1.5.3.2 Речовини переважно загальної отруйної дії.

Основні терміни та поняття: гемоглобін, карбгемоглобін.

До речовин переважно загальної отруйної дії відносяться сполуки, що викликають порушення енергетичного обміну в організмі людини, яке і є у важких випадках причиною гибелі ураженого. Під порушенням енергетичного обміну розуміється вплив хімічних агентів на роботу тканин та крові. Як наслідок організм не здатний нормально функціювати. Механізм потрапляння даних речовин спостерігається як через органи дихання, так і через шкіряні покриви. За токсичною дією дану групу умовно можна розділити на отрути крові, тканинні отрути, отрути відкритих часток шкіри, слизистих верхніх дихальних шляхів і легенів.

Отрути крові розділяються на гемолітичні отрути і отрути гемоглобіну.

Тканинні отрути діляться на інгібітори ферментів дихальних шляхів (ціаніди, карбон дисульфід, акрилонітрил), порушники окиснення і фосфорилювання (динітрофенол, динітроортокрезол) і речовини, що виснажують запаси субстратів для процесів біологічного окислення (галогенопохідні спиртів).

На відміну від попередньої групи інтоксикація є глибшою та складною. Ураження організму умовно розділяють на три періоди:

• • період контакту з речовиною,

  • період скритої дії,

  • період ускладнень.

Серед представників даної групи є такий, який щорічно при пожежах забирає десятки, сотні житів людей. Це – карбон (ІІ) окисд, або в народі його називають “тихим вбивцею”.

Карбон (II) оксид, карбон моно оксид, чадний газ СО – це безбарвний газ, без запаху, за густиною майже однаковий з повітрям, тому в ньому рівномірно розподіляється. Утворюється в процесі неповного згоряння органічних речовин (насамперед целюлозовмісних, полімерних матеріалів, та пластичних мас):

СnHy + (n + y/2) О2 = n СО + y/2 H2O

Такий газ утворюється під час горіння деревних матеріалів у закритих приміщеннях, без доступу повітря. Небезпечна концентрація чадного газу в повітрі – 0,05%. Є не розчинний у воді, не солетвірний.

В хімічному плані малореакційноздатна сполука, яка при високих температурах може приєднувати неметали. Наприклад, при взаємодії з хлором утворює фосген, при взаємодії з воднем – формальдегід.

Пожежо-, вибухонебезпечність. Карбон монооксид є негорючим газом, не підтримує горіння. В промисловості можливий лише вибух ємкостей, які зберігають його під тиском при нагріванні або її деформації.

Токсичність. Найбільшою небезпекою є його токсична дія на організм людини. Карбон монооксид має дві дії на організм людини: у стані фізіологічної активності та у стані фізіологічного сну.

У стані фізіологічної активності карбон монооксид з повітрям потрапляє до організму людини, де потрапляє до крові, сполучається з гемоглобіном з утворенням карбгемоглобіну – стійкого хімічного комплексу. Внаслідок клітини тканин та мозку не одержують достатню кількість кисню і організм переходить до гіпокисневого голодування. При дії карбон монооксиду спостерігається важкість і відчуття стискування голови, сильна біль на лобі і скронях, головокружіння, почервоніння і печія шкіри обличчя, тремтіння, почуття слабкості і страху, спрага, частий пульс, пульсація артерій на скронях, нудота, блювота. У подальшому поява заціпенілості, слабості і байдужості, наростає сонливість і заціпеніння. Температура тіла може підвищуватися до 38-40 °C. В подальшому наступає втрата свідомості, блювота, не довільне спорожнення сечового пузиря і шлунку. Смерть наступає від зупинки дихання.

У стані фізіологічного сну людина вдихає карбон монооксид, спричинює токсичну дію на клітини, порушуючи тканинне дихання. Блокує можливість сполучення кисню з гемоглобіном, настає кисневе голодування, як наслідок смерть від відмирання клітин головного мозку. В більшості смертельних випадків пов’язанні з інтоксикацією чадним газом у вві сні (людина просто його не відчуває). М’язова система внаслідок дубіє (напружується), тіло синіє.

