка свинца, производство красок и др.) не допускаются женщины и подростки.

ПДК свинца и его неорганических соединений 0,01 мг/м³.



2. Ртуть и ее соединения

Ртуть (Hg) - серебристо-белый тяжёлый металл. Жидкий при комнатной температуре; температура плавления -38,8⁰С, температура кипения -357,25⁰ С, испаряется уже при 0⁰ С.

Используются также её соединения: сулема HgCl₂, цианид ртути Hg (CN)₂, роданид ртути Hg (SCN)₂ и др.

Ртуть и её соединения применяются в приборостроении, электротехнике, используются для извлечения металлов из руд в виде амальгам. Используется при получении фармацевтических препаратов, фунгицидов и др.

Пары ртути проникают в организм в основном через органы дыхания. Соли ртути могут проникать и через кожные покровы.

Ртуть циркулирует в крови в виде альбумината, вступает в реакцию с тиосодержащими белками, вызывая нарушения обмена веществ и изменение функционального состояния органов и систем.

Острые отравления могут возникать при авариях, сопровождающихся большим выделением ртути в воздух рабочей зоны, при чистке котлов и печей на ртутных заводах. Поражаются почки, печень, желудочно-кишечный тракт. Хронические интоксикации возникают у работающих в условиях длительного контакта с ртутью. Характеризуются функциональными изменениями в ЦНС (астеновегетативные расстройства, тремор конечностей, ртутный стоматит, нарушение функции внутренних органов).

2.1 Профилактика

Профилактика отравлений ртутью и её соединениями должна быть, прежде всего, направлена на замену их менее вредными веществами. Работы с открытой ртутью и при её подогреве должны проводиться в вытяжных шкафах, в изолированных помещениях. Рабочая мебель, полы и стены покрываются материалами (пластик, керамическая плитка, линолеум и др.), которые не поглощают ртуть и легко подвергаются очистке.

При случайном разливе ртути проводят демеркуризацию путём механической очистки и применением раствора хлорного железа. Лица, работающие с ртутью, снабжаются спецодеждой.

Обязательными являются предварительные и периодические медицинские осмотры рабочих, для работающих с открытой ртутью через каждые 12 месяцев, а для работающих с закрытой ртутью - через 24 месяца.

Работающие с ртутью должны проводить санацию полости рта - полоскание раствором перманганата калия.

ПДК паров металлической ртути в воздухе рабочей зоны 0,01 мг/м³, а среднесменная ПДК - 0,005 мг/м³. ПДК ртути двухлористой (сулемы) составляет 0,2 мг/м³.



3. Марганец и его соединения

Марганец (Mn) - металл тёмно-серого цвета с красноватым отливом, твёрдый, хрупкий.

Встречается в производственных условиях в виде окислов (MnO₂, MnO, Mn₂O₃) и соединений с металлами; применяется в металлургии для обессеривания и раскисления сталей; как легирующая добавка при производстве чугуна и твёрдых сталей, для получения ферромарганца; используется в производстве электрических элементов (батарей), при производстве качественных электродов для сварки.

В организм марганец поступает главным образом ингаляционным путём.

Окислы марганца быстро всасываются. Депонируется марганец в костях, головном мозге, паренхиматозных органах в виде малорастворимых фосфатов.

Марганец влияет на различные стороны метаболизма, угнетает активность холинэстеразы, вызывает изменение обмена серотонина, избирательно поражает нервную систему.

В производственных условиях опасность представляют хронические отравления, возникающие обычно при стаже работы свыше 2 лет. 1-я стадия хронической интоксикации клинически малосимптомна. Характеризуется астеновегетативным синдромом, а также начальным проявлением полиневритического синдрома, изменениями в желудочно-кишечном тракте (гастрит). Во 2-й стадии к этим изменениям присоединяются начальные явления энцефалопатии. 3-я стадия характеризуется развитием марганцевого паркинсонизма и манганокониоза. Тяжёлые поражения встречаются редко.



3.1 Профилактика

Профилактика марганцевых отравлений должна осуществляться прежде всего путём замены его менее токсичными соединениями, например использования при сварочных работах электродов, не содержащих марганец. При добыче, переработке, транспортировке марганцевых руд и соединений необходима максимальная механизация всех операций, использование индивидуальных средств защиты органов дыхания (респираторы). Сварка, газорезка марганцовистых сталей должны осуществляться в условиях эффективной местной вытяжной вентиляции.

Проведение предварительных и периодических осмотров осуществляется в зависимости от характера работы 1 раз в 6, 12 или 24 месяца.

ПДК марганца (в пересчёте на MnO₂) составляет 0,3 мг/м³ (для аэрозоля дезинтеграции) и 0,05 мг/м³ (для аэрозоля конденсации).

