Основополагающие вопросы курса "Безопасность жизнедеятельности"

Заметим, что один запуск ракеты "Шаттл" сопровождается разрушением около 0,3% озона, что составляет примерно 107 т озона. Образованная при этом дыра в озоновом слое затягивается длительное время.

Значительное влияние на озоновый сдой оказывают фреоны, продолжительность жизни которых достигает 100 и более лет. Оставаясь длительное время в неизменной форме, они в то же время постепенно перемещаются в более высокие слои атмосферы, где коротковолновые ультрафиолетовые лучи выбивают из них атомы хлора и фтора. Эти атомы вступают в реакцию с находящимся в стратосфере озоном и ускоряют его распад, оставаясь при этом неизменными. Таким образом, фреон играет здесь роль катализатора. Один атом фтора, так же как и один атом хлора, может принять участие в нескольких сотнях циклов разрушения озона. Источниками поступления фреонов являются: холодильники при нарушении герметичности контура переноса теплоты; технологии с использованием фреонов; бытовые баллончики для распыления различных веществ и т. п.

По оценочным данным, техногенное разрушение озонового слоя к 1973 г. достигло 0,4... 1%; к 2050 г. ожидается 10%. Ядерная война может истощить озоновый слой на 20... 70%. При этом заметные негативные изменения в биосфере ожидаются при истощении озонового слоя на уровне 8... 10% от общего запаса озона в атмосфере, составляющего около 3 млрд. т.

Источники и уровни загрязнения гидросферы

Вода является важнейшим фактором среды обитания, который оказывает многообразное воздействие на все процессы жизнедеятельности организма, в том числе и на заболеваемость человека. Она является универсальным растворителем газообразных, жидких и твердых веществ, а также участвует в процессах окисления, промежуточного обмена, пищеварения. Без пищи, но с водой человек способен жить около двух месяцев, а без воды - несколько дней.

Суточный баланс воды в организме человека составляет около 2,5 л. Количество потребляемой воды подвержено значительным колебаниям в зависимости от климатических условий и интенсивности выполняемой работы. Потеря воды в количестве 10% от массы тела приводит к нарушению обмена веществ, потеря 15-20% смертельна при температуре воздуха 30°С, а потеря 25% абсолютно смертельна, так как обезвоживание происходит на клеточном уровне.

Гигиеническое значение воды велико. Она используется для поддержания в надлежащем санитарном состоянии тела человека, предметов обихода, жилища, оказывает благоприятное влияние на климатические условия отдыха населения и быта. Но она может являться и источником опасности для человека.

По данным ВОЗ, 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством воды либо с нарушением санитарно-гигиенических норм вследствие ее недостатка. Инфекционные заболевания водной этиологии регистрируются преимущественно в развивающихся странах с низким санитарным уровнем жизни.

В настоящее время примерно половина населения земного шара лишена возможности потреблять в достаточном количестве чистую пресную воду. В наибольшей степени от этого страдают развивающиеся страны, в которых 61% сельских жителей вынуждены пользоваться небезопасной в эпидемиологическом отношении водой, а 87% - не имеют канализации.

Аналогичная ситуация складывается и в Казахстане, где с каждым годом ухудшается обеспечение населения доброкачественной питьевой водой. В настоящее время около 25% населения, или свыше 4 млн. человек, не получают водопроводной воды. Из них 16,5% используют для хозяйственно-питьевых целей воду из открытых водоемов и 3,2% - привозную воду негарантированного качества, что служит причиной распространения таких заболеваний, как холера, брюшной тиф, гепатит, дизентерия и другие кишечные инфекции (табл. 10) [35, 42].

При этом Южно-Казахстанская область является еще и территорией повышенного риска заболевания холерой, что связано с наличием холерного вибриона в открытых водоемах.

Давно замечено, что исключительно большое значение имеет водный фактор в распространении острых кишечных инфекций и инвазий. В воде водоисточников могут присутствовать сальмонеллы, кишечная палочка, холерный вибрион и т.д. Некоторые патогенные микроорганизмы длительно сохраняются и даже размножаются в природной воде (табл.11 [13]).

Длительность выживания в воде патогенных микроорганизмов зависит от состава воды, наличия и концентрации биологического субстрата, от свойств микробных клеток (способность к спорообразованию, высокое содержание в бактериальной клетке липидов и т. д.), а также температуры воды, интенсивности солнечной инсоляции и др.

Источником заражения поверхностных водоемов могут явиться неочищенные канализационные сточные воды. Подземные источники инфицируются атмосферными и ливневыми водами, содержимым неправильно оборудованных выгребов, а также при стирке белья у колодцев и др. Эпидемическая опасность воды, используемой для питья, зависит от наличия и количества возбудителя, длительности его выживания и сохранения им вирулентности. Сочетание этих условий определяет возможность распространения кишечных инфекций водным путем в виде эпидемических вспышек и поддержания высокого уровня инфекционной заболеваемости.

Для водных эпидемий считается характерным внезапный подъем заболеваемости, сохранение высокого уровня в течение некоторого времени, ограничение эпидемической вспышки кругом лиц, пользующихся общим источником водоснабжения, и отсутствие заболеваний среди жителей того же населенного места, но пользующихся другим источником водоснабжения.

Давно установлено, что общая природная минерализация питьевой воды и состав химических элементов, входящих в нее, во многом определяют здоровье людей, проживающих в данной местности. При употреблении воды с общей минерализацией 1,5...3 г/л повышается гидрофильность тканей и задержка воды в организме, а при 0,8 г/л нарушается водно-солевой баланс организма. Малое содержание йода в питьевой воде вызывает эндемический зоб. Недостаток в питьевой воде фтора (0,5 мг/л и меньше) способствует возникновению кариеса зубов, а его избыток (1,5 мг/л и выше) вызывает эндемическую патологию - флюороз. И совсем недопустимо употребление воды, содержащей 10 мг/л и выше фтора, так как через 10-20 лет у человека могут появиться изменения в костно-суставном аппарате: остеосклероз, деформация скелета, отложения солей на ребрах.

