Лекция Токсикология с позиций экологии. Классификация токсикантов

Вид материала

Содержание

Кожно-нарывные ОВ и яды
Оксид этилена и оксид пропилена
Отравляющие и аварийно опасные химические вещества
Таблица 2 Оценка уровня химической опасности объектов хранения хлора
Азотная кислота

Подобный материал:

1 2 3 4

^ Кожно-нарывные ОВ и яды

с алкилирующим резорбтивным действием

Кожно-нарывные ОВ вызывают воспалительно-некротические изменения на путях проникновения в организм в сочетании с резорбтивным действием. Под алкилированием понимают биохимическую реакцию вытеснения атома водорода из аминных и сульфгидрильных групп, из аминных и нуклеиновых кислот.

Иприт был получен в 1885 г. Н.Д. Зелинским. Его токсическое действие проявилось, когда исследователь пролил новое вещество на пальцы рук и на ноги, что вызвало образование волдырей и язв.

В 1917 г. новое ОВ было применено немецкой армией против британских войск, неподалеку от бельгийского города Ипр. Несмотря на наличие противогазов, англичане потеряли при первой атаке 6 000 человек. После введения иприта в арсенал воюющих сторон, армии Антанты потеряли за сравнительно короткий срок применения иприта в 8 раз больше людей, чем от всех остальных ОВ вместе взятых.

После первой мировой войны иприт применялся в 1936 г. фашистской Италией против Эфиопии и в 1943 г. – милитаристской Японией против Китая.

Иприт – бесцветная маслянистая жидкость без запаха. Через 3 минуты после вдыхания паров иприта в организм проникает смертельная токсодоза. Пары иприта тяжелее воздуха в 5,5 раз. Жидкий иприт в воде растворяется плохо и опускается на дно водоема, однако из-за большой поверхностной активности иприта на воде остается пленка. Благодаря высокой стойкости ипритов они сохраняются на местности при средних метеорологических условиях летом до 18 часов, зимой – несколько суток. Хорошая растворимость в жирах определяет высокие дерматотропные свойства ОВ.

В зависимости от путей проникновения иприта в организм различают кожную, глазную, легочную, желудочно-кишечную и раневую формы поражения.

Лекарственные вещества из группы азотистых ипритов

Азотистые иприты способны подавлять функции ретикуло-эндотелиальной системы, кроветворения, половых желез и других органов, что позволило использовать их в химиотерапии злокачественных заболеваний.

Все противоопухолевые препараты (эмбихин, сарколизин, допан, циклофосфан и др.) должны применяться длительное время и в максимально переносимой дозе. Поэтому неизбежно появление побочных эффектов, которые служат признаками эффективного лечения. Выделяются острые и отсроченные побочные эффекты. К острым относятся тошнота, рвота, чувство озноба, гипотония. К отсроченным – признаки выраженного угнетения кроветворения: снижение числа лейкоцитов до 1000 и тромбоцитов до 50 000 на 1 мкл крови. Все побочные явления от применения лекарственных алкилирующих средств требуют такого же лечения, как и интоксикация ипритами.

Взрывчатые вещества из группы эпоксидов:

оксид этилена, оксид пропилена

Эпоксиды получаются путем каталитического окисления непредельных углеводородов. К ним относятся оксид этилена и оксид пропилена.

Через продуктопроводы эпоксиды доставляются на химические предприятия органического синтеза, где из них получают эпоксидные смолы, многоатомные спирты, полимерные материалы, моющие средства.

^ Оксид этилена и оксид пропилена – бесцветные жидкости с эфирным запахом. Смешиваются с водой, спиртом, эфиром. Оксид пропилена в смеси с воздухом взрывается и в 4 раза менее токсичен, чем оксид этилена.

ПДК для обоих веществ – 1 мг/м³.

