Цель работы: изучить основные параметры, характеризующие степень токсичности и опасности химических веществ в условиях производства, освоить методические приемы токсикологических исследований, производимых при гигиеническом нормировании вредных веществ, методы оценки условий труда при действии про- изводственных факторов химической и биологической природы в производстве лекарственных препаратов, изучить профилактику вредного действия этих факторов и соответствующих оздорови- тельных мероприятий на предприятиях химико-фармацевтической промышленности.
При подготовке к занятию студенты должны проработать следующие вопросы теории.
1. Производственные вредности химической природы, их патогенное действие. Пути поступления ядов и выведения их из организма. Зависимость токсического действия от химического строения, физи- ко-химических свойств, концентрации и других факторов. Местное и общерезорбтивное действие, острые и хронические интоксикации. Аллергическое состояние.
2. Производственные вредности биологической природы, их патогенное действие.
3. Мероприятия по борьбе с химическими и биологическими факторами производственной среды.
• После освоения темы студент должен знать:
— определение степени токсичности и опасности химических веществ;
• уметь:
— использовать оптимальные и доступные способы оценки условий труда работающих при действии химических факторов производственной среды;
— использовать основные нормативные документы и информационные источники справочного характера по созданию бла- гоприятных и здоровых условий труда для персонала аптек при действии химических и биологических факторов производственной среды.
Учебный материал для выполнения задания
Гигиеническая оценка химических факторов
Многие виды профессиона льной деятельности, связанные с получением и переработкой сырья, изготовлением и применением про- мышленной продукции, осуществляются в условиях воздействия на организм промышленных ядов.
Загрязнение воздуха токсическими веществами на предприятиях химико-фармацевтической промышленности возможно практически на всех этапах технологического процесса получения лекарственных препаратов (подготовительные операции: транспортировка жидких продуктов или газообразных веществ; выделение токсических веществ из реакторов, использование перегонных аппаратов и ректификационных устройств, процессы фильтрации и центрифуги- рования, сушки, выпаривания и кристаллизации; заключительные операции).
Промышленные яды — химические вещества, которые в качестве исходных, промежуточных, побочных или конечных продуктов производственного процесса попадают в организм человека во время его трудовой деятельности и оказывают вредное влияние на работающего, приводящее к нарушению его здоровья или здоровья его потомства.
Состав токсических веществ в воздухе производственных помещений на большинстве химфармпредприятий имеет сложный характер. Это обусловлено большими различиями в объеме производства лекарственных средств, отличающихся высокой стабильнос-
тью, одновременным присутствием многих основных химических ингредиентов, входящих в комбинацию при производстве готовых лекарственных форм, а также вспомогательных компонентов (напол- нителей, подсластителей, разрыхлителей, эмульгаторов и др.) преимущественно в виде мелкодисперсных аэрозолей, паров и газов. По химическому строению вещества классифицируются на неорганические, органические и элементарноорганические.
Степень токсичности химических веществ определяется по уровню доз или концентраций, вызывающих гибель 50\% подопытных животных при основных путях проникновения веществ в организм в производственных условиях: ингаляционном, перкутанном и пероральном (табл. 55).
Таблица 55. Классы токсичности химических веществ
Токсические вещества могут оказывать на организм местное раздражающее действие в точке соприкосновения их с кожей и слизистыми оболочками в виде раздражения кожи, воспаления, ожогов (биологический эффект развивается до всасывания яда в кровь); общетоксическое действие (острые, подострые, хронические отравления); сенсибилизирующее действие (промышленные аллергены); вызывать специфические эффекты, в том числе отдаленные (отсроченные): мутагенный, гонадотоксический, эмбриотропный, канцерогенный и другие. Лекарственные препараты как специфический фактор загрязнения воздуха производственных помещений способны оказать прямое воздействие на генеративную функцию (гормоны), вызвать развитие отдаленных эффектов, в том числе влияние на синтез ДНК и РНК (цитостатики), повлечь за собой психическую и физическую зависимость (наркотики).
Промышленные яды в зависимости от их свойств и условий воздействия могут вызывать развитие острых, подострых и хрони- ческих интоксикаций. Острые отравления возникают при кратковременном (7-8 ч) поступлении в организм относительно больших количеств химических веществ и имеют непродолжительный скрытый (латентный) период. Это чаще всего происходит при высоких концентрациях их в воздухе, ошибочном приеме внутрь, сильном загрязнении кожных покровов. Первые признаки отравления проявляются в виде общей слабости, головной боли, головокружении, тошноты, рвоты, затем могут развиться специфические изменения — отек легких, поражение органа зрения, параличи нервных центров и т. д. Подострые отравления чаще возникают при тех же условиях, что и острые, но развиваются гораздо медленнее и имеют затяжное течение. Хронические интоксикации развиваются при постоянном многолетнем воздействии вредного вещества в малых концентрациях и характеризуются постепенным нарастанием функциональных и органических нарушений.
