Концентрации вредных веществ, мгновенно-опасных для жизни или здоровья

Материал из Горная энециклопедии
Перейти к: навигация, поиск

При работе в загрязнённой атмосфере для защиты здоровья рабочих часто используют средства индивидуальной защиты (СИЗОД) — респираторы. Для надёжного сбережения здоровья выбранный респиратор по своим защитным свойствам должен соответствовать степени загрязнённости воздуха. Для выбора таких достаточно надёжных респираторов в промышленно-развитых странах, где регистрируются профзаболевания и где работодатель несёт ответственность за повреждение здоровья рабочих, разработаны стандарты по охране труда с требованиями к выбору СИЗОД, см. Законодательное регулирование выбора и организации применения респираторов. В этих стандартах при оценке того, подходит респиратор для использования, или не подходит, используется (как один из критериев для оценки требуемой надёжности) способность рабочего покинуть загрязнённую атмосферу без риска для жизни и здоровья при отказе СИЗОД. То есть — может ли кратковременное вдыхание загрязнённого воздуха угрожать жизни или привести к необратимому ухудшению здоровья.

Введение

Значения концентраций вредных веществ, которые мгновенно-опасны для жизни или здоровья, стали использоваться Национальным институтом охраны труда (NIOSH) как критерий при выборе достаточно надёжного респиратора с середины 1970-х. Для обоснования выбора значений этих концентраций для разных вредных веществ была собрана информация из разных источников, использовавшихся Институтом при первоначальной разработке таких концентраций для 387 вредных веществ. Кроме того, Институт продолжает собирать, сохранять и пересматривать информацию и методики, относящиеся к уже разработанным значениям концентраций (когда это уместно), и разрабатывает новые значения мгновенно-опасных концентраций.

История вопроса

Обсуждение того, как использовать респираторы, когда загрязнённость воздуха мгновенно-опасна для жизни или здоровья, началось по крайней мере с начала 1940-х. Ниже цитируется бюллетень Минтруда США:

«Случаи, когда требуется использование респираторов, можно разделить на два вида: (1) не-опасные, и (2) опасные. Неопасные случаи — это те, когда загрязнённость воздуха не представляет мгновенной опасности для жизни или здоровья, но создаёт сильный дискомфорт, приводит к появлению заболеваний, стойкому ухудшению здоровья или к смерти при длительном или повторяющемся воздействии. А опасные случаи — это когда рабочие подвергаются или могут подвергнуться воздействию атмосферы, которая мгновенно-опасна для жизни или здоровья при относительно кратковременном воздействии»[1].

Управление по охране труда (OSHA, в Минтруда США) в своих документах (относящихся к работе с опасными веществами и к реагированию на чрезвычайные ситуации) так:

«Воздушная концентрация любых — токсичных, агрессивных или удушающих веществ, которая создаёт мгновенную опасность для жизни, или вызывает необратимое ухудшение здоровья (или ухудшение здоровья с задержкой), или (может) помешать рабочему (самостоятельно) покинуть опасную атмосферу»[2].

В стандартах Управления по охране труда, относящихся к работе в замкнутом пространстве, было дано такое определение: «Любые условия, которые создают мгновенную угрозу для жизни, в том числе — с задержкой по времени, или которые могут вызвать необратимое ухудшение здоровья, или могут помешать рабочему (самостоятельно) покинуть опасное место. Замечание: некоторые вредные вещества (например — фтористый водород и пары кадмия) могут при кратковременном воздействии нанести большой вред здоровью, который — даже при сильном воздействии — может выглядеть незначительным и не требующим медицинской помощи, но может привести к неожиданной смерти с задержкой на 12-72 часа после воздействия. Пострадавший „чувствует себя нормально“ после прекращения воздействия и прекращения проявлений кратковременных симптомов — пока не произойдёт ухудшение состояния или смерть. Опасные концентрации таких веществ (также) стали считать мгновенно-опасными»[3].

