Допустимая концентрация — это количество вещества в почве, воздушной или водной среде, продовольствии и кормах, которое может вызывать негативный физиологический эффект в виде первичных признаков поражения (при этом работоспособность сохраняется).
Предельно допустимой концентрацией (ПДК) химического соединения во внешней среде согласно И.В. Саноцкому (1971) называют такую концентрацию, при воздействии которой на организм периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредовано (через экологические системы или через возможный экономический ущерб) не возникает соматических или психических заболеваний или изменений в состоянии здоровья, выходящих за пределы приспособительных физиологических колебаний, обнаруживаемых современными методами исследования сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Токсическая доза определяется как произведение концентрации химически опасного вещества в данном месте зоны химического заражения на время пребывания человека в этом месте без средств защиты.
Ядом называют химический компонент среды обитания, поступающий в организм в количестве (качестве), не соответствующем врожденным или приобретенным свойствам организма, и поэтому несовместимый с жизнью. Действие ядов на организм может быть как общетоксическим, так и специфическим:
•сенсибилизирующим — вызывающим повышеннуючувствительность;
• гонадотропным — действие на половые железы;
• эмбиотропным — действие на зародыш и плод;
• тератогенным — вызывает уродства;
• мутагенным — действие на генетический аппарат;
• бластомогенным — образование опухолей.
Яды вызывают острые или хронические отравления. Острые отравления носят преимущественно бытовой, а хронические — профессиональный характер. При остром отравлении симптомокомплекс развивается при однократном поступлении большого количества вредного вещества в организм. Хроническое отравление возникает постепенно при повторном или многократном поступлении вредного вещества в организм в относительно небольших количествах.
Порог острого действия — та наименьшая концентрация вещества, которая вызывает статистически достоверные изменения в организме при однократном воздействии.
Порог хронического действия— та минимальная концентрация, которая при хроническом воздействии вызывает достоверные изменения в организме.
Эффект от токсического воздействия зависит от количества попавшего в организм АХОВ, его физико-химических свойств, длительности и интенсивности поступления, взаимодействия с биологическими средами (кровью, ферментами). Кроме того, эффект зависит от пола, возраста, индивидуальной чувствительности, путей поступления и выведения, распределения в организме, а также метеорологических условий окружающей среды.
АХОВ наряду с общей обладают избирательной токсичностью, т.е. они представляют наибольшую опасность для определенного органа или системы организма. По избирательной токсичности выделяют:
· сердечные с преимущественным кардиотоксическим действием (многие лекарственные препараты, растительные яды, соли металлов – бария, калия, кобальта, кадмия);
· нервные, вызывающие нарушение психической активности (угарный газ, фосфорорганические соединения, алкоголь и его суррогаты, наркотики, снотворные препараты);
· печеночные (хлорированные углеводороды, ядовитые грибы, фенолы и альдегиды);
· почечные (соединения тяжелых металлов, этиленгликоль, щавельная кислота);
· кровяные (анилин и его производные, нитриты, мышьяковистый водород);
· легочные (оксиды азота, озон, фосген).
Токсический эффект при действии различных доз и концентраций АХОВ может проявиться функциональными и структурными (патоморфологическими) изменениями, т.е. токсичность проявляется в виде пороговых доз и концентраций. Но результатом может быть и гибель организма в случае смертельных концентраций.
Смертельные (летальные) дозы DL при введении в организм (или смертельные концентрации CL) могут вызвать единичные случаи гибели или гибель всех организмов. В качестве показателей токсичности используют среднесмертельные дозы и концентрации (DL50, CL50). Среднесмертельная концентрация вещества в воздухе – это концентрация вещества, вызывающая гибель 50% подопытных животных при 2-4часовом ингаляционном воздействии (мг/м³). Среднесмертельная доза при введении в желудок (мг/кг) обозначается как DL50ж, при нанесении на кожу – DL50к.
Об опасности ядов можно судить также по значениям порогов вредного действия (однократного, хронического) и порога специфического действия).
Порог вредного действия – это минимальная концентрация (доза) вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения биологических показателей на организменном уровне, выходящие за пределы приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.
Характер воздействия вредных веществ на организм и общие требования безопасности регламентируются ГОСТ 12.0.003 – 74, который подразделяет вещества на:
· токсические, вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (ЦНС, кроветворения), вызывающие патологические изменения печени, почек;
· раздражающие, вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов;
· сенсибилизирующие, действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки на основе нитро- и нитрозосоединений);
· мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы);
· канцерогенные, вызывающие злокачественные новообразования (циклические амины, ароматические углеводороды, хром, никель, асбест);
· влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы).