Порогами острого (Limac) и хронического (Limcn) действия химического вещества считается минимальная доза или концентрация, однократное или длительное воздействие которой вызывает статистически достоверные отклонения от нормы ряда функциональных или биохимических показателей состояния организма. Степень опасности развития острого отравления производственными токсическими веществами определяется по показателям: КВИО (коэффициент возможности ингаляционного отравления) и Zac (зона острого действия); для оценки опасности развития хронического отравления используются Zch (зона хронического действия) и (коэффициент кумуляции). Кcum (отношение суммарной средней смертельной дозы ΣDL50, полученной в опыте с повторным введением вещества, к таковой же при однократном введении) — показатель кумулятивности вещества. Различают кумуляцию материальную (накопление вещества в организме) и функциональную (постепенное усиление эффекта воздействия при повторных поступлениях вещества в организм). Оценка степени опасности показана в табл. 56.
Основными путями проникновения вредных веществ в организм являются органы дыхания и кожные покровы. Попадание токсических веществ через желудочно-кишечный тракт в производственных условиях наблюдается редко и обычно связано с несоблюдением правил личной гигиены, частичным заглатыванием паров и пыли,
проникающих в дыхательные пути, нарушением правил техники безопасности.
При выполнении физической работы или пребывании в условиях высокой температуры воздуха, повышенной влажности, когда объем дыхания и скорость кровотока резко увеличиваются, возможность поступления токсических веществ в организм и, как следствие этого, отравление может наступить в более короткие сроки.
Таблица 56. Классы опасности развития острых и хронических отравлений химическими веществами
• К физико-химическим свойствам, определяющим токсичность и опасность химически активных веществ в производственных условиях, относятся: агрегатное состояние (твердое вещество, жидкость, газ, пары, аэрозоль), его дисперсность, относительная растворимость в липоидах (эквивалент липоидов — октанол) и воде (P o/w = Soctano[/ Swater), сорбционная способность и летучесть (С20 = М Р20/18,3, где С20 — максимальная концентрация вещества в воздухе помещения с температурой 20 ?С при условии свободного его испарения; Р20 — максимально возможное парциальное давление паров вещества в воздухе при 20 ?С).
По степени относительной растворимости в липоидах и воде все вещества разделены на 9 классов (классификация Н.В. Лазарева):
а) электролиты с высокими гидрофильными свойствами: 1-3-й классы (Р o/w = 10-3-10-1); наиболее опасен ингаляционный путь поступления в организм, быстро растворяются в плазме крови, способны вызывать острые отравления;
б) вещества, хорошо растворимые и в воде, и в жирах: 4-5-й классы (Р o/w = 100-102); могут проникать в организм как ингаляционным и пероральным путем, так и через неповрежденную кожу;
в) неэлектролиты с высокими гидрофобными свойствами: 6-9-й классы (Р o/w = 103-106); легко проникают через кожу, накапливаются в богатых липидами органах (депо).
Яды, относящиеся к электролитам, обладают ограниченной способностью проникать в клетку, что обусловлено, по-видимому, зарядом ее оболочки и структурой вещества. Если поверхность клетки заряжена отрицательно, она не пропускает анионов, а при положительном заряде — катионов. Электролиты весьма быстро исчезают из крови и сосредоточиваются в отдельных органах. Так, свинец, стронций и другие тяжелые металлы преимущественно накапливаются (депонируются) в костях, марганец — в печени, ртуть — в почках и толстом кишечнике. Выход ядов из депо в кровоток происходит при заболеваниях, нервном напряжении, охлаждении, перегревании, приеме алкоголя и др.
Токсические вещества в организме взаимодействуют с липидными комплексами клеточных мембран, белковыми структурами и другими компонентами клеток и межтканевой жидкости. При этом яды подвергаются разнообразным превращениям (биотрансформации) в ходе реакций окисления, восстановления, гидролитического расщепления и др., в результате изменения химической структуры ядов (метаболизм) в организме происходит, как правило, снижение их токсичности. В ряде случаев, наоборот, могут образовываться продукты, более токсичные (при окислении метилового спирта обра- зуется высокотоксичный формальдегид).
