Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
94
Раздел 2. Военная токсикология
Глава 7. Основные понятия военной токсикологии
7.1. Предмет, цели, задачи военной токсикологии
Предметом изучения военной токсикологии является токсичность веществ, способных при экстремальных ситуациях вызвать групповое или массовое поражение людей, а также токсические процессы, формирование которых у личного состава приводит к снижению боеспособности воинских коллективов.
К числу основных критериев, позволяющих выделить токсиканты, способные при экстремальных ситуациях вызвать массовые поражения людей относятся:
- возможность их применения с военными целями;
- высокая токсичность при действии через органы дыхания, неповрежденную кожу и слизистую желудочно-кишечного тракта;
- физико-химические свойства, способствующие формированию зон химического заражения;
- большие запасы веществ на производственных объектах и базах хранения.
Вещества, удовлетворяющие этим критериям, могут быть обозначены, как ОТРАВЛЯЮЩИЕ И ВЫСОКОТОКСИЧНЫЕ ВЕЩЕСТВА (ОВТВ).
К числу ОВТВ прежде всего относятся:
- отравляющие вещества (ОВ) и токсины;
- сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ) или, по другой терминологии, токсичные химические вещества (ТХВ) или аварийно-опасные химические вещества (АОХВ) - потенциальные агенты формирования очагов массовых санитарных потерь при техногенных авариях и катастрофах на промышленных объектах;
- пестициды и фитотоксиканты боевого применения;
- диверсионные яды;
- высокотоксичные вещества (ВТВ), действующие при применении современных образцов вооружений (угарный газ, пороховые газы и т.д.).
Как и любые химические вещества, ОВТВ, действуя в различных дозо-временных условиях, способны вызывать самые разнообразные формы токсического процесса. Однако военных токсикологов интересуют прежде всего процессы, развивающиеся в результате острого воздействия токсикантов, приводящие к снижению боеспособности воинского коллектива - это транзиторные токсические реакции и острые интоксикации.
Цель военной токсикологии - совершенствование системы медицинских мероприятий, средств и методов, обеспечивающих предупреждение или ослабление действия ОВТВ при чрезвычайных ситуациях, а также сохранение жизни, восстановление здоровья и профессиональной работоспособности пораженного личного состава.
Эта цель достигается путем решения следующих задач:
- изучение токсичности веществ, способных вызвать групповое или массовое поражение личного состава при экстремальных ситуациях, механизмов, патогенеза, проявлений токсического процесса, формирующегося при действии ОВТВ;
- совершенствование методов диагностики химического поражения и оценки функционального состояния лиц, подвергшихся воздействию сверхнормативных доз токсикантов;
- создание медикаментозных и иных средств профилактики и оказания помощи пораженным ОВТВ, схем их оптимального использования, а также средств и методов предупреждения и минимизации пагубных отдаленных последствий химического воздействия;
- разработка нормативных и правовых актов, направленных на обеспечение химической безопасности личного состава.
7.2. Отравляющие и высокотоксичные вещества (ОВТВ)
Боевые отравляющие вещества (БОВ)
Бурное развитие химической промышленности во второй половине века явилось материальной основой для реализации идеи применения химических веществ в качестве оружия. 22 апреля 1915 года с применения газообразного хлора войсками Германии началась эпоха использования современных средств массового уничтожения. В ходе Первой мировой войны было применено около 130 тысяч тонн высокотоксичных соединений примерно 40 наименований.
В годы 2-й Мировой войны химическое оружие применяли в крайне ограниченных масштабах. Тем не менее работы по созданию новых образцов ОВ не прекращались. В фашистской Германии, а позже и других странах, были созданы чрезвычайно токсичные фосфорорганические отравляющие вещества (ФОВ). В качестве БОВ в различное время испытывались такие вещества как хлор, фосген, дифосген, хлорпикрин, мышьяковистый водород, синильная кислота, хлорциан, органические производные свинца и мышьяка, карбонилы металлов, галогенированные кетоны, 2,2-дихлордиэтилсульфид (сернистый иприт), 2,2,2-трихлортриэтиламин (азотистый иприт), различные фосфорорганические соединения (ФОС), и многие другие.
