Лекции по военной токсикологии. Часть 2 - ТОКСИКОЛОГИЯ ЯДОВИТЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ
- Details
- Parent Category: Лекции
- Published: 05 August 2011
"ТОКСИКОЛОГИЯ ЯДОВИТЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ"
1. Классификация ЯТЖ и области военно-технического их применения.
2. Физико-химические и токсические свойства ЯТЖ. Токсикокинетика и токсикодинамика.
3. Принципы профилактики острых отравлений ЯТЖ.
ВВЕДЕНИЕ
Военная токсикология рассматривает не только ОВ как основу химического оружия, т.е. вещества, разработанные специально для поражения живой силы, но и другие типы веществ, которые в армии и на флоте применяются с техническими целями. С этими веществами личный состав сталкивается в своей повседневной служебной деятельности. При определенных обстоятельствах такие вещества могут послужить причиной тяжелых острых отравлений, нередко заканчивающихся смертельным исходом. При хроническом воздействии этих веществ на организм развиваются профессиональные заболевания. Технические ядовитые вещества представляют собой в основном жидкости, поэтому их и обозначили как ЯТЖ.
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЯТЖ И ОБЛАСТИ ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
ЯТЖ более широко известны по их утилитарному обозначению. Это растворители лаков, красок, мастик, дегазаторов, компоненты антифризов, тормозных жидкостей, антиобледенителей, топлив, технических масел и др. Очевидно, что не все названные группы веществ относятся к ЯТЖ, а лишь конкретные вещества, имеющие и химическое и техническое обозначение.
Чтобы разобраться в вопросе: что же относится к ЯТЖ? - необходимо рассмотреть классификации этих веществ.
В ВМедА им. С.М. Кирова разработана классификация ЯТЖ в соответствии с особенностями их биологического действия. В ней выделяют: 1/ неэлектролиты, 2/ вещества прижигающего действия и 3/ вещества, обладающие специфическим действием на организм.
Мы сразу отметим, что для врача-профилактика такая классификация не имеет практического значения и не может найти применение. Она больше годится для врача-токсиколога лечебного учереждения.
Поэтому мы пользуемся другой классификацией ЯТЖ, в основу которой положен химический принцип, т.е. отнесение конкретного вещества к его химическому классу (светосхема N 64). Данная классификация ЯТЖ приводится в приказе ЗМО-НТ ВС СССР 1989 года N 63.
Итак, в соответствии с химической классификацией среди ЯТЖ различают:
1. Жидкости на гликолевой основе (этиленгликоль 40-65, 40 М; "Арктика"; этилцеллазольв; ГЖТ-32; ВЖТ-У, ОЖК-50 МИ(ЭЦ); "Нева"; АЖ-12 Т; АЖ-12; АЖ-170; жидкости "И"). Они применяются главным образом в агрегатах, где не допускается замерзание рабочих жидкостей при низких температурах; это в основном охлаждающие и тормозные жидкости. Кроме того, этиленгликоль применяется и в качестве диэлектрика в электросиловых установках (радиаторы, выключатели).
2. Спирты и жидкости на основе спиртов (метанол,БСК, АСК, тетрагидрофурфуриловый спирт, противооткатные жидкости). ЯТЖ этого класса имеют более разнообразное применение. Так, метанол применяется в качестве компонента топлив для двигателей, входит в состав тормозных жидкостей, используется как растворитель (в лаборатории).
3. Хлорорганические растворители (дихлорэтан, трихлорэтилен, перхлорэтилен, четыреххлористый углерод). Само название этого класса ЯТЖ указывает на области их применения. Это растворители. Дихлорэтан - важный компонент дегазирующего раствора N 1. Наряду с другими, ЯТЖ данного класса применяются в химической чистке, при обезжиривании материалов и различных поверхностей.
4. Растворители ароматического ряда углеводородов (бензол, толуол, ксилол, АМГ-10, сольвент-нефтяной, уайтспирт). Широко применяются в войсковой химчистке, как компоненты топлив (бензол), уайтспирт - как растворитель красок, лаков, сольвент-нефтяной используется как дезинфицирующее средство, т.е. используется медицинской службой.
