Класифікація отруйних речовин

Курсова робота

з дисципліни «Цивільна оборона»

Тема:

«Класифікація отруйних речовин»

Зміст

Вступ

1. Огляд літератури

1.1 Загальна характеристика хімічних речовин

1.2 Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин

1.3 Хімічні речовини та шляхи потрапляння їх в організм

1.4 Шкідливі речовини в повітрі, воді та продуктах харчування

2. Рішення задач з оцінки радіаційної і хімічної обстановки

2.1 Оцінка радіаційної обстановки

2.2 Оцінка хімічної обстановки

Схема місцевості

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

Проблема захисту людини від небезпек постала водночас з появою на Землі людства. Протягом усієї історії цивілізації кожна окрема людина загалом дбала про власну безпеку та безпеку своїх близьких, так само як і людству доводилося дбати про безпеку свого існування. Первісна людина була тісно пов'язана з природою. Наші предки не просто поклонялися рослинам, звірям, птахам, сонцю, вітру, воді тощо, а використовували свої знання про них для життя в єдності з природою, оскільки саме природні небезпеки становили головну загрозу. Другою групою небезпек, які почали становити загрозу людині з часу існування її на нашій планеті, були дії інших людей. Війни, збройні конфлікти, вбивства, викрадення, погрози, терористичні акти та інші акти насильства супроводжували і в наш час продовжують супроводжувати розвиток суспільства. Третьою на Землі з'явилась група небезпек, що походять від об'єктів, створених людьми, так званих антропогенних чинників: машин, хімічних та вибухових речовин, джерел різного роду випромінювань, макро- та мікроорганізмів тощо. Ці небезпеки пов'язані з прагненням людини глибше пізнати себе і навколишній світ, створювати матеріальні блага і, як не парадоксально, з пошуком більшої безпеки. Протягом усієї своєї історії, людство прагне зробити життя зручним. У людському прагненні до пізнання дуже часто засоби витісняють мету, людина стає додатком до створеного нею, а її ж творіння становлять загрозу для неї самої. Можна навести багато прикладів, які, здавалося, свідчать про те, не завдяки набутим знанням з розвитком цивілізації рівень безпеки людей зростає. Людство подолало епідемії тифу, холери, віспи, чуми, поліомієліту. Середня тривалість життя у розвинених країнах світу вже наближається до 80 років і продовжує зростати. Цих результатів досягнуто завдяки розвитку медицини, що сягає своїми коренями часів Гіппократа (460-370 рр. до Р.Х.), який здійснив реформу античної медицини, та Аристотеля (384-322 рр. до Р.Х.), який вже в ті далекі часи вивчав умови праці.

1. Огляд літератури

1.1 Загальна характеристика хімічних речовин

Протягом свого життя людина постійно стикається з великою кількістю шкідливих речовин, які можуть викликати різні види захворювань, розлади здоров'я, а також травми як у момент контакту, так і через певний проміжок часу. Особливу небезпеку становлять хімічні речовини, які залежно від їх практичного використання можна поділити на:

• промислові отрути, які використовуються у виробництві (розчинники, барвники) є джерелом небезпеки гострих і хронічних інтоксикацій при порушенні правил техніки безпеки (наприклад, ртуть, свинець, ароматичні сполуки тощо);

• отрутохімікати, що використовуються у сільському господарстві для боротьби з бур’янами та гризунами (гербіциди, пестициди);

• лікарські препарати;

• хімічні речовини побуту, які використовуються як харчові добавки, засоби санітарії, особистої гігієни, косметичні засоби;

• хімічна зброя.

Залежно під характеру дії на організм людини хімічні речовини поділяються на: токсичні, подразнюючі, мутагенні, канцерогенні, наркотичні задушливі, ті, що впливають на репродуктивну функцію, сенсибілізатори.

Токсичні речовини - це речовини, які викликають отруєння усього організму людини або впливають на окремі системи людського організму (наприклад, на кровотворення, центральну нервову систему).

Ці речовини можуть викликати патологічні зміни певних органів, наприклад: нирок, печінки. До таких речовин належать такі сполуки, як: чадний газ, селітра, концентровані розчини кислот чи лугів тощо.

Подразнюючі речовини викликають подразнення слизових оболонок, дихальних шляхів, очей, легень, шкіри (наприклад, пари кислот, лугів, аміак).

Мутагенні речовини призводять до порушення генетичного коду, зміни спадкової інформації. Це - свинець, радіоактивні речовини тощо. Канцерогенні речовини викликають, як правило, злоякісні новоутворення - пухлини (ароматичні вуглеводні, циклічні аміни, азбест, нікель, хром тощо).

