Понятие предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Принципы и методы их установления.

Для предупреждения воздействия на работающих различных производственных факторов химической природы используют один из основных видов ограничения - это нормирование их в воздухе рабочей зоны.

В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» предусмотрено три показателя содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны:

1. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ).

2. Предельно допустимые концентрации (ПДК).

3. Тесты экспозиции.

Все гигиенические нормативы носят государственный характер, и соблюдение их, обязанность всех органов, организаций и физических лиц.

ПДК - предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны - концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч и не более 40 ч в неделю в течение всего рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными

методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Воздействие вред- ного вещества на уровне ПДК не исключает нарушения состояния здоровья у лиц с повышенной чувствительностью.

ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия - временный ориентировочный гигиенический норматив содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

ПДУ - предельно допустимый уровень загрязнения кожных покровов вредными веществами - количество вредного вещества для всей поверхности кожного покрова, которое при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч и не более 40 ч в неделю в течение всего рабочего стажа не должно вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Воздействие вредного вещества на уровне ПДУ не исключает нарушение состояния здоровья у лиц с повышенной чувствительностью.

Гигиеническое нормирование вредных веществ в воздухе рабочей зоны основывается на следующих основных принципах:

1) обеспечение опережения разработки нормативов внедрению в производство новых химических соединений и их применению;

2) приоритет медицинских показаний перед технической достижимостью сегодняшнего дня и другими технико-экономическими требованиями;

3) пороговость всех видов вредного действия химических соединений (кроме канцерогенного, в отношении которого единого мнения нет) на целостный организм.

Приоритетность проведения исследований по нормированию должна осуществляться в соответствии с «Гигиеническими критери- ями для обоснования необходимости разработки ПДК и ОБУВ (ОДУ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе населенных мест, воде водоемов» ГН 1.1.701-98. В основу данных критериев положен дифференцированный подход к определению необходимости установления гигиенических нормативов и достаточности объема получаемой для этого информации. В частности, документ содержит критерии, необходимые для принятия решения об обосновании ПДК и ОБУВ в воздухе рабочей зоны.

Обоснование выбора веществ, для гигиенического нормирования состоит из 4-х этапов.

На первом этапе осуществляется сбор и наработка информации, необходимой и достаточной для решения вопроса о целесообразности проведения исследований по гигиеническому нормированию. Наряду с данными по условиям производства и применения вещества, необходимы обязательно сведения о его химическом строении, а также торговые наименования и его синонимы. Для идентификации изучаемого вещества и сведений о нем в международной и отечественной литературе существуют определенные требования в соответствии с «Правилами Международного союза теоретической и прикладной химии» (IUPAC). Каждое вещество имеет международное наименование и номер в системе идентификации (CAS?).

На втором этапе на основании анализа имеющейся информации определяют вещества, не нуждающиеся в разработке гигиенических нормативов в соответствии с предложенными критериями.

На третьем этапе определяются очередность и объем исследований, необходимые для ускоренного обоснования гигиенических нормативов.

На четвертом этапе принимается решение о разработке гигиенического норматива на основе проведения принятых токсикологогигиенических исследований в соответствии с действующими методическими указаниями.

В «Гигиенических критериях...» представлены основания, позволяющие не проводить гигиеническое нормирование веществ в воздухе рабочей зоны при условиях, если:

1. Попадание веществ в виде паров и аэрозолей или их смеси в воздух рабочей зоны невозможно из-за их физико-химических свойств, а также условий производства и применения.

2. Для паров жидкостей, присутствующих в воздухе рабочей зоны при нормальных условиях и относящихся к 4 классу опасности по величине DL50 или CL50, если количество контактирующих лиц меньше 10 человек, объем производства менее 1000 кг, вещество имеет высокую температуру кипения (> 165? С) и КВИО< 3, и если у вещества насыщающая концентрация паров ниже расчетной ПДК.

3. Вещества легко гидролизуются в воздухе, и для продуктов гидролиза установлены нормативы.

