Insight: Dr. Mária Hernád - Toxicologia explozivilor industriali

XXIII. anul, 2013. Nr. 2 Dr. Mária Hernád1 TOXICOLOGIA EXPLOZIVILOR INDUSTRIALE 2 Publicația mea despre toxicologia celor mai frecvenți explozivi militari, publicată deja în Buletinul Tehnic Militar, în acest articol mă ocup de efectele toxice ale celor mai frecvenți explozivi în industrie. Mai întâi cu principalele componente ale dinamitelor, nitroglicerina și nitroglicolul și, în cele din urmă, cu componenta principală a ANDO, azotatul de amoniu. În ultima secțiune, atrag atenția asupra aspectelor de igienă a muncii legate de manipularea explozivilor, întrucât este deosebit de adevărat în cazul otrăvirilor că cel mai bun tratament este prevenirea, iar apariția otrăvirilor profesionale nu este permisă. NITROGLICERINA (CAS: 55-63-0) Trinitratul de glicerol este unul dintre cei mai eficienți și cei mai sensibili explozivi, produs pentru prima dată de Sobrero în 1846. Este fabricat din glicerină

cu un amestec de acid azotic și acid sulfuric. Datorită sensibilității la impact, nu a fost folosit în practică pentru o lungă perioadă de timp și s-au făcut multe încercări de reducere a acesteia, cum ar fi încercările de a se amesteca cu pulbere neagră, dar Alfred Nobel a obținut un succes descoperitor în 1866 când a sensibilizat prima dată dinamita. cu materiale poroase. Ulterior s-a răspândit sub formă gelatinizată cu nitroceluloză (gelatină explozivă). Nitroglicerina este, de asemenea, utilizată în praful de pușcă multi-bază și combustibilul pentru rachete. Pe lângă sablare, are o zonă de utilizare semnificativă, a cărei importanță nu a scăzut de-a lungul anilor. Atunci când este utilizat ca vasodilatator în tratamentul bolilor de inimă, este ingredientul activ din nitromină și medicamente nitrolingve. Medicamentul care salvează viețile se găsește în pungile fiecărui medic și ale fiecărui pacient cu inimă. Lichid incolor sau ușor gălbui, inodor, uleios. Incalzi,

explodează și sub frecare și cu un impact mic (0,2 J). Viteza sa de detonare este de 8200–8500 m/s, în funcție de forța de pornire (impact). Din 7 kg de nitroglicerină se formează 715 l de produs de descompunere gazoasă. De asemenea, oxigenul este eliberat în timpul unei explozii, astfel încât bilanțul de oxigen al procesului este pozitiv. Este foarte solubil în mulți solvenți organici și oarecum solubil în apă. Este un bun solvent în sine, dizolvă bine compușii nitro, joacă un rol important în producerea de explozivi multicomponenți. Se evaporă puternic chiar și la temperaturi scăzute. [1,2] 1 2 Căpitan medical, Regimentul de pompieri Honvéd 1 și Regimentul navelor de război. Judecat de: Prof. Dr. László Lukács, profesor, NKE HHK. 105 Figura 1 Structura moleculară a nitroglicerinei [3] Figura 2 Dinamită [4] Figura 2 Aceasta este, de asemenea, nitroglicerină [5] Absorbție prin expunere profesională prin căile respiratorii sau piele, ingestia accidentală este rară și poate fi asociată cu mâncarea și fumatul la locul de muncă . THE

redus la nitriți în organism. Se absoarbe rapid din piele, mucoase, dezvoltă niveluri plasmatice eficiente și are un timp de înjumătățire plasmatică de câteva minute, deoarece nitroglicerina absorbită se leagă puternic de celulele roșii din sânge și se acumulează în peretele vasului. Legarea proteinelor în plasmă este de cca. 60%. Mai puțin de 1% din cele 106 doze administrate sunt excretate nemodificate prin urină, în timp ce ceilalți metaboliți sunt excretați nemodificat. Nitroglicerina dilată foarte mult capilarele înainte și după sistemul capilar, arterele mari și în special coronariile. Vasodilatația în circulația sistemică crește și crește capacitatea venoasă. ducând astfel la o reducere a revenirii venoase la inimă (preîncărcare), o scădere a volumului ventricular și a presiunii de umplere. Ca urmare, necesarul de energie și oxigen al mușchiului cardiac este redus. Acest efect este exploatat în medicină.

