Источники загрязняющих веществ, их состав и пути распространения

Токсикологические свойства газообразных загрязнений

1. Оксид углерода (II) – угарный газ (СО).

1.1. Антропогенные источники поступления:

- бытовые источники (неполное сгорание газа в плитах и топлива в печах);

- пожары (опасность отравления СО; 50% гибели при пожарах – отравление СО);

- химическая промышленность (производство аммиака, соды, синтез метанола, производство

синтетических волокн, кокса);

- металлургическая промышленность (производство стали);

- автотранспорт (более половины антропогенного СО).

Содержание СО в выхлопных газах может достигать 12%. Повышение содержания СО в выхлопных газах – на холостом ходу, на малых оборотах, торможении и ускорении. Особенно опасны пробки на дорогах. Летом СО накапливается в зеленых зонах перед дворами, рядом с магистралью на расстояние до 150 метров. Опасно накопление СО в тоннелях и гаражах.

a. Механизм токсичного действия.

СО соединяется с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин à нарушается способность крови к переносу кислорода (О2) à недостаток кислорода в организме.

b. Острое отравление.

При вдыхании концентрации до 1000 мг/м³ – тяжесть и ощущение сдавливания головы, сильная боль во лбу и висках, головокружение, шум в ушах, покраснение и жжение кожи лица, дрожь, чувство слабости и страха, жажда, учащение пульса, ощущение недостатка воздуха, тошнота, рвота. В дальнейшем при сохранении сознания – оцепенелость, слабость и безучастность, ощущение приятной истомы, затем нарастает сонливость и оцепенение, смутность сознания, человек теряет сознание. Далее – одышка и смерть от остановки дыхания. При концентрации 5 000 мг/м³ – за 20-30 минут – слабый пульс, замедление и остановка дыхания, смерть.

При концентрации 14 000 мг/м³ – за 1-3 минуты – потеря сознания, рвота, смерть.

c. Хроническое отравление.

Головные боли, головокружение, слабость, тошнота, исхудание, отсутствие аппетита; при длительном контакте – нарушение сердечно-сосудистой системы, одышка, боли в области сердца.

d. Нормативы.

ПДК (мг/м³):

ПДКр.з. (в течение рабочего дня) 20,0

60 минут 50,0

15 минут 200,0

ПДКм.р. 5,0

ПДКс.с 3,0

4-й класс опасности.

2. Циановодород – HCN – синильная кислота.

2.1. Антропогенные источники поступления.

Химическая и металлургическая промышленность; горение полимеров.

Синильная кислота и ее соли присутствуют в сточных водах рудообогатительных фабрик, рудников, приисков, гальванических цехов, металлургических заводов.

2.2. Токсичность солей синильной кислоты.

Токсичность солей HCN – за счет образования HCN при их гидролизе. Циановодород вызывает быстрое ухудшение состояния из-за блокирования дыхательных ферментов в клетках (блокирование цитохромоксидазы в митохондриях). Клетки не могут потреблять кислород и поэтому гибнут.

2.3. Острое отравление.

1 мг/м³– запах.

При высоких концентрациях (более 10 000 мг/м³) – почти мгновенная потеря сознания, паралич дыхания и сердца.

При меньших концентрациях происходит несколько стадий отравления:

1) Начальная стадия: царапанье в горле, жгуче-горький вкус во рту, слюнотечение, онемение рта, мышечная слабость, головокружение, острая головная боль, тошнота, рвота.

2) Вторая стадия: постепенно усиливается общая слабость, боли и чувство стеснения в области сердца, замедление пульса, сильная одышка, тошнота, рвота (стадия одышки).

3) Стадия судорог: чувство тоски, усиливающаяся одышка, потеря сознания, сильные судороги.

4) Стадия паралича: полная потеря чувствительности и рефлексов, непроизвольное мочеиспускание и дефекация, остановка дыхания, смерть.

2.4. Хроническое отравление.

Головная боль, слабость, быстрая утомляемость, повышение общего недомогания, нарушение координации движений, потливость, повышенная раздражительность, тошнота, боли в подложечной области, боли в сердце.

2.5. ПДК для HCN и его солей (в пересчете на циановодород):

ПДКр.з. 0,3 мг/м³

ПДКс.с. 0,01 мг/м³

ПДКв. (в воде водоисточников) 0,1 мг/л

1-й класс опасности.

3. Оксиды азота (NO и NO2).

3.1. Антропогенные источники поступления:

- сгорание ископаемого топлива;

- транспорт;

- производство азотной и серной кислот;

- бактериальное разложение силоса.

3.2. Токсическое действие.

NO – кровяной яд, препятствует переносу кислорода гемоглобином.

NO2 – выраженное раздражающее и прижигающее действие на дыхательные пути, приводит к развитию отека легких; тиоловый яд, блокирует SH-группы белков.

3.3. Острое отравление.

NO – общая слабость, головокружение, онемение ног. При более сильном отравлении – тошнота, рвота, усиление слабости и голокружения, снижение кровяного давления. При тяжелом отравлении – синюшность губ, слабый пульс, легкий озноб. Через несколько часов – улучшение состояния, через 1-3 дня – резкая слабость, сильная головная боль, онемение рук и ног, сонливость, головокружение.

