Кафедра медицины катастроф и военной медицины ПМГ «Медицина чрезвычайных ситуаций»

Аварии

на химически опасных объектах

Учебное пособие для студентов

Харьков, 2010 г.

ВВЕДЕНИЕ

Современное производство не может успешно развиваться без применения химии. Поэтому последние два десятилетия характеризуются бурным развитием синтеза новых химических соединений. В 1977г. было зарегистрировано 4-миллионное по счету рукотворное химическое соединение, в 1980 г. - уже 5-миллионное, в 1983 г. — 6-миллионное. Ежегодно добавляется примерно 250 тысяч новых соединений.

В настоящее время в промышленности, сельском хозяйстве, быту используется более 10 млн. химических соединений, 60 тысяч из них производится в больших количествах, в том числе 500 веществ, относящихся к группе сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) - наиболее токсичных для человека.

СДЯВ - это химические соединения, обладающие высокой токсичностью и способные при определенных условиях вызывать массовые поражения людей, животных, а также заражать окружающую внешнюю среду.

На Украине имеется 1572 химически опасных объекта, хранящих и использующих в производстве около 280 тысяч тонн различных СДЯВ, которые расположены в 140 городах. В зонах этих объектов проживают около 22 млн. человек.

Производство, транспортировка и хранение СДЯВ строго регламентируется специальными правилами технологии, техники безопасности и контроля за их применением. Однако при крупных промышленных авариях, катастрофах, пожарах и стихийных бедствиях могут возникнуть разрушения производственных зданий, складов, емкостей, технологических линий, трубопроводов и др.. В результате этого большие количества СДЯВ могут попасть во внешнею среду - на поверхность почвы, различные объекты, в атмосферу и в дальнейшем распространится на территорию населенных пунктов, что может быть причиной массовых отравлений работников производства и населения. Опасность поражения людей может возникнуть при ликвидации химического оружия, составной частью которого являются высокотоксические боевые ОВ.

СДЯВ способны вызвать поражения не только людей, но и животных, растений, заражать на продолжительное время территорию, приводя к серьезным экологическим последствиям. Они могут проникать в организм через дыхательные пути, кожные покровы, слизистые оболочки глаз и желудочно-кишечного тракта, поступая с пищей или водой. Практически все СДЯВ в парообразном и аэрозольном состояниях, проникают в организм ингаляционным путем. Поэтому наибольшую опасность представляют газообразные, высоколетучие жидкости (с высокой относительной плотностью по воздуху) и легко диспергируемые в воздухе в твердые вещества.

Некоторые химические соединения, относящиеся к СДЯВ (хлор, фосген, синильная кислота, метилизоцианат и др.) в прошлом применялись или планировались к применению в качестве боевых отравляющих веществ. А это значит, что подразделение многих из рассматриваемых соединений та ОВ и СДЯВ в определенной мере является условным и целый ряд показателей, используемых для оценки поражающих свойств отравляющих веществ, может быть применен и для характеристики сильнодействующих ядовитых веществ.

Так, например, СДЯВ при авариях на химически опасных объектах, как и ОВ при их боевом применении, обладают:

а) объемным действием, заключающемся в том, что заражается не только территория в районе аварии, но и воздушное пространство;

б) способностью многих соединений проникать в организм через неповрежденные кожные покровы, что обуславливает необходимость применения средств защиты кожи;

в) свойством вызывать поражения в течение определенного, порой весьма длительного времени (дни, месяцы).

В последние десятилетия мир стал свидетелем нескольких крупных химических катастроф, сопровождающихся массовым поражением людей и тяжелыми экологическими последствиями. В 1984 году в Бхопале (Индия) на химическом предприятии фирмы «Юнион Карбайд» произошел взрыв пятидесятитонного резервуара с техническим метилизоцианатом, в результате которого пострадало около 500 тысяч человек, причем около 3 тысяч погибло в первые часы после аварии. Этот же год стал трагическим для Мексики, где взрыв хранилища сжиженных углеводородов в Искуатепеке привел к гибели около 500 и поражению почти 5 тысяч человек. На территории бывшего СССР наиболее крупные аварии произошли на железнодорожной станции Аннау (Туркмения) - 165 пораженных, под Уфой - 1210, поселке Чапхии Самаркандской области - 143, в Ажаверди (Армения) - 78, в г. Ионава (Литва) - 64.

Основными причинами химических катастроф являются производственные, однако, не следует забывать о возможности их возникновения при стихийных бедствиях, военных конфликтах, действиях экстремистов.

Наиболее частыми и опасными катастрофами в условиях промышленных центров являются катастрофы с выбросом хлора, аммиака, крепких кислот, некоторых спиртов.

