Нормирование уровней воздействия негативных факторов

Взаимодействие организма человека с изменяющимися условиями внешней среды всегда приводит к перестройке его энергетического и материального баланса, сопровождающейся трансформацией внутренней энергии в организме и изменением происходящих в нем процессов, формирующих в конечном счете ответную реакцию всего организма на действие внешнего раздражителя.

При малых уровнях воздействия раздражителя человек просто воспринимает информацию об окружающем мире, как поступающую извне. Он видит этот мир, слышит его звуки, вдыхает аромат различных запахов, осязает мир и использует в своих целях воздействие многих факторов.

При высоких уровнях воздействия проявляются нежелательные биологические эффекты. Их появление, как правило, определяется количеством энергии W, поступающей в единицу времени t через единичную площадь на поверхности тела человека S:

Если факторы окружающей природной или производственной среды действуют в течение небольших промежутков времени с достаточно длительными паузами, то нежелательные эффекты исчезают быстро и без последствий. Однако при высоких уровнях воздействия в течение длительного времени могут возникнуть нежелательные последствия, приводящие к соматическим и генетическим изменениям в организме человека.

Таким образом, воздействие вредных факторов на организм человека может быть двояким: при малых уровнях - биологически активным, при чрезмерных - повреждающим.

Об этом говорится в законе фазовых реакций ("польза-вред"): малые концентрации вредного вещества (токсиканта) действуют на организм, стимулируя его функции, тогда как более высокие концентрации угнетают, повреждают или даже приводят организм к гибели. Эта токсикологическая закономерность справедлива для многих, но не всех вредных веществ, и особенно спорна для радиоизотопов.

Благоприятное воздействие малых доз вредных экологических (физиологических) факторов называют гормезисом.

Рассмотрим, например, поваренную соль (NaCl). В малых дозах она полезна, необходима и даже незаменима (в крови организма человека в норме должно содержаться около 140 г NaCl), в больших дозах NaCl приводит к заболеванию почек, сердечно-сосудистой системы и других, а в чрезмерных может привести к гибели человека.

Еще один пример. Отрицательное влияние тяжелых металлов на организм человека известно каждому, это - отравления свинцом и ртутью (экологическое заболевание Минамата в 50-х годах в Японии), кадмием (заболевание итай-итай) и цинком (литейная лихорадка) и др. Но в микроскопических количествах почти все элементы таблицы Менделеева, в том числе и тяжелые металлы, содержатся в нашем организме (в ферментах, гормонах, витаминах и др.) и не оказывают вредного влияния, а способствуют протеканию реакций метаболизма, обмена веществ и энергии, а также жизни в целом.

Предметом регламентирования при оценке влияния опасных факторов на безопасность жизнедеятельности человека является степень влияния факторов среды и трудового процесса на характер и уровень изменения функционального состояния, функциональных возможностей организма, его потенциальных резервов, адаптивных способностей и возможностей развития последних.

Для исключения необратимых биологических эффектов медики-гигиенисты регламентируют воздействие неблагоприятных факторов, т. е. устанавливают нормируемые безопасные или предельно допустимые уровни (ПДУ) энергетического воздействия. Например, для производственной среды ПДУ - это максимальный уровень фактора, который, воздействуя на человека (изолированно или в сочетании с другими факторами) в течение рабочей смены ежедневно на протяжении всего трудового стажа, не вызывает у него и у его потомства биологических изменений, даже скрытых и временно компенсированных (в том числе заболеваний, изменений реактивности, адаптационно-компенсаторных возможностей, иммунологических реакций, нарушения физиологических циклов), а также психологических нарушений (снижение интеллектуальных и эмоциональных способностей, умственной работоспособности, надежности).

Гигиеническое нормирование - установление в законодательном порядке безвредных (безопасных) для человека уровней воздействия негативных факторов среды обитания: предельно допустимых концентраций (ПДК) химических веществ, предельно допустимых уровней воздействия физических, биологических и психофизиологических факторов, гигиенических нормативов (ГН) и др. [8, 9].

Отсутствие норматива, как правило, приводит к неконтролируемому, скрытому воздействию потенциально опасных и вредных факторов на человека. Норматив нельзя отождествлять с понятием нормы, так как большинство установленных гигиенических нормативов представляют собой максимально допустимые, а не оптимальные величины.