В последнее время исходное качество природной воды меняется вследствие нерациональной хозяйственной деятельности человека. Проникновение в водную среду различных токсикантов и веществ, изменяющих естественный состав воды, представляет исключительную опасность для природных экосистем и человека. В настоящее время в Мировой океан ежегодно поступает более 30 тыс. различных химических соединений в количестве до 1,2 млрд. тонн. Основные пути попадания загрязняющих веществ в океан - это прямой сброс, поступление токсикантов с речным стоком и из атмосферного воздуха, уничтожение и захоронение отходов в море, использование водного транспорта и аварии танкеров.

В использовании человеком водных ресурсов Земли различают два направления: водопользование и водопотребление.

При водопользовании вода, как правило, не изымается из водных объектов, но качество ее может меняться. К водопользованию относится использование водных ресурсов для гидроэнергетики, судоходства, рыболовства и разведения рыбы, отдыха, туризма и спорта.

При водопотреблении вода изымается из водных объектов и либо включается в состав вырабатываемой продукции (и вместе с потерями на испарения в процессе производства входит в состав безвозвратного водопотребления), либо частично возвращается в водоем, но обычно уже значительно худшего качества.

Принципиальная разница между использованием и потреблением водных ресурсов заключается еще и в том, что в первом случае можно обойтись и без них, например, получать энергию за счет других видов природных ресурсов (атомная, солнечная и др.), воду же, расходуемую для питьевых, хозяйственно-бытовых нужд, никаким другим минеральным ресурсом заменить нельзя.

В результате водопотребления образуются загрязненные сточные воды. Основными источниками загрязнений воды в Казахстане являются промышленность (75%) сельское хозяйство (20%) и жилищно-коммунальное хозяйство - 5%.

Сточные воды ежегодно несут большое количество различных химических и биологических загрязнений в водные объекты Казахстана: медь, цинк, никель, ртуть, фосфор, свинец, марганец, нефтепродукты, моющие средства, фтор, азот нитратный и аммонийный, мышьяк, пестициды - это далеко не полный и постоянно пополняющийся список веществ, попадающих в водную среду.

При этом из всего объема сбрасываемых загрязненных стоков в Казахстане до 35% - недостаточно и до 6% вообще не очищаются (табл. 12 [42]).

В настоящее время практически все крупные реки Казахстана (Урал, Сырдарья, Или, Иртыш, Ишим, Нура, Сарысу) загрязнены фенолами, нефтепродуктами, медью, удобрениями и другими токсикантами. И а наибольшей степени это Урал и Иртыш. Загрязненные воды впадают в такие озера, как Балхаш, Аральское, Каспийское, которые вообще не имеют стока, и обновление воды в них происходит за счет испарения, в результате чего они перенасыщаются солями и токсикантами, приносимыми водой рек.

В конечном итоге загрязнение водоемов создает угрозу здоровью человека через потребление рыбы и воды.

Например, серьезную опасность представляет избыток минеральных удобрений (нитратов), которые во время дождей смываются в водоемы и вызывают качественное изменение воды в реках и водоемах. До 50-х годов нашего столетия содержание нитратов в воде расценивалось лишь как показатель загрязнения водоемов сточными водами. В настоящее время учитывается и их токсикологическая опасность. Допустимая суточная доза их потребления для человека составляет 312,5 мг. Относительно легко переносится доза в 150-200 мг в сутки. Если эти пределы превышены, возможно отравление. Проникая в кровь, нитраты соединяются с гемоглобином, при этом образуется вещество метгемоглобин, который теряет свойство переносчика кислорода. В результате у человека наступает кислородное голодание - метгемоглобинемия, сопровождающаяся цианозом - синюшностью кожи и слизистых, анурией - прекращением выделения мочи, увеличением печени и селезенки. В тяжелых случаях возможен летальный исход. При взаимодействии в определенных условиях в организме с вторичными и третичными аминами получаются нитрозоамины - сильнейшие канцерогены.

Опасны не только первичные загрязнения поверхностных вод, но и вторичные загрязнения, возникновение которых возможно в результате химических реакций веществ в водной среде. Так, при одновременном попадании весной 1990 г. в р. Белая (Россия) фенолов и хлоридов образовались диоксины, содержание которых в 147 тыс. раз превышало допустимые значения. Диоксины являются универсальным клеточным ядом. Минимальная токсичная доза для человека ориентировочно составляет 0,1 мг/кг. Он парализует нервную систему, нарушает обмен веществ, изменяет состав крови и т.д.

Последствия загрязнения природных вод многообразны, но, в конечном итоге, они снижают запасы питьевой воды, вызывают болезни людей и всего живого, нарушают круговорот многих веществ в биосфере.

Источники и уровни загрязнения литосферы

Почва, являясь элементом биосферы Земли, формирует химический состав потребляемых человеком продуктов питания, питьевой воды и отчасти атмосферного воздуха; этот состав зависит от естественной химической природы почв, а также качества и количества вносимых в почву экзогенных химических веществ.

В результате хозяйственной (бытовой и производственной) деятельности человека в почву поступает различное количество химических веществ: пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растении, поверхностно-активных веществ (ПАВ), полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), промышленных и бытовых сточных вод, выбросов промышленных предприятий и транспорта и т. п. Накапливаясь в почве, они пагубно влияют на все обменные процессы, происходящие в ней, и препятствуют ее самоочищению.

Интенсивно идет разрушение и загрязнение почвенного покрова при добыче полезных ископаемых и их обогащении; при захоронении отходов производства и бытового мусора; при проведении военных учений и испытаний, при авариях и катастрофах. Например, при ежегодном извлечении из недр стран СНГ около 15 млрд. т горной массы только одна третья часть вовлекается в оборот, а используется в производстве около 7% [5]. Большая часть оставшейся массы скапливается в отвалах.

