По химическому строению вредные химические вещества делят на: органические, неорганические и элементоорганические. Исходя из принятой химической номенклатуры, определяют класс и группу этих веществ.
Химические вещества могут находиться в твердом, пастообразном, порошкообразном, жидком, парообразном, газообразном, аэрозольном состояниях, в том числе наноразмеров.
По составу химические вещества подразделяют;
– на индивидуальные вещества;
– смеси.
1. Степень опасности химических веществ связана с путями их попадания в организм человека, которые подразделяют на следующие группы проникновения:
– через органы дыхания (ингаляционный путь);
– через желудочно-кишечный тракт (пероральный путь);
– через кожные покровы и слизистые оболочки (кожный путь);
– через открытые раны;
– при проникающих ранениях;
– при внутримышечных, подкожных, внутривенных инъекциях.
2. По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»):
– 1-й класс - вещества чрезвычайно опасные;
– 2-й класс - вещества высокоопасные;
– 3-й класс - вещества умеренно опасные;
– 4-й класс - вещества малоопасные.
Класс опасности вредных веществ устанавливается в зависимости от показателей и их норм, характеризующих эффект воздействия ядов на организм по путям их проникновения.
| Наименование | Норма показателя для класса опасности | |||
| показателя | 1-го | 2-го | 3-го | 4-го |
| Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3 | Менее 0,1 | 0,1-1,0 | 1,1-10,0 | Более 10,0 |
| Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/кг | Менее 15 | 15-150 | 151-5000 | Более 5000 |
| Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/кг | Менее 100 | 100-500 | 501-2500 | Более 2500 |
| Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3 | Менее 500 | 500-5000 | 5001-50000 | Более 50000 |
| Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО) | Более 300 | 300-30 | 29-3 | Менее 3 |
| Зона острого действия | Менее 6,0 | 6,0-18,0 | 18,1-54,0 | Более 54,0 |
| Зона хронического действия | Более 10,0 | 10,0-5,0 | 4,9-2,5 | Менее 2,5 |
Определение класса опасности производится по тому показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.
| Классы опасности | Наименование вредных веществ | Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3 | |
| 1 класс | Вещества чрезвычайно опасные | Бенз(а)пирен, бромистый метил, ванадий и его соединения, гексохлоран, гидразин, кадмий оксид, карбонил никеля, озон, ртуть, свинец и его соединения, тетраэтилсвинец, фосгендвуокись хлора, фосфор желтый | Менее 0,1 |
| 2 класс | Вещества высокоопасные | Бензол, гидрофторид, дихлорэтан, йод, карбофос, кобальт и его оксид, марганец, медь, мышьяковистый водород, оксиды азота, пиридин, растворы едких щелочей, серная кислота, соляная кислота (гидрохлорид), сероводород, сероуглерод, тиурам, фенол, формальдегид, хлор | 0,1-1,0 |
| 3 класс | Вещества умеренно опасные | Азотная кислота, диоксид азота, камфара, капролактам, ксилол, нитрофоска, полиэтилен низкого давления, сернистый ангидрид, спирт метиловый, толуол, фурфурол | 1,1-10,0 |
| 4 класс | Вещества малоопасные | Ацетон, аммиак, бензин, доломит, известняк, керосин, магнезит, нафталин, скипидар, сода, спирт этиловый, уайт-спирит, углерод оксид, | Более 10,0 |
3. По характеру результирующего химического воздействия на организм человека химические вещества подразделяют на следующие группы (ГОСТ 12.0.003-15 «ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация»): токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию.