Разрушение произведственных емкостей и продуктопроводов с выбросом токсической массы Q^¹ оксида этилена без взрыва создает следующие виды очагов аварий:

чрезвычайно опасный (Q больше 1800 т);
высокоопасный (Q больше 400 т);
умеренно опасный (Q более 5 т);
малоопасный (Q более 0,5 т);
технологический инцидент (Q меньше 0,5 т).

Например, при утечке оксида этилена с общей массой 500 т глубина распространения поражающих концентраций превысит 10 км, площадь фактического заражения составит 9,4 км², вероятные потери в милионном городе могут достигнуть 17 500 человек.

Подобно иприту эпоксидные соединения обладают цитостатическим, мутагенным и цитотоксическим свойствами. Вследствие летального синтеза оксид пропилена превращается в более токсичные формальдегид и этиленгликоль; из этиленгликоля образуется щавелевая кислота, кальциевая соль которой поражает почки. При остром отравлении нарушаются нуклеиновый, белковый и водно-солевой обмены.

Пары и капли оксидов легко проникают через одежду и обувь, хорошо в них сорбируются, процесс же десорбции растянут до 24 часов. Поэтому необходимо применять изолирующие костюмы в очаге и и длительно проветривать одежду на догоспитальном этапе медицинской эвакуации.

Техническая жидкость дихлорэтан

Дихлорэтан – летучая жидкость с запахом хлороформа. Применяется в различных отраслях народного хозяйства как органический растворитель. Используется для борьбы с колорадским жуком и филлоксерой из расчета 1000 кг/га.

Прием внутрь 10-30 мл ДХЭ – смертельно. Проникает в организм через кожу и дыхательные пути. ПДК – 10 мг/м³.

Первая помощь при отравлении ДХЭ заключается в быстрейшем выносе из загазованной атмосферы, вызывании рвоты, промывании кожи, загрязненной ДХЭ, обильным количеством воды.

Тиоловые ОВ и яды: люизит, какодиловая кислоиа;

ртуть, этилмеркурхлорид

К токсичным химическим веществам, способным блокировать сульфгидрильные (тиоловые, SH–) группы и тем самым нарушать обменные процессы в организме, относятся мышьяк, ртуть, кадмий, медь, железо, кобальт, цинк, марганец, молбден, ванадий, никель и их неорганические и органические производные.

Люизит – мышьякорганический ксенобиотик, который может быть легко и быстро синтезирован странами, не имеющими высокоразвитой химической промышленности.

При попадании люизита на кожу появляется чувство жжения и боли. Через 10-30 минут развивается ярко-красная эритема с выраженным отеком подкожной клетчатки. Через 12-18 часов формируются большие пузыри, которые лопаются через двое суток с образованием язвы.

При всасывании больших доз люизита в кровь и ткани наступает токсический шок, возникает поражение печени, почек, нервной системы.

Ртуть – серебристый жидкий металл. Используется при изготовлении зеркал, кварцевых и люминесцентных ламп, манометров, медицинских термометров. Входит в состав красок для наружного покрытия днища морских судов.

В последнее время участились аварийные ситуации, связанные с разливом ртути в помещениях.

В лабораториях и производственных условиях небольшие количества ртути хранят под водой в толстостенной стеклянной посуде с герметической укупоркой. Вода препятствует испарению ртути, однако, если ртутные отходы сливаются в водоемы, то в соединении с хлором образуется высокотоксичная сулема.

Сама по себе металлическая ртуть при поступлении внутрь не вызывает признаков отравления. В средние века ее использовали для промывания желудка. Проглатывание детьми ртути из разбитого градусника не представляет серьезной угрозы для их здоровья. Опасны пары ртути при ингаляционном воздействии. Высокой энтеральной токсичностью обладают соли двухвалентной ртути (нитраты, хлориды, цианиды и т.д.). Изоциановая соль называется гремучей ртутью. Её применяют для изготовления капсюлей детонаторов.