Выведение ядов из организма в зависимости от их физико-химических свойств и превращений происходит через органы дыхания, пищеварения, выделения, кожные покровы, железы. Так, тяжелые металлы преимущественно выделяются через желудочно-кишечный тракт и почки. Органические соединения алифатического и ароматического рядов также выделяются через почки, желудочно-кишечный тракт и в неизмененном виде — через легкие. В ряде случаев возможно выделение некоторых токсических веществ с женским молоком (свинец, ртуть, алкоголь и др.). Зная общие закономерности превращения и поведения ядов в организме, можно ускорить процессы их обезвреживания и выведения. Это можно осуществить с помощью лекарственных препаратов, некоторых физиотерапевтических процедур и путем введения в организм определенных пищевых веществ (лечебно-профилактическое питание).
При гигиеническом нормировании вредных химических веществ учитывается характер их действия на организм и класс опасности. ПДК должна быть ниже порогов общетоксического и специфического хронического действия вещества. Коэффициент запаса (кратность разрыва между Limch и ПДК) при наличии у вещества способности вызывать отдаленные эффекты выбирается в интервале от 10 до 100; при их отсутствии, но опасности развития хронических отравлений у веществ 1-2-го классов К запаса должен быть от 5 до 7; в остальных случаях — 2-3.
При оценке санитарных условий труда, а также при разработке оздоровительных мероприятий на предприятиях химико-фарма- цевтической промышленности контроль за химическим составом воздушной среды имеет большое значение. Он должен проводиться с соблюдением требований как при отборе, так и анализе проб воздуха (Методика контроля содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны 2.2.7659-99). На основании количественных определений в воздухе химических веществ и сравнении полученных результатов с предельно допустимыми концентрациями этих веществ в воздухе рабочей зоны (ПДКрз) составляется гигиеническое заключение о качестве воздуха производственных помещений [Гигиенические нормативы «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» ГН 2.2.5.686-98] (Приложение 1).
Для химических веществ, оказывающих остронаправленное действие (раздражающее, антиферментное, гемолитическое и др.) при кратковременном воздействии, ведущим регламентом является мак- симальная предельно допустимая концентрация ПДКм, которая может быть измерена за любой 15-минутный промежуток времени рабочей смены. За смену кратковременных подъемов концентраций не выше ПДКм не должно быть более четырех при длительности перерывов между ними не менее 1 ч, это должно проверяться непре- рывным автоматическим контролем с сигнализацией превышения ПДК. Для высококумулятивных веществ (1 и 2-го классов опасности по величинам зон хронического и биологического действия) их биологическое действие определяется в основном количеством вещества, попавшего в организм в течение всего рабочего дня, а для оценки их опасности используются усредненные среднесменные (за 8-часо- вую рабочую смену), предельно допустимые концентрации (ПДКсс). Среднесменные ПДК установлены для ряда металлов (меди, ртути, свинца и его неорганических соединений), а также бензола, бороф-
торводородистой кислоты и др. В нормативных и методических документах запись величин норматива для вещества выглядит сле- дующим образом: ПДКм/ПДКсс. При одновременном совместном присутствии в воздухе рабочей зоны вредных веществ однонаправленного действия с аддитивным эффектом сумма отношений концентраций каждого вещества к его ПДК не должна превышать единицу, что соответствует допустимым условиям труда. Расчет ведется по формуле:
С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + …+ Cn/ПДКn, <=1,
где: Q, С2, Сп — фактические концентрации веществ в воздухе рабочей зоны;
ПДК1, ПДК2, ПДКn — ПДК тех же веществ в воздухе рабочей зоны.
Эффектом суммации обладают, как правило, комбинации веществ с одинаковой спецификой клинических проявлений: вещества раздражающего действия (например, кислоты и щелочи), аллергены (например, эпихлоргидрин и формальдегид), вещества наркотического действия (комбинация спиртов).
При эффекте потенцирования (синергизм) комбинации вредных веществ в воздухе рабочей зоны сумма отношений измеренных концентраций к их ПДК не должна превышать установленного для этих концентраций коэффициента. При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких веществ разнонаправленного действия класс вредности условий труда устанавливается по веществу, концентрация которого соответствует наиболее высокому классу и степени токсичности.
Периодичность контроля содержания вредных вещества в воздухе рабочей зоны устанавливается в зависимости от характера технологического процесса, класса опасности и особенностей биологического действия химических веществ по согласованию с учреждениями санэпидслужбы.
В зависимости от класса опасности вредных веществ рекомендуется следующая периодичность контроля его содержания в воздухе рабочей зоны: для веществ 1-го класса опасности — не реже 1 раза в 10 дней, 2-го класса — 1 раз в мес, 3-го к ласса — 1 раз в 3 мес, 4-го класса — 1 раз в 6 мес.
