Токсичні хімічні речовини – основа хімічної небезпеки

 
 
 
 

      

“Токсичні хімічні речовини – основа хімічної небезпеки” 
 
           
 

 
 
 
 

 

     За  ступенем токсичності при інгаляційному (через органи дихання) і пероральному (через шлунково-кишковий тракт) шляхах попадання в організм хімічні речовини можна розбити на шість груп, а за ступенем дії на організм людини - на чотири класи.

     До  найнебезпечніших (надзвичайно і  високо токсичних) хімічних речовин  належать:

• деякі  сполуки металів (органічні і  неорганічні похідні миш'яку, ртуті, кадмію, свинцю, талію, цинку та інших);

• карбоніли  металів (тетракарбоніл нікелю, пентакарбоніл  заліза та інші);

• речовини, що мають ціанисту групу (синильна кислота  та її солі, бензальдегідціангідрон, нітрили, органічні ізоціанати);

• сполуки  фосфору (фосфорорганічні сполуки, хлорид фосфору, фосфін, фосфідин);

• фторорганічні  сполуки (фтороцтова кислота та її ефіри, фторетанол та інші);

• хлоргідрони (етиленхлоргідрон, епіхлоргідрон);

• галогени (хлор, бром);

• інші сполуки (етиленоксид, аліловий спирт, метил бромід, фосген, інші).

     До  сильно токсичних хімічних речовин  належать:

- мінеральні  та органічні кислоти (сірчана,  азотна, фосфорна, оцтова та інші);

- луги (аміак, натронне вапно, їдкий  калій та інші);

- сполуки  сірки ( діметилсульфат, розчинні  сульфіди, сірковуглець, розчинні тіоціанати, хлорид і фторид сірки);

- хлор- і бромзаміщені похідні вуглеводню (хлористий і бромистий метил);

- деякі  спирти і альдегіди кислот;

- органічні  і неорганічні нітро і аміносполуки (гідроксиламін, гідразин, анілін, толуїдин, нітробензол, динітрофепол);

- феноли, крезоли та їх похідні; гетероциклічні  сполуки.

     До  помірно токсичних, мало токсичних  і практично не токсичних хімічних речовин, які не становлять собою  хімічної небезпеки, належить вся основна  маса хімічних сполук.

     Необхідно відмітити, що особливу групу хімічно небезпечних речовин складаютьпестициди - препарати, які призначені для боротьби зі шкідниками сільськогосподарського виробництва, бур'янами і т.д. Більшість з них дуже токсична для людини.

     Більшість з вище перерахованих хімічних речовин, у тому числі й слабо токсичні (помірно, слабо токсичні і практично не токсичні), можуть стати причиною тяжкого ураження людини. Водночас призвести до масових санітарних втрат внаслідок аварій (катастроф), що супроводжуються викидами (виливами) хімічних речовин, можуть не всі хімічні сполуки, включаючи навіть надзвичайно, високо і сильно токсичні.

     Тільки  частина хімічних сполук при поєднанні  визначених токсичних і фізико-хімічних властивостей, таких, як висока токсичність  при дії через органи дихання, шкіряні покрови, велика тоннажність виробництва, використання, зберігання і перевезення, а також можливість легко переходити в аварійних ситуаціях в головний фактор ураження (пара або тонко дисперсний аерозоль), який може стати причиною ураження людей. Ці хімічні сполуки належать до групи ХНР.

     Фізико-хімічні  властивості ХНР здебільшого визначають їх можливість переходити в головний фактор ураження і створювати концентрації, що можуть уражати людей. Найбільше значення мають агрегатний стан речовини, розчинність її у воді і різного роду розчинниках, щільність речовини та її газової фази, гідроліз, летучість, максимальна концентрація, питома теплота випарювання, питома теплоємність рідини, тиск насиченого пару, коефіцієнт дифузії, температура кипіння і замерзання, в'язкість, теплове розширення і стискання, корозійна активність, температура загорання та інші.

     Для кількісної характеристики токсичних  властивостей конкретних ХНР при їх дії через органи дихання людини застосовуються межа переносності і такі токсодози: гранично допустима, порогові, ті, що виводять з ладу, і смертельні.

• Межа переносності - це мінімальна концентрація, яку людина може витримувати визначений час без стійкого ураження.

• Гранично допустима токсодоза (ГДК) - така доза (концентрація), при якій симптоми отруєння ще не наступають.

     Вона  регламентує допустиму ступінь  зараження ХНР повітря робочої  зони і використовується в інтересах  дотримання умов безпеки на виробництві. Ця концентрація визначена як максимально допустима, яка при постійній дії на людину протягом робочого дня (8 годин) не може викликати через тривалий проміжок часу патологічних змін або захворювань, що визначаються за допомогою сучасних методів діагностики. Вона не може використовуватися для оцінки небезпеки аварійних ситуацій у зв'язку з дуже низьким інтервалом дії ХНР.

• Середня порогова (токсодоза РС50) - доза, яка викликає початкові симптоми ураження ХНР у 50% уражених. Це мінімальна ефективна концентрація (найменша кількість речовини, яка може викликати відчутний фізіологічний ефект).

• Середня виводяча (токсодоза ІC50) - доза, яка призводить до виходу з ладу 50% уражених.

• Середня смертельна (токсодоза LC50) - доза, яка призводить до загибелі 50% людей або тварин при 2-4-годинній інгаляційній дії ХНР.

     При загальній дії токсичний ефект з'являється після попадання ХНР в кров через шкіряні покрови (шкіряна резорбційна токсичність), органи дихання (інгаляційна токсичність) або шлунково-кишковий тракт (пероральна токсичність). Відповідно, при оцінці токсичності необхідно враховувати як характер і ступінь токсичності, так і спосіб попадання ХНР в організм людини.

     При місцевій дії токсичний ефект  з'являється в місті контакту ХНР з тканинами організму (ураження шкіряних покровів, роздратування органів  дихання, розлад зору).

     Для кількісної характеристики токсичності різних хімічних сполук користуються визначеними категоріями токсичних доз, що враховують шлях проникнення речовин в організм людини.

     Інгаляційні токсичні дози вимірюються в грамах (міліграмах) за хвилину (секунду) на кубічний метр (г·хв/м3, г·с/м3, мг·хв/л).

     Шкіряно-резорбційні  токсичні дози вимірюються кількістю  речовини, яка припадає на одиницю  поверхні або одиницю маси тіла (мг/см2, мг/м2, г/см2, кг/см2, кг/м2 або мг/кг).

     Значення  інгаляційних і шкіряно-резорбційних токсичних доз ХНР дозволяють, з одного боку, порівнювати їх між собою, а з другого боку, оцінювати ступінь важкості ураження потерпілих в аварійній ситуації.

     Хімічні речовини, які можуть викликати масові ураження населення, при аваріях  з викидом (виливом) в повітря, можна розділити на групи:

• перша група — речовини з переважною дією удушення:

- з вираженою  дією припікання (хлор, трьоххлористий  фосфор, оксихлорид фосфору);

- з слабкою  дією припікання (фосген, хлорпікрин, хлорид сірки);

• друга група - речовини переважно загальної отруйної дії (окисел вуглецю, синильна кислота, динітрофенол, динітроортокрезол, етиленхлоргідрин, етиленфторгідрии);

• третя група - речовини, які мають дією удушення та загальну отруйну дію:

- з вираженою  дією припікання (акрилонітрил);

- з слабкою  дією припікання (сірчаний ангідрид, сірководень, окисли азоту);

• четверта група - нейротропні отрути, речовини, що діють на генерацію, проведення і передачу нервового імпульсу (сірковуглець, фосфорорганічні сполуки);

• п'ята група - речовини, що мають дію удушення і нейротропну дію (аміак);

• шоста група - метаболічні отрути (етиленоксид, метилбромид, метилхлорид, діметилсульфат);

• сьома група - речовини, що порушують обмін речовин (діоксан).

     До  речовин з переважною дією удушення належать токсичні сполуки, для яких головним об'єктом дії на організм є дихальні шляхи. Ураження організму при дії речовин удушення умовно розділяють на чотири періоди: період контакту з речовиною, період скритої дії, період токсичного набряку легенів і період ускладнень. Тривалість кожного періоду визначається токсичними властивостями кожної речовини і величиною експозиційної дози. При дії пари низки речовин у високих концентраціях можливий швидкий летальний кінець від шокового стану, що викликається хімічним обпаленням відкритих часток шкіри, слизистих верхніх дихальних шляхів і легенів.

     До  речовин переважно загальної  отруйної дії належать сполуки, що можуть викликати гостре порушення енергетичного  обміну, яке і є у важких випадках причиною загибелі ураженого. Ці речовини можна розділити на отрути крові і тканинні отрути.

     Отрути  крові розділяються на гемолітичні  отрути і отрути гемоглобіну.

Тканинні  отрути діляться на інгібітори ферментів  дихального ланцюгу (ціаніди, сірковуглець, акрилонітрил), роз'єднувачі окислення і фосфорилірування (динітрофенол, динітроортокрезол,) і речовини, що виснажують запаси субстратів для процесів біологічного окислення (етиленхлоргідрин, етиленфтор-гідрин).

     До  речовин з дією удушення і загальноотруйною дією здатні значна кількість ХНР, що здатні при інгаляційній дії визвати токсичний набряк легенів, а при резорбції порушити енергетичний обмін. Більшість сполук цієї групи володіє сильною дією припікання, що значмо утруднює надання допомоги потерпілим.

     До  речовин, що діють на генерацію, проведення і передачу нервового імпульсу (нейротропні отрути), належать речовини, які порушують механізми периферичної нервової регуляції, а також модулюючий стан самої нервової системи. В основі їх дії лежить можливість вмішуватися у процес синтезу, зберігання, викиду, інактивації в синаптичній щілині нейромедіаторів; взаємодіяти з рецепторами нейромедіаторів; змінювати проникності іонних каналів збуджувальних мембран.

     До  речовин, що мають дію удушення і  нейротропну дію, належать токсичні сполуки, які викликають при інгаляційному ураженні токсичний набряк легенів, на фоні якого формується важке ураження нервової системи.

     В основі дії на мозок лежить порушення  генерації, проведення і передачі нервового  імпульсу, який ускладнюється станом важкої гіпоксії, що викликано порушенням зовнішнього дихання.

     До  метаболічних отрут належать токсичні сполуки, що вмішуються в інтимні процеси метаболізму речовин в організмі. Отруєння цими речовинами характеризується відсутністю реакції на отруту. Ураження організму розвивається, як правило, поступово і у важких випадках закінчується смертю протягом декількох діб.

     У патологічний процес ураження цими речовинами залучаються багато органів, але  головними є порушення з боку центральної нервової системи, паренхіматозних органів та, іноді, системи крові.

     За  своєю побудовою ці речовини належать до різних класів сполук, однак всі  вони володіють загальною властивістю: в організмі людини вони руйнуються з виникненням високо реакційне/дійсних вуглеводневих радикалів.

     До  речовин, що порушують обмін речовин, належать токсичні сполуки групи галогенізованих ароматичних вуглеводів. При цьому особливою біологічною активністю відзначається дібензодіоксани і поліхлоровані бензофурани.

     Ці  речовини здатні, діючи через легені, травний тракт і пеушкоджену шкіру, викликати захворювання з надзвичайно млявим проходженням. При цьому в процес залучаються практично всі органи і системи організму людини. Характерною особливістю дії цих речовин є порушення обміну речовин, що в підсумку може іноді призвести до летального кінця.

     Фактором  ураження хімічної небезпечної ситуації е токсична дія, що визначається концентрацією  ХНР в навколишньому природному середовищі та щільністю (густиною) хімічного  зараження місцевості і об'єктів  господарської діяльності.

• Щільність (густина) зараження небезпечними хімічними речовинами - це ступінь хімічного зараження місцевості.

     На  короткі відстані сильнодіючі отруйні  речовини перевозять автотранспортом  в балонах, контейнерах та автоцистернах. із широкого спектру балонів середньої ємності для зберігання і перевезення рідких ХНР використовуються, як правило, балони ємністю від 0,016 до 0,05 м3. Ємність контейнерів варіюється в межах від 0,1 до 0,8 м3. Автоцистерни використовують для перевезення аміаку, хлору, гептилу і амілу. Стандартний аміаковоз має вантажопідйомність 3,2; 10 і 16 т. Рідкий хлор транспортують в автоцистернах місткістю до 20 т, аміл - до 40 т і гептил - до 30 т.