4. Это смеси постоянного состава, содержащие вещества для которых уже имеются ПДК при изолированном воздействии.

Также в этом документе имеются положения при которых возможно проводить ускоренное обоснование нормативов для веществ

одного гомологического ряда, малоопасных соединений и пр. Разработанные критерии позволяют снизить как материальные, так и трудовые затраты на проведение исследований.

Этапы установления нормативов. Гигиеническое нормирование химических веществ осуществляется в три этапа:

1. Обоснование ориентировочно безопасных уровней воздействия

(ОБУВ).

2. Обоснование ПДК.

3. Корректирование ПДК путем сравнения условий труда работающих и состояния их здоровья.

Последовательность установления нормативов определяется также этапностью технологической разработки и постановки в про- изводство этих химических соединений.

Два первых этапа - обоснование ОБУВ и ПДК - приурочивают к периодам лабораторной разработки и полузаводских испытаний и проектирования производства, тем самым обеспечивая профилактическую направленность разработки нормативов до наступления момента широкого использования химического вещества и контакта с ним большого числа людей. Таким образом, реализуется первый принцип гигиенического нормирования. Третий этап - корректировка ПДК - выполняется после внедрения вещества в производство в сроки, но не позднее 3-5 лет с момента внедрения.

Гигиенические нормативы устанавливают на основании результатов, полученных в различных по объему экспериментах на лабораторных животных в условиях однократного, повторного и хронического воздействий при различных путях поступления в организм. Исследования проводят в соответствии с характером действия вещества, степенью изученности его или ближайших ему аналогов.

Установление ОБУВ. ОБУВ устанавливается на период, предшествующий проектированию производства, когда осуществляется разработка и выпуск опытных образцов продукта, отлаживается технологическая схема на полузаводских установках. Данный норматив для воздуха рабочей зоны устанавливается на срок 2 года. Его определение проводится на основании основных параметров ток- сикометрии (DL50, CL50, Lim_ac K_cum), физико-химических свойств, сведений о характере действия на кожные покровы и слизистые, используются гигиенические нормативы (ПДК, ОБУВ) для других сред (вода, атмосферный воздух), а также интерполяции и экстраполяции в рядах соединений, близких по химической структуре,

физическим и химическим свойствам, характеру биологического действия. Обоснование временных нормативов проводят с исполь- зованием ускоренных экспериментальных и расчетных методов. Расчет величины ОБУВ проводят с помощью уравнений, отражающих корреляционную зависимость между величиной норматива, структурными, физико-химическими свойствами и параметрами токсикометрии. Они изложены в «Методических указаниях по установлению ориентировочных безопасных уровней воздействия вредных веществ в воздухе рабочей зоны»? 4000-85.

Если нормируемое химическое вещество относится к мало изученным соединениям, и в процессе производства с ним будут контактировать более 30 человек, и если известно, что оно опасно в плане развития отдаленных и необратимых эффектов, то ОБУВ, как временный гигиенический норматив, не устанавливается, а проводятся исследования в полном объеме с дальнейшим установлением ПДК.

Величина норматива ни в коем случае не зависит от технических возможностей ее обеспечения на производстве.

Обоснование ПДК. Для разработки данного гигиенического норматива собирается вся имеющаяся информация по условиям производства и применения вещества, его химическим и физикохимическим свойствам. Далее проводятся исследования по оценке острой токсичности при различных путях поступления, воздействия на кожные покровы и слизистые, местного раздражающего и кожно-резорбтивного действия, определяются пороги действия при однократных поступлениях вещества в организм, оценивается способность к кумуляции при повторных воздействиях. Все эти вопросы были рассмотрены в предыдущих разделах. Основанием для установления ПДК являются результаты изучения ингаляционного воздействия (ежедневно в течение 4 часов, 6 раз в неделю) промышленных ядов при длительной хронической затравке. Она проводится в течение 4 месяцев опыта и 1 месяца восстановительного периода для определения степени обратимости наблюдавшихся в процессе эксперимента изменений состояния здоровья подопытных животных. Принято, что при установлении гигиенического норматива продолжительность воздействия моделируется адекватно реальному времени воздействия вещества на организм человека, с учетом экстраполяции продолжительности жизни выбранных видов животных в эксперименте (но не более ¹/ю продолжительности жизни животно-

го). Все условия проведения и оценки полученных результатов этих экспериментов изложены в «Методических указаниях по постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ в воздухе рабочей зоны»? 2163-80.