В стандарте по охране труда, регулирующем выбор и организацию применения респираторов[4], в разделах 1910.134(d)(2) Выбор респираторов и 1910.134(g)(3), Управление требует, чтобы при проведении работы в мгновенно-опасной атмосфере рабочий использовал шланговый респиратор с принудительной подачей воздуха, или автономный дыхательный аппарат, чтобы он использовал страховочную верёвку и т. п. средства, позволяющие вытащить его из опасного места, и чтобы рядом дежурил другой человек с подходящим спасательным снаряжением.

Программа разработки стандартов по охране труда, регулирующих работу с вредными веществами

В 1974 Институт и Управление начали совместно разрабатывать стандарты по охране труда в соответствии с разделом 6(b) Закона об охране труда (Occupational Safety and Health Act of 1970) для тех вредных веществ, для которых были установлены ПДК (воздуха в зоне дыхания — permissible exposure limit, PEL). Эта совместная работа получила название Standards Completion Program (SCP), и в ней участвовали сотрудники разных подразделений Института и Управления, а также из нескольких других организаций. При выполнении этой программы было разработано 387 проектов стандартов для разных вредных веществ, и собрана документация с технической информацией и рекомендациями, которые требовались для принятия (официального, юридически) новых стандартов по охране труда. Хотя новые стандарты не были обнародованы в то время, но собранные сведения стали основой для (разработки) Указаний по соблюдению норм охраны труда при работе с вредными химическими веществами[5].

В рамках выбора (достаточно эффективного) респиратора для каждого из проектов стандартов по охране труда, было определено значение мгновенно-опасной концентрации. Значения этих концентраций, установленные при выполнении Программы разработки стандартов, основывались на определении, которое было дано в 30 CFR 11.3(t). Значения таких концентраций устанавливали для того, чтобы определить ту концентрацию, при которой рабочий может покинуть опасное место без риска для жизни и риска необратимого ухудшения здоровья, если его СИЗОД выйдет из строя (например — сорбент противогазного фильтра насытится, и произойдёт проскок, или если прекратится подача воздуха у шлангового респиратора), то есть концентрации, при превышении которой можно использовать только самые надёжные респираторы. при определении того, сможет ли рабочий покинуть опасную атмосферу без риска для жизни и риска необратимого ухудшения здоровья, учитывали также и воздействие на глаза и раздражение органов дыхания, и другие вредные воздействия (например — дезориентация, нарушение координации движений), способные помешать эвакуации. Хотя обычно для покидания опасного места требуется менее 30 минут, значения мгновенно-опасной концентрации основывали на тех последствиях воздействия, которые могут произойти при воздействии в течение 30 минут — с запасом для безопасности. Но то, что эти концентрации установили исходя из 30-минутного воздействия не означает, что рабочий может оставаться на рабочем месте после отказа респиратора хоть немного дольше, чем это необходимо.

ОН ДОЛЖЕН ПРИЛОЖИТЬ ВСЕ УСИЛИЯ ДЛЯ НЕМЕДЛЕННОЙ ЭВАКУАЦИИ!

Значения этих концентраций были определены во время выполнения программы разработки стандартов SCP индивидуально, с учётом имевшихся тогда сведений о токсичности. Во всех случаях, когда это было возможно, для установления значений мгновенно-опасных концентраций использовали результаты исследований людей, которые подвергались кратковременному воздействию. Но в большинстве случаев, из-за отсутствия информации для людей, использовали информацию о токсичности при воздействии на животных. При использовании результатов исследований токсичности при кратковременном (0.5-4 часа) воздействии на животных, когда это был единственный источник информации, брали самую маленькую концентрацию, при которой наблюдались смерть или необратимое ухудшение здоровья у животных любого вида. При использовании значений летальной дозы для животных, мгновенно-опасную концентрацию определяли на основе эквивалентного воздействия на рабочего весом 70 кг расходовавшего 10 м3 воздуха.

Так как данные о хронических эффектах могут быть слабо связаны с острыми отравлениями, то эти сведения использовали для определения мгновенно-опасной концентрации только тогда, когда данных по острым отравлениям не было совсем, и только с учётом мнения компетентных специалистов. В ряде случаев, при отсутствии подходящих сведений о токсичности при воздействии на людей и на животных, для определения значений мгновенно-опасных концентраций использовали сведения о других вредных веществах со схожими токсичными эффектами — по аналогии.

