Хіміко-фізичні властивості та характеристика ОР

ОР характеризуються своєю токсичністю, щодає можливість оцінити ефективність дії ОР. ТОКСИЧНІСТЬ — це біологічна міра, що виражається токсичною дозою, тобто кількістю речовини, яка викликає певний токсичний ефект. Токсична доза визначається:

- на шкірі кількістю ОР, на 1 см² поверхні тіла (мг/см²);

- при пероральному й парентеральному (через рану) впливі — кількістю ОР на 1 кг маси тіла (мг/кг);

- при інгаляційному ураженні токсична доза (W, або константа Габера) залежить від концентрації отруйної речовини в повітрі, яке вдихається, та часу перебування людини в отруєній атмосфері й розраховується за формулою:

W = c ‧ t, де с — концентрація ОР (мг/л або г/м³), t — час впливу ОР (хв).

Доведено тісний зв'язок між хімічною будовою й біологічною активністю ОР. Умовою ефективності ОР є наявність в її молекулі полярних функціональних груп, що діє не чітко й комбіновано. Токсичність характеризується такими показниками:

- Порогова концентрація – мінімальна ефективна концентрація або доза, яка може викликати фізіологічний ефект. Одиниці вимірювання: мг/л повітря; мг/кг маси тіла.

- Гранично допустима концентрація (ГДК) – концентрація ОР у мг/л, яку може витримати людина певний час без ураження. Це максимально можлива або допустима кількість ОР (табл. 2).

Таблиця 2

ГДК хімічних речовин, мг/м³

Речовина	ГДК	Речовина	ГДК
Аміак		Сірководень
Бензин		Синильна кислота	0,3
Бензен		Тетраетилплюмбум	0,005
1,2-дихлоретан		Толуен
Етанол		Оцтова кислота
Метанол		Фенол
Карбон (ІІ) оксид		Фосген	0,5
Піридин		Фосфорорганічні інсектициди	0,5-0,02
Ртуть (пара)	0,01	Хлор
Сульфатна кислота		Гідроген хлорид

- Добуток Сt – показник, який порівнює токсичність ОР військового призначення. Виражає співвідношення між смертельною концентрацією газів, пари або аерозолів ОР і часом їх дії на організм. Ступінь токсичності ОР залежить від її концентрації, тривалості дії, об’єму легенів і маси тіла.

- Летальна доза (ЛД) – це абсолютна кількість ОР, яка потрапила в організм і спричинила смерть. ЛД характеризує відношення кількості ОР, яка викликає смертельне ураження до маси тіла і виражається в мг/кг маси. Вона визначається на тваринах однакової породи. Використовують значення середньої летальної дози (ЛД₅₀) – показує, що при цій дозі гине 50% тварин (табл.3).

Таблиця 3

Середня летальна доза (ЛД₅₀) ОР

№ з/п	Класифікація ОР за токсичністю	ЛД50, мг/кг
	Надзвичайно токсичні
	Високотоксичні	1 – 5х10
	Помірно токсичні	5х10 - 5х10^2
	Малотоксичні	5х10^2 - 5х10^3
	Практично не токсичні	5х10^3 – 1,5х10^4
	Порівняно не шкідливі	Більше 1,5х10^4

 

- Летальна концентрація (ЛК) – кількість ОР у певному об’ємі повітря (мг/л або мг/м³), яка спричиняє смерть. ЛК₅₀ - середня летальна концентрація, за якої гине 50% тварин за чітко визначений період часу.

- Межа терпимості (МТ) – максимально можлива або допустима концентрація ОР, яку людина може витримати певний час без стійкого ураження.

Хлор — зеленувато-жовтий газ із різким колючим запахом, у 2,5 рази важчий за повітря. Легко накопичується в підвалах, тунелях, підземних переходах, загалом, де можуть ховатися люди. При виході з ємкостей димить. Добре розчиняється у воді, забруднюючи водойми, усе живе у водоймі гине.

Негорючий, але підтримує горіння багатьох органічних речовин: водню, ацетиленометалів. Водень утворює із хлором суміші, що вибухають на сонячному світлі. Точка кипіння -34,5°С, отже, навіть зимою хлор знаходиться в газоподібному стані. Легко зріджується. За тиску 5-7 атм. перетворюється в рідину. Транспортується в балонах і цистернах. При аварії та розливі рідкий хлор випаровується, створюючи з водяними парами білий туман.