Все более сложной становится проблема утилизации бытового мусора. Огромные мусорные свалки стали характерным признаком городских окраин. Неслучайно по отношению к нашему времени иногда применяют термин "мусорная цивилизация". Только в США ежегодно на свалки выбрасывается 385 млн. т бытового мусора, а в Италии - 75 млн. т [5].

В Казахстане ежегодному захоронению и организованному складированию подлежит в среднем до 90% всех токсичных отходов производства (табл. 13 [42]). Эти отходы содержат мышьяк, свинец, цинк, асбест, фтор, фосфор, марганец, нефтепродукты, радиоактивные изотопы и отходы гальванического производства.

Существенное загрязнение земель происходит за счет седиментации токсичных веществ от промышленных выбросов в атмосферу. Наибольшую опасность представляют предприятия цветной и черной металлургии. Зоны загрязнений от них имеют радиусы около 20...50 км, а превышение ПДК достигает 100 и более раз [12]. К основным загрязнителям относятся никель, свинец, бенз(а)пирен, ртуть и др. Предприятия нефтехимической и химической промышленности загрязняют почву нефтепродуктами, соединениями тяжелых металлов и др. Опасны выбросы мусоросжигающих заводов (тетраэтилсвинец, ртуть, диоксины, бенз(а)пирен и т.п.). Выбросы ТЭС содержат в своем составе бенз(а)пирен, соединения ванадия, радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества.

В настоящее время установлено, что орошаемые почвы бассейна р. Сырдарьи загрязнены соединениями свинца, меди, кадмия, фтора и бора. Наиболее загрязненными являются почвы Арысь-Туркестанского и правобережной части Шаульдерского бассейнов. Почвы вокруг Караганды загрязнены ванадием, вокруг Усть-Каменогорска - медью, цинком, вокруг Балхаша -медью и т. д. [47]. Попадающие в почву химические элементы относятся к разным классам опасности (табл. 14 [13]). Попадая в организм человека, они могут вызвать врожденные уродства, аномалии в физическом и психофизическом развитии.

Сильное загрязнение почв в РК происходит за счет отсутствия необходимого контроля за использованием, хранением, транспортировкой минеральных удобрений и ядохимикатов. Используемые удобрения, как правило, не очищены, поэтому вместе с ними в почву попадают многие токсичные химические элементы и их соединения: мышьяк, кадмий, хром, кобальт, свинец, никель, цинк, селен. Кроме того, избыток азотных удобрений приводит к насыщению овощей нитратами, что вызывает отравление человека. В настоящее время существует множество различных ядохимикатов (пестицидов). Только в Казахстане ежегодно используется более 100 наименований пестицидов (метафос, децис, БИ-58, витовакс, витотиурам и др.), которые имеют широкий спектр действия, хотя применяются для ограниченного числа культур и насекомых. Они долго сохраняются в почве и проявляют токсическое действие на все организмы.

Химические вещества, загрязняющие почву, поступают в организм человека по биологическим пищевым цепочкам и вызывают аллергические заболевания, острые и хронические отравления людей.

Описаны случаи отравления людей и животных, употреблявших фитомассу, выращенную на земельных участках, содержащих повышенные концентрации некоторых химических веществ. Так, растения, произрастающие на щелочных почвах (США, Канада, Ирландия) с высоким содержанием селена, могут накапливать его в количествах до 5 000 мг/кг. Высокая концентрация селена в растительных продуктах является причиной возникновения "щелочной болезни" скота (селеновый токсикоз), отравлений людей и массовой гибели сельскохозяйственных животных

Наблюдаются случаи хронического и острого отравления людей при проведении сельскохозяйственных работ на полях, огородах, садах, обработанных пестицидами или загрязненных химическими веществами, содержащимися в атмосферных выбросах промышленных предприятий.

Так, например, загрязнение почвы фтором за счет промышленных выбросов приводит к накоплению его в растениях, а затем к развитию флюороза у людей, потребляющих культурные растения, выращенные на этой почве. При этом отмечается неблагоприятное влияние фтора на функцию кроветворения, фосфорно-кальциевый обмен, наблюдается возникновение болезней печени, почек и других нарушений. Кроме того, повышенное содержание фтора в почве приводит к нарушению процессов ее самоочищения.

Поступление в почву ртути, даже в незначительных количествах, оказывает большое влияние на ее биологические свойства. Так, установлено, что ртуть снижает аммонифицирующую и нитрифицирующую активность почвы. Повышенное содержание ртути в почве населенных мест неблагоприятно воздействует на организм человека: наблюдаются частые заболевания нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов, снижение фертильности.

Свинец при попадании в почву угнетает деятельность не только нитрифицирующих бактерий, но и микроорганизмов-антагонистов кишечной и дизентерийной палочек Флекснера и Зонне, удлиняет срок самоочищения почвы. При повышенном содержании свинца в почве у населения наблюдаются патологические изменения в деятельности кроветворной и репродуктивной систем, органов внутренней секреции, а также рост случаев злокачественных новообразований. К микроэлементам, повышенное содержание которых в почве вызывает также неблагоприятные последствия, относятся бор, ванадий, таллий, вольфрам и др.

Находящиеся в почве химические соединения смываются с ее поверхности в открытые водоемы или поступают в грунтовый поток воды, тем самым влияя на качественный состав хозяйственно-питьевых вод, а также пищевых продуктов растительного происхождения. Качественный состав и количество химических веществ в этих продуктах во многом определяется типом почвы и ее химическим составом.

Особое гигиеническое значение почвы связано с опасностью передачи человеку возбудителей различных инфекционных заболеваний. Несмотря на антагонизм почвенной микрофлоры, в ней длительное время способны сохраняться жизнеспособными и вирулентными возбудители многих инфекционных заболеваний (табл. 15 [13]). В течение этого времени они могут загрязнять подземные водоисточники и заражать человека.

