27. Биологический мониторинг
Редактор главы: Роберт Ловерис
Содержание
Общие принципы
Вито Фоа и Лоренцо Алессио
Гарантия качества
Д. Гомперц
Металлы и металлоорганические соединения
П. Хоэт и Роберт Ловерис
Органические растворители
Масаюки Икеда
Генотоксичные химикаты
Марья Сорса
Пестициды
Марко Марони и Адальберто Фериоли
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи..
1. ACGIH, DFG и другие предельные значения для металлов
2. Примеры химического и биологического мониторинга
3. Биологический мониторинг органических растворителей
4. Генотоксичность химических веществ, оцененная IARC
5. Биомаркеры и некоторые образцы клеток/тканей и генотоксичность
6. Канцерогены человека, профессиональное воздействие и цитогенетические конечные точки
8. Воздействие от производства и использования пестицидов
9. Острая токсичность ОП при разных уровнях ингибирования АКГЭ
10. Варианты ACHE и PCHE и отдельные состояния здоровья
11. Холинэстеразная активность здоровых людей, не подвергавшихся воздействию
12. Мочевые алкилфосфаты и пестициды OP
13. Измерение алкилфосфатов в моче и ОП
14. Мочевые метаболиты карбамата
15. Мочевые метаболиты дитиокарбамата
16. Предлагаемые индексы для биологического мониторинга пестицидов
17. Рекомендуемые биологические предельные значения (по состоянию на 1996 г.)
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи..
28. Эпидемиология и статистика
Редакторы глав: Франко Мерлетти, Колин Л. Соскольн и Паоло Винейс
Эпидемиологический метод в области охраны труда и техники безопасности
Франко Мерлетти, Колин Л. Соскольн и Паоло Винейс
Оценка воздействия
М. Джеральд Отт
Сводные показатели воздействия на рабочем месте
Колин Л. Сосколн
Измерение эффектов воздействия
Шелия Хоар Зам
Практический пример: меры
Франко Мерлетти, Колин Л. Соскольн и Паола Винейс
Варианты дизайна исследования
Свен Хернберг
Вопросы валидности в дизайне исследования
Энни Дж. Саско
Влияние случайной ошибки измерения
Паоло Винейс и Колин Л. Соскольн
Статистические методы
Аннибале Биггери и Марио Брага
Оценка причинно-следственной связи и этика в эпидемиологических исследованиях
Паоло Винеис
Анкеты в эпидемиологических исследованиях
Стивен Д. Стеллман и Колин Л. Сосколн
Историческая перспектива асбеста
Лоуренс Гарфинкель
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи..
1. Пять избранных сводных показателей воздействия на рабочем месте
3. Меры ассоциации для когортного исследования
4. Меры ассоциации для исследований случай-контроль
5. Общий вид таблицы частот для когортных данных
6. Образец схемы данных случай-контроль
7. Разметка данных «кейс-контроль» — один контроль на случай
8. Гипотетическая когорта из 1950 человек до T2
9. Индексы центральной тенденции и дисперсии
10. Биномиальный эксперимент и вероятности
11. Возможные результаты биномиального эксперимента
12. Биномиальное распределение, 15 успехов/30 попыток
13. Биномиальное распределение, р = 0.25; 30 испытаний
14. Ошибка и мощность типа II; x = 12, n = 30, а = 0.05
15. Ошибка и мощность типа II; x = 12, n = 40, а = 0.05
16. 632 рабочих, подвергавшихся воздействию асбеста в течение 20 лет и более.
17. O/E количество смертей среди 632 рабочих, работающих с асбестом
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, нажмите, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи..
29. Эргономика
Редакторы глав: Вольфганг Лауриг и Йоахим Веддер
Содержание
Обзор
Вольфганг Лауриг и Йоахим Веддер
Природа и цели эргономики
Уильям Т. Синглтон
Анализ деятельности, задач и систем работы
Вероник Де Кейзер
Эргономика и стандартизация
Фридхельм Нахрайнер
Контрольные
Пранаб Кумар Наг
Антропометрия
Мельхиорре Масали
Мышечная работа
Юхани Смоландер и Вейкко Лоухеваара
Позы на работе
Илкка Куоринка
Биомеханика
Фрэнк Дарби
Общая усталость
Этьен Гранжан
Усталость и восстановление
Рольф Хелбиг и Уолтер Ромерт
Умственная нагрузка
Винфрид Хакер
зоркость
Герберт Хойер
Умственная усталость
Питер Рихтер
Организация работы
Эберхард Улих и Гудела Гроте
Недостаток сна
Казутака Коги
Рабочие станции
Роланд Кадефорс
Инструменты
ТМ Фрейзер
Элементы управления, индикаторы и панели
Карл Х. Х. Кремер
Обработка информации и дизайн
Андрис Ф. Сандерс
Дизайн для определенных групп
Шутка Х. Грейди-ван ден Ньюбур
Практический пример: Международная классификация функциональных ограничений у людей
Культурные различия
Хушанг Шахнаваз
Пожилые работники
Антуан Лавиль и Серж Волков
Работники с особыми потребностями
Шутка Х. Грейди-ван ден Ньюбур
Системный дизайн в производстве бриллиантов
Иссахар Гилад
Игнорирование принципов эргономики: Чернобыль
Владимир Михайлович Мунипов
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи..
1. Основной антропометрический список
2. Усталость и восстановление зависят от уровня активности
3. Законы сочетанного действия двух стрессовых факторов на деформацию
4. Различение нескольких негативных последствий умственного напряжения
5. Ориентированные на работу принципы структурирования производства
6. Участие в организационном контексте
7. Участие пользователя в технологическом процессе
8. Ненормированный рабочий день и недосыпание
9. Аспекты опережающего, якорного и замедленного сна
10. Управляйте движениями и ожидаемыми эффектами
11. Отношения управления и эффекта обычных ручных органов управления
12. Правила устройства органов управления
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, нажмите, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи..
30. Гигиена труда
Редактор глав: Роберт Ф. Херрик
Содержание
Цели, определения и общая информация
Беренис И. Феррари Гельцер
Распознавание опасностей
Линнея Лиллиенберг
Оценка рабочей среды
Лори А. Тодд
Гигиена труда: контроль воздействия посредством вмешательства
Джеймс Стюарт
Биологическая основа для оценки воздействия
Дик Хидерик
Пределы воздействия на рабочем месте
Деннис Дж. Паустенбах
1. Химическая опасность; биологические и физические агенты
2. Пределы воздействия на рабочем месте (ПДК) - разные страны
31. Личная защита
Редактор глав: Роберт Ф. Херрик
Содержание
Обзор и философия личной защиты
Роберт Ф. Херрик
Средства защиты глаз и лица
Кикузи Кимура
Защита стопы и ног
Тоёхико Миура
Защита головы
Изабель Балти и Ален Майер
Защита слуха
Джон Р. Фрэнкс и Эллиот Х. Бергер
Защитная одежда
С. Зак Мансдорф
Защита дыхательных путей
Томас Дж. Нельсон
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.
1. Требования к пропусканию (ISO 4850-1979)
2. Весы защиты - газосварочные и паяльно-сварочные
3. Весы защиты - кислородная резка
4. Весы защиты - плазменно-дуговая резка
5. Шкалы защиты - электродуговая сварка или строжка
6. Весы защиты - плазменная прямая дуговая сварка
7. Защитный шлем: стандарт ISO 3873-1977.
8. Уровень шумоподавления защитных наушников
9. Вычисление A-взвешенного шумоподавления
10. Примеры категорий опасности для кожи
11. Требования к физическим, химическим и биологическим характеристикам
12. Материальные опасности, связанные с конкретными видами деятельности
13. Присвоенные коэффициенты защиты по ANSI Z88 2 (1992 г.)
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.
32. Системы записи и наблюдения
Редактор глав: Стивен Д. Стеллман
Содержание
Системы наблюдения и отчетности о профессиональных заболеваниях
Стивен Б. Марковиц
Надзор за профессиональными опасностями
Дэвид Х. Вегман и Стивен Д. Стеллман
Надзор в развивающихся странах
Дэвид Кох и Ки-Сенг Чиа
Разработка и применение системы классификации производственного травматизма и заболеваний
Элис Биддл
Анализ рисков несмертельных производственных травм и заболеваний
Джон В. Рузер
Практический пример: защита работников и статистика несчастных случаев и профессиональных заболеваний - HVBG, Германия
Мартин Буц и Буркхард Хоффманн
Практический пример: Висмут — новый взгляд на воздействие урана
Хайнц Оттен и Хорст Шульц
Стратегии и методы измерения для оценки профессионального воздействия в эпидемиологии
Фрэнк Бохманн и Гельмут Бломе
Тематическое исследование: Обследования гигиены труда в Китае
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи..
1. Ангиосаркома печени - мировой регистр
2. Профессиональные заболевания, США, 1986 г. по сравнению с 1992 г.
3. Смертность от пневмокониоза и мезотелиомы плевры в США
4. Примерный перечень подлежащих регистрации профессиональных заболеваний
5. Структура кода сообщения о болезнях и травмах, США
6. Профессиональные травмы и заболевания без летального исхода, США, 1993 г.
7. Риск профессиональных травм и заболеваний
8. Относительный риск повторяющихся условий движения
9. Несчастные случаи на производстве, Германия, 1981–93 гг.
10. Аварии шлифовщиков в металлообработке, Германия, 1984-93 гг.
11. Профессиональное заболевание, Германия, 1980-93 гг.
12. Инфекционные болезни, Германия, 1980-93 гг.
13. Радиационное воздействие на шахтах Висмута
14. Профессиональные заболевания на урановых рудниках Висмута, 1952-90 гг.
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, нажмите, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи..
33. Токсикология
Редактор главы: Эллен К. Силбергелд
Введение
Эллен К. Силбергелд, редактор главы
Определения и понятия
Бо Холмберг, Йохан Хогберг и Гуннар Йохансон
Токсикокинетика
Душан Джурич
Целевой орган и критические эффекты
Марек Якубовски
Влияние возраста, пола и других факторов
Споменка Телишман
Генетические детерминанты токсического ответа
Дэниел В. Неберт и Росс А. Маккиннон
Введение и концепции
Филип Г. Ватанабэ
Клеточная травма и клеточная смерть
Бенджамин Ф. Трамп и Ирен К. Березски
Генетическая токсикология
Р. Рита Мишра и Майкл П. Уолкес
Иммунотоксикология
Джозеф Г. Вос и Хенк ван Ловерен
Токсикология органов-мишеней
Эллен К. Силбергелд
биомаркеры
Филипп Гранжан
Оценка генетической токсичности
Дэвид М. ДеМарини и Джеймс Хафф
Тестирование токсичности in vitro
Джоан Зурло
Отношения структуры деятельности
Эллен К. Силбергелд
Токсикология в регулировании здоровья и безопасности
Эллен К. Силбергелд
Принципы идентификации опасностей — японский подход
Масаюки Икеда
Подход Соединенных Штатов к оценке риска репродуктивных токсикантов и нейротоксических агентов
Эллен К. Силбергелд
Подходы к идентификации опасностей — IARC
Харри Вайнио и Джулиан Уилборн
Приложение – Общие оценки канцерогенности для человека: монографии IARC, тома 1–69 (836)
Оценка канцерогенного риска: другие подходы
Сиз А. ван дер Хейден
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи..
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи..
Психическое напряжение является нормальным следствием процесса преодоления умственной нагрузки (MWL). Длительная нагрузка или высокая интенсивность рабочих требований могут привести как к краткосрочным последствиям перегрузки (усталость) и недогрузки (монотония, насыщение), так и к долгосрочным последствиям (например, симптомам стресса и профессиональным заболеваниям). Поддержание устойчивой регуляции действий в условиях напряжения может быть реализовано за счет изменения стиля действий (путем варьирования стратегий поиска информации и принятия решений), в снижении уровня потребности в достижении (путем переопределения задач). и снижение стандартов качества) и за счет компенсаторного увеличения психофизиологических усилий, а затем снижения усилий в течение рабочего времени.
Такое понимание процесса умственного напряжения может быть концептуализировано как транзакционный процесс регуляции действия при наложении факторов нагрузки, который включает не только отрицательные компоненты процесса напряжения, но и положительные аспекты обучения, такие как приращение, настройка и реструктуризация и мотивация (см. рис. 2).
Рис. 1. Составляющие процесса деформации и его последствия
Психическое утомление можно определить как процесс обратимого во времени снижения поведенческой устойчивости работоспособности, настроения и активности после продолжительного рабочего времени. Это состояние временно обратимо при изменении требований к работе, влиянии окружающей среды или стимуляции и полностью обратимо при помощи сна.
Психическое утомление является следствием выполнения задач с высоким уровнем сложности, которые связаны преимущественно с обработкой информации и/или имеют длительную продолжительность. В отличие от монотонности, выздоровление декрементов занимает много времени и не происходит внезапно после изменения условий задачи. Симптомы утомления выявляются на нескольких уровнях регуляции поведения: дизрегуляция биологического гомеостаза между средой и организмом, дизрегуляция когнитивных процессов целенаправленных действий и потеря устойчивости уровня целеустремленности и достижения.
Симптомы умственного утомления можно выявить во всех подсистемах системы обработки информации человека:
Дифференциальная диагностика умственной усталости
Существуют достаточные критерии для различения умственной усталости, монотонности, умственного пресыщения и стресса (в узком смысле) (таблица 1).
Таблица 1. Дифференциация некоторых негативных последствий психического перенапряжения
Критерии |
Умственная усталость |
Однообразие |
Сытость |
Стресс |
Основные |
Плохая посадка в условиях перегрузки |
Плохо подходит по срокам |
Потеря воспринимаемого смысла задач |
Цели воспринимаются |
Настроение |
Усталость без |
Усталость с |
Раздражительность |
Тревога, угроза |
Эмоциональный |
Нейтральные |
Нейтральные |
Повышенное аффективное отвращение |
Повышенная тревожность |
Активация |
Беспрерывно |
Не постоянно |
Увеличенный |
Увеличенный |
Восстановление |
Кропотливый |
Внезапно после смены задач |
? |
Долгосрочная |
предотвращение |
Оформление задачи, |
Обогащение содержания работы |
Постановка целей |
Редизайн работы, |
Степени умственной усталости
Хорошо описанная феноменология умственного утомления (Schmidtke, 1965), множество надежных методов оценки и большое количество экспериментальных и полевых результатов дают возможность порядкового масштабирования степеней умственного утомления (Hacker and Richter, 1994). Шкала основана на способности человека справляться с декрементами поведения:
Уровень 1: Оптимальная и эффективная производительность: нет симптомов ухудшения работоспособности, настроения и уровня активации.
Уровень 2: Полная компенсация, характеризующаяся повышенной периферической психофизиологической активацией. (например, по данным электромиограммы мышц пальцев), ощущаемое увеличение умственных усилий, повышенная изменчивость критериев работоспособности.
Уровень 3: Лабильная компенсация, дополнительная к описанной на уровне 2: сбои в действиях, ощущение утомления, повышение (компенсаторной) психофизиологической активности центральных показателей, частоты сердечных сокращений, артериального давления.
Уровень 4: Снижение эффективности дополнительно к описанному на уровне 3: снижение критериев эффективности.
Уровень 5: Еще больше функциональных нарушений: нарушения социальных отношений и сотрудничества на рабочем месте; симптомы клинической усталости, такие как потеря качества сна и жизненное истощение.
Профилактика умственной усталости
Структура задач, окружающая среда, периоды отдыха в течение рабочего времени и достаточный сон — это способы уменьшить симптомы умственного утомления, чтобы не возникало никаких клинических последствий:
1. Изменения в структуре задач. Создание предпосылок для адекватного обучения и структурирования задач является не только средством дальнейшего развития эффективных структур работы, но также необходимо для предотвращения несоответствия с точки зрения умственной перегрузки или недогрузки:
2. Внедрение систем кратковременных перерывов в работе. Положительный эффект таких перерывов зависит от соблюдения некоторых предварительных условий. Больше коротких перерывов более эффективно, чем меньше длинных; эффекты зависят от фиксированного и, следовательно, предсказуемого графика времени; а содержание перерывов должно иметь компенсаторную функцию по отношению к физическим и умственным требованиям работы.
3. Достаточное расслабление и сон. Специальные программы для помощников сотрудников и методы борьбы со стрессом могут поддерживать способность к расслаблению и предотвращать развитие хронической усталости (Sethi, Caro and Schuler, 1987).
Появление сложных технологий в молекулярной и клеточной биологии стимулировало относительно быстрое развитие наук о жизни, включая токсикологию. По сути, фокус токсикологии смещается от целых животных и популяций целых животных к клеткам и молекулам отдельных животных и людей. С середины 1980-х годов токсикологи начали использовать эти новые методологии для оценки воздействия химических веществ на живые системы. В качестве логического развития такие методы адаптируются для целей тестирования на токсичность. Эти научные достижения в сочетании с социальными и экономическими факторами привели к изменениям в оценке безопасности продукции и потенциального риска.
Экономические факторы конкретно связаны с объемом материалов, которые должны быть испытаны. Каждый год на рынок выводится множество новых косметических, фармацевтических препаратов, пестицидов, химикатов и товаров для дома. Все эти продукты должны быть оценены на предмет их потенциальной токсичности. Кроме того, имеется запас уже используемых химикатов, которые не были должным образом протестированы. Колоссальная задача получения подробной информации о безопасности всех этих химических веществ с использованием традиционных методов испытаний на целых животных была бы дорогостоящей с точки зрения денег и времени, если бы ее вообще можно было выполнить.
Существуют также социальные проблемы, связанные со здоровьем и безопасностью населения, а также растущую обеспокоенность общественности по поводу использования животных для проверки безопасности продукции. Что касается безопасности человека, общественные интересы и группы защиты окружающей среды оказали значительное давление на правительственные учреждения, чтобы они применяли более строгие правила в отношении химических веществ. Недавним примером этого стало движение некоторых экологических групп за запрет хлора и хлорсодержащих соединений в Соединенных Штатах. Одна из причин таких экстремальных действий заключается в том, что большинство этих соединений никогда не подвергались адекватным испытаниям. С токсикологической точки зрения концепция запрета целого класса разнообразных химикатов, основанная только на наличии хлора, является научно несостоятельной и безответственной. Тем не менее, понятно, что с точки зрения общественности должны быть определенные гарантии того, что химические вещества, выбрасываемые в окружающую среду, не представляют значительного риска для здоровья. Такая ситуация подчеркивает необходимость более эффективных и быстрых методов оценки токсичности.
Другая общественная проблема, которая повлияла на область тестирования токсичности, - это благополучие животных. Растущее число групп по защите животных во всем мире решительно возражают против использования целых животных для проверки безопасности продукции. Ведутся активные кампании против производителей косметики, товаров для дома и личной гигиены, фармацевтических препаратов в попытках остановить испытания на животных. Такие усилия в Европе привели к принятию Шестой поправки к Директиве 76/768/ЕЕС (Директива о косметике). Следствием этой Директивы является то, что косметические продукты или косметические ингредиенты, которые были протестированы на животных после 1 января 1998 г., не могут продаваться в Европейском Союзе, за исключением случаев, когда альтернативные методы недостаточно проверены. Хотя эта Директива не имеет юрисдикции в отношении продажи таких продуктов в Соединенных Штатах или других странах, она существенно повлияет на те компании, у которых есть международные рынки, включая Европу.
Концепция альтернатив, которая лежит в основе разработки тестов, отличных от тестов на целых животных, определяется тремя Rs: снижение в количестве используемых животных; утонченность протоколов, чтобы животные испытывали меньше стресса или дискомфорта; и замена текущих испытаний на животных с тестами in vitro (т. е. тестами, проводимыми вне живых животных), компьютерными моделями или тестами на низших позвоночных или беспозвоночных. Три Rбыли представлены в книге, опубликованной в 1959 году двумя британскими учеными, У. М. С. Расселом и Рексом Берчем. Принципы гуманной экспериментальной техники. Рассел и Берч утверждали, что единственный способ получить действительные научные результаты - это гуманное обращение с животными, и считали, что следует разработать методы, позволяющие сократить использование животных и, в конечном итоге, заменить его. Интересно, что принципам, изложенным Расселом и Берчем, уделялось мало внимания до возрождения движения за защиту животных в середине 1970-х годов. Сегодня концепция трех Rs занимает лидирующие позиции в области исследований, тестирования и обучения.
Таким образом, на разработку методологий тестирования in vitro повлияло множество факторов, которые сошлись за последние десять-двадцать лет. Трудно установить, оказал ли бы какой-либо из этих факторов столь сильное влияние на стратегии тестирования токсичности.
Концепция испытаний на токсичность in vitro
В этом разделе основное внимание будет уделено исключительно методам оценки токсичности in vitro как одной из альтернатив тестированию на животных. Дополнительные альтернативы, не связанные с животными, такие как компьютерное моделирование и количественные отношения структура-активность, обсуждаются в других статьях этой главы.
Исследования in vitro обычно проводятся на животных или человеческих клетках или тканях вне организма. In vitro буквально означает «в стекле» и относится к процедурам, проводимым с живым материалом или компонентами живого материала, культивируемыми в чашках Петри или в пробирках при определенных условиях. Их можно противопоставить исследованиям in vivo или исследованиям, проведенным «на живых животных». Хотя трудно, если не невозможно, спроецировать воздействие химического вещества на сложный организм, когда наблюдения ограничиваются одним типом клеток в чашке, исследования in vitro также предоставляют значительный объем информации о внутренней токсичности. как клеточные и молекулярные механизмы токсичности. Кроме того, они обладают многими преимуществами по сравнению с исследованиями in vivo, поскольку они, как правило, менее дороги и могут проводиться в более контролируемых условиях. Кроме того, несмотря на то, что для получения клеток для культур in vitro по-прежнему требуется небольшое количество животных, эти методы можно рассматривать как альтернативы сокращения (поскольку по сравнению с исследованиями in vivo используется намного меньше животных) и альтернативы уточнения (поскольку они устраняют необходимость подвергнуть животных неблагоприятным токсическим последствиям, вызванным экспериментами in vivo).
Чтобы интерпретировать результаты тестов на токсичность in vitro, определить их потенциальную полезность при оценке токсичности и связать их с общим токсикологическим процессом in vivo, необходимо понять, какая часть токсикологического процесса исследуется. Весь токсикологический процесс состоит из событий, которые начинаются с воздействия на организм физического или химического агента, развиваются через клеточные и молекулярные взаимодействия и в конечном итоге проявляются в ответной реакции всего организма. Тесты in vitro обычно ограничиваются той частью токсикологического процесса, которая протекает на клеточном и молекулярном уровне. Типы информации, которую можно получить в результате исследований in vitro, включают пути метаболизма, взаимодействие активных метаболитов с клеточными и молекулярными мишенями и потенциально измеримые токсические конечные точки, которые могут служить молекулярными биомаркерами воздействия. В идеальной ситуации был бы известен механизм токсичности каждого химического вещества в результате воздействия на организм, чтобы можно было полностью интерпретировать информацию, полученную в результате испытаний in vitro, и соотнести ее с реакцией всего организма. Однако это практически невозможно, поскольку полных токсикологических механизмов выяснено относительно немного. Таким образом, токсикологи сталкиваются с ситуацией, когда результаты теста in vitro нельзя использовать в качестве абсолютно точного прогноза токсичности in vivo, поскольку механизм неизвестен. Однако часто в процессе разработки теста in vitro выясняются компоненты клеточного и молекулярного механизма(ов) токсичности.
Один из ключевых нерешенных вопросов, связанных с разработкой и внедрением тестов in vitro, связан со следующим соображением: должны ли они быть механистически обоснованы или достаточно, чтобы они были описательными? Бесспорно, с научной точки зрения лучше использовать только механистически обоснованные тесты вместо тестов in vivo. Однако при отсутствии полных механистических знаний перспектива разработки тестов in vitro, которые в ближайшем будущем полностью заменят тесты на целых животных, практически нулевая. Это, однако, не исключает использования более описательных типов анализов в качестве инструментов раннего скрининга, что имеет место в настоящее время. Эти экраны привели к значительному сокращению использования животных. Следовательно, до тех пор, пока не будет получено больше механистической информации, может оказаться необходимым использовать в более ограниченной степени тесты, результаты которых просто хорошо коррелируют с результатами, полученными in vivo.
Тесты in vitro на цитотоксичность
В этом разделе будет описано несколько тестов in vitro, разработанных для оценки цитотоксического потенциала химического вещества. По большей части эти тесты просты в выполнении, а анализ может быть автоматизирован. Одним из обычно используемых in vitro тестов на цитотоксичность является анализ нейтрального красного. Этот анализ проводится на клетках в культуре, и для большинства применений клетки можно поддерживать в культуральных чашках, которые содержат 96 небольших лунок, каждая диаметром 6.4 мм. Поскольку каждую лунку можно использовать для одного определения, такое расположение позволяет использовать несколько концентраций тестируемого вещества, а также положительные и отрицательные контроли с достаточным количеством повторов для каждого. После обработки клеток различными концентрациями испытуемого химического вещества в диапазоне не менее двух порядков (например, от 0.01 мМ до 1 мМ), а также химическими веществами положительного и отрицательного контроля клетки промывают и обрабатывают нейтральным красным, краситель, который может поглощаться и удерживаться только живыми клетками. Краситель может быть добавлен при удалении испытуемого химического вещества для определения немедленных эффектов или может быть добавлен в разное время после удаления испытуемого химического вещества для определения кумулятивных или отсроченных эффектов. Интенсивность цвета в каждой лунке соответствует количеству живых клеток в этой лунке. Интенсивность окраски измеряют с помощью спектрофотометра, который может быть оснащен планшетным ридером. Считыватель планшетов запрограммирован на выполнение индивидуальных измерений для каждой из 96 лунок чашки для культивирования. Эта автоматизированная методология позволяет исследователю быстро провести эксперимент по зависимости концентрации от реакции и получить статистически полезные данные.
Другим относительно простым тестом на цитотоксичность является МТТ-тест. МТТ (3[4,5-диметилтиазол-2-ил]-2,5-дифенилтетразолия бромид) представляет собой тетразолиевый краситель, который восстанавливается митохондриальными ферментами до синего цвета. Только клетки с жизнеспособными митохондриями сохранят способность осуществлять эту реакцию; поэтому интенсивность окраски напрямую связана со степенью митохондриальной целостности. Это полезный тест для обнаружения общих цитотоксических соединений, а также тех агентов, которые специально нацелены на митохондрии.
Измерение активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ) также используется в качестве универсального анализа цитотоксичности. Этот фермент в норме присутствует в цитоплазме живых клеток и высвобождается в культуральную среду через негерметичные клеточные мембраны мертвых или умирающих клеток, подвергшихся неблагоприятному воздействию токсического агента. Небольшие количества культуральной среды могут быть удалены в разное время после химической обработки клеток для измерения количества высвобождаемой ЛДГ и определения динамики токсичности во времени. Хотя анализ высвобождения ЛДГ является очень общей оценкой цитотоксичности, он полезен, поскольку его легко выполнить и его можно проводить в режиме реального времени.
В настоящее время разрабатывается много новых методов для обнаружения клеточных повреждений. Более сложные методы используют флуоресцентные зонды для измерения различных внутриклеточных параметров, таких как высвобождение кальция и изменения рН и мембранного потенциала. В целом, эти зонды очень чувствительны и могут обнаруживать более тонкие клеточные изменения, тем самым уменьшая необходимость использования гибели клеток в качестве конечной точки. Кроме того, многие из этих флуоресцентных анализов могут быть автоматизированы с использованием 96-луночных планшетов и ридеров для флуоресцентных планшетов.
После сбора данных о ряде химических веществ с использованием одного из этих тестов можно определить относительную токсичность. Относительная токсичность химического вещества, определенная в тесте in vitro, может быть выражена как концентрация, которая оказывает 50%-ное влияние на конечную реакцию необработанных клеток. Это определение упоминается как EC50 (Eрезультативный Cконцентрация на 50% клеток) и может использоваться для сравнения токсичности различных химических веществ in vitro. (Аналогичный термин, используемый при оценке относительной токсичности, — ICXNUMX).50, что указывает на концентрацию химического вещества, вызывающую 50% ингибирование клеточного процесса, например, способность поглощать нейтральный красный цвет.) Нелегко оценить, сопоставима ли относительная токсичность химических веществ in vitro с их относительной токсичностью в лабораторных условиях. токсичности в естественных условиях, поскольку в системе in vivo существует так много смешанных факторов, таких как токсикокинетика, метаболизм, репаративные и защитные механизмы. Кроме того, поскольку большинство этих анализов измеряют конечные точки общей цитотоксичности, они не основаны на механистическом подходе. Таким образом, совпадение относительной токсичности in vitro и in vivo является просто корреляционным. Несмотря на многочисленные сложности и трудности экстраполяции данных in vitro на in vivo, эти тесты in vitro оказались очень ценными, поскольку они просты и недороги в выполнении и могут использоваться в качестве скрининга для выявления высокотоксичных лекарств или химических веществ на ранних стадиях. разработка.
Токсичность органа-мишени
Тесты in vitro также можно использовать для оценки специфической токсичности органов-мишеней. Существует ряд трудностей, связанных с разработкой таких тестов, наиболее заметной из которых является неспособность систем in vitro поддерживать многие характеристики органа in vivo. Часто, когда клетки берут у животных и помещают в культуру, они склонны либо к быстрой дегенерации, либо к дедифференцировке, т. Это представляет собой проблему, заключающуюся в том, что в течение короткого периода времени, обычно нескольких дней, культуры перестают быть полезными для оценки органоспецифических эффектов токсина.
Многие из этих проблем решаются благодаря последним достижениям в области молекулярной и клеточной биологии. Информация, полученная о клеточной среде in vivo, может быть использована для модулирования условий культивирования in vitro. С середины 1980-х годов были открыты новые факторы роста и цитокины, и многие из них в настоящее время коммерчески доступны. Добавление этих факторов к клеткам в культуре помогает сохранить их целостность, а также может способствовать сохранению более дифференцированных функций в течение более длительных периодов времени. Другие фундаментальные исследования расширили знания о пищевых и гормональных потребностях клеток в культуре, так что теперь можно создавать новые среды. Недавние успехи также были достигнуты в идентификации как встречающихся в природе, так и искусственных внеклеточных матриц, на которых можно культивировать клетки. Культивирование клеток на этих различных матрицах может оказывать сильное влияние как на их структуру, так и на функцию. Основным преимуществом, полученным из этих знаний, является возможность сложно контролировать среду клеток в культуре и индивидуально исследовать влияние этих факторов на основные клеточные процессы и на их реакцию на различные химические агенты. Короче говоря, эти системы могут обеспечить глубокое понимание органоспецифических механизмов токсичности.
Многие исследования токсичности для органов-мишеней проводятся на первичных клетках, которые по определению являются свежевыделенными из органа и обычно демонстрируют ограниченное время жизни в культуре. Есть много преимуществ в получении первичных культур одного типа клеток из органа для оценки токсичности. С механистической точки зрения такие культуры полезны для изучения конкретных клеточных мишеней химического вещества. В некоторых случаях два или более типов клеток из органа могут культивироваться вместе, и это дает дополнительное преимущество, заключающееся в возможности изучения межклеточных взаимодействий в ответ на токсин. Некоторые системы совместного культивирования кожи были разработаны таким образом, что они образуют трехмерную структуру, напоминающую кожу in vivo. Также возможно совместное культивирование клеток из разных органов, например печени и почек. Этот тип культуры был бы полезен для оценки эффектов, характерных для клеток почек, химического вещества, которое должно быть биоактивировано в печени.
Молекулярно-биологические инструменты также сыграли важную роль в разработке непрерывных клеточных линий, которые могут быть полезны для тестирования токсичности органов-мишеней. Эти клеточные линии создаются путем трансфекции ДНК в первичные клетки. В процедуре трансфекции клетки и ДНК обрабатывают таким образом, чтобы ДНК могла быть поглощена клетками. ДНК обычно происходит от вируса и содержит ген или гены, экспрессия которых позволяет клеткам стать иммортализованными (т. е. способными жить и расти в течение продолжительных периодов времени в культуре). ДНК также можно сконструировать таким образом, чтобы ген иммортализации контролировался индуцируемым промотором. Преимущество этого типа конструкции состоит в том, что клетки будут делиться только тогда, когда они получат соответствующий химический стимул, позволяющий экспрессировать иммортализующий ген. Примером такой конструкции является большой ген Т-антигена вируса обезьян 40 (SV40) (ген иммортализации), которому предшествует промоторная область гена металлотионеина, который индуцируется присутствием металла в культуральной среде. Таким образом, после трансфекции гена в клетки клетки можно обработать низкими концентрациями цинка для стимуляции промотора МТ и включения экспрессии гена Т-антигена. В этих условиях клетки размножаются. При удалении цинка из среды клетки перестают делиться и в идеальных условиях возвращаются в состояние, в котором они проявляют свои тканеспецифические функции.