Nitroglicerina relaxează, de asemenea, mușchii bronșici, mușchii pereților tractului urinar, vezicii biliare și ale căilor biliare, precum și mușchii esofagului, intestinului subțire și gros și sfincterului. Efectul său se datorează probabil așa-numitelor prin receptorul de nitrați, prin formarea de NO și acumularea de cGMP intracelular. Acumularea de cGMP previne afluxul de ioni de calciu, ducând la relaxarea musculaturii netede. Procesul poate fi găsit mai detaliat în descrierea efectului nitropentei. Formează metemoglobină în celulele roșii din sânge, dar îi lipsesc fenomenele de leziuni ireversibile: formarea corpului Heinz, hemoliza. Consecințele sunt pielea albăstruie și alte simptome de hipoxie. [6] [7] Efecte: [6] [7] [8] 1. simptome generale: slăbiciune, leșin, stare generală de rău, vărsături, scădere în greutate. 2. efecte cardiovasculare: cauzate de vasodilatație

o scădere a tensiunii arteriale și hipotensiune arterială dependentă de postură pot apărea cu bătăi rapide ale inimii reflexive, amețeli sau senzație de slăbiciune. Leșinul este, de asemenea, obișnuit. La concentrații mai mari ale spațiului aerian, pot apărea dureri toracice, semne ECG sau chiar moarte subită cardiacă. Studii retrospective3 au fost efectuate în fabricile de arme din SUA și au constatat că proporția lucrătorilor sub vârsta de 35 de ani care au murit din cauza unui atac de cord a fost mai mare decât în populația generală. Alte studii confirmă datele, ratele de deces subit cardiac înainte de vârsta de 45 de ani în rândul lucrătorilor cu nitroglicerină fiind semnificativ mai mari decât în populația generală, în timp ce nu există nicio diferență în numărul pacienților cu cardiopatie ischemică cronică. [9] 3. sistemul nervos: neliniște, agitație, iritabilitate. 4. efecte hematopoietice: provoacă metemoglobinemie. 5. efecte gastrointestinale: rareori pot apărea greață, vărsături. 6.

sistemul reproductiv: fertilitatea scăzută a descendenților a fost observată la șoareci, nu s-au observat modificări la om. 7. piele: pot apărea înroșirea feței și reacții alergice ale pielii, în unele cazuri o reacție de hipersensibilitate și inflamație a pielii cu un grad ridicat de exfoliere. Ochiul 8: crește presiunea intraoculară, crescând probabilitatea de a dezvolta glaucom4. 9. Efecte toxice tardive: în studiile pe animale cu administrare orală pe termen lung, cu doze mari, nu s-au observat efecte cancerigene la șoareci, în timp ce incidența degenerescenței țesutului conjunctiv hepatic și a cancerului a fost crescută la șobolani. Non-cancerigen conform monografiei IARC (Grupa 3). Tulburare de dezvoltare 10: Nu s-au găsit dovezi de teratogenitate. Consumul de alcool poate provoca iritabilitate, furie, acest simptom este atribuit efectului nitroglicerinei asupra ficatului.

enzimă alcool dehidrogenază degradantă a alcoolului. Similar cu nitropenta, toleranța la nitrați se poate dezvolta în otrăvirea cronică (producție explozivă). Acesta este momentul în care angina caracteristică „luni dimineața” se dezvoltă ca urmare a lipsei de nitrați.3 Retrospectivă: un studiu al evenimentelor din trecut sau a datelor obținute. Cataracta: presiunea umorului apos din ochi crește, rezultând leziuni ale retinei și ale nervului optic, care pe termen lung pot duce la orbire dacă nu sunt tratate. 4.107 îngustarea arterelor coronare, ducând la un sindrom de durere toracică. Tratamentul este simptomatic. Scoaterea din serviciu vindecă de obicei pacientul. Până în prezent, 78 de otrăviri la locul de muncă au fost raportate într-o fabrică de explozivi. [9] [10] NITROGLICOL (CAS: 628-96-6) Nitroglicolul (dinitrat de etilen glicol, EGDN) nu a fost folosit niciodată singur în scopuri militare sau industriale. Până la mijlocul anilor 1990