Обсуждение исходных значений мгновенно-опасных концентраций

Обоснования всех 387 значений мгновенно-опасных концентраций, разработанных при выполнении программы SCP, были изучены и проработаны. Также были включены все те ссылки на источники информации, на которые ссылались в SCP, а во многих случаях цитировались только вторичные источники, и к ним добавили ссылки на первичные источники.. Когда это было возможно, для проверки информации, на которую ссылались, были получены ссылки и на вторичные, и на первичные источники. Но в нескольких случаях такие исходные источники, как например, частная переписка и сообщения иностранных специалистов, не были установлены.

Программа SCP охватывала 387 вредных веществ, но мгновенно-опасные концентрации были определены не для всех из них. Имевшаяся тогда информация о 40 веществах (например — ДДТ и трифенилфосфат), не позволяла определить, при какой большой концентрации начинаются острые эффекты, или когда рабочий не может покинуть опасное место (при 30-минутном воздействии). В этих случаях вместо значений концентрации отмечали «нет данных». при выборе подходящего респиратора для защиты от всех этих веществ использовали только коэффициенты защиты. Для некоторых веществ (например — дым меди, тетрил) на основании мнения специалистов значение ожидаемого коэффициента защиты 2000, умноженное на ПДК, было взято как «граничная концентрация», при превышении которой можно было использовать только «самые надёжные» респираторы. Но для большинства аэрозолей, для которых не было сведений для определения мгновенно-опасной концентрации (например — для фербама /ferbam и для масляного тумана) использование ожидаемого коэффициента защиты 2000 привело к тому, что получилась концентрация, которая вряд ли могла встретится в производственных условиях. Кроме того, воздействие вредных веществ при концентрации выше 500 ПДК для многих аэрозолей было таким, что мешало смотреть. Поэтому решили, что в рамках программы SCP и при пересмотре значений мгновенно-опасных концентраций для таких аэрозолей решили, что при концентрации свыше 500 ПДК можно использовать только самые надёжные респираторы.

При выполнении программы SCP значения мгновенно-опасных концентраций не были установлены для 22 веществ (например — для бромоформа и для оксида кальция) из-за недостаточного количества подходящей информации о токсичности, и поэтому вместо значений этой концентрации указывали «неизвестно». Для большинства из этих веществ на основании мнения специалистов была установлена концентрация, при превышении которой можно было использовать только «самые надёжные» респираторы. Эти концентрации превышали соответствующие ПДК в 10÷2000 раз — в зависимости от вещества. Ещё у 10 веществ (например — н-пентан и этиловый эфир) было установлено только то, что мгновенно-опасная концентрация превышает нижнюю границу порога воздействия lower explosive limits (LELs). Поэтому эта нижняя граница порога воздействия и была выбрана как мгновенно-опасная концентрация. В проектах стандартов по охране труда при работе с этими вредными веществами при концентрации, большей нижней границы порога воздействия разрешали использовать только «самые надёжные» респираторы.

Для ещё 10 вредных веществ (таких, как бериллий, и эндрин /endrin — инстекцид) те значения мгновенно-опасной концентрации, которые были установлены при выполнении программы SCP, оказались больше значений, полученных при использовании ожидаемых коэффициентов защиты респираторов. В большинстве случаев значения мгновенно-опасной концентрации у этих веществ были приняты равными 2000 ПДК.

Применение значений мгновенно-опасных концентраций Институтом

Сейчас значения мгновенно-опасных концентраций — по определению, которое дано им в[6] — это величина, которая показывает, при какой концентрации кратковременное воздействие вредного вещества на рабочего, не использующего респиратор, может привести к смерти или к необратимому ухудшению здоровья (сразу или с задержкой по времени), или может помешать покинуть опасное место [NIOSH 2004]. Значения таких концентраций определяли для того, чтобы:

1. Обеспечить возможность самостоятельного покидания опасного места рабочим в случае отказа респиратора, и
2. Определить значение той концентрации, при превышении которой рабочий должен использовать самые надёжные респираторы, обеспечивающие наибольшую защиту[6]. При установлении значений этих концентраций учитывали следующее:
А. Способность рабочего покинуть опасное место без риска для жизни и без необратимого ухудшения здоровья (при этом считали, что для покидания опасного места хватит 30 минут).
В. Возможность сильного раздражения глаз и другие негативные последствия, которые могут помешать эвакуации.
Руководство NIOSH по выбору респираторов[7] (включено как приложение в[8]) использовало мгновенно-опасные концентрации как один из критериев выбора достаточно эффективного СИЗОД. Согласно этому руководству, в опасных ситуациях (например — при тушении пожаров, при воздействии канцерогенных веществ, входе в места с недостатком кислорода, места с концентрацией вредных веществ, превышающей ПДК в 2000 раз и более, или когда есть риск смерти или необратимого ухудшения здоровья, и т. п.) должны использоваться наиболее надёжные респираторы. К ним относят автономные дыхательные аппараты с полнолицевой маской и подачей воздуха по потребности под давлением, или иным способом подачи — таким, что при вдохе давление под маской выше наружного; или шланговые респираторы с маской и подачей воздуха по потребности под давлением, или иным способом подачи — таким, что при вдохе давление под маской выше наружного, в сочетании с вспомогательным автономным дыхательным аппаратом с таким же режимом подачи воздуха.
При разработке значений мгновенно-опасных концентраций в середине 1970-х для ряда вредных веществ было немного токсикологической информации. В 1993г Институт запросил тех, кто работает в промышленности, о использовании мгновенно-опасных концентраций в производственных условиях, и о научной адекватности критериев и методов, которые были использованы при первоначальном установлении этих значений[9]. Полученная после этого информация (отзывы с производства) была изучена и использована для планирования дальнейших действий в этой области (связанной с мгновенно — опасными концентрациями).
При работе с 85 веществами (включая бензол и метиленхлорид), которые Управлением считались канцерогенными[10], но за исключением оксида этилена и (кристаллического) кварца, Институт рекомендовал использовать наиболее надёжные респираторы при превышении ПДК, а при отсутствии ПДК — при превышении любой измеримой концентрации. При воздействии кристаллического кварца и оксида этилена Институт рекомендовал использовать самые надёжные респираторы при превышении концентрации 25 мг/м3 и 5 ppm (частей на миллион по объёму) соответственно[11][12].

Пересмотренные критерии для установления мгновенно-опасных концентраций

При определении адекватности используемых значений мгновенно-опасных концентраций использовали критерии, которые были сочетанием критериев, использовавшихся при выполнении программы SCP, и новых методов, разработанных в NIOSH. Эти критерии состояли из использования нескольких разных способов, которые использовались с учётом их приоритетности. Самым приоритетным было использование информации об острой токсичности при воздействии на людей, затем — сведения об острой токсичности при воздействии на животных (при вдыхании), затем — сведения об острой токсичности при воздействии на животных (при введении через рот). Если такой подходящей информации не было, или её было недостаточно, то использовали сведения о токсичности, приводящей к хроническим заболеваниям, или аналогию с другими веществами, которые давали схожий токсический эффект. Для проведения процесса пересмотра, сначала использовали главным образом вторичные токсикологические сведения. После получения «предварительных» значений (новых) мгновенно-опасных концентраций их сравнивали с уже использовавшимися (старыми) концентрациями, а также с несколькими другими факторами (имевшимися для данного вещества «кратковременными» ПДК и нижним пределом воздействия LEL)


Чтобы определить пересмотренные значения мгновенно-опасной концентрации, эти значения сначала определяли «предварительно», и для определения «предварительных» значений использовали описанные ниже методы (перечислены в порядке приоритетности):

A. Сведения о концентрации при воздействии на людей (если такие имелись), которая в течение срока 30 минут не приводила ни к смерти, ни к серьёзному или необратимому повреждению здоровья, и не мешала рабочему самостоятельно покинуть опасное место.