Таблица 57. Классы условий труда в зависимости от содержания в воздухе вредных химических веществ (превышение ПДК, раз)
|
|
Класс условий труда |
|||||
|
Вредные |
Допус- |
Вредный |
Опасный |
|||
|
вещества |
тимый |
3.1 |
3.2 |
3.3 |
3.4 |
|
|
Вещества 1-2-го классов опасности |
<=ПДК |
1,1-3,0 |
3,1-6,0 |
6,1-10,0 |
10,1-20,0 |
>20 |
|
Вещества 3-4-го классов опасности |
<=ПДК |
1,1-3,0 |
3,1-10,0 |
>10 |
|
|
|
Вещества острого действия |
<=ПДК |
1,1-2,0 |
2,1-4,0 |
4,1-6,0 |
6,1-10,0 |
>10 |
|
Канцерогены |
<=ПДК |
1,1-3,0 |
3,1-6,0 |
6,1-10,0 |
>10 |
|
|
Аллергены |
<=ПДК |
|
1,1-3,0 |
3,1-10,0 |
>10 |
|
Степень вредности условий труда устанавливается с учетом класса опасности и концентраций вещества в воздухе рабочей зоны (табл. 57). В понятие «класса опасности» в этом случае включаются и класс токсичности, и классы опасности возникновения острых и хронических отравлений.
Контакт с химическими и биологическими аллергенами в процессе их производства, расфасовки и применения может привести к развитию аллергических реакций. К аллергенам относятся антибиотики, суфаниламидные препараты, многие хлорированные углеводороды (дихлорэтилен, дихлорэтан, хлористый метилен, четыреххлористый углерод) и некоторые растворители (бензол, анилин), металлы (хром, ртуть, свинец) и другие соединения. Аллергические свойства обычно усиливаются с увеличением в молекуле количества активных радикалов и колец, с удлинением боковых цепей. Аллергию чаще всего вызывает не само вещество, а его комплекс с белками организма.
У работников химико-фармацевтической промышленности и аптечных организаций при постоянном контакте с антибиотиками или грибками-продуцентами могут развиваться профессиональные заболевания в виде дисбактериоза, кандидамикоза кожи и слизистых оболочек, висцерального кандидоза. При поверхностном кандидозе дрожжеподобные грибки рода Candida поражают слизистые
оболочки, кожу и ногти, при кишечной форме нередко отмечается общая слабость, похудание, субфибрильная температура, признаки энтероколита, нарушения углеводного обмена, иммунодефицитные состояния.
Длительный профессиональный контакт с различными лекарственными веществами может привести к гиперчувствительности, т.е. «аллергическому фону» (90\% работающих с антибиотиками), который сопровождается более частым проявлением узкопрофессиональной сенсибилизации к определенным веществам: на новокаин — у хирургов и небольшого числа терапевтов; на акрилаты — у терапевтов и ортопедов; на пенициллин — у терапевтов; на гипс — у ортопедов. Кожные проявления отличаются большой полиморфностью (дерматиты, экземы, крапивницы и др.). Изменения со стороны внутренних органов выражаются в астмоидных бронхитах и бронхиальной астме, хронических колитах, миокардитах и др. Патология нервной системы проявляется вегето-сосудистой дистонией и сенсорной полиневралгией. Возможны нарушения иммунитета, что способствует развитию дисбактериоза и увеличению инфекционной заболеваемости.
Профилактика профессиональных отравлений: токсиколого-гигиеническая оценка химических веществ и их гигиеническое нормирование с учетом биологической активности; степени токсичности и опасности основных и вспомогательных компонентов, используемых в производстве лекарственных средств; внедрение непрерывной технологии, исключающей попадание ядовитых веществ в воздух рабочей зоны; устранение яда из производства или использование новых технологий и рационализация технологического процесса, направленных на замену высокотоксичного вещества на нетоксичное; автоматизация и механизация производственных процессов; применение дистанционного управления механизмами; использование пневмотранспорта; устройство местной механической вытяжной вентиляции в зонах вероятных токсических выделений в виде вытяжных шкафов, бортовых отсосов, зонтов со скоростью движения воздуха в них в пределах от 0,25 до 1,5 м/с или общеобменной вентиляции с отрицательным воздушным балансом; применение автоматически действующих сигнализаторов превышения концентраций установленных уровней ПДКрз для опасных аэрозолей, газов и паров; использование средств индивидуальной защиты в виде противогазов, респираторов, спецодежды, защитных очков, паст, мазей,
кремов и других защитных приспособлений; организация лечебнопрофилактического питания; проведение предварительных и периодических (2 раза в год) медицинских осмотров; регламентирование (сокращение) длительности рабочего дня, использование дополнительных отпусков; плановый и экстренный текущий санитарный надзор за загрязнением воздуха рабочей зоны; регулярное проведение инструктажа рабочих по технике безопасности и промышленной санитарии.