В основу научной концепции гигиенической регламентации положено всестороннее изучение главных закономерностей взаимоотношения организма человека с факторами среды обитания различной природы, адаптационно-компенсаторных процессов, механизмов взаимодействия организма на молекулярном, клеточном, тканевом, органном, организменном, системном и популяционном уровнях с комплексом благоприятных и негативных факторов естественного, техногенного и антропогенного происхождения, а также с совокупностью социально обусловленных факторов.

При определении ПДУ приходится делать выбор между вероятностью нанести вред здоровью человека и экономической необходимостью не менее жестких нормативов.

В общем случае гигиеническое нормирование факторов внешней среды требует решения по крайней мере трех основных задач:

— формулировка цели нормирования (для рабочей зоны, окружающей среды, для воздуха, воды и т. п.);

— выбор физического критерия для гигиенического нормирования негативного фактора, который был бы ограничивающим вредное воздействие различных факторов среды на организм человека, кроме этого необходимо определить диапазон изменения и единицы измерения нормируемого показателя;

— выбор принципа установления нормируемых величин.

При установлении ПДУ воздействия негативных факторов в производственной деятельности, в быту и окружающей среде необходимо руководствоваться перечисленными ниже принципами [8, 9].

1. Принцип безопасности - приоритета (примата) всех медицинских и биологических показаний к установлению санитарных регламентов перед прочими подходами (техническая достижимость, экономические требования, целесообразность и т. д.).

2. Принцип пороговости всех типов воздействия неблагоприятных факторов (в том числе химических соединений мутагенного и канцерогенного действия, ионизирующего излучения). Этот принцип базируется на концепции закона Боулича "Все или ничего" (ВИН): подпороговые раздражения не вызывают нервного импульса ("ничего") в возбуждаемых тканях, а пороговые стимулы (раздражители) или суммирование подпороговых воздействий создают условия для формирования максимального ответа ("все"). Очевидно, что не всякое воздействие факторов среды обитания можно признать опасным и вредным. Реакция любого биологического объекта на внешнее воздействие сопровождается сложной гаммой изменений в различных органах и системах.

Эти изменения могут быть функциональными, адаптационными.

В гигиене под порогом вредного действия принято понимать такое минимальное воздействие среднего фактора или такую минимальную концентрацию вещества в объекте внешней среды (или дозу, попавшую в организм), при которой в организме (при конкретных условиях) возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Пороговыми считают эффекты, расположенные между нормой и патологией.

В соответствии с этим принципом по мере снижения уровня воздействия фактора может быть достигнута величина дозы (концентрации и т. д.), не вызывающая неблагоприятных изменений.

Чаще всего гигиеническое нормирование осуществляется с учетом величины допустимого риска. При этом предполагается, что в качестве допустимой принимается доза, теоретически вызывающая определенный приемлемый как для общества, так и для отдельного человека риск.

3. Принцип опережения обоснования норматива, а также разработки и внедрения профилактических мероприятий по сравнению с моментом появления опасного и вредного фактора в производстве, быту, среде обитания. В соответствии с этим принципом гигиенические нормативы должны быть разработаны еще до того момента, когда человек войдет в контакт с потенциально негативным фактором.

4. Принцип дифференциации биологических ответов. Доказано, что не все население реагирует в равной степени на одно и то же воздействие, имеются более или менее чувствительные группы населения. Это обусловлено тем, что негативность фактора среды обитания зависит от определенных условий: интенсивности, продолжительности действия, состояния организма, его сопротивляемости, наследственности, возраста, пола, физиологического состояния организма в момент воздействия неблагоприятного фактора, ранее перенесенных заболеваний и т. д. Поэтому в одинаковых условиях один человек заболевает, а другой остается здоровым.

Поэтому гигиенические нормативы, например, содержание химических веществ в объектах окружающей среды (воде, атмосферном воздухе, почве, продуктах питания) устанавливаются с ориентацией на наиболее чувствительные группы населения (детей, лиц пожилого возраста и др.) на уровне защитно-приспособительных реакций, не выходящих за пределы физиологической нормы. При установлении гигиенических норм для производственных условий учитывается, что воздействию потенциально опасных и вредных факторов подвергаются лица трудоспособного возраста, проходящие предварительные и периодические медицинские осмотры. Воздействие осуществляется не на протяжении всей жизни, как в населенных местах, а только в период работы (по 6-8 ч в день на протяжении рабочего стажа).