отравление токсикометрия промышленный яд



4. Задачи токсикометрии. Коэффициент межвидовых различий. Пороги вредного и специфического действий. Количественные показатели опасности вещества. Коэффициент возможного ингаляционного отравления

Изучение любого вредного вещества предусматривает установление количественных показателей токсичности и опасности его, т.е. показателей токсикометрии.

Токсикометрия - это совокупность методов и приемов исследований для количественной оценки токсичности и опасности ядов. В дословном переводе «токсикометрия» означает измерение токсичности.

Используя целый ряд качественных и количественных критериев, токсикометрия позволяет осуществлять целенаправленный отбор менее токсичных и опасных веществ на стадии синтеза новых соединений для последующего внедрения их в сферу производства и быта.

Токсикологическая оценка начинается с получения данных о смертельных дозах и концентрациях, т.е. с установления верхних параметров токсичности в остром опыте.

Наиболее статистически значимы в характеристике токсичности ядов по смертельному эффекту средняя смертельная концентрация в воздухе (CL₅₀) и средняя смертельная доза (DL₅₀) при введении в желудок или другими путями.

CL₅₀ - это концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух-, четырехчасовом ингаляционном воздействии.

DL₅₀ - это доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок.

Токсичность ядов тем больше, чем меньше величины CL₅₀ и DL₅₀, т.е. токсичность равна или .

Другие показатели верхних параметров токсичности, например DL₁₀₀ (наименьшая доза, вызывающая гибель всех взятых в опыт животных) и DL₀ (максимальная доза, не приводящая к гибели животных), не являются статистически значимыми и могут использоваться как дополнительные ориентировочные величины.

Среднесмертельная доза (концентрация) устанавливается в обязательном порядке на нескольких (минимум четырех) видах лабораторных животных с целью изучения межвидовой чувствительности к действию яда. Под межвидовой чувствительностью понимают неодинаковое отношение животных различных видов к одному и тому же веществу.

О выраженности межвидовой чувствительности судят по величине коэффициента межвидовых различий (КВР), определяемого отношением среднесмертельных доз (концентраций) у наиболее устойчивых животных к среднесмертельным дозам у наиболее чувствительных животных:

.

С увеличением КВР увеличивается коэффициент запаса при определении ПДК, поскольку возрастает вероятность повышения чувствительности человека к воздействию данного вещества.

Таким образом, установление смертельных эффектов позволяет получить необходимую информацию для решения следующих задач:

Определение токсичности и опасности вещества при кратковременной (однократной) экспозиции и получение первичной информации о характеристике и направленности действия веществ (по функциональным и морфологическим характеристикам смертельного эффекта).

Сравнительная оценка токсичности нескольких веществ, близких по физико-химическим свойствам или условиям применения.

Установление видовой, половой и возрастной чувствительности лабораторных животных к действию вредного вещества.

Выяснение ориентировочных доз (концентраций) для изучения кумулятивных свойств веществ, а также для проверки доз в подостром и хроническом экспериментах.

Важное значение имеет и установление порога вредного действия (однократного и хронического), а также порога специфического действия.

Порог вредного действия (однократного и хронического) - это минимальная концентрация (доза) вещества в объекте окружающей среды, при воздействии которой в организме (при конкретных условиях поступления вещества и стандартной статистической группе животных) возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.

Порог однократного действия обозначается Lim_ac, порог хронического действия - Lim_ch.

Порог специфического действия (избирательного) - минимальная концентрация (доза), вызывающая изменение биологических функций отдельных органов и систем организма, которые выходят за пределы приспособительных физиологических реакций (Lim_sp).

Для установления порога однократного действия проводится серия острых опытов на лабораторных животных с применением разных доз и концентраций изучаемого вещества. При этом устанавливают ту минимальную дозу (концентрацию), при воздействии которой в организме опытной группы животных возникают изменения приспособительных реакций или скрытая патология (общее состояние, масса, температура тела).

Установление порога хронического действия осуществляется в хронических опытах на животных (в течение 4 месяцев) при разных условиях воздействия вредного вещества. Во время эксперимента проводится всестороннее изучение действия вещества на организм, выявление наиболее чувствительных к нему органов и систем, функциональных и морфологических изменений в них.

Если известны механизмы токсического действия вредного вещества, то устанавливают порог специфического действия. Для этого в эксперименте на лабораторных животных используют специфические показатели токсичного действия вещества, например определение активности фермента холинэстеразы при действии фосфорорганических веществ.

Определение CL₅₀ и DL₅₀, порогов вредного действия необходимо также и для оценки опасности вредных веществ, установления возможности острых и хронических отравлений на производстве, определения безопасных концентраций расчетными методами.