Наркотичні речовини впливають на центральну нервову систему (спирти, ароматичні вуглеводи).

Задушливі речовини приводять до токсичного набряку легень (оксид вуглецю, оксиди азоту).

Прикладом речовин, що впливають на репродуктивну (народжувальну) функцію, можуть бути: радіоактивні ізотопи, ртуть, свинець тощо.

Сенсибілізатори — це речовини, що діють як алергени. Це, наприклад: розчинники, формалін, лаки на основі нітро- та нітрозосполук тощо.

Дуже негативні наслідки має вплив саме отруйних речовин на живі організми, повітря, грунт, воду тощо. Своєю дією ці речовини призводять до критичного стану навколишнього середовища, впливають на здоров'я та працездатність людей, на їх майбутнє покоління.

Отруйними називаються речовини, які призводять до ураження всіх живих організмів, особливо людей та тварин.

Шляхи проникнення отруйних речовин в організм людини: через шкіру, органи дихання та шлунок.

Ступінь ураження отруйними речовинами залежить від їх токсичності, вибіркової дії, тривалості, а також від їх фізико-хімічних властивостей.

За вибірковістю дії шкідливі речовини можна поділити на:

серцеві — кардіотоксична дія: ліки, рослинні отрути, солі барію, калію, кобальту, кадмію тощо;

нервові — порушення психічної активності (чадний газ, фосфорорганічні сполуки, алкогольні вироби, наркотичні засоби, снотворні ліки);

печінкові — хлоровані вуглеводні, альдегіди, феноли, отруйні гриби;

ниркові - сполуки важких металів, етиленгліколі, щавлева кислота;

кров'яні — похідні аніліну, анілін, нітрити;

легеневі — оксиди азоту, озон, фосген.

За тривалістю дії шкідливі речовини можна поділити на три групи:

летальні, що призводять або можуть призвести до смерті (у 5% випадків) - термін дії до 10 діб;

тимчасові, що призводять до нудоти, блювоти, набрякання легенів, болю у грудях - термін дії від 2 до 5 діб;

короткочасні - тривалість декілька годин. Призводять до подразнення у носі, ротовій порожнині, головного болю, задухи, загальної слабості, зниження температури.

Велика кількість захворювань, а також отруєнь виникає із проникненням шкідливих речовин - газів, парів, аерозолів - в організм людини головним чином через органи дихання. Цей шлях дуже небезпечний, тому що шкідливі речовини, потрапляючи у кров, розносяться по всьому організму. Аерозолі викликають загальнотоксичну дію у результаті проникнення пилових часточок (до 5 мкм) в глибокі дихальні шляхи, в альвеоли, частково або повністю розчиняються в лімфі і, поступаючи у кров, викликають інтоксикацію. Високодисперсні пилові часточки дуже важко вловлювати.

Отруйні речовини потрапляють у шлунково-кишковий тракт через недотримання правил особистої гігієни, - наприклад, харчування або куріння на робочому місці без попереднього миття рук. Ці речовини відразу можуть потрапляти у кров з ротової порожнини. До таких речовин, наприклад, належать жиророзчинні сполуки, феноли, ціаніди.

Шкідливі речовини можуть потратити в організм людини через шкіру, як при контакті з руками, так і у випадках високих концентрацій токсичних парів і газів у повітрі на робочих місцях. Розчиняючись у шкірному жирі та потових залозах, речовини можуть надходити у кров. До них належать легкорозчинні у воді і жирах вуглеводні, ароматичні аміни, бензол, анілін тощо. Ураження шкіри безумовно прискорює проникнення отруйних речовин в організм.

1.2 Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин

Для послаблення впливу шкідливих речовин на організм людини, для визначення ступеня забрудненості довкілля та впливу на рослинні та тваринні організми, проведення екологічних експертиз стану навколишнього середовища або окремих об'єктів чи районів в усьому світі користуються такими поняттями, як:

гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин (полютантів),

гранично допустимі викиди (ГДВ),

гранично допустимі екологічні навантаження (ГДЕН),

максимально допустимий рівень (МДР),

тимчасово погоджені викиди (ТПВ),

орієнтовно безпечні рівні впливу (ОБРВ) забруднюючих речовин у різних середовищах.