5. Жидкости на основе фторированных углеводородов (12ф, 13ф, Б-1, М-1, РЖС, МД-ЭФ). Эти жидкости являются малоактивными в агрессивных жидких и газовых средах. Применяются как разделительные, запорные, мембранные.
6. Этиловая жидкость и этилированные бензины (1-ТС, Р-9,
бензин - А-66, 72; АИ-93, 98; Б-100/130, 95/130, 91/115). В основе этиловой жидкости имеется тетраэтилсвинец. Он выполняет в бензинах роль антидетонатора, позволяет в цилиндрах двигателей создавать более высокое сжатие рабочей смеси, что повышает мощность двигателей внутреннего сгорания.
7. Масла и жидкости с ядовитыми присадками (ВНИИ НП-7, ВНИИ-НП-50-1-4ф, СИ, 7-50с-3, СТ-2, пусковая жидкость "Арктика", "Холод-Д-40"). В основе добавок к маслам и жидкостям этого класса
- трикрезилфосфат и неозон А, которые придают маслам и жидкостям гидросистем термостойкость. В основе пусковых жидкостей - соединения азотной кислоты.
Как видим из приведенной классификации, с чисто медицинской точки зрения, она, на первый взгляд, ничего не дает. Однако с точки зрения профилактики отравлений ЯТЖ эта классификация для войскового врача, а особенно для врача-профилактика обретает большую ценность. В ней вещества сгруппированы по химическим признакам, а значит и по определенным свойствам, и по областям своего применения.
2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЯТЖ. ТОКСИКОКИНЕТИКА И ТОКСИКОДИНАМИКА
Вышеназванные вопросы лекции мы рассмотрим вместе, разбирая подробнее наиболее важные представители названных выше классов ЯТЖ. Здесь же мы очень кратко обозначим также наиболее важные симптомы острого отравления, так как более подробно и основательно клинику отравления вы изучите на кафедре ВПТ.
Жидкости на гликолевой основе. Жидкости, изготовленные на основе гликолей, при попадании в организм человека вызывают тяжелое отравление. Эти жидкости обладают сладковатым вкусом и запахом, близким к алкогольному, и поэтому могут быть ошибочно приняты за спиртной напиток.Ввиду низкой летучести ингаляционные поражения для данного класса жидкостей на гликолевой основе малотипичны.Главный путь попадания в организм - через рот. Смертельная доза жидкостей на гликолевой основе 100-200 мл.
Данные о наиболее ярком представителе данного класса - этиленгликоле - в достаточном объеме представлены в учебной литературе, поэтому на нем не останавливаемся.
Другой важный представитель - этилцеллозольв. Данное вещество при попадании в организм человека вызывает тяжелые поражения нервной системы - судороги и параличи. Хроническое отравление этилцеллозольвом проявляется в онемении языка и затрудненном дыхании, раздражении слизистых оболочек. Для чистого этилцеллозольва при повышенных температурах и в закрытых помещениях возможны и ингаляционные отравления. При легкой форме ингаляционного отравления отмечаются головная боль, слабость, подавленное или возбужденное состояние с сохранением сознания. При отравлении средней степени тяжести отмечается опьянение, сонливость или возбуждение, потеря аппетита, усиленная жажда, тошнота, рвота, синюшность кожных покровов и губ, похолодание конечностей, расстройство координации движений. Может быть затемнено сознание. При прогрессировании явлений отравления смерть может наступить через 2-5 недель. При тяжелых отравлениях смерть наступает в первые сутки. Предельно допустимая концентрация паров этилцеллозольва 0,2 мг/л.
Спирты и жидкости на основе спиртов. Среди данного класса веществ наиболее сильнодействующим и опасным ядом является метанол. Он обладает запахом и вкусом, аналогичным этиловому (винному) спирту. Смертельная доза метанола для человека при попадании яда внутрь равна 30 г, тяжелое отравление может закончиться потерей зрения при приеме внутрь 5-10 г метанола. Вдыхание паров метанола вызывает головные боли, звон в ушах, невриты, расстройства зрения. Предельно допустимая концентрация паров метанола в воздухе рабочей зоны 0,005 мг/л. Для других спиртов ПДК следующие: для тетрагидрофурфурилового спирта 0,08 мг/л, бутилового спирта 0,01 мг/л и изоамилового спирта - 0,01 мг/л.
