ПРИЧИНЫ ВЫБРОСОВ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ

14.4. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ТОКСИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Как показано в гл. 9, в случае двухфазного выброса газ/пар на основании законов физики, химии, метеорологии и статистического анализа можно получить оценку токсических нагрузок* в заданной точке, обусловленных потерей герметичности резервуаром.

Однако определить, насколько опасна такая токсическая нагрузка для человека, лишь на основе данных по концентрации и экспозиции невозможно, здесь необходимо использовать данные по токсичности конкретных веществ.
14.4.2. ЭКСПЕРИМЕНТЫ НА ЧЕЛОВЕКЕ

Считается, что данные для расчета токсической нагрузки не очень надежны. Это еще в большей степени относится к данным по токсичности. Чтобы предсказать число жертв, следует иметь данные о том, какие значения концентрации токсичного вещества соответствуют определенному уровню вреда для человека. Следует сразу же оговориться, что однозначного соответствия здесь не существует. Это объясняется значительными различиями в состоянии каждого человека: его здоровьем, возрастом, физиологией, индивидуальными особенностями организма и т. д.

Для упрощения примем в качестве типичного человека 30 - 40 лет, обладающего хорошим здоровьем. Также будем считать, что люди на промышленной площадке заняты обычной повседневной деятельностью. Это допущение необходимо, поскольку полученная доза (количество попавшего в организм токсичного вещества) зависит от скорости дыхания, обусловленной типом работы, выполняемой человеком в заданный момент.

На основании каких данных можно оценить токсичность вещества при таких условиях? Наиболее очевидный способ - прямой эксперимент на человеке с последующей оценкой последствий. Существует ряд способов проведения экспериментов на человеке.

_____________________________________________________________

*Для количественной оценки токсических нагрузок на человека используют ряд показателей, имеющих конкретные значения для каждого вещества. Основными являются следующие показатели (Санопкий,1974; Каракчеев.1973; Измеров,1977]: доза, концентрация, токсодоза. Указанные термины разъясняются в приложении I.

Токсодозы обычно используются при оценке острых воздействий, поражений; концентрации - при санитарно-гнгиенической оценке (нормировании выбросов) и т. п. Для всех показателей определяются уровни воздействия, соответствующие определенным биологическим эффектам (смерть, функциональные изменения - раздражение, заболевание и т. д.) для определенного числа людей из контрольной группы, - единичные, 50%, 100% определенных эффектов и др. (LDgn, LC5Q, LCtgo - соответственно смертельные дозы, концентрации и токсодозы, вызывающие гибель 50% людей).

Для концентраций показательной и часто используемой величиной является предельно допустимая концентрация (ПДК), т.е. концентрация вещества в воздухе, не наносящая вреда человеку при длительном воздействии, например за рабочую смену (7 ч), в течение времени проживания и т. п. Величина ПДК зависит от свойств вещества, его биологических эффектов и метаболизма в организме человека, профессиональных и местных особенностей. - Прим. ред.

Один из них - привлечение добровольцев. В этих случаях создаются такие дозы, которые не приводят к серьезному ущербу для здоровья испытуемых. Эксперименты же с применением летальных доз на лицах, не желающих подвергаться им, являются преступлением против человечности и в цивилизованных странах не проводятся.

Существуют данные по уровню летальных доз для некоторых токсичных веществ, попадающих в организм человека в результате ненасильственнх актов. Это относится как к актам самоубийства, так и к попыткам самоубийства.

Известна также информация о воздействии летальных доз токсичных веществ при случайном приеме их внутрь или при преднамеренном подмешивании яда в пищу, хотя в наше время это достаточно редкий способ убийства по сравнению с прошлыми веками. Количество вещества, попавшего в организм человека, можно определить, например, по количеству таблеток, оставшихся в упаковке, или в результате вскрытия. Действуя таким путем, в конце концов можно узнать летальные дозы для распространенных токсичных веществ, их по традиции выражают в мг/кг массы (имеется в виду масса человека). Информация такого рода содержится в работах по судебной медицине, например [Smith,1945]. Там же можно найти и даные по токсичности газов, включая боевые отравляющие вещества.

Отметим, что ситуации, описанные выше, вряд ли можно назвать "экспериментом". Дело в том, что действия людей, попавших в такие ситуации, не направлены на получение научной информации и, конечно же, отсутствует вся необходимая экспериментальная атрибутика. Таким образом, без научного анализа подобных случаев нельзя получить достоверной информации по токсичности тех или иных веществ.