Опасность АХОВ по заражению приземного слоя атмосферы определяется их физико-химическими свойствами, а также их способностью перейти в поражающее состояние, то есть создать поражающую концентрацию или снизить содержание кислорода в воздухе ниже допустимого уровня. Все АХОВ (СДЯВ) можно разделить на три группы, исходя из температуры кипения при атмосферном давлении, критической температуры и температуры окружающей среды; агрегатного состояния АХОВ; температуры хранения и рабочего давления в емкости.
1-ая группа АХОВ имеет температуру кипения ниже -40ºС. При выбросе образуется только первичное газовое облако с вероятностью взрыва и пожара (водород, метан, угарный газ), а также резко снижается содержание кислорода в воздухе (жидкий азот). При разрушении единичной емкости время действия газового облака не превышает 1 мин.
2-ая группа АХОВ имеет температуру выше температуры окружающей среды. Для приведения таких АХОВ в жидкое состояние их надо сжать и хранить в охлажденном виде (или под давлением при обычной температуре)– хлор, аммиак, оксид этилена. Выброс таких АХОВ обычно дает первичное и вторичное облако зараженного воздуха (ОЗВ). Характер заражения зависит от соотношения между температурами кипения АХОВ и температурой воздуха. Так, бутан (температура кипения - 0 ºС) в жаркую погоду будет по действию подобен АХОВ 1-ой группы, т.е. появится только первичное облако, а в холодную – 3-й группы. Но если температура кипения ниже температуры воздуха, то при разрушении емкости и выходе АХОВ в первичном ОЗВ может оказаться его значительная часть. При этом в месте аварии может наблюдаться значительное переохлаждение воздуха и конденсация влаги.
3-я группа АХОВ характеризуется температурой кипения выше 40ºС, т.е. все АХОВ, находящиеся при атмосферном давлении в жидком состоянии. При их выливе происходит заражение местности с опасностью последующего заражения грунтовых вод. С поверхности грунта жидкость испаряется долго, т.е. возможно образование вторичного облака ЗВ, что расширяет зону поражения. Наиболее опасны АХОВ (СДЯВ) 3-й группы, если они хранятся при повышенной температуре и давлении (бензол, толуол).
Далее я приведу описание некоторых наиболее распространенных АХОВ, потому как для успешного проведения мероприятий по защите от сильнодействующих ядовитых веществ и ликвидации последствий их воздействия необходимо знать их физические и токсические свойства.
Хлор – ядовитый газ, почти в 2,5 раза тяжелее воздуха, часто применяется в чистом виде или в соединении с другими компонентами. При температуре около 20ºС и атмосферном давлении хлор находится в газообразном состоянии в виде зеленовато-желтого газа с резким неприятным запахом. Он энергично вступает в реакцию со всеми живыми организмами, разрушая их. Жидкий хлор – подвижная маслянистая жидкость, которая при нормальной температуре и давлении имеет темно-зеленовато-желтую окраску с оранжевым оттенком и удельным весом 1,427 г/см³. При температуре -102ºС и ниже хлор твердеет и принимает форму мелких кристаллов темно-оранжевого цвета и удельным весом 2,147г/см³. Жидкий хлор плохо растворяется в воде, и хлорирование воды на обеззараживающих сооружениях водоканала производится только газообразным хлором. Производство газообразного хлора (водорода и щелочи) основано на электролизе поваренной соли. Это сложный комплекс: приготовление рассола, очистка его, выпаривание, электролиз, охлаждение, перекачка газа. Сухая смесь с воздухом взрывается при содержании хлора от 3,5 до 97%, т.е. смеси, содержащие менее 3,5% хлора, невзрывоопасны. Наиболее опасны по силе взрыва смеси, в которых хлор и водород находятся в стехиометрическом соотношении (50 на 50%). Такие смеси взрываются с наибольшей силой, а взрыв сопровождается сильным звуковым ударом и пламенем. Инициатором взрыва хлороводородной смеси (кроме открытого пламени) может быть электрическая искра, нагретое тело, прямой солнечный свет в присутствии контактирующих веществ (древесного угля, железа и оксидов железа). Влажный хлор вызывает сильную коррозию (это соляная кислота), что приводит к разрушениям емкостей, трубопроводов, арматуры и оборудования.