Способность генерировать иммортализованные клетки в сочетании с достижениями в технологии культивирования клеток в значительной степени способствовала созданию клеточных линий из многих различных органов, включая мозг, почки и печень. Однако, прежде чем эти клеточные линии можно будет использовать в качестве суррогата для настоящих типов клеток, их необходимо тщательно охарактеризовать, чтобы определить, насколько они «нормальны» на самом деле.
Другие системы in vitro для изучения токсичности органов-мишеней требуют все большей сложности. По мере того, как системы in vitro становятся все более сложными, от одной клетки к культуре целого органа, они становятся более сопоставимыми со средой in vivo, но в то же время их становится гораздо труднее контролировать, учитывая возросшее количество переменных. Следовательно, то, что можно получить при переходе на более высокий уровень организации, может быть потеряно из-за неспособности исследователя контролировать экспериментальную среду. В таблице 1 сравниваются некоторые характеристики различных систем in vitro, которые использовались для изучения гепатотоксичности.
Таблица 1. Сравнение систем in vitro для исследования гепатотоксичности
Система | Многогранность (уровень взаимодействия) |
Способность сохранять специфические функции печени | Потенциальная продолжительность культуры | Способность контролировать окружающую среду |
Увековеченные клеточные линии | какая-то ячейка к ячейке (зависит от клеточной линии) | от плохого к хорошему (зависит от клеточной линии) | неопределенный | отлично |
Первичные культуры гепатоцитов | ячейка к ячейке | от удовлетворительного до отличного (зависит от условий выращивания) | дни в недели | отлично |
Сокультуры клеток печени | ячейка к ячейке (между одинаковыми и разными типами ячеек) | от хорошего до отличного | недель | отлично |
Кусочки печени | клетка к клетке (среди всех типов клеток) | от хорошего до отличного | часы в дни | хорошо |
Изолированная перфузированная печень | клетка к клетке (среди всех типов клеток) и внутриорганные | отлично | часов | ярмарка |
Прецизионные срезы тканей все шире используются для токсикологических исследований. Доступны новые инструменты, которые позволяют исследователю нарезать однородные срезы ткани в стерильной среде. Срезы ткани имеют некоторое преимущество перед системами культивирования клеток, поскольку присутствуют все типы клеток органа, и они сохраняют свою архитектуру in vivo и межклеточную связь. Таким образом, исследования in vitro могут быть проведены для определения типа клеток-мишеней в органе, а также для изучения специфической токсичности для органа-мишени. Недостатком срезов является то, что они быстро дегенерируют после первых 24 часов культивирования, в основном из-за плохой диффузии кислорода к клеткам внутри срезов. Однако недавние исследования показали, что более эффективная аэрация может быть достигнута за счет мягкого вращения. Это, вместе с использованием более сложной среды, позволяет ломтикам сохраняться до 96 часов.
Тканевые эксплантаты по своей концепции аналогичны срезам тканей и могут также использоваться для определения токсичности химических веществ в определенных органах-мишенях. Тканевые эксплантаты получают путем удаления небольшого кусочка ткани (для исследования тератогенности — интактного эмбриона) и помещения его в культуру для дальнейшего изучения. Культуры эксплантов были полезны для краткосрочных исследований токсичности, включая раздражение и коррозию кожи, исследования асбеста в трахее и исследования нейротоксичности в тканях мозга.
Изолированные перфузируемые органы также могут быть использованы для оценки токсичности органов-мишеней. Эти системы обладают тем же преимуществом, что и срезы тканей и эксплантаты, в том, что присутствуют все типы клеток, но без нагрузки на ткань, вызванной манипуляциями, связанными с приготовлением срезов. Кроме того, они позволяют поддерживать внутриорганные взаимодействия. Основным недостатком является их краткосрочная жизнеспособность, что ограничивает их использование для тестирования токсичности in vitro. В качестве альтернативы эти культуры можно считать усовершенствованием, так как животные не испытывают неблагоприятных последствий обработки токсикантами in vivo. Однако их использование не приводит к значительному уменьшению количества необходимых животных.
Таким образом, существует несколько типов систем in vitro для оценки токсичности органов-мишеней. Можно получить много информации о механизмах токсичности, используя один или несколько из этих методов. Остается трудность в том, чтобы узнать, как экстраполировать систему in vitro, которая представляет собой относительно небольшую часть токсикологического процесса, на весь процесс, происходящий in vivo.
Тесты in vitro на раздражение глаз
Возможно, наиболее спорным тестом на токсичность для целых животных с точки зрения благополучия животных является тест Дрейза на раздражение глаз, который проводится на кроликах. В этом тесте небольшая фиксированная доза химического вещества помещается в один глаз кролика, а другой глаз используется в качестве контроля. Степень раздражения и воспаления оценивают в разное время после воздействия. Предпринимаются серьезные усилия по разработке методологий замены этого теста, который подвергался критике не только из гуманных соображений, но и из-за субъективности наблюдений и изменчивости результатов. Интересно отметить, что, несмотря на резкую критику, которую получил тест Дрейза, он оказался чрезвычайно успешным в прогнозировании раздражителей глаз человека, особенно веществ от слабого до умеренно раздражающего, которые трудно идентифицировать другими методами. Таким образом, спрос на альтернативы in vitro велик.
Поиск альтернатив тесту Дрейза является сложным, хотя и прогнозируется, что он увенчается успехом. Были разработаны многочисленные in vitro и другие альтернативы, а в некоторых случаях они были реализованы. Усовершенствованные альтернативы тесту Дрейза, которые по определению являются менее болезненными или мучительными для животных, включают тест глаза с малым объемом, при котором меньшее количество тестовых материалов помещается в глаза кроликов не только из гуманных соображений, но и для более точно имитировать количество, которому люди могут фактически случайно подвергнуться воздействию. Еще одно уточнение заключается в том, что вещества с рН менее 2 или более 11.5 больше не тестируются на животных, поскольку известно, что они сильно раздражают глаза.
В период с 1980 по 1989 год количество кроликов, используемых для тестирования косметики на раздражение глаз, сократилось примерно на 87%. Тесты in vitro были включены как часть многоуровневого подхода к тестированию, чтобы добиться такого значительного сокращения тестов на целых животных. Этот подход представляет собой многоэтапный процесс, который начинается с тщательного изучения исторических данных о раздражении глаз и физического и химического анализа оцениваемого химического вещества. Если эти два процесса не дают достаточно информации, проводится ряд тестов in vitro. Дополнительные данные, полученные в результате испытаний in vitro, могут быть достаточными для оценки безопасности вещества. Если нет, то последним шагом будет проведение ограниченных тестов in vivo. Легко понять, как этот подход может устранить или, по крайней мере, резко сократить количество животных, необходимых для прогнозирования безопасности тестируемого вещества.
Набор тестов in vitro, который используется как часть этой стратегии многоуровневого тестирования, зависит от потребностей конкретной отрасли. Тесты на раздражение глаз проводятся в самых разных отраслях промышленности, от косметики до фармацевтики и промышленных химикатов. Тип информации, необходимой для каждой отрасли, различается, и поэтому невозможно определить единую группу тестов in vitro. Батарея тестов, как правило, предназначена для оценки пяти параметров: цитотоксичности, изменений в физиологии и биохимии тканей, количественных взаимосвязей между структурой и активностью, медиаторов воспаления, восстановления и репарации. Примером теста на цитотоксичность, которая является одной из возможных причин раздражения, является анализ нейтрального красного с использованием культивируемых клеток (см. выше). Изменения в клеточной физиологии и биохимии, возникающие в результате воздействия химического вещества, можно анализировать в культурах эпителиальных клеток роговицы человека. В качестве альтернативы исследователи также использовали целые или препарированные бычьи или куриные глазные яблоки, полученные на скотобойнях. Многие из конечных точек, измеренных в этих культурах целых органов, такие же, как и измеренные in vivo, такие как помутнение роговицы и отек роговицы.
Воспаление часто является компонентом вызванного химическими веществами поражения глаз, и существует ряд анализов, доступных для изучения этого параметра. Различные биохимические анализы определяют присутствие медиаторов, высвобождаемых во время воспалительного процесса, таких как арахидоновая кислота и цитокины. Хориоаллантоисная мембрана (ХАМ) куриного яйца также может быть использована в качестве индикатора воспаления. В анализе САМ небольшой кусочек скорлупы куриного эмбриона в возрасте от 14 до XNUMX дней удаляют, чтобы обнажить САМ. Затем на САМ наносят химическое вещество, и после этого в разное время оценивают признаки воспаления, такие как сосудистое кровоизлияние.
Одним из самых сложных процессов in vivo для оценки in vitro является восстановление и репарация травмы глаза. Недавно разработанный прибор, кремниевый микрофизиометр, измеряет небольшие изменения внеклеточного pH и может использоваться для мониторинга культивируемых клеток в режиме реального времени. Было показано, что этот анализ довольно хорошо коррелирует с восстановлением in vivo и использовался в качестве теста in vitro для этого процесса. Это был краткий обзор типов тестов, используемых в качестве альтернативы тесту Дрейза на раздражение глаз. Вполне вероятно, что в течение следующих нескольких лет будет определена полная серия наборов тестов in vitro, и каждый из них будет проверен для своей конкретной цели.
Проверка
Ключом к нормативному признанию и внедрению методологий тестирования in vitro является валидация, процесс, посредством которого устанавливается достоверность теста-кандидата для конкретной цели. Усилия по определению и координации процесса валидации были предприняты как в Соединенных Штатах, так и в Европе. Европейский союз учредил Европейский центр проверки альтернативных методов (ECVAM) в 1993 году для координации усилий и взаимодействия с американскими организациями, такими как Центр Джонса Хопкинса по альтернативам испытаниям на животных (CAAT), академический центр в Соединенных Штатах. и Межведомственный координационный комитет по проверке альтернативных методов (ICCVAM), состоящий из представителей Национальных институтов здравоохранения, Агентства по охране окружающей среды США, Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США и Комиссии по безопасности потребительских товаров.
Валидация тестов in vitro требует серьезной организации и планирования. Должен быть консенсус между государственными регулирующими органами, промышленными и академическими учеными в отношении приемлемых процедур, а также достаточный надзор со стороны научного консультативного совета, чтобы обеспечить соответствие протоколов установленным стандартам. Валидационные исследования следует проводить в ряде эталонных лабораторий с использованием калиброванных наборов химических веществ из банка химических веществ и клеток или тканей из одного источника. Должна быть продемонстрирована как внутрилабораторная воспроизводимость, так и межлабораторная воспроизводимость потенциального теста, а результаты должны быть подвергнуты соответствующему статистическому анализу. После того, как результаты различных компонентов валидационных исследований будут собраны, научный консультативный совет может дать рекомендации относительно валидности тестов-кандидатов для конкретной цели. Кроме того, результаты исследований должны быть опубликованы в рецензируемых журналах и помещены в базу данных.
Определение процесса проверки в настоящее время находится в стадии разработки. Каждое новое проверочное исследование будет предоставлять информацию, полезную для разработки следующего исследования. Международное общение и сотрудничество необходимы для быстрой разработки широко приемлемой серии протоколов, особенно с учетом повышенной срочности, вызванной принятием Директивы ЕС по косметике. Это законодательство действительно может дать необходимый импульс для проведения серьезной проверки. Только после завершения этого процесса может начаться принятие методов in vitro различными регулирующими органами.
Заключение
В этой статье представлен широкий обзор текущего состояния испытаний на токсичность in vitro. Наука in vitro токсикология относительно молода, но она развивается экспоненциально. Задача на ближайшие годы состоит в том, чтобы включить механистические знания, полученные в результате клеточных и молекулярных исследований, в обширный перечень данных in vivo, чтобы обеспечить более полное описание токсикологических механизмов, а также установить парадигму, с помощью которой можно использовать данные in vitro. для прогнозирования токсичности in vivo. Только совместными усилиями токсикологов и представителей правительства можно будет реализовать неотъемлемую ценность этих методов in vitro.
Анализ зависимости структура-активность (SAR) представляет собой использование информации о молекулярной структуре химических веществ для прогнозирования важных характеристик, связанных с стойкостью, распределением, поглощением и абсорбцией, а также токсичностью. SAR — это альтернативный метод выявления потенциально опасных химических веществ, который обещает помочь промышленности и правительствам в определении приоритетности веществ для дальнейшей оценки или для принятия решений на ранней стадии в отношении новых химических веществ. Токсикология становится все более дорогостоящим и ресурсоемким направлением. Возросшие опасения по поводу того, что химические вещества могут вызывать неблагоприятные последствия для подвергающихся воздействию людей, побудили регулирующие органы и органы здравоохранения расширить диапазон и чувствительность тестов для выявления токсикологической опасности. В то же время реальное и предполагаемое бремя регулирования, ложащееся на промышленность, вызвало обеспокоенность по поводу практичности методов тестирования токсичности и анализа данных. В настоящее время определение химической канцерогенности зависит от прижизненного тестирования как минимум двух видов животных обоего пола в нескольких дозах с тщательным гистопатологическим анализом нескольких органов, а также выявлением предопухолевых изменений в клетках и органах-мишенях. В Соединенных Штатах стоимость биоанализа рака оценивается более чем в 3 миллиона долларов (в долларах 1995 года).
Даже при неограниченных финансовых ресурсах бремя тестирования примерно 70,000 1984 существующих химических веществ, производимых сегодня в мире, превысило бы доступные ресурсы подготовленных токсикологов. Потребуются столетия, чтобы завершить даже первую оценку этих химических веществ (NRC 1993). Во многих странах возросли этические опасения по поводу использования животных в тестах на токсичность, что создает дополнительные трудности при использовании стандартных методов тестирования на токсичность. SAR широко используется в фармацевтической промышленности для идентификации молекул, потенциально полезных для лечения (Hansch and Zhang, 1979). В политике охраны окружающей среды и гигиены труда SAR используется для прогнозирования дисперсии соединений в физико-химической среде и для проверки новых химических веществ для дальнейшей оценки потенциальной токсичности. В соответствии с Законом США о контроле за токсичными веществами (TSCA) Агентство по охране окружающей среды с 5 года использует подход SAR в качестве «первой проверки» новых химических веществ в процессе уведомления перед производством (PMN); Австралия использует аналогичный подход в рамках своей новой процедуры уведомления о химических веществах (НИКНАС). В SAR США анализ является важной основой для определения наличия разумных оснований для вывода о том, что производство, переработка, распространение, использование или удаление вещества будет представлять необоснованный риск причинения вреда здоровью человека или окружающей среде, как того требует Раздел 6(f) TSCA. На основании этого вывода Агентство по охране окружающей среды может потребовать реальных испытаний вещества в соответствии с разделом XNUMX TSCA.
Обоснование SAR
Научное обоснование SAR основано на предположении, что молекулярная структура химического вещества предсказывает важные аспекты его поведения в физико-химических и биологических системах (Hansch and Leo, 1979).
Процесс SAR
Процесс рассмотрения SAR включает идентификацию химической структуры, включая эмпирические составы, а также чистое соединение; идентификация структурно-аналогичных веществ; поиск в базах данных и литературе информации о структурных аналогах; анализ токсичности и другие данные о структурных аналогах. В некоторых редких случаях информации только о структуре соединения может быть достаточно для проведения анализа SAR, основанного на хорошо изученных механизмах токсичности. Было составлено несколько баз данных по SAR, а также компьютерные методы прогнозирования молекулярной структуры.
С помощью этой информации с помощью SAR можно оценить следующие конечные точки:
Следует отметить, что не существует методов SAR для таких важных конечных точек для здоровья, как канцерогенность, токсичность для развития, репродуктивная токсичность, нейротоксичность, иммунотоксичность или другие воздействия на органы-мишени. Это связано с тремя факторами: отсутствием большой базы данных для проверки гипотез SAR, отсутствием знаний о структурных детерминантах токсического действия и множественностью клеток-мишеней и механизмов, которые вовлечены в эти конечные точки (см. подход к оценке риска репродуктивных токсикантов и нейротоксических агентов»). Некоторые ограниченные попытки использовать SAR для прогнозирования фармакокинетики с использованием информации о коэффициентах распределения и растворимости (Johanson and Naslund 1988). Для предсказания Р450-зависимого метаболизма ряда соединений и связывания диоксино- и ПХБ-подобных молекул с цитозольным «диоксиновым» рецептором был проведен более обширный количественный SAR (Hansch and Zhang 1993).
Было показано, что SAR имеет различную предсказуемость для некоторых из перечисленных выше конечных точек, как показано в таблице 1. В этой таблице представлены данные двух сравнений прогнозируемой активности с фактическими результатами, полученными путем эмпирических измерений или испытаний на токсичность. SAR, проведенный экспертами Агентства по охране окружающей среды США, оказался хуже для предсказания физико-химических свойств, чем для предсказания биологической активности, включая биодеградацию. Что касается конечных точек токсичности, SAR показал лучшие результаты для прогнозирования мутагенности. Ashby и Tennant (1991) в более расширенном исследовании также обнаружили хорошую предсказуемость краткосрочной генотоксичности при анализе химических веществ NTP. Эти результаты не удивительны, учитывая современные представления о молекулярных механизмах генотоксичности (см. «Генетическая токсикология») и роли электрофильности в связывании ДНК. Напротив, SAR имеет тенденцию занижать прогноз системной и субхронической токсичности у млекопитающих и завышать прогноз острой токсичности для водных организмов.
Таблица 1. Сравнение SAR и данных испытаний: анализ ОЭСР/НТП
Конечная точка | Соглашение (%) | Несогласие (%) | Номер регистрации |
Точка кипения | 50 | 50 | 30 |
Давление газа | 63 | 37 | 113 |
Растворимость воды | 68 | 32 | 133 |
Коэффициент распределения | 61 | 39 | 82 |
биологический распад | 93 | 7 | 107 |
Токсичность рыбы | 77 | 22 | 130 |
Токсичность дафнии | 67 | 33 | 127 |
Острая токсичность для млекопитающих (LD50 ) | 80 | 201 | 142 |
Раздражение кожи | 82 | 18 | 144 |
Раздражение глаз | 78 | 22 | 144 |
Сенсибилизация кожи | 84 | 16 | 144 |
Субхроническая токсичность | 57 | 32 | 143 |
Мутагенная2 | 88 | 12 | 139 |
Мутагенная3 | 82-944 | 1-10 | 301 |
канцерогенность3 : Двухлетний биотест | 72-954 | - | 301 |
Источник: Данные ОЭСР, личное сообщение К. Ауэра, Агентство по охране окружающей среды США. В этом анализе использовались только те конечные точки, для которых были доступны сопоставимые прогнозы SAR и фактические данные испытаний. Данные NTP взяты из Ashby and Tennant 1991.
1 Обеспокоенность вызвала неспособность SAR предсказать острую токсичность 12% протестированных химических веществ.
2 Данные ОЭСР, основанные на соответствии теста Эймса SAR.
3 Данные NTP, основанные на анализах генетоксичности, по сравнению с прогнозами SAR для нескольких классов «химических веществ, вызывающих структурную тревогу».
4 Согласованность зависит от класса; наибольшая согласованность была с ароматическими амино/нитросоединениями; самый низкий с «разными» структурами.
Для других токсичных конечных точек, как отмечалось выше, SAR имеет менее доказуемую полезность. Прогнозы токсичности для млекопитающих осложняются отсутствием SAR для токсикокинетики сложных молекул. Тем не менее, были предприняты некоторые попытки предложить принципы SAR для сложных конечных точек токсичности млекопитающих (например, см. Bernstein (1984) для SAR-анализа потенциальных токсикантов мужской репродуктивной системы). В большинстве случаев база данных слишком мала, чтобы можно было провести тщательную проверку прогнозов на основе структуры.
На этом этапе можно сделать вывод, что SAR может быть полезен главным образом для определения приоритетности инвестиций в ресурсы для тестирования токсичности или для раннего выявления опасений относительно потенциальной опасности. Только в случае мутагенности вполне вероятно, что анализ SAR сам по себе может быть надежно использован для принятия других решений. Маловероятно, что SAR может предоставить тип количественной информации, необходимой для целей оценки риска, как описано в других разделах этой главы. Энциклопедия.
В 3-м издании МОТ Энциклопедия, опубликованном в 1983 году, эргономика была кратко изложена в одной статье объемом всего около четырех страниц. С момента публикации 3-го издания произошли серьезные изменения в акцентах и в понимании взаимосвязей в области безопасности и здоровья: мир больше нельзя легко разделить на медицину, безопасность и предотвращение опасностей. За последнее десятилетие почти все отрасли производства и сферы услуг приложили огромные усилия для повышения производительности и качества. Этот процесс реструктуризации принес практический опыт, который ясно показывает, что производительность и качество напрямую связаны с проектированием условий труда. На один прямой экономический показатель производительности — стоимость невыхода на работу по болезни — влияют условия труда. Поэтому должна быть возможность повысить производительность и качество и избежать невыходов на работу, уделяя больше внимания разработке условий труда.
Подводя итог, можно сформулировать простую гипотезу современной эргономики следующим образом: боль и истощение вызывают опасность для здоровья, потерю производительности и снижение качества, которые являются мерой затрат и выгод человеческого труда.
Этой простой гипотезе можно противопоставить медицину труда, которая обычно ограничивается установлением этиологии профессиональных заболеваний. Целью медицины труда является создание условий, при которых вероятность развития таких заболеваний сводится к минимуму. Используя принципы эргономики, эти условия проще всего сформулировать в виде требований и ограничений нагрузки. Медицину труда можно резюмировать как установление «ограничений с помощью медико-научных исследований». Традиционная эргономика считает свою роль одной из формулировок методов, с помощью которых с помощью проектирования и организации труда можно применять на практике ограничения, установленные профессиональной медициной. Тогда традиционная эргономика может быть описана как разработка «исправлений с помощью научных исследований», где «исправления» понимаются как все рекомендации по планированию работы, которые призывают уделять внимание предельным нагрузкам только для предотвращения опасности для здоровья. Характерной чертой таких корректирующих рекомендаций является то, что специалисты-практики, в конце концов, остаются один на один с проблемой их применения — нет междисциплинарной командной работы.
Первоначальная цель изобретения эргономики в 1857 году отличается от такого рода «эргономики путем исправления»:
... научный подход, позволяющий нам пожинать на благо себе и другим лучшие плоды жизненного труда с минимальными усилиями и максимальным удовлетворением (Jastrzebowski 1857).
Корень термина «эргономика» происходит от греческого «номос» — правило, и «эрго» — работа. Можно было бы предложить, чтобы эргономика разработала «правила» для более дальновидной, перспективной концепции дизайна. В отличие от «коррекционной эргономики» идея перспективная эргономика основан на применении эргономических рекомендаций, которые одновременно учитывают пределы прибыльности (Laurig 1992).
Основные правила развития этого подхода могут быть выведены из практического опыта и подкреплены результатами исследований в области гигиены труда и эргономики. Другими словами, перспективная эргономика означает поиск альтернатив в планировании работы, которые предотвращают утомление и утомление со стороны работающего субъекта, чтобы повысить производительность человека («... на благо себе и другим»). Этот всеобъемлющий подход перспективная эргономика включает в себя проектирование рабочих мест и оборудования, а также проектирование условий труда, обусловленное возрастающим объемом обрабатываемой информации и изменяющейся организацией труда. Перспективная эргономика Таким образом, это междисциплинарный подход исследователей и практиков из самых разных областей, объединенных одной целью, и часть общей основы для современного понимания безопасности и гигиены труда (ЮНЕСКО, 1992 г.).
Исходя из этого понимания, Эргономика глава в 4-м издании МОТ Энциклопедия охватывает различные кластеры знаний и опыта, ориентированные на характеристики и способности работника и нацеленные на оптимальное использование ресурса «человеческий труд», делая работу более «эргономичной», то есть более гуманной.
Выбор тем и структура статей в этой главе соответствует структуре типичных вопросов в этой области, как это практикуется в промышленности. Начиная с цели, принципы и методы эргономики, следующие статьи охватывают фундаментальные принципы фундаментальных наук, таких как физиология и психология. Основываясь на этом фундаменте, в следующих статьях представлены основные аспекты эргономического проектирования условий труда, начиная от организации труда и заканчивая дизайном продукта. «Проектирование для всех» уделяет особое внимание эргономичному подходу, основанному на характеристиках и возможностях работника, концепции, которую на практике часто упускают из виду. Важность и разнообразие эргономики показаны на двух примерах в конце главы, а также во многих других главах этого издания МОТ. Энциклопедия напрямую связаны с эргономикой, например Жара и холод, Шум, вибрация, Визуальные дисплеи, и практически все главы в разделах Управление авариями и безопасностью и Управление и политика.
Проектирование производственных систем
Многие компании вкладывают миллионы в автоматизированные производственные системы и в то же время не в полной мере используют свои человеческие ресурсы, стоимость которых может быть значительно увеличена за счет инвестиций в обучение. На самом деле, использование потенциала квалифицированных сотрудников вместо высокосложной автоматизации может не только при определенных обстоятельствах значительно снизить инвестиционные затраты, но и значительно повысить гибкость и возможности системы.
Причины неэффективного использования технологий
Улучшения, на достижение которых направлены инвестиции в современные технологии, зачастую даже приблизительно не достигаются (Strohm, Kuark and Schilling, 1993; Ulich, 1994). Наиболее важные причины этого связаны с проблемами в области технологии, организации и квалификации сотрудников.
Можно выделить три основные причины проблем с технологией:
Проблемы с организацией в первую очередь связаны с непрерывными попытками внедрения новейших технологий в неподходящие организационные структуры. Например, нет особого смысла внедрять компьютеры третьего, четвертого и пятого поколений в организации второго поколения. Но именно так поступают многие компании (Savage and Appleton, 1988). Во многих компаниях радикальная реструктуризация организации является необходимым условием успешного использования новых технологий. Это, в частности, включает изучение концепций производственного планирования и контроля. В конечном итоге локальный самоконтроль квалифицированных операторов может при определенных обстоятельствах быть значительно более эффективным и экономичным, чем технически развитая система планирования и контроля производства.
Проблемы с квалификацией работников в первую очередь возникают из-за того, что большое количество предприятий не осознает необходимость проведения квалификационных мероприятий в связи с внедрением автоматизированных производственных систем. Кроме того, обучение слишком часто рассматривается как фактор затрат, который необходимо контролировать и сводить к минимуму, а не как стратегическое вложение. На самом деле, время простоя системы и связанные с этим затраты часто можно эффективно сократить, позволяя диагностировать и устранять неисправности на основе компетентности операторов, а также знаний и опыта, характерных для конкретной системы. Это особенно характерно для тесно связанных производственных предприятий (Köhler et al., 1989). То же самое относится к представлению новых продуктов или вариантов продукта. О таких отношениях свидетельствуют многочисленные примеры неэффективного чрезмерного использования технологий.
Следствием кратко представленного здесь анализа является то, что внедрение автоматизированных производственных систем обещает успех только в том случае, если оно будет интегрировано в общую концепцию, направленную на совместную оптимизацию использования технологий, организационной структуры и повышение квалификации персонала. .
От задачи к проектированию социотехнических систем
Связанные с работой психологические концепции производственного дизайна основаны на первенство
задание. С одной стороны, задача образует интерфейс между человеком и организацией (Volpert, 1987). С другой стороны, задача связывает социальную подсистему с технической подсистемой. «Задача должна быть точкой сочленения между социальной и технической системой, связывая работу в технической системе с соответствующим ей ролевым поведением в социальной системе» (Блумберг, 1988).
Это означает, что социально-техническая система, например производственный остров, определяется прежде всего задачей, которую она должна выполнять. Распределение работы между человеком и машиной играет центральную роль, потому что оно решает, будет ли человек «функционировать» как длинная рука машины с функцией, оставшейся в «зазоре» автоматизации, или же машина будет функционировать как длинная рука машины. человека с инструментальной функцией, поддерживающей человеческие способности и компетентность. Мы называем эти противоположные позиции «ориентированными на технологии» и «ориентированными на работу» (Ulich 1994).
Концепция полной задачи
Ассоциация принцип полной деятельности (Хакер 1986) или выполнить задачу играет центральную роль в связанных с работой психологических концепциях для определения рабочих задач и разделения задач между человеком и машиной. Завершенные задачи — это те, «над которыми человек имеет значительный личный контроль» и которые «побуждают сильные внутренние силы человека к их завершению или продолжению». Полные задачи способствуют «развитию того, что было описано ... как «ориентация на задачу», то есть такое положение дел, при котором интерес человека пробуждается, вовлекается и направляется характером задачи» (Эмери, 1959). . На рис. 1 обобщены характеристики полноты, которые необходимо учитывать при принятии мер, направленных на ориентированное на работу проектирование производственных систем.
Рисунок 1. Характеристики завершенных задач
Эти указания на последствия, вытекающие из реализации принципа законченной задачи, проясняют две вещи: (1) во многих случаях — возможно, даже в большинстве случаев — полные задачи в том смысле, в каком они описаны на рис. 1, могут быть структурированы только как групповые задачи на учет возникающей сложности и связанного с ней объема; (2) реструктуризация рабочих задач, особенно когда она связана с внедрением групповой работы, требует их интеграции в комплексную концепцию реструктуризации, которая охватывает все уровни компании.
Структурные принципы, применимые к различным уровням, обобщены в таблице 1.
Таблица 1. Ориентированные на работу принципы структурирования производства
Организационный уровень |
Конструктивный принцип |
Компания |
Децентрализация |
Организационная единица |
Функциональная интеграция |
группы |
Саморегулирование1 |
Частное Лицо |
Квалифицированная производственная работа1 |
1 С учетом принципа дифференцированного проектирования работ.
Источник: Улич, 1994.
Возможности реализации принципов структурирования производства, изложенных в таблице 1, иллюстрирует предложение о реструктуризации производственной компании, представленное на рисунке 2. Это предложение было единогласно одобрено как ответственными за производство, так и проектной группой, сформированной с целью реструктуризации также демонстрирует фундаментальный отказ от тейлористских концепций разделения труда и власти. Примеры многих компаний показывают, что реструктуризация работы и организационных структур на основе таких моделей способна удовлетворить как трудовые психологические критерии укрепления здоровья и развития личности, так и требование долгосрочной экономической эффективности (см. Ulich, 1994).
Рисунок 2. Предложение по реструктуризации производственной компании
Предпочитаемая здесь линия рассуждений — лишь очень кратко изложенная из соображений экономии места — направлена на то, чтобы прояснить три вещи:
Участие рабочих
В предыдущих разделах были описаны типы организации труда, одной из основных характеристик которых является демократизация на более низких уровнях организационной иерархии за счет большей автономии и свободы принятия решений относительно содержания работы, а также условий труда в цеху. В этом разделе демократизация рассматривается под другим углом зрения, рассматривая процесс принятия решений на основе участия в целом. Во-первых, представлена структура определения участия, после чего следует обсуждение исследований эффектов участия. Наконец, более подробно рассматривается проектирование систем участия.
Определения для участия
Организационное развитие, лидерство, проектирование систем и трудовые отношения являются примерами множества задач и контекстов, в которых участие считается уместным. Общим знаменателем, который можно рассматривать как ядро участия, является возможность для отдельных лиц и групп продвигать свои интересы, оказывая влияние на выбор между альтернативными действиями в данной ситуации (Wilpert, 1989). Однако для более подробного описания участия необходим ряд аспектов. Часто предлагаемые параметры: (а) формально-неформальные, (б) прямо-косвенные, (в) степень влияния и (г) содержание решения (например, Дахлер и Уилперт, 1978; Локк и Швайгер, 1979). Формальное участие относится к участию в рамках установленных законом или иным образом правил (например, процедур ведения переговоров, руководств по управлению проектами), в то время как неформальное участие основано на непредусмотренных обменах, например, между начальником и подчиненным. Прямое участие допускает непосредственное влияние заинтересованных лиц, в то время как косвенное участие действует через систему представительства. Степень влияния обычно описывается с помощью шкалы от «отсутствие информирования работников о решении», через «предварительное информирование работников» и «консультации с работниками» до «общего решения всех вовлеченных сторон». Что касается предоставления предварительной информации без каких-либо консультаций или совместного принятия решений, некоторые авторы утверждают, что это вовсе не низкий уровень участия, а просто форма «псевдоучастия» (Wall and Lischeron, 1977). Наконец, может быть определена содержательная область для совместного принятия решений, например, технологические или организационные изменения, трудовые отношения или повседневные оперативные решения.
