TOXICITA Ing. Hana Věžníková, Ph. D.
OBSAH Toxicita Toxický účinek Expozice Toxicita plynných zplodin hoření Oxid uhelnatý Oxid uhličitý Synergický účinek 2
TOXIKOLOGIE Vědecká disciplína na pomezí několika oborů chemie, medicína, farmakologie Zkoumá negativní vliv látek na živé organizmy Jedy rostlinné a živočišné Otravy profesní Bojové látky Úvod do toxikologie a ekologie pro chemiky Horák J., Linhart I., Klusoň P. http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_isbn-80-7080- 548-X/pages-img/ http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_isbn-80-7080- 548-X/pages-img/ 3
HISTORIE Všechny látky jsou jedy, jen dávka odlišuje jed od léku. 4
ROSTLINNÉ JEDY OMĚJ ŠALAMOUNEK DURMAN 5
ROSTLINNÉ JEDY MANDRAGORA SKOČEC LD50 = 6.10-6 g.kg -1 6
DOSIS LETHALIS BOTULOTOXIN LD50 = 3.10-11 g.kg -1 ŠÍPOVÁ ŽÁBA 7
TOXICITA Nebezpečné chemické látky mají jednu nebo více nebezpečných vlastností (např. žíravé, karcinogenní, toxické, mutagenní) a podle těchto vlastností jsou řazeny: do jednotlivých skupin nebezpečnosti (stará klasifikace) Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1907/2006 o registraci, hodnocení, povolování a omezování chemických látek (REACH) do tříd a kategorií nebezpečnosti (nová klasifikace) Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1272/2008 ze dne 16. prosince 2008 o klasifikaci, označování a balení látek a směsí (CLP) 8
FYZIKÁLNĚ CHEMICKÉ Skupiny nebezpečnosti (REACH) Třídy a kategorie nebezpečnosti (CLP) 1. Výbušné 2. Oxidující 3. Extrémně hořlavé 4. Vysoce hořlavé 5. Hořlavé Výbušniny Hořlavé plyny Hořlavé aerosoly Oxidující plyny Plyny pod tlakem Hořlavé kapaliny Hořlavé tuhé látky Samovolně se rozkládající látky a směsi Samozápalné kapaliny Samozápalné tuhé látky Samozahřívající se látky a směsi Látky, které při kontaktu s vodou uvolňují hořlavé plyny Oxidující kapaliny Oxidující tuhé látky Organické peroxidy Látky a směsi korozivní pro kovy 9
NEBEZPEČNÉ PRO ZDRAVÍ Skupiny nebezpečnosti (REACH) Třídy a kategorie nebezpečnosti (CLP) 6. Vysoce toxické 7. Toxické 8. Zdraví škodlivé 9. Žíravé 10. Dráždivé 11. Senzibilující 12. Karcinogenní 13. Mutagenní 14. Toxické pro reprodukci Akutní toxicita Žíravost / dráždivost pro kůži Vážné poškození očí / podráždění očí Senzibilizace kůže nebo dýchacích cest Mutagenita v zárodečných buňkách Karcinogenita Toxicita pro reprodukci Specifická toxicita pro cílové orgány - jednorázová expozice Specifická toxicita pro cílové orgány - opakovaná expozice Nebezpečnost při vdechnutí 10
NEBEZPEČNOST PRO ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Skupiny nebezpečnosti (REACH) 15. Nebezpečné pro životní prostředí Třídy a kategorie nebezpečnosti (CLP) Nebezpečí pro vodní prostředí doplňková třída nebezpečnosti - nebezpečnost pro ozonovou vrstvu 11
TOXICKÝ ÚČINEK Po styku organismu s toxickou látkou nastává odezva organismu po vniknutí látky do organismu Toxický účinek - Míra schopnosti chemické látky být toxickou, tzn. působit škodlivě na živý organismus Obvykle za TOXICKOU látku považujeme takovou, který škodlivě působí na organismus v malých dávkách NaCl KCN BL chlorid sodný.pdf BL kyanid draselný.pdf 12
BL Methanol.pdf BL etanol.pdf 13
TOXICKÁ LÁTKA Z HLEDISKA TRESTNÍHO ZÁKONA http://aplikace.mvcr.cz/sbirkazakonu/searchresult.aspx?q=467/2009&typelaw=zako n&what=cislo_zakona_smlouvy 467/2009 Nařízení vlády, kterým se pro účely trestního zákoníku stanoví, co se považuje za jedy a jaké je množství větší než malé u omamných látek, psychotropních látek, přípravků je obsahujících a jedů 14