Длительно сохраняются в почве не только патогенные бактерии, но и вирусы. Это в первую очередь споры патогенных микроорганизмов: столбнячной палочки, возбудители газовой гангрены, ботулизма и сибирской язвы (20-25 лет). Через загрязненную почву передаются возбудители острых инфекционных желудочно-кишечных заболеваний, лептоспирозы, бруцеллез, туляремия, сибирская язва, туберкулез, гельминтозы, инфекционный гепатит, энтеровирусные, а также некоторые аденовирусные заболевания.

Наиболее простой путь заражения - через руки, загрязненные инфицированной почвой. Описан случай эпидемии брюшного тифа, охватившей за 36 дней 60% детей в детском саду, инфицированных через загрязненный песок [5]. Однако чаще встречаются более сложные пути передачи инфекционного начала через почву. Имеются данные о вспышках тифа, возникших в результате проникновения возбудителей из загрязненной почвы в грунтовые воды; колодезных эпидемиях брюшного тифа и дизентерии, связанных с загрязнением почвы.

С почвенной пылью могут распространяться возбудители ряда других инфекционных болезней: микробактерии туберкулеза, вирусы полиомиелита, Коксаки, ECHO и др. Почва играет не последнюю роль и в распространении эпидемий, вызванных гельминтами.

ВРЕДНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Общая характеристика вредных веществ.

В настоящее время известно более 7 млн. химических веществ, из которых 60 тыс. находят широкое применение, в виде пищевых добавок -5 500, лекарств - 4 000, препаратов бытовой химии - 1 500 веществ [5]. На международном рынке ежегодно появляется от 500 до 1 000 новых химических соединений и смесей. Возможность загрязнения химическими веществами среды обитания все больше возрастает. Например, в США ежегодно происходит около 50-60 крупных аварийных выбросов химических соединений, требующих эвакуации людей.

Токсическими веществами (или ядами) называют химические компоненты, поступающие в количестве и качестве, не соответствующем врожденным или приобретенным свойствам организма, поэтому вызывающие вредные реакции, несовместимые с нормальной жизнедеятельностью организма.

Токсическое действие различных веществ - результат взаимодействия организма, вредного вещества и окружающей среды. Оно зависит от количества попавшего в организм вещества, его физических свойств, токсичности, длительности поступления, химизма взаимодействия веществ. Кроме того, степень поражения зависит от пола, возраста, индивидуальной чувствительности, путей поступления и выведения вредных веществ, распределения в организме, а также метеорологических условий и других сопутствующих факторов производственной и окружающей среды.

Ядовитые свойства могут проявить практически все вещества, даже такие, как поваренная соль в больших дозах или кислород при повышенном давлении. Однако к ядам принято относить лишь те, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших количествах.

Более широким понятием, чем производственный или бытовой яд, является термин "вредное вещество", так как объединяет и яды, и аэрозоли фиброгенного действия. По ГОСТ 12.1.007-76: "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 последующих поколений".

Химические соединения (органические и неорганические) в зависимости от их практического использования классифицируются так:

- промышленные яды - вещества, используемые в производстве;

- ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве;

- лекарственные средства;

- бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок, средств санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;

- биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах, животных и насекомых;

- боевые отравляющие вещества.

Несмотря на разнообразие вредных веществ, часто вызываемые ими заболевания в своей основе имеют сходные патологические процессы. Исходя из этого, все вредные вещества по характеру воздействия на организм человека подразделяются на [38]:

- общетоксические - вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы организма (ЦНС, периферическую нервную и кроветворную систему), а также вызывающие патологические изменения печени, почек (оксид углерода, цианистые соединения, свинец, ртуть, бензол и др.);

- раздражающие - вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов (хлор, аммиак, оксиды серы и азота, озон и др.);

- сенсибилизирующие - действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки на основе нитросоединений и др.);

- мутагенные - приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы и др.);

- канцерогенные - вызывающие, как правило, злокачественные новообразования (циклические амины, ароматические углеводороды, хром, никель, асбест и др.);

- влияющие на репродуктивную (детородную) функцию - ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы и др.

Три последних вида воздействия вредных веществ - мутагенные, канцерогенные, влияющие на репродуктивную функцию, - относят к отдаленным последствиям влияния химических соединений на организм человека. Специфика такого влияния в том, что оно проявляется не во время воздействия и не сразу по его окончании, а в более отдаленные периоды времени, спустя годы и даже десятилетия. Отмечается также появление различных эффектов и в последующих поколениях.

Действие вредных веществ.

Патологические процессы, развивающиеся при воздействии вредных веществ на организм человека, могут рассматриваться как проявление дезорганизации его функционального и структурного состояния, необходимого для нормальной жизнедеятельности.

Действие вредных веществ на организм, отдельные системы, органы осуществляется через рецепторный аппарат цитоплазматических мембран или их компоненты. Во многих случаях рецепторами являются ферменты (напр., ацетидхолинэстераза), аминокислоты (цистеин, гистидин и др.), витамины, некоторые реакционноспособные, функциональные группы (карбоксильные, амино- и фосфорсодержащие), а также различные медиаторы и гормоны [18].

Первичное, специфическое действие вредных веществ на организм обусловлено образованием комплекса "вещество-рецептор". Максимальное токсическое действие яда проявляется, когда минимальное количество его молекул способно связывать и выводить из строя наиболее жизненно важные клетки - мишени. Например, токсины ботулинуса способны накапливаться в окончаниях периферических двигательных нервов и в количестве восьми молекул на каждую нервную клетку вызывают их паралич [18]. Таким образом, 1 мг ботулинуса может уничтожить 1 200 т живого вещества, а 200 г этого токсина способны погубить все население Земли.