Схема классификации, совершенно отличная от тех, что были получены на основе представленных до сих пор измерений, была разработана Хорнби и Клеггом (1992). Основываясь на работе Уолла и Лишерона (1977), они выделяют три аспекта процессов участия:
Затем они использовали эти аспекты, чтобы дополнить структуру, предложенную Гоулером и Легге (1978), которая описывает участие как функцию двух организационных переменных, а именно типа структуры (механистическая или органическая) и типа процесса (стабильный или нестабильный). Поскольку эта модель включает ряд допущений об участии и его отношении к организации, ее нельзя использовать для классификации общих типов участия. Здесь оно представлено как одна из попыток определить участие в более широком контексте (см. таблицу 2). (В последнем разделе этой статьи будет обсуждаться исследование Хорнби и Клегга (1992), которое также было направлено на проверку предположений модели.)
Таблица 2. Участие в организационном контексте
Организационная структура |
||
Механистический |
органический |
|
Организационные процессы |
||
Стабильный |
Регулируемые |
Откройте |
неустойчивый |
произвольный |
Регулируемые |
Источник: адаптировано из Hornby and Clegg 1992.
Важным аспектом, обычно не включаемым в классификации участия, является организационная цель, стоящая за выбором стратегии участия (Dachler and Wilpert, 1978). По сути, участие может иметь место для соблюдения демократической нормы, независимо от его влияния на эффективность процесса принятия решений и качество результатов и реализации решений. С другой стороны, партисипативную процедуру можно выбрать, чтобы воспользоваться знаниями и опытом вовлеченных лиц или обеспечить принятие решения. Часто бывает трудно определить цели, лежащие в основе выбора подхода к принятию решения, основанного на участии, и часто одновременно обнаруживается несколько целей, так что этот параметр не может быть легко использован для классификации участия. Однако для понимания процессов участия необходимо помнить об этом важном аспекте.
Исследование эффектов участия
Широко распространено мнение, что удовлетворение, а также повышение производительности труда можно получить, предоставив возможность прямого участия в принятии решений. В целом исследования подтвердили это предположение, но доказательства не являются однозначными, и многие исследования подверглись критике по теоретическим и методологическим соображениям (Cotton et al., 1988; Locke and Schweiger, 1979; Wall and Lischeron, 1977). Коттон и др. (1988) утверждали, что противоречивые результаты связаны с различиями в форме исследуемого участия; например, неформальное участие и ответственность сотрудников связаны с высокой производительностью и удовлетворением, тогда как краткосрочное участие неэффективно в обоих отношениях. Хотя их выводы подверглись резкой критике (Leana, Locke and Schweiger, 1990), все согласны с тем, что исследования участия, как правило, характеризуются рядом недостатков, начиная от концептуальных проблем, подобных упомянутым Коттоном и соавт. (1988) к методологическим вопросам, таким как вариации результатов, основанные на различном операционализации зависимых переменных (например, Вагнер и Гудинг, 1987).
Чтобы проиллюстрировать трудности исследования участия, кратко описывается классическое исследование Коха и Френча (1948), за которым следует критика Бартлема и Локка (1981). В центре внимания первого исследования было преодоление сопротивления изменениям посредством участия. Операторы на текстильной фабрике, где происходили частые переключения между рабочими задачами, получили возможность участвовать в разработке своих новых рабочих мест в той или иной степени. Одна группа операторов участвовала в принятии решений (детальные рабочие процедуры для новых рабочих мест и сдельных расценок) через избранных представителей, т. е. нескольких операторов своей группы. В двух меньших группах все операторы участвовали в принятии этих решений, а четвертая группа служила контролем, участие в которой не допускалось. Ранее на заводе было обнаружено, что большинство операторов возмущались переводом и медленнее восстанавливали свою новую работу по сравнению с обучением на своей первой работе на заводе, а прогулы и текучесть кадров среди переведенных операторов были выше, чем среди операторов, не переведенных недавно.
Это произошло несмотря на то, что переводная премия была дана для компенсации первоначальной потери сдельного заработка после перехода на новую работу. При сравнении трех экспериментальных условий было обнаружено, что группа без участия в течение первого месяца после перевода оставалась на низком уровне производства, установленном в качестве группового стандарта, тогда как группы с полным участием восстанавливались до прежней продуктивности. в течение нескольких дней и даже превысил его в конце месяца. Третья группа, которая участвовала через избранных представителей, восстановилась не так быстро, но уже через месяц показала прежнюю продуктивность. (Однако у них также было недостаточно материала для работы в течение первой недели.) В группах с участием не произошло текучести кадров, и наблюдалась небольшая агрессия по отношению к руководству. Текучесть в группе участия без участия составила 17%, а отношение к руководству было в целом враждебным. Группа без участия была распущена через месяц и снова собрана еще через два с половиной месяца для работы над новой работой, и на этот раз им была предоставлена возможность участвовать в разработке своей работы. Затем они показали ту же картину восстановления и повышения продуктивности, что и группы с участием в первом эксперименте. Результаты были объяснены Кохом и Френчем на основе общей модели сопротивления изменениям, полученной из работы Левина (1951, см. ниже).
Бартлем и Локк (1981) утверждали, что эти результаты нельзя интерпретировать как поддержку положительного эффекта участия, поскольку между группами существовали важные различия в объяснении необходимости изменений в вводных встречах с руководством, объеме обучения. полученные, то, как были проведены исследования времени, чтобы установить сдельную ставку, объем доступной работы и размер группы. Они предположили, что воспринимаемая справедливость ставок заработной платы и общее доверие к руководству способствовали лучшей работе групп участия, а не участия. сам по себе.
Помимо проблем, связанных с исследованием эффектов участия, очень мало известно о процессах, которые приводят к этим эффектам (например, Wilpert 1989). В лонгитюдном исследовании эффектов коллективного планирования работы Байч (1985) подробно описал процессы развития компетенций у ряда рабочих. Его исследование может быть связано с теорией внутренней мотивации Деси (1975), основанной на необходимости быть компетентным и самоопределяющим. Теоретическая основа, сосредоточенная на влиянии участия на сопротивление изменениям, была предложена Левином (1951), который утверждал, что социальные системы достигают квазистационарного равновесия, которое нарушается любой попыткой изменений. Чтобы изменение было успешно осуществлено, силы, выступающие за изменение, должны быть сильнее сил сопротивления. Участие помогает уменьшить силы сопротивления, а также увеличить движущие силы, потому что причины сопротивления можно открыто обсуждать и решать, а индивидуальные проблемы и потребности могут быть интегрированы в предлагаемое изменение. Кроме того, Левин предположил, что общие решения, возникающие в результате совместных процессов изменений, обеспечивают связь между мотивацией к изменениям и фактическими изменениями в поведении.
Участие в проектировании систем
Учитывая — хотя и не полностью последовательную — эмпирическую поддержку эффективности участия, а также его этические основы в промышленной демократии, широко распространено мнение, что для целей проектирования систем следует следовать стратегии участия (Greenbaum and Kyng, 1991; Majchrzak). 1988; Скарбро и Корбетт, 1992). Кроме того, ряд тематических исследований по процессам совместного проектирования продемонстрировал особые преимущества участия в проектировании систем, например, в отношении качества конечного проекта, удовлетворенности пользователей и принятия (т. е. фактического использования) новой системы (Mumford). и Henshall, 1979; Spinas, 1989; Ulich и др., 1991).
Таким образом, важным вопросом является не «если», а «как» участия. Скарбро и Корбетт (1992) представили обзор различных типов участия на различных этапах процесса проектирования (см. таблицу 3). Как они отмечают, участие пользователей в фактическом проектировании технологии происходит довольно редко и часто не выходит за рамки распространения информации. Участие в основном происходит на последних этапах внедрения и оптимизации технической системы и при разработке вариантов социально-технического проектирования, то есть вариантов организационно-должностного проектирования в сочетании с вариантами использования технической системы.
Таблица 3. Участие пользователей в технологическом процессе
Тип участия |
||
Фазы технологического процесса |
формальный |
Неформальный |
Проект |
Профсоюзная консультация |
Пользовательский редизайн |
Реализация |
Соглашения о новых технологиях |
Навыки ведения переговоров |
Используйте |
Работа дизайн |
Неформальный редизайн работы |
Адаптировано из Scarbrough and Corbett 1992.
Помимо сопротивления менеджеров и инженеров привлечению пользователей к проектированию технических систем и потенциальных ограничений, заложенных в формальной структуре участия компании, важная трудность связана с необходимостью методов, позволяющих обсуждать и оценивать системы, которые еще не реализованы. существуют (Гроте 1994). При разработке программного обеспечения юзабилити-лаборатории могут помочь преодолеть эту трудность, поскольку они предоставляют будущим пользователям возможность раннего тестирования.
Рассматривая процесс проектирования систем, включая процессы участия, Хиршхейм и Кляйн (1989) подчеркивали влияние неявных и явных предположений разработчиков систем и менеджеров относительно таких основных тем, как природа социальной организации, природа технологий и их применение. собственную роль в процессе развития. Считает ли себя проектировщик системы экспертом, катализатором или освободителем, это сильно повлияет на процесс проектирования и реализации. Кроме того, как упоминалось ранее, необходимо принимать во внимание более широкий организационный контекст, в котором осуществляется партисипативное проектирование. Хорнби и Клегг (1992) предоставили некоторые доказательства взаимосвязи между общими организационными характеристиками и выбранной формой участия (или, точнее, формой, развивающейся в ходе проектирования и внедрения системы). Они изучили внедрение информационной системы, которое было осуществлено в рамках совместной структуры проекта и с явным обязательством участия пользователей. Однако пользователи сообщали, что у них было мало информации об изменениях, которые должны были произойти, и низкий уровень влияния на дизайн системы и связанные с этим вопросы, такие как планирование работы и гарантия занятости. Этот вывод был интерпретирован с точки зрения механистической структуры и нестабильных процессов организации, которые способствовали «произвольному» участию вместо желаемого открытого участия (см. Таблицу 2).
В заключение, имеется достаточно доказательств, демонстрирующих преимущества стратегий участия в изменениях. Однако многое еще предстоит узнать об основных процессах и влияющих факторах, которые вызывают, смягчают или предотвращают эти положительные эффекты.
Работа необходима для жизни, развития и самореализации. К сожалению, необходимые виды деятельности, такие как производство продуктов питания, добыча сырья, производство товаров, производство энергии и услуг, включают процессы, операции и материалы, которые могут в большей или меньшей степени создавать опасность для здоровья рабочих и жителей близлежащих населенных пунктов. , так и для общего окружения.
Однако образование и выброс вредных веществ в рабочую среду можно предотвратить с помощью адекватных мероприятий по контролю опасностей, которые не только защищают здоровье рабочих, но и ограничивают ущерб окружающей среде, часто связанный с индустриализацией. Если вредное химическое вещество исключено из рабочего процесса, оно не повлияет на рабочих и не загрязнит окружающую среду.
Профессия, которая направлена именно на предотвращение и контроль опасностей, возникающих в процессе работы, называется гигиеной труда. Цели гигиены труда включают защиту и укрепление здоровья работников, защиту окружающей среды и содействие безопасному и устойчивому развитию.
Необходимость гигиены труда для охраны здоровья рабочих невозможно переоценить. Даже когда это осуществимо, диагностика и лечение профессионального заболевания не предотвратят повторные случаи, если воздействие этиологического агента не прекратится. До тех пор, пока нездоровая рабочая среда остается неизменной, сохраняется ее потенциал ухудшения здоровья. Только контроль опасностей для здоровья может разорвать порочный круг, показанный на рисунке 1.
Рисунок 1. Взаимодействие между людьми и окружающей средой
Однако профилактические действия следует начинать намного раньше, не только до проявления каких-либо нарушений здоровья, но даже до фактического воздействия. Рабочая среда должна находиться под постоянным наблюдением, чтобы опасные агенты и факторы могли быть обнаружены и удалены или взяты под контроль до того, как они вызовут какие-либо вредные последствия; это роль гигиены труда.
Кроме того, гигиена труда может также способствовать безопасному и устойчивому развитию, то есть «гарантировать, что (развитие) отвечает потребностям настоящего, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности» (Всемирная комиссия по окружающей среде и развитию). 1987). Удовлетворение потребностей современного населения мира без истощения или повреждения глобальной ресурсной базы и без неблагоприятных последствий для здоровья и окружающей среды требует знаний и средств воздействия на действия (ВОЗ, 1992а); когда речь идет о рабочих процессах, это тесно связано с практикой гигиены труда.
Гигиена труда требует междисциплинарного подхода и включает фундаментальные дисциплины, одной из которых является гигиена труда, наряду с другими, включающими медицину труда и уход за больными, эргономику и психологию труда. Схематическое изображение сферы деятельности профессиональных врачей и специалистов по гигиене труда представлено на рисунке 2.
Рисунок 2. Сфера деятельности профессиональных врачей и специалистов по гигиене труда.
Важно, чтобы лица, принимающие решения, менеджеры и сами рабочие, а также все специалисты по гигиене труда понимали важную роль, которую гигиена труда играет в защите здоровья рабочих и окружающей среды, а также потребность в специализированных специалистах в этой области. поле. Следует также помнить о тесной связи между гигиеной труда и окружающей средой, поскольку предотвращение загрязнения из промышленных источников путем надлежащей обработки и удаления опасных стоков и отходов должно начинаться на рабочем месте. (См. «Оценка рабочей среды»).
Концепции и определения
Гигиена труда
Гигиена труда – это наука о предвидении, распознавании, оценке и контроле опасностей, возникающих на рабочем месте или связанных с ним и способных нанести вред здоровью и благополучию работников, с учетом также возможного воздействия на окружающие сообщества и общее состояние здоровья. среда.
Определения гигиены труда могут быть представлены по-разному; однако все они имеют по сути одно и то же значение и направлены на одну и ту же основную цель защиты и укрепления здоровья и благополучия работников, а также защиты окружающей среды в целом посредством профилактических действий на рабочем месте.
Гигиена труда еще не является общепризнанной профессией; однако во многих странах появляется рамочное законодательство, которое приведет к его созданию.
Профессиональная гигиена
Специалист по гигиене труда – это специалист, способный:
Следует иметь в виду, что профессия состоит не только из совокупности знаний, но и из Этического кодекса; национальные ассоциации гигиены труда, а также Международная ассоциация гигиены труда (IOHA) имеют свои собственные этические кодексы (ВОЗ, 1992b).
Специалист по гигиене труда
Техник по гигиене труда — это «лицо, компетентное проводить измерения рабочей среды», но не «делать интерпретации, суждения и рекомендации, требуемые от специалиста по гигиене труда». Необходимый уровень компетентности можно получить в обширной или ограниченной области (WHO 1992b).
Международная ассоциация гигиены труда (IOHA)
IOHA была официально создана во время встречи в Монреале 2 июня 1987 года. В настоящее время в IOHA входят 19 национальных ассоциаций гигиены труда, насчитывающих более девятнадцати тысяч членов из семнадцати стран.
Основной целью IOHA является продвижение и развитие гигиены труда во всем мире на высоком уровне профессиональной компетентности с помощью средств, включающих обмен информацией между организациями и отдельными лицами, дальнейшее развитие человеческих ресурсов и продвижение высоких стандартов. этической практики. Деятельность IOHA включает научные встречи и публикацию информационного бюллетеня. Члены дочерних ассоциаций автоматически становятся членами IOHA; также возможно вступить в качестве индивидуального члена для тех, кто находится в странах, где еще нет национальной ассоциации.
Сертификация
В дополнение к принятому определению гигиены труда и роли специалиста по гигиене труда необходимо разработать схемы сертификации для обеспечения приемлемых стандартов компетентности и практики в области гигиены труда. Сертификация относится к формальной схеме, основанной на процедурах установления и поддержания знаний, навыков и компетентности профессионалов (Burdorf, 1995).
IOHA провела обзор существующих национальных схем сертификации (Burdorf, 1995) вместе с рекомендациями по содействию международному сотрудничеству в обеспечении качества профессиональных гигиенистов, которые включают следующее:
Другие предложения в этом отчете включают такие пункты, как «взаимность» и «взаимное признание национальных обозначений, в конечном счете направленное на зонтичную схему с одним международно признанным обозначением».
Практика гигиены труда
Классическими шагами в практике гигиены труда являются:
Идеальным подходом к предотвращению опасностей является «ожидаемое и комплексное превентивное действие», которое должно включать:
Невозможно переоценить важность прогнозирования и предотвращения всех видов загрязнения окружающей среды. К счастью, нарастает тенденция рассматривать новые технологии с точки зрения возможных негативных воздействий и их предотвращения, от проектирования и установки процесса до обращения с образующимися стоками и отходами, в так называемой колыбели. подход к могиле. Экологических катастроф, которые произошли как в развитых, так и в развивающихся странах, можно было бы избежать, применяя соответствующие стратегии контроля и аварийные процедуры на рабочем месте.
Экономические аспекты следует рассматривать в более широком смысле, чем обычное рассмотрение первоначальных затрат; более дорогие варианты, обеспечивающие хорошее здоровье и защиту окружающей среды, могут оказаться более экономичными в долгосрочной перспективе. Охрана здоровья рабочих и окружающей среды должна начинаться намного раньше, чем обычно. Техническая информация и советы по гигиене труда и окружающей среды всегда должны быть доступны тем, кто разрабатывает новые процессы, машины, оборудование и рабочие места. К сожалению, такая информация часто предоставляется слишком поздно, когда единственным решением является дорогостоящая и сложная модернизация или, что еще хуже, когда последствия уже были катастрофическими.
Распознавание опасностей
Распознавание опасностей является фундаментальным шагом в практике гигиены труда, необходимым для адекватного планирования стратегий оценки и контроля опасностей, а также для установления приоритетов действий. Для адекватной разработки мер контроля также необходимо физически охарактеризовать источники загрязнения и пути распространения загрязнения.
Распознавание опасностей приводит к определению:
Идентификация опасных агентов, их источников и условий воздействия требует обширных знаний и тщательного изучения рабочих процессов и операций, сырья и химических веществ, используемых или образующихся, конечных продуктов и возможных побочных продуктов, а также возможностей случайного образования химических веществ, разложение материалов, сжигание топлива или наличие примесей. Распознавание характера и потенциального масштаба биологических эффектов, которые такие агенты могут вызывать при чрезмерном воздействии, требует знаний и доступа к токсикологической информации. Международные источники информации в этом отношении включают Международную программу химической безопасности (МПХБ), Международное агентство по изучению рака (МАИР) и Международный регистр потенциально токсичных химических веществ, Программу Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП-ИРПТК).
Агенты, представляющие опасность для здоровья в рабочей среде, включают переносимые по воздуху загрязнители; химические вещества, не находящиеся в воздухе; физические факторы, такие как тепло и шум; биологические агенты; эргономические факторы, такие как неправильные процедуры подъема и рабочие позы; и психосоциальные стрессы.
Оценка гигиены труда
Оценка гигиены труда проводится для оценки воздействия на работников, а также для предоставления информации для разработки или проверки эффективности мер контроля.
Оценка воздействия на рабочих профессиональных рисков, таких как переносимые по воздуху загрязняющие вещества, физические и биологические агенты, рассматривается в других разделах этой главы. Тем не менее, здесь приведены некоторые общие соображения для лучшего понимания области гигиены труда.
Важно иметь в виду, что оценка опасности не является самоцелью, а должна рассматриваться как часть гораздо более широкой процедуры, которая начинается с осознания того, что в работе может присутствовать некий агент, способный вызвать ухудшение здоровья. окружающую среду, и завершается контролем этого агента, чтобы предотвратить причинение вреда. Оценка опасностей прокладывает путь к предотвращению опасностей, но не заменяет их.
Оценка воздействия
Оценка воздействия направлена на определение того, какое количество агента подвергалось воздействию рабочих, как часто и как долго. Руководящие принципы в этом отношении были установлены как на национальном, так и на международном уровне — например, EN 689, подготовленный Европейским комитетом по нормализации (Европейский комитет по стандартизации) (CEN 1994).
При оценке воздействия переносимых по воздуху загрязняющих веществ наиболее обычной процедурой является оценка воздействия при вдыхании, которая требует определения концентрации вещества в воздухе, воздействию которого подвергаются рабочие (или, в случае переносимых по воздуху частиц, концентрации вещества в воздухе). соответствующая фракция, например, «вдыхаемая фракция») и продолжительность воздействия. Однако, если другие пути, кроме вдыхания, вносят значительный вклад в поглощение химического вещества, ошибочное суждение может быть сделано, если рассматривать только ингаляционное воздействие. В таких случаях необходимо оценивать общее воздействие, и очень полезным инструментом для этого является биологический мониторинг.
Практика гигиены труда касается трех видов ситуаций:
Основная причина определения наличия чрезмерного воздействия опасного агента в рабочей среде состоит в том, чтобы решить, требуется ли вмешательство. Это часто, но не обязательно, означает установление того, соблюдается ли принятый стандарт, который обычно выражается в терминах предельного воздействия на рабочем месте. Для достижения этой цели может быть достаточно определения ситуации «наихудшего воздействия». Действительно, если ожидается, что воздействие будет либо очень высоким, либо очень низким по отношению к принятым предельным значениям, точность и прецизионность количественных оценок может быть ниже, чем когда ожидается, что воздействие будет ближе к предельным значениям. На самом деле, когда опасности очевидны, может быть разумнее сначала вложить ресурсы в средства контроля и провести более точную экологическую оценку после того, как средства контроля будут реализованы.
Часто необходимы последующие оценки, особенно если существовала потребность в установке или улучшении мер контроля или если были предусмотрены изменения в используемых процессах или материалах. В этих случаях количественные оценки играют важную роль в надзоре за:
Всякий раз, когда обследование гигиены труда проводится в связи с эпидемиологическим исследованием с целью получения количественных данных о взаимосвязи между воздействием и воздействием на здоровье, воздействие должно быть охарактеризовано с высоким уровнем точности и достоверности. В этом случае должны быть адекватно охарактеризованы все уровни облучения, поскольку недостаточно, например, охарактеризовать только наихудшую ситуацию облучения. Было бы идеально, хотя и сложно на практике, всегда вести точные и точные записи об оценке воздействия, поскольку в будущем может возникнуть потребность в исторических данных о воздействии.
Для обеспечения того, чтобы данные оценки отражали воздействие на рабочих и чтобы ресурсы не тратились впустую, необходимо разработать и соблюдать адекватную стратегию выборки, учитывающую все возможные источники изменчивости. Стратегии выборки, а также методы измерения описаны в разделе «Оценка рабочей среды».
Интерпретация результатов
Степень неопределенности в оценке параметра воздействия, например истинной средней концентрации переносимого по воздуху загрязнителя, определяется путем статистической обработки результатов измерений (например, отбор проб и анализ). Уровень достоверности результатов будет зависеть от коэффициента вариации «системы измерения» и от количества измерений. Как только будет получена приемлемая уверенность, следующим шагом будет рассмотрение последствий облучения для здоровья: что это означает для здоровья подвергшихся облучению рабочих: сейчас? в ближайшем будущем? в их трудовой жизни? будет ли влияние на будущие поколения?
Процесс оценки завершается только тогда, когда результаты измерений интерпретируются с учетом данных (иногда называемых «данными оценки риска»), полученных в результате экспериментальных токсикологических, эпидемиологических и клинических исследований и, в некоторых случаях, клинических испытаний. Следует уточнить, что термин «оценка риска» используется в связи с двумя типами оценок — оценкой характера и степени риска, возникающего в результате воздействия химических или других агентов в целом, и оценкой риска для конкретного работника. или группа работников в конкретной ситуации на рабочем месте.
В практике гигиены труда результаты оценки воздействия часто сравнивают с принятыми пределами профессионального воздействия, которые предназначены для предоставления рекомендаций по оценке опасности и установлению целевых уровней для контроля. Воздействие, превышающее эти пределы, требует немедленных корректирующих действий путем улучшения существующих мер контроля или внедрения новых. На самом деле профилактические вмешательства должны осуществляться на «уровне действий», который варьируется в зависимости от страны (например, половина или одна пятая предела профессионального воздействия). Низкий уровень действий — лучшая гарантия предотвращения проблем в будущем.
Сравнение результатов оценки воздействия с пределами воздействия на рабочем месте является упрощением, поскольку, помимо других ограничений, эта процедура не учитывает многие факторы, влияющие на поглощение химических веществ (например, индивидуальную восприимчивость, физическую активность и телосложение). Кроме того, на большинстве рабочих мест происходит одновременное воздействие многих агентов; следовательно, очень важным вопросом является проблема комбинированного воздействия и взаимодействия агентов, поскольку последствия для здоровья при воздействии одного только определенного агента могут значительно отличаться от последствий воздействия этого же агента в сочетании с другими, особенно при наличии синергизма или потенцирования последствия.
Измерения для контроля
Измерения с целью изучения наличия агентов и закономерностей параметров воздействия в рабочей среде могут быть чрезвычайно полезными для планирования и разработки мер контроля и методов работы. К задачам таких измерений относятся:
Приборы прямого считывания чрезвычайно полезны для целей контроля, особенно те, которые можно использовать для непрерывного отбора проб и отображать то, что происходит в режиме реального времени, тем самым выявляя ситуации облучения, которые нельзя было бы обнаружить иначе и которые необходимо контролировать. Примеры таких приборов включают: фотоионизационные детекторы, инфракрасные анализаторы, измерители аэрозолей и детекторные трубки. При отборе проб для получения картины поведения загрязняющих веществ из источника во всей рабочей среде точность и достоверность не так важны, как при оценке воздействия.
Недавние разработки в этом типе измерения для целей контроля включают методы визуализации, одним из которых является экспозиция Picture Mix — PIMEX (Rosen 1993). Этот метод сочетает видеоизображение рабочего со шкалой, показывающей концентрации загрязняющих веществ в воздухе, которые непрерывно измеряются в зоне дыхания, с инструментом мониторинга в реальном времени, что позволяет визуализировать, как концентрация изменяется во время выполнения задачи. . Это отличный инструмент для сравнения относительной эффективности различных мер контроля, таких как вентиляция и методы работы, что способствует улучшению дизайна.
Измерения также необходимы для оценки эффективности мер контроля. В этом случае для оценки воздействия на рабочих удобно использовать отбор проб у источника или на территории отдельно или в дополнение к личному отбору проб. Для обеспечения достоверности места отбора проб (или измерений) «до» и «после» и используемые методы должны быть одинаковыми или эквивалентными по чувствительности, точности и прецизионности.
Предотвращение опасностей и контроль
Основной целью гигиены труда является осуществление соответствующих мер по предотвращению и контролю опасностей в рабочей среде. Стандарты и правила, если они не соблюдаются, бесполезны для защиты здоровья работников, а их соблюдение обычно требует стратегий как мониторинга, так и контроля. Отсутствие законодательно установленных стандартов не должно быть препятствием для осуществления необходимых мер по предотвращению вредных воздействий или контролю их до минимально возможного уровня. Когда серьезные опасности очевидны, следует рекомендовать контроль еще до проведения количественных оценок. Иногда может возникнуть необходимость изменить классическую концепцию «распознавание-оценка-контроль» на «распознавание-контроль-оценка» или даже на «распознавание-контроль», если возможностей для оценки опасностей не существует. Некоторыми примерами опасностей, которые явно требуют принятия мер без необходимости предварительного отбора проб окружающей среды, являются гальваника, проводимая в невентилируемом небольшом помещении или с использованием отбойного молотка или пескоструйного оборудования без контроля окружающей среды или защитного оборудования. Для таких признанных опасностей для здоровья насущной необходимостью является контроль, а не количественная оценка.
Профилактические действия должны как-то прерывать цепь, по которой вредный агент — химическое вещество, пыль, источник энергии — передается от источника к работающему. Существуют три основные группы мер контроля: технические средства контроля, методы работы и личные меры.
Наиболее эффективным подходом к предотвращению опасностей является применение технических средств контроля, которые предотвращают профессиональное облучение за счет управления рабочей средой, тем самым снижая потребность в инициативах со стороны рабочих или потенциально подвергающихся воздействию лиц. Инженерные меры обычно требуют некоторых модификаций процесса или механических конструкций и включают технические меры, которые устраняют или сокращают использование, образование или выброс опасных веществ в их источнике, или, когда устранение источника невозможно, должны быть разработаны инженерные меры для предотвращения или уменьшения распространение опасных агентов в рабочую среду путем:
Наилучшим подходом являются мероприятия по контролю, которые включают некоторую модификацию источника, поскольку вредный агент может быть устранен или уменьшен в концентрации или интенсивности. Меры по сокращению источников включают замену материалов, замену/модификацию процессов или оборудования и улучшение технического обслуживания оборудования.
Когда модификации источника невозможны или недостаточны для достижения желаемого уровня контроля, следует предотвратить выброс и распространение опасных агентов в рабочей среде путем прерывания пути их передачи с помощью таких мер, как изоляция (например, закрытые системы, ограждения), местная вытяжная вентиляция, ограждения и щиты, изоляция работающих.
Другие меры, направленные на снижение воздействия в рабочей среде, включают соответствующую планировку рабочего места, вентиляцию с разбавлением или вытеснением, надлежащее ведение хозяйства и надлежащее хранение. Маркировка и предупреждающие знаки могут помочь работникам в безопасных методах работы. В программе контроля могут потребоваться системы мониторинга и сигнализации. Примерами являются мониторы угарного газа вокруг печей, сероводорода в канализации и дефицита кислорода в закрытых помещениях.
Рабочие методы являются важной частью контроля — например, рабочие места, на которых рабочее положение работника может повлиять на воздействие, например, наклоняется ли рабочий над своей работой. Положение рабочего может повлиять на условия воздействия (например, зона дыхания по отношению к источнику загрязнения, возможность впитывания через кожу).
Наконец, профессионального воздействия можно избежать или уменьшить, поместив на работника защитный барьер в критической точке проникновения рассматриваемого вредного агента (рот, нос, кожа, ухо), то есть используя средства индивидуальной защиты. Следует отметить, что перед рассмотрением вопроса об использовании средств индивидуальной защиты следует изучить все другие возможности контроля, поскольку это наименее удовлетворительные средства для рутинного контроля воздействия, особенно переносимых по воздуху загрязняющих веществ.
Другие меры личной профилактики включают обучение и подготовку, личную гигиену и ограничение времени воздействия.
Непрерывные оценки посредством мониторинга окружающей среды и наблюдения за состоянием здоровья должны быть частью любой стратегии предотвращения опасностей и контроля над ними.
Надлежащая технология контроля рабочей среды должна также включать меры по предотвращению загрязнения окружающей среды (воздух, вода, почва), включая надлежащее обращение с опасными отходами.
Хотя большинство упомянутых здесь принципов контроля применимы к переносимым по воздуху загрязняющим веществам, многие из них также применимы к другим видам опасностей. Например, процесс можно изменить, чтобы производить меньше загрязняющих веществ в воздухе или производить меньше шума или меньше тепла. Изолирующий барьер может изолировать рабочих от источника шума, тепла или радиации.
Слишком часто профилактика основывается на наиболее широко известных мерах, таких как местная вытяжная вентиляция и средства индивидуальной защиты, без надлежащего рассмотрения других ценных вариантов контроля, таких как альтернативные более чистые технологии, замена материалов, модификация процессов и передовые методы работы. Часто рабочие процессы считаются неизменными, тогда как в действительности можно внести изменения, которые эффективно предотвращают или, по крайней мере, уменьшают связанные с ними опасности.
Предотвращение опасностей и контроль над ними в рабочей среде требуют знаний и изобретательности. Эффективный контроль не обязательно требует очень дорогостоящих и сложных мер. Во многих случаях контроль опасностей может быть достигнут с помощью соответствующей технологии, которая может быть такой простой, как кусок непроницаемого материала между обнаженным плечом работника дока и мешком с токсичным материалом, который может впитываться через кожу. Он также может состоять из простых улучшений, таких как установка подвижного барьера между источником ультрафиолетового излучения и работником или обучение рабочих безопасным методам работы.
Аспекты, которые необходимо учитывать при выборе соответствующих стратегий и технологий контроля, включают тип опасного агента (природа, физическое состояние, последствия для здоровья, пути проникновения в организм), тип источника(ов), величину и условия воздействия, характеристики рабочее место и взаимное расположение рабочих мест.
Должны быть обеспечены необходимые навыки и ресурсы для правильного проектирования, внедрения, эксплуатации, оценки и обслуживания систем управления. Такие системы, как местная вытяжная вентиляция, должны оцениваться после установки и после этого регулярно проверяться. Только регулярный мониторинг и техническое обслуживание могут обеспечить постоянную эффективность, поскольку даже хорошо спроектированные системы могут потерять свою первоначальную производительность, если ими пренебречь.
