Механизм воздействия на организм некоторых химических веществ широко используемых в промышленности

Введение

Использование полимерных материалов и изделий  из них достигло в настоящее время  колоссальных размеров, а перспективы  их производства и применения в различных  областях народного хозяйства и  быта постоянно расширяются. В связи  с этим контакт с полимерными материалами вовлечено подавляющее большинство населения, большая часть которого непосредственно не связана с их производством.

В связи с  тем что пластмассы являются потенциальным  источником выделения химических веществ  в окружающую среду, необходимы профилактические мероприятия, обеспечивающие их безопасное для здоровья производства применение. В нашей стране мероприятия по гигиенической регламентации применения полимерных материалов носят законодательный характер, осуществляются органами санитарной службы в порядке проведения государственного санитарного надзора и регулируются официальными гигиеническими нормативами, инструкциями, санитарными правилами. Гигиеническая регламентация применения изделий из полимерных материалов определяется совокупностью профилактических мероприятий, имеющих разнообразное законодательное применение и базирующихся на оценке возможного вредного воздействия пластмасс и их компонентов на здоровье населения.

Как известно, полимерные материалы могут оказывать разнообразное  воздействие на организм человека вследствие присущих им теплозащитных свойств, а также возможности накопления на поверхности зарядов статического электричества( речъ идет о материалах, используемых, главным образом, для изготовления одежды, обуви и в строительстве), из-за стимулирующего влияния на окружающую микрофлору и т.д. Однако основным вредным фактором в связи с применением пластмасс остается возможное загрязнение воздуха, воды и пищевых продуктов вредными химическими веществами. Поэтому токсиколого-гигиеническая регламентация является основным направлением санитарного надзора за применением полимерных материалов. Гигиеническая регламентация помимо токсикологического включает также и другие аспекты, а именно: социальные, культурные, экономические, хотя охрана здоровья остается на первом месте.

Идеальным решением вопроса безопасности применения полимерных материалов является запрещение использования  при их синтезе токсичных ингредиентов, что, однако, по разным причинам чаще всего  невозможно. В ряде случаев тем не менее удается осуществить такое решение; примером может служить изъятие из рецептуры полимерных материалов некоторых мутагенов и канцерогенов.

 Таким образом,  поскольку в обозримом будущем  невозможно избавить население  от контакта с пластмассами не только на производстве, но и в быту, основная задача токсикологической регламентации их применения состоит в обеспечении уровней возможного воздействия, не представляющих опасности для здоровья.

В настоящее  время существует три подхода  при гигиенической регламентации применения полимерных материалов с учетом их токсичности и опасности для здоровья человека. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Три подхода при гигиенической  регламентации применения полимерных материалов с учетом их токсичности  и опасности для  здоровья человека.

Первый и исторически более ранний подход заключается в проведении токсикологических исследований каждой новой марки пластмассы. При этом изучается токсичность водных, молочных или масляных вытяжек. Изучение токсичности вытяжек из пластмасс, применяемых в контакте с пищевыми продуктами, проводится в хроническом опыте на лабораторных животных длительностью 10-12 мес, если еще до окончания этого срока у подопытных животных не появятся признаки интоксикации. В последнем случае эксперимент следует прекратить виду досрочного решения вопроса о токсичности изучаемого материала. Преимущества такого подхода-необязательность проведения санитарно химических исследований-были особенно важны на первых этапах развития гигиены применения полимерных материалов(ПМ), когда возможности санитарной химии были сильно ограничены из-за отсутствия подходящих методов определения ингредиентов пластмасс, мигрирующих в окружающую среду. Однако в дальнейшем этот подход к изучению новых материалов не позволял уже справиться с задачами санитарной экспертизы в условиях интенсивного развития промышленности, тормозил осуществление поисковых работ и скрининга наиболее приемлемых с гигиенической точки зрения материалов.Это обстоятельство в конечном итоге создало предпосылки для возникновения второго подхода при гигиенической регламентации применения полимерных маиериалов.Были созданы новые гигиенические нормативы-допустимые уровни (ДУ) химических веществ, выделяющихся из пластмасс в воду, и допустимые количества мигрнации (ДКМ) веществ в пищевые продукты и модельные среды.