1 кг рідкого хлору утворює 35 л газів. Великі нагромадження хлору можуть бути на фільтрувальних станціях, очисних спорудах, плавальних басейнах тощо.

- поріг сприйняття — 0,003 мг/л (ледь чутний запах хлору);

- вражаюча концентрація — 0,01 мг/л;

- смертельна токсична доза — 0,1-0,2 мг/л;

Смерть може наступити від декількох вдохів протягом 1 хв. від ураження дихального і серцево-судинного центрів (блискавична форма). При менших концентраціях смерть наступає протягом 20-30 хв. внаслідок хімічного опіку, набряку легенів і асфіксії.

Хлор дуже сильно подразнює слизові оболонки очей і верхніх дихальних шляхів, викликає їхній опік. У постраждалого з’являється сухий кашель, біль за грудиною, порушення координації, задишка, різі в очах, сльозотеча. Через 2-4 год. розвивається токсичний набряк легенів — синюшність, ядуха, смерть.

За великих концентрацій (більш 0,2 мг/л) смерть практично миттєва від паралічу дихального і серцевого центрів. В роки другої світової війни хімічні речовини не застосовувалися, але в хімічних камерах було отруєно 3 млн. чоловік.

 

Фосген — речовина групи СДОР задушливої дії, тобто надходить в організм через органи дихання і в підсумку призводить до порушення дихання, задухи. Вже при незначних концентраціях відчувається солодкувато-приторний запахпрілого сіна (гнилі) і неприємний присмак у роті, подразнення слизових оболонок очей, кашель, утруднення дихання, тиск за грудиною, почуття теплості, нудота, іноді блювота.

Після закінчення контакту людини з ОР усі зазначені вище симптоми слабшають або зовсім зникають, постраждалий почуває себе цілком задовільно. Наступає період прихованої дії від декількох хвилин при важкому ступені ураження, до 5-6 год. і навіть 2-3 днів — при легкому ступені ураження. Людина може рухатися, а цього їй не можна робити. Треба виносити постраждалих тільки на ношах, хоча вони і можуть пересуватися самостійно.

 

Оксид вуглецю (СО) — належить до групи загальноотруйної дії. Ураження людей часто відбувається при пожежах, ранньому закритті димохідних шляхів у будинках із грубним опаленням та ін. випадках у результаті неповного згоряння продуктів, що містять вуглець. СО, маючи спорідненість до гемоглобіну приблизно в 300 разів вищу, ніж у кисню, витісняє його з неміцної сполуки з гемоглобіном і разом із цим блокує дихальні ферменти, що перешкоджає переносу кисню, його передачі і засвоєнню тканинами. Сполука СО із гемоглобіном називається карбоксигемоглобін. Наростання кількості карбоксигемоглобіну в крові призводить до гіпоксії, а потім аноксії — припинення тканинного дихання, що веде до тяжких уражень та смерті.

СО — це безбарвний газ, без смаку, іноді з дуже слабким часниковим запахом. Не має подразнюючої дії, його неможливо визначити по запаху. Густина за повітрям 0,96. В суміші з киснем вибухає. Майже не поглинається активовані вугіллям, тобто звичайні протигази марні.

Концентрація СО у повітрі:

- 1,7-2,3 мг/л — небезпечна після годинного впливу;

- 4,6 мг/л і вище — смерть при експозиції менше, ніж за годину.

Тяжкість стану постраждалого залежить від тривалості перебування в задимленій атмосфері і % інактивації гемоглобіну.

При легкому ступені отруєння (вміст карбоксигемоглобіну в крові 10-15%) виникають шум у вухах, пульсація в скронях, головний біль, запаморочення, м’язова слабість, особливо в ногах, нудота, блювота, часто спостерігається стан ейфорії (сп’яніння), що може призвести до неправильної оцінки навколишнього оточення і невмотивованих вчинків. Якщо постраждалий виходять із зони зараження швидко, основні симптоми зникають досить швидко без яких-небудь наслідків.

При отруєннях середньої тяжкості (30-40% вміст карбоксигемоглобіну в крові) — сильний головний біль, обличчя червоніє, збудження, вимова незв’язна, сплутаність свідомості.

При 40-50% карбоксигемоглобіну — сильний головний біль, утрата свідомості, колапс, тривала кома.

У важких випадках при концентраціях карбоксигемоглобіну 60-70% — втрата свідомості, припинення дихання, смерть.