В хроническом эксперименте наряду с определением минимальной концентрации (Lim_ch), при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология, оценивают возможность проявления отдаленных эффектов и определяют возможный порог по специфическому действию. Оценка количества вещества с точки зрения критериев вредности и установления пороговых величин позволяет подойти к обоснованию ПДК.

После определения величины порога хронического действия стоит ответственная задача рекомендовать величину безопасного гигиенического норматива (ПДК) для воздуха рабочей зоны. Важную роль на этом этапе играет установление величины «коэффициента запаса» (коэффициент неопределенности по терминологии ВОЗ) (К_зап = Lirm.h/ПДК), на которую уменьшается пороговая концентрация, полученная в хроническом опыте. В большинстве случаев при переходе от величины Lim_ch к ПДК значение «коэффициента запаса» связывают с особенностями действия яда, а его величина, как правило, колеблется от 3 до 20. Она возрастает в следующих случаях:

- с увеличением абсолютной токсичности;

- с увеличением КВИО;

- с уменьшением зоны острого действия;

- с увеличением кумулятивных свойств (по показателям коэффициента кумуляции, зоны хронического действия, зоны биологического действия);

- при значительных различиях в видовой чувствительности подопытных животных;

- при выраженном кожно-резорбтивном действии (для веществ, находящихся в газовой фазе);

- при наличии отдаленных последствий и специфических проявлений токсического действия (до 50, а для некоторых чрезвычайно опасных коэффициент запаса имеет значение 50 и более).

Помимо эмпирического выбора «коэффициента запаса» существуют два варианта его обоснования на основе анализа показателей потенциальной и реальной опасностей (в баллах). При первом варианте расчет производится исходя из значений CL50, Lim_c^, КВИО^,

Zb_ef (зона биологического эффекта), КВР. Согласно 2-му варианту, расчет коэффициента проводят в случае недостижимости в стандартных условиях эксперимента острых отравлений по показателям Lim_ac, Lim_ch, Z_ch, КВИО_ас, КВР.

Величина полученной ПДК утверждается в законодательном порядке, вносится в официальные перечни гигиенических норма- тивов (ГН) и только после этого является показателем для оценки чистоты воздуха рабочей зоны. Гигиенические нормативы утверждаются Главным государственным санитарным врачом РФ после рекомендации Комиссии по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Министерстве здравоохранения и социального развития и вносятся во все санитарные правила и нормы, а также в некоторые ГОСТы.

В зависимости от обнаруженных особенностей вредного действия в перечни ПДК вносятся пометки об опасности вещества при попадании на кожу и слизистые оболочки глаз (пометка +), аллергизирующем (А), канцерогенном (К), остронаправленном (О), фиброгенном (Ф) действиях.

Для всех нормируемых веществ в перечне ПДК указывается его преимущественное состояние в воздухе рабочей зоны: пары (п), аэрозоли (а), смесь паров и аэрозолей (п+а).

Для веществ, оказывающих выраженное кожно-резорбтивное действие, в дополнение к ПДК разрабатываются ПДУ загрязнения кожных покровов в соответствии с методическими указаниями «Оценка воздействия вредных химических соединений на кожные покровы и обоснование предельно допустимых уровней загрязнения

кожи»? 2102-79.

После внедрения вещества в производство (как правило, это происходит через 3-5 лет) проводится анализ состояния здоровья работающих, оцениваются условия труда. Целью клинико-гигиенических исследований является установление связи условий труда и уровней экспозиции вредного вещества с заболеваемостью и другими показателями здоровья работающих. Выводы, в основном, основывают на изучении начальных, ранних проявлений воздействия химических веществ как на отдельные органы, так и на системы организма.