Меры контроля должны быть интегрированы в программы предотвращения и контроля опасностей с четкими целями и эффективным управлением с участием многопрофильных групп, состоящих из специалистов по гигиене труда и других специалистов по охране труда и технике безопасности, инженеров-технологов, руководства и рабочих. Программы также должны включать такие аспекты, как информирование об опасностях, образование и обучение безопасным методам работы и действиям в чрезвычайных ситуациях.
Аспекты укрепления здоровья также должны быть включены, поскольку рабочее место является идеальной средой для пропаганды здорового образа жизни в целом и для предупреждения об опасностях опасных непрофессиональных воздействий, вызванных, например, стрельбой без надлежащей защиты или курением.
Связь между гигиеной труда, оценкой рисков и управлением рисками
Оценка риска
Оценка риска представляет собой методологию, направленную на характеристику типов последствий для здоровья, ожидаемых в результате определенного воздействия данного агента, а также на оценку вероятности возникновения этих последствий для здоровья при различных уровнях воздействия. Он также используется для характеристики конкретных ситуаций риска. Он включает идентификацию опасностей, установление взаимосвязей между воздействием и эффектом и оценку воздействия, что приводит к характеристике риска.
Первый шаг относится к идентификации агента — например, химического вещества — как вызывающего вредное воздействие на здоровье (например, рак или системное отравление). На втором этапе устанавливается, какая степень воздействия вызывает тот или иной эффект у скольких подвергшихся воздействию лиц. Эти знания необходимы для интерпретации данных оценки воздействия.
Оценка воздействия является частью оценки риска как при получении данных для характеристики рисковой ситуации, так и при получении данных для установления зависимости воздействия от воздействия в результате эпидемиологических исследований. В последнем случае воздействие, которое привело к определенному профессиональному или экологическому эффекту, должно быть точно охарактеризовано, чтобы обеспечить достоверность корреляции.
Хотя оценка риска имеет основополагающее значение для многих решений, принимаемых в области гигиены труда, она имеет ограниченное влияние на охрану здоровья работников, если только она не воплощена в реальных профилактических действиях на рабочем месте.
Оценка риска представляет собой динамичный процесс, поскольку новые знания часто раскрывают вредное воздействие веществ, которые до этого считались относительно безвредными; поэтому специалист по гигиене труда должен постоянно иметь доступ к последней токсикологической информации. Другое следствие состоит в том, что воздействие всегда должно контролироваться до минимально возможного уровня.
Рисунок 3 представлен в качестве иллюстрации различных элементов оценки риска.
Рисунок 3. Элементы оценки риска.
Управление рисками в рабочей среде
Не всегда возможно устранить все агенты, представляющие профессиональные риски для здоровья, потому что некоторые из них присущи рабочим процессам, которые необходимы или желательны; однако рисками можно и нужно управлять.
Оценка рисков обеспечивает основу для управления рисками. Однако, хотя оценка рисков является научной процедурой, управление рисками носит более прагматичный характер и включает решения и действия, направленные на предотвращение или снижение до приемлемого уровня появления агентов, которые могут представлять опасность для здоровья работников, окружающих сообществ и окружающей среды. , а также с учетом социально-экономического контекста и общественного здравоохранения.
Управление рисками происходит на разных уровнях; решения и действия, предпринятые на национальном уровне, открывают путь для практики управления рисками на рабочем месте.
Управление рисками на рабочем месте требует информации и знаний о:
служить основой для решений, которые включают:
и которые должны привести к таким действиям, как:
Традиционно профессия, ответственная за большинство этих решений и действий на рабочем месте, — это профессиональная гигиена.
Одно ключевое решение в управлении рисками, решение о приемлемом риске (какой эффект может быть принят, в каком проценте работающего населения, если вообще есть?), обычно, но не всегда, принимается на национальном политическом уровне и ему следуют. принятием пределов профессионального воздействия и обнародованием правил и стандартов гигиены труда. Это приводит к установлению целей для контроля, обычно на уровне рабочего места специалистом по гигиене труда, который должен знать законодательные требования. Однако может случиться так, что решения о приемлемом риске должны приниматься специалистом по гигиене труда на рабочем месте, например, в ситуациях, когда стандарты недоступны или не охватывают все потенциальные воздействия.
Все эти решения и действия должны быть интегрированы в реалистичный план, который требует междисциплинарной и многосекторальной координации и сотрудничества. Хотя управление рисками предполагает прагматические подходы, его эффективность должна оцениваться с научной точки зрения. К сожалению, действия по управлению рисками в большинстве случаев представляют собой компромисс между тем, что следует делать, чтобы избежать любого риска, и тем, что можно сделать на практике, учитывая финансовые и другие ограничения.
Управление рисками в отношении рабочей среды и общей среды должно быть хорошо скоординировано; не только есть пересекающиеся области, но и в большинстве ситуаций успех одной взаимосвязан с успехом другой.
Программы и услуги по гигиене труда
Политическая воля и принятие решений на национальном уровне прямо или косвенно повлияют на создание программ или служб гигиены труда на государственном или частном уровне. В задачу данной статьи не входит предоставление подробных моделей для всех типов программ и услуг по гигиене труда; однако существуют общие принципы, которые применимы ко многим ситуациям и могут способствовать их эффективному внедрению и функционированию.
Комплексная служба гигиены труда должна иметь возможность проводить адекватные предварительные обследования, отбор проб, измерения и анализ для оценки опасности и контроля, а также рекомендовать меры контроля, если не разрабатывать их.
Ключевыми элементами комплексной программы или службы гигиены труда являются человеческие и финансовые ресурсы, помещения, оборудование и информационные системы, хорошо организованные и скоординированные посредством тщательного планирования, под эффективным управлением, а также с обеспечением качества и постоянной оценкой программы. Успешные программы гигиены труда требуют политической основы и приверженности со стороны высшего руководства. Закупка финансовых ресурсов выходит за рамки данной статьи.
Человеческие ресурсы
Адекватные людские ресурсы являются основным активом любой программы и должны быть обеспечены в приоритетном порядке. Все сотрудники должны иметь четкие должностные инструкции и обязанности. При необходимости должны быть предусмотрены условия для обучения и образования. Основные требования к программам гигиены труда включают:
Одним из важных аспектов является профессиональная компетентность, которую необходимо не только достигать, но и поддерживать. Непрерывное образование в рамках или вне программы или услуги должно охватывать, например, обновления законодательства, новые достижения и методы, а также пробелы в знаниях. Участие в конференциях, симпозиумах и семинарах также способствует поддержанию компетентности.
Здоровье и безопасность персонала
Здоровье и безопасность должны быть обеспечены для всего персонала полевых исследований, лабораторий и офисов. Специалисты по гигиене труда могут подвергаться серьезным опасностям и должны носить необходимые средства индивидуальной защиты. В зависимости от вида работы может потребоваться иммунизация. Если речь идет о сельских работах, в зависимости от региона следует предусмотреть такие положения, как противоядие от укусов змей. Лабораторная безопасность является специализированной областью, обсуждаемой в других разделах этого руководства. Энциклопедия.
Не следует упускать из виду профессиональные вредности в офисах, например, работу с визуальными дисплеями и источниками загрязнения внутри помещений, такими как лазерные принтеры, фотокопировальные машины и системы кондиционирования воздуха. Следует также учитывать эргономические и психосоциальные факторы.
Услуги
К ним относятся офисы и конференц-залы, лаборатории и оборудование, информационные системы и библиотеки. Помещения должны быть хорошо спроектированы с учетом будущих потребностей, поскольку более поздние переезды и адаптация обычно требуют больших затрат и времени.
Лаборатории и оборудование гигиены труда
Лаборатории гигиены труда в принципе должны иметь возможность проводить качественную и количественную оценку воздействия переносимых по воздуху загрязняющих веществ (химических веществ и пыли), физических агентов (шум, тепловой стресс, радиация, освещение) и биологических агентов. В случае большинства биологических агентов качественных оценок достаточно, чтобы рекомендовать средства контроля, что устраняет необходимость в обычно сложных количественных оценках.
Хотя некоторые приборы прямого считывания для переносимых по воздуху загрязняющих веществ могут иметь ограничения для целей оценки воздействия, они чрезвычайно полезны для распознавания опасностей и идентификации их источников, определения пиков концентрации, сбора данных для мер контроля и проверки. на средствах управления, таких как системы вентиляции. В связи с последним также необходимы приборы для проверки скорости воздуха и статического давления.
Одна из возможных структур будет состоять из следующих подразделений:
Всякий раз, когда выбирается оборудование для гигиены труда, в дополнение к рабочим характеристикам необходимо учитывать практические аспекты с учетом ожидаемых условий использования, например, доступная инфраструктура, климат, местоположение. Эти аспекты включают портативность, требуемый источник энергии, требования к калибровке и техническому обслуживанию, а также наличие необходимых расходных материалов.
Оборудование следует приобретать только в том случае и когда:
Калибровка всех видов измерений и отбора проб гигиены труда, а также аналитического оборудования должна быть неотъемлемой частью любой процедуры, и необходимое оборудование должно быть в наличии.
Техническое обслуживание и ремонт необходимы для предотвращения простоя оборудования в течение длительного периода времени и должны обеспечиваться производителями либо путем непосредственной помощи, либо путем обучения персонала.
Если разрабатывается совершенно новая программа, сначала следует закупить только базовое оборудование, а дополнительные элементы будут добавляться по мере установления потребностей и обеспечения эксплуатационных возможностей. Однако даже до того, как оборудование и лаборатории будут доступны и введены в эксплуатацию, многого можно добиться, инспектируя рабочие места для качественной оценки опасностей для здоровья и рекомендуя меры контроля для признанных опасностей. Отсутствие возможности проводить количественную оценку воздействия ни в коем случае не должно оправдывать бездействие в отношении явно опасного воздействия. Это особенно верно для ситуаций, когда опасности на рабочем месте не контролируются, а сильные воздействия являются обычным явлением.
Информация
Сюда входят библиотеки (книги, периодические издания и другие публикации), базы данных (например, на компакт-дисках) и средства связи.
По возможности должны быть предоставлены персональные компьютеры и устройства для чтения компакт-дисков, а также подключение к ИНТЕРНЕТУ. Постоянно расширяются возможности сетевых сетевых общедоступных информационных серверов (сайты World Wide Web и GOPHER), которые обеспечивают доступ к множеству источников информации, имеющих отношение к здоровью рабочих, что полностью оправдывает инвестиции в компьютеры и средства связи. Такие системы должны включать электронную почту, которая открывает новые горизонты для общения и дискуссий как индивидуально, так и в группах, облегчая и способствуя обмену информацией во всем мире.
Меню
Своевременное и тщательное планирование реализации, управления и периодической оценки программы необходимо для обеспечения достижения целей и задач при максимальном использовании имеющихся ресурсов.
Первоначально необходимо получить и проанализировать следующую информацию:
Процессы планирования и организации включают в себя:
Не следует недооценивать оперативные расходы, поскольку нехватка ресурсов может серьезно помешать непрерывности программы. Требования, которые нельзя игнорировать, включают в себя:
Ресурсы должны быть оптимизированы путем тщательного изучения всех элементов, которые следует рассматривать как неотъемлемые части комплексной услуги. Хорошо сбалансированное распределение ресурсов между различными подразделениями (полевые измерения, отбор проб, аналитические лаборатории и т. д.) и всеми компонентами (помещения и оборудование, персонал, операционные аспекты) имеет важное значение для успешной программы. Кроме того, распределение ресурсов должно обеспечивать гибкость, поскольку службам гигиены труда может потребоваться адаптация для удовлетворения реальных потребностей, которые следует периодически оценивать.
Общение, совместное использование и совместная работа являются ключевыми словами для успешной командной работы и расширения индивидуальных возможностей. Эффективные механизмы коммуникации внутри и вне программы необходимы для обеспечения необходимого междисциплинарного подхода к охране и укреплению здоровья работников. Должно быть тесное взаимодействие с другими специалистами по гигиене труда, особенно с профессиональными врачами и медсестрами, эргономистами и психологами труда, а также со специалистами по технике безопасности. На уровне рабочих мест это должны быть рабочие, производственный персонал и руководители.
Реализация успешных программ — это постепенный процесс. Поэтому на этапе планирования следует подготовить реалистичный график в соответствии с четко установленными приоритетами и с учетом имеющихся ресурсов.
Руководство
Управление включает в себя принятие решений относительно целей, которые должны быть достигнуты, и действия, необходимые для эффективного достижения этих целей, с участием всех заинтересованных сторон, а также предвидение и предотвращение или признание и решение проблем, которые могут создать препятствия для выполнения задачи. требуемые задачи. Следует иметь в виду, что научные знания не являются гарантией управленческой компетентности, необходимой для выполнения эффективной программы.
Важность внедрения и обеспечения соблюдения правильных процедур и обеспечения качества невозможно переоценить, поскольку существует большая разница между выполненной работой и хорошо выполненной работой. При этом мерилом должны служить реальные цели, а не промежуточные шаги; Эффективность программы гигиены труда должна измеряться не количеством проведенных обследований, а количеством обследований, которые привели к фактическим действиям по охране здоровья рабочих.
Хороший менеджмент должен уметь различать, что впечатляет, а что важно; очень подробные исследования, включающие выборку и анализ, дающие очень точные и точные результаты, могут быть очень впечатляющими, но что действительно важно, так это решения и действия, которые будут предприняты впоследствии.
Обеспечение качества
Концепция обеспечения качества, включающая контроль качества и проверку квалификации, относится прежде всего к действиям, включающим измерения. Хотя эти концепции чаще рассматривались в связи с аналитическими лабораториями, их область применения должна быть расширена, чтобы также включать отбор проб и измерения.
Всякий раз, когда требуются отбор проб и анализ, вся процедура должна рассматриваться как единое целое с точки зрения качества. Поскольку никакая цепочка не может быть сильнее, чем самое слабое звено, использование на разных этапах одной и той же процедуры оценки инструментов и методов разного уровня качества является пустой тратой ресурсов. Точность и прецизионность очень хороших аналитических весов не может компенсировать отбор проб насосом при неправильном расходе.
Работу лабораторий необходимо проверять, чтобы можно было выявить и исправить источники ошибок. Необходим системный подход, чтобы держать под контролем многочисленные детали. Важно установить программы обеспечения качества для лабораторий гигиены труда, и это относится как к внутреннему контролю качества, так и к внешней оценке качества (часто называемой «проверкой квалификации»).
Что касается отбора проб или измерений с помощью приборов прямого считывания (в том числе для измерения физических агентов), качество включает адекватные и правильные:
Что касается аналитической лаборатории, то качество предполагает адекватное и правильное:
Для обоих обязательно наличие:
Кроме того, важно иметь правильную обработку полученных данных и интерпретацию результатов, а также точную отчетность и ведение записей.
Аккредитация лабораторий, определяемая CEN (EN 45001) как «официальное признание того, что испытательная лаборатория компетентна проводить определенные испытания или определенные типы испытаний», является очень важным инструментом контроля, и его следует поощрять. Он должен охватывать как отбор проб, так и аналитические процедуры.
Оценка программы
Концепция качества должна применяться ко всем этапам практики гигиены труда, от выявления опасностей до реализации программ предотвращения и контроля опасностей. Имея это в виду, программы и услуги по гигиене труда должны подвергаться периодической и критической оценке с целью постоянного улучшения.
Заключительные замечания
Гигиена труда необходима для защиты здоровья рабочих и окружающей среды. Его практика включает в себя множество шагов, которые взаимосвязаны и не имеют смысла сами по себе, но должны быть интегрированы в комплексный подход.
Токсикология играет важную роль в разработке правил и другой политики в области гигиены труда. В целях предотвращения производственных травм и профессиональных заболеваний решения все чаще основываются на информации, полученной до или в отсутствие видов воздействия на человека, которая может дать окончательную информацию о риске, например эпидемиологические исследования. Кроме того, токсикологические исследования, описанные в этой главе, могут предоставить точную информацию о дозе и реакции в контролируемых условиях лабораторных исследований; эту информацию часто трудно получить в неконтролируемых условиях профессионального облучения. Однако эта информация должна быть тщательно оценена, чтобы оценить вероятность побочных эффектов у людей, характер этих побочных эффектов и количественную взаимосвязь между воздействием и эффектами.
С 1980-х годов во многих странах значительное внимание уделялось разработке объективных методов использования токсикологической информации при принятии регулирующих решений. Формальные методы, часто называемые оценка риска, были предложены и использованы в этих странах как государственными, так и неправительственными организациями. Оценка риска определяется по-разному; в основном это оценочный процесс, который включает токсикологию, эпидемиологию и информацию о воздействии для выявления и оценки вероятности побочных эффектов, связанных с воздействием опасных веществ или условий. Оценка риска может быть качественной по своему характеру, указывающей на характер неблагоприятного воздействия и общую оценку вероятности, или может быть количественной, с оценками числа затронутых лиц при определенных уровнях воздействия. Во многих системах регулирования оценка риска проводится в четыре этапа: идентификация опасности, описание характера токсического действия; оценка доза-реакция, полуколичественный или количественный анализ взаимосвязи между воздействием (или дозой) и тяжестью или вероятностью токсического эффекта; оценка воздействия, оценка информации о диапазоне воздействий, которые могут иметь место для населения в целом или для подгрупп внутри населения; характеристика риска, компиляция всей вышеуказанной информации в выражение величины риска, ожидаемого при определенных условиях воздействия (см. NRC 1983 г. изложение этих принципов).
В этом разделе в качестве иллюстрации представлены три подхода к оценке риска. Невозможно предоставить исчерпывающий перечень методов оценки риска, используемых во всем мире, и этот выбор не следует воспринимать как предписывающий. Следует отметить, что существуют тенденции к гармонизации методов оценки рисков, отчасти в ответ на положения недавних соглашений ГАТТ. В настоящее время осуществляются два процесса международной гармонизации методов оценки риска в рамках Международной программы химической безопасности (МПХБ) и Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР). Эти организации также хранят текущую информацию о национальных подходах к оценке рисков.
ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) ввела в 1980 г. классификацию функциональных ограничений у людей; ICIDH (Международная классификация нарушений здоровья, инвалидности и инвалидности). В этой классификации проводится различие между болезнью, ограничениями и инвалидностью.
Эта эталонная модель была создана для облегчения международного общения. Модель была представлена, с одной стороны, чтобы предложить справочную систему для политиков, а с другой стороны, чтобы предложить справочную основу для врачей, диагностирующих людей, страдающих от последствий болезни.
Почему эта эталонная структура? Он возник с целью попытаться улучшить и увеличить участие людей с долгосрочными ограниченными способностями. Упоминаются две цели:
С 1 января 1994 года классификация является официальной. Последующие мероприятия широко распространены и особенно касаются таких вопросов, как: информационные и образовательные мероприятия для конкретных групп; правила защиты работников; или, например, требует, чтобы компании нанимали, например, не менее 5 процентов работников с инвалидностью. Сама классификация в долгосрочной перспективе ведет к интеграции и недискриминации.
Болезнь
Болезнь поражает каждого из нас. Одни болезни можно предотвратить, другие нет. Одни болезни можно вылечить, другие нет. Там, где это возможно, болезнь следует предотвратить и, если возможно, вылечить.
ухудшение
Нарушение означает любое отсутствие или аномалию психологической, физиологической или анатомической структуры или функции.
Рождение с тремя пальцами вместо пяти не должно приводить к инвалидности. Возможности человека и степень возможного манипулирования тремя пальцами будут определять, является ли человек инвалидом или нет. Однако, когда на центральном уровне мозга невозможна значительная обработка сигналов, тогда нарушение, безусловно, приведет к инвалидности, поскольку в настоящее время нет способа «вылечить» (решить) эту проблему для пациента.
Инвалидность
Инвалидность описывает функциональный уровень человека, испытывающего трудности при выполнении задач, например, трудности с вставанием со стула. Эти трудности, конечно, связаны с нарушением, но также и с окружающими его обстоятельствами. Человек, пользующийся инвалидной коляской и живущий в равнинной стране, такой как Нидерланды, имеет больше возможностей для самостоятельного передвижения, чем тот же человек, живущий в гористой местности, такой как Тибет.
Гандикап
Когда проблемы помещаются на уровень инвалидности, можно определить, в какой области основные проблемы эффективны, например, неподвижность или физическая зависимость. Это может повлиять на производительность труда; например, человек может быть не в состоянии заставить себя работать; или, оказавшись на работе, может нуждаться в помощи в личной гигиене и т. д.
Инвалидность показывает негативные последствия инвалидности и может быть решена только путем устранения негативных последствий.
Резюме и выводы
Вышеупомянутая классификация и ее политика предлагают четко определенную международную рабочую основу. Любая дискуссия о дизайне для конкретных групп будет нуждаться в такой структуре, чтобы определить наши действия и попытаться реализовать эти мысли в дизайне.
Здоровые люди регулярно спят по несколько часов каждый день. Обычно они спят в ночные часы. Им труднее всего бодрствовать в период между полуночью и ранним утром, когда они обычно спят. Если человек должен бодрствовать в эти часы полностью или частично, он приходит в состояние вынужденной потери сна, или лишение сна, что обычно воспринимается как усталость. Ощущается потребность во сне с переменной степенью сонливости, которая продолжается до тех пор, пока не будет достаточно сна. Вот почему часто говорят, что периоды лишения сна вызывают у человека дефицит сна or долги сна.
Лишение сна представляет собой особую проблему для работников, которые не могут спать достаточное количество времени из-за графика работы (например, работы в ночное время) или, если уж на то пошло, из-за продолжительной деятельности в свободное время. Рабочий, работающий в ночную смену, остается лишенным сна до тех пор, пока в конце смены не появится возможность для сна. Поскольку сон в дневное время обычно короче, чем необходимо, рабочий не может в достаточной степени оправиться от состояния потери сна до тех пор, пока не будет проведен продолжительный период сна, скорее всего, ночной сон. До тех пор у человека накапливается дефицит сна. (Аналогичное состояние —биоритма— возникает после путешествий между часовыми поясами, отличающимися на несколько часов и более. Путешественник, как правило, лишен сна, поскольку периоды активности в новом часовом поясе более четко соответствуют нормальному периоду сна в исходном месте.) В периоды недосыпания работники чувствуют усталость, и их производительность по-разному снижается. Таким образом, в повседневную жизнь работников, вынужденных работать ненормированный рабочий день, включены различные степени лишения сна, и важно принять меры, чтобы справиться с неблагоприятными последствиями такого дефицита сна. Основные условия ненормированного рабочего дня, способствующие депривации сна, приведены в таблице 1.
Таблица 1. Основные условия ненормированного рабочего дня, способствующие депривации сна различной степени
Ненормированный рабочий день |
Условия, ведущие к лишению сна |
Ночное дежурство |
Отсутствие или укорочение ночного сна |
Дежурство рано утром или поздно вечером |
Укороченный сон, нарушенный сон |
Долгие часы работы или работа в две смены вместе |
Смещение фаз сна |
Ночные или ранние утренние смены |
Последовательное смещение фаз сна |
Короткий межсменный период |
Короткий и прерывистый сон |
Большой интервал между выходными |
Накопление недосыпа |
Работа в другом часовом поясе |
Отсутствие или укороченный сон в «ночные» часы в месте происхождения (джетлаг) |
Несбалансированные периоды свободного времени |
Смещение фаз сна, короткий сон |
В экстремальных условиях лишение сна может длиться более суток. Затем сонливость и изменения работоспособности усиливаются по мере увеличения периода депривации сна. Рабочие, однако, обычно в какой-то форме спят до того, как недосыпание станет слишком продолжительным. Если полученный таким образом сон недостаточен, последствия недосыпа продолжаются. Таким образом, важно знать не только о последствиях лишения сна в различных формах, но и о том, как рабочие могут оправиться от него.
Рисунок 1. Производительность, оценки сна и физиологические параметры группы испытуемых, подвергшихся лишению сна в течение двух ночей.
Сложный характер лишения сна показан на рисунке 1, на котором представлены данные лабораторных исследований последствий двухдневного лишения сна (Fröberg, 1985). Данные показывают три основных изменения в результате длительного лишения сна:
Тот факт, что последствия лишения сна коррелируют с физиологическими циркадными ритмами, помогает нам понять его сложную природу (Folkard and Akerstedt, 1992). Эти эффекты следует рассматривать как результат фазового сдвига цикла сон-бодрствование в повседневной жизни.
Таким образом, последствия непрерывной работы или недосыпания включают не только снижение бдительности, но и снижение работоспособности, повышенную вероятность заснуть, ухудшение самочувствия и морального духа, а также нарушение безопасности. Когда такие периоды лишения сна повторяются, как в случае сменных рабочих, это может сказаться на их здоровье (Rutenfranz, 1982; Koller, 1983; Costa et al., 1990). Таким образом, важная цель исследования состоит в том, чтобы определить, в какой степени лишение сна вредит благополучию людей и как мы можем наилучшим образом использовать восстановительную функцию сна для уменьшения таких последствий.
Последствия лишения сна
Во время и после ночи лишения сна физиологические циркадные ритмы человеческого тела, по-видимому, остаются устойчивыми. Например, кривая температуры тела в первый рабочий день у работающих в ночную смену имеет тенденцию сохранять свой основной циркадный характер. В ночные часы температура снижается к ранним утренним часам, восстанавливается, чтобы подняться в последующее дневное время, и снова падает после дневного пика. Известно, что физиологические ритмы «приспосабливаются» к обратным циклам сна-бодрствования у ночных рабочих лишь постепенно, в течение нескольких дней повторяющихся ночных смен. Это означает, что влияние на работоспособность и сонливость более значимо в ночные часы, чем в дневное время. Таким образом, последствия лишения сна по-разному связаны с первоначальными циркадными ритмами, наблюдаемыми в физиологических и психологических функциях.
Влияние лишения сна на производительность зависит от типа выполняемой задачи. На эффекты влияют различные характеристики задачи (Fröberg, 1985; Folkard and Monk, 1985; Folkard and Akerstedt, 1992). Как правило, сложная задача более уязвима, чем более простая. Выполнение задачи, связанной с увеличением числа цифр или более сложным кодированием, ухудшается в большей степени в течение трех дней бессонницы (Fröberg, 1985; Wilkinson, 1964). Темповые задачи, на которые нужно реагировать в течение определенного интервала, ухудшаются больше, чем самостоятельные задачи. Практические примеры уязвимых задач включают серийные реакции на определенные раздражители, простые операции сортировки, запись закодированных сообщений, копирование, мониторинг дисплея и непрерывный осмотр. Также известно влияние недосыпания на напряженную физическую работоспособность. Типичное влияние длительного недосыпания на работоспособность (на зрительную задачу) показано на рисунке 2 (Dinges, 1992). Эффекты более выражены после двух ночей бессонницы (40-56 часов), чем после одной ночи бессонницы (16-40 часов).
Рисунок 2. Линии регрессии, соответствующие скорости реакции (обратной величине времени реакции) на 10-минутную простую неподготовленную визуальную задачу, многократно выполняемую здоровыми молодыми людьми в течение периода без бессонницы (5–16 часов), одной ночи бессонницы (16 часов). -40 часов) и две ночи бессонницы (40-56 часов)
Степень влияния на выполнение задач также, по-видимому, зависит от того, как на нее влияют «маскирующие» компоненты циркадных ритмов. Например, было обнаружено, что некоторые показатели производительности, такие как задачи поиска в памяти с пятью целями, приспосабливаются к ночной работе значительно быстрее, чем последовательные задачи на время реакции, и, следовательно, они могут быть относительно неповрежденными в быстросменных системах (Folkard et al. 1993). Такие различия во влиянии ритмов эндогенных физиологических биологических часов и их маскирующих компонентов необходимо учитывать при рассмотрении безопасности и точности выполнения упражнений под влиянием депривации сна.
Одним из конкретных последствий недосыпания для работоспособности является появление частых «срывов» или периодов отсутствия реакции (Wilkinson, 1964; Empson, 1993). Эти провалы в производительности представляют собой короткие периоды пониженной бдительности или легкого сна. Это можно проследить по записям видеозаписей производительности, движений глаз или электроэнцефалограмм (ЭЭГ). Продолжительное задание (полчаса и более), особенно если оно повторяется, может привести к таким ошибкам. Монотонные задачи, такие как повторение простых реакций или отслеживание нечастых сигналов, в этом отношении очень чувствительны. С другой стороны, новая задача менее подвержена влиянию. Производительность в изменяющихся рабочих ситуациях также устойчива.
Хотя есть данные о постепенном снижении возбуждения при лишении сна, можно было бы ожидать меньшего влияния на уровень производительности между перерывами. Это объясняет, почему результаты некоторых тестов производительности показывают незначительное влияние потери сна, когда тесты проводятся в течение короткого периода времени. В простой задаче на время реакции пропуски приведут к очень длительному времени отклика, в то время как остальные измеренные значения времени останутся неизменными. Таким образом, необходима осторожность при интерпретации результатов тестов, касающихся последствий потери сна в реальных ситуациях.
Изменения сонливости при депривации сна, очевидно, связаны с физиологическими циркадианными ритмами, а также с такими периодами перерыва. Сонливость резко возрастает со временем первого периода ночной работы, но снижается в последующие дневные часы. Если лишение сна продолжается до второй ночи, сонливость становится очень выраженной в ночные часы (Costa et al., 1990; Matsumoto and Harada, 1994). Бывают моменты, когда потребность во сне кажется почти непреодолимой; эти моменты соответствуют возникновению срывов, а также возникновению перебоев в мозговых функциях, о чем свидетельствуют записи ЭЭГ. Через некоторое время ощущается уменьшение сонливости, но затем следует еще один период лапс-эффектов. Однако, если работников спрашивают о различных чувствах усталости, они обычно упоминают повышенный уровень усталости и общую усталость, сохраняющуюся в течение всего периода лишения сна и периодов между перерывами. Небольшое восстановление субъективных уровней утомляемости наблюдается в дневное время после ночи лишения сна, но чувство усталости значительно усиливается во вторую и последующие ночи продолжающегося лишения сна.
Во время депривации сна давление сна из-за взаимодействия предшествующего бодрствования и циркадных фаз всегда может до некоторой степени присутствовать, но лабильность состояния у сонливых субъектов также модулируется контекстными эффектами (Dinges, 1992). На сонливость влияют количество и тип стимуляции, интерес, вызываемый окружающей средой, и значение стимуляции для субъекта. Монотонная стимуляция или стимуляция, требующая постоянного внимания, может легче привести к снижению бдительности и упущениям. Чем больше физиологическая сонливость из-за потери сна, тем больше субъект уязвим для однообразия окружающей среды. Мотивация и стимул могут помочь преодолеть этот эффект окружающей среды, но только на ограниченный период времени.
Последствия частичной депривации сна и накопленной нехватки сна
Если испытуемый работает непрерывно всю ночь без сна, многие рабочие функции определенно ухудшатся. Если испытуемый идет во вторую ночную смену, не выспавшись, снижение работоспособности зашкаливает. После третьей или четвертой ночи полного лишения сна очень немногие люди могут бодрствовать и выполнять задачи, даже если они очень мотивированы. Однако в реальной жизни такие условия полной потери сна встречаются редко. Обычно люди немного спят во время последующих ночных смен. Но отчеты из разных стран показывают, что сна в дневное время почти всегда недостаточно для восстановления недосыпания, вызванного ночной работой (Knaut и Rutenfranz, 1981; Kogi, 1981; ILO, 1990). В результате нехватка сна накапливается, поскольку сменные рабочие повторяют ночные смены. Аналогичная нехватка сна также возникает, когда периоды сна сокращаются из-за необходимости следовать сменному графику. Известно, что даже если можно выспаться ночью, ограничение сна всего на два часа каждую ночь приводит к недостаточному количеству сна для большинства людей. Такое сокращение сна может привести к ухудшению работоспособности и бдительности (Monk, 1991).
Примеры условий в сменной системе, которые способствуют накоплению недосыпания или частичной депривации сна, приведены в таблице 1. Помимо продолжения работы в ночное время в течение двух и более дней, коротких периодов между сменами, повторения раннего начала утра смены, частые ночные смены и несоответствующее распределение отпусков ускоряют накопление дефицита сна.
Плохое качество дневного сна или укороченный сон также имеют значение. Дневной сон сопровождается повышенной частотой пробуждений, менее глубоким и медленным сном и распределением быстрого сна, отличным от нормального ночного сна (Torsvall, Akerstedt and Gillberg 1981; Folkard and Monk 1985; Empson 1993). Таким образом, дневной сон может быть не таким крепким, как ночной, даже в благоприятных условиях.
