37. Классификация химических веществ в зависимости от практического использования.

В настоящее время известно около 7 млн. химических веществ и соединений, из которых 60 тыс. находят применение в деятельности человека. На международном рынке ежегодно появляется 500 – 1000 новых химических соединений и смесей.

Химические вещества, которые влияют на человека в условиях трудовой деятельности и вызывают ухудшение работоспособности или нарушение здоровья – профессиональные или производственные отравления – называются производственными ядами или токсическими веществами (токсикантами). Производственными ядами чаще всего являются сырьевые; промежуточные и конечные продукты производства, но ими могут быть также примеси, вспомогательные вещества, отходы.

Большую часть потока товаров составляет продукция химической, горнодобывающей и перерабатывающей промышленностей, которые производятся из большого количества разнообразных химических веществ. Последние могут быть и малотоксичными и сильными ядами. Хотя, как считал ещё Парацелис (1493 – 1541): «Все вещества отравляющие: нет ни одной, которая не была бы отравляющей. Лишь правильная доза различает яд или снадобья».

Современная медицина полностью подтверждает сказанное средневековым эскулапом. Для примера, приведём данные о некоторых известных нам веществах, а именно летальную дозу (ЛД- 50), что вызывает смерть в 50% случаев (данные представлены в граммах на килограмм массы тела); спирт этиловый – 10 г/кг; кухонная соль – 4 г/кг; калийная селитра – 3,5 г/кг; морфий – 0,9 г/кг; фенобарбитал – 0,115 г/кг; ДДТ – 0,113 г/кг; мышьяк – 0,014 г/кг; никотин – 0,001 г/кг; диоксин – 0,000 001 г/кг; ботулинический токсин – 0, 000 000 001 г/кг.

Действие ядов может быть общим (резорбтивным) или местным. Общее действие развивается в результате всасывания яда в кровь при этом, преимущественно поражаются те или иные органы и системы. При местном действии преобладает повреждение тканей на месте соприкосновения их с ядами: явления раздражения, воспаления, ожоги кожных и слизистых покровов – чаще всего при контакте с щелочными и кислотными растворами и парами.

Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемыми современными методами как в процессе контакта с ними, так и в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Вредные химические вещества окружающей среды, как и любые другие, можно разделить на две группы:

- естественные (природные);

- антропогенные (попадающие в окружающую среду в связи с деятельностью человека).

Для организма человека разнообразие химических веществ имеет неравнозначное значение. Одни из них индифферентны, т.е. безразличны для организма, другие оказывают на организм вредное действие, третьи обладают выраженной биологической активностью, являясь либо строительным материалом живого вещества, либо обязательной составной частью химических регуляторов физиологических функций: ферментов, пигментов, витаминов. Последние получили название биологически активных элементов (или биогенных элементов). Все биогенные элементы в зависимости от их процентного содержания в организме человека разделены на группы:

- макроэлементы – О, С, Н, N, Сl, S, Р, Са, Nа, Мg, содержание которых в организме человека составляет 10 ^-3 % и больше;

- микроэлементы – J, Си, Со, Zn, Pt, Мо, Мп и др., содержание которых в организме достигает 10 ^-3 – 10 ^-12 %;

- следовые элементы, обнаруживаемые в организме человека в количествах не превышающих 10 ^-12 %.

Необходимо отметить, однако, что физиологические возможности процессов уравновешивания внутренней среды организма и постоянно меняющейся внешней средой ограничены. Расстройство равновесия, выражающееся в нарушении процессов жизнедеятельности или в развитии болезни, может наступить при воздействии чрезвычайного по величине или необходимого по характеру фактора внешней среды. Такого рода ситуации может иметь место на определённых территориях вследствие естественного неравномерного распределения химических элементов в биосфере: атмосфере, гидросфере, литосфере.

На этих территориях избыток или недостаток определённых химических элементов наблюдается в местной фауне и флоре. Такие территории были названы биогеохимическими провинциями, а наблюдаемые специфические заболевания населения получили название геохимических заболеваний.