ГДК встановлюються головними санітарними інспекціями в законодавчому порядку або рекомендуються відповідними установами, комісіями на основі результатів комплексних наукових досліджень, лабораторних експериментів, а також відомостей, одержаних під час і після різних аварій на виробництвах, воєнних дій, природних катастроф з використанням тривалих медичних обстежень людей на шкідливих виробництвах (хімічні виробництва, АЕС, шахти, кар'єри, ливарні цехи).

Доки існують шкідливі види антропогенної діяльності, щоб обмежити їх вплив на природне середовище, потрібно нормувати кількість шкідливих речовин, які викидаються в повітря, ґрунти, води всіма типами забруднювачів, постійно контролювати викиди різного типу об'єктів, прогнозуючи стан довкілля та приймаючи відповідні санкції і рішення щодо порушників законів про охорону природи.

В основу нормування всіх забруднювачів у нормативах різних країн покладено визначення ГДК у різних середовищах. За основу приймають найнижчий рівень забруднення, що ґрунтується на санітарно-гігієнічних нормах.

Граничнодопустимі концентрації шкідливих речовин в атмосфері населених пунктів

Слід зазначити, що ГДК забруднювачів у нормативах різних країн часто різняться, хоча й незначно.

Вважається, що ГДК шкідливої речовини — це такий вміст її у природному середовищі, який не знижує працездатності та самопочуття людини, не шкодить здоров'ю у разі постійного контакту, а також не викликає небажаних (негативних) наслідків у нащадків.

Визначаючи ГДК, враховують ступінь впливу не лише на здоров'я людини, але й на диких та свійських тварин, рослини, гриби, мікроорганізми й природні угруповання в цілому.

Найновіші дослідження свідчать, що нижніх безпечних меж впливів канцерогенів та іонізуючої радіації не існує. Будь-які дози, що перевищують звичайний природний фон, є шкідливими.

За наявності в повітрі чи воді кількох забруднювачів односпрямованої дії повинна виконуватись така умова:

С1/ГДК1+С2/ГДК2+...+С/ГДК=1,

де С1, С2,..., С - фактичні концентрації забруднювачів, мг\ м³;

ГДК1,ГДК2,...ГДК – ГДК забруднювачів, мг\ м³.

Якщо зазначена умова не виконується, то кажуть, що санітарний стан не відповідає нормативним вимогам.

Дуже шкідливою є сумарна дія таких полютантів, як сірчаний газ, діоксид азоту, фенол, аерозолі, сірчана (Н2SО4) та фтористоводнева (НF) кислоти.

Для визначення максимальної разової ГДК використовуються високочутливі тести, за допомогою яких виявляють мінімальні впливи забруднювачів на здоров'я людини у разі короткочасних контактів (виміри біопотенціалів головного мозку, реакція ока тощо).

Для визначення тривалих впливів забруднювачів (токсикантів) проводять експерименти на тваринах, використовують дані спостережень під час епідемій, аварій, додаючи до певного порогового впливу коефіцієнт запасу, що знижує дію ще в кілька разів.

Для різних середовищ ГДК одних і тих самих токсикантів відрізняються.

ГДК речовин в природних водах поділяються на:

ГДК вод господарсько-питного харчування;

ГДК вод рибного господарства.

У ґрунтах ГДК речовин визначають переважно для одного шару. Речовини не повинні шкідливо впливати на якість вирощуваної людиною для споживання продукції, а також на здатність ґрунту самоочищуватись, нормально функціонувати. Останнім часом дедалі більше робиться розрахунків ГДК для продуктів харчування.

Основними засобами захисту людини від впливу шкідливих речовин є:

гігієнічне нормування їх вмісту у різних середовищах;

різні методи очищення газових викидів (адсорбція, абсорбція, хімічне перетворення) та стоків (первинне, вторинне та третинне очищення).

1.3 Хімічні речовини та шляхи потрапляння їх в організм

Можливість надходження речовини через легені визначається насамперед її агрегатним станом (пара, газ, аерозоль). Цей шлях проникнення виробничих отрут в організм є основним і найбільш небезпечним, оскільки поверхня легеневих альвеол займає значну площу (100-120 м2), а кровопотік у легенях досить інтенсивний.

Швидкість усмоктування хімічних речовин у кров залежить від їх агрегатного стану, розчинності у воді і біосередовищах, парціального тиску в альвеолярному повітрі, величини легеневої вентиляції, кровопотоку у легенях, стану легеневої тканини (наявність запальних вогнищ, транссудатів, ексудатів), характеру хімічної взаємодії з біосубстратами дихальної системи.