При крупномасштабных химических катастрофах имеющихся сил и средств может оказаться недостаточным, а использование традиционных форм и методов оказания медицинской помощи несостоятельным. В этих случаях для организации медицинской помощи пользуются силы и средства службы Медицины катастроф и медицинской службы МЧС и МО.

На территории Харьковской области размещено 62 химически опасных объекта (ХОО).

Так, территорию ее южных районов пересекает аммиакопровод «Тольяти-Одесса». В каждом километре этого трубопровода находится до 55 тонн аммиака под давлением 83-98

атм.

Химически опасные объекты, размещенные на территории области производят, хранят и используют 9 наименований СДЯВ общим количеством 5300 тонн (хлор - 1820 тонн, аммиак — 539 тонн и другие СДЯВ - 2941 тонн).

В соответствии с этим, для защиты населения, организации медицинского обеспечения пораженных и ликвидации последствий химических катастроф, необходима заблаговременная подготовка сил и средств здравоохранения, других спасательных служб различных министерств и ведомств.

1. Общая характеристика

СИЛЬНОДЕЙСТВУЮЩИХ ЯДОВИТЫХ ВЕЩЕСТВ

Основные физико-химические и токсикологические свойства СДЯВ

Поражающее действие СДЯВ во многом зависит от их физико-химических характеристик, которые определяют свойства вещества на местности и в атмосфере: возможности его проникновения, распределения и превращения в организме, механизм токсического действия и обоснование методов антидотного воздействия, выбор эффективных средств обезвреживания (дегазация) и др. Наибольшие значения имеет агрегатное состояние веществ, растворимость, плотность вещества и его газовой фазы, летучесть, максимальная концентрация, давления насыщенных паров, температура кипения и замерзания, вязкость.

1. Физические свойства СДЯВ.

Главными свойствами, влияющими на способность воздействовать на организм человека являются:

Агрегатное состояние. При обычных условиях СДЯВ могут быть в твердом, жидком и газообразном состоянии. Однако при производстве, использовании, хранении и перевозках этих веществ их агрегатное состояние может отличаться от такого в обычных условиях.

Растворимость - способность одного вещества равномерно распределяться в среде другого или других веществ, образуя раствор. Хорошая растворимость в вода ряда СДЯВ может привести к сильному заражению водоемов, в результате чего они длительное время могут представлять серьезную опасность для человека.

Плотность - массовое содержание данного вещества в единице объема. Она влияет на распространение СДЯВ. Если плотность пара какого либо вещества менее 1, то это значит, что он легче воздуха и будет быстро рассеиваться. Большую опасность представляет СДЯВ, относительная плотность паров которых больше 1, они дольше удерживаются у поверхности земли (хлор и др.), накапливаются в различных углублениях местности, их воздействие на людей будет более продолжительное.

Летучесть - способность конкретного вещества переходить в парообразное состояние. Количественной характеристикой летучести является максимальная концентрация паров СДЯВ при данной температуре.

Давление насыщенного пара определяет летучесть и соответственно продолжительность поражающего СДЯВ.

Температура кипения позволяет косвенно судить о летучести СДЯВ и характеризует продолжительность поражающего действия. Чем выше температура кипения СДЯВ, тем они медленнее испаряются.

Вязкость - свойство жидких, а также газообразных средств оказать сопротивление их течению (перемещению одного слоя относительно другого) под действием внешних сил. Вязкость оказывает влияние на характер поведения СДЯВ в аварийной ситуации.

По аналогии с ОВ, СДЯВ подразделяют на стойкие и нестойкие. К первым можно отнести соединения с температурой кипения выше 140°С, а к нестойким - с низкими температурами кипения (ниже 140°С). Нестойкие СДЯВ заражают местность на минуты, десятки минут. Стойкие - могут сохранять поражающее действие на зараженной территории от нескольких часов до нескольких недель, месяцев, создавая неблагоприятную экологическую обстановку (диоксин). Разумеется, что на стойкость СДЯВ будут оказывать влияние и многие другие факторы (количество СДЯВ на объекте в момент аварии, метеорологические условия, характер местности и т. п.).

2. Химические свойства СДЯВ или ОВ.

Учет химических свойств необходим при оценке возможности обезвреживания токсического вещества другим веществом-дегазатором. Ряд химических реакций используют для обнаружения (индикации) СДЯВ и ОВ во внешней среде. Некоторые химические реакции учитывают при оказании медицинской помощи и лечении пораженных (И11Г1, антидоты).

2. Токсическая концентрация СДЯВ или ОВ в воздухе и их доза в воде, пище и других средах.

Для характеристики токсичности СДЯВ используются пороговая концентрация, предел переносимости, смертельная концентрация и смертельная доза. Значения этих характеристик используют при квалификации СДЯВ по степени их воздействия на организм человека.

