Материал: Мищенко О.А

141

пыли, паров и газов, и которые выполняют одну из главных функций жизнеобеспечения человека – снабжение кислородом мозга, ЦНС и всего организма в целом.

Большая поверхность (при среднем растяжении достигает90100 м2) легочных альвеол (маленьких легочных пузырьков на концах тон-

чайших бронхов) куда с воздухом поступают вещества и малая толщина альвеолярных мембран (колеблется в пределах 0,001-0,004 мм) на основе законов диффузии (вследствие разницы парциального давления в альвео-

лярном воздухе и крови) создают благоприятные условия для их проникновения (сорбции) в кровь. Кровь быстро перемещает вещества по всему организму, где они вызывают нарушение физико-химической структуры и коллоидного состояния клеток тканей, обменных процессов, физиологических функций органов и систем. Для предупреждения этих неблагоприятных последствий необходимо, чтобы состав воздуха рабочей зоны отвечал санитарно-гигиеническим требованиям.

–через желудочно-кишечный тракт – 2 %; вещества поступают с загрязненных рук или при заглатывании веществ из воздуха при ихза держке на слизистых оболочках носоглотки и полости рта, что в производстве наблюдается сравнительно редко. В желудочно-кишечном тракте по сравнению с легкими условия всасывания затруднены, так как поверхность тракта относительно мала и имеет место избирательный характер всасывания. Легко всасываются вещества хорошо растворимые в воде и липидах

(полутвердых воскообразных веществах растительного и животного происхождения близких к жирам). Всасывание происходит главным образом в тонких кишках и в незначительной степени в желудке, кислая среда которого может изменить химические вещества в неблагоприятную сторону для организма сторону. Большая часть веществ, всосавшись через же- лудочно-кишечную стенку, поступает в печень, где они задерживаются и обезвреживаются. Так соединения свинца плохо растворимые в воде, но хорошо растворимые в желудочном соке легко всасываются.

–через кожу – 3 %, (эпидермис, потовые и сальные железы, волося-

ные мешочки) могут проникать хорошо растворимые в воде и липоидах,

т. е. неэлектролиты (углеводороды ароматического и жирного ряда, их производные, металлорганические соединения и др.), тогда как электролиты (вещества диссоциирующиеся на ионы) через кожу не проникают.

Количество веществ, которое может проникнуть через кожу, находится

впрямой зависимости от их растворимости в воде, величины поверхности соприкосновения с кожей и скорости кровотока в .нейСледовательно, в условиях высокой температуры воздуха, когда скорость кровообращения в коже усиливается, количество отравлений через кожу нитропродуктами бензола увеличивается. Вещества (бензин) с малым коэффициентом распределе-

нием (отношение концентрации паров в артериальной крови к их концен-

трации в альвеолярном воздухе) не способны вызвать отравления через кожу,

142

так как быстро удаляются из организма через легкие.

Большое значение для поступления ядов через кожу имеет консистенция и летучесть вещества. Жидкие летучие вещества с большой летучестью быстро испаряются с поверхности кожи и в организм не попадают. Они могут в основном вызвать отравление через кожу, если входят в состав мазей, паст, клеев, задерживающихся длительное время на коже.

Твердые и кристаллические вещества всасываются через кожу медленно и могут вызвать отравление. Наибольшую опасность в этом отношении представляют малолетучие вещества маслянистой консистенции(анилин, нитробензол и др.), которые хорошо проникают через кожу и длительное время на ней задерживаются.

По распределению в тканях и поступлению в клетки вещества можно разделить на неэлектролиты и электролиты.

Неэлектролиты – вещества, которые растворяются в жирах и липоидах, т. е. чем больше его растворимость в них, тем в большем количестве и скорее они проникают в клетки, оболочки которых богаты липоидами. Для веществ данной группы барьеров в организме нет, а их распределение определяется в основном условиями кровоснабжения тканей и органов.

Так, например, мозг, содержащий много липоидов и имеющий богатую кровеносную систему, насыщается анилином очень быстро, в то время как околопочечный жир, имеющий слабое кровоснабжение, насыщается очень медленно. Интенсивность удаления неэлектролитов из тканей также зависит в основном от кровоснабжения, т.е. после прекращения поступления яда в организм быстрее всего освобождаются от него органы и ткани, богатые кровеносными сосудами и, в конце концов, они распределяются во всех тканях равномерно.

Электролиты – вещества с ограниченной способностью проникновения в клетку, которая как полагают, зависит от заряда поверхностного слоя. Если поверхность клетки заряжена отрицательно, она не пропускает анионы, а при положительном заряде– катионы. Распределение накопленных электролитов в тканях неравномерно и особенностью их распределения является, прежде всего, способность быстро удаляться из крови и накапливаться (депонироваться) в отдельных органах. Свинец накапливается в костях, затем печени, почках и мышцах, а через 16 дней после прекращения его поступления в организм, весь переходит в кости. Фтор накапливается в костях, зубах и в небольшом количестве в печени и коже.

Марганец в основном в печени и в небольшом количестве в костях и сердце, еще меньше – в мозге и почках. Ртуть – в выделительных органах

(почках и толстом кишечнике).

В организме человека органические, неорганические и элементорганические вещества в ходе химических реакций окисления, восстановления, гидролиза, расщепления, метилирования в большей части превращаются в менее токсичные продукты, которые в силу большей полярности(имеют

143

меньшую силу действия или меньшую способность проникать в клетки тка-

ней) и вследствие большей растворимости быстрее выводятся из организма. Но результатом превращений могут быть и более токсичные вещества, так метиловый спирт окисляется до муравьиной кислоты, метилацетат гидролизуется и расщепляется на метиловый спирт и уксусную кислоту.

