Некоторые аспекты отравлений азотной кислотой и окислами азота при химических авариях

Некоторые аспекты отравлений азотной кислотой и окислами азота при химических авариях

МОСКОВСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ им. И.М.Сеченова

ФАКУЛЬТЕТ ВОЕННОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра медицинской профилактики и защиты

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ОТРАВЛЕНИЙ АЗОТНОЙ КИСЛОТОЙ И ОКИСЛАМИ АЗОТА ПРИ

ХИМИЧЕСКИХ АВАРИЯХ

Исполнитель:

Научный руководитель:

Москва

2003

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………2
ТОКСИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ И
ОКИСЛОВ АЗОТА……………………………………………………………………………3

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА…………………………………………….3

ПРИМЕНЕНИЕ………………………………………………………………………..4

ТОКСИЧНОСТЬ………………………………………………………………………5

КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА ОТРАВЛЕНИЙ……………………...6
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ И ПАТОГЕНЕЗ…………………………………………………11

ПОРАЖЕНИЯ ГЛАЗ И КОЖИ……………………………………………………….11

ИНГАЛЯЦИОННЫЕ ПОРАЖЕНИЯ…………………………………………………11

КЛИНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСТРЫХ ОТРАВЛЕНИЙ…………………….…17

ХИМИЧЕСКИЕ ОЖОГИ………………………………………………………………17

ИНГАЛЯЦИОННЫЕ ОТРАВЛЕНИЯ. ……………………………………………….18

КОМБИНИРОВАННЫЕ ПОРАЖЕНИЯ……………………………………………...23

ОСЛОЖНЕНИЯ И ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ………………………………25
КЛИНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХРОНИЧЕСКОЙ ИНТОКСИКАЦИИ…………..26
ПРОФИЛАКТИКА……………………………………………..………………………………28
ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ……………………………………………..……………………………..29
ЛЕЧЕНИЕ……………………………………………..………………………………………...30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………..……………………………………………………..33
ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………………….34

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы, в связи с быстрыми темпами развития промышленности и техники, особенно остро встал вопрос о влиянии деятельности человека на окружающую его среду. Довольно часто необдуманное и неразумное использование достижений науки наносит весьма ощутимый вред всей экосистеме.

Широкое применение азотной кислоты и ее окислов обуславливает высокую вероятность ее вредного воздействия на организм человека. Человечество уже не мыслит себя без реактивной тяги, но мало кто задумывается о последствиях загрязнения окружающей среды ракетным топливом, компонентом которого является азотная кислота.

Однако поражения указанными соединениями могут возникать не только вследствие нарушения правил техники безопасности, но и в обычных условиях производства. В последние годы все большее внимание привлекает вопрос о возможном неблагоприятном влиянии на организм работающих длительного воздействия азотной кислоты и окислов азота в малых дозах.

Учитывая различные пути, механизмы и направленность воздействия данных веществ, можно сделать вывод об обширной сфере возможных последствий этого воздействия. Бурное развитие поражений при острых и подчас скрытое или неспецифическое течение при хронических отравлениях требует четкого представления о патогенетических звеньях этих процессов и об адекватной медицинской помощи.

ТОКСИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ И ОКИСЛОВ АЗОТА

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Азотная кислота в чистом виде – бесцветная, дымящаяся на воздухе жидкость, обладающая резким характерным запахом. Однако в обычных условиях она чаще окрашена в желтый цвет, что объясняется почти постоянной примесью двуокиси азота, являющейся продуктом разложения кислоты под воздействием света, пыли. Незначительного нагревания и других внешних воздействий.

Температура плавления азотной кислоты составляет ( 41,2(, температура кипения при атмосферном давлении +86(, плотность при 15( ( 1,52. Азотная кислота хорошо растворяется в воде. Она летуча: ее испарение отмечается уже при 20(; при температуре 256( распадается нацело. Продуктами разложения азотной кислоты, помимо упомянутой выше двуокиси азота, являются также кислород и вода.

По своим химическим свойствам азотная кислота относится к сильнейшим окислителям: она энергично действует на металлы и многие неметаллы.
Большинство органических веществ под воздействием азотной кислоты разрушается. А некоторые из них воспламеняются и взрываются.

Окислы азота (нитрогазы) обычно содержат смесь нескольких химических соединений, состав и процентное соотношение которых в смеси заметным образом зависят от условий образования данных веществ, температуры и влажности внешней среды и некоторых других факторов. Известны следующие окислы азота: закись азота N2O, окись азота NO, двуокись азота NO2, четырехокись азота N2O4, азотистый ангидрид N2O3, азотный ангидрид N2O5, шестиокись азота N2O6, семиокись азота N2O7.