ČASOVÝ PRŮBĚH TOXICKÉHO ÚČINKU Akutní účinek po jednorázovém podání vyšší dávky projeví se okamžitě nebo ve velmi krátkém čase obvykle má velmi vážné zdravotní následky nebo je jím smrt Chronický účinek po dlouhodobé expozici nízkých dávek projeví se po velmi dlouhé době (měsíce, roky) Pozdní (vzdálený) účinek po dlouhé době latence (i několik roků) působení škodliviny už nemusí existovat nejnebezpečnější (mutagenní, teratogenní) 15
EXPOZICE Vystavení lidského organismu účinkům nebezpečné chemické látky; jde o celý proces vniknutí látky do těla, její transport k vlastním místům účinku. Expozice může být: jednorázová opakovaná Cesta expozice: inhalační : dýchacími cestami orální : ústy perkutánní : přes kůži Látka může do organismu vstupovat současně více cestami. 16
ÚROVEŇ EXPOZICE Úroveň expozice je vyjádřena: dávkou, kterou organizmus získává, koncentrací, ve které se pohybuje. Efektivní dávka/koncentrace ED 50, EC 50 dávka/koncentrace, při níž vykazuje sledovaný účinek 50% jedinců ze studovaného souboru Smrtelná dávka/koncentrace LD50, LC50 dávka/koncentrace, při níž zahyne 50% jedinců ze studovaného souboru 17
POUŽÍVANÉ JEDNOTKY PRO KONCENTRACE Hmotnostní Objemové Poměrové 18
HMOTNOSTNÍ KONCENTRACE 19
IMISE V OVZDUŠÍ http://www.zuova.cz/informace/imise.php http://www.zuova.cz/informace/imise.php http://www.cistenebe.cz/index.php/stav-ovzdusi-naostravsku/ovzdusi-na-ostravsku Nařízení 361/2007 sb111-07.pdf - 20
PM10 Částice atmosférického aerosolu se usazují v dýchacích cestách. Místo záchytu závisí na jejich velikosti. Větší částice se zachycují na chloupcích v nose a nezpůsobují větší potíže. Částice menší než 10 µm (PM10) se mohou usazovat v průduškách a způsobovat zdravotní problémy. Částice menší než 1 µm mohou vstupovat přímo do plicních sklípků, proto jsou tyto částice nejnebezpečnější Částice navíc často obsahují adsorbované karcinogenní sloučeniny. Inhalace PM10 poškozuje hlavně kardiovaskulární a plicní systém. Dlouhodobá expozice snižuje délku dožití a zvyšuje kojeneckou úmrtnost. Může způsobovat chronickou bronchitidu a chronické plicní choroby. Toxicky působí chemické látky obsažené v aerosolu (sírany, amonné ionty...). V důsledku adsorpce organických látek s mutagenními a karcinogenními účinky může expozice PM10 způsobovat rakovinu plic. 21
OBJEMOVÁ KONCENTRACE 22
POMĚRNÉ JEDNOTKY Vyjádření koncentrace jednotlivé složky ve směsi, vyjadřující obsah složky v poměru k celku. Celek je vyjádřen jako 100: poměr je označován jako procento 0,01 = 1% Objemová procenta : 1 L/100 L = 0,01 = 1 obj. %, 1 v/v % Hmotnostní procenta: 1 kg/100 kg = 0,01 = 1 hm. % V těchto případech je třeba rozlišovat, zda se jedná o koncentraci hmotnostní nebo objemovou 23
POMĚRNÉ JEDNOTKY PRO NÍZKÉ KONCENTRACE 1 ppm (parts per million) = 1.10-6 1 L/1000000 L 1 mg/1 kg 1 μg/1 g 1 ppb (parts per billion) = 1.10-9 1 ml/1000000 L 1 μg/1 kg 1 ng/1 g 24
ZLOMEK JAKO JEDNOTKA - SOUČET VŠECH SLOŽEK JE ROVEN JEDNÉ Hodnoty zlomků jednotlivých složek se pohybují v rozmezí od nuly do jedné. hmotnostní zlomek: molový zlomek objemový zlomek 25
JEDNOTKY DÁVKY Jednotky dávky mg.kg -1 - hmotnost látky vztažená na jednotku hmotnosti živé váhy ml.kg -1 - objem látky vztažený na jednotku hmotnosti živé váhy 26
PŮSOBENÍ TOXICKÝCH LÁTEK Při úniku toxických látek, požáru i výbuchu dochází k jejich působení na zasahující jednotky i přítomné osoby. Jedná se o: přímé toxické působení, tzv. primární toxicita, toxické zplodiny hoření, tzv. sekundární toxicita 27
ZPLODINY HOŘENÍ Hoření - každá chemická reakce, která je doprovázena uvolňováním tepla a vyzařováním světla za současného vývinu zplodin hoření. Jejich druh a množství závisí: na chemickém složení látek, ze kterých tyto zplodiny vznikly, na teplotě rozkladu, na množství kyslíku). oxidačního prostředku (vzduchu, resp. 28