Кроме биологического, некоторые вещества, преимущественно аэрозоли, оказывают на человека фиброгенное действие. Эти вещества, попадая в легкие, вызывают мельчайшие рубцевания ткани легких (фиброз), приводя к профессиональным заболеваниям - пневмокониозам. К этим веществам относятся аэрозоли металлов и их сплавов (чугунная, железная, наждачная и др.), пластмасс; аэрозоли растительного происхождения (древесная, мучная и др.), а также пыль стеклянного и минерального волокна, кремнийсодержащая и др.

В зависимости от природы пыли пневмокониозы могут быть различных видов: например, силикоз - наиболее частая и характерная форма, развивающаяся при действии свободного диоксида кремния SiOy силикатоз, возникающий при вдыхании пыли солей кремниевой кислоты; асбестоз - одна из агрессивных форм силикатоза, которая приводит к фиброзу легких, к нарушениям нервной и сосудистой систем, а также к развитию рака легких. Различают и другие виды пневмокониозов: антракоз, алюминокоз, деревокоз и др. Кроме этого вида воздействия, пыль может проявлять и токсическое действие. К ядовитой пыли относят аэрозоли хромового ангидрида, свинца, бериллия, мышьяка и др. Аэрозоли этих веществ могут оказывать местное воздействие на верхние дыхательные пути, а также вызывать острые и хронические отравления, проникая в легкие и желудочно-кишечный тракт.

Пути проникновения. Вредные вещества попадают в организм человека главным образом через дыхательные пути, кожный покров и пищеварительный тракт. Большинство случаев (80-90%) профессиональных заболеваний и отравлений связано с проникновением токсичных газов, паров, туманов, аэрозолей в организм человека через органы дыхания. Этот путь наиболее опасен, поскольку вредные вещества через разветвленную клеточную ткань (100... 120 м2) поступают непосредственно в кровь и разносятся по всему организму.

Попадание ядов в желудочно-кишечный тракт происходит при несоблюдении правил личной гигиены, приеме пищи, курении, загрязнении рук. Ядовитые соединения могут при этом всасываться уже из полости рта, поступая сразу в кровь. К таким веществам относятся все жирорастворимые соединения, фенолы, цианиды. Кислая среда желудка и слабощелочная среда кишечника могут способствовать возрастанию токсичности некоторых соединений (например, сульфат свинца переходит в более растворимый хлорид свинца, который легко всасывается). Попадание яда в желудок может быть причиной поражения его слизистой оболочки, нарушения секреции (ртуть, цезий, уран и др.).

Вредные вещества попадают в организм человека также через неповрежденные кожные покровы. Это возможно не только при загрязнении кожи растворами и пылью токсичных веществ, но и при наличии токсичных паров и газов в воздухе рабочей зоны, так как они имеют способность растворяться в поту и жировом покрове кожи; затем они всасываются через кожу и поступают в кровь. К таким веществам относятся легко растворимые в воде и жирах углеводороды, ароматические амины, бензол, анилин и т. п. При повреждении кожи эффективность проникновения через нее вредных веществ значительно возрастает. После всасывания яда в кровь происходит его распределение в организме, которое подчиняется определенным закономерностям. В первый период распределение вещества определяется интенсивностью кровообращения. С течением времени основную роль начинают играть сорбционные свойства тканей. Существует три главных места (сектора) сосредоточения вредных веществ: внеклеточная жидкость (~14 л для человека массой 70 кг), внутриклеточная жидкость (~28 л) и жировая ткань [18].

Распределение веществ зависит от трех основных их физико-химических свойств: водорастворимости, жирорастворимости и способности к диссоциации. Ряд металлов (серебро, марганец, хром, ванадий, кадмий и др.) быстро выводится из крови, но накапливается в печени и почках. Легко диссоциирующие соединения бария, бериллия, свинца образуют прочные соединения с кальцием и фосфором и накапливаются в костной ткани.

Последствия воздействия вредных веществ.

При контакте с вредными веществами организм человека подвергается местным повреждениям тканей или общему отравлению.

Общее (резорбтивное) отравление развивается в результате всасывания яда в кровь. При этом нередко наблюдается относительная избирательность, выражающаяся в том, что преимущественно поражаются те или иные органы и системы, например, нервная система при отравлении марганцем, органы пищеварения - при отравлении бензолом.

Местное действие характеризуется повреждением тканей на месте соприкосновения их с ядом: явления раздражения, воспаления, ожоги кожных и слизистых покровов - чаще всего при контакте с щелочными и кислотными растворами и парами. Местное действие, как правило, сопровождается и общими явлениями вследствие всасывания продуктов распада и рефлекторных реакций в результате раздражения нервных окончаний.

Отравления протекают в острой, подострой и хронической формах.

Острые отравления чаще бывают групповыми и возникают в результате аварий или грубых нарушений правил безопасности и характеризуются кратковременностью действия яда и поступлением его в организм в относительно больших количествах через органы дыхания, кожу иди желудочно-кишечный тракт, а также яркими клиническими проявлениями непосредственно в момент действия яда или через относительно небольшой - обычно несколько часов - скрытый (латентный) период. В результате острого отравления, как правило, наблюдаются две фазы: первая - неспецифических проявлений (головная боль, слабость, тошнота и др.); вторая - специфических (например, отек легких при отравлении оксидами азота).

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном действии ядов, проникающих в организм в относительно небольших количествах. Они развиваются вследствие накопления самого яда в организме (материальная кумуляция) или вызываемых им изменений (функциональная кумуляция). Поражаемые органы и системы организма при хроническом и остром отравлениях одним и тем же ядом могут отличаться. Например, при остром отравлении бензолом в основном страдает нервная система и наблюдается наркотическое действие, при хроническом - система кроветворения. В таблице 16 приведены последствия хронических отравлений важнейшими промышленными ядами организма человека [18].

Наряду с острыми и хроническими отравлениями выделяют подострые формы, которые хотя и сходны по условиям возникновения и проявлениям с острыми отравлениями, но развиваются медленно и имеют более затяжное течение.