При попадании внутрь тетрагидрофурфурилового спирта развиваются тяжелые поражения нервной системы - судороги и параличи. Хроническое отравление этим спиртом проявляется в онемении языка и затрудненном дыхании, раздражении слизистых оболочек, го-
ловных болях.
Ядовитость тормозных жидкостей обусловлена наличием в их составе бутилового и изоамилового спиртов, обладающих повышенной испаряемостью. Отравление может наступить при попадании жидкостей внутрь, на кожные покровы и при вдыхании паров. Наиболее токсичным является изоамиловый спирт. При остром отравлении наблюдается раздражение глаз и дыхательных путей, прилив крови к голове, приступы головокружения, тошнота,рвота, поверхностное дыхание, расстройство зрения, глухота, бред, в отдельных случаях - смерть, при тяжелых расстройствах нервной системы. При хронических отравлениях возможны невриты, полиневриты, желудочно-кишечные, сердечно-сосудистые почечные заболевания.
Названные при рассмотрении классификации ЯТЖ жидкости на основе фторированных углеводородов -12ф, 13ф, Б-1, М-1, РЖС, МД-ЭФ имеют разное назначение. Так, жидкости 12ф, 13ф, М-1 применяются в качестве разделительных (монометрические и запорные жидкости) в приборах, работающих в контакте с агрессивными средами. РЖС имеет специальное назначение. МД-ЭФ применяется в качестве диэлектрика.
Все указанные жидкости обладают наркотическим действием. При контакте с кожными покровами и слизистыми глаз они вызывают раздражение. Пары этих продуктов вызывают раздражающее действие на дыхательные пути. Средняя смертельная концентрация фторированных углеводородов находится в пределах 1,5-2 мг/л.
Очень токсичны продукты термического разложения, образующиеся при нагревании жидкостей до температуры выше 2500С, а также при соприкосновении их с открытым огнем или курении. При тяжелых поражениях парами продуктов термического разложения фторированных углеводородов может развиться отек легких; что особенно опасно, так как ему предшествует скрытый период. Хлорорганические растворители. К ним, как указывалось выше, относятся дихлорэтан, четыреххлористый углерод,трихлорэтилен технический и перхлорэтилен. Применение этих жидкостей ясно из определения - это растворители дегазаторов (дихлорэтан), жиров и жироподобных веществ. В практике войск они применяются для химической чистки обмундирования и спецодежды, для обеззараживания поверхностей и т.п. При попадании этих жидкостей внутрь может наступить тяжелое отравление, часто заканчивающееся летальным исходом. Пары всех перечисленных выше веществ ядовиты и обладают наркотическим действием. Вдыхание паров может вызвать отравление, сопровождающееся головными болями, головокружением, сонливостью, тошнотой и рвотой.
Материалы о дихлорэтане достаточно хорошо представлены в учебниках. Поэтому остановимся на других представителях хлорорганических растворителей.
Итак, четыреххлористый углерод (или тетрахлорметан). Это бесцветная жидкость с ароматическим запахом и температурой кипения 76,8оC. Отравления возможны при поступлении в организм через пищеварительный тракт, дыхательные пути и кожные покровы. Летальность при пероральных отравлениях 30% (летальная доза 20-40 мл). Летальность при ингаляции - 15-20%. Смертельная концентрация 50 мг/л при вдыхании в течение 1 часа.
После поступления в организм четыреххлористый углерод быстрее всасывается вследствие хорошей растворимости в липидах и переходит в основном в жировую ткань, печень и мозг. Вещества подвергаются метаболическому разложению в мембранах эндоплазматического ретикулума печени при участии цитохрома Р-450 до трехлористого углерода и атомарного хлора, являющихся свободными радикалами и оказывающих повреждающее действие на многие биохимические системы и процессы, о чем вам должно быть хорошо известно. Четыреххлористый углерод выделяется из организма в неизменном виде до 50-60% через дыхательные пути, а также через почки, кишечник. Промежуточным метаболитом вещества является также хлороформ.