Основную часть нитрогазов, образующихся при работе с азотной кислотой, составляют двуокись азота и продукт ее полимеризации – четырехокись азота, или тетроксид.

В обычных условиях двуокись азота NO2 – летучая жидкость красно- бурого цвета, с удельным весом 1,458 (при 15(C), температурой кипения
+21,3(, плавления (11,3(. С изменением температуры характер окраски жидкости и паров меняется от почти бесцветного (в кристаллическом виде) до почти черного (в парообразном состоянии при 183(C). При низких температурах двуокись азота переходит в свой полимер – четырехокись азота.

Четырехокись азота ( тетроксид N2O4 ( представляет собой бесцветную жидкость со своеобразным сладковато-острым запахом. Температура кипения тетроксида +21,2(, плавления (10(, плотность 1,42. При температуре +10(
N2O4 желтеет, при температуре около +20( окраска становится интенсивнее, и жидкость начинает выделять черные пары. Изменение окраски зависит от разложения четырехокиси азота по формуле:

N2O4 ( 2 NO2

При температуре порядка 40( разлагается около 30% N2O4, при 60( ( около 50%, при 135( ( практически все количество продукта.

При температуре выше 150( начинается разложение NO2 с образованием окиси азота NO и кислорода.

Четырехокись азота образует с водой азотную и азотистую кислоты, двуокись азота ( азотную кислоту и окись азота:

N2O4 + H2O ( HNO3 + HNO2

3NO2 + H2O ( 2HNO3 + NO

Окись азота NO ( бесцветный газ с температурой плавления (163,6(C и температурой кипения (151,8(C. Она является нестойким соединением и уже через 30 секунд после выделения в атмосферу практически вся переходит в двуокись (91,77%. Однако скорость окисления окиси азота в двуокись зависит от многих причин: температуры и величины атмосферного давления окружающей среды, концентрации окиси азота и др.

Остальные окислы азота ввиду их малой стойкости (N2O3, N2O5, N2O6,
N2O7) или практической безвредности (N2O) не представляет специального интереса как возможные профессионально вредные агенты. Так, например, известно, что примесь закиси азота к вдыхаемому воздуху в концентрации до
20% не вызывает отчетливых изменений функций организма. Закись азота в больших концентрациях применяется для газового наркоза и в этом плане изучается анестезиологами.

ПРИМЕНЕНИЕ. Азотная кислота имеет очень широкое применение. Она используется для приготовления азотных удобрений, взрывчатых веществ. Она также необходима в производстве ароматических соединений, красителей, лекарственных веществ, искусственного шелка, при синтезе ряда кислот. Ее применяют в полиграфической промышленности, в гальванопластике, при травлении металлов и т.д.

Азотную кислоту и тетроксид используют в ракетной технике как высоко эффективные окислители горючего.

Большие количества окислов азота образуются при взрывных работах, особенно в угольных шахтах, тоннелях и т.д. Отмечено образование данных соединений (за счет окисления азота воздуха) при горении вольтовой дуги, при кислородно-ацетиленовой сварке.

ТОКСИЧНОСТЬ. Азотная кислота и окислы азота являются чрезвычайно ядовитыми продуктами.

Таблица 1. Действие окислов азота на человека
|Токсический |Концентрация (мг/л) |
|эффект | |
| |NO2 |HNO3 |
|Максимально переносимая| | |
|концентрация при |0,07 |0,1 |
|длительном воздействии | | |
|Раздражение зева |0,12 |0,16 |
|Кашлевое раздражение |0,2 |0,25 |
|Опасно даже при |0,22(0,3 |0,3-0,4 |
|коротком воздействии | | |
|Вызывает быструю смерть| | |
|даже при коротком |0,45(0,5 |0,6(0,7 |
|воздействии | | |

Поражения изучаемыми соединениями, как правило, возникают при аварийных ситуациях и при нарушении правил техники безопасности.

В организм человека азотная кислота и четырехокись азота могут поступать разными путями: через дыхательные пути. Кожные покровы, при приеме внутрь. Окислы азота (за исключением NO2 и N2O4) проникают только ингаляционно. Условия воздействия в значительной мере определяют характер и тяжесть поражения. Для ингаляционных поражений важнейшими факторами в этом смысле являются концентрация ядовитого вещества и время его действия
(экспозиция).