Пороговая концентрация - это минимальная эффективная концентрация, т. е. наименьшее количество вещества, которое может вызвать ощутимый физиологический эффект. При этом возникают лишь первичные признаки поражения.

Предел переносимости - это минимальная концентрация, которую человек может выдержать определенное время без устойчивого поражения. В промышленности в качестве предела переносимости используется предельно допустимая концентрация (ПДК).

В месте с тем пороговая концентрация и ПДК, несмотря на широкую сферу своего применения, не могут служить полной характеристикой токсичности СДЯВ, так как не позволяют оценить возможный физиологический эффект в зависимости от времени их воздействия. Более того, токсичность СДЯВ в значительной степени зависит от пути попадания в организм человека. При этом поражение может носить общий или местный характер.

При местном воздействии токсический эффект проявляется в месте контакта СДЯВ с тканями организма (поражение кожных покровов, органов дыхания, зрения).

При общем воздействии токсический эффект проявляется после попадания СДЯВ в кровь через кожные покровы (кожно-резорбтивная токсичность), органы дыхания (ингаляционная токсичность) или желудочно-кишечный тракт (перроральная токсичность).

Следовательно, при оценке токсичности необходимо учитывать как характер и степень токсичности, так и способ попадания СДЯВ в организм человека.

В качестве основного пути попадания СДЯВ в организм человека следует отнести органы дыхания, а в ряде случаев, особенно при нахождении в районе (очаге) аварии, не исключена возможность поражения людей через кожные покровы.

Для количественной характеристики токсичности различных химических соединений пользуются определенными категориями токсических доз, учитывающими путь проникновения веществ в организм. Под токсической дозой понимают количество вещества, вызывающее определенный токсический эффект.

Различают следующие токсодозы: средняя смертельная, средняя выводящая из строя и средняя пороговая.

Под средней смертельной токсодозой понимается доза, вызывающая смертельный исход у 50% пораженных. Средняя выводящая из строя токсодоза вызывает поражения 50% пораженных не ниже средней степени тяжести. Средняя пороговая токсодоза вызывает начальные симптомы поражения у 50% пораженных.

При пользовании значениями токсодоз необходимо иметь ввиду, что значение токсодоз является постоянной величиной лишь для кратковременных экспозиций не превышающих 40- 60 минут.

При более продолжительных воздействиях или при малых концентрациях СДЯВ значение токсодоз может быть значительно выше, особенно для СДЯВ, которые частично выводятся из организма. В случае, когда СДЯВ практически не выводятся или слабо выводятся из организма, отравления усиливаются и суммируются по мере поступления СДЯВ (кумулятивное действие).

Ингаляционные токсические дозы измеряются в граммах (миллиграммах) в минуту (секунду) на кубический метр (литр) г мин/м³, мг.мин/л.

Кожно-резорбтивные токсодозы принято измерять количеством вещества, приходящегося на единицу поверхности тела человека или на единицу его массы (мг/см², мг/м², г/м², или мг/кг).

Характеристика СДЯВ по степени опасности (токсичности)

Класс токсичности	ПДК в воздухе мг/м	Среднесмертельные
		концентрация, мг/л	при поступлении внутрь, мг/кг
Чрезвычайно токсичные	од	Менее 1	Менее 1
Высоко токсичные	0,1-1	1-5	1-50
Сильно токсичные	1,1-10	6-20	51-500
Умеренно токсичные	1,1-10	21-80	501-5000
Мало токсичные	Более 10	81-160	5001-15000
Практически нетоксичные	более 10	более 160	более 15000

Значение ингаляционных и кожно-резорбтивных токсодоз СДЯВ позволяют, с одной стороны, сравнивать их между собой, а с другой стороны, оценивают степень тяжести поражения пострадавших в аварийной ситуации.

При авариях на химически опасном объекте не исключается одномоментное заражение воздуха двумя и более токсичными агентами, образующимися в результате вторичных химических реакций, обусловленных аварией. А это может стать причиной комбинированного действия на организм нескольких ядов. При этом токсический эффект может быть усилен (синергизм) при содержании в воздухе нескольких токсических веществ однонаправленного действия.

Если одновременно выделяются несколько токсических веществ, не обладающих однонаправленным характером действия, то эффект действия СДЯВ рекомендуется оценивать по наиболее токсичному веществу.

По скорости развития поражающего действия сильнодействующие ядовитые вещества разделяются на быстро действующие и медленно действующие. При поражении первыми картина интоксикации развивается быстро, в первые десятки секунд, минуты или десятки минут. С момента контакта с медленно действующими веществами до появления выраженных признаков интоксикации проходит скрытый период от одного до 10-12 и более часов.