NO₂

При 8 мг/м3 – запах и небольшое раздражение.

При 14 мг/м3 – раздражение глаз и носа.

Вдыхание в течение 5 минут 510-760 мг/м³ – пневмония.

950 мг/м3 – отек легких в течение 5 минут.

Для острого отравления характерны две фазы:

Сначала – отек, затем – бронхит и его последствия.

3.4. Хроническое отравление.

NO: нарушение функций органов дыхания и кровообращения;

NO₂: воспаление слизистой оболочки десен, хронический бронхит.

3.5. Нормативы:

NO: NO₂:

ПДК_м.р. 0,4 мг/м³ ПДК_мр. 0,085 мг/м³

ПДК_с.с. 0,06 мг/м³ ПДК_с.с. 0,04 мг/м³

3-й класс опасности 2-й класс опасности

4. Оксид серы (IV) – сернистый газ SO2.

4.1. Антропогенные источники поступления:

Сжигание угля и нефтепродуктов:

80% - в промышленности и быту;

19% - металлургия;

1% - транспорт.

Min S – природный газ, max S – уголь, нефть (зависит от сорта).

В металлургии – при выплавке меди, цинка, свинца, никеля; из сульфидных руд (колчеданов)

4.2. Механизм действия.

Оказывает многостороннее общетоксическое действие. Нарушает углеводный и белковый обмен, ингибирует ферменты. Обладает раздражающим действием. Нарушает функцию печени, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы, почек.

4.3. Острое отравление.

В лекгих случаях (концентрация ~ 0,001 % по объему) – раздражение верхних дыхательных путей и глаз. Слезотечение, чихание, першение в горле, кашель, осиплость голоса. При поражение средней тяжести: общая слабость, сухой кашель, боль в носу и горле, тошнота, боли в подложечной области, носовые кровотечения. В тяжелых случаях – острое удушье, мучительный кашель, отек легких, смерть.

4.4. Хроническое отравление.

Нарушение дыхательной, сердечно-сосудистой систем и желудочно-кишечного тракта. Одна из форм поражения – бронхиты: кашель, боли в груди, одышка, слабость, утомляемость, потливость. Поражение печени – токсический гепатит – тяжесть и боль в правой подреберной области, тошнота, горечь во рту. Поражение желудка – боль натощяк или после еды, изжога, тошнота, снижение аппетита, язва желудка и двенадцатиперстной кишки.

4.5. Нормативы.

ПДКр.з. 10 мг/м³

ПДКм.р. 0,5 мг/м³

ПДКс.с. 0,05 мг/м³

2-й класс опасности.

Токсичность некоторых твердых загрязнителей

1. Мышьяк (As).

1.1.Антропогенные источники загрязнения.

- металлургия (мышьяк – примесь во многих рудах): производство Pb, Zn, Ni, Cu, Sn, Mo, W;

- производство серной кислоты и суперфосфата;

- сжигание каменного угля, нефти, торфа;

- производство мышьяка и As-содержащих ядохимикатов;

- кожевенные заводы.

Выбросы в воздух с дымом и со сточными водами.

1.2.Токсическое действие.

Тиоловый яд à широкий спектр действия:

- нарушение обмена веществ;

- повышение проницаемости стенок сосудов à разрушение эритроцитов (гемолиз);

- разрушение тканей в месте их прямого контакта с мышьяком;

- канцерогенное действие;

- эмбриотоксический и тератогенный эффект.

1.3.Острое отравление.

В легких случаях – общее недомогание, головная боль, тошнота; затем – боли в правом подреберье и пояснице, тошнота, рвота.

Тяжелые отравления:

При поступлении через рот – металлический привкус, жжение и сухость во рту, боли при глотании через несколько часов после отравления.

При поступлении через органы дыхания – раздражение верхних дыхательных путей и глаз – слезы, чихание, кашель, кровохарканье, боль в груди, отек лица и век.

Затем – сильная слабость, головокружение, головная боль, тошнота, рвота, боли в животе, онемение пальцев рук и ног. Затем – неукротимая рвота с кровью, судороги, носовые кровотечения, кровоизлияния в различных частях тела.

Через 8-15 дней – резкие боли в конечностях, резкая слабость, сонливость, сильные головные боли, судороги, паралич, смерть от паралича дыхания.

1.4.Хроническое отравление.

Повышенная утомляемость, исхудание, тошнота, головокружение, боли в конечностях, желудке, кишечнике, груди, горле, кашель, отек лица и век. Выпадение волос и ногтей, кровоизлияние, потемнение кожи. Раздражительность, рвота, неустойчивый стул, отсутствие аппетита.

1.5.Нормативы.

Мышьяк и его неорганические соединения (в пересчете на мышьяк):

ПДКс.с. 0,003 мг/м³

ПДКв. (воды) 0,05 мг/л

2-й класс опасности.

2. Ртуть (Hg).

2.1. Антропогенные источники поступления:

- получение ртути и ртутьсодержащих веществ;

- сжигание органического топлива;

- цветная металлургия;

- коксование угля;

- производство хлора и соды;

- сжигание мусора.