B. Затем использовали сведения о концентрациях, воздействие которых приводило к острым эффектам у животных. Использовали только те значения концентраций, которые были установлены при использовании млекопитающих. В большинстве случаев использовали крыс, мышей, морских свинок и хомячков. Решили использовать наименьшие значения концентраций LC (которые были достоверны, надёжны), и предпочтительным было использование LC50. Если не было сведений о LC при 30-минутном воздействии, то для коррекции на такой интервал (с другого) использовали формулу из исследования[13]:

Откорректированная LC50 (30 минут) = LC50(t) * (t/0.5)(1/n),

где LC50(t) — это концентрация LC, определённая за t часов, а «n» — константа.

Замечание: в[13] определили взаимосвязь, показанную выше, на основе экспериментальных данных. У них получилось, что для 18 из 20 изучавшихся веществ значения «n» меньше 3.0. Хотя при разработке мгновенно-опасных концентраций в тех случаях, когда можно было применить конкретные значения «n», полученные[13] использовались именно они, но (в остальных случаях) при пересмотре первоначальных концентраций использовались консервативные значения «n» = 3.0. Это позволило пересчитать данные о летальной концентрации LC на 30-минутный интервал.

Поправочные коэффициенты, полученные при использовании уравнения и показателя «n» равного 3.0

Длительность воздействия, часы Поправочный коэффициент
0.5 1.0
1 1.25
2 1.6
3 1.8
4 2.0
5 2.15
6 2.3
7 2.4
8 2.5

Для определения «предварительных» значений мгновенно-опасных концентраций полученные LC значения регулировали (при необходимости — после внесения поправок на отличие интервала воздействия от 30-минутного), и уменьшали в 10 раз (коэффициент безопасности). Полученные предварительные концентрации использовали затем для сравнения.

C. Затем рассматривали сведения о дозе, приводящей к гибели 50 % животных (LD). Как и в случае с концентрациями, приводящими к смерти, использовали только те значения концентраций (приводящих к смерти), которые были установлены при использовании млекопитающих. В большинстве случаев использовали крыс, мышей, морских свинок и хомячков. Решили использовать наименьшие значения летальных дох, и предпочтительно — LD50 при введении через рот. Эти дозы затем использовались при пересчёте на эквивалентную дозу для 70-килограммового рабочего. При этом, как и при выполнении программы SCP, для определения воздушной концентрации для такой дозы брали объём воздуха 10 м3. {Замечание: при расходе воздуха у рабочего 50 л/мин за 30 минут рабочий вдохнёт 1.5 м3.} Чтобы затем получить значения предварительных концентраций для последующего сравнения, эти концентрации делили на 10 (коэффициент безопасности).

D. Считали, что сведения о токсичности при концентрациях, приводящих к хроническим заболевания, не применимы к острым отравлениям. Но учитывали то, что хронические воздействия могут иметь некоторую взаимосвязь с эффектами при острых отравлениях.

E. При отсутствии подходящих сведений о токсичности, которые бы прямо относились к рассматриваемым вредным веществам, и в тех случаях, когда (написанное далее) оправдано, использовали сведения о токсичности других аналогичных вредных веществ, у которых схожие острые токсические свойства.

F. Все значения мгновенно-опасных концентраций, предварительно полученные при пересмотре, перед использованием в качестве новых значений, проверяли в соответствии со следующим:

  1. Наименьший предел воздействия. Было решено, что регулярное воздействие вредных веществ следует ограничить величиной, в 10 раз меньшей нижнего предела воздействия (Lower explosive limit LEL). Замечание: При разработке самых первых мгновенно-опасных концентраций их величины брали равными нижнему пределу воздействия (100 % LEL), если не было информации о риске серьёзного повреждения здоровья при меньших концентрациях. Но Управление считает, что при работе в замкнутом пространстве[3], и концентрации вредных веществ свыше 10 % от LEL, есть опасность для здоровья.
  2. Данные о концентрации, воздействие которой в течение 10 минут приводит к снижению расхода воздуха на 50 % (RD50) у мышей или крыс, которые могли использоваться для определения концентрации, вызывающей сильное раздражение органов дыхания. При длительном воздействии при концентрации RD50 происходит повреждение дыхательных путей и их раздражение[14][15].
  3. (Учитывали) другие ограничения по кратковременному воздействию вредных веществ, например American Industrial Hygiene Association’s emergency response planning guidelines (ERPGs) и National Research Council’s emergency exposure guidance levels (EEGLs) и short-term public emergency guidance levels (SPEGLs), и ПДКрз стандартов по охране труда (или рекомендации) Управления OSHA PELs, NIOSH RELs, или American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) TLVs.
  4. На основе руководства NIOSH по выбору респираторов (1987) пересмотренные значения не должны превышать 2000 ПДК.
  5. Пересмотренные значения не должны превышать те значения, которые были установлены при выполнении программы SCP (то есть — самые первые)


