Безпека життєдіяльності людини та суспільства - Мягченко О.П. - 4.1. Хімічні забруднення

Це найпоширеніші і зумовлені речовинами, що використовують в різноманітних галузях промисловості, сільському господарстві. На території України діє потужний, а отже небезпечний, комплекс хімічних виробництв - Донецько-Придніпровський регіон (Лисичансько-Сіверськодонецько-Рубіжанський трикутник), Південний (Одеський припортовий завод), Західний (Стебнік, Калуш).

За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я з кожної тисячі населення в лікарні з гострими отруєннями надходить одна людина, близько 1% таких хворих гине. Особливу тривогу викликає неухильне зростання кількості гострих отруєнь серед дітей і особливо при пожежах. За статистикою американських дослідників 80% загиблих при пожежах жертви не вогню, а токсичних продуктів горіння.

Всі хімічні сполуки, забруднювачі природного середовища, за їх шкідливим впливом на здоров'я людини, розподілені на чотири класи небезпеки. Основу такої класифікації складують значення гранично допустимої концентрації (ГДК) речовини. Одиниці виміру: у повітрі - мг на куб. м, у воді - мг на літр, у грунтах і продуктах харчування - мг на кілограм речовини.

За значеннями ГДК хімічні забруднення (Додаток 2, табл. 1, 2, 3) класифікують - до першого класу небезпечних речовин відносять речовини, концентрації яких знаходяться в межах від 0,1 мг і менше - навіть мільярдні частки - настільки вони токсичні. Це надзвичайно небезпечні речовини, наприклад сполуки важких металів - ртуті, свинцю, кадмію, нікелю, радіоактивних елементів - торію, урану, радію, а також органічні речовини - бензопирен, диоксин, поліциклічні вуглеводні (нафталін, фенантрен) - канцерогени і багато інших, навіть деякі лікарські препарати.

Другий клас - дуже небезпечні речовини, ГДК яких знаходяться в межах від 0,1 до 1,0 мг. До них належать багато лікарських препаратів - наприклад більшість антибіотиків (алергени, деякі з них навіть канцерогени), кислоти, луги.

Третій клас - речовини небезпечні, ГДК яких знаходяться в межах від 1 до 10 мг. Наприклад, багато препаратів побутової хімії - розчинники фарб, емалі, синтетичні миючі засоби і навіть звичний пил на вулицях і шляхах, у побуті.

Речовини четвертого класу небезпеки - відносно небезпечні для нашого здоров'я. Їх ГДК - від 10 мг і більше, але це не означає, що вони цілком нешкідливі. Це більшість харчових продуктів, які можуть негативно впливати на здоров'я людини - сприяють виникненню алергічних реакцій.

На відміну цієї загальної класифікації існує інша - на підставі інгаляційної дії речовин, тобто через дихальну систему. Якщо речовина потрапляє в організм через органи дихання, то показник її небезпечності - коефіцієнт інгаляційного отруєння (КІО). Його обчислюють за формулою: КІО = МД20: СС50, де МД - максимально допустима концентрація випарів речовини при 20о Цельсія, СС -середньосмертельна концентрація, яка визначається на білих мишах при двогодинній дії речовини.

Коефіцієнт інгаляційного отруєння (КІО) змінюється в межах: три і менше - перший клас небезпечних речовин - надзвичайно небезпечні; другий - дуже небезпечні, КІО коливається в межах від 3 до 30; третій клас - помірно небезпечні (КІО коливається від 30 до 300) і четвертий - мало небезпечні (КІО=300 і більше).

Таким чином, всі речовини, навіть продукти харчування можуть бути небезпечними або токсичними. Тому всі речовини, із якими стикається людина в будь-якій сфері діяльності, повинні бути вивчені і нормовані.

На практиці ізольована дія шкідливих речовин зустрічається дуже рідко, Частіше вони діють разом і сумарний ефект їх визначають за формулою А.Т. Авер'янова: С1/ГДК1+С2/ГДК2+...+Сn/ ГДКn,<1, де С1,С2...Сn - концентрація кожного інгредієнта та його значення ГДК.

Хімічне забруднення довкілля обумовлено речовинами, які використовують у промисловості, сільському господарстві. Це добрива: органічні - гній, торф, солома, неорганічні - нітратні, сульфатні, фосфатні і пестициди, а також миючі засоби - мила, синтетичні поверхнево-активні речовини (порошки, пасти, шампуні).