Хроническая интоксикация парами ртути протекает с большим скрытым периодом. Через несколько лет развивается ртутная неврастения, которая проявляется частым покраснением лица, смущением, повышенной робостью, неуверенностью в себе. В тяжелых случаях возникает ртутная энцефалопатия.

ПДК паров ртути 0,01 мг/м³. Разлитую ртуть собирают кисточками с помощью специальных ловушек.

Этилмеркурхлорид (гранозан) – белый кристаллический порошок с сильным и неприятным запахом. Оказывает противогрибковое (фунгицидное) и бактерицидное действие.

Торговая форма выпуска – окрашенный дуст, содержащий 1,8-2,3% этилмеркурхлорида. Норма расхода гранозана для обработки семян зерновых 0,02-0,04 г/кг. Расчетные ЛД₅₀для взрослого человека: гранозан – 400 мг; этилмеркурхлорид – 8 мг. Указанное количество содержится в 10 кг протравленного зерна.

В литературе есть описание пищевой цепочки отравления детей гранозаном. Зная о проведенном протравливании семян, жители поселка не употребляли их, но вскармливали таким зерном кур, не подозревая о том, что куры являются биологическим фильтром тяжелых металлов и радиоактивных веществ. Концентрация тяжелых металлов в мясе птиц по сравнению с кормом повышается в 4 раза. Употребление куриного мяса вызвало групповое отравление детей гранозаном.

Также описаны отравления детей протравленными семечками.

Для профилактики отравлений следует соблюдать следующие правила:

- остаток этилмеркурхлорида смывать с помощью мыльных и 5% содовых растворов;

- после работы с гранозаном необходимо принять душ, помыться с мылом, сменить одежду, прополоскать рот 0,2% раствором перманганата калия.

Общая характеристика ракетных топлив.

Гидразины – горючие компоненты ракетных топлив

Ракетное топливо (РТ) – совокупность веществ, являющихся источником энергии и рабочим телом для создания реактивной тяги ракетного двигателя. Широкое применение получили жидкие двухкомпонентные РТ, состоящие из окислителя и горючего.

Окислители составляют 60-85% всей массы топлива. К ним относятся концентрированная азотная кислота, тетраоксид азота, концентрированная перекись водорода, жидкий кислород, жидкий фтор.

Горючие компоненты составляют остальную массу топлива. К ним относятся гидразины, аммиак, керосины, спирты, ксилидин с триэтиламином, бороводороды, жидкий водород с бериллием и др.

РТ обладают взрыво-, пожароопасным и токсическим действием – гибель атомной подводной лодки «Курск» в Баренцовом море 12 августа 2000 г. из-за незначительного повреждения ракеты при её погрузке на АПЛ. Образовани незаметной трещины в одной из ступеней ракеты, содержавшей перекись водорода, привело к тому, что во время боевых стрельб пламя расширило трещину и ворвалось в первый и второй отсеки корабля.

Гидразины проникают в организм любыми путями. Наибольшую опасность представляет ингаляционное поступление яда. Концентрация 400 мг/м³ вызывает у человека смертельное отравление.

Гидразины обладают местным раздражающим и выраженным резорбтивным свойствами, поражая нервную и ССС. Раздражающее действие гидразина на дыхательные пути может привести к токсическому отеку легких.

При хроническом воздействии гидразина поражается печень. В крови снижается концентрация глюкозы, наступают психопатологические изменения личности, токсикоз беременности у женщин.

Экотоксикологический аспект применения РТ заключается в том, что запуски ракет с космодрома Байконур завершаются падением отделяющихся ступеней на территории Казахстана, Алтайского края и Республики Алтай, над которыми проходят космические трассы. Только над районами Алтайского края в период с 1965 по 1989 гг. было разлито 20 000 т гидразина гептила.