При вмісті в крові 80% карбоксигемоглобіну — швидка смерть. Шкіра має малиновий колір.

 

Синильна кислота — із групи СДОР загальноотруйної дії. Безбарвна рідина з запахом гіркого мигдалю, температура кипіння 25,7°С. Пари синильної кислоти легші за повітря (густина 0,93).

У рідкому стані вона легше води. Смертельна токсична доза в повітрі — 1,5 мг/л; при прийомі усередину смертельна доза — 1 мг/л. Синильна кислота дуже легко всмоктується слизовими дихальних шляхів і шлунково-кишкового тракту. Попавши в організм, вона блокує внутрішньоклітинні залізовмісні ферменти, зокрема цитохромоксидазу, і тим перешкоджає засвоєнню кисню тканинами. Розвивається клітинна (тканинна) аноксія. При цьому особливо страждає функція ЦНС.

Отруєння розвивається дуже швидко: різка задишка, короткочасне рухове збудження, уражений падає, непритомніє, розвиваються судоми і швидко наступає параліч дихального і судинно-рухового центрів — смерть. Так виявляється блискавична форма.

При сповільненій формі — інтоксикація наростає поступово. Скарги на гіркий смак у роті, загальну розбитість, запаморочення, оніміння слизової оболонки рота.

Пізніше з’являється нудота, шум у вухах, задишка, біль в серці, утруднення вимови, втрата свідомості, судоми заміняються паралічем — тонус м’язів падає. Артеріальний тиск різко знижується, пульс нитковидний, дихання аритмічне, поверхневе, незабаром зупиняється, а серце може ще скорочуватися протягом декількох хвилин, після чого і воно зупиняється. Шкірні й слизові покрови — рожевого кольору.

Ураження ОР нервово-паралізуючої дії.

ФОБ, ФОІ, ФОС — фосфорно-органічні речовини (інсектициди, сполуки). Це велика група нейротропних отрут. Можуть знаходитися в різноманітному агрегатному стані. Майже усі ФОС — рідини (хлорофос — у вигляді кристалічного порошку). Усі добре розчиняються в органічних розчинниках і погано у воді. Більшість ФОІ недовго зберігаються в зовнішньому середовищі (від 1-2 тижнів до 1-3 міс).

ФОР сповільнюють функцію ферменту холінестерази, що веде до нагромадження ацетилхоліну в синаптичних щілинах і порушенню передачі нервових імпульсів у нервових вузлах і може закінчитися загибеллю ураженого.

Клінічна картина — залежить від дози отрути, шляхів надходження його в організм. У легких випадках через 30-60 хв. після вдихання парів ФОС з’являються стискальні болі за грудиною, недостача повітря, погіршення зору (“туман” або “сітка” перед очима), нездатність розрізняти дрібний шрифт, запаморочення, тривога, страх, порушення уваги, пам’яті, безсоння. Шкірні покрови вологі, посмикування окремих груп м’язів, нежить, слинотеча, дихання часте, тахікардія помірна, рухове занепокоєння. Звичайно ці симптоми зберігаються протягом 1 доби.

При середньому і важкому ступені отруєння описані вище симптоми наростають швидше і важче. Приєднуються розлади дихання, кровообігу. Сильні болі за грудиною, стискання у грудях, недостача повітря, напади ядухи, кашель із виділенням мокроти, слинотеча, синюшність, пітливість, зіниці різко звужені. Наприкінці наступають судоми, що заміняються паралічами. Смерть від паралічу дихального центру.

 

Аміак — це СДОР із групи, що володіє задушливою і нейротропною дією. Аміак — безбарвний газ із гострим запахом нашатирю. Легший за повітря. Добре горить. Вибухонебезпечний! Температура кипіння -33,5°С. Димить при виході з балонів, цистерн, холодильних агрегатів. У холодильних установках (компресорах) промислових харчових об’єктів містяться тонни аміаку. Наприклад, у Калінінському районі м. Донецька: м’ясокомбінат — 45 т; база “Холодильник” — 40 т; пивзавод — 30 т; міськмолокозавод № 1 — 4,5 т.

