Принципы установления ПДУ воздействия вредных и опасных факторов, физические критерии и принципы установления норм

В основе разработки ПДК и других нормативов лежат взаимосвязи между величиной эффекта и величиной воздействия, например, концентрацией вещества и продолжительностью воздействия (экспозицией). Это основные параметры, определяющие степень влияния вредного воздействия на живой организм. Влияние (эффекты) химических веществ на живые организмы зависит от характера реагирования на воздействие, который имеет определенные закономерности.

Нормативные материалы по химическим веществам, которые представляют опасность для биоты, помимо ПДК, включают также классификацию в зависимости от типа их влияний (мишеней воздействия): токсичности, канцерогенности, мутагенности и т.д.

Роль загрязнения окружающей среды в возникновении заболеваний человека весьма существенна и обоснована статистическими данными. Показатели химического загрязнения коррелируют с заболеваемостью раком кожи, органов дыхания, нервной системы, печени, почек и т.д..

Среди всех факторов наиболее опасным является химический. Есть данные о том, что химическое загрязнение более пагубно для здоровья человека, чем радиоактивное.

Поскольку здоровье человека зависит от качества среды, в он живет и, в частности, от уровня загрязненности химическими веществами, созданы национальные системы и службы, контролирующие соблюдение нормативов.

В основе современного законодательства различных стран, в том числе РФ, регулирующего антропогенные нагрузки на окружающую природную среду и обеспечивающего безопасность среды для человека, лежит система нормирования уровней концентраций загрязняющих веществ с использованием стандартов допустимых концентраций. В России эти задачи входят в сферу деятельности и являются одной из основных функций Государственной санитарно-эпидемиологической службы РФ. Разработаны научно обоснованные критерии обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, безопасности и безвредности среды обитания человека для его здоровья. Основой деятельности является установление санитарных правил, норм и гигиенических нормативов, обязательных для выполнения органами государственной власти, местного самоуправления, общественными объединениями, предприятиями, должностными лицами и гражданами.

В РФ наиболее апробированной для характеристики загрязненности окружающей природной среды является система ПДК загрязняющих веществ.

Разработка нормативов ПДК с целью предотвращения и оценки (опасности загрязнения окружающей среды для человека проводится с применением методов токсикометрии. Токсикометрия (впервые термин был применен в России в 1933 г. Н.С.Правдиным) является разделом токсикологии.

Токсикология — это наука о вредном действии на человека, животных и растения химических веществ, поступающих в окружающую среду в результате производственной деятельности человека. Главная цель токсикологии — предупреждение, распознавание и лечение заболеваний химической этиологии, предупреждение и устранение отдаленных по следствий вредного воздействия на индивидуумов и их потомство.

В токсикометрии используется совокупность методов и приемов исследований для количественной оценки токсичности и опасности химических веществ. Она включает большой набор исследований и показателей с обязательной оценкой смертельных эффектов, кумулятивной и, кожно-раздражающего, кожно-резорбтивного, сенсибилизирующего действия, влияния на сердечно-сосудистую систему, репродуктивную функцию, исследование отдаленных эффектов (мутагенного, тератогенного и канцерогенного).

Большая часть исследований проводится в экспериментах на животных; ряд характеристик получают в результате обобщения и статистического анализа данных наблюдений на производственных контингентах, некоторые — на людях-добровольцах (определение порогов воздействия, раздражающего и рефлекторного действия и т.п.). Исследования на людях возможны лишь в случае полной гарантии безопасности испытуемых соответствии с Хельсинкской конвенцией и другими международными национальными документами.

Основные принципы санитарно-гигиенической регламентации (нормирования) химических веществ разработаны в кашей стране А.Н.Сысиным и С.Н.Черкинским (1949 г.). Они сводятся к следующему:

1. Принцип опережения токсикологических исследований по сравнению с внедрением в народное хозяйство.

2. Приоритет медицинских и биологических показателей в установлении нормативов по сравнению с другими требованиями (например, экономическими).

3. Концепция пороговости воздействия.

Порогом воздействия называют величину концентрации химического вещества, которая вызывает переход из одного качественного состояния биологического объекта в другое. Концепция пороговости вызывает ряд возражений и продолжает обсуждаться; она связана с другой, не менее дискуссионной проблемой — нормы и патологии. Не вызывает возражений тот факт, что повреждения развиваются тогда, когда негативные процессы преобладают над позитивными, адаптационные возможности живого организма исчерпаны, а скорость восстановления измененных в результате воздействия яда функций и структур будет ниже, чем скорость деструктивных процессов.

Ключевым моментом гигиенического нормирования (токсикометрии химических веществ) является нахождение максимально недействующих (МНД) и минимально действующих доз (МДД). В ходе токсикологических экспериментов определяют параметры острой и хронической токсичности.

Острую токсичность определяют на крысах и мышах по внутрижелудочному, внутрибрюшинному, ингаляционному и кожному действию. Параметрами токсичности являются ЛД₅₀ (летальная доза для 50% тест-организмов) и JIK₅₀ (летальная концентрация для 50% тест-организмов). Дозы (концентрации), обладающие минимальным действием, определяют на кроликах (при ингаляции), крысах (по изменению картины крови), на людях (по запаху, действию на биоэлектрическую активность мозга, иммунологическим показателям).

