Основы токсикологии

Экотоксикология изучает поведение, распространение и миграцию химических загрязнителей в окружающей среде.

Известно, что производственные процессы не бывают совершенно чистыми. Всегда образуются какие-либо отходы - газообразные, жидкие или твердые. В литературе упоминается около 10 млн. органических и неорганических химических соединений и ежегодно появляется еще около 300 тыс. новых. В промышленности и различных отраслях используются от 50 до 100 тыс. химических веществ. По существу современная жизнь не возможна без химических препаратов. Не все химические препараты являются токсичными, т.е. ядовитыми, однако многие из них представляют явную или скрытую угрозу здоровью и жизни человека и животным. Степень воздействия токсических веществ в первую очередь зависит от дозы. Токсикант - это любое вещество с токсическими свойствами. Ксенобиотик - чуждое природе вещество не являющееся компонентом экосистемы, обычно это продукт промышленного синтеза. Токсин - токсическое органическое вещество, создаваемое живым организмом.

Среди загрязнителей осо6енно опасны те, которые обладают устойчивостью к разложению и биологической трансформации. Большинство потенциально опасных веществ относятся к трем группам галогенированным углеводородам, полиароматическим углеводородам, тяжелым металлам и их соединениям.

Классификация опасных веществ:

1. Химическая – по химической номенклатуре

2. По отраслевому признаку

- промышленные (растворители, лаки, краски, клеи, тяжелые металлы)

- пищевые (нитраты, эмульгаторы, красители, тяжелые металлы)

- военного происхождения (радиоактивные и отравляющие вещества, компоненты ракетного топлива)

- хозяйственно-бытовые (бытовая химия, моющие средства)

- сельскохозяйственные препараты (удобрения, пестициды)

- природного происхождения (ядовитые растения и животные)

- транспорт (углеводороды, оксид углерода, альдегиды, сажа, смолы, свинец)

Считается, что основные источники опасных веществ это энергетика, промышленность и сельскохозяйственные химические препараты.

Наиболее опасны для окружающей среды вещества, которые устойчивы к разложению и биологически усвояемые. Большинство таких веществ принадлежат к трем основным группам химических веществ:

1. Металлы и их органические соединения, особенно металлы с плотностью выше 5, часто называемые тяжелыми металлами это - ртуть, кадмий, свинец и другие.

2. Органические вещества с одним или несколькими атомами водорода, замешенными хлором (бромом, фтором, т.е. галогенами), часто именуемые галогенированными углеводородами.

3. Полиароматические углеводороды (ПАУ), молекулы которых состоят из нескольких ароматических колец.

Загрязнители распространяются и мигрируют водным и воздушным путем, по трофическим цепям. В процессе переноса вещества частично трансформируются и разрушаются. Поглощенные живыми организмами вещества частично накапливаются в организмах, частично выводятся. Перемещение опасных веществ происходит по звеньям трофической цепи, в частности от жертвы к хищнику. В этих случаях, концентрация токсических веществ увеличивается на верхних уровнях цепи. Это явление называется биоусиленнем. Передача от матери к потомству может происходить через плаценту у млекопитающих и через яйцо у птиц и земноводных. Существует тесная зависимость, называемая соотношением «доза–реакция», между количеством химического вещества, попавшим в организм, и последствиями. Отрицательным нелетальным эффектом загрязнителей является снижение продуктивности растений и нарушении мышечной, нервной, иммунной и репродуктивной функций животных, что может угрожать выживанию отдельных популяций. Воздействия токсических веществ на экосистемы проявляются также в снижении видового разнообразия и уменьшении общей биомассы.

Вещества, обладающие способностью нарушать нормальную жизнедеятельность организма и приводить к стойким патологическим изменениям, называются ядовитыми. Возникающее в результате их действия состояние организма называется отравлением. Производственными, или профессиональными, считаются отравления, возникшие в связи с работой в результате воздействия применяемых или образующихся при этом ядовитых веществ. Ядовитыми, или токсическими, следует считать такие вещества, которые проявляют свое вредное действие в небольших количествах. Многие вещества, которые не считают ядовитыми, в необычных условиях способны оказывать вредное действие на организм.

Токсические вещества проникают в организм тремя путями: через дыхательные пути, через пищеварительный тракт и через кожу.

Попавшие внутрь организма с вдыхаемым воздухом вещества всасываются слизистой оболочкой дыхательных путей и отсюда проникают в большой круг кровообращения. Большинство отравлений происходит этим, наиболее опасным путем.

Пыли и пары могут попадать в пищеварительный тракт при заглатывании. Часть попавших таким путем в организм вредных веществ всасывается в кровь, часть же задерживается и обезвреживается в печени.

Некоторые яды (растворимые в жирах и жидкостях организма) могут попадать внутрь организма через неповрежденную кожу, а затем проникать в кровь, минуя печень.