Эта трудность качественного сна из-за разного времени сна в сменной системе иллюстрируется диаграммой 3, на которой показана продолжительность сна в зависимости от времени начала сна для немецких и японских рабочих на основе дневниковых записей (Кнаут и Рутенфранц). 1981; Коги 1985). Из-за циркадного влияния дневной сон вынужден быть коротким. Многие работники могут спать пополам в дневное время и часто, по возможности, добавляют немного сна вечером.
Рисунок 3. Средняя продолжительность сна в зависимости от времени начала сна. Сравнение данных немецких и японских вахтовиков.
В реальных условиях посменные рабочие принимают различные меры, чтобы справиться с таким накоплением недосыпа (Wedderburn, 1991). Например, многие из них стараются выспаться заранее перед ночной сменой или долго спать после нее. Хотя такие усилия отнюдь не полностью эффективны для компенсации последствий дефицита сна, они предпринимаются вполне сознательно. Социальные и культурные мероприятия могут быть ограничены в рамках мер по преодолению трудностей. Например, выездная деятельность в свободное время проводится реже между двумя ночными сменами. Таким образом, время и продолжительность сна, а также фактическое накопление дефицита сна зависят как от профессиональных, так и от социальных обстоятельств.
Восстановление после лишения сна и меры по охране здоровья
Единственным эффективным средством восстановления после недосыпания является сон. Этот восстанавливающий эффект сна хорошо известен (Kogi, 1982). Поскольку восстановление после сна может различаться в зависимости от времени и продолжительности (Costa et al., 1990), важно знать, когда и как долго люди должны спать. В обычной повседневной жизни всегда лучше выспаться, чтобы ускорить восстановление после дефицита сна, но обычно предпринимаются усилия, чтобы свести дефицит сна к минимуму, засыпая в различных случаях в качестве замены нормальному ночному сну, которого человек лишен. . Аспекты такого замещающего сна показаны в таблице 2.
Таблица 2. Аспекты опережающего, якорного и замедленного сна в качестве замены нормального ночного сна
Аспект |
Предварительный сон |
Якорный сон |
Задерживать сон |
Случай |
Перед ночной сменой |
Прерывистая ночь |
После ночной смены |
Длительность |
Обычно короткие |
Короткий по определению |
Обычно короткие, но |
Качество |
Более длительная задержка |
Короткая задержка |
Меньшая задержка для |
Взаимодействие с |
Нарушенные ритмы; |
Способствует |
Нарушенные ритмы; |
Чтобы компенсировать дефицит ночного сна, обычные усилия заключаются в том, чтобы дневной сон включался в «опережающую» и «запаздывающую» фазы (т. е. до и после работы в ночную смену). Такой сон совпадает с фазой циркадной активности. Таким образом, сон характеризуется большей латентностью, укороченным медленным сном, нарушением фазы быстрого сна и нарушениями социальной жизни. Социальные и экологические факторы играют важную роль в определении рекуперативного эффекта сна. Невозможность полного преобразования циркадных ритмов для вахтовика в реальной жизненной ситуации следует иметь в виду при рассмотрении эффективности восстановительных функций сна.
В этом отношении сообщалось об интересных особенностях короткого «якорного сна» (Minors and Waterhouse 1981; Kogi 1982; Matsumoto and Harada 1994). Когда часть обычного дневного сна приходится на нормальный период ночного сна, а остальная часть — на нерегулярное время, циркадные ритмы ректальной температуры и секреции некоторых электролитов с мочой могут сохраняться в течение 24 часов. Это означает, что короткий ночной сон в период ночного сна может помочь сохранить первоначальные циркадные ритмы в последующие периоды.
Мы можем предположить, что сон в разное время дня может иметь определенные дополнительные эффекты ввиду различных восстановительных функций этих снов. Интересным подходом для работающих в ночную смену является использование ночного сна, который обычно длится до нескольких часов. Опросы показывают, что такой короткий сон во время ночной смены распространен среди некоторых групп рабочих. Этот сон типа якорного сна эффективен для снижения усталости от ночной работы (Kogi 1982) и может уменьшить потребность в восстановительном сне. На рис. 4 сравниваются субъективные ощущения усталости в течение двух последовательных ночных смен и период восстановления после работы в группе, которая вздремнула, и в группе, которая не спала (Мацумото и Харада, 1994). Положительное влияние ночного сна на снижение усталости было очевидным. Эти эффекты сохранялись в течение большей части периода восстановления после ночной работы. Между этими двумя группами не было обнаружено существенной разницы при сравнении продолжительности дневного сна группы без дневного сна с общим временем сна (ночной сон плюс последующий дневной сон) группы дневного сна. Таким образом, ночной сон позволяет часть необходимого сна успеть перед дневным сном после ночной работы. Таким образом, можно предположить, что дневной сон во время ночной работы может в определенной степени способствовать восстановлению после усталости, вызванной этой работой и сопровождающей ее недосыпанием (Сакаи и др., 1984; Сайто и Мацумото, 1988).
Рисунок 4. Средние баллы за субъективное ощущение усталости в течение двух последовательных ночных смен и период восстановления после работы для групп с дневным и без дневного сна
Однако следует признать, что невозможно разработать оптимальные стратегии, которые может применять каждый работник, страдающий дефицитом сна. Это продемонстрировано в разработке международных трудовых норм для ночной работы, которые рекомендуют ряд мер для работников, часто работающих в ночное время (Kogi and Thurman, 1993). Разнообразный характер этих мер и тенденция к увеличению гибкости в сменных системах ясно отражают усилия по разработке гибких стратегий сна (Kogi, 1991). Возраст, физическая подготовка, особенности сна и другие индивидуальные различия в переносимости могут играть важную роль (Folkard and Monk, 1985; Costa et al., 1990; Härmä, 1993). В этом отношении полезным является повышение гибкости рабочего графика в сочетании с лучшим планированием работы (Kogi, 1991).
Стратегии сна против недосыпания должны зависеть от типа трудовой жизни и быть достаточно гибкими, чтобы соответствовать индивидуальным ситуациям (Кнаут, Рохмерт и Рутенфранц, 1979; Рутенфранц, Кнаут и Ангерсбах, 1981; Веддерберн, 1991; Монк, 1991). Общий вывод заключается в том, что мы должны минимизировать депривацию ночного сна, выбирая соответствующий график работы, и способствовать восстановлению, поощряя индивидуально подходящий сон, включая замещающий сон и полноценный ночной сон в ранние периоды после депривации сна. Важно предотвратить накопление дефицита сна. Период работы в ночное время, лишающий рабочих сна в течение нормального периода ночного сна, должен быть как можно короче. Интервалы между сменами должны быть достаточно длинными, чтобы обеспечить достаточную продолжительность сна. Также полезны улучшение условий для сна и меры по удовлетворению социальных потребностей. Таким образом, социальная поддержка имеет важное значение для планирования рабочего времени, планирования работы и индивидуальных стратегий преодоления трудностей в укреплении здоровья работников, сталкивающихся с частым дефицитом сна.
Опасность на рабочем месте может быть определена как любое состояние, которое может неблагоприятно повлиять на благополучие или здоровье подвергающихся воздействию лиц. Распознавание опасностей в любой профессиональной деятельности включает характеристику рабочего места путем выявления опасных агентов и групп работников, потенциально подверженных этим опасностям. Опасности могут иметь химическое, биологическое или физическое происхождение (см. таблицу 1). Некоторые опасности в рабочей среде легко распознать, например, раздражители, которые оказывают немедленное раздражающее действие после воздействия на кожу или вдыхания. Другие не так легко распознать — например, химические вещества, которые образуются случайно и не обладают предупредительными свойствами. Некоторые агенты, такие как металлы (например, свинец, ртуть, кадмий, марганец), которые могут вызывать травмы после нескольких лет воздействия, могут быть легко идентифицированы, если вы знаете о риске. Токсичный агент может не представлять опасности при низких концентрациях или если никто не подвергается воздействию. Основой для распознавания опасностей является идентификация возможных агентов на рабочем месте, знание рисков для здоровья, связанных с этими агентами, и осведомленность о возможных ситуациях воздействия.
Таблица 1. Опасности химических, биологических и физических агентов.
Тип опасности |
Описание |
Примеры |
ХИМИЧЕСКИЙ ОПАСНОСТИ
|
Химические вещества попадают в организм главным образом при вдыхании, всасывании через кожу или проглатывании. Токсический эффект может быть острым, хроническим или и тем, и другим. |
|
Коррозия |
Агрессивные химические вещества фактически вызывают разрушение тканей в месте контакта. Кожа, глаза и пищеварительная система являются наиболее часто поражаемыми частями тела. |
Кислоты и щелочи концентрированные, фосфор |
Раздражение |
Раздражители вызывают воспаление тканей, в которых они депонируются. Раздражители кожи могут вызывать такие реакции, как экзема или дерматит. Сильные респираторные раздражители могут вызвать одышку, воспалительные реакции и отек. |
Кожа: кислоты, щелочи, растворители, масла Дыхательный: альдегиды, щелочная пыль, аммиак, диоксид азота, фосген, хлор, бром, озон. |
Аллергические реакции |
Химические аллергены или сенсибилизаторы могут вызывать кожные или респираторные аллергические реакции. |
Кожа: канифоль (канифоль), формальдегид, такие металлы, как хром или никель, некоторые органические красители, отвердители для эпоксидных смол, скипидар. Дыхательный: изоцианаты, красители, реагирующие с волокном, формальдегид, многие виды тропической древесной пыли, никель.
|
удушение |
Удушающие оказывают свое действие, препятствуя оксигенации тканей. Простые удушающие вещества — это инертные газы, которые разбавляют доступный атмосферный кислород ниже уровня, необходимого для поддержания жизни. В резервуарах, трюмах кораблей, шахтах или шахтах может возникать дефицит кислорода. Концентрация кислорода в воздухе никогда не должна быть ниже 19.5% по объему. Химические удушающие средства препятствуют переносу кислорода и нормальной оксигенации крови или препятствуют нормальной оксигенации тканей. |
Простые удушающие вещества: метан, этан, водород, гелий Химические удушающие средства: окись углерода, нитробензол, цианистый водород, сероводород
|
рак |
Известные человеческие канцерогены — это химические вещества, которые, как было ясно продемонстрировано, вызывают рак у людей. Вероятные канцерогены для человека — это химические вещества, вызывающие рак у животных или имеющие неопределенные доказательства у людей. Сажа и каменноугольная смола были первыми химическими веществами, вызывающими рак. |
Известный: бензол (лейкемия); винилхлорид (ангиосаркома печени); 2-нафтиламин, бензидин (рак мочевого пузыря); асбест (рак легких, мезотелиома); древесная пыль (аденокарцинома носа или придаточных пазух носа) вероятный: формальдегид, четыреххлористый углерод, дихроматы, бериллий |
Репродуктивное эффекты
|
Репродуктивные токсиканты нарушают репродуктивную или сексуальную функцию человека. |
Марганец, сероуглерод, монометиловый и этиловый эфиры этиленгликоля, ртуть |
|
Ядовитые вещества, влияющие на развитие, представляют собой агенты, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на потомство лиц, подвергшихся воздействию; например, врожденные дефекты. Эмбриотоксичные или фетотоксичные химические вещества могут вызывать самопроизвольные аборты или выкидыши. |
Органические соединения ртути, окись углерода, свинец, талидомид, растворители |
Систематический яды
|
Системные яды — это агенты, вызывающие поражение определенных органов или систем организма. |
Мозг: растворители, свинец, ртуть, марганец Периферическая нервная система: н-гексан, свинец, мышьяк, сероуглерод Кроветворная система: бензол, эфиры этиленгликоля почки: кадмий, свинец, ртуть, хлорированные углеводороды Легкие: кремнезем, асбест, угольная пыль (пневмокониоз)
|
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТИ
|
Биологические опасности можно определить как органическую пыль, происходящую из различных источников биологического происхождения, таких как вирусы, бактерии, грибки, белки животных или вещества растений, такие как продукты разложения натуральных волокон. Этиологический агент может быть получен из жизнеспособного организма или из загрязняющих веществ или представлять собой особый компонент пыли. Биологические опасности подразделяются на инфекционные и неинфекционные агенты. Неинфекционные опасности можно дополнительно разделить на жизнеспособные организмы, биогенные токсины и биогенные аллергены. |
|
Инфекционные опасности |
Профессиональные заболевания от инфекционных агентов встречаются относительно редко. В группу риска входят сотрудники больниц, работники лабораторий, фермеры, работники скотобоен, ветеринары, смотрители зоопарка и повара. Восприимчивость очень вариабельна (например, люди, получающие иммунодепрессанты, будут иметь высокую чувствительность). |
Гепатит В, туберкулез, сибирская язва, бруцеллез, столбняк, хламидия psittaci, сальмонелла |
Жизнеспособные организмы и биогенные токсины |
Жизнеспособные организмы включают грибы, споры и микотоксины; биогенные токсины включают эндотоксины, афлатоксины и бактерии. Продукты бактериального и грибкового метаболизма сложны и многочисленны и зависят от температуры, влажности и типа субстрата, на котором они растут. Химически они могут состоять из белков, липопротеинов или мукополисахаридов. Примерами являются грамположительные и грамотрицательные бактерии и плесень. В группу риска входят работники хлопчатобумажных фабрик, работники конопли и льна, работники по очистке сточных вод и осадка, работники зерновых силосов. |
Биссиноз, «зерновая лихорадка», болезнь легионеров |
Биогенные аллергены |
К биогенным аллергенам относятся грибы, белки животного происхождения, терпены, запасающие клещи и ферменты. Значительная часть биогенных аллергенов в сельском хозяйстве поступает из белков кожи животных, шерсти меха и белков фекального материала и мочи. Аллергены могут быть обнаружены во многих промышленных средах, таких как процессы ферментации, производство лекарств, пекарни, производство бумаги, деревообработка (лесопильные заводы, производство), а также в биотехнологии (производство ферментов и вакцин, культуры тканей) и специи. производство. У сенсибилизированных людей контакт с аллергенами может вызывать аллергические симптомы, такие как аллергический ринит, конъюнктивит или астма. Аллергический альвеолит характеризуется острыми респираторными симптомами, такими как кашель, озноб, лихорадка, головная боль и боль в мышцах, которые могут привести к хроническому фиброзу легких. |
Профессиональная астма: шерсть, мех, зерна пшеницы, мука, красный кедр, чесночный порошок. Аллергический альвеолит: болезнь фермера, багассоз, «болезнь птицеводов», лихорадка увлажнителя, секвойоз
|
ФИЗИЧЕСКИЕ ОПАСНОСТИ |
|
|
Шум |
Шумом считается любой нежелательный звук, который может неблагоприятно повлиять на здоровье и благополучие отдельных лиц или групп населения. Аспекты шумовой опасности включают общую энергию звука, частотное распределение, продолжительность воздействия и импульсный шум. Острота слуха, как правило, сначала страдает от потери или провала на частоте 4000 Гц, за которой следуют потери в частотном диапазоне от 2000 до 6000 Гц. Шум может привести к острым последствиям, таким как проблемы со связью, снижение концентрации внимания, сонливость и, как следствие, помехи в выполнении работы. Воздействие высокого уровня шума (обычно выше 85 дБА) или импульсивного шума (около 140 дБА) в течение значительного периода времени может вызвать как временную, так и хроническую потерю слуха. Постоянная потеря слуха является наиболее частым профессиональным заболеванием в исках о возмещении ущерба. |
Литейные, деревообрабатывающие, текстильные, металлообрабатывающие |
вибрация |
Вибрация имеет несколько общих параметров с частотой шума, амплитудой, продолжительностью воздействия и тем, является ли она непрерывной или прерывистой. Способ работы и мастерство оператора, по-видимому, играют важную роль в развитии вредного воздействия вибрации. Ручная работа с использованием механических инструментов связана с симптомами нарушения периферического кровообращения, известными как «феномен Рейно» или «белые пальцы, вызванные вибрацией» (ФВ). Вибрирующие инструменты также могут воздействовать на периферическую нервную систему и опорно-двигательный аппарат, приводя к снижению силы захвата, болям в пояснице и дегенеративным заболеваниям спины. |
Контрактная техника, карьерные погрузчики, вилочные погрузчики, пневматические инструменты, цепные пилы |
ионизирующий излучение
|
Наиболее важным хроническим эффектом ионизирующего излучения является рак, в том числе лейкемия. Чрезмерное воздействие сравнительно низких уровней радиации было связано с дерматитом рук и воздействием на гематологическую систему. Процессы или действия, которые могут привести к чрезмерному воздействию ионизирующего излучения, очень ограничены и регулируются. |
Ядерные реакторы, медицинские и стоматологические рентгеновские трубки, ускорители частиц, радиоизотопы |
Неионизирующее излучение
|
Неионизирующее излучение состоит из ультрафиолетового излучения, видимого излучения, инфракрасного излучения, лазеров, электромагнитных полей (микроволн и радиочастот) и излучения крайне низких частот. ИК-излучение может вызвать катаракту. Мощные лазеры могут вызвать повреждение глаз и кожи. Растет озабоченность по поводу воздействия низких уровней электромагнитных полей как причины рака и как потенциальной причины неблагоприятных репродуктивных исходов среди женщин, особенно в результате воздействия видеодисплеев. На вопрос о причинно-следственной связи рака пока нет ответа. Недавние обзоры доступных научных знаний в целом заключаются в том, что нет никакой связи между использованием УВО и неблагоприятным репродуктивным исходом. |
Ультрафиолетовая радиация: дуговая сварка и резка; УФ-отверждение чернил, клея, красок и т. д.; дезинфекция; контроль продукции Инфракрасная радиация: печи, стеклодувы Лазеры: связь, хирургия, строительство
|
Идентификация и классификация опасностей
Перед проведением любого исследования гигиены труда необходимо четко определить цель. Целью расследования гигиены труда может быть выявление возможных опасностей, оценка существующих рисков на рабочем месте, подтверждение соблюдения нормативных требований, оценка мер контроля или оценка воздействия в связи с эпидемиологическим обследованием. Эта статья ограничивается программами, направленными на выявление и классификацию опасностей на рабочем месте. Многие модели или методы были разработаны для выявления и оценки опасностей в рабочей среде. Они различаются по сложности: от простых контрольных списков, предварительных обследований промышленной гигиены, матриц воздействия на рабочем месте и исследований опасностей и работоспособности до профилей воздействия на рабочем месте и программ наблюдения за работой (Renes 1978; Gressel and Gideon 1991; Holzner, Hirsh and Perper 1993; Goldberg et al. , 1993; Буйе и Хемон, 1993; Панетт, Коггон и Ачесон, 1985; Тейт, 1992). Ни один из методов не является очевидным для всех, но все методы имеют части, полезные в любом исследовании. Полезность моделей также зависит от цели исследования, размера рабочего места, вида производства и деятельности, а также сложности операций.
Идентификацию и классификацию опасностей можно разделить на три основных элемента: характеристика рабочего места, схема воздействия и оценка опасности.
Характеристика рабочего места
Рабочее место может иметь от нескольких сотрудников до нескольких тысяч и иметь различные виды деятельности (например, производственные предприятия, строительные площадки, офисные здания, больницы или фермы). На рабочем месте различные виды деятельности могут быть локализованы в специальных областях, таких как отделы или секции. В промышленном процессе можно выделить различные этапы и операции, поскольку производство следует от сырья до готовой продукции.
Следует получить подробную информацию о процессах, операциях или других представляющих интерес видах деятельности, чтобы идентифицировать используемые агенты, включая сырье, материалы, обрабатываемые или добавляемые в процессе, первичные продукты, промежуточные продукты, конечные продукты, продукты реакции и побочные продукты. Добавки и катализаторы в процессе также могут представлять интерес для идентификации. Сырье или добавленный материал, идентифицированный только по торговому наименованию, должен оцениваться по химическому составу. Информация или паспорта безопасности должны быть доступны у производителя или поставщика.
Некоторые этапы процесса могут происходить в закрытой системе, где никто не подвергается воздействию, за исключением работ по техническому обслуживанию или сбоя процесса. Эти события следует распознавать и принимать меры предосторожности для предотвращения воздействия опасных агентов. Другие процессы протекают в открытых системах, которые снабжены местной вытяжной вентиляцией или не имеют ее. Должно быть представлено общее описание системы вентиляции, включая местную вытяжную систему.
Когда это возможно, опасности следует выявлять при планировании или проектировании новых установок или процессов, когда изменения можно вносить на ранней стадии, а опасности можно предвидеть и избегать. Условия и процедуры, которые могут отклоняться от предполагаемого проекта, должны быть идентифицированы и оценены в состоянии процесса. Признание опасностей должно также включать выбросы во внешнюю среду и отходы. Расположение объектов, операции, источники выбросов и агенты должны быть систематически сгруппированы вместе, чтобы сформировать узнаваемые единицы в дальнейшем анализе потенциального воздействия. В каждом подразделении операции и агенты должны быть сгруппированы в соответствии с воздействием агентов на здоровье и оценкой объемов выбросов в рабочую среду.
Шаблоны экспозиции
Основными путями воздействия химических и биологических агентов являются вдыхание и попадание через кожу или случайное проглатывание. Характер воздействия зависит от частоты контакта с опасностями, интенсивности воздействия и времени воздействия. Рабочие задачи должны систематически проверяться. Важно не только изучать трудовые книжки, но и смотреть, что на самом деле происходит на рабочем месте. Рабочие могут подвергаться прямому облучению в результате фактического выполнения задач или косвенному облучению, поскольку они находятся в той же области или месте, что и источник облучения. Может быть необходимо начать с сосредоточения внимания на рабочих задачах с высоким потенциалом причинения вреда, даже если воздействие непродолжительно. Необходимо учитывать нестандартные и периодические операции (например, техническое обслуживание, очистку и изменение производственных циклов). Рабочие задачи и ситуации также могут меняться в течение года.
В рамках одной и той же должности воздействие или восприятие могут различаться, потому что одни работники носят защитное снаряжение, а другие нет. На крупных предприятиях распознавание опасностей или качественная оценка опасностей очень редко могут быть выполнены для каждого отдельного рабочего. Поэтому работники со схожими рабочими задачами должны быть отнесены к одной группе воздействия. Различия в рабочих задачах, методах работы и рабочем времени приведут к значительно разным воздействиям и должны учитываться. Было показано, что у людей, работающих на открытом воздухе, и у тех, кто работает без местной вытяжной вентиляции, ежедневная изменчивость выше, чем у групп, работающих в помещении с местной вытяжной вентиляцией (Kromhout, Symanski and Rappaport, 1993). Рабочие процессы, агенты, применяемые для этого процесса/работы, или различные задачи в рамках должности могут использоваться вместо названия должности для характеристики групп с аналогичным воздействием. Внутри групп должны быть идентифицированы и классифицированы работники, потенциально подвергающиеся воздействию, в соответствии с опасными агентами, путями воздействия, воздействием агентов на здоровье, частотой контакта с опасностями, интенсивностью и временем воздействия. Различные группы воздействия должны ранжироваться в соответствии с опасными агентами и предполагаемым воздействием, чтобы определить работников, подвергающихся наибольшему риску.
Качественная оценка опасности
Возможные последствия для здоровья химических, биологических и физических агентов, присутствующих на рабочем месте, должны основываться на оценке имеющихся эпидемиологических, токсикологических, клинических и экологических исследований. Актуальную информацию об опасности для здоровья продуктов или агентов, используемых на рабочем месте, следует получать из журналов по охране труда и технике безопасности, баз данных о токсичности и воздействии на здоровье, а также из соответствующей научно-технической литературы.
Паспорта безопасности материалов (MSDS) следует при необходимости обновлять. Листы данных документируют процентное содержание опасных ингредиентов вместе с химическим идентификатором Chemical Abstracts Service, номером CAS и пороговым предельным значением (TLV), если таковые имеются. Они также содержат информацию об опасности для здоровья, средствах защиты, профилактических действиях, производителе или поставщике и так далее. Иногда сообщаемые ингредиенты довольно рудиментарны и должны быть дополнены более подробной информацией.
Должны быть изучены данные мониторинга и записи измерений. Агенты с TLV обеспечивают общее руководство при принятии решения о том, является ли ситуация приемлемой или нет, хотя необходимо учитывать возможные взаимодействия, когда рабочие подвергаются воздействию нескольких химических веществ. Внутри и между различными группами воздействия рабочие должны ранжироваться в соответствии с воздействием на здоровье присутствующих агентов и предполагаемым воздействием (например, от легкого воздействия на здоровье и низкого воздействия до серьезных последствий для здоровья и предполагаемого высокого воздействия). Те, у кого самые высокие ранги, заслуживают наивысшего приоритета. Перед началом любых профилактических мероприятий может потребоваться выполнение программы мониторинга воздействия. Все результаты должны быть задокументированы и легко достижимы. Схема работы показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Элементы оценки риска
При исследованиях в области гигиены труда можно также учитывать опасности для внешней среды (например, загрязнение и парниковый эффект, а также воздействие на озоновый слой).
Химические, биологические и физические агенты
Опасности могут иметь химическое, биологическое или физическое происхождение. В этом разделе и в таблице 1 будет дано краткое описание различных опасностей вместе с примерами окружающей среды или видов деятельности, в которых они могут быть обнаружены (Casarett, 1980; Международный конгресс по гигиене труда, 1985; Jacobs, 1992; Leidel, Busch and Lynch, 1977; Olishifski 1988; Rylander 1994). Более подробную информацию можно найти в другом месте в этом Энциклопедия.
Химические реактивы
Химические вещества можно разделить на газы, пары, жидкости и аэрозоли (пыль, дым, туман).
газов
Газы — это вещества, которые могут переходить в жидкое или твердое состояние только под действием комбинированного действия повышенного давления и пониженной температуры. Работа с газами всегда сопряжена с риском воздействия, если только они не обрабатываются в закрытых системах. Газы в контейнерах или распределительных трубах могут случайно просочиться. В процессах с высокими температурами (например, сварочные работы и выхлопы двигателей) будут образовываться газы.
Пары
Пары представляют собой газообразную форму веществ, которые обычно находятся в жидком или твердом состоянии при комнатной температуре и нормальном давлении. При испарении жидкость превращается в газ и смешивается с окружающим воздухом. Пар можно рассматривать как газ, максимальная концентрация пара которого зависит от температуры и давления насыщения вещества. Любой процесс, связанный с горением, приводит к образованию паров или газов. Операции по обезжириванию могут выполняться обезжириванием в паровой фазе или промывкой растворителями. Такие рабочие процессы, как заправка и смешивание жидкостей, покраска, распыление, очистка и сухая чистка, могут привести к образованию вредных паров.
Жидкости
Жидкости могут состоять из чистого вещества или раствора двух или более веществ (например, растворителей, кислот, щелочей). Жидкость, хранящаяся в открытом контейнере, частично испарится в газовую фазу. Концентрация в паровой фазе при равновесии зависит от давления паров вещества, его концентрации в жидкой фазе и температуры. Операции или действия с жидкостями могут привести к брызгам или другим контактам с кожей, помимо вредных паров.
Пыль
Пыль состоит из неорганических и органических частиц, которые можно классифицировать как вдыхаемые, торакальные или вдыхаемые, в зависимости от размера частиц. Большинство органических пыли имеют биологическое происхождение. Неорганическая пыль будет образовываться в результате механических процессов, таких как шлифовка, распиловка, резка, дробление, просеивание или просеивание. Пыль может рассеиваться, когда пыльный материал обрабатывается или поднимается потоками воздуха от транспорта. Работа с сухими материалами или порошком путем взвешивания, наполнения, загрузки, транспортировки и упаковки приводит к образованию пыли, равно как и такие действия, как изоляция и уборка.
чад
Дым представляет собой твердые частицы, испаряющиеся при высокой температуре и конденсирующиеся в мелкие частицы. Испарение часто сопровождается химической реакцией, такой как окисление. Отдельные частицы, составляющие дым, очень мелкие, обычно менее 0.1 мкм, и часто собираются в более крупные образования. Примерами являются дымы от сварки, плазменной резки и подобных операций.
Туманы
Туман представляет собой взвешенные капли жидкости, образующиеся в результате конденсации из газообразного состояния в жидкое состояние или при разложении жидкости до дисперсного состояния путем разбрызгивания, вспенивания или распыления. Примерами являются масляные туманы при резке и шлифовке, кислотные туманы при гальванике, кислотные или щелочные туманы при травлении или аэрозоли краски при распылении.
Как и во многих других странах, риск, связанный с воздействием химических веществ, регулируется в Японии в соответствии с категорией соответствующих химических веществ, как указано в таблице 1. Ответственное правительственное министерство или агентство различаются. Что касается промышленных химикатов в целом, то основным применимым законом является Закон об экспертизе и регулировании производства и т. д. химических веществ или, для краткости, Закон о контроле за химическими веществами (ЗХВВ). Ответственными агентствами являются Министерство международной торговли и промышленности и Министерство здравоохранения и социального обеспечения. Кроме того, Закон о безопасности и гигиене труда (принятый Министерством труда) предусматривает, что промышленные химические вещества должны проверяться на предмет возможной мутагенности, и, если обнаруживается, что рассматриваемое химическое вещество является мутагенным, воздействие этого химического вещества на рабочих должно быть сведено к минимуму путем ограждение производственных помещений, установка локальных вытяжных систем, использование средств защиты и т.д.
Таблица 1. Регулирование химических веществ законодательством, Япония
Категории | закон | Министерство |
Пищевые продукты и пищевые добавки | Закон о пищевой гигиене | MHW |
Фармацевтика | Закон о фармацевтике | MHW |
над наркотиками | Закон о контроле над наркотиками | MHW |
Сельскохозяйственные химикаты | Закон о контроле за сельскохозяйственными химикатами | МАФФ |
Промышленные химикаты | Закон о контроле за химическими веществами | МХВ и МИТИ |
Все химические вещества, кроме радиоактивных веществ | Закон о регулировании Хозяйственные товары, содержащие Опасные вещества Ядовитый и вредный Закон о контроле над веществами Закон о безопасности и гигиене труда |
MHW MHW MOL |
Радиоактивные вещества | Закон о радиоактивных веществах | STA |
Сокращения: MHW — Министерство здравоохранения и социального обеспечения; MAFF—Министерство сельского, лесного и рыбного хозяйства; MITI—Министерство международной торговли и промышленности; МОЛ — Министерство труда; STA—Агентство по науке и технологиям.
Поскольку опасные промышленные химические вещества будут определяться в первую очередь с помощью CSCL, в этом разделе будет описана структура тестов для идентификации опасности в соответствии с CSCL.
Концепция Закона о контроле за химическими веществами
Первоначальный CSCL был принят Сеймом (парламентом Японии) в 1973 г. и вступил в силу 16 апреля 1974 г. Основной мотивацией Закона было предотвращение загрязнения окружающей среды и последующего воздействия на здоровье человека ПХБ и ПХБ-подобных веществ. ПХД характеризуются (1) стойкостью в окружающей среде (плохо поддаются биологическому разложению), (2) возрастающей концентрацией по мере продвижения вверх по пищевой цепочке (или пищевой сети) (биоаккумуляция) и (3) хронической токсичностью для человека. Соответственно, Закон предписывает, чтобы каждое промышленное химическое вещество проверялось на наличие таких характеристик перед продажей в Японии. Параллельно с принятием Закона Сейм решил, что Агентство по охране окружающей среды должно контролировать общую окружающую среду на предмет возможного химического загрязнения. Затем в 1986 г. в Закон были внесены поправки Сеймом (поправка вступила в силу в 1987 г.) с целью согласования с действиями ОЭСР в отношении здоровья и окружающей среды, снижения нетарифных барьеров в международной торговле и особенно установления минимального предмаркетинговый набор данных (MPD) и соответствующие руководства по тестированию. Поправка также была отражением наблюдений, сделанных в то время посредством мониторинга окружающей среды, о том, что химические вещества, такие как трихлорэтилен и тетрахлорэтилен, которые не обладают высокой способностью к биоаккумуляции, хотя плохо поддаются биологическому разложению и обладают хронической токсичностью, могут загрязнять окружающую среду; эти химические вещества были обнаружены в подземных водах по всей стране.
Закон классифицирует промышленные химикаты на две категории: существующие химикаты и новые химикаты. Существующие химические вещества перечислены в «Перечне существующих химических веществ» (составленном с принятием первоначального Закона) и насчитывают около 20,000 XNUMX, число зависит от того, как некоторые химические вещества названы в перечне. Химические вещества, которых нет в реестре, называются новыми химическими веществами. Правительство несет ответственность за идентификацию опасности существующих химических веществ, тогда как компания или другое юридическое лицо, желающее представить новое химическое вещество на рынке Японии, несет ответственность за идентификацию опасности нового химического вещества. Два правительственных министерства, Министерство здравоохранения и социального обеспечения (MHW) и Министерство международной торговли и промышленности (MITI), отвечают за закон, и Агентство по охране окружающей среды может выражать свое мнение, когда это необходимо. Радиоактивные вещества, определенные яды, стимуляторы и наркотики исключены, поскольку они регулируются другими законами.