| Группы веществ | Наименование вещества |
| 1. Токсические (ядовитые) | Ароматические углеводороды и их амидо- и нитропроизводные (бензол, толуол, анилин); ртуть и ртутьорганические соединения, свинец и тетраэтилсвинец, фосфорорганические вещества, хлорированные углеводороды, угарный газ |
| 2. Раздражающие | Кислоты, щелочи, хлор-, фтор-, серо- и азотсодержащие соединения: фосген, аммиак, окислы серы, азота, сероводород; озон |
| 3. Сенсибилизирующие | Соединения ртути, альдегиды, платина, растворители, лаки, нитролаки, формальдегид |
| 4. Канцерогенные | Акрилонитрил, ароматические амины, кадмий, мышьяк и его неорганические соединения, никель, полициклические ароматические углеводороды бенз(а)пирен, бенз(а)антрацен, бензол, 7,12-диметилбенз(а)антрацен, пыль асбеста, хром, формальдегид |
| 5. Мутагенные | Иприт, марганец, радиоактивные вещества, свинец, соединения свинца и ртути, формальдегид, |
| 6. Влияющие на репродуктивную функцию | Бензол, сероуглерод, никотин, соединения ртути, свинец, сурьму, марганец, стирол, радиоактивные изотопы |
1. Токсические химические вещества (вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (центральную нервную систему, систему кроветворения), а также вызывающие патологические изменения печени и почек) оказывают вредное действие на организм человека, вызывают расстройства нервной системы, мышечные судороги, влияют на кроветворные органы, взаимодействуют с гемоглобином крови.
Это ароматические углеводороды и их амидо- и нитропроизводные (бензол, толуол, анилин). Большая токсичность у ртутьорганических соединений, тэтраэтилена свинца, фосфорорганических веществ, хлорированных углеводородов.
2. Раздражающие вредные вещества – это вещества, вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов, т. е. вызывающие у живых объектов изменения своего состояния или деятельности (кислоты, щелочи, а также хлор-, фтор-, серо- и азотсодержащие соединения: фосген, аммиак, окислы серы, азота, сероводород).
3. Сенсибилизирующие вещества (действующие как аллергены) – вещества, вызывающие повышенную чувствительность и при последующих контактах бурные реакции, чаще всего приводящие к кожным изменениям, астматическим явлениям, заболеваниям крови, снижению иммунитета (соединения ртути, альдегиды, платина, растворители, лаки).
Сенсибилизация – повышение реактивной чувствительности клеток и тканей человеческого организма.
Сенсибилизация - приобретение организмом специфической повышенной чувствительности к чужеродным веществам - аллергенам. Сенсибилизацию могут вызывать бактерии и вирусы (их антигены и токсины), химические вещества, в том числе многие лекарственные средства, промышленные яды и т. д.
Время между первым попаданием в организм аллергена и возникновением повышенной чувствительности к нему определяют как период сенсибилизации; он может колебаться от нескольких суток до нескольких месяцев и даже лет.
По аналогии с иммунитетом различают сенсибилизацию активную и пассивную.
Сенсибилизация активная – сенсибилизация к антигену (аллергену), возникающая при его попадании в организм.
Сенсибилизация пассивная – сенсибилизация к антигену путем введения в организм сыворотки крови или лимфоидных клеток от активно сенсибилизированного донора. Сенсибилизация и иммунитет могут развиваться параллельно.
Аллергия – необычные, ненормальные, реакции организма, например появление сыпи;
4. Канцерогенные вещества (от лат. cancer — рак и греч. genes — рождающий, рожденный) бластомогенные вещества, канцерогены, карциногены, химические соединения, способные при воздействии на организм вызывать рак и др. злокачественные опухоли, а также доброкачественные новообразования.
Известно несколько сот канцерогенных веществ, принадлежащих к разным классам химических соединений.
К канцерогенным веществам относят представителей различных классов химических соединений: полициклические углеводороды, азокрасители, ароматические амины, нитрозамины и др. алкилирующие соединения.
Перечень канцерогенных веществ и факторов представлен в СанПиН 1.2.2353-08. Канцерогенные факторы и основные требования к профилактике канцерогенной опасности.
Химические факторы (вещества, их смеси, продукты): бензол, бенз(а)пирен, бенз(а)нтрацен, тяжелые металлы (никель, мышьяк, кадмий, хром), толуолы, асбесты, афлатоксины (биологические вещества), формальдегид, пыль древесная.
