Химические факторы

Химические факторы. Химические вещества широко используются человеком на производстве и в быту (консервирующие, моющие, чистящие, дезинфицирующие средства, а также средства для покраски и склеивания различных предметов).

Все химические вещества, используемые в быту, в небольших количествах безопасны для здоровья. Однако нарушение правил их применения может оказать неблагоприятное воздействие на организм.

К химическим веществам следует также отнести и лекарственные препараты, которые назначаются врачами при различных заболеваниях. Многие современные лекарства выпускаются в виде разноцветного драже, имеют очень привлекательный вид, поэтому дети нередко путают их с конфетами. Между тем достаточно и одной таблетки, чтобы вызвать у ребенка серьезное отравление, опасное для жизни.

Биологические факторы

Биологические факторы. Формы существования живой материи на Земле чрезвычайно многообразны: от одноклеточных простейших до высокоорганизованных биологических организмов. Все известные микроорганизмы можно разделить на три группы: совершенно безопасные для человека (сапрофиты), мы с ними постоянно контактируем, но это никогда не вызывает заболеваний; безусловно вредные, т.е. опасные для здоровья человека (встреча с ними всегда чревата развитием инфекционного заболевания, правда, это случается тогда, когда организм не имеет соответствующей защиты); условно патогенные (это микроорганизмы, которые в обычных условиях не вызывают каких-либо заболеваний у человека, однако, когда организм ослаблен вследствие простудного или хронического заболевания, недостаточного питания, авитаминоза, стресса, утомления и т.д., они могут вызвать заболевания). Выделена группа особо опасных микроорганизмов, вызывающих тяжелейшие заболевания у человека. Это, например, возбудители натуральной оспы, чумы, холеры, туляремии, сибирской язвы, полиомиелита.

Итак, биологические факторы внешней среды включают множество биологических объектов, с которыми человеческий организм непрерывно взаимодействует. Различают:

Природные и социально-биологические логические факторы, влияющие на организм человека, неразрывно связаны с вопросами экологического характера.

Экология (греч, oikos - дом, жилище, родина + logos - понятие, учение) - это и область знания, и часть биологии, и учебная дисциплина, и комплексная наука. Экология рассматривает взаимоотношения организмов друг с другом и с неживыми компонентами природы: Земли (ее биосферы). Экология человека изучает закономерности взаимодействия человека с природой, проблемы сохранения и укрепления здоровья. Человек зависит от условий среды обитания точно так же, как природа зависит от человека. Между тем влияние производственной деятельности на окружающую природу (загрязнение атмосферы, почвы, водоемов отходами производства, вырубка лесов, повышенная радиация в результате аварий и нарушений технологий) ставит под угрозу существование самого человека. К примеру, в крупных городах значительно ухудшается естественная среда обитания, нарушаются ритм жизни, психоэмоциональная ситуация труда, быта, отдыха, меняется климат. В городах интенсивность солнечной радиации на 15 - 20% ниже, чем в прилегающей местности, зато среднегодовая температура выше на 1 - 2 градуса, менее значительны суточные и сезонные колебания, ниже атмосферное давление, загрязненный воздух. Все эти изменения оказывают крайне неблагоприятное воздействие на физическое и психическое здоровье человека. Около 80-ти болезней современного человека - результат ухудшения экологической ситуации на планете. Экологические проблемы напрямую связаны с процессом организации и проведения систематических занятий физическими упражнениями и спортом, а также с условиями, в которых они происходят.

производственной среды

3.9.1. Источники вредных факторов химического происхождения

на производстве

Впроизводственной среде человек может подвергаться воздействию вред-

ных факторов химического происхождения. Источниками возникновения этих

факторов являются протекающие технологические процессы. Химически вред-

ные вещества могут выделяться в воздух рабочей зоны в виде аэрозолей, па-

ров, газов. Вбольшинстве случаев эти вещества являются ядовитыми, оказы-

вающими сильное токсическое действие на организм человека. Токсичность -

это способность вещества оказывать вредное влияние на жизнеспособность ор-

Наиболее тесный контакт с опасными грузами работники железнодорожного

транспорта имеют при погрузочно-разгрузочных работах, а также при обработ-

ке парка грузовых вагонов после перевозки опасных грузов, во время ремонта

этих транспортных средств, тары и механизмов. Химический фактор является

наиболее значимым среди прочих вредных производственных факторов у груз-

чиков, мойщиков вагонов, пропарщиков цистерн, операторов грузоперераба-

тывающих и вагонообрабатывающих машин, приемосдатчиков. Самыми массо-

выми химически вредными грузами являются минеральные удобрения, нефть

и нефтепродукты. Процесс выгрузки минеральных удобрений из вагонов со-

провождается выделением токсических газов: фтористых соединений, аммиа-

ка, паров минеральных кислот, сероводорода. Это объясняется все еще проте-

кающими химическими реакциями «созревания» продукта в условиях относи-

тельно замкнутого пространства помещений вагонов. Соединения фтора -

самые токсичные из перечисленных вредных веществ.

Железнодорожный транспорт перевозит большой объем химических грузов.

Ежегодно регистрируется значительное число аварийных ситуаций-происхо-

дит разлив жидких, россыпь твердых, утечка газообразных химических грузов.

Это приводит к сильному загрязнению объектов окружающей среды (воздуха,

подземных и поверхностных вод, а также почвы). На работах по локализации

места аварий, нейтрализации, дегазации, контролю качества окружающей сре-

ды заняты работники, подвергающиеся значительному воздействию вредных

химических факторов.

На промышленных предприятиях железнодорожного транспорта, осуществ-

ляющих ремонт различных видов железнодорожной техники (подвижного со-

става, путевых, погрузочно-разгрузочных машин и др.), практически все тех-

нологические процессы являются источниками вредных химических веществ.

Так, в кузнечно-прессовом производстве в воздух рабочей зоны выделяются

сернистый газ, оксид углерода, сероводород. Термическая обработка металлов

приводит к повышенной загазованности воздуха оксидом углерода, аммиаком,

сернистым газом, сероводородом, цианистым водородом, солями цианистой

кислоты. Работы по окраске подвижного состава сопровождаются целым ком-

плексом вредных выделений в воздух рабочей зоны.

Потенциальная опасность оказаться под действием токсически вредных хи-

мических веществ существует и для членов поездных бригад. Так, в вагоно-

строении для целого ряда конструкционных элементов и декоративных покры-

тий применяются полимерные материалы: фено- и аминопласты, полистирол,

полиуретан, поливинилхлорид, полиэфирные и алкидные, фтористые крем-

ниевые пластики. Всего в современных вагонах содержится до 3,5 тонн неме-

таллических материалов, состоящих из полимеров или их содержащих. Впро -

цессе старения полимерные материалы начинают выделять летучие вещества,

многие из которых обладают выраженной токсичностью. Летучие продукты

старения полимерных материалов образуются даже при невысоких температу-

рах в условиях нормальной эксплуатации вагонов. При возникновении в ва-

гонах пожаров термоокислительные процессы активизируются и вызывают

выделение большого количества высокотоксичных летучих продуктов (много-

компонентные газовые смеси). Опасность их очень высока. Практически все

летучие продукты горения вызывают гипоксию (кислородное голодание тка-

ней и органов) за счет того, что в крови образуется карбоксигемоглобин, не

способный переносить кислород. Человек теряет сознание, теряет подвиж-

Ядовитые вещества проникают в организм человека через дыхательные пу-

ти, желудочно-кишечный тракт, кожный покров. При дыхании они попадают в

легкие, с пищей - в желудок. При контакте с кожей человека ядовитые веще-

ства могут оказывать местное воздействие. Изучением влияния химических ве-

ществ на живой организм занимается специальная наука - токсикология.

Многие из перевозимых химических грузов кроме токсичности обладают та-

кими видами опасности, как взрывная, пожарная и коррозионная опасность.

3.9.2. Классификация химически вредных веществ

по токсическому эффекту воздействия на человека

Токсичное действие химических веществ определяется свойствами и количе-

ством самого вещества, попавшего в организм (доза или концентрация). Кроме

того, большое значение имеют особенности организма человека (индивидуаль-

ная чувствительность к химическому веществу, общее состояние здоровья, воз-

раст), а также условия труда (концентрация химических веществ в воздухе ра-

бочей зоны, повышенные уровни шума, электромагнитных излучений и др.).

Разнообразные химические вещества, используемые в современном произ-

водстве, по опасности воздействия могут быть классифицированы по следую-

щим признакам: токсически вредному эффекту, степени токсичности, классам

опасности.