Надходження у кров летких хімічних речовин (газів і парів) підпорядковано певним закономірностям. По-різному усмоктуються нереагуючі і реагуючі газо- і пароподібні речовини. Усмоктування нереагуючих газіві парів (вуглеводні жирного і ароматичного рядів та їх похідні) здійснюються у легенях за принципом простої дифузії у напрямку зниження градієнта концентрації.

Для нереагуючих газів (парів) коефіцієнт розподілу є величиною постійною. За його значенням можна судити про небезпеку виникнення тяжкого отруєння. Пари бензину (К = 2,1), наприклад, при великих концентраціях здатні викликати миттєве гостре і навіть смертельне отруєння. Пари ацетону, які мають високий коефіцієнт розподілу (К = 400), не можуть викликати гострого, тим більше смертельного отруєння, оскільки ацетон, на відміну від бензину, насичує кров повільніше, при виникненні симптомів інтоксикацію легко відвернути.

При вдиханні реагуючих газів насичення тканин організму не настає через їх швидке хімічне перетворення; чим швидше проходять процеси біотрансформації отрут, тим менше вони нагромаджуються у вигляді вихідних продуктів. Сорбція реагуючих газів і парів відбувається з постійною швидкістю. Процент сорбованої речовини знаходиться у прямій залежності від об'єму дихання. Внаслідок цього небезпека гострого отруєння тим значніша, чим довше людина знаходиться у забрудненій атмосфері; розвитку інтоксикації може сприяти фізична робота, яка виконується в умовах нагрівного мікроклімату.

Точка прикладення дії реагуючих газів і парів може бути різною. Деякі з них (хлороводень, аміак, оксид сірки), які добре розчиняються у воді, сорбуються переважно у верхніх дихальних шляхах. Речовини (хлор, оксид азоту), які гірше розчиняються у воді, проникають в альвеоли і сорбуються в основному там.

Механізм усмоктування хімічних речовин через шкіру складний. Можливе їх пряме (трансепідермальне) проникнення через епідерміс, волосяні фолікули і сальні залози, протоки потових залоз. Різні ділянки шкіри мають неоднакову здатність до всмоктування виробничих отрут; більш придатна для проникнення токсичних агентів шкіра на медіальній поверхні стегон і рук, у паховій ділянці, статевих органів, грудей і живота.

На першому етапі токсичний агент проходить через епідерміс – ліпопротеїновий бар'єр, проникний лише для газів і жиророзчинних органічних речовин. На другому стані речовина потрапляє з дерми у кров. Цей бар'єр доступний для сполук, добре або частково розчинних у воді (крові).

Таким чином, через шкіру проникають ті речовини, які поряд з до-доброю жиророічинністю водорозчинні. Небезпека шкірно-резорбтивної дії значно зростае, якщо вказані фічико-хімічні властивості отрути поєднуються з високою токсичністю.

До виробничих отрут, здатних викликати інтоксикацію у разі проникнення через шкіру, відносять ароматичні аміно- і нітросполуки, фосфорорганічні інсектициди, хлоровані вуглеводні, металоорганічні сполуки, тобто сполуки, яким не властива дисоціація на іони (неелектроліти). Електроліти через шкіру не проникають; вони затримуються, як правило, у роговому або блискучому шарі епідермісу. Виняток становлять важкі метали (свинець, олово, мідь, миш'як, вісмут, ртуть, сурма) та їх солі. З'єднуючись з жирними кислотами і шкірним салом на поверхні або в середині рогового шару епідермісу, вони утворюють жиророзчинні солі, здатні долати епідермальний бар'єр.

Через шкіру проникають не тільки рідкі речовини, що забруднюють її, а й леткі газо- і пароподібні неелектроліти. По відношенню до них шкіра є інертною мембраною, через яку вони проникають за допомогою дифузій. Із збільшенням жиророзчинності проникна здатність легких неелектролітів зростає.

Всмоктування токсичних речовин з травного каналу у більшості випадків носить вибірний характер, оскільки різні його відділи мають свою особисту будову, іннервацію, хімічне середовище і ферментний склад.

Деякі токсичні речовини (всі жиророзчинні сполуки, феноли, деякі солі, особливо ціаніди) всмоктуються вже у порожнині рота. При цьому токсичність речовин збільшується за рахунок того, що вони не піддаються дії шлункового соку і, минаючи печінку, не знешкоджуються у ній.