Производственные процессы: 1. Деревообрабатывающее и мебельное производство с использованием фенолоформальдегидных и карбамидоформальдегидных смол; 2. Медеплавильное производство (плавильный передел, конверторный передел, огневое и электролитическое рафинирование); 3. Производственное воздействие радона и его короткоживущих дочерних продуктов в условиях горнодобывающей промышленности (работа в шахтах, рудниках и др.) и в подземных сооружениях; 4. Производство изопропилового спирта (сильнокислотный процесс); 5. Производство кокса, переработка каменноугольной, нефтяной и сланцевой смол, газификация угля; 6. Производство резины и изделий из нее (подготовительное, основное и вспомогательное производство резины, шин, обуви, резинотехнических изделий); 7. Производство технического углерода; 8. Производство угольных и графитовых изделий, а также обожженных анодов, анодных и подовых масс с использованием пеков; 9. Производство чугуна и стали (агломерационные процессы, доменное и сталеплавильное производство), горячий прокат и литье из чугуна и стали; 10. Электролитическое производство алюминия с использованием самоспекающихся анодов; 11. Производственные процессы, связанные с воздействием на работающих аэрозолей сильных неорганических кислот, содержащих серную кислоту; 12. Производство 1,1-диметилгидразина; 13. Нефтеперерабатывающее производство.
Бытовые факторы: злоупотребление алкогольными напитками, табакокурение, в том, числе пассивное, употребление табачных продуктов бездымных (нюхательный и жевательный табак), сажи бытовые.
Физические факторы: ионизирующее излучение, солнечная радиация, УФ-радиация (полный спектр) (100-400 нм, УФ-A излучение (315-400 нм), УФ-B излучение (280-315 нм, УФ-C излучение (100-280 нм, радон и его короткоживущие дочерние продукты распада
Биологические факторы: в ирус гепатита B, вирус гепатита C, вирус папилломы человека (тип 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59 и 66), вирус Эпштейна-Барр, герпесвирус (тип 8), вирус T-клеточного лейкоза, вирус иммунодефицита человека, бактерия Helicobacter pylori, печеночные трематоды.
По характеру действия канцерогенные вещества разделяются на три группы:
1) местного действия;
2) органотропные, т. е. вызывающие опухоли не на месте введения, а в определённых органах;
3) множественного действия, вызывающие опухоли в разных органах.
Канцероген может приводить к необратимому повреждению генетического аппарата, что способствует потере организмом контроля над соматическим развитием клеток. Вредные токсичные вещества приводят к изменению клеток на генетическом уровне. В результате – ранее здоровая клетка перестает выполнять возложенные на нее функции.
Канцерогены содержатся в загрязненном промышленными выбросами воздухе, в табачном дыме, каменноугольной смоле и саже. Многие канцерогенные вещества оказывают мутагенное воздействие на организм.
5. Мутагенные вещества (приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации) влияют на генетический аппарат зародышевых и соматических клеток организма. Это может вызвать снижение общей сопротивляемости организма, раннее старение, в некоторых случаях тяжёлые заболевания. Воздействие мутагенных веществ может сказаться на потомстве (не всегда первого, а возможно второго и третьего поколений). Мутагенной активностью обладают свинец, марганец, радиоактивные вещества, формальдегид, иприт и т. д.
Мутагенные вещества (соединения свинца и ртути) оказывают воздействие на неполовые (соматические) клетки, входящие в состав всех органов и тканей человека, а также на половые клетки. Мутагенные вещества вызывают изменения (мутации) в генотипе человека, контактирующего с этими веществами. Число мутаций увеличивается с дозой, и если мутация возникла, она носит стабильный характер и передается из поколения в поколение в неизмененном виде. Такие индуцированные химическими веществами мутации носят ненаправленный характер. Их груз вливается в общий груз спонтанных и ранее накопленных мутаций. Генетические эффекты от мутагенных факторов носят отсроченный и длительный характер. При воздействии на половые клетки мутагенное влияние сказывается на последующих поколениях, иногда в очень отдаленные сроки.