В клинике интоксикации четыреххлористым углеродом различают наркотическое действие и симптоматику поражения паренхиматозных органов - печени и почек. Она во многом сходна с клиникой отравления дихлорэтаном. Особенностями ингаляционного отравления являются клинические симптомы, напоминающие грипп - недомогание, озноб, повышение температуры до 37-38оC, затем присоединяются желудочно-кишечные расстройства. Это особенно важно знать военному врачу, чтобы избежать диагностических ошибок, В отличие от гриппа, в данном случае на 2-5-е сутки отмечаются признаки токсической гепатопатии, а на 3-7-е сутки развивается острая почечная недостаточность с явлениями резко выраженной гипергидратации ("отравление водой").
ПДК в воздухе рабочей зоны равно 20 мг/м3.
Следующий представитель группы хлорорганических растворителей - трихлорэтилен. Он применяется не только как растворитель, но и как наркотическое средство для рауш-наркоза в стоматологической практике. В быту можно встретить его в составе пятновыводителей "Минутка", "Тип-топ".
Трихлорэтилен поступает в организм также всеми путями. Метаболизируется с образованием трихлоруксусной кислоты, трихлорэтанола. Выводится с мочей в виде метаболитов и около 20% - через легкие в неизменном виде. Поражений печени и почек обычно не наблюдается.
Оказывает выраженное психотропное (наркотическое) действие. При приеме внутрь отмечаются характерные для данной группы растворителей признаки острого гастроэнтерита, а также психомоторное возбуждение, психоз. В тяжелых случаях отравления развивается коматозное состояние.
ПДК в воздухе рабочей зоны = 10 мг/м3.
Перхлорэтилен (или тетрахлорэтилен) в войсках используется главным образом для химической чистки обмундирования. Проникает в организм любыми путями. Возможны как острые, так и хронические отравления. В высоких концентрациях вызывает кому. Пары обладают раздражающим действием на слизистые глаз и дыхательных путей, часто развивается отек легких. Смертельная доза при приеме внутрь 5-10 мл.
Перхлорэтилен накапливается в организме в жировой ткани и паренхиматозных органах. Выводится из организма очень медленно, в основном через легкие, до 80-100% от поглощенной дозы. Метаболируется незначительная часть поступившего в организм вещества, примерно на 1-2%. Биотрансформация осуществляется при участии микросомальных монооксигеназ. Трихлорэтилен при взаимодействии с цитохромом Р-450 образует эпоксид, который перегруппировывается в трихлорацетилхлорид. Гидролиз последнего приводит к образованию основного конечного продукта метаболизма - трихлоруксусной кислоты. ПДК перхлорэтилена в воздухе рабочей зоны производственных помещений составляет 10 мг/м3.
Следующая группа ЯТЖ , которую мы рассмотрим в нашей лекции,
- растворители ароматического ряда углеводородов.
В войсковой практике вам могут встретиться из этой группы ЯТЖ - бензол, толуол, ксилол и сольвент нефтяной. Области применения для каждой жидкости вполне определенные. Так, бензол применяется в качестве высокооктанового компонента бензинов и в качестве растворителя; толуол - в качестве растворителя и для проверки теплового состояния двигателя установок по определению октановых чисел; ксилол - для производства ксилидинов, для приготовления типографских красок и в качестве растворителя; сольвент нефтяной - в качестве растворителя красок, мастик, смол, эфиров, для целей дезинфекции (так что сольвент нефтяной может оказаться и в медицинской части).
Растворители ароматического ряда углеводорода, как видим из названия, являются жидкостями с ароматическим запахом. Это легколетучие ядовитые вещества. Они вызывают поражение центральной нервной системы, оказывая наркотическое и судорожное действие.
Очень высокая концентрация паров ароматических углеводородов вызывает почти мгновенную потерю сознания со смертельным исходом.При длительной работе в атмосфере небольших концентраций данных веществ могут быть случаи хронического отравления, для которых характерно угнетение кроветворения (особенно клеток миелоидного ряда), кровотечения из десен, носа, кровоизлияния в кожу.