Цель применения боевых отравляющих вещества (БОВ) заключается в уничтожении противника или выведении его из строя в результате нарушения дееспособности и причинения ущерба здоровью. БОВ обладают самыми разнообразными физическими, химическими и токсическими свойствами. Далеко не каждое высокотоксичное соединение может рассматриваться как потенциальное ОВ. К числу основных требований, предъявляемых к боевым ОВ относятся:
- способность действовать на разные органы и системы организма;
- быстрота или, напротив «коварство» действия (наличие продолжительного скрытого периода);
- отсутствие органолептических характеристик;
- большая продолжительность заражающего действия;
- трудность распознавания причины поражения с помощью различных методов анализа;
- удобство боевого применения;
- устойчивость при хранении;
- дешевизна производства и т.д.
ОВ классифицируются по разным принципам. Значение имеют физические, химические, токсикологические свойства, тактические и методологические соображения.
Для военной медицины особый интерес представляет классификация в соответствии с основным действием на организм, и последствиями, к которым это действие приводит. Так различают ОВ:
1. Смертельного действия
- нервно-паралитические (зарин, VX)
- кожно-нарывные (иприт, люизит)
- удущающие (фосген, дифосген)
- общеядовитые (синильная кислота, хлорциан)
2. Несмертельного действия
- психохимические (BZ)
- раздражающие (СN, DM, CS, CR).
По скорости развития поражающего действия в группе ОВ различают:
- быстродействующие (поражение характеризуется минимальным скрытым периодом - минуты): зарин, синильная кислота, СN, DM, CS, CR;
- медленнодействующие (поражение характеризуется длительным скрытым периодом - часы): VX, иприт, люизит, фосген.
В зависимости от продолжительности заражения территории и войск после воздействия, отравляющие вещества подразделяются на:
- нестойкие - поражающие концентрации в зоне химического заражения сохраняются несколько десятков минут после их боевого применения;
- стойкие - поражающие концентрации в зоне химического заражения сохраняются в течение нескольких часов и суток.
В странах, производивших ОВ, кроме того, было принято выделять следующие группы (З. Франке, 1973):
- табельные ОВ - вещества, производимые в больших количествах, состоящие на вооружении армий, боевое применение которых определяется соответствующими уставами. В США, например к числу табельных относили V-газы, зарин, ботулотоксин, иприт, адамсит, хлорацетофенон, BZ и др., включая их всевозможные смеси.
- резервные ОВ - хорошо изученные вещества, которые на данный момент не производятся непосредственно в качестве ОВ, но при необходимости могут быть быстро изготовлены промышленностью в достаточных количествах (синильная кислота, галогенцианы, мышьякорганические и свинецорганические соединения, фосген и др.).
- ОВ ограниченного значения - токсичные вещества, свойства которых в целом удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ОВ, но которые либо использовались и используются для других целей (фосфорорганические инсектициды, мышьяковистый водород и др.), либо производятся в малом количестве, в связи с отсутствием достаточных производственных возможностей.
В 1993 году была принята Парижская «Конвенция о запрещении применения, разработки и накопления химического оружия». В настоящее время конвенцию подписали более 150 государств. В соответствии с принятыми документами в ближайшие годы предполагается уничтожить запасы химического оружия на планете.
Пестициды
Пестициды - вещества, предназначенные для борьбы с вредителями с целью повышения урожайности и сохранения материальных ценностей, созданных человеком (фитотоксиканты - вещества, предназначенные для поражения различных видов растительности). Наиболее желательным свойством пестицидов является избирательность их действия в отношении организмов-мишеней (высокая токсичность для вредителя и низкая - для человека). Однако селективность действия подавляющего большинства пестицидов не является абсолютной, поэтому многие вещества представляют опасность для человека. Групповое и массовое поражение людей возможно при авариях и катастрофах на объектах производства и хранения веществ, при их транспортировке, а также при использовании с военными целями.