Опасность вещества - это вероятность возникновения вредных для здоровья эффектов в реальных условиях производства или применения химических веществ.

Различают две группы количественных показателей опасности:

- потенциальной возможности поступления вредных веществ в организм (критерии потенциальной опасности);

- компенсаторных свойств организма по отношению к данному яду (критерии реальной опасности).

К потенциальным показателям опасности относятся, например, коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО).

КВИО - отношение максимально достижимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20⁰С (С²⁰) к среднесмертельной концентрации:

.

(Для мышей двухчасовая экспозиция и двухнедельный срок наблюдения).

Анализ оценки опасности различных промышленных ядов по величине КВИО показывает, что в ряде случаев малотоксичное, но высоколетучее вещество в условиях производства может оказаться более опасным в развитии острого отравления, чем высокотоксичное, но малолетучее соединение. Так, например,

ацетальдегид обладает умеренной токсичностью: CL50 = 21 800 мг/м3, является высоколетучим: С20 = 182104 мг/м3, по величине КВИО относится к высокоопасным веществам: (КВИО = 82).	бензальхлорид, являясь чрезвычайно токсичным: CL50 = 400 мг/м3, но имея низкую летучесть: С20 = 1 100 мг/м3, оказывается веществом малоопасным: (КВИО = 2,7).

О реальной опасности развития острого отравления можно судить по величине зоны острого действия.



5. Зоны острого, хронического, специфического, биологического действий промышленных ядов. Классификация вредных веществ по степени опасности. Коэффициент запаса

Зона острого действия (Z_ac) - это отношение средней смертельной концентрации (дозы) к пороговой концентрации (дозе) при однократном воздействии:

; .

где Z_aс является интегральным показателем компенсаторных свойств организма, его способности к обезвреживанию и выведению яда из организма и компенсации поврежденных функций. Величина Z_aс обратно пропорциональна опасности ядов при однократном воздействии, т.е. чем меньше ее количественная характеристика, тем больше возможность развития острого отравления. Чем больше величина КВИО и умже зона острого действия, тем вещество опаснее.

При сравнительной токсикологической оценке промышленных ядов нельзя исходить только из результатов острых экспериментов, т.к. при хроническом воздействии некоторых вредных веществ интоксикации имеют иной патогенез, нежели патогенез острой интоксикации. Часто промышленные яды, обладающие низкой токсичностью в остром опыте, при хроническом воздействии в малых концентрациях оказываются высокоопасными.

Классическими примерами таких ядов являются свинец, марганец, ртуть и другие тяжелые металлы; среди органических ядов - бензол, тринитротолуол и многие другие соединения.

Для определения безвредных уровней содержания химических веществ, обладающих отдаленными эффектами в объектах окружающей среды, необходимо определить избирательность (специфичность) действия, т.к. в большинстве случаев специфические нарушения наблюдаются лишь на фоне выраженной интоксикации и являются вторичными. Меру избирательности (специфичности) действия определяют по величине зоны специфического действия (Z_sp), т.е. порога интегрального действия к порогу специфического действия (канцерогенного, мутагенного, гонадотропного, эмбриотропного и других):

.

Зона специфического действия, превышающая 1, свидетельствует об избирательном действии химического агента на изучаемую функцию. Величина Z_sp позволяет определить степень опасности химического соединения в отношении возможности развития отдаленных эффектов.

Известно, что одним из ведущих факторов, обусловливающих развитие хронических отравлений, является процесс кумуляции.

Различают материальную (накопление самого яда в организме) и функциональную (накопление эффекта при повторном воздействии вещества) кумуляцию.

Количественная оценка кумулятивных свойств вредных веществ в промышленной токсикологии осуществляется по величине коэффициента кумуляции.

Коэффициент кумуляции - отношение величины суммарной дозы яда, вызывающей определенный эффект (чаще смертельный) у 50% подопытных животных при многократном дробном введении, к величине дозы, вызывающей тот же эффект при однократном введении.

Этот коэффициент - величина, обратная интенсивности кумуляции: чем она меньше, тем кумуляция больше.

В большинстве случаев о кумулятивных свойствах химических веществ судят по соотношению среднесмертельной дозы, вызывающей гибель животных при повторном введении (), к среднесмертельной дозе при однократном поступлении ():

.

Степень кумулятивных свойств вредного вещества характеризует реальную опасность развития хронической интоксикации, и поэтому коэффициент кумуляции должен учитываться при гигиенической регламентации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Другим показателем реальной опасности развития хронической интоксикации является величина зоны хронического действия и величины зоны биологического действия.

Зона хронического действия (Z_ch) - отношение пороговой концентрации (дозы) при однократном воздействии к пороговой концентрации (дозе) при хроническом воздействии:

.