Так, як сполука є хімічно інертною, то не можливо підібрати реагент за допомогою якого можна б було її нейтралізувати. Тому, нейтралізують провітрюванням, розбавленням з киснем. Потерпілого негайно винести на свіже повітря, забезпечити спокій, зігріти, дати кисневу маску, непритомному дати понюхати нашатирного спирту, в тяжких випадках - штучне дихання. Кращий засіб для лікування - тривале дихання киснем, або киснем повітря.

Ціанідна кислота, синильна кислота HCN - безбарвна рідина з запахом гіркого мигдалю, що має низьку температуру кипіння 25-26,8 0С, а отже є леткою. Її краплі на повітрі швидко випаровуються: влітку - протягом 5 хв, взимку - близько 1 години. З водою ціанідна кислота змішується в будь-яких пропорціях, гідроліз протікає повільно, тому непроточні водойми можуть сильно заражатися нею. При гідролізі утворюється форміатна (мурашина) кислота, амоніак.

HCN + 2 Н2О ↔ НСООН + NН3

Пари ціанідої кислоти добре сорбуються різними пористими матеріалами (деревом, штукатуркою), вовняним і бавовняно-паперовим обмундируванням. Тому можливе її занесення у приміщення на обмундируванні. Просте провітрювання видаляє лише 75% адсорбованої кислоти. Синильна кислота легко дифундує в цеглу, бетон, деревину і навіть через неушкоджену яєчну шкаралупу

Ціанідна кислота при взаємодії з лугами утворює ціаніди, сполуки,які є ще більш токсичні ніж ціанідна кислота:

HCN + КОН + КCN + Н2О

Взаємодія з хлором приводить до утворення хлорціану також токсичної речовини:

HCN +Cl2 + CNCl +НCl

Пожежо-вибухонебезпечність. Рідка ціанідна кислота горить майже безбарвним або злегка пофарбованим у фіолетовий колір полум'ям.

4HCN + 5 О2 = 4 СО2 + 2Н2О +2 N2

Температура спалаху дорівнює – (+17ºС). Отже, ціанідна кислота є легкозаймистою рідиною другого розряду (постійно небезпечні легкозаймисті рідини). Пари горять при наявності постійного джерела запалювання.

Температура самоспалахування 538°C. Пари ціанідної кислоти з повітрям утворюють вибухонебезпечні суміші при 5,6-40%. Ціанідна кислота може розкладатися з вибухом (вибухи викликаються мимовільної полімеризацією, тобто процесом укрупнення її молекул з утворенням більш складних продуктів). За силою вибуху HCN перевершує такі вибухові речовини, як тротил і піроксилін. У результаті вибуху утворюються нешкідливі продукти. Для попередження вибуху при зберіганні і транспортуванні вдаються до стабілізації ціанідної кислоти. В якості стабілізаторів до неї додають невелику кількість сульфатної або хлоридної кислоти або хлоридних сполук, наприклад, кальцій хлорид, хлорпіану, хлорпікрину.

Ціанідна кислота може утворюватися при горінні цілого ряду пластмас при пожежах. Особливу небезпеку викликають пожежі у замкнутих об’ємах, наприклад, при горінні пластмасових матеріалів корпусу літака, може настати асфіксія у людини внаслідок дихання парами ціанідної кислоти.

Токсичність ціанідної кислоти і в світлі сучасних уявлень досить висока. Механізм дії ціанідної кислоти на організм людини полягає в порушенні внутрішньоклітинного і тканинного дихання внаслідок пригнічення активності залізовмісних ферментів тканини.

Для організму найбільшу небезпеку становить вдихання парів ціанідної кислоти, так як вони кров'ю розносяться по всьому організму, викликаючи придушення окислювальних реакцій у всіх тканинах. При цьому гемоглобін крові не дивується, так як іон Fe2+ гемоглобіну крові не взаємодіє з ціанідною групою.

Отруєння легкого ступеня можливі при концентрації 0,04 - 0,05 мг / л і часу дії більше 1 години. Ознаки отруєння: відчуття запаху гіркого мигдалю, металевий присмак у роті, дряпання в горлі.

Отруєння середнього ступеня виникають при концентрації 0,12 - 0,15 мг/л і експозиції 30 - 60 хвилин. До вище названим симптомів додаються яскраво-розове забарвлення слизових оболонок і шкіри обличчя, нудота, блювання, зростає загальна слабкість, з'являється запаморочення, порушується координація рухів, спостерігається уповільнення серцебиття, розширення зіниць очей.