Токсический эффект, помимо зависимости его от концентрации и экспозиции, заметным образом будет определяться также состоянием организма, в частности половыми различиями, возрастом, индивидуальной чувствительностью, особенностями взаимодействия организма с отравляющим веществом.

Окислы азота, как вещества, которые быстро насыщают кровь и быстро элиминируются из организма, при прерывистом действии, как правило, вызывают более значительные нарушения, чем при непрерывном.

Впрочем, это не исключает в принципе и диаметрально противоположного эффекта. Так, многие авторы делают вывод, что предварительное воздействие отравляющего вещества вызывает у подопытных животных отечно-воспалительную реакцию альвеолярных перегородок и приводит к утолщению их диффузной мембраны. В результате создается своего рода защитный барьер, сквозь который в дальнейшем, при применении больших концентраций двуокиси азота, затрудняется проникновение ее из полости альвеол в легочные капилляры.

Ингаляционный путь поступления паров азотной кислоты и окислов азота в организм человека является основным. Вместе с тем это не исключает и других возможностей отравления ( при проникновении яда через кожные покровы, желудочно-кишечный тракт, раневую и ожоговую поверхности.
Разумеется, что и в этих случаях степень и характер поражения будут обусловливаться прежде всего количеством ядовитых веществ, попавших внутрь организма, т.е. их дозой. Последняя обычно выражается в миллиграммах вещества на килограмм веса отравленного (мг/кг).

Азотная кислота и окислы азота, как и другие промышленный вредные вещества, действуют на организм нередко совместно с другими биологически активными агентами.

КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА ОТРАВЛЕНИЙ. При остром воздействии азотной кислоты в производственных условиях наиболее типичными являются следующие симптомокомплексы поражения: химический ожог кожи и глаз, токсический отек легких, токсическое поражение центральной нервной системы. Указанные синдромы, особенно последние два, с той или иной закономерностью регистрируются и при отравлениях окислами азота.

Химические ожоги подразделяются на четыре степени тяжести: I ( эритема, II ( пузырь, III ( различной глубины некрозы кожи, IV ( некротические изменения распространяются за пределы кожи.

Токсический отек легких ( симптомокомплекс, развивающийся при ингаляционном воздействии азотной кислоты и окислов азота.

Кроме токсического отека легких, у пострадавших могут также наблюдаться токсические пневмонии, бронхиты, катары верхних дыхательных путей. Поражения легочной паренхимы, как правило, сочетаются с поражениями бронхиального дерева.

Токсическое поражение ЦНС развивается главным образом при резорбтивном действии рассматриваемых агентов. В ряде случаев, особенно при отравлениях окисью азота, неврологические расстройства могут оказаться ведущими и выступать в клинике интоксикации на первый план. В определенной степени эти изменения регистрируются и при поражениях азотной кислотой и тетроксидом, однако на фоне резко выраженного местного (прижигающего и раздражающего) действия данных веществ нарушения нервной системы как бы маскируются, выявляются не столь четко.

Характер и степень неврологических нарушений являются различными. При легких и средней тяжести поражениях они ограничиваются преходящими церебральными расстройствами: головными болями, головокружением, тошнотой, рвотой. Отмечаются общая слабость, шаткая походка. Возникает состояние оглушенности или, напротив, эйфории. При тяжелых отравлениях развивается кома. Подчас наблюдаются судороги.

Что касается хронического воздействия азотной кислоты и окислов азота на человека, то следует сказать, что эта форма интоксикации чаще всего характеризуется развитием астено-вегетативных расстройств, возникновением хронических катаров верхних дыхательных путей, наличием функциональных нарушений сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, печени и ряда изменений других органов и систем.

Комбинированные поражение при воздействии азотной кислоты встречаются достаточно часто. Их клиника и степень тяжести определяются ведущими симптомокомплексом сочетания: химического ожога, ингаляционного отравления, травмы. Чаще наблюдаются сочетания ожогов и ингаляционных отравлений.
Возможны при этом и травмы, особенно, если учесть взрывоопасность изучаемых веществ вследствие их высокой летучести.

При прочих равных условиях комбинированные поражения, в силу так называемого синдрома взаимного отягощения, будут отличаться более тяжелым течением, нежели соответствующие им «чистые» формы повреждений.

В таблице 2 приведена классификация поражений азотной кислотой и окислами азота, позволяющая обоснованно подойти к номенклатуре поражений, в отношении которой наиболее целесообразным является соблюдение клинико- этиологического принципа.