Гигиеническая оценка биологических факторов
Производственный биологический фактор представляет собой биологические объекты, включающие в себя микро- и микроорга- низмы, продукты их метаболизма, а также продукты биологического синтеза, обладающие способностью при воздействии на организм работающего оказывать вредное действие.
ПДК микроорганизмов выражается в микробных клетках на 1 м3 (кл/м3). Максимально допустимая концентрация микроорганизмов- продуцентов в воздухе рабочей зоны регламентируется на уровне 50000 кл/м3 [ГН 2.2.6.709-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) микроорганизмов-продуцентов, бактериальных препаратов и их компонентов в воздухе рабочей зоны»].
Воздействие микроорганизмов-продуцентов, бактериальных препаратов и их компонентов на уровне ПДК не исключает нарушения состояния здоровья у лиц с повышенной чувствительностью.
Все микроорганизмы, разрешенные Министерством здравоохранения РФ в качестве промышленных штаммов, являются непатогенными или условно-патогенными и относятся к 3-му и 4-му классам опасности согласно ГОСТу 12.1.007-76, что по классификации ВОЗ соответствует 2-й группе риска (умеренный индивидуальный риск и ограниченный риск для населения в целом). Классы условий труда при работе с веществами биологической природы устанавливаются, как и для химических веществ, в зависимости от того, превышают ли они (и во сколько раз) предельно допустимые концентрации их содержания в воздухе рабочей зоны (табл. 58).
Таблица 58. Классы условий труда в зависимости от содержания в воздухе вредных веществ биологической природы (превышение ПДК, раз)
|
Вредные вещества |
Класс условий труда |
|||||
|
Допустимый |
Вредный |
Опасный |
||||
|
3.1 |
3.2 |
3.3 |
||||
|
Микроорганизмы-продуценты, живые клетки и споры |
<=ПДК |
1,1-3,0 |
3,1-10,0 |
>10 |
|
|
|
Патогенные микроорганизмы |
Особо опасные |
<=ПДК |
|
|
|
+ |
|
Другие инфекции |
<=ПДК |
|
|
+ |
|
|
Лабораторная работа «Токсикологическая оценка опасности химических веществ при их гигиеническом нормировании в воздухе рабочей зоны»
Задания студенту
1. Решить ситуационную задачу, в условии которой содержатся данные токсикологических исследований конкретных химических веществ.
2. Рассчитать дополнительные параметры и определить классы токсичности и опасности при остром и хроническом воздействии.
3. Обосновать соответствующую классу опасности величину ПДКрз для конкретного химического вещества.
Методика решения ситуационной задачи
1. Выписать основные данные: формулу вещества, физико-химические свойства и показатели токсичности.
2. Определить класс токсичности по смертельным дозам концентрации. Если при разных путях поступления вещества в организм классы не совпадают, окончательную оценку надо дать по показателю, который свидетельствует о более высокой токсичности.
3. Произвести расчет дополнительных параметров (КВИО, Zac), оценить их и определить класс опасности вещества при кратковременном воздействии высоких концентраций (опасность развития тяжелых острых отравлений). Если классы опасности по этим показателям не совпадают, для общей оценки надо выбрать показатель, который свидетельствует о более высокой токсичности.
4. Произвести расчет Zch и Ксит, оценить их и определить класс опасности вещества при длительном воздействии (опасность развития хронического отравления).
5. Выбрать коэффициент запаса (Кз) для расчета ПДК вещества в воздухе рабочей зоны и рассчитать величину ПДКрз (ПДКрз = Limcn/
Кз).
6. Сравнить полученную величину ПДКрз с диапазоном возможных величин для класса токсичности, к которому принадлежит данное вещество. Если расчетная величина ПДКрз окажется выше рекомендуемых уровней, необходимо снизить ее до верхней границы этого диапазона. Если расчетная величина ниже диапазона, соответствующего классу токсичности, ее нельзя повышать. Это значит, что уровень ПДКрз в данном случае определяется не классом токсичности, а ее особенностями.
Лабораторная работа «Гигиеническая оценка условий труда на предприятиях
химико-фармацевтической промышленности. Система профилактических мероприятий и охрана труда работающих в химико-фармацевтической промышленности» Задания студенту
Подготовить доклады по одной из тем раздела «Основы гигиены труда и промышленной токсикологии», провести детальный разбор материалов докладов на лабораторном занятии.