Важкі отруєння виникають при концентрації 0,25 - 0,4 мг / л і експозиції 5 - 10 хвилин. Вони супроводжуються судомами з повною втратою свідомості, серцевою аритмією. Потім розвивається параліч і повністю зупиняється дихання.

Смертельною концентрацією ціанідної кислоти прийнято вважати 1,5 - 2 мг / л при експозиції 1 хв або 70 мг на людину при попаданні в організм з водою або з їжею.

Ціанідна кислота відноситься до ІІ класу небезпеки «високо небезпечні» з ГДК від 0,1 до 1 мг/м3. Летальна доза 50% - менше 5 г / м3. Для перевезення ціанідної кислоти в рідкому стані з дотриманням необхідних заходів безпеки можуть використовуватися всі види транспорту, але перевага при їх використанні надається: на довгі відстані – залізничному транспорту в цистернах; корисний об’єм цистерни, 47,1 м3; вантажопідйомність 29.1т., а на короткі відстані – автомобільному транспорту.

Для нейтралізації ціанідної кислоти використовують реакції окислення гідроген пероксидом:

2 HCN + Н2О2 → Н2NСО - СОNН2

Для нейтралізації невеликої кількості води, яка містить ціаніди, можна використовувати гідроген пероксид (перекісь водню). Для нейтралізації 1г NаCN потрібно біля 2.8 г гідроген пероксиду (в перерахунку на 100% Н2О2)

Утворена при дії гідроген пероксиду оксамід – неотруйна, кристалічна речовина. На практиці для нейтралізації ціанідної кислоти застосовують кальцій гіпохлорит:

2 HCN + Са(ОCl)2 + Са(ОН)2 → Са(СNО)2 + СаCl2 +2Н2О

Для нейтралізації викидів ціанідної кислоти можна застосовувати формальдегід, при взаємодії його з ціанідною кислотою утворюється нітрил гліколової кислоти:

HCN + Н2СО → НО-СН2СN

В даному випадку для дегазації 1 т ціанідної кислоти потрібно 3 т формаліну (40% - ний розчин формальдегіду у воді).

Ціанідна кислота погано адсорбується активованим вугіллям, тому для індивідуального захисту треба застосовувати промислові протигази марок Б, БКФ, що мають спеціальні хімічні поглиначі. Також потрібно застосовувати кислотостійкі хімічні костюми, і працювати у зоні зараження обмежений час, так, як вона добре сорбуються різними пористими матеріалами (деревом, штукатуркою), вовняним і бавовняно-паперовим обмундируванням.

Динітрофенол, С6Н3ОН(NО2)2 - тверда речовина (кристали) з фенольним запахом, жовтувато-білого кольору, які є важкорозчинними у воді. Гідролізу не підлягають за рахунок стійкості будови та наявності нітрогруп. Має температуру плавлення + 113 0С, а отже дуже мало випаровується.

Проявляє кислотні властивості: взаємодіє з лугами, воднем в присутності каталізатору. Також проявляє реакції по бензеновому ядру: взаємодіє з бромом, нітратною кислотою.

Пожежо-, вибухонебезпечність. Речовина горюча, під час горіння утворюється багато диму та токсичних продуктів горіння (не достатня кількість окисника).

С6Н3ОН(NО2)2 + 2,5О2 → 3СО + 3С + 2Н2О + 2NО2

Пил з повітрям може утворювати вибухонебезпечні суміші. За деякими джерелами, недостатня вологість динітрофенолу може призвести до його детонації внаслідок механічного струшення, або удару. В разі пожежі не наближатися до палаючої зони, охолоджувати на максимальній відстані тонко розпиленою водою зі змочувачем, повітряно-механічною піною, хімічною піною.

Токсичність. Речовина відноситься до І класу небезпеки «надзвичайно небезпечні» з ГДК 0,05 мг/м3. До організму людини може проникати всіма шляхами. Відомі факти: при прийомі 3— 5 мг/кг швидкість обміну речовин збільшується на 20-30 %. Через деякий час виникає звикання, і відбувається порушення функціонування організму: підвищення температури до 39 0С, слабкість, тіло синіє, може настати кома.