Как правило, на действующих производствах соблюдаются установленные гигиенические нормативы за счет изменения и улучше- ния технологии производства, и поэтому выраженных нарушений в здоровье не наблюдается. Однако иногда на основании результатов

клинико-гигиенических исследований вносят соответствующие коррективы в экспериментально установленные величины, осуществляя тем самым 3-й этап гигиенического нормирования - корректирование ПДК. Следует отметить, что из 2445 химических соединений, для которых были экспериментально установлены величины ПДК, только около 2% нормативов прошли клинико-гигиеническую апробацию. В результате для некоторых веществ была проведена корректировка величин ПДК как в сторону их снижения (в основном по выявлению специфических эффектов - аллергенного, канцерогенного, эмбриотропного, действия на зрительный анализатор), так и в сторону их повышения (в основном для веществ, обладающих общетоксическим действием). В эту группу вошли химические соединения, являющиеся приоритетными загрязнителями воздушной среды на производстве и являющиеся постоянной причиной профессиональных острых и хронических интоксикаций и в настоящее время.

Например, были пересмотрены величины ПДК кобальта и его неорганических соединений в сторону уменьшения (0, 01 мг/м^з), хлористого винила с 30 мг/м³ до 5 мг/м³. Исследования по клиникогигиенической апробации ПДК проводят в соответствии с методическими указаниями «К проведению исследований на производстве при обследовании, проверке и корректировке ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны»? 3138-84.

Для веществ, проявляющих отдаленные эффекты (мутагенное, канцерогенное действия, ускорение старения организма и др.), про- верка ПДК проводится через 10-20 лет от начала контакта с вредным веществом.

Среднесменные и максимально разовые концентрации. Для контроля за содержанием химических веществ в воздухе рабочей зоны устанавливаются максимальные разовые и среднесменные ПДК. Первые разрабатываются практически для всех химических веществ, используемых в промышленности. Среднесменные ПДК, наряду с максимальными разовыми, устанавливаются для химических веществ, обладающих выраженными кумулятивными свойствами и являющимися наиболее опасными при длительном воздействии малых концентраций, так как они накапливаются в организме (свинец и его неорганические соединения, оксид кадмия, ртуть, бензол, соединения фтора, мышьяк, медь, сурьма, сероуглерод и др.)

Все ПДК по способу установления являются средневзвешенными, так как их величина рассчитывается путем деления всех полученных

аналитических определений вещества в эксперименте на число определений. Это по существующим методикам соответствует среднесменным ПДК. ПДК_сс - предельно допустимое содержание вещества в зоне дыхания работающих, усредненное за период смены или не менее 75% ее продолжительности.

Аналогичный принцип положен сегодня в основу обоснования максимально разовых ПДК в воздухе рабочих помещений, являющихся по способу установления для большинства химических ядов тоже средневзвешенными (среднесменными).

Максимальная разовая ПДК (ПДК_мр) - концентрация вредного вещества при выполнении операций (или на этапах технологического процесса), сопровождающихся максимальным выделением вещества в воздух рабочей зоны, усредненная по результатам непрерывного или дискретного отбора проб воздуха за 15 мин для химических веществ и 30 мин. для аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (АПФД). Предполагают, что ПДК_мр не должна превышать 15 минут для «химического» вещества и 30 минут для АПФД, и такая ситуация может повторяться не чаще 4 раз в смену.

В настоящее время для веществ, обладающих выраженной кумулятивной способностью, установленные максимально разовые и среднесменные ПДК различаются между собой не более, чем в 3-5 раз.

Для веществ, обладающих остронаправленным механизмом действия (гемолитическим, антиферментным, раздражающим и пр.), устанавливается только разовая максимально допустимая концентрация (хлорид водорода, фторид водорода, цианистые соединения и др.).

Максимально разовая и среднесменная концентрации используются для определения уровня загрязненности воздушной среды, оценки эффективности внедренных мероприятий, рекомендации необходимости использования СИЗ органов дыхания, оценки влияния вредных веществ на состояние здоровья рабочих, клинико-гигиенического обоснования и коррекции ПДК.