Тестовая система под CSCL
Блок-схема обследования изображена на рисунке 1, которая в принципе представляет собой ступенчатую систему. Все химические вещества (за исключениями, см. ниже) должны быть проверены на биоразлагаемость in vitro. Если химическое вещество легко биоразлагаемо, оно считается «безопасным». В противном случае химическое вещество исследуется на биоаккумуляцию. Если выясняется, что он обладает высокой аккумулятивностью, запрашиваются полные данные о токсичности, на основании которых химическое вещество будет классифицировано как «специфическое химическое вещество класса 1», если токсичность подтверждена, или как «безопасное» в противном случае. Химическое вещество без накопления или с низким уровнем накопления будет подвергаться скрининговым испытаниям на токсичность, которые состоят из испытаний на мутагенность и 28-дневного повторного введения дозы экспериментальным животным (подробности см. в таблице 2). После всесторонней оценки данных о токсичности химическое вещество будет классифицировано как «Обозначенное химическое вещество», если данные указывают на токсичность. В противном случае он считается «безопасным». Когда другие данные предполагают, что существует большая вероятность загрязнения окружающей среды рассматриваемым химическим веществом, запрашиваются полные данные о токсичности, из которых назначенное химическое вещество будет реклассифицировано как «специфическое химическое вещество класса 2», если оно окажется положительным. В противном случае он считается «безопасным». Токсикологические и экотоксикологические характеристики «конкретного химического вещества класса 1», «конкретного химического вещества класса 2» и «обозначенного химического вещества» перечислены в таблице 3 вместе с описанием регламентирующих действий.
Таблица 2. Образцы для испытаний в соответствии с Законом о контроле над химическими веществами, Япония
Товар | Дизайн теста |
биологический распад | В течение 2 недель, в принципе, in vitro, с активированным ил |
Биоаккумулирование | На 8 недель в принципе с карпом |
Скрининг токсичности Тесты на мутагенность Бактериальная система Хромосомная аберрация |
Тест Эймса и тест с E. coli, смесь ± S9 Клетки CHL и т. д., смесь ±S9 |
28-дневное повторное введение | Крысы, 3 уровня доз плюс контроль NOEL, 2-недельный тест на восстановление при максимальном уровне дозы дополнительно |
Таблица 3. Характеристики классифицированных химических веществ и правила японского Закона о контроле над химическими веществами
Химическая субстанция | Характеристики | "Регулирование" |
Класс 1 определенные химические вещества |
Небиоразлагаемость Высокая биоаккумуляция Хроническая токсичность |
Разрешение на производство или импорт необходимо1 Ограничение в использовании |
Класс 2 определенные химические вещества |
Небиоразлагаемость Отсутствие или низкая биоаккумуляция Хроническая токсичность Подозрение на загрязнение окружающей среды |
Уведомление о запланированном количестве производства или импорта Техническое руководство по предотвращению загрязнения/воздействия на здоровье |
Определенные химические вещества | Небиоразлагаемость Отсутствие или низкая биоаккумуляция Подозрение на хроническую токсичность |
Отчет о количестве производства или импорта Обзор исследований и литературы |
1 На практике нет авторизации.
Тестирование не требуется для нового химического вещества с ограниченным объемом использования (т. е. менее 1,000 кг/компания/год и менее 1,000 кг/год для всей Японии). Полимеры исследуются в соответствии со схемой потока высокомолекулярных соединений, которая разработана с предположением о том, что шансы на абсорбцию в организме малы, когда химическое вещество имеет молекулярную массу более 1,000 и стабильно в окружающей среде.
Результаты классификации промышленных химикатов по состоянию на 1996 г.
За 26 лет с момента вступления в силу CSCL в 1973 г. до конца 1996 г. в соответствии с первоначальным и измененным CSCL было исследовано 1,087 существующих химических веществ. Из 1,087 единиц девять наименований (некоторые из них имеют родовые названия) были классифицированы как «определенное химическое вещество класса 1». Среди оставшихся 36 были классифицированы как «обозначенные», из них 23 были реклассифицированы как «определенное химическое вещество класса 2», а еще 13 остались как «обозначенные». Названия указанных химических веществ класса 1 и 2 перечислены на рисунке 2. Из таблицы видно, что большинство химических веществ класса 1 являются хлорорганическими пестицидами в дополнение к ПХБ и его заменителям, за исключением одного убийцы морских водорослей. Большинство химикатов класса 2 являются убийцами морских водорослей, за исключением трех когда-то широко использовавшихся хлорированных углеводородных растворителей.
Рисунок 2. Определенные и обозначенные химические вещества в соответствии с Законом Японии о контроле за химическими веществами
За тот же период с 1973 г. по конец 1996 г. на утверждение было представлено около 2,335 новых химических веществ, из которых 221 (около 9.5%) были определены как «обозначенные», но ни одно из них не было отнесено к классу 1 или 2. Другие химические вещества считались «безопасными» и были одобрены для производства или импорта.
Методы наблюдения за опасностями и обследования
Производственный надзор включает в себя активные программы по прогнозированию, наблюдению, измерению, оценке и контролю воздействия потенциальных опасностей для здоровья на рабочем месте. В надзоре часто участвует группа людей, в которую входят специалист по гигиене труда, врач по гигиене труда, медсестра по гигиене труда, специалист по технике безопасности, токсиколог и инженер. В зависимости от производственной среды и проблемы могут использоваться три метода наблюдения: медицинский, экологический и биологический. Медицинское наблюдение используется для выявления наличия или отсутствия неблагоприятных последствий для здоровья человека в результате профессионального воздействия загрязняющих веществ путем проведения медицинских осмотров и соответствующих биологических тестов. Экологический надзор используется для документирования потенциального воздействия загрязняющих веществ на группу сотрудников путем измерения концентрации загрязняющих веществ в воздухе, в массовых образцах материалов и на поверхностях. Биологический надзор используется для документирования поступления загрязняющих веществ в организм и корреляции с уровнями загрязнения окружающей среды путем измерения концентрации опасных веществ или их метаболитов в крови, моче или выдыхаемом воздухе рабочих.
Медицинское наблюдение
Медицинское наблюдение проводится потому, что заболевания могут быть вызваны или усугублены воздействием опасных веществ. Это требует активной программы со специалистами, которые хорошо осведомлены о профессиональных заболеваниях, диагностике и лечении. Программы медицинского наблюдения предусматривают шаги по защите, обучению, мониторингу и, в некоторых случаях, компенсации работника. Это может включать программы проверки перед приемом на работу, периодические медицинские осмотры, специализированные тесты для выявления ранних изменений и нарушений здоровья, вызванных опасными веществами, медицинское лечение и обширное ведение документации. Скрининг перед приемом на работу включает в себя оценку анкет по профессиональной деятельности и истории болезни, а также результаты медицинских осмотров. Анкеты предоставляют информацию о прошлых заболеваниях и хронических заболеваниях (особенно астме, кожных, легочных и сердечных заболеваниях) и прошлых профессиональных воздействиях. Существуют этические и юридические последствия программ проверки перед приемом на работу, если они используются для определения права на работу. Тем не менее, они принципиально важны, когда используются для (1) предоставления сведений о предыдущей работе и связанных с ней воздействиях, (2) установления исходного состояния здоровья работника и (3) проверки на повышенную чувствительность. Медицинские осмотры могут включать аудиометрические тесты на потерю слуха, тесты зрения, тесты функции органов, оценку пригодности для ношения средств защиты органов дыхания, а также базовые анализы мочи и крови. Периодические медицинские осмотры необходимы для оценки и выявления тенденций возникновения неблагоприятных последствий для здоровья и могут включать биологический мониторинг конкретных загрязнителей и использование других биомаркеров.
Экологический и биологический надзор
Экологический и биологический надзор начинается с санитарно-гигиенического обследования рабочей среды для выявления потенциальных опасностей и источников загрязнения, а также определения необходимости мониторинга. Для химических агентов мониторинг может включать отбор проб воздуха, объемных, поверхностных и биологических проб. Для физических агентов мониторинг может включать измерения шума, температуры и радиации. Если показан мониторинг, специалист по гигиене труда должен разработать стратегию отбора проб, включающую информацию о сотрудниках, процессах, оборудовании или зонах для отбора проб, количестве проб, продолжительности отбора проб, частоте отбора проб и методе отбора проб. Обследования промышленной гигиены различаются по сложности и направленности в зависимости от цели исследования, типа и размера предприятия и характера проблемы.
Жестких формул проведения опросов не существует; однако тщательная подготовка перед инспекцией на месте значительно повышает эффективность и результативность. Расследования, мотивированные жалобами и болезнями сотрудников, имеют дополнительную направленность на выявление причин проблем со здоровьем. Обследования качества воздуха внутри помещений сосредоточены на внутренних и наружных источниках загрязнения. Независимо от профессиональных рисков общий подход к обследованию и отбору проб на рабочих местах одинаков; поэтому в этой главе в качестве модели методологии будут использоваться химические агенты.
Пути воздействия
Простое присутствие профессиональных стрессов на рабочем месте не означает автоматически, что существует значительный потенциал воздействия; агент должен добраться до работника. Для химических веществ жидкая или парообразная форма агента должна контактировать с телом и/или всасываться в него, чтобы вызвать неблагоприятное воздействие на здоровье. Если агент изолирован в закрытом помещении или уловлен местной системой вытяжной вентиляции, потенциал воздействия будет низким, независимо от присущей химическому веществу токсичности.
Путь воздействия может повлиять на тип проводимого мониторинга, а также на потенциальную опасность. Что касается химических и биологических агентов, то рабочие подвергаются воздействию при вдыхании, контакте с кожей, проглатывании и инъекциях; наиболее распространенными путями всасывания в производственной среде являются дыхательные пути и кожа. Чтобы оценить вдыхание, специалист по гигиене труда наблюдает за возможностью попадания химических веществ в воздух в виде газов, паров, пыли, дыма или тумана.
Поглощение химикатов кожей важно, прежде всего, при прямом контакте с кожей в результате разбрызгивания, разбрызгивания, смачивания или погружения в жирорастворимые углеводороды и другие органические растворители. Погружение включает контакт тела с загрязненной одеждой, контакт рук с загрязненными перчатками и контакт кистей и предплечий с нерасфасованными жидкостями. Для некоторых веществ, таких как амины и фенолы, абсорбция через кожу может быть такой же быстрой, как абсорбция через легкие для вдыхаемых веществ. Для некоторых загрязняющих веществ, таких как пестициды и бензидиновые красители, всасывание через кожу является основным путем всасывания, а вдыхание — второстепенным путем. Такие химические вещества могут легко проникать в организм через кожу, увеличивать нагрузку на организм и вызывать системные повреждения. Когда аллергические реакции или многократное мытье высыхает и трескается на коже, резко возрастает количество и тип химических веществ, которые могут всасываться в организм. Проглатывание, необычный путь поглощения газов и паров, может быть важным для твердых частиц, таких как свинец. Проглатывание может происходить при употреблении зараженной пищи, приеме пищи или курении загрязненными руками, а также при кашле и последующем проглатывании ранее вдыхаемых частиц.
Инъекция материалов непосредственно в кровоток может происходить из-за непреднамеренного прокола кожи медицинских работников в больницах иглами для подкожных инъекций, а также из-за высокоскоростных снарядов, выпущенных из источников высокого давления и непосредственно контактирующих с кожей. Безвоздушные распылители краски и гидравлические системы имеют достаточно высокое давление, чтобы проколоть кожу и ввести вещества непосредственно в тело.
Проходная инспекция
Цель начального осмотра, называемого сквозным осмотром, состоит в систематическом сборе информации для определения того, существует ли потенциально опасная ситуация и показан ли мониторинг. Специалист по гигиене труда начинает сквозной опрос с вводной встречи, в которой могут участвовать представители руководства, сотрудников, руководителей, медицинских сестер по гигиене труда и представителей профсоюзов. Специалист по гигиене труда может сильно повлиять на успех обследования и любых последующих инициатив по мониторингу, создав команду людей, которые открыто и честно общаются друг с другом и понимают цели и объем проверки. Рабочие должны быть вовлечены и проинформированы с самого начала, чтобы гарантировать, что сотрудничество, а не страх, доминирует в расследовании.
Во время встречи запрашиваются технологические схемы, чертежи установки, прошлые отчеты об экологических проверках, производственные графики, графики технического обслуживания оборудования, документация по программам индивидуальной защиты, а также статистические данные о количестве сотрудников, сменах и жалобах на здоровье. Все опасные материалы, используемые и производимые в ходе операции, идентифицируются и подсчитываются. Составляется химический перечень продуктов, побочных продуктов, промежуточных продуктов и примесей, а также получаются все соответствующие паспорта безопасности материалов. Графики технического обслуживания оборудования, его возраст и состояние документируются, поскольку использование старого оборудования может привести к более высокому уровню облучения из-за отсутствия средств контроля.
После встречи специалист по гигиене труда проводит визуальный обход рабочего места, тщательно изучает операции и методы работы с целью выявления потенциальных профессиональных стрессов, ранжирования потенциального воздействия, определения пути воздействия и оценки продолжительности и частота воздействия. Примеры профессиональных стрессов приведены на рисунке 1. Специалист по гигиене труда использует сквозной осмотр для наблюдения за рабочим местом и получения ответов на вопросы. Примеры наблюдений и вопросов приведены на рисунке 2.
Рисунок 1. Профессиональные стрессы.
Рисунок 2. Наблюдения и вопросы, которые следует задать во время сквозного опроса.
В дополнение к вопросам, показанным на рисунке 5, следует задавать вопросы, раскрывающие то, что не сразу очевидно. Вопросы могут касаться:
Нестандартные задачи могут привести к значительному пиковому воздействию химических веществ, которое трудно предсказать и измерить в течение обычного рабочего дня. Изменения процесса и химические замены могут изменить выброс веществ в воздух и повлиять на последующее воздействие. Изменения в физической планировке рабочей зоны могут повлиять на эффективность существующей системы вентиляции. Изменения в рабочих функциях могут привести к тому, что задачи будут выполняться неопытными работниками, и к повышенному риску облучения. Ремонт и реконструкция могут привести к попаданию в рабочую среду новых материалов и химикатов, которые выделяют летучие органические химикаты или являются раздражителями.
Обследования качества воздуха в помещении
Обследования качества воздуха внутри помещений отличаются от традиционных обследований гигиены труда, поскольку они обычно проводятся на непромышленных рабочих местах и могут включать воздействие смесей следовых количеств химических веществ, ни один из которых сам по себе не способен вызвать заболевание (Ness 1991). Цель обследований качества воздуха в помещениях аналогична обследованиям гигиены труда с точки зрения выявления источников загрязнения и определения необходимости мониторинга. Тем не менее, исследования качества воздуха в помещениях всегда мотивированы жалобами сотрудников на здоровье. Во многих случаях у сотрудников отмечаются различные симптомы, включая головные боли, першение в горле, вялость, кашель, зуд, тошноту и неспецифические реакции гиперчувствительности, которые исчезают, когда они возвращаются домой. Если жалобы на здоровье не исчезают после ухода работников с работы, следует учитывать и непрофессиональные воздействия. Воздействие, не связанное с профессиональной деятельностью, включает хобби, другую работу, загрязнение воздуха в городах, пассивное курение и воздействие внутри помещений в доме. В обследованиях качества воздуха в помещениях часто используются анкеты для документирования симптомов и жалоб сотрудников и их привязки к месту работы или выполняемой работе в здании. Области с наибольшей частотой симптомов затем подлежат дальнейшему осмотру.
Источники загрязнителей воздуха внутри помещений, которые были задокументированы в ходе обследований качества воздуха внутри помещений, включают:
Для исследований качества воздуха в помещении сквозная инспекция, по сути, представляет собой проверку здания и окружающей среды для определения потенциальных источников загрязнения как внутри, так и снаружи здания. Внутренние строительные источники включают:
Наблюдения и вопросы, которые можно задать в ходе опроса, перечислены на рисунке 3.
Рисунок 3. Наблюдения и вопросы для сквозного обследования качества воздуха в помещении.
Стратегии отбора проб и измерения
Пределы воздействия на рабочем месте
После завершения сквозного осмотра специалист по гигиене труда должен определить, необходим ли отбор проб; выборку следует проводить только в том случае, если цель ясна. Специалист по гигиене труда должен задать вопрос: «Что будут делать с результатами отбора проб и на какие вопросы они ответят?» Относительно легко провести выборку и получить числа; интерпретировать их гораздо труднее.
Данные проб воздуха и биологических проб обычно сравнивают с рекомендуемыми или обязательными пределами профессионального воздействия (OELs). Пределы воздействия на рабочем месте были разработаны во многих странах для ингаляционного и биологического воздействия химических и физических агентов. На сегодняшний день из более чем 60,000 600 коммерчески используемых химических веществ около XNUMX прошли оценку различных организаций и стран. Философские основы ограничений определяются организациями, которые их разработали. Наиболее широко используемые предельные значения, называемые пороговыми предельными значениями (TLV), установлены в США Американской конференцией государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH). Большинство OEL, используемых Управлением по безопасности и гигиене труда (OSHA) в США, основаны на TLV. Однако Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH) Министерства здравоохранения и социальных служб США предложил свои собственные пределы, называемые рекомендуемыми пределами воздействия (REL).
Для аэрозольного воздействия существует три типа TLV: восьмичасовое средневзвешенное по времени воздействие, TLV-TWA, для защиты от хронических последствий для здоровья; пятнадцатиминутный средний предел кратковременного воздействия, TLV-STEL, для защиты от острых последствий для здоровья; и мгновенное предельное значение, TLV-C, для защиты от удушающих веществ или химических веществ, вызывающих немедленное раздражение. Рекомендации по уровням биологического воздействия называются индексами биологического воздействия (BEI). Эти руководящие принципы представляют собой концентрацию химических веществ в организме, которая соответствует ингаляционному воздействию на здорового рабочего при определенной концентрации в воздухе. За пределами Соединенных Штатов до 50 стран или групп установили OEL, многие из которых идентичны TLV. В Великобритании предельные значения называются Стандартами воздействия на рабочем месте для руководителей по охране труда и технике безопасности (OES), а в Германии OEL называются максимальными концентрациями на рабочем месте (MAK).
OEL были установлены для воздействия газов, паров и твердых частиц в воздухе; они не существуют для переносимых по воздуху воздействий биологических агентов. Поэтому в большинстве исследований воздействия биоаэрозолей сравниваются концентрации внутри помещений и снаружи. Если профиль внутри/вне помещения и концентрация организмов различаются, может существовать проблема воздействия. OEL для проб кожи и поверхностей не существует, и каждый случай должен оцениваться отдельно. В случае поверхностного отбора проб концентрации обычно сравнивают с допустимыми фоновыми концентрациями, которые были измерены в других исследованиях или были определены в текущем исследовании. При отборе проб кожи допустимые концентрации рассчитываются на основе токсичности, скорости всасывания, абсорбированного количества и общей дозы. Кроме того, биологический мониторинг рабочего может быть использован для исследования поглощения через кожу.
Стратегия выборки
Стратегия экологического и биологического отбора проб представляет собой подход к получению измерений воздействия, который соответствует поставленной цели. Тщательно разработанная и эффективная стратегия научно обоснована, оптимизирует количество полученных образцов, экономически эффективна и определяет приоритеты потребностей. Цель стратегии отбора проб определяет решения относительно того, что брать (выбор химических агентов), где брать пробы (личная, районная или исходная), у кого брать пробы (какой работник или группа рабочих), продолжительность отбора проб (в режиме реального времени или в комплексный), как часто брать пробы (сколько дней), сколько проб и как брать пробы (аналитический метод). Традиционно отбор проб, выполняемый в целях регулирования, включает короткие кампании (один или два дня), которые концентрируются на наихудших случаях воздействия. Хотя эта стратегия требует минимальных затрат ресурсов и времени, она часто собирает наименьшее количество информации и мало применима для оценки долгосрочных профессиональных воздействий. Чтобы оценить хронические воздействия, чтобы они были полезны для профессиональных врачей и эпидемиологических исследований, стратегии выборки должны включать повторные выборки в течение долгого времени для большого числа рабочих.
Цель
Целью стратегий экологического и биологического отбора проб является либо оценка воздействия на отдельных сотрудников, либо оценка источников загрязнения. Мониторинг сотрудников может осуществляться для:
Мониторинг источника и окружающего воздуха может выполняться для:
При наблюдении за работниками отбор проб воздуха дает суррогатные показатели дозы в результате ингаляционного облучения. Биологический мониторинг может обеспечить фактическую дозу химического вещества, полученную при всех путях всасывания, включая вдыхание, проглатывание, инъекцию и попадание на кожу. Таким образом, биологический мониторинг может более точно отражать общую нагрузку на организм и дозу облучения человека, чем мониторинг воздуха. Когда связь между воздействием в воздухе и дозой внутреннего облучения известна, можно использовать биологический мониторинг для оценки прошлого и настоящего хронического облучения.
Цели биологического мониторинга перечислены на рисунке 4..
Рисунок 4. Цели биологического мониторинга.
Биологический мониторинг имеет свои ограничения и должен осуществляться только в том случае, если он решает задачи, которые не могут быть достигнуты с помощью одного лишь мониторинга воздуха (Фисерова-Бергова, 1987). Это инвазивный метод, требующий взятия образцов непосредственно у рабочих. Образцы крови обычно представляют собой наиболее полезную биологическую среду для мониторинга; однако кровь берут только в том случае, если неинвазивные тесты, такие как анализ мочи или выдыхаемого воздуха, неприменимы. Для большинства промышленных химикатов данные о поведении химических веществ, поглощаемых организмом, являются неполными или отсутствуют; поэтому доступно лишь ограниченное количество аналитических методов измерения, и многие из них не являются чувствительными или специфичными.
Результаты биологического мониторинга могут сильно различаться между людьми, подвергшимися воздействию одних и тех же концентраций химических веществ в воздухе; возраст, здоровье, вес, состояние питания, наркотики, курение, употребление алкоголя, лекарства и беременность могут влиять на поглощение, всасывание, распределение, метаболизм и выведение химических веществ.
Что попробовать
Большинство производственных сред подвергаются воздействию нескольких загрязняющих веществ. Отравляющие вещества оцениваются как по отдельности, так и при многократном одновременном воздействии на рабочих. Химические агенты могут действовать в организме самостоятельно или взаимодействовать таким образом, что усиливается токсический эффект. Вопрос о том, что измерять и как интерпретировать результаты, зависит от биологического механизма действия агентов, когда они находятся в организме. Агенты можно оценивать отдельно, если они действуют независимо на совершенно разные системы органов, например раздражитель глаз и нейротоксин. Если они воздействуют на одну и ту же систему органов, например два респираторных раздражителя, важно их комбинированное действие. Если токсическое действие смеси является суммой отдельных эффектов отдельных компонентов, оно называется аддитивным. Если токсический эффект смеси превышает сумму эффектов отдельных агентов, их совместное действие называется синергетическим. Воздействие курения сигарет и вдыхания асбестовых волокон приводит к гораздо большему риску рака легких, чем простой аддитивный эффект.Взять пробы всех химических веществ на рабочем месте было бы и дорого, и не всегда оправданно. Специалист по гигиене труда должен расставить приоритеты в списке потенциальных агентов по опасности или риску, чтобы определить, какие агенты получают основное внимание.
Факторы, участвующие в ранжировании химических веществ, включают:
Чтобы обеспечить наилучшую оценку воздействия на работника, пробы воздуха берутся в зоне дыхания работника (в радиусе 30 см от головы) и называются личными пробами. Для получения проб зоны дыхания устройство для отбора проб помещается непосредственно на работника на время отбора проб. Если пробы воздуха берутся рядом с работником, за пределами зоны дыхания, они называются площадными пробами. Образцы местности, как правило, занижают индивидуальное воздействие и не дают точных оценок ингаляционного воздействия. Тем не менее, образцы местности полезны для оценки источников загрязнения и измерения уровней загрязнения окружающей среды. Пробы площадей можно брать во время обхода рабочего места с помощью портативного прибора или с помощью стационарных станций для отбора проб. Отбор проб на территории обычно используется на объектах по борьбе с асбестом для отбора проб на расчистке и для исследования воздуха внутри помещений.
Кого попробовать
В идеале для оценки профессионального воздействия у каждого работника должны браться индивидуальные пробы в течение нескольких дней в течение нескольких недель или месяцев. Однако, если рабочее место не является небольшим (менее 10 сотрудников), обычно невозможно провести выборку всех работников. Чтобы свести к минимуму бремя выборки с точки зрения оборудования и затрат и повысить эффективность программы выборки, отбирается подмножество сотрудников на рабочем месте, и результаты их мониторинга используются для представления воздействия на более широкую рабочую силу.
Один из подходов к выбору сотрудников, представляющих большую часть рабочей силы, состоит в том, чтобы разделить сотрудников на группы с одинаковым ожидаемым воздействием, называемые группами гомогенного воздействия (HEG) (Corn, 1985). После формирования ГЭГ из каждой группы случайным образом отбирается подмножество работников для выборки. Методы определения подходящего размера выборки предполагают логарифмически нормальное распределение воздействия, оценочное среднее значение воздействия и геометрическое стандартное отклонение от 2.2 до 2.5. Данные предыдущих выборок могут позволить использовать меньшее геометрическое стандартное отклонение. Чтобы классифицировать сотрудников по отдельным HEG, большинство специалистов по гигиене труда наблюдают за рабочими на их работе и качественно прогнозируют воздействие.
Существует множество подходов к формированию ГЭГ; как правило, работников можно классифицировать по сходству рабочих задач или по сходству рабочей области. Когда используется сходство как работы, так и рабочей области, метод классификации называется зонированием (см. рисунок 5). Оказавшись в воздухе, химические и биологические агенты могут иметь сложные и непредсказуемые пространственные и временные характеристики концентрации в рабочей среде. Следовательно, близость источника по отношению к работнику может быть не лучшим показателем схожести воздействия. Измерения воздействия, проведенные на рабочих, которые, как первоначально предполагалось, будут подвергаться аналогичному воздействию, могут показать, что различия между рабочими больше, чем предполагалось. В этих случаях группы облучения должны быть реконструированы в более мелкие группы рабочих, а выборка должна продолжаться для подтверждения того, что работники в каждой группе действительно подвергались одинаковым воздействиям (Rappaport 1995).
Рисунок 5. Факторы, влияющие на создание ГЭГ с использованием зонирования.
Воздействие можно оценить для всех сотрудников, независимо от должности или риска, или его можно оценить только для сотрудников, которые, как предполагается, подвергаются наибольшему воздействию; это называется выборкой наихудшего случая. Выбор сотрудников для отбора проб в наихудшем случае может основываться на производстве, близости к источнику, прошлых данных о пробах, инвентаризации и химической токсичности. Метод наихудшего случая используется для целей регулирования и не обеспечивает измерения долгосрочного среднего воздействия и ежедневной изменчивости. Выборка, связанная с задачами, включает в себя отбор работников с работами, которые имеют схожие задачи, которые выполняются реже, чем ежедневно.
Есть много факторов, которые влияют на воздействие и могут повлиять на успех классификации HEG, в том числе следующие:
Продолжительность выборки
Концентрации химических веществ в пробах воздуха либо измеряются непосредственно в полевых условиях с получением немедленных результатов (в режиме реального времени или с помощью захвата), либо собираются в течение определенного времени в полевых условиях на средах для отбора проб или в мешках для отбора проб и измеряются в лаборатории (интегрированные ) (Линч, 1995). Преимущество отбора проб в режиме реального времени заключается в том, что результаты получаются быстро на месте и могут фиксировать измерения кратковременных острых воздействий. Однако методы, работающие в режиме реального времени, ограничены, поскольку они доступны не для всех загрязняющих веществ, вызывающих озабоченность, и они могут быть недостаточно чувствительными или точными для количественного определения целевых загрязнителей. Отбор проб в режиме реального времени может быть неприменим, когда специалист по гигиене труда интересуется хроническими воздействиями и требует средневзвешенных по времени измерений для сравнения с OEL.Отбор проб в режиме реального времени используется для аварийной оценки, получения приблизительных оценок концентрации, обнаружения утечек, мониторинга окружающего воздуха и источника, оценки инженерных средств контроля, мониторинга кратковременных воздействий длительностью менее 15 минут, мониторинга эпизодических воздействий, мониторинга высокотоксичных химических веществ ( угарного газа), взрывоопасных смесей и контроля технологических процессов. Методы отбора проб в режиме реального времени могут фиксировать изменение концентрации с течением времени и предоставлять немедленную качественную и количественную информацию. Комплексный отбор проб воздуха обычно выполняется для индивидуального мониторинга, отбора проб местности и для сравнения концентраций со средневзвешенными по времени ПДК. Преимущества комплексного отбора проб заключаются в том, что методы доступны для широкого спектра загрязняющих веществ; его можно использовать для идентификации неизвестных; точность и специфичность высоки, а пределы обнаружения обычно очень низки. Объединенные пробы, которые анализируются в лаборатории, должны содержать достаточное количество загрязняющих веществ, чтобы соответствовать минимальным обнаруживаемым аналитическим требованиям; поэтому образцы собираются в течение заранее определенного периода времени.
В дополнение к аналитическим требованиям метода отбора проб продолжительность отбора проб должна соответствовать цели отбора проб. Для отбора проб из источника продолжительность зависит от времени процесса или цикла или от ожидаемых пиков концентраций. Для пикового отбора пробы следует собирать через равные промежутки времени в течение дня, чтобы свести к минимуму систематическую ошибку и выявить непредсказуемые пики. Период выборки должен быть достаточно коротким, чтобы идентифицировать пики, а также отражать фактический период воздействия.
Для личного отбора проб продолжительность соответствует пределу профессионального воздействия, продолжительности задачи или ожидаемому биологическому эффекту. Методы отбора проб в реальном времени используются для оценки острого воздействия раздражителей, удушающих средств, сенсибилизаторов и аллергенов. Хлор, угарный газ и сероводород являются примерами химических веществ, которые могут оказывать свое действие быстро и при относительно низких концентрациях.
Возбудители хронических заболеваний, такие как свинец и ртуть, обычно отбираются в течение всей смены (семь или более часов на образец) с использованием комплексных методов отбора проб. Для оценки экспозиции за всю смену специалист по гигиене труда использует либо одну пробу, либо серию последовательных проб, охватывающих всю смену. Продолжительность выборки для воздействий, которые происходят менее чем за полную смену, обычно связаны с конкретными задачами или процессами. Строительные рабочие, обслуживающий персонал внутри помещений и ремонтные дорожные бригады являются примерами рабочих мест, воздействие которых связано с выполняемыми задачами.
Сколько проб и как часто пробовать?
Концентрации загрязняющих веществ могут меняться от минуты к минуте, изо дня в день и от сезона к сезону, а изменчивость может происходить между отдельными людьми и внутри одного человека. Изменчивость экспозиции влияет как на количество образцов, так и на точность результатов. Различия в воздействии могут быть связаны с различными методами работы, изменениями в выбросах загрязняющих веществ, объемом используемых химикатов, производственными квотами, вентиляцией, изменениями температуры, мобильностью рабочих и распределением задач. Большинство кампаний по отбору проб проводятся пару дней в году; поэтому полученные измерения не являются репрезентативными для экспозиции. Период, в течение которого собираются образцы, очень короток по сравнению с периодом без отбора проб; специалист по гигиене труда должен провести экстраполяцию с периода, в который был отобран образец, на период, не включенный в образец. Для мониторинга долгосрочного воздействия у каждого рабочего, выбранного из группы HEG, следует брать пробы несколько раз в течение нескольких недель или месяцев, а воздействие должно быть охарактеризовано для всех смен. В то время как дневная смена может быть самой загруженной, ночная смена может иметь наименьший контроль и возможны упущения в методах работы.
Методы измерения
Активная и пассивная выборка
Загрязняющие вещества собираются на среде для отбора проб либо путем активного протягивания пробы воздуха через среду, либо путем пассивного пропускания воздуха к среде. При активном отборе проб используется насос с батарейным питанием, а при пассивном отборе проб используется диффузия или сила тяжести, чтобы доставить загрязняющие вещества в среду для отбора проб. Газы, пары, твердые частицы и биоаэрозоли собираются методами активного отбора проб; газы и пары также можно собирать методом пассивной диффузии.