По токсически вредному эффекту:

Общетоксические (углеводороды, спирты, анилин, сероводород, синиль-

ная кислота и ее соли, соли ртути, хлорированные углеводороды, оксид

углерода). Эти вещества вызывают расстройства нервной системы, мы-

шечные судороги, нарушают структуру ферментов, негативно влияют на

кроветворные органы;

Раздражающие (органические красители, антибиотики). Эти вещества по-

вышают чувствительность организма к заболеваниям;

Канцерогенные (бенз(а)пирен, асбест, нитроазосоединения). Они вызы-

вают развитие всех видов раковых заболеваний. При этом процесс заболе-

вания может быть отдален от момента воздействия химических веществ на

годы, и даже десятилетия;

Мутагенные (этиленамин, окись этилена, хлорированные углеводороды,

соединения свинца, ртути и др.). Воздействие этих веществ обнаружива-

ется в отдаленном по времени периоде жизни, проявляется в преждевре-

менном старении, повышении общей заболеваемости, злокачественных

новообразованиях. При воздействии на половые клетки, мутагенное влия-

ние сказывается на здоровье последующих поколений, иногда в очень от-

даленном периоде. Вещества, влияющие на репродуктивную функцию

(борная кислота, аммиак) вызывают возникновение врожденных пороков

развития.

Как известно, действие химических веществ на организм человека имеет по-

роговый характер, т.е. негативное воздействие химически вредных веществ

начинается с определенной их концентрации в организме.

Повторное воздействие вещества даже при меньшей его концентрации обыч-

но вызывает больший эффект, чем предыдущее. Повышающаяся чувствитель-

ность организма к веществу называется сенсибилизацией. Эффект сенсибили-

зации связан с образованием в крови и других внутренних средах организма

измененных и ставших чужеродными для человека белковых молекул, форми-

рующих антитела, которые могут вызвать развитие аллергических реакций. К

веществам, вызывающим сенсибилизацию, относятся: бериллий и его соедине-

ния, карбонилы никеля, железа, кобальта, соединения ванадия и др.

При повторяющемся воздействии вредных веществ на организм человека

можно наблюдать и обратное явление - ослабление эффектов действия -

привыкание организма. Для развития привыкания к хроническому воздейст-

вию яда необходимо, чтобы его концентрация (доза) была достаточной для

формирования ответной приспособительной реакции, но не была чрезмерной,

приводящей к быстрому и серьезному повреждению организма. Следует иметь

в виду, что привыкание является лишь фазой приспособительного процесса.

Перенапряжение систем регуляции может привести к срыву привыкания и раз-

витию ряда заболеваний.

Для количественной оценки вредного воздействия на человека химического

вещества в токсикологии используются показатели степени токсичности:

Средняя смертельная концентрация в воздухе (концентрация вещества,

вызывающая гибель 50 % животных при двух-, четырехчасовом ингаляци-

онном воздействии на них);

Средняя смертельная доза (доза вещества, вызывающая гибель 50 % жи-

вотных при однократном введении в желудок);

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу (доза вещества, вызы-

вающая гибель 50 % животных при однократном нанесении на кожу);

Порог хронического действия (минимальная концентрация вредного веще-

ства, вызывающего вредное действие, в эксперименте проходящем по 4

часа 5 раз в неделю на протяжении не менее четырех месяцев);

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в возду-хе рабо-

чей зоны (концентрация вещества в воздухе рабочей зо-ны, которая при

ежедневной, кроме выходных дней, работе в течение 8 часов или другой

продолжительности, но не более 40 часов в неделю, в течение всего рабо-

чего стажа не может вызывать заболеваний или отклонений в состоянии

здоровья (обнаруживаемых современными методами исследования) в

процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последую-

щих поколений).

По классам опасности для человека вредные вещества подразделяются на

4 класса (табл. 3.20).

Т а б л и ц а 3.20

Классификация химически вредных веществ по показателям степени токсичности

Показатель Класс опасности

1-й 2-й 3-й 4-й

Предельно допустимая концентра-

ция (ПДК) вредных веществ в

воздухе рабочей зоны, мг/м3

Менее 0,1 0,1 … 1,0 1,1…10,0 Более 10,0

Средняя смертельная доза при по-

падании в желудок, мг/кг

Менее 15 15…150 151…5000 Более 5000

Средняя смертельная доза при на-

несении на кожу, мг/кг

Менее 100 100…500 501…2500 Более 2500

Средняя смертельная концентрация

в воздухе, мг/м3

Менее 500 500…5000 5001…

Более 50000

Коэффициент возможности ингаля-

ционного отравления (КВИО)

Более 300 300…30 29…3 Менее 3

Зона острого действия Менее 6,0 6,0…18,0 18,1…54,0 Более 54,0

Зона хронического действия Менее 10 10…5 4,9…2,5 Менее 2,5

Отмечена взаимосвязь токсического действия химических веществ с их спо-

собностью распределяться в системе «масло-вода». Чем выше коэффициент

накопления химического вещества в масле по сравнению с водой, тем выше его

токсичность. Так как нервные волокна богаты различными жироподобными ве-

ществами, они имеют способность накапливать токсичные вещества и поража-

ются в первую очередь.

У рабочих, связанных с работами по выгрузке сыпучих химических грузов,

очистке и промывке вагонов из-под остатков химических грузов, дегазации,

преобладают хронические бронхиты, пневмонии, пневмосклероз, болезни

сердца, костно-мышечного аппарата, желудочно-кишечного тракта, стенососу-

дистый невроз. Обоняние у этих работников, как правило, снижено.

У рабочих, занятых пропаркой цистерн из-под сырой нефти, выявлены на-

рушения функции печени, депрессорный эффект, неблагоприятное воздейст-

вие на ферментную систему, нарушения энергетических процессов, ослабление

иммунных реакций организма.

3.9.3. Контроль содержания вредных химических веществ

в воздухе рабочей зоны

Всанитарной химии достаточно полно разработаны вопросы анализа воз-

душной среды в рабочей зоне. Методики определения различных химических

веществ, утвержденные органами санэпиднадзора, представлены в сборниках

«Методические указания по измерению концентраций вредных веществ в воз-

духе рабочей зоны». Существует около тридцати методик. Для оценки концен-

трации вредных веществ на рабочих местах чаще других используются экс-

прессный и индикационный методы. Воснову экспрессного метода положены

быстропротекающие химические реакции (с изменением цвета наполнителя в

прозрачных стеклянных пробирках). При индикационном методе (определе-

некоторых химических реактивов мгновенно менять окраску под действием ни-

чтожно малых концентраций определенных веществ или соединений.

При санитарном контроле объектов окружающей среды после ликвидации

аварийных ситуаций используют методы: газохроматографический, фотоэлек-

троколориметрический, атомно-абсорбционный, вольт-амперометрический.

Эти методы позволяют идентифицировать загрязняющие химические вещест-

ва, определять их соединения и измерять их количественное содержание с дос-

таточно высокой степенью точности.

Для контроля загазованности воздуха при выполнении технологических

процессов применяют метод отбора проб в зоне дыхания. Количественный и

качественный анализ производят с помощью хроматографов или газоанализа-

торов. Фактические значения содержания вредных веществ сопоставляют с

нормами ПДК.

Для контроля параметров вредных химических веществ в воздухе рабочей

зоны «Положением о порядке аттестации рабочих мест по условиям труда»

(постановление Минтруда России № 12 от 14.03.97 г.) рекомендуется приме-

нение разнообразных приборов, обеспечивающих требуемую точность измере-

ний: жидкостного хроматографа «Милихром-4», газового хроматографа

500-М, спектрофотометра СФ-56, спектрофотометра СФ-66, универсальных

газоанализаторов: АНКАТ-7671, ГИАМ-27, «Палладий-3».

3.9.4. Защита от вредного воздействия химических веществ

установленных ПДК (табл. 3.21), которые определены клиническими и сани-

тарно-гигиеническими исследованиями и носят обязательный характер.

Т а б л и ц а 3.21

Предельно допустимая концентрация некоторых вредных веществ,

наиболее часто встречающихся на ж.-д. транспорте

Наименование вещества

(пыль, аэрозоль)

опасности

Наименование вещества

(газы и пары)

опасности

70 % SiO2 (кварц и др.)

2 3 Азота оксиды

(в пересчете на NO2)

до 70 % свободного SiО2

2 4 Ацетон 200 4

Пыль стеклянного и мине-

рального волокна

3 4 Ангидрид сернокислый 10 3

Пыль растительного и жи-

вотного происхождения, со-

держащая до 10 % SiО2

4 4 Бензин топливный

(в пересчете на С)

Бериллий и его соединения 0,001 1 Керосин, уайт-спирит 300 4

Оксиды титана 10 3 Тетраэтилсвинец 0,0005 1

Никель (оксиды никеля) 0,5 2 Углерода оксид 20 4

Для транспортирования вредных и агрессивных жидких материалов долж-

ны применяться специальные цистерны.

промывка и пропарка цистерн должны осуществляться способами, исключаю-

щими прямой контакт работников с веществом, а также с выделенными в воз-

дух рабочей зоны газами или аэрозолями. Перед сливом жидкостей необходи-

мо проверить работоспособность клапана, соединяющего внутреннюю полость

цистерны с атмосферой.

Для транспортирования сыпучих материалов следует применять транспорт

непрерывного действия с минимальным числом пересыпок (транспортеры, эле-

ваторы и др.); для порошкообразных материалов (цемент, известь и т.п.) -

пневмотранспорт или транспортеры с минимальным количеством пересыпок и

с использованием обеспыливающих устройств; для жидких опасных веществ с

расходом более 400 кг в смену - трубопроводы из арматуры, исключающей

просачивание этих веществ, а при меньших расходах - тару поставщика; для

сжиженных и сжатых вредных газов с большим расходом - трубопроводы,

при незначительных расходах (до 10 баллонов в смену) - в баллонах.