Из органических веществ не подвергаются превращениям химически инертные вещества, такие как бензин, бензол и ряд других летучих -ве ществ, которые быстро сорбируются в организме и в последующем выделяются в неизменном виде. Характерной особенностью неорганических веществ является способность откладываться в каком-либо органе, чаще всего в костях: свинец в виде трифосфатсвинца, фтор в виде известковых соединений. Хотя некоторые из них могут окисляться: нитриты – в нитраты, мышьяковистая кислота – в мышьяковую, сульфиды – в сульфаты, а цианистые соединения превращаются в роданистые.

Как видим, знание процессов превращения веществ в организме позволяет влиять на эти процессы, ускоряя их обезвреживание.

При существенной роли нервной регуляции основную роль в процессах обезвреживания веществ играет печень, а выделение веществ из организма осуществляется через желудочно-кишечный тракт, потовые и сальные железы кожи, легкие и почки.

Плохо растворимые в воде вещества, такие как тяжелые металлы

(свинец и ртуть, а также марганец и мышьяк) в основном выделяются через желудочно-кишечный тракт, а хорошо растворимые вещества и продукты их превращений в организме выделяются через почки.

Растворимые в жирах вещества(ртуть, медь, мышьяк, сероводород

и др.) выделяются сальными железами, а такие как спирт, хлороформ и бензол выделяется вместе с молоком через молочные железы.

Органические соединения алифатического и ароматического рядов выделяются в неизменном виде через легкие и частично после физикохимических превращений через желудочно-кишечный тракт и почки.

Через легкие быстро выводятся летучие вещества(бензин, бензол, хлороформ и этиловый эфир), медленно или вообще не изменяющиеся в организме, а спирты, ацетон и сложные эфиры – медленно. Скорость выведения веществ из организма зависит от коэффициента растворимости(коэффициента распределения) в крови, чем он меньше, тем быстрее выделяется вещество.

Определенную роль в относительном обезвреживании ядов играет депонирование (временный путь уменьшения их содержания в крови) в тех или иных органах, откуда они могут вновь поступать в кровь, вызывая обострение хронического отравления. Так кадмий, свинец часто депонируются в костях, печени, почках, а ряд веществ – в нервных тканях.

Баланс ядов в организме (соотношение между поступлением и его

выделением или превращением) имеет существенное значение. Если выде-

144

ление или превращение происходит медленнее, чем поступление веществ, то они будет накапливаться (кумулироваться) и длительно воздействовать на организм. Типичными представителями такие веществ являются тяжелые металлы – ртуть, свинец, а также фтор.

Хорошо растворимые в воде и крови неэлектролиты медленно сорбируются в организме и еще медленнее выделяются(метиловый спирт), в отличие от летучих органических веществ(бензол и бензин), которые быстро сорбируются и в последующем, не накапливаясь, выводятся из организма.

Классификация и физико-химические свойства пылей. Воздуш-

ная среда представляет собой гетерогенную или гомогенную газовую систему. Чаще это двухфазные аэродисперсные системы(газовзвеси и аэрозоли), в которых дискретной (дисперсной) фазой являются мелкораздробленные твердые или жидкие вещества, а сплошной (дисперсионной) фазой является газ или смесь газов.

Газовзвесь – аэродисперсная система, содержащая твердые частицы или капли жидкости размером >100 мкм. Аэрозоль – аэродисперсная система, содержащая твердые частицы или капли жидкости размером <100мкм.

Классификация аэрозолей в зависимости от агрегатного состояния и размеров дисперсной фазы, а также типы оборудования ее выделения из аэродисперсных систем приведена на рис. 4.2 [5]. В зависимости от агрегатного состояния и размеров дисперсной фазы различают:

– собственно аэрозоли – размер частиц или капель от0,01 до

0,1 мкм;

–дымы содержат частицы или капли размером до0,5 мкм, а точнее ультрамикроскопические от 0,001 до 0,1 мкм, образующиеся при неполном сгорании топлива, объемной конденсации перенасыщенных паров (напри-

мер, плавка, резка и сварка металлов, рафинирование низкоплавких свинца,

мышьяка, бериллия, кадмия и цинка), фотохимических и химических реакциях некоторых веществ;

–туманы содержат капли размером 0,2-5 мкм (в среднем 0,2-1 мкм), образующиеся при объемной конденсации перенасыщенных паров, диспергировании жидкостей или перегонке, возгонке, сжигании, кальцинировании и конденсации кислот, окисей.

–пыли содержат твердые частицы размером1-150 мкм, образую-

щиеся в результате природных(эрозия горных пород и почвы, лесные и степные пожары, испарение морской воды) и искусственных (антропо-

генных) процессов бурения, дробления и размалывания горных пород, транспортирования и перемешивания руд и сыпучих материалов, механической обработки металлов, древесины и других материалов. В инженерной практике пылью называют твердые частицы, находящиеся во взвешенном (аэрозоль) и осевшем (аэрогель) состоянии.

Антропогенные пыли, образующиеся в процессе обработки и сгорания различных материалов, истирания (дорог и тротуаров) и разрушения (домов, строений и транспорта) являются сложной смесью органических и неорганических частиц.

К естественной пыли относят частицы космического и земного

происхождения. По данным NASA (Национальный консультативный ко-

митет по воздухоплаванию США) из межпланетного пространства на поверхность планеты выпадает до10 тыс. тонн «каменных» и «железных» частиц размером от 0,05 до многих десятков микрон. «Каменные» частицы