Так, например, если того или иного химического элемента, скажем йода, оказывается недостаточно в почве, то понижение его содержания обнаруживается в растениях, произрастающих на почвах, а Тае же в организмах животных, питающимися этими растениями. В результате, пищевые продукты как растительного, так и животного происхождения оказываются обеднённые йодом. Химический состав подземных и грунтовых вод отражает химический состав почвы. При недостатке йода в почве его недостаточно оказывается и в питьевой воде. Йод отличается высокой летучестью. В случае пониженного содержания в почве, в атмосферном воздухе его концентрация также понижена. Таким образом, в биогеохимической провинции, обеднённой йодом, организм человека постоянно недополучает йод с пищей, водой и воздухом. Следствием является распространение среди населения геохимического заболевания – эндемического зоба.

В биогеохимической провинции, обеднённой фтором, при содержании фтора в воде источников водоснабжения 0,4 мг/л и менее, имеет место повышенная заболеваемость кариесом зубов.

Существуют и другие биогеохимические провинции, обеднённые медью, кальцием, марганцем, кобальтом; обогащённые свинцом, ураном, молибденом, марганцем, медью и другими элементами.

Неоднородная на различных территориях природная геохимическая обстановка, определяющая поступление в организм человека химических веществ с пищей, выдыхаемым воздухом, водой и через кожу, может измениться так же в значительной степени в результате деятельности человека. Появляется такое понятие как антропогенные химические факторы среды обитания. Они могут появляться как в результате целенаправленной деятельности человека, так и в результате роста народонаселения, концентрации его в крупных городах, химизации всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта и быта.

Безграничные возможности химии обусловили получение, взамен естественных, синтетических и искусственных материалов, продуктов и изделий. В связи с этим постоянно возрастает уровень загрязнения внешней среды:

- атмосферы – вследствие поступления промышленных выбросов, выхлопных газов, продуктов сжигания топлива;

- воздуха рабочей зоны – при недостаточной герметизации, механизации и автоматизации производственных процессов;

- воздуха жилых помещений – вследствие деструкции полимеров, лаков, красок, мастик и др.;

- питьевой воды – в результате сброса сточных вод;

- продуктов питания – при нерациональном использовании пестицидов, в результате использования новых видов упаковок и тары, при неправильном применении новых видов синтетических кормов;

- одежды – при изготовлении её из синтетических волокон;

- игрушек, бытовых принадлежностей – при изготовлении с использованием синтетических материалов и красок.

Всё это предопределяет возникновение неадекватной процессам жизнедеятельности химической обстановки, опасной для здоровья, а иногда и для жизни человека. Но количественно это поступление должно быть ограничено определённым пределом, при котором вредные вещества становятся индифферентными как для организма человека, так и для биосферы в целом.

Широкое развитие химизации обусловило применение в промышленности и сельском хозяйстве огромного количества химических веществ – в виде сырья, вспомогательных, промежуточных, побочных продуктов и отходов производства. Вредны вещества или промышленные яды в виде паров, газов, пыли встречаются во многих отраслях промышленности. Например, в шахтах присутствуют вредные газы (окислы азота, окись углерода), источником которых являются взрывные работы. В металлургической промышленности, кроме издавна известных (окиси азота и сернистого газа) появляются новые токсические вещества (редкие металлы), применяемые при получении различных сплавов (вольфрам, молибден, хром, беррилий, литий и др.). В металлообрабатывающей промышленности широко распространены процессы травления металлов кислотами, гальваническое покрытие, цианирование, кадмирование, азотирование, покрытие красками и др., при которых возможно выделение в воздух вредных газов и паров органических растворителей. Значительным источником вредных веществ в окружающей среде является химическая промышленность – основная химия, коксохимия, анилино-красочная промышленность, производство синтетических смол, пластмасс, каучука, синтетических волокон. В сельском хозяйстве основным источником вредных веществ является применение ядохимикатов.

Химические вещества (органические, неорганические, элементорганические) в зависимости от практического использования классифицируются на:

- промышленные яды, используемые в производстве: например, органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин);

- ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды (гексахлоран), инсектициды (карбофос) и др.;

- лекарственные средства;

- бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т.д.;

- биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчёл, скорпионов);

- отравляющие и сильнодействующие ядовитые вещества.