Таблица 2. Классификация поражений азотной кислотой и/или окислами азота
|Характер |Вид |Характер |Степень |Основные |
|воздейст-|поражения |патологического |тяжести |симптомокомплексы |
|вия и | |процесса | | |
|клиничес-| | | | |
|кое | | | | |
|течение | | | | |
|Острое |Химичес-ки|1.Местная |I |Эритема |
| |е ожоги |воспалительная |II |Эритема, отек, |
| | |реакция, | |пузырь |
| | |коагуляционный некроз|III |Некроз кожи |
| | | |IV |Некроз подлежащих |
| | |2.Функциональные и | |тканей |
| | |морфологические | | |
| | |изменения внутренних | | |
| | |органов, | | |
| | |обусловленные | | |
| | |рефлекторными | | |
| | |сдвигами, | | |
| | |протеотоксикозом | | |
| | |(ожоговая болезнь) и | | |
| | |частично резорбцией | | |
| | |яда | | |
| |Ингаля-цио|1. Воспалительные и |Легкие |Преимущественно |
| |нные |некротические | |острые катары ВДП, |
| |отравления|изменения слизистой | |легкие мозговые |
| | |дыхательных путей и | |расстройства |
| | |альвеолярного | |(оглушенность, |
| | |эпителия | |головная боль, |
| | |2. Функциональные и | |рвота) |
| | |морфологические | | |
| | |(преимущественно |Средней |Тяжелые |
| | |дистрофического |тяжести |трахеобронхиты, |
| | |характера) изменения | |сопровождающиеся |
| | |внутренних органов, | |заметными |
| | |обусловленные | |нарушениями общего |
| | |рефлекторными | |состояния, |
| | |сдвигами и | |токсические |
| | |резорбтивным | |пневмонии |
| | |действием яда | | |
| | | |Тяжелые |Токсический отек |
| | | | |легких, тяжелые |
| | | | |токсические |
| | | | |пневмонии, |
| | | | |коллаптоидные, |
| | | | |судорожные и |
| | | | |коматозные |
| | | | |состояния |
| |Комбиниров|Соответствующее |Легкие |1. Химический ожог |
| |анные |сочетание изменений, | |+ ингаляционное |
| |поражения |характерных для | |отравление |
| | |вышеуказанных видов |Средней |2. Химический ожог |
| | |поражений, а также |тяжести |+ ингаляционное |
| | |обусловленность | |отравление + травма|
| | |возникновением |Тяжелые | |
| | |травматических | |3. Химический ожог |
| | |повреждений | |+ травма |
| | | | |4. Ингаляционное |
| | | | |отравление + травма|
|Хроничес-|Хроничес-к|То же, что и при |Легкие |Нерезкие |
|кое |ие |ингаляционных | |функциональные |
| |интоксика-|отравлениях, но с | |сдвиги отдельных |
| |ции |превалированием | |систем организма с |
| | |второй группы | |тенденцией их к |
| | |изменений | |различным |
| | | | |сочетаниям между |
| | | | |собой |
| | | | | |
| | | |Средней |Умеренные органные |
| | | |тяжести |изменения и |
| | | | |выраженные |
| | | | |функциональные |
| | | | |расстройства, |
| | | | |обратимые при |
| | | | |проведении лечения |
| | | | |(астенические |
| | | | |состояния, |
| | | | |нейроциркуляторная |
| | | | |дистония, |
| | | | |токсические |
| | | | |гепатиты, |
| | | | |хронические |
| | | | |гастриты и т.п.) |
| | | | | |
| | | |Тяжелые |Существенные |
| | | | |нарушения со |
| | | | |стороны многих |
| | | | |органов и систем, |
| | | | |плохо уступающие |
| | | | |лечению, подчас |
| | | | |неполностью |
| | | | |обратимые (затяжные|
| | | | |астенические |
| | | | |состояния, |
| | | | |гастродуодениты, |
| | | | |язвенная болезнь |
| | | | |желудка и |
| | | | |двенадцатиперстной |
| | | | |кишки и т.п.) |

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ И ПАТОГЕНЕЗ

Поражения глаз и кожи

Попадая на кожу, в глаза, или в ЖКТ, азотная кислота коагулирует тканевые белки, вызывая дегидратацию тканей. При поражении глаз наиболее важными являются изменения в роговице, ибо от ее состояния в наибольшей степени зависит сохранение зрительных функций после ожога. Изменения в конъюнктиве в таких случаях играют второстепенную роль; даже глубокие повреждения конъюнктивы, за исключением образования спаек с роговицей, не оказывают на функцию зрения существенного влияния. Исключение составляет повреждение конъюнктивы в области лимба роговицы, где располагаются кровеносные и лимфатические сосуды, питающие роговицу путем диффузии, что может вызвать нарушение ее трофики с постепенным помутнением ее в поздние сроки.