Для газов, паров и большинства твердых частиц после отбора пробы измеряется масса загрязняющего вещества, а концентрация рассчитывается путем деления массы на объем отобранного воздуха. Для газов и паров концентрация выражается в частях на миллион (частей на миллион) или мг/м.3, а для твердых частиц выражается в мг/м3 (Динарди, 1995).
При комплексном отборе проб насосы для отбора проб воздуха являются критически важными компонентами системы отбора проб, поскольку для оценки концентрации необходимо знать объем проб воздуха. Насосы выбираются на основе требуемой производительности, простоты обслуживания и калибровки, размера, стоимости и пригодности для опасных сред. Основным критерием выбора является скорость потока: насосы с низким расходом (от 0.5 до 500 мл/мин) используются для отбора проб газов и паров; высокопроизводительные насосы (от 500 до 4,500 мл/мин) используются для отбора проб твердых частиц, биоаэрозолей, газов и паров. Чтобы обеспечить точные объемы проб, насосы должны быть точно откалиброваны. Калибровка выполняется с использованием первичных эталонов, таких как ручные или электронные измерители мыльных пузырей, которые непосредственно измеряют объем, или вторичных методов, таких как измерители влажных испытаний, измерители сухого газа и прецизионные ротаметры, которые калибруются по первичным методам.
Газы и пары: среда для отбора проб
Сбор газов и паров осуществляется с помощью пористых твердых сорбентных трубок, импинджеров, пассивных мониторов и мешков. Сорбирующие трубки представляют собой полые стеклянные трубки, заполненные гранулированным твердым веществом, позволяющим адсорбировать химические вещества в неизмененном виде на своей поверхности. Твердые сорбенты специфичны для групп соединений; обычно используемые сорбенты включают древесный уголь, силикагель и тенакс. Угольный сорбент, аморфная форма углерода, электрически неполярен и преимущественно адсорбирует органические газы и пары. Силикагель, аморфная форма кремнезема, используется для сбора полярных органических соединений, аминов и некоторых неорганических соединений. Из-за своего сродства к полярным соединениям он адсорбирует водяной пар; следовательно, при повышенной влажности вода может вытеснить интересующие менее полярные химические вещества из силикагеля. Tenax, пористый полимер, используется для отбора проб очень низких концентраций неполярных летучих органических соединений.
Способность точно улавливать загрязняющие вещества в воздухе и избегать потери загрязняющих веществ зависит от частоты отбора проб, объема отбора проб, а также летучести и концентрации переносимых по воздуху загрязняющих веществ. На эффективность сбора твердых сорбентов может отрицательно повлиять повышенная температура, влажность, скорость потока, концентрация, размер частиц сорбента и количество конкурирующих химических веществ. По мере снижения эффективности сбора химические вещества будут потеряны во время отбора проб, а концентрация будет занижена. Для обнаружения химических потерь или прорывов в трубках с твердым сорбентом есть две секции гранулированного материала, разделенные пенопластовой пробкой. Передняя часть используется для отбора проб, а задняя — для определения прорыва. Прорыв произошел, когда не менее 20-25% загрязнителя присутствует в задней части трубы. Анализ загрязнений с твердых сорбентов требует извлечения загрязнения из среды с помощью растворителя. Для каждой партии сорбентных трубок и собранных реагентов лаборатория должна определить эффективность десорбции, эффективность удаления реагентов с сорбента растворителем. Для древесного угля и силикагеля наиболее часто используемым растворителем является сероуглерод. Для Tenax химические вещества извлекаются с помощью термической десорбции непосредственно в газовом хроматографе.
Импинджеры обычно представляют собой стеклянные бутылки с впускной трубкой, которая позволяет втягивать воздух в бутылку через раствор, который собирает газы и пары путем абсорбции либо в неизменном виде в растворе, либо в результате химической реакции. Импинджеры все реже используются при мониторинге рабочих мест, особенно при личном отборе проб, поскольку они могут сломаться, и жидкая среда может пролиться на работника. Существует множество типов импинжеров, в том числе баллоны для промывки газа, спиральные поглотители, колонны из стеклянных шариков, миниатюрные импинджеры и барботеры из фритты. Все импинжеры могут использоваться для сбора проб местности; наиболее часто используемый импинджер, миниатюрный импинджер, также можно использовать для личного отбора проб.
Пассивные или диффузионные мониторы имеют небольшие размеры, не имеют движущихся частей и доступны как для органических, так и для неорганических загрязнителей. В большинстве органических варанов в качестве среды сбора используется активированный уголь. Теоретически любое соединение, пробу которого можно отобрать с помощью трубки с угольным сорбентом и насоса, можно отобрать с помощью пассивного монитора. Каждый монитор имеет уникальную геометрию, обеспечивающую эффективную частоту дискретизации. Отбор проб начинается, когда снимается крышка монитора, и заканчивается, когда крышка устанавливается на место. Большинство диффузионных мониторов точны для восьмичасового средневзвешенного по времени воздействия и не подходят для краткосрочного воздействия.
Пакеты для проб могут использоваться для сбора объединенных проб газов и паров. Обладают проницаемостью и адсорбционными свойствами, позволяющими хранить в течение суток с минимальными потерями. Мешки изготовлены из тефлона (политетрафторэтилена) и тедлара (поливинилфторида).
Среда для отбора проб: твердые частицы
Отбор проб твердых частиц или аэрозолей на рабочем месте в настоящее время находится в постоянном развитии; традиционные методы отбора проб в конечном итоге будут заменены методами отбора проб по размеру частиц (PSS). Сначала будут обсуждаться традиционные методы выборки, а затем методы PSS.
Наиболее часто для улавливания аэрозолей используются волокнистые или мембранные фильтры; Удаление аэрозоля из воздушного потока происходит за счет столкновения и прилипания частиц к поверхности фильтров. Выбор фильтрующего материала зависит от физических и химических свойств отбираемых аэрозолей, типа пробоотборника и типа анализа. При выборе фильтров их необходимо оценивать по эффективности улавливания, перепаду давления, гигроскопичности, фоновому загрязнению, прочности и размеру пор, который может составлять от 0.01 до 10 мкм. Мембранные фильтры производятся с различными размерами пор и обычно изготавливаются из сложного эфира целлюлозы, поливинилхлорида или политетрафторэтилена. Сбор частиц происходит на поверхности фильтра; поэтому мембранные фильтры обычно используются в приложениях, где будет выполняться микроскопия. Фильтры из смешанного эфира целлюлозы легко растворяются в кислоте и обычно используются для сбора металлов для анализа методом атомной абсорбции. Нуклеопоровые фильтры (поликарбонат) очень прочны и термостабильны и используются для отбора проб и анализа асбестовых волокон с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Волокнистые фильтры обычно изготавливаются из стекловолокна и используются для отбора проб аэрозолей, таких как пестициды и свинец.
Для профессионального воздействия аэрозолей можно отобрать через фильтры известный объем воздуха, измерить общее увеличение массы (гравиметрический анализ) (мг/м3 воздух), можно подсчитать общее количество частиц (волокон/смXNUMX) или идентифицировать аэрозоли (химический анализ). Для расчета массы можно измерить общее количество пыли, попадающей в пробоотборник, или только респирабельную фракцию. Для общей пыли увеличение массы представляет воздействие от осаждения во всех частях дыхательных путей. Пробоотборники общей пыли могут ошибаться из-за сильного ветра, проходящего через пробоотборник, и неправильной ориентации пробоотборника. Сильный ветер и фильтры, направленные вертикально, могут привести к сбору дополнительных частиц и завышению оценки воздействия.
При отборе проб респирабельной пыли увеличение массы представляет воздействие от осаждения в газообменной (альвеолярной) области дыхательных путей. Чтобы собрать только вдыхаемую фракцию, используется предварительный классификатор, называемый циклоном, для изменения распределения переносимой по воздуху пыли, попадающей на фильтр. Аэрозоли втягиваются в циклон, ускоряются и закручиваются, в результате чего более тяжелые частицы выбрасываются к краю воздушного потока и падают в секцию удаления на дне циклона. Вдыхаемые частицы размером менее 10 мкм остаются в воздушном потоке и собираются на фильтре для последующего гравиметрического анализа.
Ошибки отбора проб, возникающие при отборе проб общей и вдыхаемой пыли, приводят к результатам измерений, которые неточно отражают воздействие или связаны с неблагоприятными последствиями для здоровья. Таким образом, PSS был предложен для переопределения взаимосвязи между размером частиц, неблагоприятным воздействием на здоровье и методом отбора проб. При отборе проб PSS измерение частиц связано с размерами, которые связаны с конкретными последствиями для здоровья. Международная организация по стандартизации (ISO) и ACGIH предложили три массовые доли твердых частиц: вдыхаемая масса твердых частиц (IPM), грудная масса твердых частиц (TPM) и вдыхаемая масса твердых частиц (RPM). IPM относится к частицам, которые, как ожидается, попадут через нос и рот, и заменят традиционную общую массовую долю. TPM относится к частицам, которые могут проникать в верхние дыхательные пути мимо гортани. RPM относится к частицам, которые способны осаждаться в газообменной области легких и заменять текущую вдыхаемую массовую долю. Практическое внедрение отбора проб PSS требует разработки новых методов отбора проб аэрозолей и пределов воздействия на рабочем месте для конкретных PSS.
Среда для отбора проб: биологические материалы
Существует несколько стандартизированных методов отбора проб биологического материала или биоаэрозолей. Хотя методы отбора проб аналогичны методам, используемым для других взвешенных в воздухе частиц, жизнеспособность большинства биоаэрозолей должна быть сохранена, чтобы обеспечить возможность лабораторного культивирования. Поэтому их сложнее собирать, хранить и анализировать. Стратегия отбора проб биоаэрозолей включает сбор непосредственно на полутвердый питательный агар или посев после сбора в жидкости, инкубацию в течение нескольких дней, а также идентификацию и количественную оценку выросших клеток. Скопления клеток, размножившихся на агаре, можно считать колониеобразующими единицами (КОЕ) для жизнеспособных бактерий или грибов и бляшкообразующими единицами (БОЕ) для активных вирусов. За исключением спор, фильтры не рекомендуются для сбора биоаэрозолей, поскольку обезвоживание вызывает повреждение клеток.
Жизнеспособные аэрозольные микроорганизмы собирают с помощью цельностеклянных импинджеров (АГИ-30), щелевых пробоотборников и инерционных импакторов. Импинжеры собирают биоаэрозоли в жидкости, а щелевой пробоотборник собирает биоаэрозоли на предметных стеклах при больших объемах и скоростях потока. Импактор используется с одной до шести ступеней, каждая из которых содержит чашку Петри, чтобы можно было разделить частицы по размеру.
Интерпретация результатов отбора проб должна проводиться в каждом конкретном случае, поскольку пределов воздействия на рабочем месте не существует. Критерии оценки должны быть определены до отбора проб; для исследований воздуха внутри помещений в качестве фонового эталона используются, в частности, пробы, взятые вне здания. Эмпирическое правило заключается в том, что концентрация должна в десять раз превышать фоновую для подозрения на загрязнение. При использовании методов культурального посева концентрация, вероятно, занижается из-за потери жизнеспособности во время отбора проб и инкубации.
Пробы кожи и поверхности
Не существует стандартных методов оценки воздействия химических веществ на кожу и прогнозирования дозы. Отбор проб с поверхности выполняется в первую очередь для оценки методов работы и выявления потенциальных источников проникновения через кожу и проглатывания. Два типа методов отбора проб с поверхности используются для оценки кожного и проглатываемого потенциала: прямые методы, которые включают взятие проб кожи работника, и непрямые методы, которые включают взятие проб с поверхности протирания.
Прямой отбор проб кожи включает в себя наложение марлевых тампонов на кожу для поглощения химических веществ, ополаскивание кожи растворителями для удаления загрязнений и использование флуоресценции для выявления загрязнения кожи. Марлевые прокладки накладываются на разные части тела и либо оставляются открытыми, либо помещаются под средства индивидуальной защиты. В конце рабочего дня прокладки снимаются и анализируются в лаборатории; распределения концентраций от различных частей тела используются для определения областей воздействия на кожу. Этот метод недорогой и простой в исполнении; однако результаты ограничены, поскольку марлевые прокладки не являются хорошей физической моделью абсорбирующих и удерживающих свойств кожи, а измеренные концентрации не обязательно репрезентативны для всего тела.
Ополаскивание кожи включает протирание кожи растворителями или помещение рук в пластиковые пакеты, наполненные растворителями, для измерения концентрации химических веществ на поверхности. Этот метод может занижать дозу, поскольку собирается только неабсорбированная фракция химических веществ.
Мониторинг флуоресценции используется для выявления воздействия на кожу химических веществ, которые естественным образом флуоресцируют, таких как многоядерные ароматические соединения, а также для выявления воздействия химических веществ, в которые преднамеренно добавлены флуоресцентные соединения. Кожа сканируется ультрафиолетовым светом, чтобы визуализировать загрязнение. Эта визуализация предоставляет работникам доказательства влияния методов работы на воздействие; ведутся исследования по количественной оценке интенсивности флуоресценции и связи ее с дозой.
Косвенные методы отбора проб с помощью салфеток включают использование марли, фильтров из стекловолокна или фильтров из целлюлозной бумаги для протирания внутренней части перчаток или респираторов или верхней части поверхностей. Растворители могут быть добавлены для повышения эффективности сбора. Марля или фильтры затем анализируются в лаборатории. Для стандартизации результатов и обеспечения возможности сравнения между образцами используется квадратный шаблон для отбора проб длиной 100 см.2 области.
Биологические среды
Образцы крови, мочи и выдыхаемого воздуха являются наиболее подходящими образцами для рутинного биологического мониторинга, в то время как волосы, молоко, слюна и ногти используются реже. Биологический мониторинг осуществляется путем сбора объемных проб крови и мочи на рабочем месте и их анализа в лаборатории. Пробы выдыхаемого воздуха собираются в мешки из тедлара, специально разработанные стеклянные пипетки или пробирки с сорбентом и анализируются в полевых условиях с помощью приборов прямого считывания или в лаборатории. Образцы крови, мочи и выдыхаемого воздуха в основном используются для измерения неизмененного исходного соединения (то же химическое вещество, которое берется в пробах воздуха на рабочем месте), его метаболитов или биохимических изменений (промежуточных), которые были вызваны в организме. Например, исходное соединение свинец измеряется в крови для оценки воздействия свинца, метаболит миндальной кислоты измеряется в моче как для стирола, так и для этилбензола, а карбоксигемоглобин является промежуточным продуктом, измеряемым в крови для воздействия как угарного газа, так и метиленхлорида. Для мониторинга воздействия концентрация идеального детерминанта будет сильно коррелировать с интенсивностью воздействия. Для медицинского мониторинга концентрация идеальной детерминанты будет сильно коррелировать с концентрацией в органе-мишени.
Время сбора образцов может повлиять на полезность измерений; пробы следует брать в то время, которое наиболее точно отражает воздействие. Время связано с биологическим периодом полувыведения химического вещества, который отражает, насколько быстро химическое вещество выводится из организма; это может варьироваться от часов до лет. Концентрации химических веществ с коротким биологическим периодом полураспада в органах-мишенях точно соответствуют концентрации в окружающей среде; концентрации в органах-мишенях химических веществ с длительным биологическим периодом полураспада очень мало колеблются в ответ на воздействие окружающей среды. Для химических веществ с коротким биологическим периодом полураспада, менее трех часов, образец берется сразу в конце рабочего дня, до того, как концентрация быстро снизится, чтобы отразить воздействие в этот день. Пробы могут быть взяты в любое время для химических веществ с длительным периодом полураспада, таких как полихлорированные бифенилы и свинец.
Мониторы реального времени
Приборы прямого считывания обеспечивают количественную оценку загрязняющих веществ в реальном времени; проба анализируется внутри оборудования и не требует лабораторного анализа за пределами площадки (Масланский и Масланский, 1993). Соединения можно измерять, не собирая их сначала на отдельные носители, а затем отправляя, храня и анализируя. Концентрация считывается непосредственно с измерителя, дисплея, ленточного самописца и регистратора данных или по изменению цвета. Приборы прямого считывания в основном используются для газов и паров; имеется несколько инструментов для мониторинга твердых частиц. Инструменты различаются по стоимости, сложности, надежности, размеру, чувствительности и специфичности. К ним относятся простые устройства, такие как колориметрические трубки, которые используют изменение цвета для обозначения концентрации; специальные приборы, предназначенные для конкретных химических веществ, такие как индикаторы угарного газа, индикаторы горючих газов (взрывометры) и измерители паров ртути; и инструменты для исследования, такие как инфракрасные спектрометры, которые анализируют большие группы химических веществ. Приборы прямого считывания используют различные физические и химические методы для анализа газов и паров, включая электропроводность, ионизацию, потенциометрию, фотометрию, радиоактивные индикаторы и горение.
Обычно используемые портативные приборы прямого считывания включают газовые хроматографы с батарейным питанием, анализаторы органических паров и инфракрасные спектрометры. Газовые хроматографы и мониторы органических паров в основном используются для мониторинга окружающей среды на объектах с опасными отходами и для мониторинга атмосферного воздуха в населенных пунктах. Газовые хроматографы с соответствующими детекторами специфичны и чувствительны и могут количественно определять химические вещества в очень низких концентрациях. Анализаторы органических паров обычно используются для измерения классов соединений. Портативные инфракрасные спектрометры в основном используются для профессионального мониторинга и обнаружения утечек, поскольку они чувствительны и специфичны для широкого круга соединений.
Небольшие персональные мониторы прямого считывания доступны для нескольких распространенных газов (хлор, цианистый водород, сероводород, гидразин, кислород, фосген, диоксид серы, диоксид азота и оксид углерода). Они накапливают измерения концентрации в течение дня и могут обеспечивать прямое считывание средневзвешенной концентрации по времени, а также предоставлять подробный профиль загрязнения за день.
Колориметрические трубки (детекторные трубки) просты в использовании, дешевы и доступны для широкого спектра химических веществ. Их можно использовать для быстрой идентификации классов загрязнителей воздуха и получения приблизительных оценок концентраций, которые можно использовать при определении расхода и объемов насоса. Колориметрические пробирки представляют собой стеклянные пробирки, заполненные твердым гранулированным материалом, пропитанным химическим веществом, которое может вступать в реакцию с загрязнителем и вызывать изменение цвета. После того, как два запечатанных конца трубки вскрыты, один конец трубки помещается в ручной насос. Рекомендуемый объем загрязненного воздуха отбирается через трубку с использованием определенного количества ходов насоса для определенного химического вещества. Изменение цвета или появление пятна на пробирке обычно происходит в течение двух минут, а длина пятна пропорциональна концентрации. Некоторые колориметрические пробирки приспособлены для длительного отбора проб и используются с насосами с батарейным питанием, которые могут работать не менее восьми часов. Произведенное изменение цвета представляет собой средневзвешенную концентрацию по времени. Колориметрические пробирки хороши как для качественного, так и для количественного анализа; однако их специфичность и точность ограничены. Точность колориметрических трубок не так высока, как у лабораторных методов или многих других приборов реального времени. Существуют сотни трубок, многие из которых обладают перекрестной чувствительностью и могут обнаруживать более одного химического вещества. Это может привести к помехам, которые изменяют измеренные концентрации.
Мониторы аэрозолей с прямым считыванием не могут различать загрязняющие вещества, обычно используются для подсчета или определения размера частиц и в основном используются для скрининга, а не для определения TWA или острого воздействия. Приборы реального времени используют оптические или электрические свойства для определения общей и вдыхаемой массы, количества и размера частиц. Светорассеивающие аэрозольные мониторы или аэрозольные фотометры обнаруживают свет, рассеянный частицами, когда они проходят через объем в оборудовании. По мере увеличения числа частиц количество рассеянного света увеличивается и пропорционально массе. Светорассеивающие аэрозольные мониторы нельзя использовать для различения типов частиц; однако, если они используются на рабочем месте, где присутствует ограниченное количество пыли, массу можно отнести к конкретному материалу. Мониторы волокнистого аэрозоля используются для измерения концентрации в воздухе частиц, таких как асбест. Волокна выравниваются в колеблющемся электрическом поле и освещаются гелий-неоновым лазером; результирующие импульсы света обнаруживаются фотоумножителем. Фотометры с ослаблением света измеряют ослабление света частицами; отношение падающего света к измеренному свету пропорционально концентрации.
Аналитические методы
Существует множество доступных методов анализа лабораторных проб на наличие загрязнителей. Некоторые из наиболее часто используемых методов количественного определения газов и паров в воздухе включают газовую хроматографию, масс-спектрометрию, атомно-абсорбционную, инфракрасную и УФ-спектроскопию и полярографию.
Газовая хроматография — это метод, используемый для разделения и концентрирования химических веществ в смесях для последующего количественного анализа. Система состоит из трех основных компонентов: система ввода пробы, колонка и детектор. Жидкий или газообразный образец вводят с помощью шприца в поток воздуха, который переносит образец через колонку, в которой происходит разделение компонентов. Колонка заполнена материалами, которые по-разному взаимодействуют с различными химическими веществами и замедляют движение химических веществ. Дифференциальное взаимодействие заставляет каждое химическое вещество проходить через колонку с разной скоростью. После разделения химические вещества попадают непосредственно в детектор, такой как пламенно-ионизационный детектор (ПИД), фотоионизационный детектор (ФИД) или детектор электронного захвата (ЭЗД); на самописце регистрируется сигнал, пропорциональный концентрации. ПИД используется практически для всех органических соединений, включая ароматические соединения, углеводороды с прямой цепью, кетоны и некоторые хлорированные углеводороды. Концентрация измеряется увеличением количества ионов, образующихся при сгорании летучего углеводорода в водородном пламени. ФИД используется для органических и некоторых неорганических веществ; он особенно полезен для ароматических соединений, таких как бензол, и может обнаруживать алифатические, ароматические и галогенированные углеводороды. Концентрация измеряется увеличением количества ионов, образующихся при бомбардировке образца ультрафиолетовым излучением. ECD в основном используется для галогенсодержащих химических веществ; он дает минимальную реакцию на углеводороды, спирты и кетоны. Концентрация измеряется по протеканию тока между двумя электродами, вызванному ионизацией газа радиоактивностью.
Масс-спектрофотометр используется для анализа сложных смесей химических веществ, присутствующих в следовых количествах. Его часто сочетают с газовым хроматографом для разделения и количественного определения различных загрязняющих веществ.
Атомно-абсорбционная спектроскопия в основном используется для количественного определения металлов, таких как ртуть. Атомное поглощение — это поглощение света определенной длины волны свободным атомом в основном состоянии; количество поглощенного света связано с концентрацией. Этот метод является высокоспецифичным, чувствительным и быстрым и применим непосредственно примерно к 68 элементам. Пределы обнаружения находятся в диапазоне от субмиллионных до низких частей на миллион.
Инфракрасный анализ является мощным, чувствительным, специфичным и универсальным методом. Он использует поглощение инфракрасной энергии для измерения многих неорганических и органических химических веществ; количество поглощенного света пропорционально концентрации. Спектр поглощения соединения предоставляет информацию, позволяющую идентифицировать и количественно определить его.
УФ-абсорбционная спектроскопия используется для анализа ароматических углеводородов, когда известно, что интерференция низка. Величина поглощения УФ-света прямо пропорциональна концентрации.
Полярографические методы основаны на электролизе раствора пробы с использованием легко поляризующегося электрода и неполяризующегося электрода. Они используются для качественного и количественного анализа альдегидов, хлорированных углеводородов и металлов.
Нейротоксичность и репродуктивная токсичность являются важными областями для оценки риска, поскольку нервная и репродуктивная системы очень чувствительны к воздействию ксенобиотиков. Многие агенты были идентифицированы как токсичные для этих систем человека (Barlow and Sullivan 1982; OTA 1990). Многие пестициды специально разработаны для нарушения репродукции и неврологических функций целевых организмов, таких как насекомые, путем вмешательства в гормональную биохимию и нейротрансмиссию.
Трудно идентифицировать вещества, потенциально токсичные для этих систем, по трем взаимосвязанным причинам: во-первых, это одни из самых сложных биологических систем человека, а животные модели репродуктивной и неврологической функции, как правило, признаны неадекватными для представления таких критических событий, как когнитивные функции. или раннее эмбриофетальное развитие; во-вторых, нет простых тестов для выявления потенциальных репродуктивных или неврологических токсикантов; и в-третьих, эти системы содержат несколько типов клеток и органов, так что ни один набор механизмов токсичности не может быть использован для вывода зависимости доза-реакция или предсказания зависимости структура-активность (SAR). Кроме того, известно, что чувствительность как нервной, так и репродуктивной систем меняется с возрастом и что воздействие в критические периоды может иметь гораздо более тяжелые последствия, чем в другое время.
Оценка риска нейротоксичности
Нейротоксичность является важной проблемой общественного здравоохранения. Как показано в таблице 1, имело место несколько эпизодов нейротоксичности человека с участием тысяч рабочих и других групп населения, подвергшихся воздействию промышленных выбросов, зараженных пищевых продуктов, воды и других переносчиков. Профессиональное воздействие нейротоксинов, таких как свинец, ртуть, фосфорорганические инсектициды и хлорсодержащие растворители, широко распространено во всем мире (OTA 1990; Johnson 1978).
Таблица 1. Отдельные крупные случаи нейротоксичности
Год (ы) | Адрес | Вещество | Комментарии |
400 до н.э. | Rome | Вести | Гиппократ признает токсичность свинца в горнодобывающей промышленности. |
1930s | США (юго-восток) | ТОП | Соединение, часто добавляемое в смазочные масла, загрязняет алкогольный напиток «Джинджер Джейк»; более 5,000 парализованных, от 20,000 100,000 до XNUMX XNUMX пострадавших. |
1930s | Европе | Апиол (с ТОСР) | Вызывающий аборт препарат, содержащий ТОСР, вызывает 60 случаев невропатии. |
1932 | США (Калифорния) | таллий | Ячмень с добавлением сульфата таллия, используемый в качестве родентицида, украден и используется для приготовления лепешек; 13 членов семьи госпитализированы с неврологическими симптомами; 6 смертей. |
1937 | Южно-Африканская Республика | ТОП | У 60 южноафриканцев развивается паралич после использования загрязненного растительного масла. |
1946 | - | Тетраэтилсвинец | Более 25 человек страдают неврологическими последствиями после очистки бензобаков. |
1950s | Япония (Минимата) | ртутный | Сотни глотают рыбу и моллюсков, загрязненных ртутью с химического завода; 121 отравление, 46 смертей, много младенцев с серьезными повреждениями нервной системы. |
1950s | Франция | Organotin | Загрязнение Сталлинона триэтилоловом приводит к гибели более 100 человек. |
1950s | Марокко | Марганец | 150 горняков страдают от хронической интоксикации марганцем, сопровождающейся серьезными нейроповеденческими проблемами. |
1950s-1970s | США | АЭТТ | Компонент ароматизаторов оказался нейротоксичным; снят с продажи в 1978 г .; последствия для здоровья человека неизвестны. |
1956 | - | Эндрин | 49 человек заболели после употребления хлебобулочных изделий, приготовленных из муки, зараженной инсектицидом эндрином; в некоторых случаях возникают судороги. |
1956 | Турция | HCB | Гексахлорбензол, фунгицид для посевного материала, вызывает отравление от 3,000 до 4,000 человек; Смертность 10 процентов. |
1956-1977 | Япония | Клиохинол | Препарат, используемый для лечения диареи путешественников, вызывает невропатию; за два десятилетия пострадало до 10,000 XNUMX человек. |
1959 | Марокко | ТОП | Кулинарное масло, загрязненное смазочным маслом, затрагивает около 10,000 XNUMX человек. |
1960 | Ирак | ртутный | Ртуть, используемая в качестве фунгицида для обработки семенного зерна, используемого в хлебе; пострадало более 1,000 человек. |
1964 | Япония | ртутный | Метилртуть заразила 646 человек. |
1968 | Япония | Печатные платы | Полихлорированные бифенилы попали в рисовое масло; 1,665 человек пострадали. |
1969 | Япония | н-Гексан | 93 случая невропатии возникают после воздействия н-гексана, используемого для изготовления виниловых сандалий. |
1971 | США | Гексахлорофен | После многих лет купания младенцев в 3-процентном гексахлорофене дезинфицирующее средство оказалось токсичным для нервной системы и других систем. |
1971 | Ирак | ртутный | Ртуть, используемая в качестве фунгицида для обработки семенного зерна, используется в хлебе; более 5,000 тяжелых отравлений, 450 смертей в больницах, воздействие на многих младенцев, подвергшихся внутриутробному воздействию, не задокументировано. |
1973 | США (Огайо) | МИБК | Работники завода по производству тканей, подвергшиеся воздействию растворителя; более 80 рабочих страдают невропатией, 180 имеют менее тяжелые последствия. |
1974-1975 | США (Хоупвелл, Вирджиния) | Хлордекон (Кепон) | Работники химических заводов, подвергшиеся воздействию инсектицидов; более 20 страдают серьезными неврологическими проблемами, более 40 имеют менее серьезные проблемы. |
1976 | США (Техас) | Лептофос (Фосвел) | По меньшей мере 9 сотрудников страдают от серьезных неврологических проблем в результате воздействия инсектицида в процессе производства. |
1977 | США (Калифорния) | Дихлорпропен (телоне II) | 24 человека госпитализированы после воздействия пестицида телоне в результате дорожно-транспортного происшествия. |
1979-1980 | США (Ланкастер, Техас) | BHMH (Люсель-7) | Семь сотрудников завода по производству пластиковых ванн испытывают серьезные неврологические проблемы после воздействия BHMH. |
1980s | США | МПТП | Установлено, что примесь в синтезе запрещенного наркотика вызывает симптомы, идентичные симптомам болезни Паркинсона. |
1981 | Испания | Загрязненное токсичное масло | 20,000 500 человек отравились ядовитым веществом в нефти, в результате чего погибло более XNUMX человек; многие страдают тяжелой невропатией. |
1985 | Соединенные Штаты и Канада | алдикарба | Более 1,000 человек в Калифорнии и других западных штатах и Британской Колумбии испытывают нервно-мышечные и сердечные проблемы после употребления в пищу дынь, загрязненных пестицидом алдикарбом. |
1987 | Канада | Домоевая кислота | Употребление в пищу мидий, зараженных домоевой кислотой, вызывает 129 заболеваний и 2 смерти; симптомы включают потерю памяти, дезориентацию и судороги. |
Источник: ОТА 1990.
Химические вещества могут воздействовать на нервную систему посредством воздействия на любую из нескольких клеточных мишеней или биохимических процессов в центральной или периферической нервной системе. Токсическое воздействие на другие органы может также поражать нервную систему, как на примере печеночной энцефалопатии. Проявления нейротоксичности включают влияние на обучение (включая память, познание и интеллектуальную деятельность), соматосенсорные процессы (включая чувствительность и проприорецепцию), моторную функцию (включая баланс, походку и контроль над мелкими движениями), аффект (включая статус личности и эмоциональность) и вегетативную функцию. функция (нервная регуляция эндокринной функции и систем внутренних органов). Токсическое воздействие химических веществ на нервную систему часто меняется по чувствительности и степени выраженности с возрастом: во время развития центральная нервная система может быть особенно восприимчива к токсическому воздействию из-за длительного процесса клеточной дифференцировки, миграции и межклеточных контактов. что происходит у людей (OTA 1990). Кроме того, цитотоксическое повреждение нервной системы может быть необратимым, поскольку нейроны не заменяются после эмбриогенеза. В то время как центральная нервная система (ЦНС) в некоторой степени защищена от контакта с абсорбированными соединениями через систему тесно связанных клеток (гематоэнцефалический барьер, состоящий из капиллярных эндотелиальных клеток, выстилающих сосудистую сеть головного мозга), токсичные химические вещества могут получить доступ к ЦНС по трем механизмам: растворители и липофильные соединения могут проходить через клеточные мембраны; некоторые соединения могут присоединяться к эндогенным белкам-транспортерам, которые служат для снабжения ЦНС питательными веществами и биомолекулами; небольшие белки при вдыхании могут напрямую поглощаться обонятельным нервом и транспортироваться в мозг.
Регулирующие органы США
Законодательные полномочия по регулированию веществ, вызывающих нейротоксичность, закреплены за четырьмя агентствами в Соединенных Штатах: Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), Агентством по охране окружающей среды (EPA), Управлением по безопасности и гигиене труда (OSHA) и Комиссией по безопасности потребительских товаров. (КПСК). В то время как OSHA обычно регулирует профессиональное воздействие нейротоксичных (и других) химических веществ, EPA имеет полномочия регулировать профессиональное и непрофессиональное воздействие пестицидов в соответствии с Федеральным законом об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах (FIFRA). EPA также регулирует новые химические вещества до производства и продажи, что обязывает агентство учитывать как профессиональные, так и непрофессиональные риски.