Различные классы пестицидов представлены на таблице 17.
Таблица 17.
Классы пестицидов
|
Классы |
Основные химические группы |
|
Альгициды |
Оловоорганические соединения (брестар) |
|
Фунгициды |
Дикарбоксимиды (каптан) Хлорированные ароматические Углеводороды (пентахлорфенол) Дитиокарбаматы (манеб) Соединения ртути (ацетат фенилртути) |
|
Гербициды |
Амиды, ацетамиды (пропанил) Бипиридилы (паракват) Карбаматы, тиокарбаматы (барбан) Феноксиксусные кислоты (2,4,-Д, 2,4,5 - Т) Динитрофенолы (динитрокрезол) Динитроанилин (трифлюралин) Производные мочевины (монурон) Триазины (атразин) |
|
Нематоциды |
Галогенированные алканы (этилен дибромид) |
|
Моллюскоциды |
Хлорированные углеводороды (байлусцид) |
|
Инсектициды |
Хлорированные углеводороды - аналоги ДДТ (ДДТ) - циклодиены (алдрин) Хлорированные терпены (токсафен) Фосфорорганические соединения (паратион) Карбаматы (карбарил) Тиоцианаты (летан) Динитрофенолы (ДНОК) Фторацетаты (ниссол) Растительные яды - никотин - ротеноиды (ротенон) - перитроиды (перитрин) Аналоги гормонов роста (метопрен) Производные мышьяка (арсенат свинца) Фторсодержащие соединения (фторид натрия) |
|
Акарициды |
Сероорганические соединения (овекс) Формамидин (хлордимеформ) Динитрофенолы (динекс) Аналоги ДДТ (хлорбензилат) |
|
Родентициды |
Антикоагулянты (варфарин) Алкалоиды (стрихнин сульфат) Фторсодержащие соединения (фторацетат) Производные тиомочевины (нафтилтиомочевина) Соединения таллия (сульфат таллия) |
К числу наиболее вероятных ОВТВ, из числа пестицидов, относятся некоторые инсектициды, родентициды и отдельные гербициды из группы фитотоксикантов.
Фосфорорганические инсектициды (ФОИ) представляют собой по большей части эфиры фосфорной и тиофосфорной кислот. В настоящее время это наиболее широко используемые пестициды. Они токсичнее хлорорганических инсектицидов, но менее стойки в окружающей среде и потому менее опасны с точки зрения экологии. Среди наиболее известных ФОИ: паратион, диазинон, хлорофос, карбофос, дисульфотион, малатион. Все ФОС - нейротоксиканты, нарушающие проведение нервных импульсов в центральных и периферических холинэргических синапсах, и вызывающие отсроченную периферическую нейропатию.
Близким ФОС по механизму токсического действия на организм насекомых и млекопитающих является класс инсектицидов из группы карбаматов (производные карбаминовой кислоты). К наиболее известным пестицидам этой группы относятся: карбарил (севин), пропоксур (байгон), альдикарб (темик). Среди карбаматов найдены и вещества, обладающие чрезвычайной токсичностью для лабораторных животных.
Чрезвычайно опасны для человека средства борьбы с грызунами - родентициды. Производные фторуксусной кислоты, соли таллия, используемые для этой цели - высоко токсичные соединения.
Гербициды - это вещества, предназначенные для борьбы с растениями, в частности, сорными травами. Динитрофенол, динитро-орто-крезол, пентахлорфенол используются, как контактные гербициды. Хлорфенолы применяют и как фунгициды для защиты древесины от поражения грибами. Печальную известность, после войны США против Вьетнама, получили производные феноксиуксусной кислоты (2,4-Д и 2,4,5-Т), входившие в состав так называемой «оранжевой смеси», использовавшейся американцами в качестве дефолиантов. Эти вещества практически не токсичны для человека, однако, содержавшийся в качестве примеси 2,4,7,8,-тетрахлордибензодиоксин (ТХДД) вызывал поражение людей. Это вещество обладает свойствами иммунотоксиканта, тератогена, мутагена и канцерогена. Другими известным гербицидами являются паракват, дикват, атразин и т.д.