Втом случае, если содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны

превышает предельно допустимую концентрацию, необходимо принять специ-

альные меры по предупреждению отравления. К ним относятся: ограничение

использования токсичных веществ в технологических процессах, герметизация

оборудования и коммуникаций, автоматический контроль воздушной среды,

применение естественной и искусственной вентиляции, сигнализации, дистан-

ционного управления, знаков безопасности. Из индивидуальных средств защи-

ты необходимо применение специальной защитной одежды, обуви, рукавиц,

шлемов, изолирующих работающих от опасной среды. Для защиты органов

дыхания применяются противогазы и респираторы; для защиты глаз - защит-

ные очки; для защиты лица-щитки защитные лицевые; нейтрализующие пас-

ты и мази; очистители кожи.

Для работников, постоянно находящихся в зоне выделения ядовитых ве-

ществ, установлены сокращенный рабочий день, дополнительный отпуск и

другие льготы. На транспорте ведется учет лиц с выявленными профессио-

нальными заболеваниями (отравлениями).

Правительством утвержден перечень вредных и опасных веществ, при рабо-

те с которыми обязательны периодические медицинские осмотры (табл. 3.22).

Т а б л и ц а 3.22

Перечень вредных и опасных веществ и производственных факторов,

при работе с которыми обязательны предварительные

и периодические медицинские осмотры работников

Вредные, опасные вещества

и производственные факторы

Периодичность осмотров

в лечебно-профилактиче-

ском учреждении

Периодичность

осмотров в центре

профпатологии

Неорганические соединения азота (аммиак,

азотная кислота, оксиды азота и др.)

1 раз в 2 года 1 раз в 5 лет

Свинец и его неорганические соединения 1 раз в год 1 раз в 3 года

Оксиды серы, кислоты 1 раз в 2 года 1 раз в 5 лет

Метан, пропан, парафины, этилен, пропи-

лен, ацетилен, цикло-гексан и др.

1 раз в 2 года 1 раз в 5 лет

Синтетические полимерные материалы (смо-

лы, лаки, клеи, пластмассы, пресс-порошки,

волокна, смазочно-охлаждаюшие жидкости

1 раз в год 1 раз в 3 года

Поливинилхлорид (ПВХ, винилпласты, пер-

хлорвиниловая смола) А, К

1 раз в 2 года 1 раз в 5 лет

Эпоксидные полимеры (эпоксидные смолы,

компаунды, клеи) А

1 раз в 2 года 1 раз в 5 лет

Вредные, опасные вещества

и производственные факторы

Периодичность осмотров

в лечебно-профилактиче-

ском учреждении

Периодичность

осмотров в центре

профпатологии

Смесь углеводородов: нефть, бензин, керо-

син, мазуты, битумы, асфальты, каменно-

угольные и нефтяные смолы К, пеки К, ми-

неральные масла А, К, не полностью очи-

щенные минеральные масла К, сланцевые

смолы А, К

1 раз в год 1 раз в 3 года

Примечание. Вещества, отмеченные в перечне значком А, относятся к аллергенам,

значком К - к канцерогенам, и по медицинскому заключению работники осматрива-

ются соответственно аллергологом или онкологом.

3.9.5. Средства индивидуальной защиты

На погрузке и выгрузке хлорной извести работники должны обеспечиваться

противогазами с поглощающими хлор фильтрами при этом должно быть орга-

низовано надлежащее обслуживание и содержание этих противогазов. Рабо-

тающие с едкими веществами должны обеспечиваться спецодеждой с соответ-

Окончание табл. 3.22

ствующей пропиткой, защитными очками и соответствующими средствами

защиты органов дыхания. Работы по погрузке и выгрузке извести и обожжен-

ного доломита должны выполняться работниками, обеспеченными средствами

индивидуальной защиты органов дыхания. Работники, занятые на работах с

этилированным бензином, должны обеспечиваться хлорвиниловыми фартука-

ми, перчатками, резиновыми сапогами. Работники без спецодежды и средств

защиты (брезентовые куртки, брюки, резиновые сапоги, рукавицы) к работам

с лесоматериалом, обработанным антисептиками, допускаться не должны. За-

прещается переносить на плечах лесоматериалы сразу после их обработки ан-

тисептиком.

При отсутствии технических и организационных возможностей снизить в

воздухе рабочей зоны концентрации вредных и опасных химических веществ

до безопасного уровня условия труда оцениваются по гигиеническим критери-

ям. Классы условий труда устанавливаются в зависимости от содержания в

воздухе рабочей зоны вредных веществ химической природы, превышающих

ПДК (Приложении Г-6).

При аварийных ситуациях человек может подвергаться кратковременному,

но со значительными превышениями ПДК, воздействию вредных и опасных

химических веществ. Поэтому о допустимых концентрациях в местах проведе-

ния аварийных работ говорить не приходится. Защита членов восстановитель-

ных бригад осуществляется нормированием допустимого времени работы при

использовании средств индивидуальной защиты. Разработано «Положение о

допустимых одноразовых воздействиях химических веществ на организм чело-

века в аварийных ситуациях» (АПДК).

3.9.6. Экобиозащитная техника обезвреживания сбросов,

Крупные промышленные и транспортные предприятия, имеющие различ-

ные производства (механообрабатывающие, гальванические, литейные, окра-

сочные, кузнечные), моечные и очистные объекты, открытые склады навалоч-

ных грузов и др., должны иметь собственные специфичные очистные сооруже-

ния. Достаточно часто эти предприятия сбрасывают в канализацию

загрязненную воду после недостаточной очистки. Характер технологических

процессов, применяемые химически вредные вещества определяют различный

состав загрязнения сточных вод. Объекты железнодорожного транспорта ис-

пользуют в производствах большое количество кислот, щелочей и других хи-

микатов, которые отработав, попадают в стоки, а затем после недостаточной

очистки - в сбросы. Особо загрязняющими являются промывочно-пропароч-

ные пункты, шпалопропиточные заводы, ремонтные заводы с гальваническими

и окрасочными цехами, локомотивные и вагонные депо. Вводу могут попадать

ядовитые и вредные вещества от сточных вод (промышленных растворов), а

также различные болезнетворные микробы. Из водоемов, в которые регулярно

поступают сбросы (бывает, что и ниже по течению), осуществляется водозабор

как для производственных нужд, так и для водоснабжения населения. Недос-

таточно разбавленные незагрязненными водами воды сброса поступают на об-

работку по типовой схеме в установку по очистке воды (рис. 3.25). Здесь осу-

ществляется осветление, обесцвечивание, обеззараживание воды. Вряде слу-

чаев прибегают к специальным методам обработки для удаления конкретных

химических веществ. Но и такая обработка не всегда достаточна. Поэтому

Рис. 3.25. Типовая схема установки по очистке воды:

1 - трубопровод подачи загрязненной воды; 2 - аэрация разбрызгиванием; 3 - хлорирование;

4 - смесительная камера; 5 - резервуар для коагуляции; 6 - отстойник; 7 - фильтр; 8 - конеч-

ное хлорирование; 9 - раздача чистой воды

предприятия обязывают (и они несут за это ответственность) производить в ус-

тановленном порядке эффективную очистку собственных сточных вод.

Водоочистные сооружения таких предприятий выполнены следующим обра-

зом: отдельные производства внутри предприятия имеют свои локальные очи-

стные сооружения, аппаратурное обеспечение которых учитывает специфику

загрязнений и частично или полностью удаляет их, затем все локальные стоки

направляются в емкости-усреднители, а из них промышленные растворы - на

централизованную систему очистки до значений предельно-допустимых кон-

центраций вредных веществ в сбросах, установленных для предприятия.

Средства защиты водных бассейнов от вредных и загрязнённых сточных вод

и промышленных растворов можно свести в следующие основные группы:

Нормирование и контроль предельно допустимых концентраций и пре-

дельно допустимых сбросов;

Организация санитарно-защитных и заповедных зон вокруг природных

водоемов;

Применение технических средств снижения загрязнения и очистки сточ-

ных вод и промышленных растворов.

Технические средства снижения загрязнений и очистки сточных вод и про-

мышленных растворов включают:

Организацию и применение систем замкнутого водопользования, рекупе-

рацию водных промышленных растворов;

Очистку сточных вод.

Методы очистки подразделяются на механические, физико-химические и

биологические.

Механическая очистка предназначена для удаления из сточных вод взве-

шенных частиц (твердых минеральных частиц, частиц жиро- масло- и нефте-

продуктов). Она является методом предварительной очистки и осуществляет-

ся процеживанием, отстаиванием, обработкой в поле центробежных сил,

фильтрованием, флотацией.

К устройствам механической очистки относятся: отстойники (рис. 3.26.а),

фильтры (рис 3.26.б), песколовки (рис 3.26.в), нефтеловушки (рис 3.26.г),

усреднители, гидроциклоны.