singura sa utilizare a fost reducerea punctului de îngheț al tuturor explozivilor pe bază de nitroglicerină. Rata de detonare este ușor mai mică decât cea a nitroglicerinei. De asemenea, are o producție mai mare de căldură și gaze explozive. Are proprietăți chimice și fizice foarte asemănătoare cu nitroglicerina, un lichid incolor cu un miros caracteristic și un gust vâscos, dulce. Sensibilitatea sa la impact este aceeași cu cea a nitroglicerinei: 0,2J. De asemenea, este foarte sensibil la frecare. Echilibrul de oxigen: 0%, deci este suficient oxigen în timpul reacției de explozie. Este mai puțin solubil în apă, dar și solubil în acetonă, benzen, cloroform și acetat de etil. [1] [2] Figura 3. Structura moleculară a nitroglicolului [11] Efectele sale fiziologice sunt ușor diferite, asemănătoare nitroglicerinei, are un puternic efect vasodilatator, dar este mult mai toxic. Se evaporă bine la temperatura camerei, este liposolubil, astfel încât pătrunde ușor în căile respiratorii, piele și mucoase.

este absorbit. Se dezvoltă o imagine similară cu otrăvirea cu solvent organic, cefalee, confuzie, somnolență, scăderea tensiunii arteriale, ritm cardiac scăzut, boli de inimă. Muncitorul se obișnuiește cu expunerea repetată, astfel încât retragerea bruscă poate provoca probleme, precum și expunerea nouă după o pauză (vacanță). Consumul de alcool provoacă dureri de cap severe. Inhalarea unor cantități mai mari după o perioadă de latență de 24 până la 48 de ore poate duce la aritmii cardiace și moarte subită cardiacă datorită efortului fizic mai redus, în special pe vreme mai caldă. [9] [7] NITRAT DE AMONIU (CAS: 6484-52-2) Descoperirea primului și probabil cel mai cunoscut tip de exploziv industrial, amestecul exploziv de azotat de azotat de amoniu, este legat de explozia îngrășământului cu azotat de amoniu care urmează să fie expediat în Europa pentru reconstrucție. Este foarte higroscopic

la azotatul de amoniu, pentru a-l proteja de umiditate în timpul transportului maritim, s-a amestecat un aditiv de aproximativ 0,8-1,0% format din parafină și un derivat petrolier. Ulterior, azotatul de amoniu și explozibilii de tip ANDO pe bază de motorină, utilizați în principal în exploziile miniere, au fost dezvoltate în continuare. 108 A doua etapă a dezvoltării explozivilor industriali a început cu descoperirea explozivilor în 1958, care sunt în principal soluții apoase de azotat de amoniu și alți nitrați amestecați cu combustibili (pulbere de aluminiu, glicol etc.) și sensibilizatori (TNT, nitropenta, hexogen ). Pot fi umplute și amestecate la fața locului, pompate dintr-un camion cisternă într-o gaură de foraj. Puterea lor este de 3-6 ori mai mare decât cea a lui ANDO. Un alt mare avantaj față de ANDO este că pot fi umplute în puțuri de apă, dar funcționează în mod fiabil până la + 4 ˚C, sub care îngheață și detonează incert. [1]

A treia etapă în dezvoltarea explozivilor industriali a fost apariția explozivilor emulsivi. În noul exploziv, picături cu diametru foarte mic de soluție de azotat de amoniu (10-4 mm) au fost acoperite cu un strat subțire de ulei în timpul tehnologiei speciale de fabricație. Drept urmare, explozivul este rezistent la apă, dar datorită proprietăților emulgatorului special, acesta nu își pierde proprietățile explozive nici măcar la -25-30 ˚C. Deoarece emulsia nu conține un component exploziv în sine, devine un exploziv propriu-zis numai după adăugarea unui aditiv sensibilizant. Acest aditiv sensibilizant este o sferă goală din sticlă sau plastic cu un diametru de câțiva microni. Rolul mărgelei de sticlă în emulsie este acela că, datorită presiunii ridicate și de propagare rapidă creată de unda de șoc formată atunci când explodează sarcina de pornire, energia cavităților din ele

