Ассоциацией промышленных химиков США к ядам отнесены только те вещества, которые вызывают гибель в течение 48 ч половины или более животных в группе 10 белых крыс при введении им исследуемого вещества в желудок в количестве 50 мг или менее, а также в случае такого же эффекта в условиях воздействия на животных того или иного вещества в виде газа, пара, тумана или пыли при их концентрации 2 мг/л и ниже в течение 1 ч или менее.

Принято считать, что если смертельные дозы (концентрации) для обычных четырех типов лабораторных животных (мыши, крысы, морские свинки, кролики) различаются незначительно (≤3 раз), то существует высокая вероятность (≥70 %) того, что для человека эти дозы будут такими же.

Любая оценка химического вещества в плане его опасности для организма или риска применения в природных объектах вне зависимости от того, касается это окружающей среды или самого человека, складывается из двух независимых и равных по своему значению составляющих – экспозиции и токсичности (экотоксичности). Любая из них сама по себе не дает возможности оценить воздействие химического вещества на окружающую среду. В предельном случае «самое ядовитое» вещество при нулевой экспозиции совершенно безопасно, а «малоядовитое» вещество в большой концентрации (с большой долей вероятности) может оказаться токсичным.

Количественной мерой токсичности являются величины, обратные дозам или концентрациям химического вещества, вызывающим токсический эффект, например, 1/ЛД_>50 или 1/ЛК_>50. Чем больше величины 1/ЛД_>50 или 1/ЛК_>50, тем токсичнее данное вещество.

Все дозы или концентрации веществ, вызывающие тот или иной эффект при воздействии на различные биообъекты, условно делят на две зоны: зону смертельных величин (ЛД, ЛК) и зону величин несмертельных (эффективных, действующих – ЕД, ЕК).

В общем случае вероятность токсического эффекта (Р) является сложной функцией дозы (Д) или концентрации (К) и времени (τ):

P = f (Д,τ) (1)

Если зафиксировать один из параметров (Д или τ), то получим две другие функции:

P = f (Д) при τ = const (2)

P = f (τ) при Д = const (3)

Все наблюдаемые варианты дозовых зависимостей (аппроксимационные кривые) распределены на три группы: S-образные кривые (а), показательные (экспоненциальные) кривые (б) и сложные зависимости (парадоксальные эффекты) (в) (рис. 3) [52].

Для некоторых токсикантов, например, таких раздражающих веществ, как фосген, сероводород, сернистый газ, токсический эффект существенно зависит от фактора времени. Это так называемые хроноконцентрационные яды (от chronic – длительный и concentration – концентрация). К ним относятся также многие яды, нарушающие обмен веществ – блокирующие ферментные системы, а также вещества, которые медленно насыщают организм, например, ароматические углеводороды. Другую группу составляют так называемые концентрационные яды – вещества, при воздействии которых токсический эффект от времени почти не зависит (например, цианистый водород, многие летучие наркотики и др.) и определяется, главным образом, концентрацией вещества.

Обычно используют наиболее статистически значимые величины доз или концентраций, приводящие к гибели 50% биообъектов (ЛД_>50, ЛК_>50).

Экспериментальное определение ЛД_>50 или ЛК_>50 требует затрат большого количества лабораторных животных и времени. Кстати, ежегодно в нашей стране (по крайней мере, до последнего времени) для экспериментальных медицинских исследований использовалось около 20000000 мышей, крыс, морских свинок и кроликов.

Числовые значения ЛД_>50 или ЛК_>50 зависят от многих факторов: природы химического вещества (его состава и строения), вида биообъекта (человек, собака, крыса и т.д.), пола и возраста биообъекта, способа воздействия на организм, продолжительности воздействия, температуры и т.п.