При повторном воздействии одного и того же яда в субтоксической дозе на организм может изменяться течение отравления и, кроме явления кумуляции, наблюдаются сенсибилизация и привыкание.

Сенсибилизация - состояние организма, при котором повторное воздействие вещества вызывает больший эффект, чем предыдущие. Эффект сенсибилизации связан с образованием под влиянием токсического вещества в крови и других внутренних средах, измененных и ставших чужеродными для организма белковых молекул, индуцирующих формирование антител. Повторное, даже значительно более слабое, токсическое воздействие яда с последующим его взаимодействием с антителами вызывает извращенную реакцию организма в виде явлений сенсибилизации (аллергии). К веществам, вызывающим сенсибилизацию, относятся бериллий и его соединения, карбониды никеля, железа, кобальта, соединения ванадия и т. д.

Привыкание - ослабление эффекта действия вредного вещества на организм человека при повторяющемся воздействии. Для развития привыкания к повторяющемуся воздействию яда необходимо, чтобы его концентрация (доза) была достаточна для вызова ответной приспособительной реакции, но чтобы она не была чрезмерной, приводящей к быстрому и серьезному повреждению организма. Механизмы развития толерантности (терпимости) неоднозначны. При оценке влияния привыкания организма на токсичность вещества надо учитывать развитие повышенной устойчивости к одним веществам после повторного воздействия других. Существуют вещества - "адаптогены" (витамины, женьшень, элеутерококк), способные уменьшить реакцию организма на стрессорные воздействия и в определенной мере увеличить его устойчивость ко многим факторам среды обитания, в том числе и химическим. Известно также, что прерывистое действие вредного вещества в течение дня оказывает более сильное воздействие на организм человека по сравнению с непрерывным воздействием.

Пути обезвреживания ядов организмом человека.

Вредные вещества, поступившие в организм, подвергаются различным химическим превращениям: биотрансформации или метаболизму. Биологическая направленность физико-химического взаимодействия ядов с клеточными мембранами, белковыми структурами и другими компонентами клеток и межтканевой среды - обезвреживание ядов различными путями.

Первый и главный путь обезвреживания - изменение химической структуры ядов. Например, органические соединения подвергаются чаще всего гидроксилированию, ацетилированию, окислению, восстановлению, расщеплению, метилированию, что в конечном итоге приводит большей частью к возникновению менее ядовитых и активных в организме веществ.

Определенную роль в снижении острого действия ядов играет и второй путь - депонирование. Депонирование (откладывание в тех или иных органах) является временным путем уменьшения количества циркулирующего в крови яда. Например, тяжелые металлы (свинец, кадмий) часто откладываются в костях, печени, почках, некоторые вещества - в нервной системе. Процесс этот сложен и не является полноценным методом обезвреживания, так как яды могут из депо вновь поступать в кровь, вызывая обострение хронического отравления. Поступление ядов из депо в кровоток может резко возрастать при нервном напряжении, заболевании, приеме алкоголя.

Третий путь обезвреживания ядов - выведение их из организма - происходит разными путями: через органы дыхания, пищеварения, почки, кожные покровы, железы. Пути выведения ядов зависят от их физико-химических свойств и превращений в организме. Например, органические соединения алифатического и ароматического рядов обычно частично выделяются в неизменном виде с выдыхаемым воздухом, а частично в измененном виде через почки и желудочно-кишечный тракт. Тяжелые металлы, как правило, выводятся в основном через желудочно-кишечный тракт и почки. Меньшее значение имеет выделение через сальные и потовые железы. Некоторые яды (свинец, кобальт и др.) могут содержаться и в грудном молоке кормящих матерей.

Комбинированное действие промышленных ядов.

Изолированное действие вредных веществ на производстве встречается редко; обычно работающие подвергаются одновременному воздействию нескольких веществ.

Комбинированное действие вредных веществ - это одновременное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. Различают несколько видов комбинированного (совместного) действия ядов:

1. Аддитивное (однородное) действие - суммарный эффект смеси равен сумме эффектов действующих компонентов. При количественно одинаковой замене их друг другом токсичность смеси не изменяется и для гигиенической оценки воздушной среды применяется соотношение:

С/ПДК, + С/ПДК,+... + С/ПДК„ Ј 1,

где С, С,...С - концентрация каждого вещества в воздухе;

ПДКр ПДК^,...ПДК^ - установленные предельно допустимые концентрации этих веществ.

2. Независимое действие - компоненты смеси действуют на разные системы, токсические эффекты не связаны друг с другом и в случае их возникновения (напр., гибели) они являются результатом воздействия одного или другого компонента, а не развития комбинированного эффекта.

3. Положительный синергизм (потенцирование) и отрицательный синергизм (депотенцирование, антагонизм) - комбинированное действие смеси веществ, которое по своему эффекту в первом случае больше, а во втором меньше, чем сумма действий отдельных веществ смеси. То есть при потенцировании действие одних веществ усиливает действие других (напр., сернистый ангидрид и хлор, алкоголь и ртуть и др.), а при депотенцировании действие одного вещества ослабляет действие другого (например, эзерин и атропин и др.).

Классы опасности вредных веществ.

По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности: чрезвычайно опасные, высокоопасные, умеренно опасные, малоопасные (табл. 17) [38]. Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от значения показателей, указанных в таблице. При оценке опасности по ряду показателей для одного вещества можно получить разные классы, но определяющим должен быть тот, который выявляет наибольшую степень опасности.

Некоторые металлы, а также четыреххлористый углерод, по среднесмертельной концентрации можно отнести к 3-4-му классу опасности, но поскольку они обладают кумулятивным действием и отдаленными последствиями, то класс опасности становится собирательным, интегральным, и мы получаем 1-й или 2-й класс.

Сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ). Из рассмотренных вредных веществ специалисты в области гражданской обороны выделяют группу веществ, способных при авариях переходить в атмосферу и вызывать массовое поражение людей. Это так называемые сильнодействующие ядовитые вещества. К этой группе относятся: хлор, аммиак, сернистый ангидрид, сероуглерод, окись углерода, синильная кислота, ртуть и др. При концентрациях в атмосфере, превышающих предельно допустимые значения, они вызывают острые отравления, в том числе со смертельным исходом. Краткая физико-химическая и токсическая характеристика некоторых веществ приведена в таблице 18 [2].

Основными производителями и потребителями СДЯВ являются отрасли химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятия пищевой отрасли, водопроводные и очистные сооружения. Также большое количество СДЯВ постоянно перевозится автомобильным и железнодорожным транспортом.

За период 1996-1999 гг. в Республике Казахстан произошла 91 авария с выбросом СДЯВ (в т. ч. и радиоактивных веществ). Всего в республике более 400 объектов со СДЯВ, в том числе в г. Алматы - 14 объектов (около 418т СДЯВ: аммиака -398 т, хлора - 20 т).

Для характеристики токсичности СДЯВ используются такие показатели, как пороговая концентрация, предел переносимости, поражающая и смертельная концентрация.

Как правило, вещества, имеющие температуру кипения выше 20°С (треххлористый фосфор, сероуглерод), испаряются медленно и длительное время находятся в местах разлива, а их пары распространяются на небольшие расстояния. Вещества, у которых температура кипения до 20°С (хлор, аммиак, сернистый ангидрид, окись углерода), при разливе быстро испаряются, пары их движутся по направлению ветра, и поэтому такие вещества в опасных концентрациях могут обнаруживаться на больших расстояниях от места аварии (см. табл. 19).

Мероприятия по защите от СДЯВ. К ликвидации последствий аварийного разлива, выброса или истечения СДЯВ в первую очередь приступает личный состав штатной газоспасательной службы объекта. Их главной задачей является эвакуация работающих из опасных мест, оказание пострадавшим первой медицинской помощи, а также выполнение сложных аварийных работ в газоопасных местах. При необходимости привлекаются службы по чрезвычайным ситуациям - медицинские, противопожарные, охраны общественного порядка, аварийно-спасательные и др.

Порядок действия формирований при ликвидации заражения от СДЯВ в каждом конкретном случае зависит от вида ядовитого вещества, характера повреждений, технологической схемы производства и других условий.

Каждое предприятие, производящее или использующее СДЯВ, проводит работу по ликвидации аварийных ситуаций с выбросом СДЯВ на основе заранее разработанного специального плана, состоящего из организационных и инженерно-технических мероприятий. В плане предусматривается:

В организационном разделе:

- организация и поддержание в постоянной готовности системы оповещения рабочих и служащих объекта и проживающего вблизи населения;

- согласование с руководством гражданской обороны города (района) вопроса об использовании формирований других объектов и средств оповещения;

- обучение личного состава способам ликвидации очагов заражения СДЯВ и приемам оказания первой помощи и пользования средствами индивидуальной защиты;

- создание необходимого запаса средств индивидуальной защиты;

- обеспечение необходимого запаса дегазирующих средств (см. табл. 18), а также оборудования для проведения дегазационных работ.

В инженерно-техническом разделе:

- снабжение емкостей и технологических линий автоматическими и ручными устройствами, предотвращающими утечку СДЯВ при аварии;

- усиление конструкций емкостей и коммуникаций или их защиту от возможности повреждения обломками зданий или сооружений при аварии;

- строительство под хранилищами со СДЯВ подземных резервуаров с водой для растворения их в случае разлива (для некоторых СДЯВ), а также чаш, ловушек и т. п.;

- строительство заглубленных или полузаглубленных хранилищ с обваловкой или их рассредоточение;

- оборудование рабочих помещений объекта средствами аварийной сигнализации.

Для каждого производственного участка, содержащего СДЯВ, в этом плане указывается количество привлекаемых сил и средств для ликвидации аварии, их задачи, отводимое время на выполнение работ и лицо, ответственное за проведение работ.

План предусматривает также порядок:

- оповещения личного состава формирований о немедленном сборе;

- разведки очага заражения и обозначения его границ;

- оцепления очага заражения;

- проведения непрерывного метеорологического наблюдения и получения информации о направлении движения облака СДЯВ;

- укрытия в защитных сооружениях или вывод за границы очага заражения рабочих, служащих и населения;

- организации спасательных работ и оказания медицинской помощи пострадавшим;

- проведения неотложных аварийно-восстановительных работ по ликвидации аварии;

- дегазации СДЯВ в местах его выделения в атмосферу и на путях распространения паров;

-дегазации территории, сооружений и оборудования;

- специальной обработки людей.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ). Как правило, при проведении аварийно-спасательных работ личный состав использует средства индивидуальной защиты. В качестве СИЗ применяются респираторы (РПГ-67, РУ-60М, рис. 9), фильтрующие противогазы (гражданские - ГП-5, ГП-7; промышленные, рис. 10) и изолирующие противогазы (ИП-4М, ИП-4 и ИП-5, рис. 11 или шланговые) [40].

В конструкции промышленных противогазов и респираторов предусмотрена смена фильтрующих коробок и патронов, что позволяет, в зависимости от типа коробок (табл. 20), защищать органы дыхания и лицо практически от всех промышленных СДЯВ.

Гражданские противогазы ГП-5 и ГП-7 укомплектованы фильтрующей коробкой типа "В". В целях расширения их защитных свойств на другие ядовитые вещества они стали комплектоваться дополнительными газовыми патронами типа ДПГ-1 или ДПГ-3.

Время защитного действия противогазов и респираторов может составлять от нескольких минут до нескольких часов и зависит от вида и концентрации вредного вещества в воздухе (см. табл. 21, 22) и от интенсивности работы человека [2, 40].