generați o concentrație (așa-numitul „punct fierbinte”) suficientă pentru a detona partea adiacentă a explozivului și astfel pentru a efectua reacția în lanț. Cantitatea de bile de sticlă amestecate în emulsie controlează, de asemenea, inițiativitatea explozivului fabricat și adaptarea acestuia la temperatura exterioară. Cea mai recentă dezvoltare este o emulsie care conține bule de gaz. [1] Azotatul de amoniu este un solid cristalin alb. Formează cristale cu structură diamantată. Sublimează când este încălzit ușor. Compus higroscopic. Liber solubil în apă. Agent oxidant puternic la temperaturi mai ridicate. Structura sa de cereale influențează foarte mult utilizarea și proprietățile sale ca exploziv. Principala sa caracteristică este că are o greutate redusă, o tracțiune ridicată, siguranță la manipulare și o viteză de detonare de aproximativ 3500-4000m/s. Are o sensibilitate redusă la impact și nu este sensibil la frecare. În principal în mine, deschis

sunt folosite în săpături. Datorită vitezei lor de detonare relativ scăzute și a evoluției ridicate a gazelor (de aici și forța lor ridicată), acestea sunt deosebit de potrivite pentru explozii de pământ. [1] [12] Figura 4. Structura moleculară a azotatului de amoniu [13] 109 Figura 5. Imagine electromicroscopică a ANDO [14] Figura 6. Particulele de azotat de amoniu [14] Azotatul de amoniu are un efect minim asupra organismelor vii, LD50 la șobolani 2217 mg/kg greutate corporală, care reprezintă două treimi din sarea tradițională de masă. Poate pătrunde în organism sub formă de praf sau vapori prin membranele mucoase ale căilor respiratorii sau prin piele, sau prin înghițire, prin tractul digestiv. Greață, vărsături, crampe stomacale, cefalee, amețeli și hipertensiune arterială pot apărea dacă sunt consumate în cantități mari. Poate provoca iritații locale la nivelul pielii, mucoaselor, ochilor, căilor respiratorii și plămânilor. [15] Administrare cronică, relativ mare (mai mult

mai mult de 5 mg/kg greutate corporală/zi) poate duce la hipotensiune arterială dependentă de postură și metemoglobinemie. Acest lucru are ca rezultat simptome: slăbiciune, depresie, respirație scurtă, funcție mentală scăzută, ritm cardiac ridicat, cefalee, greață, vărsături, nefrită. Nu există dovezi de efecte toxice tardive, cancerigene, mutagene. [13] În timpul descompunerii, nitriții și nitrații din nitratul de amoniu apar în sol, în apele de suprafață și subterane și, în consecință, în apa potabilă. Au existat multe studii și publicații cu privire la efectele acestui lucru, în special asupra afectării sistemului nervos la sugari. Prin urmare, la rândul său, nu explozivii, ci fertilizarea excesivă sunt responsabili. Figura 7 Mixer de emulsie [16] Figura 8 Lambrex 1 emulsie explozivă [17] 110 REGULI DE IGIENĂ PROFESIONALĂ În domeniul siguranței chimice, angajatorul este obligat să

eliminați riscurile acolo unde acest lucru nu este posibil, reduceți riscurile la niveluri care nu sunt dăunătoare sau tolerabile. Acest lucru ar trebui făcut în special prin eliminarea expunerii la substanțe chimice periculoase, întreținerea corespunzătoare a echipamentelor utilizate, furnizarea de echipamente de protecție personală, minimizarea numărului de lucrători expuși substanței chimice și aplicarea condițiilor și reglementărilor de igienă adecvate. Există mai multe modalități prin care diferiți explozivi intră în corp. Absorbția cutanată este cea mai frecventă expunere profesională. Unele substanțe chimice pot pătrunde, de asemenea, prin pielea intactă, în special substanțe solubile în grăsimi, și chiar și unii solvenți pot facilita absorbția altor substanțe chimice. Absorbția prin pielea deteriorată are o importanță mai mare. Prin solubilitatea grăsimilor celor mai mulți explozivi, chiar și prin pielea intactă