Зона биологического действия (Z_bet) - отношение средней смертельной концентрации (дозы) к пороговой концентрации (дозе) при хроническом воздействии:



Опасность хронического отравления прямо пропорциональна величине зоны хронического действия, т.е. чем зона хронического действия шире, тем больше опасность хронической интоксикации.

Все промышленные яды делятся на 4 класса опасности: чрезвычайно опасные, высокоопасные, умеренно опасные и малоопасные.

Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от величины показателей токсикометрии, указанных в табл. 3.

Таблица 3. Классификация вредных веществ по степени опасности

Показатели	Нормы по классам опасности
	I	II	III	IV
ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3	< 0,1	0,1 - 1,0	1,1 - 10	> 10
DL50 при введении в желудок, мг/кг	< 15	15 - 150	151 - 5000	> 5000
DL50 при нанесение на кожу, мг/кг	< 100	100 - 500	501 - 2500	> 2500
CL50 в воздухе, мг/м3	< 500	500 - 5000	5001 - 50000	> 50 000
КВИО (коэффициент возможноcти ингаляционного отравления)	> 300	300 - 30	29 - 3	< 3
Зона острого действия (Zac)	< 6	6 -18	18,1 - 54	> 54
Зона хронического действия (Zch)	> 10	10 - 5	4,9 - 2,5	< 2,5

Порог хронического действия является базовым параметром токсикометрии, на основе которого рассчитывается величина коэффициента запаса (Js) и ПДК.

ПДК определяется путем деления порога хронического действия на величину коэффициента запаса:

.

Коэффициент запаса (Js) принимается тем большим, чем выше кумулятивные, кожно-резорбтивные, сенсибилизирующие свойства яда и чем вариабельнее видовые различия к его воздействию. Величина коэффициента запаса (Js) возрастает при наличии специфического отдаленного действия яда. В этом случае I_s определяется исходя из величины зоны специфического действия (табл. 4).

Таблица 4. Классификация потенциальной опасности влияния промышленных ядов на репродуктивную функцию (по И.В. Сакоцкому, В.Н. Фоменко)

Класс опасности	Зона специфического действия	Коэффициент запаса
I - чрезвычайно опасные	> 10	>50
II - высокоопасные	4 -10	10 - 50
III - умеренно опасные	1 - 3	< 10
IV - малоопасные	0,1 - 1	обычный



Литература

Шапошников А.А.: Биохимия токсинов. - Белгород: БелГУ, 2009 под ред. Т.В. Плетеневой ; Рец.: В.А. Попков, В.О. Плаксин, Е.А. Краснов, В.А. Колесников: Токсикологическая химия. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008

Бахарев В.В.: Социальная экология. - Белгород: БелГУ, 2006

Междунар. эколог. ассоциация хранителей реки "Eco-TIRAS", Образоват. фонд. им. Л.С. Берга; Ред. совет: Т.С. Константинова и др. : Академику Л.С. Бергу - 130 лет. - Бендеры: Eco-TIRAS, 2006

Под ред. Т.В. Плетеневой : Токсикологическая химия. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006

Щадрин С.Ф.: Судебная медицина: Общая и Особенная часть. - М.: Эксмо, 2006

Казьмин В.Д.: Лечение мухоморами и другими ядовитыми и несъедобными грибами. - Ростов н/Д: Феникс, 2005

Кондрахин И.П.: Справочник ветеринарного терапевта и токсиколога. - М.: КолосС, 2005

Под ред. Т.В. Плетеневой : Токсикологическая химия. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова; Сост.: С.А. Куценко, А.Н. Гребенюк, В.А. Башарин: Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты. - СПб.: Фолиант, 2004

Военно-медицинская академия; Н.Ф. Маркизова, А.Н. Гребенюк, В.А. Башарин, Т.Н. Преображенская; Рец.: А.Н. Петров, В.В. Шилов: Нефтепродукты. - СПб.: Фолиант, 2004

Военно-медицинская академия; Н.Ф. Маркизова, А.Н. Гребенюк, В.А. Баширин, Е.Ю. Бонитенко; Рец.: А.Н. Петров, В.В. Шилов: Спирты. - СПб.: Фолиант, 2004

Куценко С.А.: Основы токсикологии. - СПб.: Фолиант, 2004

МО РФ; БелГУ, каф. биохимии и фармакологии; Сост. А.А. Шапошников: Учебная программа дисциплины "Биохимия токсинов". - Белгород: БелГУ, 2004

Науч. ред.: С.Л. Аливани и др.: Рекомендации по качеству воздуха в Европе. - М.: Весь Мир, 2004

Размещено на Allbest.ru

...