Непосредственные изменения тканей роговицы состоят в коагуляции кислотой энзимных и структурных белков с образованием нерастворимых белковых комплексов. Решающее значение при этом имеет концентрация водородных ионов.

Дополнительным этиологическим фактором химического ожога является резорбтивное действие ядовитого вещества, что утяжеляет характер поражения.

Ингаляционные поражения

Токсический отек легких обусловлен нескольких факторов, способных приводить к задержке воды в организме. К таковым относятся: увеличение фильтрационной поверхности сосудов малого круга, повышение давления в капиллярах легких, повышение проницаемости их сосудистой стенки, снижение онкотического давления крови, уменьшенное противодавление фильтрующейся жидкости со стороны паренхимы легких, повышение гидрофильности легочной ткани, нарушение лимфооттока из легких.

Поэтому отек легких может возникать в результате изменения этих факторов по отдельности или вместе. Степень проницаемости аэрогематического барьера (альвеолярно-капиллярной мембраны) является определяющей в развитии токсического отека легких.
В настоящее время отеки, возникающие при повышении проницаемости структур аэрогематического барьера обозначают термином – респираторный дистресс- синдром взрослых (РДСВ) – клинические или иные проявления диффузных поражений легких самой различной природы, сопровождающиеся увеличением проницаемости капиллярного эндотелия и альвеолярного эпителия (чаще того и другого одновременно).

Непосредственной причиной токсического отека легких считают повреждающее действие ядовитого вещества – в отношении паров азотной кислоты и окислов азота их прижигающий эффект – на легочную ткань.
Отмечается, прежде всего, повреждение окислами азота SH-групп белков легочной ткани, что вызывает цепь реакций тиол-дисульфидного обмена и приводит к конформационным изменениям белков клеточных мембран, обуславливающих повышение их проницаемости.

Взаимодействуя с альвеолоцитами II типа, окислы азота и пары азотной кислоты снижают активность ферментов синтеза фосфолипидов, что приводит к увеличению поверхностного натяжения в альвеолах, которое обнаруживается только спустя несколько часов после ингаляции вещества. Проникая по градиенту концентраций в интерстициальное пространство, данные вещества взаимодействует с клетками интерстиция, повреждение которых не играет существенной роли в развитии острой патологии легких. Далее снижается жизнеспособность и метаболическая активность эндотелиальных клеток кровеносных капилляров легких. Это приводит к увеличению содержания вазоактивных веществ в сосудах малого круга кровообращения, их спазму и повышению гидростатического давления, вследствие чего усиливается транссудация жидкости, а затем и форменных элементов крови в интерстициальное пространство легких (АГБ)[6].

Важная роль в регуляции сосудистой проницаемости принадлежит нервной системе. Здесь важен рефлекторный механизм регуляции сосудистой проницаемости, афферентным звеном которого являются волокна блуждающего нерва, иннервирующего легкие, а эфферентным ( симпатический отдел нервной системы[1].

Усиление транссудации компонентов плазмы крови сопровождается компенсаторным увеличением легочного лимфооттока в 5-10 раз. В дальнейшем, из-за механического сдавливания лимфатических капилляров легких, лимфоотток снижается, и начинается увеличение толщины интерстициального пространства.
Иными словами начинается интерстициальная фаза отека легких, клинически соответствующая скрытому периоду отека. Увеличение размеров интерстициального пространства ухудшает оксигенацию крови и способствует еще большему снижению метаболической активности кровеносных капилляров легких.

Альвеолярная фаза отека (собственно отек легких, диагностируемый клинически) развивается при нарушении межклеточных соединений пневмоцитов I и II типа, жизнеспособность которых была нарушена при контакте с окисью азота и парами кислоты. Происходит постепенное заполнение альвеол отечной жидкостью. “Выключение” части альвеол из процессов газообмена компенсируется перерастяжением интактных альвеол, что приводит к механическому сдавливанию кровеносных капилляров легких из-за увеличившегося альвеолярного давления, усилению артерио-венозного шунтирования в легких и дальнейшей гипоксемии. Отечная жидкость, заполняя последовательно альвеолы, респираторные и терминальные бронхиолы вследствие турбулентного движения воздуха в дыхательных путях образуют пену, стабилизируемую смытым альвеолярным сурфактантом. Это еще более усугубляет дефицит кислорода в организме, погибающим, в конечном итоге, от гипоксии.

Страницы: 1, 2