За іншими джерелами смертельна небезпека становить при потраплянні пилу з концентрацією 3 мг/м3.

При потраплянні на шкіру на її поверхні утворюються екземи, тріщини, які довго не заживають. Далі речовина проникає у кров, якою розносяться по всьому організму спричиняючи отруєння всього організму. Тому, навіть якщо речовина не летка, але при роботі з нею необхідно застосовувати засоби захисту органів дихання (від пилу) та шкіри. Виводиться з організму сечею у вигляді амінонітрофенолу за концентрацією якого встановлюють ступінь інтоксикації.

Встановлені такі летальні дози: для щурів (64— 80 мг/кг), для собак (2,5 мг/кг). Смерть виникає через 8-9 годин.

Нейтралізація. Розсипану речовину збирають у герметичні полімерні, або паперові ємкості з дотриманням безпеки праці. Для нейтралізації застосовують 10 % розчин лугу (наприклад калій гідроксид) внаслідок якої утворюється сіль жовтого кольору – калій динітрофенолят:

С6Н3ОН(NО2)2 + КОН → С6Н3ОК(NО2)2 + Н2О

На 1 тону речовини необхідно 4 тони розчину.

Динітро-о-крезол (С6Н2СН3ОН(NО2) – тверда речовина (кристали) світло-жовтого кольору, з характерним запахом ароматичних сполук. Температура плавлення + 85 0С. За температури 25-27 0С має досить високу швидкість випаровування. Практично не розчинна у воді, розчинна у органічних розчинниках. Солі на відмінну динітроортокрезолу проявляють хорошу розчинність у воді. В промисловості транспортується і зберігається у мішках масою до 20 кг і застосовується для боротьби зі шкідниками.

Пожежо-, вибухонебезпечність. Речовина горюча, під час горіння утворюється багато диму та токсичних продуктів горіння (не достатня кількість окисника).

С6Н2СН3ОН(NО2)2 + 5О2 → 4СО2 + 3С + 3Н2О + 2NО2

Тому, під час пожежі необхідно застосовувати засоби індивідуального захисту органів дихання. Не можна допускати зволоження, так, як при висиханні підвищується вибухонебезпечність.

Токсичність. За ступенем токсичності динітроортокрезол відноситься до І класу небезпеки «надзвичайно небезпечні» з ГДК 0,05 мг/м3. Встановлені наступні дози: при пероральному прийомі 3 - 5 мг/кг маси розвиваються симптоми гострого отруєння, за концентрації 3 г/м3 – можлива смерть.

Головними шляхами потрапляння речовини до організму є: через органи дихання та шлунково-кишковий тракт у вигляді аерозолю, через ушкоджену шкіру та через слизові оболонки. У випадку інтоксикації через органи дихання та шлунково-кишковий тракт речовина легко проникає до крові через усі бар’єри. Залежно від кількості проникненої речовини ступінь інтоксикації різний. При малих концентраціях температура тіла підвищується до 38 0С протягом доби, в середніх – до 39 0С, в великих – до 40-42 0С. Тиск падає, сеча характерного жовтого кольору, підвищена пітливість, порушення обміну речовин. У печінці динітроортокрезол відновлюється до нетоксичної речовини диаміноортокрезолу і виводиться сечею в середньому 10-15 % від проникненої концентрації.

На шкірі залишає характерні сліди бронзового кольору, при попаданні на слизові оболонки очей – помутніння, різь, сльозотеча.

Нейтралізація. Аерозольну хмару можна осадити водяною завісою, розсипану речовину збирають у герметичні полімерні, або паперові ємкості з дотриманням безпеки праці. Для нейтралізації застосовують 10 % розчин лугу (наприклад натрій гідроксид) внаслідок чого утворюється сіль світло-жовтого кольору – натрій динітроортокрезолят:

С6Н2СН3ОН(NО2)2 + NaOH → С6Н2СН3ОNa(NО2)2 + Н2О

На 1 тону речовини необхідно 4 тони розчину.

Але слід зазначити, що в процесі нейтралізації утворюється водорозчинна сіль тому, не допускати потрапляння її у водойми.