Каждый, кто знает о какой-то опубликованной информации, которая может повлиять на значения мгновенно-опасной концентрации, пусть пришлёт эту информацию (или сообщит о ней) в NIOSH. Все сведения будут рассмотрены, и при последующем пересмотре мгновенно-опасных концентраций будут учтены.

Выбор респиратора с учётом мгновенно-опасной концентрации

Если концентрация вредных веществ мгновенно-опасна, то рабочий должен применять самый надёжный респиратор. Такими респираторами являются те, которые не имеют фильтров (также как они не зависят от плохо предсказуемого срока их службы), и такие, у которых поддерживается избыточное давление воздуха под маской во время вдоха (так как это снижает риск просачивания неотфильтрованного воздуха через зазоры между маской и лицом).

По этой причине учебник[16] рекомендует использовать при работе в условиях, когда концентрация равна или превышает мгновенно-опасную, исключительно автономные дыхательные аппараты с постоянным избыточным давлением под маской, или шланговые респираторы с полнолицевой маской и постоянным избыточным давлением под маской в сочетании с автономным дыхательным аппаратом (вспомогательным), который может потребоваться при нарушении подачи воздуха по шлангу.

Алгоритм выбора респиратора для известных условий работы позволяет определить - является ли концентрация мгновенно-опасной или нет, если в воздухе имеется более чем одно вредное вещество.


Некоторые другие значения мгновенно-опасных концентраций:

Ссылки

  1. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Yant-1944 не указан текст
  2. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок 29_CFR_1910.120 не указан текст
  3. ↑ 3,0 3,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок 29_CFR_1910.146 не указан текст
  4. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок 29_CFR_1910.134 не указан текст
  5. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок NIOSH.2FOSHA не указан текст
  6. ↑ 6,0 6,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок NIOSH-2004 не указан текст
  7. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок NIOSH-1987 не указан текст
  8. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок .D0.A3.D1.87.D0.B5.D0.B1.D0.BD.D0.B8.D0.BA_1987 не указан текст
  9. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок FR-58-229 не указан текст
  10. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок 29_CFR_1910.103 не указан текст
  11. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок NIOSH-1989 не указан текст
  12. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок NIOSH-2005 не указан текст
  13. ↑ 13,0 13,1 13,2 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Berge-1986 не указан текст
  14. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Alarie-1981 не указан текст
  15. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Buckley-1984 не указан текст
  16. ↑ Нэнси Боллинджер: NIOSH Respirator Selection Logic, 2004. Есть перевод: Руководство по выбору респираторов NIOSH, 2004 PDF Wiki
  17. ↑ International Chemical Safety Cards, Международные карты Химической Безопасности, часть из них переведена на русский язык и доступна по номеру CAS или по номеру ICSC на сайте Института промышленной безопасности www.safework.ru/cards/. Документы содержат информацию о физических, химических, токсических свойствах веществ, используемых в промышленности, о риске острого и хронического отравления, экологической опасности и требованиях промышленной гигиены и охраны труда, первой помощи при отравлениях и средствах индивидуальной защиты; условиях хранения и утилизации; см. International Chemical Safety Cards.
  18. ↑ Частей на миллион по объёму
Шаблон:Средства индивидуальной защиты органов дыхания
Источник — «http://wiki.gr-tech.ru/index.php?title=Концентрации_вредных_веществ,_мгновенно-опасных_для_жизни_или_здоровья&oldid=1101»