Перевищення концентрацій добрив або безконтрольне їх застосування призводить до отруєння грунтів, вод, харчових продуктів, вони легко мігрують по харчових ланцюгах. Нітрати - солі азотної кислоти в рослинах, організмах тварин і людей легко перетворюються у нітрити, нітрозоаміни, які сприяють виникненню ракових захворювань. Особливо вони небезпечні при спільному застосуванні з деякими лікарськими препаратами. Норми вмісту нітратів (мг/кг): картопля -80, капуста та морква - 300, помідори - 60, часник - 60, зелень - 400, огірки - 150, кавун, дині, буряку - по 45 мг/кг. В таблиці 5 (Додаток 2) наведені припустимі норми нітратів у деяких рослинах, продуктах харчування.

Пестициди (лат. пестис - зараза, лат. цаедере - вбивати) - як правило складні органічні, рідше неорганічні сполуки, які в залежності від сфери 'їх застосування ділять на групи. Акарициди (лат. акаріум - кліщ) - для боротьби з кліщами рослин, тварин, грунтів; інсектициди (лат. інсектум -комаха) - препарати для боротьби із шкідливими комахами. Бактерициди - для боротьби з бактеріями. Гербіциди (лат. герба - трава) - знищують трав'янисті бур'яни, які відбирають багато живильних речовин із грунту, а це сприяє зменшенню врожайності. Дефоліанти (гр. де - відібрання, лат. фоліум - лист) - препарати, що викликають штучний листопад. Фунгіциди (лат. фунге - гриб) застосовують для боротьби з нижчими грибами, які викликають багато хвороб у людей, тварин, рослин.ат. лімнос - молюск) - для боротьби зі шкідливими молюсками.

Щорічно у світі виробляють 5 млн т пестицидів, з яких біля 1,5 млн. тон цих токсичних речовин включилося до складу наземних і водних екосистем. А лише 110 тис. тон їх веде до глобального забруднення всіх середовищ мешкання. От чому такі небезпечні пестициди як гексахлор-циклогексан (ГХЦГ), ДДТ (у просторіччі - дуст), які знайдені навіть у льодах Арктики та Антарктики, в організмах тварин, які там мешкають. Ці та інші пестициди потенційні канцерогени, мутагени і тому в даний час вони цілком заборонені до використання в сільському господарстві. Надмірне використання таких речовин в сільському господарстві призвело до глобального забруднення довкілля. До 1 і 2 класів небезпечних речовин віднесені ДДТ, ГХЦГ, фосфороорганічні сполуки - хлорофос, фосфамід, гербіцид 2,4 Д, триазин, симазин, прометрин, трефлан. Багато з таких речовин тепер заборонені до використання.

За даними Українського науково-дослідного інституту токсикології, 150 видів продуктів харчування містять біля 70 видів пестицидів. Отже, питання небезпеки з боку продуктів харчування дуже актуальне. Пестицид вважають небезпечним і його не можна застосовувати, якщо коефіцієнт стійкості (Кс), тобто спроможність саморозкладатися, більше одиниці. Для ДДТ, ГХЦГ, 2,4 Д та інших пестицидів Кс>1 і тому вони небезпечні. Якщо Кс=1 - середньотоксичні, якщо Кс<1 - малотоксичні. Майже всі вони мають канцерогенні, мутагенні, тератогенні властивості. Більшість з них можуть перетворюватися у природі, в основному під дією кисню повітря, в ще більш токсичні сполуки - діоксини. Вони утворюються не тільки з пестицидів, але і з інших органічних, особливо ароматичних сполук бензольного ряду, які містять галогени. У великих кількостях вони утворюються при термічному розкладанні, горінні полімерів та органічних побутових відходів, рослинних залишків, у смітниках, вогнищах і отруюють повітря, а значить людей, тварин, сприяють виникненню ракових хвороб.

Миючі засоби - мила на основі органічних жирних кислот і тому в природному середовищі вони легко розщеплюються на речовини які, засвоюються мікроорганізмами, рослинами. На відміну від них синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР) - порошки, пасти майже не розкладаються і отруюють природне середовище, насамперед водні басейни, їхніх мешканців - гідробіонтів, зокрема аквабіонтів - мешканців прісних водойм і маребіонтів - мешканців морів, океанів.