Поступление: в виде паров, водорастворимость солей и органических соединений.

2.2. Токсическое действие.

Тиоловый яд à широкий спектр действия.

Проявление токсического эффекта зависит от формы, в которой ртуть поступила в организм.

Особенность паров ртути – нейтротоксичноть, действие на высшую нервную деятельность.

2.3. Острое отравление.

Пары ртути:

Симптомы появляются через 8-24 часа после отравления.

Общая слабость, головная боль, боль при глотании, повышение температуры, кровоточивость, воспаление в полости рта, боли в животе, поражение желудка (тошнота, рвота, жидкий стул), поражение почек.

2.4. Хроническое отравление.

В основном – действие на центральную нервную систему.

Снижение работоспособности, быстрая утомляемость, повышенная возбудимость. Ослабление памяти, беспокойство, неуверенность в себе, раздражительность, головные боли.

Далее – слабость, сонливость, апатия, эмоциональная неустойчивость, дрожание рук, языка, век (в тяжелых случаях всего тела). Повышенная психическая возбудимость, пугливость, общая подавленность, упрямость и раздражительность, ослабление памяти, невралгия.

2.5. Нормативы.

Металлическая ртуть (пары):

ПДКр.з. 0,01 мг/м³

ПДКс.с. 0,0003 мг/м³

1-й класс опасности.

3. Свинец (Pb).

3.1. Антропогенные источники поступления.

- свинцовые и свинцово-цинковые заводы (цветная металлургия);

- выхлопные газы автомобилей (тетраэтил свинец добавляют для повышения октанового числа);

- сточные воды следующих производств: металлообрабатывающего, машиностроительного,

нефтехимического, спичечного, фотоматериалов;

- сжигание каменного угля и бытового мусора.

3.2. Токсическое действие.

Тиоловый яд, но менее токсичен, чем ртуть и мышьяк.

Поражает ЦНС, периферическую нервную систему, костный мозг, кровь, сосуды, генетический аппарат, клетки.

3.3. Острое отравление.

Острые (отравление солями свинца): схваткообразные боли в животе, запор, общая слабость, головокружение, боли в конечностях и пояснице.

3.4. Хроническое отравление.

Внешне: свинцовая (черная) кайма по краю десен, землисто-серая окраска кожи.

Изменение нервной системы.: головная боль, головокружение, утомляемость, раздражительность, нарушение сна, ухудшение памяти, эпилептические припадки.

Двигательные расстройства: параличи отдельных мышц, дрожания рук, век и языка; боли в конечностях, изменения системы крови – свинцовая анемия, обменные и эндокринные нарушения, нарушения желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы.

3.5. Нормативы.

Pb металл. ПДКр.з. 0,01 мг/м³, соли Pb ПДКс.с. 0,0003 мг/м³,

ПДКс.с. 0,003мг/м³.

2-й класс опасности.

4. Хром (Cr).

4.1. Антропогенные источники поступления.

Выбросы предприятий, где добывают, получают, перерабатывают и применяют хром (в том числе гальванические и кожевенные производства).

4.2. Токсическое действие.

Токсичность зависит от валентности:

Cr (VI) > Cr (III) > Cr (II)

Поражает почки, печень, поджелудочную железу, обладает канцерогенным эффектом. Раздражающее действие, Cr (VI) – аллерген.

4.3. Острое отравление.

Аэрозольные соединения Cr (VI), хроматы, бихроматы – насморк, чихание, носовые кровотечения, раздражение верхних дыхательных путей; в тяжелых случаях – острая почечная недостаточность.

4.4. Хроническое отравление.

Поражение верхних дыхательных путей и развитие бронхитов и бронхиальной астмы; поражение печени (нарушение функций, развитие цирроза), аллергические заболевания кожи – дерматиты, язвы, «хромовые экземы».

Хроматы – главная причина производственных контактных дерматитов на кистях рук, предплечьях, лице, веках.

При длительном контакте с соединениями хрома возрастает вероятность раковых заболеваний.

4.5. Нормативы.

Cr+6 в пересчете на CrO3 (хроматы, бихроматы):

ПДКм.р. 0,0015 мг/м³

ПДКс.с. 0,0015 мг/м³

1-й класс опасности.

5. Медь (Cu).

5.1. Антропогенные источники поступления.

- предприятия цветной металлургии;

- медь-содержащие пестициды;

- гальванические производства;

- сжигание угля и нефти.

5.2. Токсическое действие.

Тиоловый яд

5.3. Острое отравление.

CuSO4

При попадании в желудок – тошнота, рвота с кровью, боль в животе, понос, нарушение координации движений, смерть от почечной недостаточности.

При вдыхании аэрозоля – приступы кашля, боли в животе, носовое кровотечение. Повышение температуры.

5.4. Хроническое отравление.

Расстройства нервной системы, печени почек, разрушение носовой перегородки.

5.5. Нормативы.

CuSO4 ПДКр.з. 0,5 мг/м³

ПДКм.р. 0,003 мг/м³

ПДКс.с. 0,001 мг/м³

2-й класс опасности.

Лекция 8