Із шлунка всмоктуються всі жиророзчинні речовини і неіонізовані молекули органічних речовин за допомогою простої дифузії. Через пори клітинної мембрани шлункового епітелію можливе проникнення речовин фільтрацією. Багато отрут, у тому числі сполуки свинцю, у шлунковому вмісті розчиняються краще, ніж у воді, тому краще й усмоктуються. Деякі хімічні речовини, потрапивши у шлунок, повністю втрачають токсичність або вона значно зменшується через інактивацію шлунковим вмістом. Так, отрута кураре, тетанусу, змій і комах, бактеріальні токсини, потрапляючи всередину через травний канал, практично нешкідливі.

На характер і швидкість всмоктування суттєво впливають ступінь наповнення шлунка, розчинність у шлунковому вмісті і його рН. Речовини, прийняті натще, всмоктуються, як правило, інтенсивніше.

Усмоктування токсичних речовин з травного каналу відбувається в основному у тонкій кишці. Жиророзчинні речовини добре всмоктуються за допомогою дифузії. Ліпофільні сполуки швидко проникають у стінку кишок, однак порівняно повільно всмоктуються у кров. Для швидкого всмоктування речовина повинна добре розчинюватись у ліпоїдах і воді. Розчинність у воді сирияе всмоктуванню отрути із стінки кишки у кров. Швидкість всмоктування хімічних речовин залежить від ступеня іонізації молекули. Кислі речовини всмоктуються за умови, що їх негативний логарифм константи іонізації (рКа) перевищує 3, лужні - до 8, тобто погано всмоктуються речовини, які у слабокислому або слаболужному середовищі знаходяться в іонізованому стані. Сильні кислоти та луги всмоктуються повільно через утворення комплексів з кишковим слизом. Речовини, близькі за будовою до природних сполук, усмоктуються через слизову оболонку активним транспортом, який забезпечує надходження поживних речовин.

1.4 Шкідливі речовини в повітрі, воді та продуктах харчування

Найчастіше продукти харчування забруднені хлор-, фосфор-, і ртутьорганічними з'єднаннями, похідними карбомінової, тио- і дитиокарбомінової кислот, бромідами. З групи хлорорганічних пестицидів в продуктах знайдені ДДТ, ДДЕ, алдрин, дилдрин і деякі інші; з фосфорорганічних - тіофос, карбофос та ін.; з карбаматів - севін, цинеб і т. ін. Хлорорганічні пестициди знаходять в продуктах тваринного і рослинного походження, а фосфорорганічні і карбамати - переважно в рослинах.

Накопичення стійких хімічних речовин у продуктах харчування найчастіше всього пов'язано з порушенням правил і регламенту їх використання, підвищеною дозою препарату відносно рекомендованих, недотримання термінів останнього обробітку рослин перед збором врожаю (час чекання) та ін.

У багатьох випадках причиною забруднення пестицидами фуражних культур є вирощування їх в міжряддях оброблених садів.

Зміст хлорорганічних пестицидів у продуктах тваринного походження може бути пов'язано і з обробкою ними забійної і молочної худоби з метою боротьби з ектопаразитами.

Чим більше стійкість і токсичність пестицидів, тим серйозніше їх негативний вилив на живу природу і людину. Їх стійкість до факторів навколишнього середовища (сонячного світла, кисню, мікробіологічного трощення та інше, можливість отрутохімікатів зберігається тривалий час) в більшій мірі визначае їх небезпеку.

Один з механізмів негативних впливів - передача і концентрування

стабільних пестицидів за трофічними ланцюгами. Стійкі до визначених пестицидів флора і фауна можуть накопичувати їх без трощення.

Як результат концентрація токсиканту в організмі може багаторазово перевищити початкову концентрацію її у навколишньому середовищі. Цей процес біологічного концентрування має серйозне екологічне значення в харчових ланцюгах, пов'язаних з водним середовищем. Класичний приклад біологічного концентрування - накопичення ДДТ і препаратів ртуті в організмі морських птахів. Ці птахи - кінцева ланка трофічного ланцюга: морська вода - планктон - риба, що споживає рибу. В цьому ланцюгу концентрація токсиканту від початкової ланки (морської води) до кінцевої (птаха) збільшується в багато тисяч разів.

2. Рішення задач з оцінки радіаційної і хімічної обстановки

2.1 Оцінка радіаційної обстановки

Вихідні данні для оцінки радіаційної обстановки.

Варіант 2-Б (Півні)

Рівні радіації в центрі населених пунктів

Дані фактичної радіаційної обстановки в районі Сорокино, Півні, Хлібне, Палівка Р/год

Напрямок середнього вітру – центр с. Півні, висота 85,0 Р/год

Зведена таблиця рівнів радіації