Предложена «непрерывная шкала токсичности», в которой за нулевую токсичность принята величина, обратная токсичности углекислого газа, ЛД₅₀ которого в опытах на мышах при 120-минутной экспозиции составляет около 10 мкМ/л. За 100% токсичности условно принята величина, обратная токсичности наиболее ядовитой группы фосфорорганических соединений (ФОС), ЛД₅₀ которых составляет 0,0001 мкМ/л.

В токсикометрии используют такой показатель как зона острого воздействия. Под ней понимают разрыв между дозами (концентрациями), взывающими начальные признаки отравления, и дозами (концентрацией), вызывающими гибель организмов. Например, амиловый спирт имеет очень узкую зону острого действия и считается опасным веществом из-за того, что быстро приводит к острому отравлению.

Используются различные методы экстраполяции данных на экспериментальных животных на человека, что также является непростой задачей

Для токсикометрии используют довольно большой набор экспериментальных организмов, включая обезьян. Одной из существенных проблем разработки ПДК является различие в их чувствительности к воздействию химических веществ. Так, действие гистамина на мышей, крыс и морских свинок отличается по параметрам токсичности в 600-3000 раз, брадикинина — в 10000 раз. Наиболее надежные экстраполяции на чело-. века получаются в том случае, если данные по токсичности у разных видов животных близки. Полагают, что в случае монотонности реагирования четырех видов лабораторных животных на яд совпадение чувствительности человека и лабораторных животных в острых смертельных эффектах наблюдается в 70% случаев, в хронических еще больше — в 90% случаев.

Для веществ, которые являются объектом международной торговли, используют унифицированные токсикологические характеристики, в частности, токсикологический паспорт, разработанный еще в рамках деятельности стран-членов СЭВ и деятельности ЮНЕП.

Вредные влияния различных воздействий, например, химических веществ на живой организм, проявляются по-разному. Вещества могут оказаться ядовитыми (токсичными) для организма, вызывать развитие опухолей {канцерогенными}, влиять на репродуктивную функцию, например, вызывать мутации генетического материала (мутагенными) и т.д.

Несмотря на разнообразие биологических эффектов, существуют некоторые общие закономерности реагирования, характеризующие эффекты воздействий вредных веществ на живой организм. Можно считать, что чем больше величина вредного воздействия, тем больший эффект в виде ответа на это воздействие будет наблюдаться. Так, например, можно считать, что чем больше яда попадет в организм, тем более выраженными будут симптомы отравления.

Для характеристики функциональной связи между реакцией живого организма (эффектом токсичного вещества на организм) на воздействие химического вещества и его концентрацией используется зависимость «доза-эффект».

В упрощенном виде эту зависимость можно описать, используя «формулу Хабера»:

Е=СТ, (1)

где Е — эффект; С — концентрация вещества; Т — время воздействия вещества.

формула Хабера хорошо «работает» при описании реакций на воздействие токсичных химических веществ (ядов) с кумулятивным действием. Для ядов не обладающих кумулятивным действием, предлагается формула Майера:

Е = к С, (2)

где к — константа, зависящая от свойств химического вещества. Как видно из формулы Хабера (1), один и тот же отрицательный эффект могут дать даже малые концентрации (воздействия), если они действуют продолжительное время.

Разные виды организмов реагируют на одно и то же воздействие, например, концентрацию загрязняющего вещества, по-разному. Это выражается, в частности, во временных отличиях. Отличия во времени реагирования на одну и ту же величину воздействия у разных организмов отражают отличия в их чувствительности к этому воздействию.

На практике зависимости более сложны, чем те, что отражает формула Хабера. Так, реакция на воздействие некоторых химических веществ или лекарств иногда меняет направленность по мере увеличения дозы, т. е. наблюдается так называемая фазность реагирования. Часто на воздействие малых концентраций организм отвечает стимуляцией жизненных функций, больших концентраций — угнетением и гибелью

Проблема фазного реагирования на воздействие имеет самостоятельное значение, она получила название теория стресса.

Выделяют несколько стадий стресса: стадия тревоги (активации), стадия напряжения, стадия истощения (гибели).

Подходы при определении допустимых воздействий, а следовательно, и допустимых нагрузок на сообщество, экосистему отличаются от санитарно-гигиенического подхода. При выработке нормативов ПДК для человека предусматривается весьма жесткий критерий — отсутствие у него в настоящем и будущем каких-либо отклонений от нормы в состоянии здоровья и любых заметных реакций на воздействие. Задачей экологического нормирования состояния природной среды, являющегося этапом стратегии регулирования ее качества, является защита природных экологических систем и биосферы в целом.

Использованная литература:

А.М. Никаноров, Т.А. Хоружая Глобальная экология, М.:ЗАО "Книга сервис", 2003.-288

Дата добавления: 2014-01-06