Гигиенические нормативы –ДУ и ДКМ, регулирующие безопасное применение полимерных материалов, представлены как концентрации мигрирующих  из них веществ в воде, пищевых  продуктах или модельных средах. ДУ и ДКМ устанавливают на достаточно низких уровнях, не превышающих порогового воздействия на организм.

В качестве ДУ миграции могут быть использованы максимально  недействующие концентрации, установленные  в 6-месячном хроническом эксперименте для обоснования ПДК вредных  веществ в воде водных объектов. Полученная в этом случае величина будет заведомо не выше ДУ миграции, обеспечивая дополнительный запас надежности норматива. При отсутствии уже установленной максимально  недействующей дозы(концентрации) для обоснования ДУ миграции достаточно проведения 3-месяного токсикологического эксперимента с установлением в ней подпороговой дозы.

Для умеренно опасных  химических веществ (МНК/ПКорг>10); относящихся к хорошо изученным в токикологическом отношении классам (группам, гомологическим рядам и т.п.) и не имеющим структурных аналогов, обладающих отдаленными эффектами, объем исследований может быть ограничен проведением « острого» опыта с расчетом ЛД50, ЕТ50 и МНД.

Для веществ  с неустановленной подпороговой дозой в хроническом опыте  ДУ миграции определяют по подпороговой дозе( концентрации) в 3-месячном эксперименте с учетом изучения отдаленных эффектов. Установление подпороговой дозы в 3-месячном эксперименте производится в соответствии с существующими методическими рекомендациями.

Как при установлении ДУ, так и при обосновании ДКМ в случае, если пороговые концентрации вещества по влиянию на органолептические свойства воды или пищевых продуктов оказываются ниже порога любого биологического эффекта, лимитирующим критерием вредности является органолептический, и на соответствующем  ему уровне устанавливают норматив.

Сущность данного  подхода по осуществлению гигиенической  регламентации применения полимерных материалов заключается в том, что  новый материал или изделие из него помещают в модельные условия, соответствующие таковым при его дальнейшей эксплуатации. В этих условиях (при необходимости повторение опытов) получают данные, характеризующие миграцию, которые можно сравнить с допустимыми, т.е. безопасными для здоровья уровнями.

Преимущество  второго подхода по сравнению с первым очевидны- огромный выигрыш средств, сил и времени и, следовательно, возможность оценить большее число новых материалов.

С помощью санитарной химии  стало возможным вести  скрининг и поиск новых полимерных материалов, поскольку отрицательное гигиеническое заключение в случае, если миграция превышает ДУ или ДКМ, не вызывает сомнения. Несколько сложнее обстоит дело с положительным гигиеническим заключением на материал, так как при этом необходимо доказать отсутствие миграции всех потенциально опасных ингредиентов полимерной композиции и продуктов их превращения. Инструментальные методы анализа постоянно расширяют возможности гигиены, и сегодня уже большинству полимерных материалов можно дать полную санитарно-химическую характеристику. Тем не менее решение вопроса о том, достаточно ли результатов следований для положительной гигиенической оценки полимерных материалов, всегда сложно и под силу только опытным специалистам, имеющим возможность сравнивать результаты изучения десятков близких по составу композиций на основе одного и того же материала.

Третий подход к решению проблемы гигиенической  регламентации применения полимерных материалов имеет целью осуществить  гигиеническую стандартизацию материалов, в частности создание « пищевых» (т.е. для контакта с пищевыми продуктами) марок пластмасс. При этом имеется в виду ограничение содержания некоторых компонентов в рецептуре материала, а также контроль за этими ограничен6иями путем их внесения в ГОСТ, МРТУ, ТУ и другие документы.

Гигиеническая стандартизация полимерных материалов в настоящее время является высшей формой внедрения в практику санитарных нормативов и требований на стадии изготовления продукции с целью обеспечения охраны здоровья населения и безопасности труда работающих. При этом стандарты и технические условия, содержащие технико_ экономические показатели, должны быть дополнены требованиями, ограничивающими или исключающими из рецептуры композиции незаполимеризовавшиеся мономеры или другие токсичные примеси, способные мигрировать из пластмасс в окружающую среду. Гигиеническая стандартизация должна касаться не только химических веществ, определяющих токсичность полимерных материалов но и других, не ядовитых компонентов, которые могут придать контактирующим средам необычный запах, вкус, цвет. Особое важное значение имеет стандартизация добавок, строго ограниченное введение которых не приведет к их миграции в окружающую среду в количестве, опасным для здоровья человека.