este bine absorbit, acesta este utilizat și pentru nitroglicerină pentru administrarea medicamentului (plasture Nitroderm), expunerea prin leziuni poate fi mai frecventă. Desigur, cantitatea absorbită depinde de mai mulți factori, de dimensiunea și locația suprafeței afectate a pielii, în unele locuri în care epiderma este mai groasă (de exemplu, palme, tălpi) este mai greu pentru substanțele chimice să intre în fluxul sanguin, unde este puternic venat, unde este mai gros. țesutul adipos subcutanat, poate fi chiar depozitat. La fel ca pielea, ele sunt, de asemenea, bine absorbite prin membranele mucoase și conjunctive. Atingerea ochilor, gurii, mâncarea fără spălarea mâinilor și fumatul vă pun în pericol munca cu mâinile contaminate. Praful și vaporii de explozivi pot intra în contact cu ochii și membranele mucoase respiratorii. Pulberea, sub formă de vapori, este absorbită în sânge din plămâni

substanță toxică, măsurile noastre de eliminare depind de concentrația spațiului aerian, majoritatea otrăvirilor fatale au avut loc în timpul primului și al doilea război mondial în timpul fabricării explozivilor prin inhalare. Numai nereguli grave de igienă profesională pot duce la otrăvire orală atunci când lucrați cu substanțe chimice. Baza pentru prevenirea expunerii este, prin urmare, de a preveni absorbția explozivilor, care se poate face prin curățarea temeinică a mâinilor, utilizarea echipamentului de protecție individuală adecvat și îngrijirea atentă a celor mai mici daune. De asemenea, poate fi necesar să se măsoare concentrația aeriană de explozivi în interior. Acest lucru se poate face cu un așa-numit instrument de măsurare a punctului „fix” sau cu un eșantionator personal situat în zona de respirație a angajatului. Dacă concentrația depășește cea specificată în legislația relevantă

valori, este obligatoriu să se reducă acest lucru, de preferință prin măsuri tehnice, de organizare a muncii, dacă acest lucru nu este posibil, lucrătorul trebuie protejat cu echipament de protecție individuală. Ochelari de protecție pentru echipamentul individual de protecție a ochilor, mănuși de protecție dezvoltate pentru a proteja pielea împotriva substanțelor chimice (nitril), îmbrăcăminte de protecție în caz de risc de cantități mari de praf sau stropi și, desigur, aparat de respirat, dacă este necesar, în funcție de concentrațiile aeriene. Din punctul de vedere al protecției lucrătorilor, este extrem de important să se efectueze un test de aptitudine efectuat cu o frecvență suficientă, unul dintre scopurile importante al acestuia fiind acela de a stabili că nu există nicio boală sau leziune în organism care să indice expunerea la o substanță chimică, în acest caz explozivi. 111 REZUMAT EXECUTIV Deși explozivii pe bază de azotat de amoniu, emulsiile și dinamitele utilizate în industrie sunt mai puțin toxice decât explozivii militari.,

dar sunt folosite în cantități mult mai mari. În timpul unei explozii, câteva tone sunt umplute în cavități de umplere pregătite găurite la câțiva metri adâncime în mine, cel mai adesea ajutoarele de sablare sunt turnate din pungi de către asistenții de sablare, chiar și emulsia „salam” este deschisă de către mașinii de sablare datorită iniţiere. În acest timp, praful explozivilor și, în funcție de temperatură, vaporii pot intra în contact cu mâinile lor, cu membranele mucoase ale căilor respiratorii. Nu este diferit în tratarea diferitelor dinamite. Azotatul de amoniu este mai mic, dar nitroglicerina și nitroglicolul sunt foarte toxici, ușor de absorbit și au un efect rapid asupra sistemului vascular, care este utilizat în medicină în cantități foarte mici. Mediul de reglementare de astăzi necesită utilizarea unor instalații industriale avansate și echipamente de protecție adecvate și respectarea unor reglementări de bază privind igiena muncii.