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.

Расчетные ПДК (ОБУВ) устанавливаются математическими методами, основанными на объективных связях, существующих между санитарными стандартами и физико-химическими свойствами, химическим строением веществ, а также параметрами их острой 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:

lg ПДК = 1,12-0,058a + lgM;

^ПДК = 0,40 -0,01г)д + lgM; lg ПДК = 0,6 - 0, ОНкип + lgM;

^ПДК = 1,6-2,2flf + lgM,

где ст — величина поверхностного натяжения жидкости; М — молекулярная масса; тщ — показатель преломления; /_пл — температур^- плавления; /_кип — температура кипения; d — относительная 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 соединений можно получить, зная температуру кипения, по уравнению

^ПДК = 0,5 — 0,0013 Т_кип.

Для воды водоемов санитарно-бытового водопользования наиболее надежные ориентировочные ПДК рассчитывают по таким физико-химическим параметрам как температура плавления и кипения (первый способ)

lg ПДК = -0,45+ 0,007/+

lg ПДК = 0,85+ 0,01/^.

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 (/) в гомологических рядах имеется в справочной литературе. Расчет ориентировочной ПДК (ОБУВ) в единицах (мг/м³) производится по формуле

ПДК = —-—,

£/,1000

где М — молекулярная масса; Z7 — сумма биологических активностей всех связей вещества, ммоль/л.

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 веществ,о, 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 токсико- метрической схеме. Так, расчетное определение ПДК в воздухе рабочей зоны летучих органических веществ по величине средней смертельной концентрации (ЛК₅₀, ммоль/л), средней смертельной дозы (ЛД₅о, ммоль/кг) и молекулярной массе проводят по следующим формулам:

lg ПДК = 0,91 lg ЛК₅₀ - 2,7 + lg М;

lg ПДК = lg ЛД₅₀ - 2,0 + lg М.

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

lg ПДК = 0,85 lg ЛД50 (ммоль/кг) - 3,0 + lg М - lg N,

где N — число атомов металла в молекуле.

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

1₈ПДК = -2,12 + 1,71₈ЛК₅₀;

1_ёПДК = -4,76 + 1,39 lg ЛД₅₀- Кроме того, предложен целый ряд уравнений, позволяющих проводить расчет ориентировочных ПДК (ОБУВ) вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов и воде водоемов санитарно-бытового назначения по значениям ПДК в воздухе рабочей зоны:

1_ёПДК_мз =-1,78 + 1₈ПДК_рз; lg ПДК_сс = -2,00 + 0,86 lg ПД К_рз.

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 учитывался 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 токсикометрической 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.

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

6.3.