Етиленхлоргідрин, 2-хлороетанол С1-СН2-СН2-ОН – безбарвна рідина із слабким запахом етеру або етанолу. Розчинна у воді в усіх співвідношеннях і є чудовим розчинником для багатьох сполук (розчиняє навіть ацетилцелюлозу). Температура кипіння + 128,7 0С, отже є частково леткою. За звичайних умов у воді майже не гідролізує, але з підвищенням температури все-таки відбувається гідроліз з утворенням етандіолу і хлоридної кислоти:

С1-СН2-СН2-ОН + НОН → НО-СН2-СН2-ОН + НС1

Маючи у своєю складі дві достатньо сильні функціональні групи, 2-хлороетанол проявляє високу реакційну здатність. Взаємодіє з гідроксидами, амоніаком, ціанідами активних металів, аніліном, тощо. Має досить широке практичне застосування застосування.

Пожежо-, вибухонебезпечність. Етиленхлоргідрин – легкозаймиста рідина ІІІ розряду (небезпечні при підвищеній температурі) з температурою спалаху парів + 56 0С. Горить блакитним полум’ям з утворенням токсичного газу – гідроген хлориду:

С1-СН2-СН2-ОН + 2,5О2 → 2СО2 + 2Н2О + НС1

З повітрям утворює вибухонебезпечні суміші: нижча концентраційна межа поширення полум’я НКМПП – 4,9%, вища концентраційна межа поширення полум’я ВКМПП – 15,9%. Температура самозаймання становить – 425 0С. Ємкості можуть вибухати при нагріванні.

Перевозиться під тиском власних парів у металевих бочках різного об’єму.

Токсичність. Етиленхлоргідрин є високотоксичною речовиною ІІ класу з ГДК 1 мг/м3. Це сильна отрута, що діє на нервову систему, обмін речовин, викликає ураження паренхіматозних органів, подразнює слизові оболонки, легко проникає через шкіру. У людей, що з ним працюють, спостерігалися випадки отруєння, першими ознаками якого є блювання і запаморочення. При важких отруєннях в результаті вдихання концентрованих випарів етиленхлоргідрину спостерігаються головний біль, слабкість, розлад шлунка і подразнення очей.

Відомо, що вдихання концентрації етиленхлоргідрину 1—1,2 мг/л при 2-годинній експозиції є смертельною. Описане раптове важке отруєння після тривалої роботи при контакті з етиленхлоргідрином: в результаті виникли блювання, коматозний стан, ціаноз, порушення дихання і зниження сухожильних рефлексів. Стан покращився після введення розчину глюкози і левульози, гідрокортизону, бікарбонату натрію, глюконату кальцію. Одужання настало через тиждень.

Відомі легкі і важкі отруєння людини через шкіру. При попаданні етиленхлоргідрину на поверхню шкірного покриву через 1 годину виникає важке блювання, відчуття сп'яніння, через 5 годин порушення свідомості, яке зникає лише після 6 діб лікування.

При роботі з етиленхлоргідрином необхідно користуватися промисловим фільтруючим протигазом марки А.

Нейтралізація. У випадку аварійного викиду (виливу) необхідно застосувати 10% лужні розчини внаслідок чого відбувається реакція гідролізу з утворенням етандіолу (етиленгліколю) та натрій хлориду:

С1-СН2-СН2-ОН + NaOH → НО-СН2-СН2-ОН + NaС1

Варто зазначити, що утворений етандіол є токсичною речовиною при тривалому його вдиханні. Для дегазації застосовують авто розливні станції АРС-14, АРС-15, ТМС-65, пожежні машини. Витрата розчину на 1 тону речовини становить до 8 т.

Питання та завдання для самоперевірки знань

1. Розкрийте токсичність групи АНХР, що мають переважно загальну отруйну дію.

2. Поясніть чому чадний газ називають "тихим вбивцею". Яку необхідно надати першу допомогу потерпілому при уражені чадним газом?

3. Розкрийте токсичність ціанідної кислоти. Де вона може утворюватися під час пожеж?

4. Якими розчинами можна нейтралізувати представники групи АНХР, що мають переважно загальну отруйну дію? наведіть приклади.

5. Поясніть чому чадний газ неможливо нейтралізувати?