14.4.3. СВИДЕТЕЛЬСТВА ВОЕННОГО ВРЕМЕНИ

В условиях военного времени возникают ситуации, которые можно считать экспериментами на человеке. Автор настоящей книги считает необходимым проанализировать такие случаи с целью получения данных, которые позволят предотвратить химические катастрофы в промышленности в мирное время.

Известны свидетельства того, что боевое применение отравляющих газов в период первой мировой войны имело значительную научную проработку как с точки зрения применения, так и в отношении последствий.* В частности, в работах [Haber,1986; Goran.1967] описана роль известного немецкого ученого Фрица Хабера при подготовке и осуществлении газовой атаки при Ипре в 1915 г. (в качестве боевого вещества применялся хлор). Значение информации, полученной при анализе применения газов в качестве боевого отравляющего вещества, обсуждается при описании таких конкретных случаев и в гл. 18.

14.4.4. ЭКСПЕРИМЕНТЫ НА ЧЕЛОВЕКЕ: ГРАНИЦЫ ДОПУСТИМОГО

Существуют серьезные ограничения при выполнении экспериментов на человеке по определению токсичности веществ. Если пользоваться лишь результатами, полученными этим методом, то наши знания о свойствах традиционных ядов были бы весьма скудны. Еще меньше мы знали бы о токсических свойствах веществ, широко используемых в промышленности, так как эти вещества не служили орудиями убийства или самоубийства или же в качестве боевых отравляющих веществ в военное время. Кроме того, в промышленности в настоящее время применяется ряд веществ, по которым, к счастью, не имеется исторических сведений относительно их токсического действия на людей, однако возможность такого действия всегда надо иметь в виду.

Этот пробел в наших знаниях о токсичности веществ хотя бы частично позволяют восполнить эксперименты на животных.

14.4.5. ЭКСПЕРИМЕНТЫ НА ЖИВОТНЫХ

Основным преимуществом экспериментов на животных является возможность проведения их по научной методике, т. е. с использованием контрольных групп, подбора животных примерно одного возраста и физических кондиций, точного определения количеств применяемых веществ (дозы), и наконец, благоприятные условия для статистической обработки результатов экспериментов. Без экспериментов на животных ежегодник [NIOSH.1978] был бы намного меньше по объему, так как данные, публикуемые в нем, проходят стандартную проверку на животных. У этого метода есть, однако, и недостатки. Данные, полученные 'в экспериментах на различных животных, могут существенно различаться. Так, например, в работе [Нау,1982] говорится, что при определении токсичности диоксина (2,3,7,8-тетрахлородибензо-п-диоксина) были получены следующие результаты: для морских свинок при применении 50%-ной летальной дозы LD5o (определение этого термина дано ниже) токсичность диоксина была определена равной 0,6 мкг/кг массы, в то время как при аналогичных экспериментах на хомяках она оказалась равной 3000 мкг/кг массы. Таким образом, значения токсичности диоксина, полученные на разных животных, относятся как 5000 к 1. В таком случае возникает вопрос: какое значение выбрать при определении токсичности диоксина для человека?

Что касается предсказания числа человеческих жертв в случае внезапного выброса токсичного вещества, то существует один фактор, который практически полностью не учитывается всеми исследователями, что отмечалось в одной из наших предыдущих работ [Marshall,1983].

Дело в том, что число летальных исходов среди лиц, подвергшихся воздействию токсичного вещества, можно сильно снизить при применении последующей медицинской помощи, а при экспериментах с животными

_____________________________________________________________

*Следует сразу отметить, что в период первой мировой войны воюющие державы применяли или рассматривали в качестве резервных около 40 отравляющих веществ, большинство из которых в настоящее время являются крупнотоннажной продукцией и могут приводить к химическим катастрофам. - Прим. ред.

последующая медицинская помощь не осуществляется.

Еще одним недостатком метода экспериментов на животных является их стоимость. Кроме того, растет также противодействие со стороны общественности проведению любых экспериментов на животных. Однако та же общественность требует гарантий от токсических катастроф в промышленности, что неизбежно приводит к необходимости широкого проведения экспериментов на животных, так как в настоящее время не существует других более или менее эффективных способов получения данных по токсичности.