ПДК паров бензола в атмосфере рабочей зоны 0,005 мг/л, ксилола и толуола - 0,05 мг/л, сольвента нефтяного - 0,1 мг/л.
Этиловая жидкость и этилированные бензины, в соответствии с приведенной в начале лекции классификацией, выделяются в отдельную группу ЯТЖ. В основе ЯТЖ данной группы лежит тетраэтилсвинец (ТЭС). Но в чистом виде ТЭС не используется, а идет на приготовление этиловой жидкости различных марок, например, Р-9, В-20 и др., которые могут встретиться в войсковых частях. Этилированный бензин получают путем добавления 0,5-1,0 мл этиловой жидкости на 1 кг бензина, предназначенного для наземного транспорта, и до 4 мл на 1 кг авиационного бензина.
Физико-химические свойства ТЭС достаточно подробно изложены в учебных пособиях. Мы отметим лишь, что ТЭС хорошо растворяется в жирах и липоидах, легко проникает через одежду и обувь, сорбируется штукатуркой, бетоном, древесиной и др. пористыми материалами. Все это способствует поражению людей даже после прекращения работы с ТЭС, так как это вещество проникает через кожу не только в жидком, но и парообразном состоянии, не вызывая при этом никакого раздражающего действия. Актуальны ингаляционные поражения, т.к. пары ТЭС более чем в 10 раз тяжелее воздуха и поэтому длительное время могут заражать воздух рабочих помещений.
Предельно допустимая концентрация паров ТЭС 0,000005 мг/л (СН 245-63). Концентрации ТЭС около 0,0001 мг/л, особенно при длительном контакте, могут вызвать отравления. Несколько менее токсична по сравнению с ТЭС этиловая жидкость и значительно менее токсичен этилированный бензин. Токсичность этилированного бензина обусловлена в основном содержащимся в нем ТЭС.
Основные положения токсикокинетики и токсикодинамики ТЭС сводятся к следующему.
Вследствие хорошей липидорастворимости ТЭС быстро поступает в организм через органы дыхания, пищеварительный тракт и кожу. В организме длительно циркулирует в неизменном виде, по разным данным, от 72 часов(М.С.Быховский,1952) до 3-х месяцев (Е.И.Веллинт и соавт., 1949). Местом наибольшего накопления ТЭС и продукта его распада (металлического свинца) является головной мозг.
Токсические свойства ТЭС в основном обусловлены действием его молекулы и лишь частично - влиянием неорганического свинца.
ТЭС - нервно-сосудистый яд. Обладая химической (материальной) и функциональной кумуляцией, он оказывает непосредственное действие на нервные клетки, вызывая их деструкцию, вплоть до некробиоза и некроза. Наряду с этим под влиянием ТЭС развиваются распространенные сосудистые расстройства. Важным симптомом этих расстройств является гипотония, обусловленная понижением периферического сопротивления сосудов, падением тонуса прекапилляров (Е.В.Ермаков).
Вопросы биохимических механизмов токсического действия ТЭС изучены недостаточно. Известно, что под влиянием микросомальных ферментов печени и других тканей ТЭС преобразуется в триэтилсвинец, который во многом обуславливает токсичность ТЭС. Данный метаболит длительно циркулирует в крови, накапливаясь в печени и структурах ЦНС (таламусе, гипоталамусе, полосатом теле, коре лобных долей мозга). В дальнейшем вещество разрушается до неорганического свинца, который частично откладывается в тканях, частично выделяется с мочей и калом.
В механизме токсического действия ТЭС и его метаболитов важная роль отводится угнетению активности ряда внутриклеточных ферментов, что приводит к нарушению мембранных процессов, угнетению окисления жирных кислот, угнетению процессов окислительного декарбоксилирования в цикле Кребса, и в итоге к нарушению энергообразования. Характерными нарушениями в ЦНС являются дисбаланс медиаторных систем мозга и развитие астено-вегетативного синдрома, а также психозов. В тяжелых случаях отравления гибель нейронов проявляется в виде органического синдрома. Угнетение холинэстеразы мозга под влиянием ТЭС проявляется симптомами ваготонии.
В войсковой практике врача может встретиться клиническая картина как острого отравления ТЭС, так и его хронического воздействия. Конечно, неотложная медицинская помощь потребуется прежде всего при острых отравлениях. Вопросы клиники и неотложной помощи подробно изложены в учебниках, пособиях, а также рассматриваются на клинических кафедрах. Мы в данной лекции ограничимся лишь указаниями на то, что при острых отравлениях ТЭС имеет место довольно продолжительный скрытый период - от нескольких часов до 10 и более суток. Это необходимо иметь в виду при проведении медицинского расследования случаев отравления для установления времени и обстоятельств такого происшествия. Из наиболее ранних объективных проявлений отравления необходимо отметить гипотонию, гипотермию, брадикардию, потливость, повышенную саливацию. Жалобы в основном неспецифичны, типичные для многих видов отравлений, включая и ощущения инородного тела во рту. Для данного вида отравления характерна богатая психопатологическая и неврологическая симптоматика.Для лечения острых интоксикаций ТЭС применяется комплекс неспецифической терапии, включая неотложные мероприятия и назначение симптоматических средств. Применение комплексообразователей в период неэффективно, так как они несвязывают органические соединения свинца, в поздние периоды интоксикации освободившийся (неорганический) свинец оказывается прочно связанным с биомолекулами организма.
Из мероприятий профилактики отравлений ТЭС особое внимание уделяется соблюдению правил обращения с этиловой жидкостью и этилированным бензином, не допуская с вдыхания испарений этих веществ особенно в закрытых помещениях. Для удаления яда с поверхности кожи необходимо немедленно снять облитую одежду и обувь, загрязненные места кожных покровов тщательно обмыть теплой водой с мылом. При попадании яда внутрь проводить весь комплекс неотложных мероприятий, направленных на удаление его из желудка и кишечника.
Последняя группа ЯТЖ, на которых мы вкратце остановимся-это масла и жидкости с ядовитыми присадками. Из названия видно, что в составе масел есть присадки, т.е. добавки, которые придают маслу термостойкость и относятся к ядовитым веществам. Это прежде всего трикрезилфосфат и неозон А.При однократном попадании минерального масла на кожные покровы токсическое действие ядовитых присадок не проявляется. При длительном и систематическом воздействии на кожу (военнослужащие ремонтных мастерских) минеральные масла могут вызвать экзему, дерматиты и пигментации, а также способствуют возникновению гнойничковых заболеваний кожи и подкожной клетчатки (угрей, фурункулов) и длительно незаживающих язв. У отдельных лиц на месте попадания масел на кожу, могут возникать участки покраснения и шелушения (по типу аллергических реакций).
Вдыхание паров продуктов термического разложения масел может вызвать общую слабость, усталость, рвоту, головокружение, сильную головную боль.
Данные о токсикологии трикрезилфосфат и неозон при попадании в организм вызывают токсический полиневрит, приводящий к вялому параличу нижних конечностей с атрофией соответствующих мышц.
Жидкости технического предназначения, в составе которых содержаться ядовитые вещества, также встречаются в войсковой практике.
Рабочая жидкость 7-50 с-3 представляет собой смесь полисилоксановой жидкости и органического эфира с добавлением присадок трикрезилфосфата и неозона А. Она желтого цвета. Предназначена для гидросистем, работающих в интервале температур от -60 до +2000оС.
СТ-2 - концентрат специальной жидкости для санузлов самолетов. Это однородная маслянистая жидкость зелено-голубого цвета. Содержит 22% фенола. Токсическое действие обусловлено наличием фенола.
Пусковые жидкости "Арктика" и "Холод Д-40" содержат соответственно 3 и 15% изопропилнитрата (соединение азотной кислоты). Предназначены для пуска карбюраторных двигателей при низких внешних температурах.
Как видно из изложенного материала, приведенные данные по ЯТЖ относятся не только к токсикологии, но и к гигиене. Ряд гигиенических аспектов работы с ЯТЖ вы проходите на соответствующей кафедре.