6. Вещества, влияющие на репродуктивную функцию (воспроизведение потомства) человека вызывают возникновение врожденных пороков развития и отклонений от нормального развития у потомства, влияют на внутриутробное и послеродовое развитие потомства (бензол, сероуглерод, никотин, соединения ртути, свинец, сурьму, марганец, радиоактивные изотопы и др.).
4. По признаку преимущественного воздействия на человека, согласно клинической классификации АХОВ (аварийно химически опасные вещества) делятся на следующие семь групп:
| Группа веществ | Вещества |
| 1. Вещества преимущественно удушающего действия: | |
| а) с выраженным прижигающим эффектом | Хлор |
| б) со слабым прижигающим действием | Фосген |
| 2. Вещества преимущественно общеядовитого действия | Цианистый водород, окись углерода |
| 3. Вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием: | |
| а) с выраженным прижигающим действием | Нитрил акриловой кислоты, азотная кислота, соединения фтора |
| б) со слабым прижигающим действием | Сероводород, сернистый ангидрид, оксиды азота |
| 4. Нейротропные яды | Сероуглерод, фосфорорганические соединения, тетраэтилсвинец |
| 5. Вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием | Аммиак, гидразин |
| 6. Метаболические яды | Оксид этилена, дихлорэтан |
| 7. Вещества, нарушающие обмен веществ | Диоксин, полихлорированные бензофураны |
I. Вещества преимущественно удушающего действия:
а) с выраженным прижигающим эффектом (хлор и др.);
б) со слабым прижигающим действием (фосген и др.).
Главным объектом воздействия этих веществ в организме являются дыхательные пути.
II. Вещества преимущественно общеядовитого действия (цианистый водород, окись углерода и др.) - не оказывают местного действия на органы и ткани, через которые проникают в организм, но способны вызывать острое нарушение энергетического обмена.
III. Вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием:
а) с выраженным прижигающим действием (нитрил акриловой кислоты, азотная кислота, соединения фтора);
б) со слабым прижигающим действием (сероводород, сернистый ангидрид, оксиды азота и др.).
Способны при ингаляционном воздействии вызывать токсический отек легких, а при резорбции нарушать энергетический обмен.
IV. Нейротропные яды (вещества нервнопаралитического действия) (сероуглерод, фосфорорганические соединения, тетраэтилсвинец и др.).
Действуют на генерацию, проведение и передачу нервного импульса.
Нарушают механизмы периферической нервной регуляции, а также моделируют состояние самой нервной системы. В основе подобного действия лежит, их способность вмешиваться в процессы синтеза, хранения, выброса, инактивации в синоптической щели нейромедиаторов, взаимодействовать с рецепторами нейромедиаторов, изменять проницаемость ионных каналов возбудимых мембран.
V. Ве щества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак, гидразин и др.).
Вызывают при ингаляционном поражении токсический отек легких, на фоне которого формируется тяжелое поражение нервной системы.
VI. Метаболические яды (оксид этилена, дихлорэтан и др.).
Вмешивающиеся в тонкие процессы метаболизма веществ в организме. Отравление этими веществами характеризуется отсутствием бурной реакции на яд. Поражение организма развивается, как правило, постепенно и в тяжелых случаях заканчивается смертельным исходом в течение нескольких суток.
В патологический процесс поражения этими веществами вовлекаются многие органы и системы организма, в первую очередь центральная нервная система, паренхиматозные органы и, иногда, системы крови, т.е. они, нарушают действие центральной нервной системы и системы крови.
VII. Вещества, нарушающие обмен веществ (диоксин, полихлорированные бензофураны и др.).
Принадлежат к группе галогенизированных ароматических углеводородов. Данные вещества способны, действуя через легкие, пищеварительный тракт и кожные покровы, вызывать заболевания с чрезвычайно вялым течением. При этом в процесс вовлекаются практически все органы и системы организма. Характерной особенностью действия этих веществ является нарушение обмена веществ, что, в конечном счете, может привести даже к смертельному исходу.