На территорию Республики Алтай упало более 300 ступеней ракет-носителей. Общая площадь заражения гептилом составила 24 000 км², то есть четверть всей территории. Примерно 20 000 жителей Горного Алтая связывают ухудшение состояния своего здоровья с падением ракет. При обследовании у них было выявлено состояние психической напряженности, повышение АД, периодическое появление головных болей и слабости. У многих была нарушена функция печени. Увеличилось количество женщин с токсикозом беременности. Участилось появление на свет детей с желтушной формой гемолитической болезни.

При поражении гидразинами первая помощь состоит в тщательном промывании глаз и мест поражения кожи. Капли гептила на коже удаляют марлевым тампоном, смоченным этиловым спиртом. Затем тело моют теплой водой с мылом и меняют одежду.

К гидразиновым лекарственным средствам относятся противотуберкулезные препараты изониазид, фтивазид, салюзид и др.

^ Отравляющие и аварийно опасные химические вещества,

поражающие органы дыхания

ОВ, поражающие органы дыхания, принято разделять на удушающие и раздражающие. В мирное время массовые поражения органов дыхания ОВ могут возникать при авариях на водозаборных станциях с утечкой жидкого хлора, пожарах, связанных с горением хлорвиниловых пластиковых покрытий, нарушениях требований безопасности при работе с окислительными компонентами РТ.

ОВ удушающего действия

Фосген и дифосген – газы, обладающие высокой летучестью и значительной степенью ингаляционной опасности.

Из 100 000 человек, погибших в первую мировую войну от химического оружия, 80 000 погибли от фосгена и дифосгена. В настоящее время Ф и Дф не производятся как БОВ, но находят применение как промежуточные продукты во многих химических производствах.

Очаги поражения фосгеном при благоприятных метеорологичских условиях представляют опасность в течение 20-30 минут и 3 часа при средних метеорологических условиях.

Клиническая форма поражения фосгеном и дифосгеном – токсический отек легких.

ОВ раздржающего действия

К ОВ раздражающего действия относятся ядовитые дымы, которые, воздействую на наружные слизистые глаз и верхних дыхательных путей в малых концентрациях, вызывают острые нарушения рефлекторного характера, в том числе – токсическую бронхопневмонию и отек легких.

Все ОВ раздражающего действия являются кристаллическими веществами. Их используют также для разгона политических демонстраций и личной самообороны.

К ОВ раздражающего действия относятся хлорацетофенон (CN), адамсит (DM), Си-Эс (CS) и Си-Ар (CR).

Хлорацетофенон воздействует в основном на слизистые глаз и обладает слезоточивым действием. Адамсит поражает преимущественно слизистые верхних дыхательных путей, вызывая кашель и загрудинные боли. Отравляющие вещества CS и CR оказывают слезоточивое и раздражающее действие. Хлорацетофенон, CS и CR действуют на наружные слизистые почти мгновенно, поражение адамситом проявляется через 5-10 минут. Общая продолжительность поражения практически равна времени пребывания в зараженной атмосфере. По выходе из очага заражения у большинства пораженных работоспособность восстанавливается через 5-10 минут, однако светобоязнь сохраняется 1-3 часа. Проникновение ОВ раздражающего действия внутрь вместе с пищей, водой, заглатывание зараженной слюны вызывает развитие острого гастрита, кторый требует лечения в течение 2-3 дней.

Хлор открыл историю современных химических войн. 22 апреля 1915 г. под городом Ипр (Бельгия) из 30 000 баллонов был выпущен хлор. Смешавшись с туманом, газ образовал на позициях французских войск плотное, желто-белое облако шириной в 6 км. Он вызвал поражение 15 000 военнослужащих, из которых 5 000 человек погибли. 2 мая 1915 г. хлорная атака была предпринята и против русских войск у местечка Болимово под Варшавой. Поражение получили 9 000 военнослужащих, 6 000 из которых скончались.