Процеживание применяют для удаления из сточных вод крупных и волок-

нистых включений. Процесс реализуют на вертикальных и наклонных решет-

ках с шириной зазоров 15... 20 мм и на волокноуловителях в виде ленточных и

барабанных сит. Очистка решеток и волокноуловителей от осадков осуществ-

ляется вручную или механически.

Отстаивание основано на свободном оседании (всплытии) примесей с

плотностью, большей (меньшей) плотности воды. Процесс отстаивания реали-

зуют в песколовках, отстойниках, жироуловителях. Песколовки применяют

для отделения частиц металла и песка размером более 250 мкм. Песколовки

бывают с горизонтальным, вертикальным и круговым движениями воды.

Отстойники применяют для гравитационного выделения из сточных вод бо-

лее мелких взвешенных частиц или жировых веществ. По направлению движе-

Рис. 3.26. Схемы устройств механической водоочистки:

а - радиальный отстойник: 1 - грязная вода; 2 - скребки; 3 - чистая вода; 4 - осадок; б - пес-

чано-гравийный фильтр: 1 - грязная вода; 2 - чистая вода; 3 - песок; 4 - гравий; 5 - щебень;

в - песколовка: 1 - грязная вода; 2 - чистая вода; 3 - осадок; г - нефтеловушка: 1 - грязная

вода; 2 - нефть и маслаˆ; 3 - чистая вода

ния основного потока воды различают отстойники вертикальные, горизонталь-

ные, диагональные и радиальные. Сточная вода поступает (рис 3.26, а) через

центральную трубу 1 в цилиндрический отстойник. Жировые вещества всплы-

вают на поверхность, откуда отводятся по жиропроводу. Тяжелые взвешенные

частицы оседают в конической части отстойника и отводятся по трубе 4. Очи-

щенная (осветленная) вода 3 отводится на следующие ступени очистных аппа-

Очистка сточных вод в поле центробежных сил реализуется в гидроцикло-

нах. Механизм действия гидроциклонов аналогичен механизму действия газо-

очистных циклонов. Под действием центробежной силы, возникающей во вра-

щающемся потоке, происходит более интенсивное отделение взвешенных час-

тиц от потока воды.

Фильтрование используют для очистки сточных вод от мелкодисперсных

примесей как на начальной, так и на конечной стадиях очистки. Часто исполь-

зуют зернистые фильтры из несвязанных или связанных (спеченных) между

собой частиц. Взернистых фильтрах в качестве фильтроматериала применяют

кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, антрацит. Схема засыпного фильт-

ра показана на рис. 3.26, б. Регенерация фильтра осуществляется обратной

промывкой и продувкой сжатым воздухом.

Флотация заключается в обволакивании частиц примесей мелкими пузырь-

ками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии этих частиц на поверх-

ность, где образуется слой пены. Взависимости от способа образования пу-

зырьков различают флотацию пневматическую, химическую, вибрационную,

биологическую, электрофлотацию. На практике наибольшее распространение

получила пневматическая флотация, которая основана на уменьшении раство-

римости газа в воде при снижении его давления. При резком снижении давле-

ния происходит выделение из воды излишнего воздуха в виде пузырьков.

Физико-химические методы очистки применяют для удаления из сточной

воды растворимых примесей (солей тяжелых металлов, цианидов, фторидов и

др.), а в ряде случаев и для удаления взвесей. Эти методы представляют собой

достаточно сложные технологические процессы, однако при этом получили

наибольшие распространение. Физико-химические методы очистки обеспечи-

вают быстрый запуск процесса и его автоматизацию, характеризуются нечувст-

вительностью к температурным колебаниям и простотой применяемых в боль-

шинстве случаев материалов и оборудования. Вто же время они имеют и серь-

езные недостатки: большие объемы образующихся неутилизируемых осадков и

высокую стоимость оборудования и химических реагентов.

Как правило, физико-химическим методам предшествует стадия очистки

взвешенных веществ, что снижает затраты на проведение процесса.

Из физико-химических наиболее распространены: реагентные методы в том

числе нейтрализация и окисление, коагуляция, сорбция, электрофлотация,

экстракция, ионный обмен, диализ.

Сущность реагентного метода заключается в обработке сточных вод хими-

ческими веществами-реагентами, которые, вступая в химическую реакцию с

растворенными токсичными примесями, образуют нетоксичные или нераство-

римые соединения. Последние, затем, могут быть удалены одним из описан-

ных выше методов удаления взвесей и осветления воды. Этот метод находит

применение для очистки сточных вод от солей металлов, цианидов, хрома,

фторидов и т.д. Например, для удаления цианидов используют различные реа-

генты-окислители, содержащие активный хлор: хлорную известь, гипохлори-

ты кальция или натрия, хлорную воду. Для очистки от хрома применяют на-

триевые соли сернистой кислоты. Для очистки фторсодержащих вод применя-

ют гидроксид кальция, хлорид кальция. Врезультате химической реакции с

токсичными соединениями фтора образуется плохо растворимый фторид каль-

ция, который можно удалить из воды отстаиванием.

Разновидностью реагентного метода является процесс нейтрализации сточ-

ных вод. Согласно действующим нормативным документам, сбросы сточных

вод в системы канализации населенных пунктов и в водные объекты допусти-

мы только в случаях, если они имеют кислотность рН = 6,5...8,5. Нейтрализа-

ция кислых сточных вод осуществляется добавлением растворимых в воде ще-

лочных реагентов (оксида кальция, гидроксидов натрия, кальция, магния и

др.). Нейтрализация щелочных стоков осуществляется добавлением растворов

кислот (серной, соляной и др.), негашеной извести, кальцинированной соды,

аммиака и фильтрованием через нейтрализующие материалы (известь, извест-

няк, доломит, магнезит, мел и др.).

Реагентная очистка осуществляется в емкостях, снабженных устройствами

для перемешивания.

Окислительный метод применяют для обеззараживания токсичных приме-

сей (цианидов меди и цинка). Вкачестве окислителей используют хлор, гипо-

хлорит кальция и натрия, хлорную известь, диоксид хлора, озон, технический

кислород и кислород воздуха.

Коагуляция - это физико-химический процесс укрупнения мельчайших

коллоидных и мелкодисперсных частиц вещества размером до 10 мкм под дей-

ствием сил молекулярного притяжения. Врезультате коагулирования устраня-

ется мутность воды и образуются крупные хлопья вещества, подлежащие меха-

ническому удалению. Вкачестве веществ-коагулянтов применяют алюминий-

осуществляется посредством перемешивания воды с коагулянтами в камерах,

откуда вода направляется в отстойники.

Сорбция-метод извлечения из растворов, как правило, ценных растворен-

ных веществ с помощью пористых материалов - сорбентов (активированный

уголь, зола, коксовая мелочь, торф, селикагель, активные глины и др.).

Электрофлотация находит широкое применение для удаления маслопро-

дуктов и мелкодисперсных взвесей. Она осуществляется путем пропускания

через сточную воду электрического тока, возникающего между паˆрами элект-

родов (используются железные, стальные, алюминиевые). Врезультате элек-

тролиза воды образуются пузырьки газа, прежде всего, легкого водорода, а

также кислорода, которые обволакивают частички взвесей и способствуют их

быстрому всплытию на поверхность. Электрофлотация осуществляется в элек-

трофлотационных установках.

Экстракционный метод очистки основан на введении в раствор нераствори-

мой жидкости - экстрагента, в котором растворяется загрязняющее вещест-

во, образуя экстракт, который затем отделяется от обработанного раствора.

Метод ионного обмена основан на вытеснении ионами растворенного вещест-

ва ионов из специальных веществ - ионитов, т.е. на замене опасных раство-

ренных ионов на безопасные с последующим извлечением веществ, ионы кото-

рых теперь находятся в ионитах (мышьяк, фосфор, хром, цинк, свинец, медь,

ртуть, редкоземельные элементы).

Иониты-ионообменные смолы, при прохождении сточной воды через них

подвижные ионы смолы заменяются на ионы токсичных примесей соответст-

вующего знака. Например, катион тяжелого металла заменяется катионом во-

дорода, а токсичный анион соли металла -анионом ОН. Происходит сорбиро-

вание токсичных ионов смолой. Регенерация (восстановление сорбирующей

способности при насыщении смолы токсичными ионами) осуществляется про-

мывкой кислотой (для катионитовой смолы) или щелочью (для анионитовой

смолы). При этом токсичные ионы замещаются соответствующими катионами

или анионами, а токсичные примеси выделяются в концентрированном виде

как щелочные или кислые стоки, которые взаимно нейтрализуются и подверга-

ются реагентной очистке или утилизации.

Биологическая очистка сточных вод основана на способности мироорганиз-

мов использовать в процессе своей жизнедеятельности растворенные и колло-

идные органические соединения в качестве источника питания. Биологическим

путем, с использованием многочисленных органических соединений, очищают-

ся бытовые и производственные сточные воды. Бактерии находятся в активном

иле, представляющем собой темно-коричневую или черную жидкую массу с

землистым запахом. С биологической точки зрения активный ил-это скопле-

ние аэробных бактерий. Кроме микробов, в иле могут присутствовать простей-

шие черви, личинки насекомых, водные клещи.

Биологическую очистку проводят или в естественных условиях (поля оро-

шения, поля фильтрации, биологические пруды), или в специальных сооруже-

ниях: аэротенках, биофильтрах. Аэротенки представляют собой крупные ук-

рытые резервуары с системой коридоров, через которые медленно протекают

сточные воды, смешанные с активным илом. Эффект биологической очистки

обеспечивается постоянным перемешиванием сточных вод с активным илом и

непрерывной подачей воздуха через систему аэрации аэротенка. Активный ил

затем отделяется от воды в отстойниках и вновь направляется в аэротенк. Био-

логический фильтр - это сооружение, заполненное загрузочным материалом,

через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивает-

ся биологическая пленка, состоящая из определенных форм микроорганизмов.

При биологической очистке к водному раствору предъявляется ряд требова-

ний: его температура должна находиться в пределах 20...30 °С; раствор дол-

жен иметь слабощелочной или нейтральный показатель кислотности (рН =

6,5...7,5); содержание растворенного кислорода должно составлять не менее

2 мг/л; биопитающая концентрация не должна превышать расчетного значе-

ния на 1 м2 площади очистного сооружения.

Недостатками существующего биологического метода являются: высокое

потребление электроэнергии; потребность в подаче кислорода и добавок для

питания микрофлоры; сложность работы в пусковом режиме и обязательный

строгий контроль условий процесса; необходимость больших площадей; обра-

зование значительного количества осадка, который необходимо в дальнейшем

утилизировать.

Менее изученным, но более перспективным методом биологической очист-

ки, является использование водной растительности. По современным представ-

лениям использование определенных видов растительности в технологии очи-

стки стоков является одним из самых перспективных методов биологической

очистки. Этот метод экономичен и экологически безопасен. Многие органиче-

ские и минеральные соединения (загрязнения) используются водной флорой

для питания, что и беспечивает их извлечение из водоема, а биомасса водорос-

лей не нуждается в дорогостоящих и экологически опасных приемах утилиза-

ции. Водным растениям свойственна избирательность в накоплении макро- и

микроэлементов. Водоросли и другая водная растительность (с помощью опре-

деленных бактерий) могут использоваться для извлечения из воды солей тяже-

лых металлов. Исследования химического состава растений показали, что в их

составе в значительных количествах содержится калий, хлор, кальций, маг-

ний, натрий, кремний. Следовательно, этот метод перспективен для очистки

промышленных сточных вод, содержащих соли меди, цинка, свинца и других

Состояние здоровья влияет на самочувствие человека, его физическую, социальную и трудовую активность. От этого зависит качество жизни и уровень общей удовлетворенности. В настоящее время считается, что общее здоровье складывается из нескольких компонентов: соматического, физического, психического и нравственного. Оно формируется под действием ряда внешних и внутренних факторов, которые могут оказывать благотворное или негативное влияние. Поддержание высокого уровня здоровья общества является важной государственной задачей, для выполнения которой в РФ вырабатываются особые федеральные программы.

Основные факторы, влияющие на здоровье человека

Все важные для формирования и поддержания здоровья человека факторы можно разделить на 4 группы. Они были выделены экспертами ВОЗ еще в 80х годах ХХ века, и современные исследователи придерживаются той же классификации.

• социально-экономические условия и образ жизни индивидуума;
• состояние окружающей среды, в том числе и взаимодействие человека с разнообразными микроорганизмами;
• генетические (наследственные) факторы – наличие врожденных аномалий, конституциональные особенности и предрасположенность к определенным болезням, возникшие во время внутриутробного развития и в течение жизни мутации;
• медицинское обеспечение – доступность и качество медицинской помощи, полноценность и регулярность профилактических осмотров и скрининговых обследований.

Соотношение этих факторов зависит от пола, возраста, места проживания и индивидуальных особенностей человека. Тем не менее существуют среднестатистические показатели их влияния на формирование здоровья. Согласно данным ВОЗ, наибольшее воздействие оказывают образ жизни (50–55%) и состояние окружающей среды (до 25%). Доля наследственности составляет около 15–20%, а медицинского обеспечения – до 15%.

Образ жизни включает в себя степень физической активности человека и наличие вредных привычек. Сюда относят также характер организации труда и отдыха, приверженность к соблюдению распорядка дня, продолжительность ночного сна, культуру питания.

Факторы окружающей среды – это природные и антропонозные (создаваемые людьми) условия в месте постоянного проживания, отдыха или работы человека. Они могут носить физическую, химическую, биологическую и социально-психологическую природу. Их влияние может быть небольшим по интенсивности и постоянным или же кратковременным, но мощным.

Физические факторы

Температура, влажность воздуха, вибрация, радиация, электромагнитные и звуковые колебания – это основные физические факторы, влияющие на здоровье. В последние десятилетия все большее значение придается электромагнитному излучению, ведь человек испытывает его действие практически постоянно. Существует естественный фон, не представляющий опасности для здоровья. Он образуется в результате солнечной активности. Но технический прогресс приводит к так называемому электромагнитному загрязнению окружающей среды.

Волны разной длины испускаются всеми бытовыми и производственными электроприборами, микроволновыми (СВЧ) печами, мобильными и радиотелефонами, физиотерапевтическими приборами. Определенное влияние оказывают также линии электропередач, внутридомовые электросети, трансформаторные станции, городской электротранспорт, станции (передатчики) сотовой связи, телевизионные вышки. Даже постоянное действие среднего по интенсивности однонаправленного электромагнитного излучения обычно не приводит к значительным изменениям в организме человека. Но проблема заключается в количестве окружающих городского жителя источников такого излучения.

Массированное суммирующееся влияние электроволн вызывает изменение функционирования клеток нервной, эндокринной, иммунной и репродуктивной систем. Существует мнение, что увеличение в обществе количества нейродегенеративных, онкологических и аутоиммунных заболеваний связано в том числе и с действием этого физического фактора.

Немаловажен и радиационный фактор. Все живые существа на Земле постоянно подвергаются действию естественного радиационного фона. Он образуется при выделении радиоизотопов из различных пород и их дальнейшей циркуляции в пищевых цепочках. В дополнение к этому современный человек получает лучевую нагрузку при регулярных рентгенологических профилактических обследованиях и при рентгентерапии некоторых заболеваний. Но иногда он не подозревает о постоянном действии радиации. Так бывает при употреблении в пищу продуктов с повышенным количеством изотопов, проживании в зданиях из стройматериалов с высоким радиационным фоном.

Радиация приводит к изменению генетического материала клеток, нарушает работу костного мозга и иммунной системы, негативно сказывается на способности тканей к регенерации. Ухудшается функционирование эндокринных желез и эпителия пищеварительного тракта, появляется склонность к частым болезням.

Химические факторы

Все попадающие в организм человека соединения – это химические факторы, влияющие на здоровье. Они могут проникать с пищей, водой, вдыхаемым воздухом или через кожу. Негативное влияние могут оказывать:

• синтетические пищевые добавки, улучшители вкуса, заменители, консерванты, красители;
• бытовая и автохимия, стиральные порошки, средства для мытья посуды, освежители воздуха в любой форме;
• дезодоранты, косметика, шампуни и средства для гигиены тела;
• лекарственные препараты и БАД;
• содержащиеся в продуктах питания пестициды, тяжелые металлы, формальдегид, следы добавок для ускорения роста скота и домашней птицы;
• клей, лаки, краски и другие материалы для ремонта помещений;
• выделяющиеся из напольных и настенных покрытий летучие химические соединения;
• используемые в сельском хозяйстве препараты для борьбы с вредителями и сорняками, средства для избавления от комаров, мух и других летающих насекомых;
• табачный дым, который может попасть в легкие даже некурящего человека;
• загрязненные промышленными отходами вода и воздух, городской смог;
• дым от горящих свалок и сжигаемых листьев с городских деревьев (которые накапливают тяжелые металлы и другие продукты из выхлопных газов).

Химические факторы, влияющие на здоровье, особенно опасны при склонности к накоплению в организме. В результате у человека возникает хроническая интоксикация с поражением периферических нервов, почек, печени и других органов. Меняется работа иммунной системы, что приводит к повышению риска развития бронхиальной астмы, аутоиммунных и аллергических заболеваний.

Биологические и социально-психологические факторы

Большинство людей придает повышенное значение роли микроорганизмов в поддержании достаточного уровня здоровья. Для уничтожения патогенных (болезнетворных) бактерий некоторые люди используют для повседневной уборки помещения и мытья посуды дезинфицирующие средства, тщательно обрабатывают руки и даже принимают с профилактической целью антибактериальные препараты. Но такой подход является неверным.

Человек постоянно контактирует с огромным числом микроорганизмов, причем далеко не все из них представляют опасность для здоровья. Они обнаруживаются в почве, воздухе, воде, на продуктах питания. Некоторые из них даже обитают на коже человека, в его ротовой полости, влагалище и внутри кишечника. Помимо болезнетворных (патогенных) бактерий, существуют условно-патогенные и даже полезные микробы. Например, влагалищные лактобактерии помогают поддерживать необходимый кислотный баланс, а ряд бактерий в толстом кишечнике снабжают организм человека витаминами группы В и способствуют более полному перевариванию пищевых остатков.

Постоянное взаимодействие с разнообразными микроорганизмами оказывает тренирующее действие на иммунную систему, поддерживая необходимую напряженность иммунного ответа. Бесконтрольный прием антибактериальных средств, использование несбалансированных диет и приводят к нарушению нормальной микрофлоры (дисбактериозу). Это чревато активацией условно-патогенных бактерий, формированием системного кандидоза, развитием кишечных расстройств и воспаления стенки влагалища у женщин. Дисбактериоз также приводит к снижению иммунитета и повышает риск развития аллергических дерматозов.

Большую роль играют также социальные и психологические факторы, влияющие на здоровье. Стрессовые ситуации поначалу приводят к мобилизации организма с активацией симпатической нервной системы и стимуляцией работы эндокринной системы. В последующем происходит истощение адаптационных возможностей, а неотреагированные эмоции начинают преобразовываться в психосоматические заболевания. К ним относят бронхиальную астму, язву желудка и 12-перстной кишки, дискинезии различных органов, мигрень, фибромиалгию. Снижается иммунитет, накапливается усталость, падает продуктивность работы головного мозга, обостряются имеющиеся хронические болезни.

Поддержание здоровья – это не просто устранение возникающих симптомов и борьба с инфекцией. Важны профилактические осмотры, правильное питание, рациональная физическая нагрузка, грамотная организация рабочего места и зоны отдыха. Необходимо воздействовать на все факторы, влияющие на здоровье. К сожалению, одному человеку не под силу радикально изменить состояние окружающей среды. Но он может улучшить микроклимат своего жилища, тщательно выбирать продукты, следить за чистотой потребляемой воды и снизить повседневное применение загрязняющих природу веществ.

Статью подготовила врач Обухова Алина Сергеевна

Лекция 7.

К природным химическим факторам относятся:

химический состав литосферы:

химический состав гидросферы;

химический состав атмосферы,

химический состав пищи.

Химический состав литосферы, атмосферы и гидросферы зависит от природного состава + выброс химических веществ в результате геологических процессов (например, примеси сероводорода в результате извержения вулкана) и жизнедеятельности живых организмов (например, примеси фитонцидов, эфирных масел) + выброс/использование химических веществ в результате антропогенной деятельности.

Действие химических факторов на организм человека может быть обусловлено: 1. избытком или недостатком содержания естественных химических элементов в окружающей среде (природные микроэлементозы); 2.избытком содержания естественных химических элементов в окружающей среде, связанным с деятельностью человека (антропогенное загрязнение), 3.присутствием в окружающей среде, а также в продуктах питания несвойственных им химических соединений и элементов (ксенобиотиков) вследствие антропогенного загрязнения, использование медикаментов, использование в быту (квартира, мебель, посуда, моющие средства и т.д.).

Антропогенные химические факторы : хозяйственно-бытовые отходы, промышленные отходы, синтетические материалы, используемые в быту, сельском хозяйстве и промышленном производстве, продукты фармацевтической промышленности, пищевые добавки.

Классификация химических факторов по происхождению:

1.Продукты полного и частичного сгорания органического топлива (угля, природного газа, нефтепродуктов, древесины), а также простые продукты окисления - токсические радикалы кислорода и перекиси, окислы азота, сернистый газ, окислы углерода;

2 .Продукты химической промышленности – бензол, фенол, ксилол, аммиак, формальдегид, отходы производства пластмасс, резиновой, лакокрасочной индустрии, нефтеперерабатывающей промышленности;

3.Продукты бытовой и сельскохозяйственной химии: пестициды, детергенты (моющие средства), синтетические ткани и краски, органические растворители для химической чистки, добавки, применяемые для консервации, придания органолептических свойств пищевым продуктам и косметическим средствам;

4. Тяжёлые металлы, поступающие в биосферу при сгорании органического топлива или с заводов, выплавляющих эти металлы из руд;

5. Неорганическая пыль (силикаты, асбест, частицы углерода);

6. Биологические поллютанты, растительные аллергены, бактериальные токсины;

7. Радионуклиды.

Классификация химических факторов по степени токсичности :

1. Малотоксичные соединения (аммиак, нафталин, этиловый спирт, бензин, окись углерода, бутан, нитраты);

2. Умеренно токсичные (уксусная и некоторые другие органические кислоты, спиты метиловый, бутиловый, пропиловый, табак, этилен, пыль;

3.Соединения повышенной токсичности (мышьяк, стронций, цинк, фенол, хлор, сероводород и сероуглерод, цианиды и др.);

4. Высоко токсические соединения (кадмий, ртуть, свинец и их соединения, полициклические хлорированные, ароматические углеводороды, токсические радикалы кислорода, серы, азота).

Химические факторы подразделяются на экзогенные и эндогенные.

Научно-технический процесс (НТП) привёл к тому, что человеку и другим живым существам на Земле приходится контактировать с химическими веществами, не встречавшимися ранее в эволюционном развитии. Или же приходится взаимодействовать с веществами, естественными для состава окружающей среды, но превышающими их изначальные концентрации.

В настоящее время широкомасштабное применение имеют более 60 тысяч химических веществ из 6 млн синтезированных. Ежегодно к ним прибавляется около 1 тыс новых химических соединений.

Пути поступления и распределения ксенобиотиков в организме:

1.чрезкожное : а) через эпидермис; б)через сальные и потовые железы; в)через волосяные фолликулы. Для низкомолекулярных и липофильных соединений основным является трансэпителиальный путь. На процесс всасывания в наибольшей степени влияют физико – химические свойства, и прежде всего их липофильность.

2.Проникновение через слизистые оболочки. Слизистые оболочки лишены рогового слоя и жировой плёнки. Резорбция веществ через слизистые определяется следующими факторами:1.агрегатное состояние вещества; 2.доза и концентрация ксенобиотика; 3.вид слизистой оболочки, её толщина 4.продолжительность контакта; 5.интенсивность кровоснабжения анатомической структуры.

3.пероральное поступление . Некоторые ксенобиотики могут поступать в организм при помощи активного транспорта. Но основным является механизм пассивной диффузии веществ через эпителий ЖКТ.

4.ингаляционное поступление . Ксенобиотики в форме газа или пара, могут легко проникать через лёгкие в кровоток. Крупные частицы накапливаются на слизистой верхних отделов дыхательных путей, средние в более глубоких отделах, мельчайшие могут достичь поверхности альвеол.

После резорбции (всасывания) в кровь вещество в соответствии с градиентом концентрации распределяется по всем органам и тканям, вещества распределяются неравномерно в организме. Некоторые избирательно накапливаются в том или ином органе, ткани, клетках определённого типа. Например свинец, стронций депонируются в основном в костях. Различные токсиканты могут образовывать с биологическими молекулами ковалентные связи и таким образом накапливаться в тканях. Мышьяк вследствие высокого сродства к кератину депонируется в ногтях. Другой механизм депонирования накопление липофильных веществ в жировой ткани, например полициклические ароматические углеводороды, некоторые хлорорганические инсектициды.

Этапы реакции организма на загрязнение природной среды :

1.Накопление загрязнителей в тканях и органах.

2.Возникновение функциональных изменений, выходящих за пределы физиологической нормы.

3.Заболевание.

Следствия химического загрязнения природной среды:

1.появление мутантных организмов с различными формами патологии,

2. устойчивые изменения наследственных свойств и реактивности организма,

3.снижение уровня популяционного гомеостаза,

4.существенные изменения показателей здоровья населения (изменение физического развития, изменение структуры заболеваемости и смертности, снижение репродуктивного здоровья, усиление тенденции к формированию комбинированной патологи)

Действие ксенобиотиков : токсическое (в том числе иммунотоксическое), канцерогенное, аллергенное, мутагенное, нарушение процессов регуляции (эффекторы нейро-эндокринной системы).

Условия, определяющие биологический эффект химических факторов :

доза и время воздействия,

путь поступления организм,

усиление действия за счёт комбинированного пути воздействия

Внутренние:

индивидуальные генетические, половые и возрастные особенности человека,

исходный уровень состояния здоровья.

Элиминация (выведение) ксенобиотиков происходит :

в желудочно-кишечном тракте,

в почках,

в лёгких,

Печень, тонкий кишечник и почки являются центральными органами, в которых происходит концентрация и элиминация чужеродных молекул. Эти органы, как и поджелудочная железа наиболее чувствительны к клеточному повреждению ксенобиотиками. Очень часто такое повреждение происходит за счёт химически реактивных продуктов, которые повреждают макромолекулы, включая ДНК и белки.

Незначительное загрязнение окружающей среды химическими веществами оказывает слабое воздействие на организм человека. При достижении пороговой концентрации развивается неблагоприятная реакция, которая усиливается в дальнейшем при хронических воздействиях.

Порог вредного воздействия – это минимальная доза вещества, при котором в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.

В прошлом токсикология основывалась на мнении «доза определяет яд». Предполагалось, что малые количества яда не ведут ни к каким последствиям, а большие дозы – убивают. Исследования учёных фундаментально изменили принципы токсикологии. Сейчас известно, что частое воздействие малых доз токсинов ведёт к более серьёзным последствиям, чем однократное воздействие высоких доз.