По виду токсического действия химические вещества разделяют по характеру их токсического действия на организм (избирательная токсичность): нервно-паралитическое действие; кожно-резорбтивное действие; общетоксическое действие; удушающее действие; слезоточивое и раздражающее действие; психотропное действие; «сердечные» яды; «нервные» яды; «печеночные» яды; «почечные» яды; «кровяные» яды; «желудочно-кишечные» яды; «аллергенные» яды; «канцерогенные» яды.
5. Токсикологическая классификация ядов:
| Общий характер токсического действия | Характерные представители токсичных веществ | Признаки и последствия |
| 1. Нервно-паралитичес- кое действие | Фосфорорганические инсектициды (хлорофос, карбофос, тиофос, меркаптофос), никотин, анабазин, БОВ (зарин, зоман, Ви-Икс (VX) | Бронхоспазм, удушье, судороги и параличи |
| 2. Кожно-резорбтивное действие | Дихлорэтан, гексахлоран, БОВ (иприт, люизит), уксусная эссенция, мышьяк и его соединения, ртуть (сулема) | Местные воспалительные и некротические изменения в сочетании с общетоксическими резорбтивными явлениями |
| 3. Общетоксическое действие | Синильная кислота и ее производные, угарный газ, алкоголь и его суррогаты, БОВ (хлорциан) | Гипоксические судороги, кома, отек мозга, параличи |
| 4. Удушающее действие | Оксиды азота, БОВ (фосген, дифосген) | Токсический отек легких |
| 5. Слезоточивое и раздражающее действие | Пары крепких кислот и щелочей, хлорпикрин, БОВ (Си-Эс (CS), адамсит) | Раздражение наружных слизистых оболочек |
| 6. Психотическое действие | Наркотики (кокаин, опий), канабиол, фенилциклидин, миристицин, атропин, БОВ (Би-Зет (BZ), диэтиламид лизергиновой кислоты-ДЛК)) | Нарушение психической активности, сознания |
Примечание – БОВ - боевые отравляющие вещества, применяются в качестве токсического оружия как средства ведения химической войны.
6.Яды по избирательной токсичности:
Токсикологическая классификация ядов имеет общий характер и обычно детализируется за счет дополнительной информации об их избирательной токсичности.
| Характер избирательной токсичности | Характерные представители токсичных веществ | Действие |
| 1. Сердечные яды | Сердечные гликозиды (дигисталис, дигоксин); трициклические антидепрессанты (имипрамин, амитриптилин); растительные яды (аконит, чемерица, заманиха); животные яды (тетрадоксин); соли металлов (бария, калия, кобальта, кадмия) | Кардиотоксическое действие – нарушение ритма и проводимости сердца, токсическая дистрофия миокарда |
| 1.1. | Ртуть, ртутьорганические соединения, свинец и его соединения, хром, фторид натрия, полихлорпинен, ДДТ, фенолы, гидрохинон, сульфиды, хинон, кобальт и его соединения, соединения тяжелых металлов и др. | Нарушения окислительных процессов, гликолиз, нарушения проводимости и сократительной способности миокарда |
| 1.2. | Кетоны, спирты, сложные эфиры, окислы азота, аммиак, сероводород, бензол и его гомологи, сернистый ангидрид, четыреххлористый углерод, анилин и др.) | Кардиотоксический эффект |
| 2. Нервные яды | Психофармакологические средства (наркотики, транквилизаторы, снотворные); фосфорорганические соединения; угарный газ, производные изониазида (тубазид, фтивазид); алкоголь и его суррогаты | Нейротоксическое действие – нарушение психической активности, токсическая кома, токсические гиперкинезы и параличи |
| 2.1. | Органические растворители | Неспецифическое (неэлектролитное, наркотическое |
