Физиологическое действие промышленных и бытовых газов

В настоящее время газ широко используется в химических лабораториях, реже - в школьных кабинетах химии. В перспективе применение газа для нагревания уменьшится вследствие взрывоопасности его смесей с воздухом. В соответствии с планом мероприятий по проведению в жизнь решений ЦК КПСС и СМ СССР о школьной реформе к 1994 г. все горелки с открытым пламенем в учебных помещениях будут заменены электрическими приборами.

В процессе обучения химии с газообразными веществами приходится иметь дело не только при нагревании, но и в ходе многочисленных экспериментов. И в том и в другом случае газы могут подействовать на организм, который к большинству их небезразличен. Опасность усугубляется тем, что постоянное вдыхание воздуха, содержащего даже безопасные для здоровья дозы вредных газов, в конечном итоге заметно «расшатывает» организм и понижает его сопротивляемость к другим ядам. Опасными могут оказаться и такие газы, которые практически не оказывают влияния на жизненные процессы. Например, природный газ, состоящий преимущественно из метана (объемная доля последнего 92% и выше), накапливаясь в воздухе, снижает относительное содержание кислорода. Постепенно человек начинает чувствовать признаки кислородного голодания - слабость, удушье.

Кроме того, не обладая общеядовитым действием, метан тем не менее имеет слабые наркотические свойства, поэтому человек перестает его ощущать. И это может вызвать опасные последствия.

Наркотическое действие более ярко выражено у гомологов метана - пропана и бутана, которые часто используются как бытовые газы, особенно в баллонных установках. Эти углеводороды проникают в организм и через кожный покров. В этом случае человек теряет сознание быстрее, а приходит в себя дольше, чем при воздействии природного газа.

В промышленных газах (коксовый, доменный), с которыми студенты и учащиеся могут иметь контакт во время экскурсий или производственной практики, наиболее ядовитым компонентом является оксид углерода (II), который образует очень стойкое соединение с гемоглобином - переносчиком кислорода. Если объемная доля СО в воздухе достигает 5%, возникает явное отравление, а при 10% работа возможна только в противогазе.

Углеводороды жирного и ароматического ряда и их гомологи в виде газов и паров, а также оксид углерода (II) в соответствии с терминологией промышленной санитарии принято называть нереагирующими, так как в организме они практически не изменяются. Эта первая группа веществ проникает в органы дыхания и поступает в кровь, диффундируя через высокоразвитую поверхность легочных альвеол.

Вторая группа веществ - реагирующие газы типа аммиака, хлороводорода, хлора, оксидов азота и серы и других соединений, обладающих высокой химической активностью. Механизм поступления их в организм иной: они взаимодействуют с компонентами крови. Поэтому действие веществ второй группы несравненно выше, чем первой. Но высокая химическая активность «кислых» газов, например оксида серы (IV), ведет к тому, что объемная доля их в воздухе помещений с оштукатуренными стенами быстро падает.

Кроме того, если газы первой группы и некоторые мало растворимые в воде соединения второй поступают через легкие, то многие представители реагирующих газов растворяются во влаге слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

Наиболее опасны вдыхаемые яды, так как этому способствует интенсивность циркуляции крови и большая поверхность легочных альвеол.

При попадании яда через рот возможность поражения относительно ниже, так как поверхность желудочно-кишечного тракта в сотни раз меньше, чем легочных альвеол. Кроме того, поступившие в кровь через желудочно-кишечные стенки ядовитые соединения попадают в первую очередь в печень, где или задерживаются, или обезвреживаются.

Еще менее опасны случаи попадания веществ повышенной физиологической активности через кожу. Эпидермис пропускает преимущественно жирорастворимые вещества и практически непроницаем для электролитов. Главным показателем вредности здесь может считаться летучесть: чем она выше, тем быстрее очищается поверхность кожи. Поражение может ограничиться небольшим раздражением при своевременном принятии соответствующих мер.

При изучении химии редко используется одно какое-либо газообразное соединение. Чаще в атмосфере химической лаборатории появляется два-три, а то и более газов, небезразличных организму. Как показали исследования, большинство веществ обладают аддитивным действием, т.е. физиологический эффект суммируется, однако в некоторых ситуациях воздействие их на организм взаимно усиливается. Реже встречаются вещества-антагонисты, взаимное влияние которых ослабляет действия каждого в отдельности.

Для объективной оценки вредного действия вещества на организм (токсичность) принято пользоваться предельно допустимыми концентрациями (ПДК) его в воздухе. В соответствии с п. 10. 2 Санитарных норм проектирования промышленных предприятий (СН 245-71) и ГОСТ 12.1.005-76 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования» предельно допустимыми называются такие концентрации вредных веществ в воздухе (в мг/м3), которые при ежедневном пребывании в рабочей зоне в пределах 8 ч в течение всего рабочего стажа не могут вызвать у работающих заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непосредственно в процессе работы или в более отдаленные сроки.

ГОСТ 12.1.005-76 установлены ПДК р.з для 646 соединений повышенной физиологической активности, которые по характеру их действия на организм разделены на четыре класса. Кроме того, ПДК для одного и того же вещества зависят от экспозиции и места пребывания человека. Так, ПДК для оксида азота (IV) в воздухе населенных пунктов - 0,085 мг/м3, а в воздухе рабочей зоны - 5 мг/м3.