Еще в ходе первой мировой войны хлор утратил свое значение как БОВ. Но резко возросла его роль в промышленности. По данным ВОЗ, мировое производство хлора в 1982 г. составляло 25 млн тонн. Прогнозная оценка на 2000-й год определила получение хлора на уровне 60 млн тонн с ежегодным приростом в последующем не менее 4,5%. Хлор и сода занимают первые позиции в производстве химической продукции.

Хлор применяют в синтезе хлорированных углеводородов: дихлорэтан, хлорэтилен, гексахлоран и др. Его используют при обжиге руд и цветных металлов и в целлюлозно-бумажной промышленности.

Широко распространено производство хлорактивных дезинфицирующих и дегазирующих средств: хлорная известь, хлорамины, гипохлорит кальция. Все они в водных растворах образуют комплекс Cl₂+ HOCl + OCl^–, именуемый активным хлором.

При хранении хлорактивных веществ в негерметизированной таре в воздух может выделяться активный хлор. Так случилось в одном из складских помещений Кемеровского фармацевтического завода 14 марта 1990 г. Талая вода проникла сквозь крышу. При её контакте с хлорактивными веществами произошла тепловая реакция с выделением хлора. 13 человек получили токсические поражения.

С помощью сжиженного хлора производят дезинфекцию канализационных стоков. На подобных полях орошения также возникали хлорные аварии.

Хлор применяется на водозаборных станциях для очистки воды. Следует опасаться проникновения на водозабор фенольных соединений. При этом происходит взаимодействие фенола и хлора, образуется хлорфенолят натрия, из которого в водонапорной башне, под влиянием давления, образуется диоксин – ОВ, влияющее на репродуктивные свойства.

Освобождаться от хлорциклических соединений в водопроводной сети возможно при замене процессов хлорирования на озонирование.

Самая большая хлорная авария произошла 1 января 1966 г. на водозаборе г. Горького. В результате утечки 27 т сжиженного газа из железнодорожной цистерны получили поражение хлором 4600 жителей Автозаводского района, а 7900 человек в слабозагрязненном районе испытали информационно-психический стресс.

Стойкость хлора при стандартных для аварийных ситуаций метеоусловиях (0^оС, 1 м/с, инверсия) равна 1 час 36 минут; при 20^оС его стойкость уменьшается до 5 минут. Одежда весом в 7 кг способна адсорбировать до 800 г хлора. В теплом помещении идет активный процесс десорбции, сто может стать причиной вторичных ингаляционных поражений хлором. Проветривание одежды лиц, побывавших в очаге хлорной аварии, является необходимым мероприятием специальной обработки.

Для прогнозирования степени химической опасности объекта, содержащего сжиженный хлор, целесообразно пользоваться шкалой оценки, приведенной в таблице 2.

^ Таблица 2

Оценка уровня химической опасности объектов хранения хлора

№ п/п	Масса хлора на объекте, т	Глубина распространения СРr₅₀ при средних метеоусловиях, км	Уровень опасности
1	Менее 0,07	Меньше 1,0	Технологический инцидент (I уровень)
2	0,07-0,8	Более 1,0	Малая авария (II уровень)
3	0,8-50	Более 3,0	Средняя авария (III уровень)
4	50-250	Более 50	Крупнаяавария (IV уровень)
5	Более 250	До 80	Химическая катастрофа (V уровень)

Хлор, воздействуя на увлажненные слизистые дыхательных путей, образует соляную кислоту и атомарный кислород, особенно опасные в момент выделения. Поэтому прижигающее действие хлора на слизистые более выражено, чем у фосгена. В клинике поражения хлором преобладают ожоги ВДП и слизистых глаз. Токсический отек легких возникает реже, чем при воздействии фосгена. Велика опасность смертельного ларингоспазма и ожога легких, при котором альвеолы становятся сухими, хрупкими и полностью теряют свои функциональные свойства. Характерны хлорные кератоконъюнктивиты и ожоги кожных покровов.