Выделение ядов из организма происходит различными путями, в основном через почки и кишечник. Так выделяются преимущественно металлы, галоиды, эфирные масла, красящие вещества, производные ароматических соединений и др. Различные летучие вещества (бензин, эфир и др.) выделяются с выдыхаемым воздухом. Выделение ядов через кожу незначительно (анилин, нитробензол и др.). Период выведения ядов из организма различен для разных веществ, причем по пути они могут оказывать вторичное токсическое действие на организм.

Иногда яды накапливаются в тканях организма, образуя здесь в них временные или стойкие депо; например, тяжелые металлы могут накапливаться в печени и других органах. Из таких депо токсические вещества поступают в кровь и вызывают отравление.

Действие токсических веществ проявляется в отравлениях различной степени: острых, хронических.

Помимо ясно выраженного действия на те или иные органы, яды могут вызывать понижение общей сопротивляемости организма к другим вредным воздействиям и способствовать возникновению общих заболеваний.

Яды оказывают на организм общее или местное действие. Местное действие может явиться толчком для общего действия.

Степень токсичности вещества и характер вызываемых им нарушений в организме зависят от ряда факторов, в первую очередь от химической структуры веществ. Так, например, замещение в ароматических соединениях (бензол, толуол и др.) водородных атомов нитро- и аминогруппой (NО₂ и NH₂) придает им новые токсические свойства. Токсическое действие галоидных органических соединений тем сильнее, чем больше атомов замещено галоидами; например, тетрахлорэтан (С₂Н₂Сl₄) токсичнее дихлорэтана (C₂Н₄Сl₂) и хлористого этила (C₂Н₅Сl).

Чем дисперснее вещество, тем легче, скорее и глубже проникает оно в организм. Обладая развитой удельной поверхностью, пыль является хорошим адсорбентом и способна поглощать газы из окружающей среды, из-за чего нетоксичная пыль может стать токсичной.

Растворимость ядовитого вещества в соках и жидкостях организма усиливает его вредное действие. Растворимость в воде усиливает опасность поражения верхних дыхательных путей.

При комбинированном воздействии разных ядов токсический эффект их потенцируется (т.е. оказывается сильнее, чем при простом сложении их действия).

Имеет значение и индивидуальная чувствительность организма. У некоторых людей наблюдается повышенная чувствительность к отдельным ядам. Она выше у детей и подростков, после перенесенных болезней и т.д. Опасность отравления зависит не только от токсичности, но и от времени действия и концентрации, яда. В отношении многих токсических веществ выяснена зависимость между временем действия, концентрацией и эффектом воздействия на организм.

Так, для окиси углерода при тс<350 действия установить нельзя; при тс=700 действие слабое; при тс=1000 головные боли и тошнота; при тс=1700 тяжелое отравление (здесь т – время действия, ч; с – концентрация, мг/м³).

Разумеется, чем выше в окружающем воздухе концентрация яда, тем больше его поступит в организм при вдыхании и тем скорее и тяжелее окажется его воздействие.

Оказывают свое влияние и условия окружающей среды. При высокой температуре воздуха расширяются кожные сосуды, усиливается потливость, учащается дыхание, повышается минутный объем сердца; это ускоряет проникновение некоторых ядов в организм. Высокая температура оказывает влияние, на скорость испарения и летучесть веществ, что усиливает опасность загрязнения воздуха. Влажность воздуха усиливает токсичность некоторых веществ (например, соляной кислоты, фтористого водорода).

Нетоксичная пыль может оказывать вредное действие на легкие, кожу, глаза, зубы, десны, слуховые и пищеварительные органы. Известно вредное действие на легкие пыли, содержащей кремнезем.

Вредные вещества встречаются в производстве в виде сырья, промежуточных продуктов, готовой продукции, случайных примесей, вспомогательных веществ, отходов, побочных продуктов.

Полностью отказаться от выведения промышленных отходов в природную среду человек пока не может. Но поскольку многие примеси неблагоприятно воздействуют на организм человека, животных, растений и биогеоценозы в целом, совершенно необходимо ограничение поступления этих примесей в природную среду.

Наиболее серьезное токсическое действие ионов металлов возникает при вдыхании пыли, как правило, происходящем на промышленном предприятии. Особенно опасны частицы диаметром 0,1-1 мкм, которые эффективно адсорбируются легкими. Отметим, что легкие поглощают ионы металлов, поступающие затем в жидкие среды организма, в десять раз эффективнее, чем желудочно-кишечный тракт. Так, например, величайшая опасность от радиоактивного плутония-239 (испускающего активные частицы с периодом полураспада 24,4 тыс. лет) происходит не от поглощения плутония с пищей, а от адсорбции порошка плутония легочной тканью. Летучие металлсодержащие соединения, такие, как карбонильные и алкильные соединения ртути, свинца и олова, с легкостью абсорбируются легкими и могут вызывать острое отравление металлом. Отсюда вывод: следует избегать любой ингаляции ионами металлов.

Поиск по сайту: