Этапы гигиенической оценки химических соединений

Токсиколого-гигиеническая оценка вновь синтезированного химического вещества в соответствии с масштабами его разработки осуществляется в три этапа.

Предварительная токсикологическая оценка соответствует стадии лабораторного синтеза и опытного производства вещества. Она начинается во время разработки проектного задания или технического проекта еще до разработки рабочих чертежей. Предвари­ тельной токсикологической оценке подвергаются все без исключения вновь синтезированные химические вещества и материалы, предназначенные для промышленного и сельскохозяйственного производства, отделки жилых и общественных зданий, хранения и упаковки пищевых продуктов, изготовления водопроводных труб, одежды, обуви. Значительная часть химических веществ на этом этапе отсеивается вследствие высокой токсичности, низких технологических или потребительских качеств, дороговизны сырья. Предв установлении ориентировочных. ПДК или ОБУВ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе населенных пунктов и воде водоемов санитарно-бытового водопользования.

Расчетные ПДК (ОБУВ) устанавливаются математическими методами, основанными на объективных связях, существующих между санитарными стандартами и физико-химическими свойства­ ми, химическим строением веществ, а также параметрами их ост­ рой токсичности.

Существует четыре способа расчета ориентировочных ПДК (ОБУВ), основанных на физико-химических свойствах; структурных химических формулах; близости химических свойств; экспериментально установленных параметрах острой токсичности. Так, для расчета ориентировочных ПДК (ОБУВ) в воздухе рабочей зоны летучих органических соединений первым способом могут быть использованы следующие уравнения:

• 1g ПДК = 1,12- О, 058 cr + 1g М;
• 1gПДК = 14,2−10YJn +lgM;
• 1gПДК=1,2−0,012tпл +1gM;
• 1gПДК = 0,40- 0,01YJn + 1gM;
• 1gПДК = 0,6 -0,01tкип +1gM;
• 1gПДК = 1,6- 2,2d + 1gM,

где cr — величина поверхностного натяжения жидкости; М — молекулярная масса; YJnпоказатель преломления; tnл — те плавления; fкиnтемпература кипения; dотносительная плотность.

Следует отметить, что производить расчеты по формулам можно лишь для тех органических веществ, физико-химические константы которых укладываются в следующие границы:

молекулярная масса от 30 до 300.

плотность от 0,6 до 2,0.

температура кипения от -100 до +300 · с температура плавления от -190 до +180 · с показатель преломления от 1,3 до 1,6.

Для атмосферного воздуха населенных пунктов расчетную среднесуточную ПДК для газов, паров газов и паров органических со-· единений можно получить, зная температуру кипения, по уравнению.

1gПДК = 0,5−0,0013tкип Для воды водоемов санитарно-бытового водопользования наиболее надежные ориентировочные ПДК рассчитывают по таким физико-химическим параметрам как температура плавления и кипения (первый способ).

• 1gПДК = -0,45 + 0,007 tпл;
• 1g ПДК =О, 85 + 0,01 fкип·

Второй способ предусматривает расчет ориентировочных ПДК (ОБУВ) по величине биологической активности изучаемого соединения. За величину биологической активности условно принимается минимальный объем воздуха (в литрах), в котором допустимо содержание одного миллимоля (ммоль) химического вещества. Значение биологической активности отдельных видов химических связей (11) в гомологических рядах имеется в справочной литературе.

Третий способ предусматривает ориентировочное регламентирование исследуемого вещества по аналогии с другими близкими по химическому строению соединениями, хорошо изученными в токсикологическом отношении. В этом случае применяется метод интерполяции или экстраполяции свойств какого-либо класса соединений на данное новое вещество, относящееся к тому же классу.

Четвертый способ является наиболее точным, поскольку математическое прогнозирование ориентировочных ПДК (ОБУВ) в различных объектах окружающей среды обитания человека по параметрам острой токсичности дает наибольшее приближение расчетных значений ПДК к предельно допустимым концентрациям, установленным в эксперименте на животных по полной таксикометрической схеме. Так, расчетное определение ПДК в воздухе рабочей зоны летучих органических веществ по величине средней смертельной концентрации (ЛК50, ммоль/л), средней смертельной дозы (ЛД50, ммольjкг) и молекулярной массе проводят по следующим формулам:

• 1gПДК = 0,911gЛК 50 — 2, 7 + 1gM;
• 1g ПДК = lg ЛД50 — 2, О + 1g М.

Для аэрозолей оксидов или других малорастворимых соединений металлов ориентировочные ПДК (ОБУВ) можно вычислить по уравнению.

1g ПДК =О, 851g ЛД50 (ммольjкг) — 3, О+ 1g М -1g N,.

где Nчисло атомов металла в молекуле.

При регламентировании органических соединений в воде водоемов для ориентировочного определения ПДК (ОБУВ) рекомендованы такие уравнения:

1gПДК = -2,12 + 1, 71gЛК 50 ;

lg ПДК = -4,76 + 1, 391g ЛД50 .

Кроме того, предложен целый ряд уравнений, позволяющих про­ водить расчет ориентировочных ПДК (ОБУВ) вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов и воде водоемов санитарно-бытового назначения по значениям ПДК в воздухе рабочей зоны:

lgПДКмз =-1,78+1gПДКрз; 1gПдКсс = -2,00 +0,861gПДКрз· .

Предварительная токсикологическая оценка дает не только ориентировочное значение ПДК (ОБУВ) в различных объектах окружающей человека среды, но и предусматривает получение сведений о клинической картине острого смертельного отравления, общем характере действия на организм. Кроме того, предусматривая установление наряду со смертельными значениями пороговых концентраций, она позволяет судить о степени опасности возникновения острых отравлений, в том числе смертельных, и возможности появления отдаленных эффектов.

Полная токсикологическая оценка совпадает с проектированием многотоннажного производства и широким внедрением химического вещества в народное хозяйство. Она должна быть завершена до приема в эксплуатацию промышленного объекта, что вполне возможно, если ОБУВ этого вещества был известен проектным организациям к моменту разработки чертежей и учитывается в ходе проектирования.

Полная токсикологическая оценка предполагает проведение острых, подострых и хронических экспериментов с использованием как минимум четырех видов лабораторных животных. При проведении экспериментов устанавливаются все параметры токсичности и опасности, предусмотренные схемой токсикометрии (см. табл. 6.3). Особое внимание уделяется установлению порогов острого и хронического общетоксического и возможного специфического действия. Если обнаружен специфический эффект при однократном воздействии, в обязательном порядке устанавливается пороговый уровень соответствующего специфического действия (канцерогенного, мутагенного, тератогенного) в хроническом эксперименте.

Основной целью проведения полной таксикаметрической оценки является экспериментальное обоснование значения ПДК, которое в дальнейшем экстраполируется на людей.

Помимо токсикометрических, на данном этапе могут проводиться дополнительные исследования, направленные на изучение тонких механизмов действия вещества, знание которых необходимо для разработки приемов и методов профилактики интоксикаций, обусловленных изучаемыми соединениями. Кроме того, проводятся клинико-гигиенические исследования на лабораторных и полузаводских установках.

Клинико-гигиеническая корректировка ПДК осуществляется в течение первых трех лет работы новой технологической установки, но может продолжаться и далее для изучения отдаленных последствий воздействия вещества на население. Этот этап предполагает проведение натурных исследований, направленных на установление так называемых клинико-гигиенических параллелей, т. е. изучение и последующее сопоставление данных, характеризующих санитарное состояние объекта окружающей среды, для которого разработан норматив, с данными о состоянии здоровья контингента населения, подвергающегося воздействию изучаемого вещества. Выявление повышенной заболеваемости и изменений в состоянии здоровья того или иного контингента по сравнению с контрольной группой свидетельствует о недостаточной надежности разработанного норматива и служит основанием к его пересмотру и снижению. На этом этапе применяются различные современные методы гигиенических, клинических и статистических исследований. Широкое распространение получил метод многофакториого (корреляционного, регрессионного, дисперсионного) математического анализа. Метод клинико-гигиенической корректировки не может заменить экспериментальный, но дополняет последний и дает возможность проверить утвержденную на основе эксперимента ПДК.

Таким образом, поэтапная комплексная количественная оценка токсичности и опасности вредного химического вещества может служить надежной основой для разработки системы профилактических мероприятий.