| 2.2. | Свинец, тетраэтилсвинец, сероуглерод, мышьяковистые соединения, ртуть, марганец, метиловый спирт, фторацетат | Специфическое поражение нервных клеток, обусловленное химическим взаимодействием с биологическим субстратом |
| 2.3. | Фосфорорганические соединения | Специфическое блокирование медиаторного обмена (в частности, ацетилхолинового); |
| 2.4. | Удушающие и раздражающие яды (нарушение газообмена), метгемоглобинообразователи, окись углерода (блокирующие транспорт кислорода кровью) и цианиды, азид натрия (нарушение утилизации кислорода тканями) | Вторичное действие, обусловленное нарушением кровообращения и состоянием гипоксии |
| 2.5. | Тетраэтилсвинец, хлорированные углеводороды, бензол, бензин, цианиды | Поражение межуточного мозга с характерными нарушениями координационных механизмов регуляции обменных, эндокринных, вегето-сосудистых процессов |
| 2.6. | Свинец, медь, гранозан, таллий, мышьяк, бромэтил, трикрезилфосфат | Невриты, полиневриты |
| 3. Печеночные яды | Хлорированные углеводороды (дихлорэтан); ядовитые грибы; фосфор, селен, фенолы и альдегиды | Гепатотоксическое действие – токсическая гепатопатия |
| 4. Почечные яды | Соединения тяжелых металлов; этиленгликоль, щавелевая кислота | Нефротоксическое действие – токсическая нефропатия |
| 4.1. | хлорированные углеводороды, тяжелые металлы, свинец, этиленгликоль, скипидар | Поражение почек |
| 4.2. | Более 20 металлов и их соединений (бериллий, бор, висмут, серебро, свинец, таллий, хром и т. д.) | Нефротоксические эффекты |
| 5. Кровяные яды | Анилин и его производные; нитриты; мышьяковистый водород | Гематотоксическое действие – гемолиз, метгемоглобинемия |
| 5.1. | Углерода оксид, нитро- и аминопроизводные бензола и его метаболиты, нитриты и нитраты натрия | Вещества, вызывающие изменения гемоглобина крови |
| 5.2. | Мышьяковистый водород, фенилгидразин и др. | Вещества, вызывающие первичный гемолиз |
| 5.3. | Бензол и его производные, свинец | вещества, вызывающие первичное угнетение гемопоэза |
| 6. Желудочно-кишечные яды | Крепкие кислоты и щелочи; соединения тяжелых металлов и мышьяка | Гастроэнтеротоксическое действие – токсический гастроэнтерит |
| 6.1. | Селен, органические растворители, цинк, окислы азота, хром | Гастрит, диспепсические явления |
| 6.2. | Тяжелые металлы, сероуглерод, бромиды, иодиды и др. | Выраженное местное раздражающее действие на слизистую кишечника и желудка |
| 6.3. | Соединения фтора и фосфора, ангидриды неорганических кислот | Поражения зубов |
| 6.4. | серебро, висмут, свинец, ртуть, сурьма | В слизистой ротовой полости и на деснах откладываются |
| 7. Легочные яды | Оксиды азота, озон, фосген | |
| 7.1. | Хорошо растворимые в воде яды и крупные частицы пыли | Поражение верхних отделов дыхательных путей |
| 7.2. | Хорошо растворимые хлор, аммиак, сернистый ангидрид и крупнодисперсная пыль | Риниты, ларингиты, трахеиты, бронхиты, т. е. затрагивают в основном верхние и средние отделы органов дыхания. |
| 7.3. | Галлоидные соединения олова, титана, тантала, германия, и других металлов, а также сурьмы, мышьяка, фосфора, селена, теллура за счет их гидролиза с образованием кислот | Раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей легких |
| 7.4. | Мелкодисперсная пыль и плохо растворимые яды (диметилсульфат, кадмий, марганец, ванадий, окислы азота, фосген, фторокись бериллия и др.) | Поражают глубокие отделы - бронхи, бронхиолы и ацинусы, вызывая бронхиолиты и отек легких |
| 7.5. | Аммиак, пыль кремневая, алюминиевая, окислы азота и др. | Токсический пневмосклероз |