Лабораторна робота №1

Тема: Визначення тимчасово допустимих концентрацій хімічних сполук у повітрі робочої зони (ТДКр.з.).

Мета: Ознайомити студентів з розрахунковими методами визначення

допустимих концентрацій хімічних речовин у повітрі робочої

зони.

Теоретична частина

ТДКр.з. (ОБРВ) – тимчасово допустима концентрація ( орієнтовно безпечний рівень впливу) хімічної речовини у повітрі робочої зони, мг/м3, встановлюється розрахунковим шляхом і є тимчасовим нормативом (термін дії: 2-3 роки).

Використання розрахункових методів для обгрунтування ТДК продиктовано прагненням усунути розрив між ростом кількості нових хімічних сполук, які потрапляють у навколишнє середовище і реальними можливостями встановлення для них експерементально обгрунтованих ГДК.

ГДКр.з.- гранично допустима концентрація хімічних речовин у повітрі робочої зони, мг/м3. Ця концентрація при щоденній роботі (крім вихідних днів) протягом 8 год., або іншій тривалості, але не більше 41 години у тиждень, протягом усього робочого стажу не повинна викликати захворювання або відхилення у стані здоровґя, які можна виявити сучасними методами досліджень, у процесі роботи або у віддаленні строки життя сучасного і наступних поколінь.(Робочою зоною називається простір висотою до 2 м над рівнем підлоги або ділянки, на якій знаходиться місце постійного або тимчасового перебування працюючих).

Безперечно, що розрахункові методи не можуть повністю замінити експериментальне обгрунтування ГДК, однак, як показує досвід, для багатьох хімічних сполук розраховані за формулами значенняТДК дуже близькі до узаконених ГДК. З кожним роком по мірі накопичення токсикометричного матеріалу, збільшення кількості порівнювальних при регресивному аналізі значень ГДК, точність ТДК стає вищою. Є всі обгрунтування вважати, що подальший розвиток розрахункових методів при регламентуванні хімічних сполукт в об’єктах навколишнього середовища поступово зітре різницю між регламентованими, одержаними у результаті повного токсикологічного дослідження і розрахунковими величинами, одержаними при використанні простіших показників.

Для обгрунтування ТДК- недостатньо лише рішень математичного рівняння, необхідний ціленаправлений підбір формул, вибір найбіль репрезентативних вихідних показників, а яко їх немає, то – проведення відповідних токсикометричних досліджень. Термін дії ТДК може бути продовженим, а при надходженні додаткового матеріалу може розглядатися питання про його зміну на ГДК.

Формули для розрахунку ТДК хімічних сполук у повітряному середовищі робочої зони виведені методом регресивного аналізу. Узаконені ГДКр.з. порівнювались з різними показниками токсичності і фізико – хімічними властивостями речовин.

Для визначення ТДКр.з. летких органічних сполук використовують формули, в яких використовуються значення молекулярних мас досліджуваних речовин:

lgТДКр.з.= 0,91 lgЛК50 – 2,7 + lgМ, (2.1)

lgТДКр.з.= 1,53 lgЛД50 –5,7 + lgМ, (2.2)

де ЛК50 – середньосмертельна концентрація речовин, яка викликає при вдиханні (миші – 2 год., криси – 4 год.) загибель 50% тварин, мг/л (мг.молек./л – мМ/л);

ЛД50 – середньосмертельна доза хімічної речовини, яка викликає загибель 50% тварин мг/кг (або Мм/кг, або мг-атомах/кг, мА/кг).

Для розрахунків значень ТДКр.з. висококиплячих органічних сполук 9пестицидів), які потрапляють у повітряне середовище робочої зони у вигляді аерозолей, слід використовувати рівняння, які опираються на ЛД50 для мишей або крис при введенні досліджуваних речовин через рот.

lgТДКр.з. =lgЛД50 –3,1+ lgМ (2.3)

Або у спрощеному вигляді:

ТДКр.з.= 0,0008ЛД50 (2.4)

Для аерозолей металів, їх оксидів і малорозчинних сполук металів ТДКр.з. може бути розрахована:

lgТДКр.з. = 0.85 lgЛД50 – 3,0 + lgМ – lgN, (2.5)

а для розчинних сполук металів:

lgТДКр.з. = 1,1 lgЛД50 – 2,0 +lgM – lg N. (2.6)

У формулах (2.5) і (2.6) середньосмертельна доза у мишей одержується при введенні у живіт і виражається у мг-атомах на кг маси тіла (мА/кг),

N- кількість атомів металу у молекулі речовини

Для органічних сполук, які володіють загальнотоксичною дією ТДКр.з. може бути розраховано у 2 етапи:

1 етап:

Визначається порогова концентрація хронічної дії (ПКхр.)

lgПКхр. = 0.62 lgЛК50 – 1,08 (2.7)

або

lgПКхр. = 0,77 lgПКрізк. – 0,56 (2.8)

де ПКрізн. – порогова концентрація різкої дії, встановлена на лаб.тваринах при одноразовому інгаляційному введенні, мг/м3.

2 етап:

ТДКр.з.= ПКхр./Кз. (2.9)

Де ПКхр. – розрахунковий поріг хронічної дії;

Кз – коефіцієнт запасу.

У тому випадку, коли є середньосмертельні порогові дані для різних видівтварин, слід в якості вихідних брати значення найбільш чутливого виду тварин.

Досвід використання рівнянь (2.7) і (2.8) продемонстрував високий ступінь достовірності розрахункових величин і дозволив використовувати їх безпосередньо для розрахунку ТДКр.з. Однак, точність значень ТДКр.з. залежить від правильності вибору коефіцієнту запасу Кз при переході від ПКхр.до регламентованої величини. Кз пропонується встановлювати у залежності від кумулятивного ефекту досліджуваної хімічної сполуки і видової чутливості тварин (КВЧ). КВЧ – це відношення ЛД50 для найбільш стійкого до цих параметрів тварин до найбільш чутливих показників у іншого виду тварин. Коефіцієнт запасу визначається шляхом перемноження балів, знайдених за таблицями 2.1 – 2.2.

ТАБЛИЦЯ 2.1. Характеристика кумулятивного ефекту

Кк | ЛК50/ПКхр. | ПКрізк./ПКхр. | Бали

>5 | ?10 | ?2,5 | 2

3-5 | 10-100 | 2,5-5 | 3

1-3 | 100-1000 | 5-10 | 4

?1 | >1000 | >10 | 5

ТАБЛИЦЯ 2.2. Характеристика видової чутливості тварин

Чутливість | КВЧ | Бали

Невиражена | ?3 | 2

Середня | 3-9 | 3

Виражена | >9 | 4

Розрахунок ТДКр.з. для солук, у гомологічному ряді яких вже є регламентовані сполуки, слід використовувати залежність:

ТДКр.з. = М • 1000 / ?Jі (2.10)

Де Уjі – сума значень біологічної активності хімічних звя’зків атомів у молекулі нормованої роечовини.

Значення біологічної активності хімічних зв’язків, обчислених як середні величини для деяких нормованих сполук у гомологічному ряді беруться у довідниковій літературі.

Розрахунок ТДКр.з., які опираються на значенні біологічної активності хімічних зв’язків нормованих сполук, дають досить точні результати і для деяких сполук не поступаються за точністю розрахункам за даними токсикометрії.