Этапы токсикологической оценки вредных веществ. Задачи врача по гигиене труда при клинико-гигиенической апробации экспериментально обоснованных ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны — это концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в пределах 8 ч (и не более 40 ч в неделю), в течение всего рабочего стажа не должны вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Воздействие вредного вещества на уровне ПДК не исключает нарушение состояния здоровья у лиц с повышенной чувствительностью.

Контроль воздушной среды на предприятиях проводится не только по уровню концентраций в воздухе, при котором возможно лишь косвенно судить о количестве яда поступившего в организм рабочего, но и непосредственно измеряя уровни вредных веществ или их метаболитов в организме. Для некоторых промышленных ядов установлены биологические ПДК(БПДК).

Биологический ПДК — уровень вредного вещества (или продуктов его превращения) в организме работающих (кровь, моча, выдыхаемый воздух, волосы и др.) или уровень биологического ответа наиболее поражаемой системы организма (например, содержание метгемоглобина, активность холинэстеразы и др.), при котором непосредственно в процессе воздействия или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений не возникает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, определяемых современными методами исследования.

Основными принципами установления гигиенических нормативов являются:

1. Опережение токсикологических исследований, обоснование гигиенических нормативов и осуществление предупредительных мер по сравнению с моментом внедрения новых технологических процессов, оборудования, химических веществ и т.д. в производство и применение.

2. Приоритет медицинских и биологических показаний при обосновании гигиенических нормативов по сравнению с технической достижимостью сегодняшнего дня и экономическими требованиями. Соблюдение медицинских требований привело к многочисленным изменениям в технологии. Так, внедрение предварительно обожженных электродов в производстве алюминия позволило значительно снизить выброс в воздух бенз(а)пирена. Использование рутиловых электродов при сварке способствует уменьшению концентраций марганца в воздухе рабочей зоны.

3. Пороговость вредного действия химических веществ. Порог вредного действия — такая минимальная концентрация веществ в воздухе рабочей зоны, при воздействии которой в организме (при конкретных условиях поступления веществ) возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.

При обосновании гигиенических нормативов вредных веществ в экспериментах на различных видах лабораторных животных (белые мыши и крысы, кролики, морские свинки) определяется токсичность при различных путях воздействия (ингаляция, попадание в ЖКТ и на кожу), способность оказывать раздражающее действие на кожу и слизистые оболочки глаз, проникать через неповрежденные кожные покровы и вызывать развитие интоксикации, а также кумулировать (накапливаться) в организме. Оценивается способность вещества вызывать аллергические реакции при длительных аппликациях на кожу. При однократной и повторных ингаляционных воздействиях (длительность — до 4 месяцев при ежедневной экспозиции — 4 ч. устанавливаются минимально эффективные (пороговые) концентрации веществ по общим и специфическим показателям вредного действия. С этой целью регистрируют функциональные, биохимические и морфологические изменения различных органов и систем с помощью комплекса адекватных методов.

После внедрения вещества в производство (как правило, через 3-5 лет), проводится изучение условий труда и состояния здоровья рабочих, которые подвергаются его воздействию. Целью этих исследований является установление безопасности на основе экспериментальных исследований ПДК. В подавляющем большинстве случаев при соблюдении гигиенического норматива каких-либо изменений состояния здоровья рабочих не обнаруживают. Однако иногда приходилось проводить коррекцию величины ПДК на основании результатов клинико-гигиенических исследований. Так, ПДК хлористого винила была снижена с 30 до 5 мг/м а ПДК кобальта и его неорганических соединений была уменьшена до 0, 01 мг/м.
На основании результатов токсикологических экспериментов решаются и другие вопросы обеспечения безопасных условий труда. Если вещество обладает раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз или способно проникать в организм через неповрежденные кожные покровы рекомендуется применять средства индивидуальной защиты (спецодежда). При высокой опасности вещества при ингаляции могут быть использованы изолирующие противогазы. На пылеопасных производствах часто применяют респираторы различной конструкци.