Важкі метали - це елементи в різноманітних сполуках - від скандію і далі всі метали таблиці Д.І. Мендєлєєва. В незначних концентраціях (мікро,- ультрамікрокількості) вони потрібні організмам -рослинам, тваринам, людям. Але при перевищенні певної межі вони стають отрутами - принцип Парацельса. Важкі метали містяться в незначних кількостях в добривах, промислових викидах - димах, стічних водах, відходах. Поступово вони акумулюються в грунтах, рослинах, організмах тварин, отруюючи природу, руйнуючи ДНК, гени, інші біоактивні молекули. Не можна викидати будь-де відпрацьовані автомобільні акумулятори (містять свинець), люмінесцентні лампи (містять ртуть). Щорічно в біосферу надходить 400 тис. т ртуті, із них 150 тис. т за рахунок спалювання речовин, які її містять, в атмосферу її надходить 12 тис. т, в океан - 50 тис. т. З літосфери її випаровується від 25 до 150 тис. тонн. Шкідливі речовини довільно розповсюджуються по сферах природи і антропогенне забруднення стало порівняним з природним, про що свідчать дані табл. 4.

Таблиця. 4

Потоки металів (103 т/рік) у біосфері

Таким чином, кількість важких металів, які руйнують ДНК, мембрани клітин постійно росте, що веде до глобального отруєння біосфери. Дуже небезпечний свинець. Всі рослини, крім часнику, концентрують його в 2-10 разів більших дозах, чим його міститься в оточуючому середовищі. Отруйну дію важких елементів можна показати на ряді прикладів. Так, із збільшенням у довкіллі неорганічних сполук ртуті від 1 до 100 мкг/л цілком гинуть рослинні клітини. Токсична дія свинцю і кадмію у процесах фотосинтезу виявляється вже при концентрації 100 мкг/л, а при кількості 1 мг/л рослинні клітини цілком гинуть.

Дію речовин на організм можна поділити на кров'яні отрути (чадний газ, селітра, важкі метали), нервові або нейротоксичні (алкоголь, наркотики), ниркові та печінкові отрути (сполуки важких металів, токсини грибів - вищих та нижчих), серцеві - алкалоїди рослинного походження та синтетичні, кишково-шлункові - розчини кислот, лугів. Всього нормується більше 700 найбільш вживаних і водночас токсичних речовин, що негативно впливають на організм людини і викликають стійкі порушення процесів нормальної життєдіяльності.

Розрізняють гострі і хронічні отруєння. Гострі отруєння - це наслідок короткочасного впливу отруйних речовин, що надходять в організм у значній кількості. Хронічні отруєння розвиваються в результаті поступового, тривалого впливу токсичних речовин, що надходять в організм малими дозами, і відрізняються великою стійкістю симптомів отруєння. В результаті формуються професійні захворювання. За характером токсичності розрізняють 4 групи отрут: 1) їдкі, що руйнують шкірний покрив і слизуваті оболонки (Н₂80₄, ЕВД0₃НСІ); 2) отрути органів дихання (оксиди азоту, сірки, аміак, сірководень); 3) отрути крові (чадний газ, миш'яковистий водень); 4) отрути нервової системи (спирти, ефіри, сірководень, вуглеводні). Характер дії і ступінь токсичності речовин залежать від їх фізичних, хімічних властивостей, особливо летючості, розчинності у воді та біологічних середовищах, агрегатного стану, дисперсності. Повітря виробничих, побутових приміщень може виявитися насиченим домішками шкідливих газів, аерозолей, випаровувань, що виділяються при виробничих процесах. Попередження професійних захворювань і отруєнь досягається виконанням комплексу технічних і організаційних заходів, спрямованих на оздоровлення повітряного середовища і виконання режиму виробничої гігієни та особистої безпеки робітників.

Питання

1. Охарактеризуйте основні джерела хімічного забруднення

2. Що Ви знаєте про класифікацію небезпечних речовин, їх дію на організм людини?

3. Що Ви знаєте про пестициди, їх групи, токсичність?

4. Чим небезпечні миючі засоби, сполуки важких металів?

5. Охарактеризуйте типи отруєнь та групи отрут.