При ликвидации хлорного очага в местах скопления людей производят орошение токсического облака распыленной водой. После объявления химической тревоги жители на период прохождения токсического облака остаются в своих помещениях. Они производят простейшую герметизацию своих жилищ. Немедленно выключается вентиляция, плотно закрываются двери, окна, форточки. Ликвидируются все виды открытого огня (газовые плиты, колонки, обогревательные печи). Такое легкое противохимическое убежище в 2 раза снижает опасность поражения на первых двух этажах. На верхние этажи хлор не поднимается.

Поражающее действие жидких ракетных топлив:

азотная кислота и оксиды азота; аммиак

Азотная кислота (АК) и оксиды азота (ОА) являются окислителями РТ. В ракетных двигателях применяется АК с содержанием химически чистого продукта в ней (х.ч.п.) 97-98%. Для промышленного производства удобрений, нитратов, нитроцеллюлозы, искусственного шелка, кинопленки и т.п. выпускаются такие товарные формы АК, как красная дымящая кислота (х.ч.п. 82,4-84,4%), крепкая техническая кислота (х.ч.п. 61-68%), слабая техническая кислота (х.ч.п. 54-60%).

^ Азотная кислота – это летучая бесцветная жидкость, которая дымит на воздухе. Пары тяжелее воздуха в 2,2 раза. При контакте с пористыми органическими материалами происходит возгорание. На каждые 100 тонн АК образуется 73 тонны ОА. Это соотношение следует учитывать при оценке глубины распространения токсического облака.

Поскольку температура кипения АК является высокой, то ее содержат в специальных контейнерах с нормальным или чуть повышенным (за счет испарения внутри) давлением. При повреждении такой емкости выброса АК в атмосферу не происходит, первичное токсическое облако не образуется. Очаг аварии состоит из района разлива АК и продуктов ее испарения, образующих вторичное токсическое облако из ОА. Пары АК определяются лишь над зеркалом разлива. ОА менее токсичны, чем АК.

ПДК_рзАК равна0,15 мг/м³. ПДК_рзОА для рабочей зоны – 5 мг/м³. ПДК_сс ОА для населенных пунктов – 0,085 мг/м³.

Коэффициент эквивалентности по хлору для АК равен 0,75.

Пользуясь К_экв, определяем степени химической опасности хранилищ, содержащих АК:

практически безопасные – содержат АК меньше 0,05 т;
малоопасные – от 0,05 до 0,6 т;
умеренно опасные – от 0,6 до 40,0 т;
высокоопасные – 40-200 т;
чрезвычайно опасные – более 200 т.

Аварии с разливом АК происходят на предприятиях химической, авиационной, меховой промышленности.

Клиническая картина отравления АК складывается из двух основных синдромов: ожоги наружных покровных тканей и токсический отек легких.

АК в капельно-жидком состоянии вызывает болезненные ожоги кожи и подкожных тканей. Пораженные ткани приобретают буро-желтую окраску. Заживление протекает медленно.

Чрезвычайно чувствительны к действию капельно-жидкой АК глаза. Ожог глаз нужно рассматривать как тяжелое поражение, размеры которого выясняются только через несколько дней. Ожоги глаз АК оставляют непрозрачное бельмо на роговице, в тяжелых случаях проводится операция по удалению глазного яблока.

Пары АК при контакте с незащищенным человеком превращаются в ОА, которые поражают бронхиолы и альвеолы, чаще вызывая токсический отек легких.

Для хронической интоксикацией АК легочная патология не характерна. При даспансерном наблюдении выявляются кислотный некроз зубов, хронический ринофарингит, токсическое поражение сердца, ЖКТ и печени.

При оказании первой помощи пострадавшего необходимо быстро вынести из зоны аварии, обеспечить ему покой, тепло, дать вдохнуть фицилин. Кожу и глаза промывают большим количеством воды в течение 15 минут.

Blog

Лекция Токсикология с позиций экологии. Классификация токсикантов

Содержание