О MSDS и показателях вредности
«Всё есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным»
--- Парацельс.
Сегодня будем говорить о вредных веществах. Понятие ключевое, но не настолько однозначное, как может показаться на первый взгляд.
Итак, есть у нас какое-то вещество. Мы его потребляем, и нам становится плохо. Происходит отравление. У отравления может быть целая куча механизмов, так или иначе нарушающих работу организма и ведущих этот самый организм в сторону гробовой доски --- ну да оставим ее биологам да врачам. Поговорим о более формальных вопросах.
Слова "яд" и "вредное вещество" необходимо связаны в ассоциативный ряд с понятием "доза". Без определения дозы говорить о вредности абсурдно, и ниже будет приведено достаточно примеров этому.
Дело в том, что наш организм --- точный отлаженный механизм, соблюдающий внутри себя динамическое равновесие с очень узкими допусками (т.н. гомеостаз). Температура варьируется от 34 до 42 градусов (выше и ниже --- смерть, диапазон всего 8 градусов. Контролируется также pH биологических жидкостей, концентрация солей в них и так далее. Введение достаточного количества инородных веществ или тел этот гомеостаз неминуемо нарушает.
Для начала --- несколько занимательных примеров.
- Вода является абсолютно необходимым для жизни веществом. Тем не менее, от чрезмерного потребления воды можно умереть. BBC сообщает о женщине, умершей от выпивания 4 литров воды в течение двух часов.[1] Таких примеров довольно много, причем и по глупости, и при сильной физической нагрузке.[2]
К слову сказать, все знают, что соленая морская вода не утоляет жажду, но не все знают, что при обильной потере воды (жара и физическая нагрузка) потребление подсоленной воды может утолять жажду и восстанавливать намного лучше несоленой --- восстанавливая солевой баланс.
- Метанол считается жутким ядом, паленая водка из метанола --- классическая страшилка для обывателя. А между прочим, для отравления нужно употребить метанола в количестве десятков грамм --- для отравы это очень много. Это сравнимо с соответствуюшими количествами поваренной соли.
Вредное вещество может попадать в организм разными путями. Основные --- это проглатывание, вдыхание и впитывание через кожу и слизистые. Вредность может сильно различаться в зависимости от метода. Например, бериллий малотоксичен при проглатывании, но очень вреден при вдыхании микрочастиц пыли. Выпитая ртуть выходит из организма естественным образом, а кожные покровы просто не смачивает --- а вот длительное нахождение в ее атмосфере ведет к отравлению.
Для характеризации уровня токсичности вещества применяют целый ряд параметров. Самые типичные:
- LD50 (median lethal dose) --- количество вещества, вызывающее смерть половины исследуемой группы животных. Обычно приводится на килограмм живого веса. Должна сопровождаться указанием вида животных и способа введения. Пример для метанола: [3]
Oral, mouse: LD50 = 7300 mg/kg;
Oral, rabbit: LD50 = 14200 mg/kg;
Oral, rat: LD50 = 5628 mg/kg;
Skin, rabbit: LD50 = 15800 mg/kg
Обратите внимание, что летальные дозы различаются в разы для разных видов животных, т.е. дословно переносить это на человека не следует. Однако, оценку порядка величины эти данные дают.
Цифра 50% связана со статистическими закономерностями --- устойчивость к яду отличается от особи к особи, потому нужна некая статистически корректная оценка среднего. Если задаться целью, можно определить и другой процентиль смертности --- например, 99% (т.н. абсолютная летальная доза).
- LC50 --- концентрация вещества в воздухе, вызывающая смерть половины исследуемой группы животных в течение определенного времени. Кроме вида и способа введения должна сопровождаться указанием времени действия.
Inhalation, rat: LC50 = 64000 ppm/4H; [3]
ppm --- part per million.
- ПДК --- предельно допустимая концентрация. Это концентрация вещества в воздухе, жидкостях, продуктах питания и т.д., не вызывающая вреда для здоровья при хроническом воздействии. Т.е. это можно есть, пить и дышать ежедневно. В отличие от LD50, которая является экспериментальным фактом, ПДК более оценочна, это нормативный параметр. Его использование предполагает предпосылку, что существует некая доза, ниже которой вещество не проявляет вредного воздействия.
Хотя подробная информация о механизме действия во многих случаях не требуется для оценки рисков при работе с веществом, некоторые специальные параметры все же нужны. К таким параметрам относится канцерогенность, эмбриотоксичность и фетотоксичность (способность губительно воздействовать на эмбрион и плод во время беременности), мутагенность (способность вызывать мутации), тератогенность (способность вызывать уродства у нерожденных детей), способность провоцировать выкидыши, пожарная опасность, способность вызывать ожоги, способность разрушать озоновый слой и так далее.
Что делать, если нам нужно узнать эти параметры для некоего вещества? В принципе, следовало бы искать оригинальные работы, где эти параметры определяются. Однако это титанический труд. Как правило, этот труд уже выполнен --- фирмы-поставщики реагентов предоставляют т.н. паспорта безопасности, в которых вся эта информация по определенному шаблону сведена и изложена. По-английски такие паспорта называются MSDS --- material safety data sheet. Кроме токсичности (при острой и хронической экспозиции), они содержат также ряд других данных по безопасности (например, температура возгорания, экотоксичность, некоторые физические свойства типа температуры кипения), а также содержат инструкции по мерам защиты при работе с веществом, оказанию первой помощи, способам тушения возгорания вещества и так далее. Местами эти листы бывают забавными (например, предложение промыть пролившийся ацетон избытком воды и обратиться за медицинской помощью --- это смешно), но стоит сделать скидку на то, что это все пишется для промышленных работников, среди которых может быть много неспециалистов (грузчиков, например), а дело приходится иметь с тоннами вещества. В любом случае, влез в какую-то дрянь --- имеет смысл посмотреть MSDS. А еще лучше посмотреть его перед работой с этой дрянью.
Как найти паспорт безопасности? Самое простое --- сделать поиск "название_вещества_на_английском MSDS". Например, "acetone MSDS". Результатов может быть много, они могут несколько различаться, иметь разную полноту информации и т.д. А еще лучше --- зайти на сайт какого-нибудь мирового поставщика химических реактивов (например, http://sigmaaldrich.com/), выполнить поиск интересующего вещества по каталогу, потом воспользоваться вкладкой Safety and Documentation (или аналогичной у других поставщиков) и загрузить оттуда MSDS. Полноту данных, разумеется, никто не гарантирует, но достаточно полный MSDS от солидного поставщика реактивов вполне можно использовать, чтобы иметь представление о веществе.
Ссылки:
[1] http://news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/england/bradford/7779079.stm
[2] (a) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=strange-but-true-drinking-too-much-water-can-kill (b) http://science.howstuffworks.com/life/human-biology/water-intoxication.htm
[3] http://www.2spi.com/catalog/msds/msds02523.html