Так, малые количества формальдегида, поступающие в жилые помещения из изолирующих материалов и мебели могут разрушить здоровье целой семьи. Или низко-дозированное воздействие пестицидов или хождение босиком в ранние критические периоды беременности по полу, изготовленному из прессованных материалов, может вызвать серьёзные дефекты центральной нервной системы у плода с необратимыми интеллектуальными нарушениями у рождённых детей.

Экологическая медицина рассматривает в основном хронические формы интоксикациии . Острые же отравления химическими веществами являются предметом токсикологии .

Первоначальная реакция организма на действие токсических веществ направлена на стимуляцию их выведения и обезвреживания. При очень слабых изменениях среды или её отдельных факторов защитно-приспособительные реакции могут не развиваться.

На ранних этапах воздействия токсических соединений в организме развиваются многообразные неспецифические метаболические и функциональные нарушения, которые характеризуются :

Различными нарушениями биоэнергетики клеток,

Снижением синтеза белков, порфирина и гема,

Нарушением систем антиоксидантной защиты,

Нарушением метаболизма аминокислот и жирных кислот,

Иммунными нарушениями.

При длительном действии токсического фактора снижается способность организма к выведению и обезвреживанию токсинов, истощаются защитные системы. В течение времени на фоне продолжающегося воздействия ксенобиотиков происходит истощение внутренних резервов. Развивается грубое нарушение электролитного обмена в клетках, тканевая гипоксия и метаболический ацидоз. Это проявляется симптомами заболеваний. В большинстве случаев имеющиеся отклонения расцениваются как обратимые пограничные состояния.

В то же время у 20% больных они могут перейти в хронические заболевания, так как происходит структурно-функциональная перестройка с развитием полиорганной недостаточности (поражение многих органов). Характер недостаточности органов и систем определяется природой токсических веществ и уровнем здоровья человека.

Факторы, снижающие адаптацию к химическим воздействиям :

Недостаточность биоантиоксидантов(вещества, защищающие мембрану клетки от повреждения) в пищевом рационе : низкое содержание биоантиоксидантов в пищевом рационе из-за бедности почв, недостаточного разнообразия продуктов (низкое содержание в пищевом рационе овощей, ягод, фруктов), а также их разрушение при неправильном хранении и обработке, под воздействием радиации;

Наличие в продуктах питания веществ, угнетающих антиоксидантную систему (нитриты, нит- раты, продукты окисления жиров, ядохимикаты, радионуклиды, тяжёлые металлы);

Несоблюдение принципов рационального питания (высокая калорийность пищи, чрезмерное потребление жиров на фоне недостатка свежих овощей и фруктов, богатых клетчаткой, витаминами и микроэлементами).

Повышенная потребность в биоантиоксидантах : особое физиологическое состояние организма интенсивный рост, беременность, лактация, преждевременное старение); стрессовое состояние, инфекционные и неинфекционные заболевания, вредные привычки (курение, алкоголизм, наркомания), неблагоприятные климатические условия проживания, острые и хронические бытовые и производственные интоксикации.

Патологические реакции организма на действие химических факторов определяются :

Классом токсичности химического фактора, его способности накапливаться в тканях;

Дозами ксенобиотиков и путями поступления;

Временным интервалом (временем нахождения в условиях загрязнённой среды);

Состоянием индивидуальных механизмов защиты, возрастом и полом.

Механизмы токсического действия :

1.Мутагенное действие (гаметотоксичность).

Мутации в половых клетках могут вызываться малыми дозами ксенобиотиков. Контакт с сильными мутагенами возможен в особых производственных условиях. В настоящее время известно, что 5 - 10% химических соединений, используемых в хозяйственной деятельности, являются мутагенами. Эти вещества способны вызывать нарушения в генетическом аппарате половых клеток, которые могут привестик: бесплодию, гибели эмбрионов, наследственным дефектам.

Установлено, что около 10 % детей рождается с физическими и умственными дефектами, обусловленными нарушениями в генетическом аппарате. По генетическим причинам не донашивается 25 % беременностей. Цитогенетические исследования спонтанных абортов свидетельствуют о том, что каждый второй из них связан с мутацией в половых клетках родителей или оплодотворённой яйцеклетки на ранних стадиях её развития.

В некоторых случаях родители являются носителями структурных перестроек. Это ведёт к снижению репродуктивной функции (спонтанные аборты, мертворожденные) с одной стороны, а также к хромосомным аномалиям у плода, - с другой.

Имеются многочисленные данные о росте генетического груза. Так, у населения Европы объём генетического груза увеличился в 2 раза за последние 10 лет. Сейчас каждый 10-й европеец отягощён наследственной болезнью либо серьёзным пороком развития. По мнению ряда учёных 2-3% врождённых пороков развития обусловлены химическими агентами окружающей среды.

В экспериментальных исследованиях показано, что 90 % химических мутагенов индуцируют развитие злокачественных заболеваний.

2.Генотоксичность. Под генотоксическим эффектом понимается способность экологических факторов индуцировать мутации генов соматических клеток (стволовых клеток костного мозга, лимфоцитов, нейтрофилов, фибробластов, эпителиальных и т.д.), которые проявляются: нарушением процессов репарации ДНК, нестабильностью хромосом, хромосомными аберрациями.

Генотоксический эффект во внутриутробном периоде ведёт к развитию большинства врождённых пороков развития . В постнатальном периоде генотоксичность может быть причиной: аутоиммунных процессов, воспалительных, злокачественной трансформации клеток.

3. Ферментопатическое действие : a) блокада ферментных систем биоэнергетики клетки → нару- шение гомеостаза, анаболических процессов → гибель клеток в связи с поражением ядра; б) нарушение физико-химических свойств мембран → разрушение мембраны → разрушение клетки.

На здоровье человека постоянно оказывают влияние различные факторы. Они могут подстерегать нас не только на рабочем месте, но и дома, на улице. Большую часть дня человек проводит на работе, поэтому важное значение для хорошей работоспособности и здоровья играет создание благоприятной и безопасной атмосферы.

Имеется много предприятий, на которых производство связано с риском для здоровья человека. Вредные и опасные факторы, постоянно окружающие сотрудников, могут существенно снижать работоспособность и оказывать негативное влияние на здоровье.

Разновидности вредных факторов

Под вредными производственными факторами подразумевают факторы рабочей среды, которые могут способствовать развитию патологий, снижению работоспособности, повышению частоты инфекционных заболеваний.

Если вредные факторы оказывают слишком длительное воздействие на человека, то они уже могут перейти в разряд опасных. То есть приводить к резкому и внезапному нарушению здоровья.

Вредные и опасные факторы могут быть природного, или естественного, и антропогенного происхождения, то есть возникающие по вине человека.

Если рассматривать природу воздействия на человека, то производственные факторы можно подразделить на следующие группы:

1. Физические.
2. Химические.
3. Биологические.
4. Психофизиологические.

Каждая из групп также может иметь естественное или антропогенное происхождение.

Физические опасные и вредные производственные факторы

К естественным, или природным, факторам можно отнести:

• Температуру воздуха.
• Влажность.
• Воздушные массы.
• Атмосферное давление.
• Солнечную радиацию.

Антропогенные вредные факторы включают в себя:

• Повышенный уровень запыленности на рабочем месте.
• Сильную вибрацию.
• Сильный уровень шума.
• Воздействие ультразвука или статического электричества.
• Влияние электромагнитных полей.
• Лазерное излучение.
• Воздействие электрического тока.
• Работу на большой высоте.
• Высокую или низкую температуру оборудования.
• Движущиеся и работающие механизмы и оборудование.
• Оружие массового поражения.
• Освещение на рабочем месте.

Как видим, перечень вредных факторов достаточно велик. Все они могут оказывать негативное влияние на здоровье человека, особенно при постоянном и длительном воздействии.

Химические факторы производственной среды

Если говорить о естественных веществах, то это те, которые легко могут попадать в организм с воздухом, едой или питьем. Сюда можно отнести: аминокислоты, белки, жиры, углеводы, витамины, микроэлементы и другие вещества.

Факторы антропогенного происхождения из химической группы включают:

• Повышенную загазованность на производстве.
• Воздействие ядовитых веществ на человека.
• Контакт с парами бензола и толуола.
• Оксиды серы и азота.
• Агрессивные жидкости, например щелочи или кислоты.

Химические вредные факторы можно разделить на группы в зависимости от характера влияния на организм человека:

1. Общетоксические, вызывают отравление организма. Например, угарный газ, ртуть, свинец.
2. Раздражающие. Действуют на органы дыхательной системы, провоцируют кашель, чихание. К ним можно отнести хлор, аммиак.
3. Сенсибилизирующие. Способны вызывать аллергические реакции. Чаще всего это формальдегиды, лаки на основе нитросоединений.
4. Канцерогенные. Провоцируют развитие опухолей. Сюда относятся: никель, соединения хрома, амины, асбест.
5. Мутагенные. Повышают риск появления мутаций, особенно в половых клетках, что непременно скажется на потомстве. Провокаторами могут быть ртуть, стирол, магний.

Вредные производственные факторы по степени опасности можно разделить на несколько классов:

1. Чрезвычайно опасные.
2. Высоко опасные вещества.
3. Умеренно опасные.
4. Малоопасные.

Обычно источником загрязнения производственных помещений опасными химическими веществами становится сырье для переработки, комплектующие части к оборудованию или сама готовая продукция.

Пути проникновения вредных веществ в организм человека

Чаще всего опасные и вредные производственные факторы воздействуют на организм через дыхательную систему. Это наиболее опасно, потому что в легких большая поглощающая поверхность альвеол. Они омываются кровью, а значит, опасные вещества быстро попадают во все жизненно важные органы.

Вторым путем проникновения вредных веществ является желудочно-кишечный тракт, но это случается гораздо реже. Такое возможно только при несоблюдении правил личной гигиены, безопасности труда на рабочем месте. В этом случае все ядовитые вещества попадают в печень и там частично обезвреживаются.

Через кожные покровы могут внутрь организма проникать вещества, которые хорошо растворяются в жирах и белках. Обычно тяжелые случаи отравления вызывают сильно токсические вещества. Сюда можно отнести: тетраэтилсвинец, метиловый спирт и т. д.

В организме опасные вещества не распределяются равномерно, а накапливаются в определенных местах. Например, медь чаще всего скапливается в костной системе, марганец – в печени, ртуть – в почках и кишечнике.

Биологические опасные факторы

К этой группе относятся следующие вредные факторы среды:

1. Патогенные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.
2. Микроорганизмы-продуценты.
3. Белковые препараты.

Работники больниц, любители путешествий и люди, работающие длительное время на открытом воздухе, больше остальных рискуют заразиться различными заболеваниями. При контакте с растениями или животными может проявиться аллергическая реакция организма, заражение гельминтами.

Воздействие плесени, грибков, зерновой пыли может вызвать различные инфекционные недуги, заболевания кожи. Дерматит является частым диагнозом в больничных листах у людей, работающих с вредными веществами.

Есть даже некоторая закономерность в распространении заболеваний, связанная с профессиональной деятельностью. Туберкулезом и гепатитом чаще всего заражается медицинский персонал, грибковые инфекции характерны для работников зернохранилищ, у работников легкой промышленности профессиональным является хроническое заболевание легких. Работающие в животноводческой отрасли подвержены заражению бактериальными инфекциями.

Психофизиологические факторы

Вредные факторы психофизиологической группы можно разделить на две категории:

1. Физические перегрузки.
2. Нервно-психические перегрузки.

Физические, в свою очередь, бывают статическими и динамическими. Вместе они характеризуют тяжесть труда работника. Здесь подразумеваются нагрузки на опорно-двигательный аппарат, сердечно-сосудистую систему.

Тяжесть труда можно охарактеризовать величиной того груза, который работник вынужден поднимать или перемещать, числом движений, необходимых для осуществления производственных процессов.

Нервно-психические перегрузки могут охарактеризовать напряженность труда. Классификация вредных и опасных факторов этой категории может включать следующие разновидности:

• Умственное перенапряжение.
• Эмоциональные нагрузки.
• Монотонность работы.
• Режим труда и отдыха.
• Перенапряжение органов чувств.

Необходимо учесть, что одни и те же вредные производственные факторы одновременно могут относиться к нескольким категориям.

Классы условий труда по степени опасности

На любом производстве должны быть свои нормативы, согласно которым, осуществляется производственный процесс. Прежде всего, это гигиенические нормы, которые делают труд работников безопасным для их здоровья.

Условия работы могут быть квалифицированы с учетом имеющихся отклонений от установленных стандартов. Исходя из всех критериев, условия труда можно разделить на несколько классов:

1. 1 класс – это самые оптимальные условия, при которых делается все, чтобы здоровье сохранялось, а работоспособность повышалась.
2. 2 класс – допустимые условия труда. В общем они соответствуют принятым нормативам, а некоторые отклонения легко устраняются во время отдыха.
3. 3 класс – вредные условия. Работники постоянно подвергаются влиянию вредных факторов, показатели которых превышают все допустимые нормы. В итоге здоровью сотрудников причиняется серьезный вред.

Вредные условия труда, в свою очередь, подразделяются на несколько степеней:

• 1 степень. Условия труда вызывают обратимые изменения в здоровье работников, но повышают риск развития заболеваний.
• 2 степень. Воздействие вредных факторов вызывает стойкое нарушение в работе организма. Может наблюдаться временная потеря работоспособности, начальные признаки профессиональных заболеваний.
• 3 степень. Резко наблюдается рост профессиональных патологий в легкой форме.
• 4 степень. Выраженные формы профессиональных заболеваний.

Можно выделить еще один класс условий труда - опасные или экстремальные. Факторы этой группы могут вызывать опасность для жизни человека и проявления острых профессиональных поражений.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ

Насколько бы вредным ни было производство, на нем должны соблюдаться предельно допустимые концентрации опасных веществ.

ПДК (предельно допустимая концентрация) – это такая концентрация веществ на рабочем месте, которая при ежедневном воздействии не вызывает заболевания или отклонения в здоровье.

ПДК вредных веществ часто используется в следующих случаях:

1. При составлении проектов производственных цехов, технологических процессов, оборудования, системы вентиляции.
2. Во время контроля за качеством условий труда работников на производстве.

Для всех вредных веществ устанавливаются свои предельно допустимые концентрации, это зависит от их влияния на организм человека. Наиболее опасными считаются свинец, бериллий, марганец.

Высокоопасные вещества – это хлор, фтористый водород, фосген. Умеренную опасность представляют табак, метиловый спирт. А вот аммиак, бензин, ацетон, этиловый спирт относятся к малоопасным веществам.

Способы защиты работников от вредных производственных факторов

Все средства защиты можно подразделить на:

• Коллективные
• Индивидуальные.

Коллективные средства предполагают одновременную защиту большого количества работников. Они подразделяются на несколько классов:

1. Для нормализации воздушной среды. Сюда можно отнести системы вентиляции, кондиционеры.
2. Для приведения в норму освещения на рабочих местах: различные светильники, лампы, которые способны обеспечить хорошее освещение.
3. Для защиты от вредных и опасных факторов.

Если на предприятии имеется высокий уровень шума, то стены покрывают материалами, которые поглощают звук, на работающие механизмы надеваются специальные кожухи, работникам выдаются беруши.

Для предотвращения получения травм на оборудовании все опасные места ограждают со всех сторон. На дверцах, заслонках устанавливаются блокировочные кнопки, которые не позволят открыть ее до тех пор, пока механизм полностью не прекратит свою работу.

Работники, имеющие дело с электричеством, в обязательном порядке обеспечиваются резиновыми рукавицами, сапогами или галошами. На оборудовании устанавливаются сигнальные лампочки, знаки безопасности.

Если работы проводятся на высоте, то это место должно быть огорожено.

Если коллективные способы не способны обеспечить качественную защиту, то каждому работнику на вредном производстве выдаются индивидуальные средства. К ним можно отнести халаты, перчатки, респираторы, повязки, защитные костюмы и т. д.

Только безопасный труд может быть качественным и производительным.

Устранение опасных и вредных факторов

На многих предприятиях производственный цикл неразрывно связан с воздействием вредных веществ на человека. Администрация и руководство должны прилагать максимум усилий, чтобы попытаться полностью устранить это воздействие или уменьшить его влияние.

Если подойти обдуманно к некоторым процессам, то оказывается, что иногда токсические вещества можно заменить более безопасными. Многие руководители на это не идут из меркантильных соображений. Таким образом, они экономят на здоровье своих подчиненных. Если замена невозможна, то должно быть сделано все для того, чтобы работник как можно меньше подвергался воздействию вредных и опасных факторов. Для этого предприятие за свой счет обязано обеспечить персонал всеми возможными средствами защиты.

В целях профилактики негативного воздействия должны применяться следующие мероприятия:

• Местное очищение воздуха.
• Воздушное душирование.
• Ношение спецодежды.
• Оборудованные помещения для отдыха.
• Точное соблюдение времени работы.
• Перерыв предусматривается через определенные промежутки времени.
• Работникам предоставляется более длительный оплачиваемый отпуск.

Если все меры принимаются своевременно и используются комплексно, то можно утверждать, что руководство старается обеспечить свой персонал безопасными условиями труда.

Наиболее опасные производства

Классификация вредных факторов говорит о том, что не все предприятия и производства можно считать опасными для здоровья человека. Наиболее опасными видами работ считаются:

1. Установка и демонтаж тяжелого оборудования.
2. Перевозка баллонов с газом, кислотами, щелочами.
3. Работы на большой высоте.
4. Земляные работы в местах расположения электрических кабелей.
5. Работа в шахтах, бункерах, колодцах, печах.
6. Ремонт и чистка котлов, циклонов и другого котельного оборудования.
7. Работа на химических производствах.

Можно еще долго перечислять наиболее опасные профессии и производства, но обойтись без них человечество пока не может, поэтому работать здесь все равно приходится, даже несмотря на наличие рисков для здоровья.