5. Принцип разделения объектов санитарной охраны. В связи со специфичностью и изменчивостью физико-химических свойств воды, почвы, атмосферного воздуха, пищевых продуктов животного и растительного происхождения, особенностями их воздействия на организм и длительностью контакта гигиенические нормы устанавливаются отдельно для каждого объекта: воздуха производственных помещений, атмосферы населенных мест, питьевой воды, воды водоемов, пищевых продуктов и т. д. В зависимости от объекта среды обитания и природы фактора различают предельно допустимую концентрацию (ПДК), максимально допустимый уровень воздействия (ПДУ), ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ) и др.

6. Принцип учета всех возможных негативных воздействий. Для каждого объекта или фактора окружающей среды, для которых устанавливается норматив, учитываются все возможные виды неблагоприятного воздействия на среду и организм человека. В методологии нормирования каждому виду негативного воздействия соответствует показатель вредности, действующую величину которого необходимо установить в эксперименте.

Интегрированный перечень показателей вредности и негативных воздействий приведен ниже:

Органолептический - появление посторонних запахов и привкуса, изменение цвета, окраски, внешнего вида, формы.

Рефлекторный - раздражающее действие на органы дыхания, глаза, ощущение запаха.

Общесанитарный - изменение численности сапрофитной микрофлоры, ее видового состава и активности; снижение способности воды и почвы к самоочищению.

Санитарно-бытовой - изменение климата, прозрачности атмосферы, бытовых условий, ландшафта и др.

Водно-миграционный - миграция вещества из исследуемой среды в воду.

Воздушно-миграционный - миграция вещества из исследуемой среды в воздух.

Транслокационный (фитоаккумуляционный) - накопление вещества в растительных продуктах.

Санитарно-гигиенический - возможность создания у человека ощущения опасности или санитарно-гигиенического дискомфорта (например, окраска объектов окружающей среды органическими красителями).

Токсикологический (резорбтивный) - неблагоприятное влияние на организм человека и/или лабораторных животных.

Возможно использование и других специальных показателей.

В зависимости от того, для какой среды устанавливается норматив, набор показателей вредности, по которым планируют исследования, будет разным. Например, для воды водоемов изучают органолептический, общесанитарный, санитарно-токсикологический, специфический и показатель отдаленных последствий. По каждому показателю вредности определяют минимально действующую концентрацию, а из минимально действующих концентраций, установленных по всем показателям вредности, выбирают наименьшую, которая будет лимитирующим показателем вредности, т. е. тем показателем, по которому нормируется данное вещество.

7. Принцип зависимости эффекта от концентрации (дозы) и времени. Величина дозы и продолжительность воздействия не только определяют время появления биологического эффекта, но и нередко влияют на его качественные характеристики. Например, в условиях острых воздействий (однократное действие при высокой концентрации) бензол в основном влияет на центральную нервную систему, а при длительном воздействии малых доз и концентраций (хроническое действие) вызывает поражение системы кроветворения вплоть до развития лейкоза. Зависимость эффекта от дозы может быть сложной, фазовой, что отражает цикличность адаптационных реакций, временной адаптации, компенсации.

Адаптация - истинное приспособление организма к изменяющимся условиям среды, которое происходит без каких-либо необратимых нарушений данной биологической системы.

В отличие от адаптации компенсация характеризуется как временно скрытая патология, которая со временем может проявиться в виде заметных патологических изменений, т. е. декомпенсации.

Как правило, зависимости доза-время-эффект устанавливаются экспериментально на лабораторных животных. При этом моделируются такие режимы воздействия, которые нельзя воспроизвести в реальных натурных условиях.

8. Принцип ужесточения условий воздействия. Медико-биологическая надежность устанавливаемых нормативов обеспечивается этим принципом, в соответствии с которым в процессе эксперимента обычно ориентируются на наиболее опасный вариант воздействия.

9. Принцип комплексного гигиенического нормирования. В реальных условиях человек подвергается не изолированному воздействию какого-либо одного вещества, поступающего в организм конкретным путем (через воду или воздух), а сложному многофакторному влиянию. Различают следующие варианты многофакторных воздействий:

- комбинированное действие - одновременное действие одинаковых по природе факторов (например, шума и вибрации, нескольких химических веществ и др.);

- сочетанное действие - одновременное действие различных по природе факторов (например, шума и химических веществ);

- комплексное воздействие - одновременное поступление химического вещества сразу несколькими путями из одной или нескольких сред (например, из воздуха, с пищевыми продуктами, с водой, с газовыделениями из воды, из полимерных материалов, путем всасывания через кожу и т. д.);

- последовательное действие - вариант комбинированного действия, при котором воздействие одного вещества сменяется воздействием другого вещества (например, в сельском хозяйстве, на предприятиях химико-фармацевтической промышленности работающие могут определенное время контактировать с одними веществами, которые затем сменяются другим набором химических соединений).

