1.1. Токсикометрия

Количественная характеристика токсичности веществ достаточно сложна и требует многостороннего подхода. Судить о ней приходится по результатам воздействия вещества на живой организм, для которого характерна индивидуальная реакция, индивидуальная вариабельность, поскольку в группе испытуемых животных всегда присутствуют более или менее восприимчивые к действию изучаемого токсина индивидуумы.

Токсикометрия – раздел токсикологии, изучающий зону и количество токсического действия ядовитых веществ. Поэтому дозы и концентрации ядовитых веществ принято подразделять в зависимости от степени выраженности вызываемого ими биологического эффекта.

Основные параметры и критерии токсичности веществ в токсикометрии:

1. Минимально действующая, или пороговая, доза (концентрация) ядовитого вещества – это такое его наименьшее количество, которое при однократном (остром) или многократном (хроническом) воздействии вызывает явные, но обратимые изменения жизнедеятельности. Их обозначают соответственно Lim_ac, Lim_ch.

2. Минимальная токсическая доза (концентрация) (LD₀, Cl₀) – максимально переносимая доза ядовитого вещества в мг/кг при однократном введении внутрь или подкожно, вызывающая токсический эффект без летального исхода, при этом отмечается выраженное отравление с комплексом характерных патологических сдвигов в организме.

3.Среднесмертельная (LD₅₀, Cl₅₀) или абсолютносмертельная доза (LD₁₀₀, Cl₁₀₀) (концентрация) – количества вещества, вызывающие гибель 50% или 100% особей при однократном введении токсического вещества внутрь или подкожно. Эти показатели используются в экспериментальных исследованиях. Принята следующая классификация веществ по признаку острой токсичности (LD₅₀ для крысы при пероральном введении, мг/кг):

• чрезвычайно токсичные 15000.

4. Величина токсичности (Т) – рассчитывается применительно к сильным ядам, действующим ингаляционно, и определяется по модифицированной формуле Габера (1)

T = (1)

где C – концентрация, мг/л; t – экспозиция, время воздействия, мин; V – объем легочной вентиляции, л; g – масса тела, кг.

5. Токсичность (Т) вещества определяется величиной, обратной среднесмертельной дозе (концентрации): Т = 1 / LD₅₀ (Cl₅₀).

Показатель токсичности применяют в качестве меры несовместимости вещества с жизнью. Недостатком этой формулы является то, что она не учитывает возможность биотрансформации и детоксикации яда, а также возможности кумулятивного эффекта.

6. Коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО) (2)

КВИО = С^{20град. по Цельсию} / Cl, (2)

где С^{20град по Цельсию} – максимально достижимая концентрация вещества при 20⁰С; Cl (мин) – половинная смертельная концентрация при экспозиции 120 минут (распространенные в России условия опыта).

7. Зона острого токсического действия (Z_ас) (зона акута) также определяет опасность химического вещества. Является отношением величины концентрации, вызывающей гибель 50% животных, к минимальной пороговой дозе при однократном воздействии. Чем меньше этот показатель, тем более высокий класс опасности вещества, и чем более высокий показатель, тем меньше класс его опасности.

8. Зона хронического действия (Z_ch) – отношение величины пороговой дозы при однократном введении к многократной. Чем выше этот показатель, тем более опасно вещество при хроническом воздействии.

9. ПДК – предельно допустимая концентрация вещества в воздухе (мг/м³), которая при ежедневном воздействии в течение сколь угодно длительного времени не вызывает токсических явлений у человека и животных в жизни настоящего и последующего поколений.

10. ОБУВ – ориентировочный безопасный уровень вещества в воздухе, мг/м³.

11. МДУ – максимально допустимые уровни содержания пестицидов в пищевых продуктах (мг/кг).

12. ДСД – допустимая суточная доза – ежедневное поступление вещества, не оказывающее негативного влияния на здоровье человека в течение всей жизни.

13. ДСП – допустимое суточное потребление – величина, рассчитываемая как произведение ДСД на среднюю величину массы тела (60 кг).

На жизнедеятельность человека оказывают влияние все виды загрязнений окружающей его среды и продуктов питания. Поэтому уровни загрязнений обязательно контролируются по предельно допустимым концентрациям (ПДК) предельно допустимых выбросов (ПДВ) и другим нормативам с целью предотвращения вредных воздействий на человека.

Воздействие вредных химических, физических, биологических факторов на биоценоз, т. е. качество окружающей среды, нормируется на государственном уровне. Предусмотрены предельно до­пустимые нормы антропогенного воздействия на окружающую среду, гарантирующие экологическую безопасность населения и сохра­нение генетического фонда. В основу нормативов качества окружаю­щей среды положены три показателя, учитывающие:

медицинский уровень – угрозу здоровью человека;

технологический – способность к техническому и экономическому обеспечению выполнения установленных нормативов;

научно-технический – наличие и возможность средств контроля установленных норм.

К нормативам качества окружающей среды относятся:

предельно допустимые или временно согласованные нормы выбросов в атмосферу вредных веществ (ПДВ, ВСВ);

предельно допустимые или временно согласованные нормы сбросов в водоемы (ПДС, ВСС);

предельно допустимые нагрузки отходов производства на земли и почвы (ПДН) и др.;

предельно допустимые нормы и лимиты по изъятию и воспро­изводству природных ресурсов исходя из необходимости поддержа­ния равновесия в природной среде;

предельно допустимые концентрации вредных веществ в возду­хе, воде, почвах (ПДК), ориентировочно безопасные уровни воздейст­вия их на людей (ОБУВ) или предельно допустимые дозы воздействия вредных веществ на людей (ПДД);

нормы предельно допустимого количества микроорганизмов и других биологических факторов в атмосфере, воде, почвах;

нормы предельно допустимых или ориентировочно допустимых уровней (ПДУ, ОДУ), предельно допустимых доз (ПДД) для шума, вибрации, электрических и электромагнитных полей и иных физических факторов, которые могут оказывать влияние на здоровье людей и их работоспособность;

нормы предельно допустимых остаточных количеств химических веществ в продуктах питания, устанавливающие минимально допустимые дозы (МДД), которые безвредны для человека по каждо­му используемому химическому веществу и при их суммарном воз­действии;

нормы предельно допустимого уровня или предельно допустимой дозы безопасного содержания радиоактивных веществ в окружающей среде и продуктах питания, а также ПДУ и ПДД радиационного облучения людей;

нормативы на санитарно-защитные зоны и полосы.

Лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) включает три характеристики загрязняющего вещества: относительная токсичность вещества, способность к аккумуляции, устойчивость.

1. Относительная токсичность вещества определяется как летальная концентрация вещества, приводящая к гибели 50% особей (ЛК₅₀) за определенный период воздействия (96-120 час). По этому показателю выделяются шесть групп веществ (табл. 1).

2. Способность к аккумуляции характеризуется коэффициентом аккумуляции (К_АК) – отношением концентрации вредного вещества в объекте или живом организме к концентрации этого же вещества в среде или в пище в равновесном состоянии (табл. 2).

Таблица 1 – Классификация веществ по показателю относительной токсичности

Таблица 2 – Классификация веществ по способности к аккумуляции

Таблица 4 – Классы опасности загрязняющих веществ