Однако применение противогазов и респираторов фильтрующего типа, как гражданских, так и промышленных, недопустимо при высоких концентрациях СДЯВ, а также при недостатке - менее 18% по объему - кислорода (напр., при работе в замкнутом объеме). В таких случаях применяют изолирующие противогазы (см. рис. 11), которые обеспечивают защиту органов дыхания, глаз и кожи лица от любых СДЯВ независимо от свойств и концентрации. Они позволяют работать даже там, где полностью отсутствует кислород в воздухе. С помощью противогазов ИП-4М и ИП-5 можно выполнять легкие работы под водой на глубине до 7 м. Принцип работы противогазов ИП-4М, ИП-4 и ИП-5 основан на выделении кислорода из химических веществ при поглощении углекислого газа и влаги, выдыхаемых человеком.

Запас кислорода в регенеративном патроне позволяет выполнять работы в изолирующем противогазе при тяжелых физических нагрузках в течение 45 мин, при средних - 70 мин, а при легких или в состоянии относительного покоя - 3 час.

Для защиты от отравления СДЯВ наряду со средствами индивидуальной и коллективной защиты применяют особые вещества - антидоты или противоядия. Антидоты способны обезвреживать СДЯВ, попавшие в организм человека. Механизм защитного действия антидотов различный. Некоторые антидоты, обладая рядом общих признаков с ядом, связывают его, образуя в организме безвредные соединения, другие - конкурируют с ядом по действию на ферменты, рецепторы, физиологические системы человека. Антидоты купируют или ослабляют синдромы отравления СДЯВ. Они внедряются внутрь путем ингаляции, в виде таблеток или инъекции (внутривенно или внутримышечно), заранее или сразу после отравления. Например, при отравлении окисью углерода внутримышечно вводится раствор ацизола на новокаине. Этот же раствор вводится в организм за 20-40 мин до входа в зону, содержащую окись углерода. Максимальный эффект достигается через один час после введения и сохраняется около трех часов.

Для повышения устойчивости организма человека к действию вредных веществ применяются лекарственные препараты, которые называются протекторами. Наиболее эффективно протекторы действуют в том случае, если они поступили в организм человека заблаговременно.

В случае если человек неожиданно попадает в зону действия отравляющих веществ, не имея при себе никаких защитных средств, то для личной безопасности ему необходимо:

- при воздействии хлора: закрыть рот и нос платком, смоченным водой, содовым раствором, нашатырем или мочой и, сориентировавшись, быстро покинуть зону в направлении, перпендикулярном движению воздуха;

- действия при отравлении аммиаком аналогичны тем, что и при воздействии хлора, только платок или любая ткань смачивается 5%-м раствором уксуса или лимонной кислоты или обильно водой.

Признаки отравления СДЯВ и первая помощь. Эффективность мероприятий, проводимых при ликвидации последствий заражения СДЯВ, намного повышается, если личный состав предприятий, а также население знают токсические свойства, признаки отравления СДЯВ и приемы оказания первой помощи пострадавшим.

Рассмотрим действие наиболее распространенных СДЯВ -хлора и аммиака, а также некоторых других, используемых в промышленности.

Хлор - газ желто-зеленого цвета с резким характерным запахом. Малорастворим в воде. Он тяжелее воздуха, поэтому скапливается в низких участках местности, в подвалах. В больших количествах используется для беления тканей и бумажной массы, обеззараживания питьевой воды и др. Перевозится в сжиженном состоянии под давлением в цистернах и баллонах. При выходе в атмосферу дымит.

Сильно раздражает слизистые ободочки и кожу. Признаки отравления: резкая загрудная боль, сухой кашель, рвота, одышка, резь в глазах, слезотечение. До приезда врача пораженного следует вынести на воздух, дать кислород и не менее 15 минут промывать слизистые и кожу 2%-м раствором соды.

Аммиак - бесцветный газ с характерным резким запахом (нашатырный спирт). Он легче воздуха и хорошо растворяется в воде. Жидкий аммиак используется в качестве рабочего вещества в холодильных машинах, аммиачная вода применяется как удобрение. Перевозится в сжиженном состоянии под давлением в цистернах и баллонах. При выходе в атмосферу дымит. Сильно раздражает слизистые оболочки и кожные покровы, вызывает слезотечение. Острое отравление аммиаком приводит к поражению глаз и дыхательных путей, одышке и воспалению легких. Меры первой помощи: вынести на свежий воздух, обеспечить тепло и покой, дать кислород, промывать не менее 15 мин слизистые, кожу, глаза водой или 2%-м раствором борной кислоты.

Сероводород - бесцветный газ с неприятным запахом. Он тяжелее воздуха и растворим в воде. Пары образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Раздражает слизистые оболочки, вызывает головную боль, тошноту, рвоту, боли в груди, ощущение удушья, жжения в глазах, появляется металлический привкус во рту, слезотечение. При возникновении таких признаков пострадавшего необходимо вынести на воздух, глаза и слизистые не менее 15 мин промывать проточной водой или 2%-м раствором борной кислоты.

Двуокись серы (сернистый газ) - бесцветный газ с характерным резким запахом. Хорошо растворим в воде. В больших количествах используется для выработки серной кислоты, находит применение в бумажном и текстильном производстве, при дезинфекции помещений.

Действие малых концентраций двуокиси серы вызывает неприятный вкус во рту, раздражаются слизистые ободочки. При поражениях большими концентрациями появляется хрипота, одышка. Меры первой помощи: вынести пострадавшего на воздух, дать осторожно вдохнуть пары этилового спирта, эфира, напоить теплым молоком с содой, глаза промыть проточной водой.

Нитрил акриловой кислоты - бесцветная, легколетучая, низкокипящая жидкость с неприятным запахом. Растворима в воде. Ее пары тяжелее воздуха, при взаимодействии с ним образуют взрывоопасные смеси. При горении кислоты выделяются ядовитые газы.

...