В настоящее время особенности комбинированного действия веществ учитываются при гигиеническом нормировании вредных веществ во всех средах. Так, для атмосферного воздуха населенных мест установлено 56 коэффициентов комбинированного действия (для 36 бинарных смесей и 20 смесей из 3...5 компонентов).

10. Принцип относительности норматива. Любой утвержденный норматив не является абсолютным. Если новые научные данные, полученные с применением более чувствительных методов, свидетельствуют о понижении порога вредного действия на здоровье населения, подвергающегося воздействию факторов на уровне нормативов, свидетельствуют о его негативном влиянии, то может быть поставлен вопрос о пересмотре норматива. Например, нормы на анилин пересматривались 5 раз, по сравнению с первым принятым значением ПДК.

Многие из рассмотренных принципов гигиенического нормирования нашли отражение в определении одного из ведущих гигиенических нормативов - ПДК.

Предельно допустимая концентрация химического соединения во внешней среде - такая концентрация, при воздействии которой на организм человека периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредованно через экологические системы, не возникает заболеваний (в том числе скрытых и временно компенсированных) или изменений состояния здоровья, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций, обнаруживаемых современными методами сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. ПДУ физических и психофизиологических факторов определяются также, как ПДК химического соединения.

В качестве примера в табл. 6 приведены некоторые значения ПДК химических соединений.

Наряду с ПДК существуют временные ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) и ориентировочные допустимые уровни (ОДУ). Обоснование временных нормативов проводится с использованием ускоренных экспериментальных и расчетных методов, с широким использованием компьютерных баз данных и информационно-прогнозирующих систем.

Срок действия устанавливаемого ОБУВ 2...3 года. В дальнейшем этот срок может быть продлен, а при поступлении дополнительных материалов может быть рассмотрен вопрос о замене ОБУВ значением ПДК. С момента утверждения ПДК ранее установленный ОБУВ данного вещества утрачивает силу.

Обширные исследования были проведены в целях разработки допустимых уровней воздействия разнообразных физических факторов: ионизирующего и неионизирующего излучений, шума, вибрации, микроклиматических факторов. Обоснованы принципы, методы гигиенического нормирования и установлены ПДУ тяжести физического труда (физическая динамическая нагрузка, масса снимаемого и перемещаемого груза, стереотипные рабочие движения, статическая нагрузка, рабочая поза, наклоны корпуса, перемещение в пространстве) и напряженности труда (интеллектуальные, сенсорные, эмоциональные нагрузки, монотонность нагрузок, режим труда).

В настоящее время в нашей стране и практически во всех экономически развитых странах существует обширная и разветвленная система нормативов, направленных на обеспечение безопасности человека, поддержание оптимального для конкретных социально-экономических условий уровня физического, психического и социального благополучия работников и всего населения в целом.

Кроме того, нормативы предельного содержания химических соединений и предельные уровни физических и других факторов предлагаются международными организациями: Международной организацией труда (МОТ), Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ). Эти нормативы имеют рекомендательный характер и, по мнению международных экспертов, подлежат корректировке с учетом политических, экономических и социальных особенностей конкретной страны.

Гигиенические нормативы утверждаются Главным государственным санитарным врачом РФ и входят в состав санитарно-гигиенических норм и правил, а также в некоторые ГОСТы.

Таким образом, цель гигиенического нормирования, в основе которого лежат принципы нормирования, - создание условий, обеспечивающих сохранение, укрепление и приумножение здоровья людей, без которого немыслимо их благополучие. Следовательно, оно непосредственно выходит на конечную, целевую социально-биологическую ценность - здоровье человека.

При оценке допустимости воздействия вредных факторов на организм человека исходят из сугубо биологического закона (Вебера-Фехнера), выражающего связь между изменением интенсивности раздражителя и силой вызванного ощущения: реакция организма прямо пропорциональна относительному приращению раздражителя.

Дата добавления: 2015-11-14