В законодательстве многих стран в настоящее время  регламентируется содержание и набор компонентов в полимерных матерых материалах, что якобы гарантирует их безвредность в случае контакта с водой или пищевыми продуктами. Такой подход весьма привлекателен, так как освобождает санитарную службу от последующего контроля качества пластмассы, если при ее производстве соблюдены соответствующие гигиенические рекомендации. К сожалению, для реализации такого подхода прока имеется мало возможностей, поскольку каждая такая рекомендация нуждается в строгом экспериментальном обосновании, чтобы, с одной стороны, не нанести вред здоровью населения, а с другой- не выдвигать перед промышленностью неоправданно высокие требования. Следует иметь в виду, что гигиеническая стандартизация предусматривает использование достаточно чистого, не загрязненного токсическими примесями сырья, так как в противном случае сама идея может быть скомпрометирована.

Трудности осуществления  гигиенической стандартизации ни в  коей мере не снимают необходимости  ее широкого внедрения. Проведение гигиенической  регламентации применения полимерных материалов должно предусматривать использование всех трех вышеупомянутых подходов, причем чаще всего в сочетании друг с другом. 

Токсикология  полимерных материалов как раздел гигиенической  токсикологии

Общие вопросы токсикологии ПМ.

Большинство определений  токсикологии сводится к рассмотрению ее как науки, изучающей  яды и эффекты воздействия на организм, а также связанные с этим проблемы. Гигиеническая (профилактическая, санитарная) токсикология является важнейшим направлением общей токсикологии, в рамках которого реализуются мероприятия по предупреждению возникновения заболеваний химической этиологии. При этом осуществляется санитарно-гигиеническая оценка различных химических агентов, в соответствии с характером которых выделяются все новые разделы гигиенической токсикологии ( токсикология металлов, пестицидов или полимерных материалов). Ю.С. Каган считает, что термин «гигиеническая токсикология» подчеркивает единство задач различных направлений токсикологии и их подчинение целям гигиены как науки о здоровье.

Зарождение токсикологии ПМ  как раздела профилактической токсикологии относится к 30-м годам, когда описаны первые случаи массовых отравлений, причиной которых явились пластмассы или выделяющиеся из них химические вещества. По мере накопления подобных фактов и их экспериментальной проверки появилась все более настоятельная потребность их предотвращения. С каждым годом стремительно нарастал поток новых ПМ на различной химической основе, значительно расширился ассортимент используемых в синтезе пластмасс низкомолекулярных добавок, способных мигрировать из ПМ и загрязнять воздух, воду и пищевые продукты. Однако еще многие вопросы токсикологии ПМ не нашли достаточного  освещения в руководствах по гигиене и токсикологии.

Если  первоначально токсикология изучала боевые отравляющие вещества или яды для охоты ( кураре), то с развитием научно-технической революции ученые стали уделять большое внимание хроническим и длительным эффектам, связанным с воздействием новых химических веществ и отходов производства. С развитием токсикологии как науки стало ясно, что многие вещества способны оказать на организм токсическое действие при условии достаточной дозы и экспозиции.

Одной из актуальных задач современной токсикологии является исследование продуктов химического синтеза, в том числе ПМ- наиболее распространенного и многотоннажного продукта современной химии. Токсикология ПМ- это раздел гигиенической токсикологии, изучающий вредное влияние на организм человека веществ, которые выделяются из ПМ и изделий из них в процессе использования. Характерной особенностью токсикологии ПМ является профилактическое направление. Практически ежедневно промышленность изготовляет новые ПМ и изделия из пластмасс. Регулировать и управлять этим процессом без токсикологии пластмасс невозможно. Однако токсикология ПМ имеет не только прикладное значение. Благодаря своей практической значимости она нуждается также в развитии теоретических основ токсикологии вообще.