На сьогоднішній день з різних джерел відомо 5-6 млн. хімічних сполук, з них 60-80 тис. виробляються в промисловому масштабі. Значний також щорічний приріст хімічних сполук: 0.3-0.4 млн/рік, з них 500-1000 в промисловому масштабі. На цей час перелік шкідливих речовин, дял яких відомі токсикологічні характеристики (токсик-листи), навіть у розвинутих країнах містять не більше 1000-1600 найменувань. Велика вартість та роботоемкість визначення токсикологічних параметрів хіммічних сполук не дозволяютьрозраховувати на успішне вірішення цієї проблеми.
Токсикологія (від грец. Toxicon – отрута, logos – вчення) – наука про потенційну небезпечність шкідливої дії речовини на організми та екосистеми. Вона вивчає також механізми токсичної дії, діагностику, профилактику та лікування отруєнь.
Токсикологія поділяється на 3 взаємопов”язаних направлення:
- експериментально-теоретичне вивчає закономірності взаємодії з біологічними об”єктами;
- профілактична займається попередженням потенційної небезпеки шкідливої дії речовини на організми та екосистеми;
- клінична досліджує захворювання, які виникають внаслідок впливу на людину хімічних речовин навколишнього середовища.
Особливе місце має промислова токсикологія. Вона вивчає дію на людину шкідливих речовин, які зустрічаються в виробничих умовах, з метою розробки санітарно-гігієнічних та лікувально-профілактичних заходів, що спрямовані на створеннянайбільш благоприємних умов праці.
Видатний лікар середньовіччя Парацельс (1493-1541) казав: “ Все є отрутою та ніщо не позбавлено отрутості”. Тобто в ролі отрути може опинитися практично люба речовина, яка потрапила в живий організм в кількості, яка здатна викликати небезпечні для життя порушення його функціонування. Одна і та ж речовина може бути шкідливою (отрутою), ліками та необхідною для життя сполукою в залежності від її кількості та умов взаємодії з організмом.
Рис. 1 Ефекти взаємодії речовин на живий об”єкт.
Розмір та положення зон позитивної та негативної взаємодії може бути різним в залежності від:
властивостей самої речовини,
від об”єкту, на який ця речовина діє,
умов взаємодії речовини з організмом.
Для деяких сполук зони позитивної взаємодії можуть бути повністю відсутні (ксенобіотики).
Ксенобіотики (від греч. Xenos – чужий, bios – життя) – чужерідна для організму сполука. До них відносяться промислові забруднення, пестициди, препарати побутової хімії та ін., тобто сполуки, які не утворюються в живому об”єкті, а синтезуються штучно людиною.
Для більшості речовин існують зони від”ємного ефекту як при великих так і при маліих концентраціях. Наприклад, сполуки хрому, які потрапляють у навколишне середовище, є небезпечними для живих організмів. Граничні концентрації хрому:
- в повітрі робочої зони 0.01 мг/м3 (Cr2O3, хромати);
- середньодобова концентрація в атмосферному повітрі населених міст 0.0015 мг/м3 (Cr2O3);
- в молоці 0.1 мг/кг, в м”ясі – 0.2 мг/кг.
Перевищення цих концентрацій призводить до різних захворювань (рак легенів, бронхів). Сполуки хрому (особливо шестивалентного) мають мутагенну актиність, викликають дерматит та екзему.
В той же час хром – біологічно активний елемент, він приймає участь в обміні нуклеінових кислот, входить до складу ферментних систем. Середньодобова фізиологічна потреба дорослих людей у хромі складає 150-200 мкг/добу. При нестачі хрому у тварин спостерігалося пригнічення росту, скорочення тривалості життя, порушення обміну білка, враження роговиці.
Отрута – це речовина, яка викликає отруєння або смерть при попаданні в органзм в малій кількості.
Токсичність – це міра несовместимости речовини з життям. Токсичність речовини тим більша, чим менше її кількість викликає розладнання життєдіяльності організму.
Всі класифікації шкідливих речовин можна розділити на 2 групи:
Загальні, які базуються на якому-небідь загальному принципі оцінки;
Спеціальні, які відображають зв”язок між окремими фізико-хімічним або іншими властивостямиречовин та виявленням їх токсичності.
Класифікація шкідливих речовин
| Загальні | Спеціальні |
| За хімічними властивостями (хімічна) | За типом зниження вмісту кисню в тканинах організму (патофізіологічна) |
| За метою використання (практична) | За механізмом взаємодії з ферментними системами (патохімічна) |
| За ступенем токсичності (гігієнічна) | За характером біологічних наслідків отруєння (біологічна) |
| За видом токсичної дії (токсикологічна) | За ступенем канцерогенної активності та ін. |
| За “вибірковістю токсичності” | |
| За агрегатним станом |
Найбільш широко використовується хімічна класифікація, яка поділяє хімічні речовини на органічні, неорганічні, елементоорганічні і т. д.
За метою використання можна виділити:
1) промислові отрути (органічні розчинники, фреони, хімічні реагенти тощо);
2) отрутохімікати – пестициди;
3) ліки;
4) побутові хімікати;
5) отрути твариного, рослиного та мікробного походження;