Диверсионные яды
Диверсионные яды - это вещества, которые могут быть использованы для заражения продовольствия, воды, обмундирования, других предметов снабжения и т.д. Такие вещества могут применяться диверсионными группами, диверсионно-десантными и воздушно-десантными подразделениями (З. Франке, 1973), а также различного рода террористическими группировками. Эти вещества даже в малых количествах могут оказаться весьма эффективными. К диверсионным ядам предъявляют следующие требования:
- высокая токсичность при поступлении через рот;
- отсутствие запаха, цвета, вкуса;
- хорошая растворимость в воде;
- устойчивость к нагреванию и гидролизу;
- наличие достаточно продолжительного скрытого периода действия;
- трудность обнаружения в организме и в зараженном материале;
- отсутствие специфики в клинике поражения;
- отсутствие противоядий и т.д.
Этим требованиям удовлетворяют многие соединения, с которыми может столкнуться военная медицина. С диверсионными целями могут использоваться вещества растительного происхождения (некоторые алкалоиды, гликозиды), яды грибов (аманитин, афлатоксины, трихотеценовые микотоксины), яды животных (тетродотоксин, сакситоксин), бактериальные токсины (тетанотоксин, ботулотоксин), другие органические (производные фторкарбоновых кислот) и неорганические (соли таллия, мышьяка, ртути, азотистой кислоты и т.д.) соединения. Не исключено использование с целью диверсии лекарств, пестицидов, промышленных агентов и т.д., в том числе и боевых отравляющих веществ.
Сильнодействующие и ядовитые вещества (СДЯВ)
Любое вещество, используемое в качестве сырья, исходного компонента синтеза, являющееся конечным продуктом производства или его отходом, обладающее высокой токсичностью, способное формировать достаточно устойчивые зоны химического заражения и находящееся на промышленном объекте в количестве нескольких десятков - сотен тонн, может при авариях и катастрофах стать причиной поражения людей. Перечни таких веществ неодинаковы для различных регионов страны (и тем более мира), они постоянно меняются, по мере совершенствования технологий и разработки новых технологических процессов. Поэтому списки и перечни СДЯВ, принятые различными ведомствами, порой включают разные вещества, числом от нескольких десятков до нескольких сотен наименований. Свойства этих веществ (агрегатное состояние, растворимость в воде, устойчивость к гидролизу, летучесть и проч.) и биологическая активность различны. Исходя из основных критериев, определяющих опасность СДЯВ (токсичность, способность формировать зону заражения, объем производства), к числу веществ, заслуживающих наибольшего внимания относятся: хлор, аммиак, оксиды серы и азота, нитрилы и изоцианаты, гидразин и его производные, некоторые металорганические соединения и др.
Патофизиологическая классификация ОВТВ
Несмотря на разнообразие химических веществ, представляющих интерес для военной токсикологии, они могут быть объединены в группы, в соответствии с особенностями механизмов, лежащих в основе острого повреждающего действия на организм, известной близостью течения и проявлений формирующегося токсического процесса (транзиторных токсических реакций и острых отравлений). В рамках учебника будут рассмотрены следующие группы отравляющих и высокотоксичных веществ:
1. Вещества, оказывающие преимущественно местное действие на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей и вызывающие их раздражение, сопровождающееся временной утратой пораженным дееспособности («ОВТВ раздражающего действия»).
2. Вещества, оказывающие преимущественно местное действие на дыхательные пути и ткань легких и вызывающие развитие токсического отека легких, («ОВТВ удушающего действия»)
3. Вещества, оказывающие преимущественно резорбтивное действие на организм, сопровождающееся выраженным нарушением функций органов и тканей с высокой метаболической активностью, в основе которого лежит острое повреждение энергетического обмена («ОВТВ общеядовитого действия»).