Идентификация опасности
Агенты, которые неблагоприятно влияют на физиологию, биохимию или структурную целостность нервной системы или функции нервной системы, выражающиеся в поведении, определяются как нейротоксические опасности (EPA 1993). Определение врожденной нейротоксичности представляет собой трудный процесс из-за сложности нервной системы и множественных проявлений нейротоксичности. Некоторые эффекты могут проявляться с задержкой, например, отсроченная нейротоксичность некоторых фосфорорганических инсектицидов. При определении нейротоксической опасности требуются осторожность и рассудительность, включая рассмотрение условий воздействия, дозы, продолжительности и времени.
Идентификация опасностей обычно основывается на токсикологических исследованиях интактных организмов, в ходе которых оцениваются поведенческие, когнитивные, моторные и соматосенсорные функции с помощью ряда исследовательских инструментов, включая биохимию, электрофизиологию и морфологию (Tilson and Cabe, 1978; Spencer and Schaumberg, 1980). Важность тщательного наблюдения за поведением всего организма невозможно переоценить. Выявление опасностей также требует оценки токсичности на разных стадиях развития, включая ранний период жизни (внутриутробный и ранний неонатальный) и старение. У людей идентификация нейротоксичности включает клиническую оценку с использованием методов неврологической оценки моторной функции, беглости речи, рефлексов, сенсорной функции, электрофизиологии, нейропсихологического тестирования и, в некоторых случаях, передовых методов визуализации мозга и количественной электроэнцефалографии. ВОЗ разработала и утвердила основную батарею нейроповеденческих тестов (NCTB), которая включает в себя тесты двигательной функции, зрительно-моторной координации, времени реакции, непосредственной памяти, внимания и настроения. Эта батарея прошла международную валидацию в рамках скоординированного процесса (Johnson 1978).
Идентификация опасностей с использованием животных также зависит от тщательных методов наблюдения. Агентство по охране окружающей среды США разработало набор функциональных наблюдений в качестве теста первого уровня, предназначенного для обнаружения и количественной оценки основных явных нейротоксических эффектов (Moser, 1990). Этот подход также включен в методы тестирования субхронической и хронической токсичности ОЭСР. Типичная батарея включает следующие меры: осанка; походка; мобильность; общее возбуждение и реактивность; наличие или отсутствие тремора, судорог, слезотечения, пилоэрекции, слюноотделения, избыточного мочеиспускания или дефекации, стереотипии, кружения или других странных форм поведения. Вызванное поведение включает реакцию на прикосновение, щипок за хвост или щелчки; равновесие, восстанавливающий рефлекс и силу захвата задних конечностей. Некоторые репрезентативные тесты и агенты, идентифицированные с помощью этих тестов, показаны в таблице 2.
Таблица 2. Примеры специализированных тестов для измерения нейротоксичности
Функция | Процедура | Агенты-представители |
нервно-мышечный | ||
Слабое место | сила захвата; плавательная выносливость; подвеска из стержня; дискриминационная двигательная функция; растопыренность задних конечностей | н-гексан, метилбутилкетон, карбарил |
несогласованность | Rotorod, измерения походки | 3-ацетилпиридин, этанол |
Тремор | Рейтинговая шкала, спектральный анализ | Хлордекон, Пиретроиды типа I, ДДТ |
Миоклония, судороги | Рейтинговая шкала, спектральный анализ | ДДТ, Пиретроиды типа II |
Сенсорный | ||
слуховой | Дискриминантное обусловливание, рефлекторная модификация | толуол, триметилолово |
Визуальная токсичность | Дискриминантное кондиционирование | Метил ртуть |
Соматосенсорная токсичность | Дискриминантное кондиционирование | акриламид |
Болевая чувствительность | Дискриминантное кондиционирование (бтрация); функциональная наблюдательная батарея | паратион |
Обонятельная токсичность | Дискриминантное кондиционирование | 3-метилиндола метилбромид |
Обучение, память | ||
Привыкание | Поразительный рефлекс | Диизопропилфторфосфат (ДФФ) |
Классическое кондиционирование | Мигательная перепонка, условное отвращение к вкусу, пассивное избегание, обонятельное кондиционирование | Алюминий, карбарил, триметилолово, IDPN, триметилолово (неонатальный) |
Оперативное или инструментальное обусловливание | Одностороннее избегание, Двустороннее избегание, Избегание Y-образного лабиринта, Водный лабиринт Биола, Водный лабиринт Морриса, Лабиринт с радиальными рукавами, Отложенное сопоставление с образцом, Повторное получение, Обучение визуальному различению | Хлордекон, свинец (неонатальный), гипервитаминоз А, стирол, ДФП, триметилолово, ДФП. карбарил, свинец |
Источник: АООС, 1993 г.
За этими тестами могут следовать более сложные оценки, обычно предназначенные для механистических исследований, а не для выявления опасностей. Методы идентификации опасностей нейротоксичности in vitro ограничены, поскольку они не дают указаний на воздействие на сложные функции, такие как обучение, но они могут быть очень полезными для определения целевых участков токсичности и повышения точности исследований доза-реакция в целевых участках (см. WHO 1986 и EPA 1993 для всестороннего обсуждения принципов и методов выявления потенциальных нейротоксикантов).
Оценка доза-реакция
Взаимосвязь между токсичностью и дозой может быть основана на данных о людях, если таковые имеются, или на тестах на животных, как описано выше. В Соединенных Штатах для нейротоксикантов обычно используется метод неопределенности или фактора безопасности. Этот процесс включает определение «уровня отсутствия наблюдаемого вредного воздействия» (NOAEL) или «наименьшего наблюдаемого уровня вредного воздействия» (LOAEL), а затем деление этого числа на коэффициенты неопределенности или безопасности (обычно кратные 10), чтобы учесть такие соображения, как неполнота данные, потенциально более высокая чувствительность людей и изменчивость реакции человека из-за возраста или других факторов хозяина. Полученное число называется эталонной дозой (RfD) или эталонной концентрацией (RfC). Эффект, возникающий при самой низкой дозе у наиболее чувствительных видов животных и пола, обычно используется для определения LOAEL или NOAEL. Преобразование дозы у животных в облучение человека производится стандартными методами межвидовой дозиметрии с учетом различий в продолжительности жизни и продолжительности облучения.
Использование подхода фактора неопределенности предполагает, что существует порог или доза, ниже которой не возникает никакого вредного воздействия. Пороговые значения для конкретных нейротоксикантов трудно определить экспериментально; они основаны на предположениях относительно механизма действия, которые могут быть справедливы или неверны для всех нейротоксикантов (Silbergeld 1990).
Оценка воздействия
На этом этапе оценивается информация об источниках, путях, дозах и продолжительности воздействия нейротоксиканта на человеческие популяции, субпопуляции или даже отдельных лиц. Эта информация может быть получена в результате мониторинга экологических сред или отбора проб у людей, или из оценок, основанных на стандартных сценариях (таких как условия на рабочем месте и должностные инструкции) или моделях поведения и рассеивания в окружающей среде (см. EPA 1992 для общих рекомендаций по методам оценки воздействия). В некоторых ограниченных случаях биологические маркеры могут использоваться для проверки выводов и оценок воздействия; однако существует относительно немного пригодных для использования биомаркеров нейротоксикантов.
Характеристика риска
Для разработки характеристики риска используется сочетание идентификации опасностей, доза-реакция и оценка воздействия. Этот процесс включает допущения относительно экстраполяции высоких доз к низким, экстраполяции от животных к человеку, а также уместности пороговых допущений и использования факторов неопределенности.
Репродуктивная токсикология — методы оценки риска
Репродуктивные опасности могут воздействовать на несколько функциональных конечных точек и клеточных мишеней у людей, что имеет последствия для здоровья пострадавшего человека и будущих поколений. Репродуктивные факторы могут повлиять на развитие репродуктивной системы у мужчин и женщин, репродуктивное поведение, гормональную функцию, гипоталамус и гипофиз, гонады и половые клетки, фертильность, беременность и продолжительность репродуктивной функции (OTA 1985). Кроме того, мутагенные химические вещества могут также влиять на репродуктивную функцию, нарушая целостность зародышевых клеток (Dixon, 1985).
Характер и степень неблагоприятного воздействия химического воздействия на репродуктивную функцию в человеческом населении в значительной степени неизвестны. Относительно мало данных эпиднадзора доступно по таким конечным точкам, как фертильность мужчин и женщин, возраст наступления менопаузы у женщин или количество сперматозоидов у мужчин. Однако и мужчины, и женщины работают в отраслях, где может возникнуть опасность для репродуктивной системы (OTA 1985).
В этом разделе не повторяются те элементы, которые являются общими для оценки риска нейротоксикантов и токсикантов для репродуктивной системы, а основное внимание уделяется вопросам, характерным для оценки риска токсикантов для репродуктивной системы. Как и в случае с нейротоксикантами, полномочия по регулированию токсичности химических веществ для репродуктивной системы законодательно возложены на EPA, OSHA, FDA и CPSC. Из этих агентств только EPA имеет установленный набор рекомендаций по оценке риска репродуктивной токсичности. Кроме того, в штате Калифорния были разработаны методы оценки риска репродуктивной токсичности в соответствии с законом штата Proposition 65 (Pease et al., 1991).
Репродуктивные токсиканты, такие как нейротоксиканты, могут воздействовать на любой из ряда органов-мишеней или молекулярных участков действия. Их оценка имеет дополнительную сложность из-за необходимости оценивать три различных организма по отдельности и вместе — самца, самку и потомство (Mattison and Thomford, 1989). В то время как важной конечной точкой репродуктивной функции является рождение здорового ребенка, репродуктивная биология также играет роль в здоровье развивающихся и зрелых организмов независимо от их участия в деторождении. Например, потеря овуляторной функции в результате естественного истощения или хирургического удаления ооцитов оказывает существенное влияние на здоровье женщины, включая изменения артериального давления, метаболизма липидов и физиологии костей. Изменения биохимии гормонов могут повлиять на предрасположенность к раку.
Идентификация опасности
Идентификация репродуктивной опасности может быть сделана на основе данных о людях или животных. В целом данные о людях относительно скудны из-за необходимости тщательного наблюдения для выявления изменений репродуктивной функции, таких как количество или качество сперматозоидов, частота овуляции и продолжительность цикла или возраст наступления половой зрелости. Выявление репродуктивных опасностей путем сбора информации о коэффициентах фертильности или данных об исходе беременности может быть затруднено из-за преднамеренного подавления фертильности, осуществляемого многими парами с помощью мер планирования семьи. Тщательный мониторинг отдельных популяций показывает, что частота невынашивания репродуктивной функции (выкидыша) может быть очень высокой при оценке биомаркеров ранней беременности (Sweeney et al., 1988).
Протоколы тестирования с использованием экспериментальных животных широко используются для выявления репродуктивных токсикантов. В большинстве этих дизайнов, разработанных в США FDA и EPA и на международном уровне в рамках программы руководств по тестированию ОЭСР, эффекты подозрительных агентов выявляются с точки зрения фертильности после воздействия на мужчин и / или женщин; наблюдение за сексуальным поведением, связанным со спариванием; и гистопатологическое исследование гонад и дополнительных половых желез, таких как молочные железы (EPA 1994). Часто исследования репродуктивной токсичности включают непрерывное введение доз животным в течение одного или нескольких поколений с целью выявления воздействия на интегрированный репродуктивный процесс, а также для изучения воздействия на конкретные органы воспроизводства. Рекомендуется проводить исследования на нескольких поколениях, поскольку они позволяют выявить эффекты, которые могут быть вызваны воздействием во время развития репродуктивной системы внутриутробно. Специальный протокол испытаний, Репродуктивная оценка путем непрерывного размножения (RACB), был разработан в Соединенных Штатах Национальной программой токсикологии. Этот тест предоставляет данные об изменениях временных промежутков между беременностями (отражающих овуляторную функцию), а также количестве и размере пометов за весь период тестирования. При распространении на всю жизнь самки это может дать информацию о ранней репродуктивной недостаточности. Показатели спермы могут быть добавлены к RACB для обнаружения изменений мужской репродуктивной функции. Специальный тест для выявления пре- или постимплантационной потери является доминирующим летальным тестом, предназначенным для выявления мутагенных эффектов в мужском сперматогенезе.
Тесты in vitro также были разработаны для скрининга токсичности для репродуктивной системы (и развития) (Heindel and Chapin 1993). Эти тесты обычно используются для дополнения результатов тестов in vivo, предоставляя больше информации о целевом участке и механизме наблюдаемых эффектов.
В таблице 3 показаны три типа конечных точек при оценке репродуктивной токсичности: опосредованная парами, специфичная для женщин и специфичная для мужчин. Конечные точки, опосредованные парами, включают те, которые обнаруживаются в исследованиях с участием нескольких поколений и одного организма. Как правило, они также включают оценку потомства. Следует отметить, что измерение фертильности у грызунов, как правило, нечувствительно по сравнению с таким измерением у людей, и что неблагоприятное воздействие на репродуктивную функцию вполне может проявляться при более низких дозах, чем те, которые значительно влияют на фертильность (EPA, 1994). Специфические для мужчин конечные точки могут включать тесты на доминантную летальность, а также гистопатологическую оценку органов и спермы, измерение гормонов и маркеров полового развития. Функцию сперматозоидов также можно оценить с помощью методов экстракорпорального оплодотворения для определения свойств зародышевых клеток проникновения и капацитации; эти тесты ценны, потому что они напрямую сопоставимы с оценками in vitro, проводимыми в клиниках по лечению бесплодия, но сами по себе они не дают информации о доза-реакция. Специфические для женщин конечные точки включают, в дополнение к гистопатологии органов и измерениям гормонов, оценку последствий репродукции, включая лактацию и рост потомства.
Таблица 3. Конечные точки репродуктивной токсикологии
Опосредованные парой конечные точки | |
Исследования нескольких поколений | Другие репродуктивные конечные точки |
Скорость спаривания, время до спаривания (время до беременности1) Уровень беременности1 Скорость доставки1 Продолжительность беременности1 Размер помета (общий и живой) Количество живых и мертвых потомков (внутриутробная смертность1) Пол потомства1 Вес при рождении1 Послеродовой вес1 Выживание потомства1 Внешние пороки развития и вариации1 Воспроизведение потомства1 |
Скорость овуляции Скорость внесения удобрений Преимплантационная потеря Номер имплантации Постимплантационная потеря1 Внутренние пороки развития и вариации1 Постнатальное структурное и функциональное развитие1 |
Конечные точки для мужчин | |
Вес органов Визуальный осмотр и гистопатология оценка спермы1 Уровень гормонов1 развивающий |
Семенники, придатки яичек, семенные пузырьки, простата, гипофиз Семенники, придатки яичек, семенные пузырьки, простата, гипофиз Количество сперматозоидов (количество) и качество (морфология, подвижность) Лютеинизирующий гормон, фолликулостимулирующий гормон, тестостерон, эстроген, пролактин Опускание яичка1, отделение препуция, продукция спермы1аногенитальное расстояние, нормальность наружных половых органов1 |
Женские конечные точки | |
Вес тела Вес органов Визуальный осмотр и гистопатология Эструс (менструальный1) нормальность цикла Уровень гормонов1 Кормление грудью1 Разработка Старение (менопауза1) |
Яичник, матка, влагалище, гипофиз Яичник, матка, влагалище, гипофиз, яйцевод, молочная железа Цитология вагинального мазка ЛГ, ФСГ, эстроген, прогестерон, пролактин Рост потомства Нормальность наружных половых органов1, вагинальное отверстие, цитология вагинального мазка, начало эструса (менструация1) Цитология вагинального мазка, гистология яичников |
1 Конечные точки, которые можно получить относительно неинвазивно на людях.
Источник: АООС, 1994 г.
В Соединенных Штатах идентификация опасности завершается качественной оценкой данных о токсичности, по которой химические вещества оцениваются как имеющие достаточные или недостаточные доказательства опасности (EPA, 1994). «Достаточные» доказательства включают эпидемиологические данные, предоставляющие убедительные доказательства причинно-следственной связи (или ее отсутствия), основанные на исследованиях типа «случай-контроль» или когортных исследованиях, или хорошо подтвержденных сериях случаев. Достаточные данные о животных могут быть объединены с ограниченными данными о людях, чтобы подтвердить обнаружение опасности для репродуктивной системы: чтобы быть достаточными, экспериментальные исследования, как правило, должны использовать руководящие принципы тестирования двух поколений Агентства по охране окружающей среды и должны включать минимум данных, демонстрирующих неблагоприятное влияние на репродуктивную функцию. в соответствующем, хорошо проведенном исследовании на одном подопытном виде. Ограниченные человеческие данные могут быть доступны или недоступны; в этом нет необходимости для целей идентификации опасностей. Чтобы исключить потенциальную репродуктивную опасность, данные о животных должны включать адекватный набор конечных точек из более чем одного исследования, показывающего отсутствие неблагоприятного воздействия на репродуктивную функцию при дозах, минимально токсичных для животного (EPA, 1994).
Оценка доза-реакция
Как и при оценке нейротоксикантов, демонстрация дозозависимых эффектов является важной частью оценки риска репродуктивных токсикантов. При анализе зависимости от дозы возникают две особые трудности из-за сложной токсикокинетики во время беременности и важности разграничения специфической репродуктивной токсичности и общей токсичности для организма. Ослабленные животные или животные со значительной неспецифической токсичностью (например, потеря веса) могут не иметь овуляции или спаривания. Материнская токсичность может повлиять на жизнеспособность беременности или поддержку лактации. Эти эффекты, хотя и свидетельствуют о токсичности, не специфичны для репродукции (Kimmel et al., 1986). Оценка реакции на дозу для конкретной конечной точки, такой как фертильность, должна проводиться в контексте общей оценки репродукции и развития. Зависимости доза-реакция для различных эффектов могут значительно различаться, но мешают обнаружению. Например, средства, уменьшающие размер приплода, могут не оказывать влияния на вес приплода из-за снижения конкуренции за внутриутробное питание.
Оценка воздействия
Важным компонентом оценки воздействия для оценки репродуктивного риска является информация о времени и продолжительности воздействия. Меры кумулятивного воздействия могут быть недостаточно точными, в зависимости от затронутого биологического процесса. Известно, что воздействие на разных стадиях развития самцов и самок может привести к различным последствиям как у людей, так и у экспериментальных животных (Gray et al., 1988). Временной характер сперматогенеза и овуляции также влияет на результат. Воздействие на сперматогенез может быть обратимым при прекращении воздействия; однако токсичность ооцитов необратима, поскольку самки имеют фиксированный набор половых клеток, которые используются для овуляции (Mattison and Thomford, 1989).
Характеристика риска
Как и в случае нейротоксикантов, для репродуктивных токсикантов обычно предполагается существование порога. Однако действие мутагенных соединений на зародышевые клетки можно считать исключением из этого общего предположения. Для других конечных точек RfD или RfC рассчитывают так же, как и для нейротоксикантов, путем определения NOAEL или LOAEL и применения соответствующих факторов неопределенности. Эффект, используемый для определения NOAEL или LOAEL, является наиболее чувствительной конечной точкой неблагоприятного воздействия на репродуктивную функцию для наиболее подходящих или наиболее чувствительных видов млекопитающих (EPA, 1994). Факторы неопределенности включают рассмотрение межвидовой и внутривидовой изменчивости, возможность определить истинный NOAEL и чувствительность обнаруженной конечной точки.
Характеристики риска также должны быть сосредоточены на конкретных подгруппах риска, возможно, с указанием мужчин и женщин, статуса беременности и возраста. Особо чувствительные лица, такие как кормящие женщины, женщины с уменьшенным количеством ооцитов или мужчины с уменьшенным количеством сперматозоидов, а также подростки препубертатного возраста, также могут быть рассмотрены.
После того, как опасность была признана и оценена, должны быть определены наиболее подходящие вмешательства (методы контроля) для конкретной опасности. Методы контроля обычно делятся на три категории:
Как и в случае любых изменений в рабочих процессах, необходимо обеспечить обучение, чтобы обеспечить успех изменений.
Технические средства контроля — это изменения в процессе или оборудовании, которые уменьшают или исключают воздействие агента. Например, замена менее токсичных химических веществ в технологическом процессе или установка вытяжной вентиляции для удаления паров, образующихся на этапе технологического процесса, являются примерами технического контроля. В случае борьбы с шумом установка звукопоглощающих материалов, строительство ограждений и установка глушителей на выпускных отверстиях для воздуха являются примерами технического контроля. Другим типом инженерного контроля может быть изменение самого процесса. Примером такого контроля может быть удаление одного или нескольких этапов обезжиривания в процессе, который первоначально требовал трех этапов обезжиривания. Благодаря устранению необходимости выполнения задачи, вызвавшей воздействие, общее воздействие на работника стало контролироваться. Преимущество технических средств контроля заключается в относительно небольшом участии рабочего, который может выполнять работу в более контролируемой среде, когда, например, загрязняющие вещества автоматически удаляются из воздуха. Сравните это с ситуацией, когда выбранный метод контроля заключается в ношении респиратора работником при выполнении задачи на «неконтролируемом» рабочем месте. В дополнение к тому, что работодатель активно устанавливает технические средства контроля на существующее оборудование, можно приобрести новое оборудование, которое содержит средства контроля или другие более эффективные средства контроля. Комбинированный подход часто оказывался эффективным (т. е. установка некоторых инженерных средств контроля сейчас и требование средств индивидуальной защиты до тех пор, пока не поступит новое оборудование с более эффективными средствами управления, которое устранит необходимость в средствах индивидуальной защиты). Некоторые распространенные примеры технических средств контроля:
Специалист по гигиене труда должен быть внимателен к рабочим задачам работника и должен добиваться участия рабочего при разработке или выборе технических средств контроля. Например, установка барьеров на рабочем месте может значительно ухудшить способность работника выполнять работу и может способствовать «обходному обходу». Технические средства контроля являются наиболее эффективными методами снижения воздействия. Они также, часто, самые дорогие. Поскольку технические средства контроля эффективны и дороги, важно максимально вовлекать рабочих в выбор и разработку средств контроля. Это должно привести к большей вероятности того, что средства контроля снизят воздействие.
Административный контроль включает в себя изменения в том, как работник выполняет необходимые рабочие задачи, например, как долго он работает в зоне, где происходит воздействие, или изменения в методах работы, такие как улучшение положения тела для уменьшения воздействия. Административный контроль может повысить эффективность вмешательства, но имеет несколько недостатков:
Средства индивидуальной защиты состоят из устройств, предоставляемых работнику и необходимых для ношения при выполнении определенных (или всех) рабочих задач. Примеры включают респираторы, химические очки, защитные перчатки и щитки для лица. Средства индивидуальной защиты обычно используются в тех случаях, когда технические меры не были эффективны для ограничения воздействия до приемлемых уровней или когда технические средства защиты оказались неосуществимыми (по экономическим или эксплуатационным причинам). Средства индивидуальной защиты могут обеспечить значительную защиту работников, если их правильно носить и использовать. В случае средств защиты органов дыхания коэффициенты защиты (отношение концентрации снаружи респиратора к концентрации внутри) могут составлять 1,000 и более для респираторов с подачей воздуха под избыточным давлением или десять для полулицевых респираторов с очисткой воздуха. Перчатки (при правильном выборе) могут часами защищать руки от растворителей. Защитные очки могут обеспечить эффективную защиту от химических брызг.
Вмешательство: факторы, которые следует учитывать
Часто используется комбинация средств контроля для снижения воздействия до приемлемого уровня. Какие бы методы ни были выбраны, вмешательство должно снизить воздействие и связанную с этим опасность до приемлемого уровня. Однако есть много других факторов, которые необходимо учитывать при выборе вмешательства. Например:
Эффективность контроля
Очевидно, что эффективность средств контроля является главным соображением при принятии мер по снижению воздействия. При сравнении одного типа вмешательства с другим требуемый уровень защиты должен соответствовать задаче; слишком большой контроль — пустая трата ресурсов. Эти ресурсы могут быть использованы для снижения других рисков или рисков для других сотрудников. С другой стороны, слишком слабый контроль подвергает работника нездоровым условиям. Полезным первым шагом является ранжирование вмешательств в соответствии с их эффективностью, а затем использование этого ранжирования для оценки значимости других факторов.
Простота в использовании
Чтобы любой контроль был эффективным, работник должен иметь возможность выполнять свои рабочие задачи при наличии контроля. Например, если выбран метод контроля замещения, то рабочий должен знать об опасностях нового химического вещества, быть обучен процедурам безопасного обращения, понимать надлежащие процедуры утилизации и т. д. Если средством контроля является изоляция — размещение ограждения вокруг вещества или работника, — ограждение должно позволять работнику выполнять свою работу. Если меры контроля мешают выполнению рабочих задач, работник не захочет их использовать и может найти способы выполнения задач, которые могут привести к увеличению, а не уменьшению воздействия.
Цена
Каждая организация имеет ограничения на ресурсы. Задача состоит в том, чтобы максимально использовать эти ресурсы. При выявлении опасного воздействия и разработке стратегии вмешательства важным фактором должна быть стоимость. «Лучшая покупка» во многих случаях не будет решениями с самой низкой или самой высокой стоимостью. Стоимость становится фактором только после определения нескольких жизнеспособных методов контроля. Затем можно использовать стоимость элементов управления для выбора элементов управления, которые будут лучше всего работать в данной конкретной ситуации. Если стоимость является определяющим фактором с самого начала, могут быть выбраны плохие или неэффективные средства контроля или средства контроля, которые мешают процессу, в котором работает сотрудник. Было бы неразумно выбирать недорогой набор средств управления, которые мешают производственному процессу и замедляют его. Тогда процесс будет иметь более низкую производительность и более высокую стоимость. За очень короткое время «реальные» затраты на эти «дешевые» средства контроля станут огромными. Промышленные инженеры понимают компоновку и общий процесс; инженеры-технологи понимают этапы и процессы производства; финансовые аналитики понимают проблемы распределения ресурсов. Специалисты по гигиене труда могут дать уникальное представление об этих обсуждениях благодаря своему пониманию рабочих задач конкретного сотрудника, взаимодействия сотрудника с производственным оборудованием, а также того, как средства контроля будут работать в конкретных условиях. Такой командный подход повышает вероятность выбора наиболее подходящего (с разных точек зрения) элемента управления.
Адекватность предупреждающих свойств
При защите работника от профессиональных рисков для здоровья необходимо учитывать предупреждающие свойства материала, такие как запах или раздражение. Например, если рабочий, работающий с полупроводниками, работает в зоне, где используется газ арсин, крайняя токсичность газа представляет значительную потенциальную опасность. Ситуация усугубляется очень плохими предупредительными свойствами арсина — рабочие не могут обнаружить арсин по внешнему виду или запаху, пока его уровень не превысит допустимый уровень. В этом случае средства контроля, которые незначительно эффективны для удержания воздействия ниже допустимого уровня, не следует рассматривать, поскольку работники не могут обнаружить превышение допустимого уровня. В этом случае должны быть установлены технические средства контроля, чтобы изолировать рабочего от материала. Кроме того, необходимо установить монитор непрерывного содержания арсина, чтобы предупредить рабочих о выходе из строя средств технического контроля. В ситуациях, связанных с высокой токсичностью и плохими предупредительными свойствами, практикуется профилактическая гигиена труда. Специалист по гигиене труда должен быть гибким и вдумчивым при подходе к проблеме воздействия.
Приемлемый уровень воздействия
Если рассматриваются средства контроля для защиты рабочего от такого вещества, как ацетон, где допустимый уровень воздействия может находиться в диапазоне 800 частей на миллион, контроль до уровня 400 частей на миллион или меньше может быть достигнут относительно легко. Сравните пример контроля ацетона с контролем 2-этоксиэтанола, где допустимый уровень воздействия может быть в диапазоне 0.5 частей на миллион. Для получения того же процентного снижения (от 0.5 до 0.25 частей на миллион), вероятно, потребуются другие средства контроля. Фактически, при таких низких уровнях воздействия изоляция материала может стать основным средством контроля. При высоких уровнях воздействия вентиляция может обеспечить необходимое снижение. Следовательно, допустимый уровень, определенный (правительством, компанией и т. д.) для вещества, может ограничить выбор средств контроля.
Частота воздействия
При оценке токсичности в классической модели используется следующая зависимость:
ВРЕМЯ x КОНЦЕНТРАЦИЯ = ДОЗА
Доза в данном случае — это количество материала, доступного для поглощения. Предыдущее обсуждение было сосредоточено на минимизации (понижении) доли концентрации в этом соотношении. Можно также сократить время, затрачиваемое на разоблачение (основная причина административного контроля). Это также уменьшит дозу. Здесь вопрос не в том, сколько времени сотрудник проводит в помещении, а в том, как часто выполняется операция (задача). Различие важно. В первом примере воздействие контролируется удалением рабочих, когда они подвергаются воздействию выбранного количества токсиканта; вмешательство не направлено на контроль количества токсиканта (во многих ситуациях может применяться комбинированный подход). Во втором случае частота операций используется для обеспечения соответствующего контроля, а не для определения графика работы. Например, если такая операция, как обезжиривание, регулярно выполняется сотрудником, меры контроля могут включать вентиляцию, замену менее токсичного растворителя или даже автоматизацию процесса. Если операция выполняется редко (например, один раз в квартал), можно использовать средства индивидуальной защиты (в зависимости от многих факторов, описанных в этом разделе). Как показывают эти два примера, частота выполнения операции может напрямую влиять на выбор элементов управления. Какой бы ни была ситуация воздействия, частота, с которой работник выполняет задачи, должна учитываться и учитываться при выборе средств контроля.
Путь воздействия, очевидно, повлияет на метод контроля. Если присутствует респираторный раздражитель, следует рассмотреть возможность вентиляции, респираторов и т. д. Задача специалиста по гигиене труда состоит в выявлении всех путей воздействия. Например, простые эфиры гликоля используются в качестве растворителя-носителя при печати. Можно измерять концентрацию воздуха в зоне дыхания и осуществлять контроль. Однако эфиры гликоля быстро всасываются через неповрежденную кожу. Кожа представляет собой значительный путь воздействия и должна учитываться. Фактически, если выбраны неправильные перчатки, воздействие на кожу может продолжаться еще долго после того, как воздействие воздуха уменьшилось (из-за того, что работник продолжает использовать перчатки, в которых произошел разрыв). Гигиенист должен оценить вещество — его физические свойства, химические и токсикологические свойства и т. д. — чтобы определить, какие пути воздействия возможны и правдоподобны (исходя из задач, выполняемых работником).
При любом обсуждении средств контроля одним из факторов, которые необходимо учитывать, являются нормативные требования к средствам контроля. Вполне могут существовать кодексы практики, правила и т. д., которые требуют определенного набора средств контроля. Специалист по гигиене труда обладает гибкостью, превышающей нормативные требования, но должен быть установлен минимальный обязательный контроль. Другой аспект нормативных требований заключается в том, что обязательные средства контроля могут работать не так хорошо или могут противоречить здравому смыслу специалиста по гигиене труда. Гигиенист должен проявлять творческий подход в таких ситуациях и находить решения, которые удовлетворяют нормативным, а также передовым практическим целям организации.
Обучение и маркировка
Независимо от того, какая форма вмешательства в конечном итоге будет выбрана, необходимо обеспечить обучение и другие формы уведомления, чтобы гарантировать, что работники понимают меры вмешательства, почему они были выбраны, какое снижение воздействия ожидается, а также роль рабочих в достижении этих сокращений. . Без участия и понимания рабочей силы вмешательства, скорее всего, потерпят неудачу или, по крайней мере, будут работать с меньшей эффективностью. Обучение повышает осведомленность персонала об опасностях. Это новое осознание может оказаться неоценимым для специалиста по гигиене труда в выявлении и уменьшении ранее не выявленных воздействий или новых воздействий.
Обучение, маркировка и связанные с этим действия могут быть частью схемы соблюдения нормативных требований. Было бы благоразумно проверить местные правила, чтобы убедиться, что любой тип обучения или маркировки соответствует нормативным, а также эксплуатационным требованиям.
Заключение
В этом кратком обсуждении вмешательств были представлены некоторые общие соображения, побуждающие к размышлению. На практике эти правила становятся очень сложными и часто имеют серьезные последствия для здоровья сотрудников и компании. Профессиональное суждение специалиста по гигиене труда имеет важное значение при выборе наилучших средств контроля. Лучший — это термин, имеющий множество различных значений. Специалист по гигиене труда должен научиться работать в команде и получать информацию от рабочих, руководства и технического персонала.
ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».