Аміак у газоподібному стані може самозайматися при температурі 650°С. Рідкий аміак горіння не підтримує. Запах речовини стає відчутний при концентрації 0,035 мг/л. Це поріг сприйняття. Ледь почувши специфічний запах аміаку необхідно приймати відповідні рішення. Отже:

– поріг сприйняття — 0,035 мг/л;

– подразнення верхніх дихальних шляхів відзначається при концентрації 0,3 мг/л;

– подразнення очей — 0,5 мг/л;

– подразнення шкіри — 7,21 мг/л (з’являється червоність, пухирці);

– кашель задушливий — 1,25 мг/л;

– токсична доза при 1,5 мг/л протягом 1 год. (50% осіб може загинути від набряку легенів);

– концентрація — 3,5 мг/л протягом декількох хвилин призводить до смерті.

Аміак уражає в першу чергу нервову систему, знижує спроможність клітин нервової системи засвоювати кисень. Подразнення рецепторів блукаючого нерва може викликати рефлекторне гноблення дихального центру і серцевої діяльності. При великих концентраціях аміаку (1,5-3,5 мг/л) смерть може наступити в перші ж хвилини при явищах гострої дихальної і серцево-судинної недостатності. У наступному, ураження парами аміаку викликає запалення легенів, бронхіти, пневмонії, трахеобронхіти, набряки гортані, токсичний набряк легенів. Вплив аміаку на ЦНС виявляється у збудженні, судомах. Воно мабуть пояснюється нестачею кисню в крові і нервових клітинах. Аміак також здійснює місцеве подразнення слизових оболонок очей, дихальних шляхів. Звідси задушливий кашель, нежить, утруднення дихання, різі в очах, сльозотеча. Пульс частий, серцебиття.

 

Сірководень — безбарвний газ із запахом тухлих яєць. Температура кипіння — 60,9°С. Концентрація 1 мг/л викликає важку форму отруєння. Легко загоряється і горить блідо-блакитним полум’ям. Сірководень відноситься до групи отруйних речовин задушливої і загальнотоксичної дії. Є сильною нервовою отрутою. Він порушує внутрішньотканинне дихання і викликає аноксію. Місцева дія; сильно подразнює слизові оболонки очей і дихальних шляхів. Отруєння сірководнем протікає дуже швидко: судоми, утрата свідомості і смерть від припинення дихання або паралічу серця. При малих концентраціях сірководню: сльозотеча, нежить, задишка, кашель, біль за грудиною, тахікардія, слабість, непритомність або навпаки, стан збудження з наступним потьмаренням свідомості.

 

Оксид сірки — безбарвний газ із гострим запахом. Добре розчиняється у воді, створюючи сірчану кислоту. При впливі на організм подразнює верхні дихальні шляхи, викликаючи запалення слизових оболонок носоглотки, бронхів. Високі концентрації оксиду сірки в повітрі викликають у людини задишку, можуть призвести до втрати свідомості.

 

Сірковуглець — безбарвна рідина з неприємним запахом. Погано розчиняється у воді. Пари сірковуглецю легко займаються, а в суміші з повітрям — вибухають. Вдихання парів сірковуглецю діє на людину наркотично: з’являється головний біль, оніміння кінцівок, порушення дихання, а при високих концентраціях і тривалому впливі наступає глибокий наркоз, зникають усі рефлекси, смерть.

Ознаки застосування ОР. У хімічних боєприпасах (ракети, авіація, артилерія), хімічних фугасах ОР перебувають у рідкому або твердому вигляді. У момент бойового застосування ОР розпорошуються у вигляді крапель, пари (газів) або аерозолів (туманів і димів). При розриві снарядів, бомб, мін або ракет, начинених ОР, лунає удар, утворюється біла хмара. У випадку розсіювання за допомогою літака з'являється характерна смуга. На поверхні землі, будівель, одягу, рослин ОР осідають у вигляді маслянистих крапель, плям і патьоків. На поверхні води спостерігається масляниста райдужна плівка, а в снігові - поглиблення. Зелена трава жовтіє (буріє) і гине. При вдиханні зараженого повітря людина відчуває характерні запах і присмак.

 

Основні задачі застосування отруйних речовин:

- вразити живу силу, аби знищити її чи тимчасово вивести з ладу, для цього використовують ОР нервово-паралітичної дії;

- пригнітити живу силу, аби тимчасово зменшити її боєздатність; це досягається використанням ОР шкіряно-наривної та нервово-паралітичної дії;

- знесилити ворога на значний проміжок часу завдяки використанню стійких ОР;

- забруднити місцевість аби змусити ворога залишити позиції чи утруднити його пересування по певній території.

ЛЕКЦІЯ 7