TOXICITA PLYNNÝCH ZPLODIN HOŘENÍ Při tepelné degradaci a hoření vznikají nejrůznější produkty (plynné, tuhé, kapalné). Podle účinku je dělíme na: asfyxanty - látky způsobující narkózu iritanty - látky dráždicí smyslový a dýchací aparát toxikanty - s jinými, resp. nespecifikovanými účinky http://www.csb.gov/videoroom/detail.aspx?vid=46&f =0&CID=1&pg=2& 29
SYNERGICKÝ ÚČINEK Synergický účinek - toxická odezva směsi je větší než suma účinků jednotlivých toxických sloučenin Oxid uhelnatý zamezuje transport kyslíku krví a kyanovodík znemožňuje tkáním zužitkovat kyslík, lze hovořit o synergickém efektu těchto dvou toxikantů. 30
HLAVNÍ ZPLODINY V hořlavých materiálech je nejvíce zastoupen uhlík. Při dokonalém hoření je oxidován na oxid uhličitý. Při nedokonalém hoření, je-li přívod kyslíku omezen, např. v uzavřených prostorách, vzniká oxid uhelnatý. 31
OXID UHELNATÝ (CO) Pro člověka je nebezpečný schopností vázat se na červené krvinky (hemoglobin) snadněji než kyslík (na hemoglobin se váže 200x snadněji než kyslík) - tvorba karboxyhemoglobinu (COHb) v krvi, což vyvolá sníženou schopnost krve dopravovat kyslík ke kritickým orgánům těla a vede k formě asfyxie (dušení). Koncentrace CO obj.% g.m -3 Příznaky 0,79 9,16 Okamžitá smrt zadušením
OXID UHLIČITÝ (CO 2 ) Oxid uhličitý není toxický v běžném slova smyslu. Má lehce dráždivé účinky. Nebezpečí CO 2 spočívá v tom, že na jeho zvýšenou koncentraci tělo reaguje zrychlením dýchání, čímž se ovšem do organismu dostává i větší množství ostatních zplodin hoření. Koncentrace CO 2 g.m -3 obj. % Příznaky 366,12 20 rychlá smrt 33
DOMINANTNÍ ZPLODINY HOŘENÍ Toxické zplodiny Možné zdroje Účinky Chlorovodík (HCl) Kyanovodík (HCN) Oxid dusičitý (NO 2 ) Oxid siřičitý (SO 2 ) materiály obsahující chlor, např. polyvinylchlorid Nedokonalé hoření materiálů obsahujících dusík, např. vlna, hedvábí, polyamidy, polyakrylonitrily, polyuretany nitráty, např. nitroceluloza použitá při výrobě umělého hedvábí dokonalé hoření materiálů obsahujících síru korozivní a velmi iritující velmi jedovatý, v krátké době letální působí na dolní cesty dýchací, toxické účinky se projevují s časovým zpožděním irituje oči a dýchací trakt, především horní cesty dýchací 34
HYGIENICKÉ LIMITY LÁTEK Hygienické limity látek v ovzduší pracovišť, způsoby jejich zjišťování (měření) a hodnocení jsou uvedeny v příloze č.2 nařízení vlády č.361/2007 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zaměstnanců při práci, ve znění pozdějších předpisů. Je novelizováno především v souladu s požadavky směrnic EU, které řeší problematiku klasifikace nebezpečných (chemických) látek. 07-361 Ochrana zdraví při práci.pdf 35
HYGIENICKÉ LIMITY LÁTEK V seznamu jsou uvedeny ( v mg.m -3 ) přípustné expoziční limity (PEL) a nejvyšší přípustné koncentrace (NPK - P) chemických látek. PEL jsou celosměnové časově vážené průměry koncentrací plynů, par a aerosolů v pracovním ovzduší, jímž mohou být vystaveni zaměstnanci při osmihodinové pracovní době, aniž by došlo poškození zdraví. NPK - P jsou koncentrace látek, kterým nesmí být zaměstnanec v žádném úseku pracovní směny vystaven. 36
V seznamu chemických látek je upozorněno na jejich senzibilující účinky, možné pozdní účinky a na pronikání látky kůži. Je zde rovněž uveden seznam látek karcinogenních, mutagenních a biologických činitelů. Stanovení hodnot PEL a NPK-P garantuje: Ministerstvo zdravotnictví ve spolupráci se Státním zdravotní ústavem Kontrolní činnost zastřešuje: Ministerstvo zdravotnictví, které ji provádí prostřednictvím KHS. 37