4. Вещества, характеризующиеся как местным, так и резорбтивным действием на организм, сопровождающимся структурно-функциональными изменениями со стороны клеток различных органов и тканей, в основе которых лежит нарушение пластического обмена, процессов синтеза белка и клеточного деления, («ОВТВ цитотоксического действия»).
5. Вещества, оказывающие преимущественно резорбтивное действие на организм, сопровождающееся нарушением высшей нервной деятельности, механизмов регуляции жизненно важных органов и систем, в основе которого лежит повреждение процессов генерации, проведения и передачи нервных импульсов, («ОВТВ нейротоксического действия»).
Как и любая другая, предлагаемая классификация веществ носит условный характер, так как все процессы, протекающие в организме, неразрывно связаны между собой, и повреждение одного из них, непременно приводит к повреждению и других. Необходимость выделения веществ в группы продиктована главным образом дидактическими соображениями.
7.3. Химическая обстановка
В результате случайного или преднамеренного попадания ОВТВ в окружающую среду складывается химическая обстановка. Химическая обстановка характеризуют масштабом, продолжительностью и опасностью химического заражения.
Химическое заражение - это наличие ОВТВ в окружающей среде (на местности, в воздухе, на вооружении и военной технике и т.д.), в количествах, опасных для поражения незащищенного личного состава в течение определенного времени.
Масштаб заражения определяется размерами зоны химического заражения, т.е. площадью, в пределах которой существует вероятность сверхнормативного воздействия ОВТВ и поражения незащищенного личного состава. Размеры зоны химического заражения, определяются не только концентрацией вещества в окружающей среде, но и нормативами его допустимого воздействия, установленными руководящими документами, которые на мирное время, аварийные ситуации и военное время, как правило, различны. Так, в мирное время критериями гигиенической оценки степени загрязнения воздуха являются предельно допустимые концентрации (ПДК) веществ для рабочей зоны, максимальные разовые и среднесуточные концентрации для населенных мест и т.д., научно обоснованные в ходе специальных исследований. Однако эти критерии не предназначены для аварийных ситуаций. Поэтому, в соответствии с «Временным положением о порядке взаимодействия органов исполнительной власти при аварийных выбросах и сбросах загрязняющих веществ и экстремально высоком загрязнении окружающей природной среды» (1969), под экстремально высокими уровнями загрязнения атмосферного воздуха понимается содержание одного или нескольких веществ, превышающее ПДК более чем в 50 раз при сохранении токсиканта в зоне заражения на срок менее 8 часов, в 30 - 49 раз - на срок 8 - 24 часа и на 20 - 29 раз - на срок 1 - 2 суток. Для поверхностных и морских вод экстремально высоким загрязнением считается превышение ПДК для веществ высоко токсичных (1 - 2-го класса опасности) в 5 и более раз, а для веществ умеренно и мало токсичных (3 - 4-го класса опасности) в 50 и более раз.
В любом случае размеры зон химического заражения будут тем больше, чем большее количество вещества попало в окружающую среду, чем выше его токсичность.
Продолжительность заражения характеризует временные границы, в пределах которых будет сохраняться зона химического заражения. Этот показатель обусловлен стойкостью ОВТВ на местности, т.е. способностью вещества сохранять во времени поражающее действие на незащищенный личный состав. Стойкость ОВТВ колеблется в чрезвычайно широких границах (табл. 18).
Таблица 18.
Период полуразрушения некоторых ксенобиотиков на открытой местности при температуре + 15 0C
|
Название |
Продолжительность |
|
Тетрахлорпарадибензодиоксин Бенз(а)пирен Карбофуран Vx Иприт Зарин Синильная кислота |
9 лет 2 года 45 дней 21 день 7 дней 4 часа минуты |
Как следует из данных, представленных в таблице 18, зоны возможного химического заражения можно разделить на:
- нестойкого заражения (минуты - часы);
- стойкого заражения (сутки - недели);
- длительного экологического неблагополучия (месяцы - годы).
Если в зоне химического заражения находится личный состав, формируется очаг химического поражения - совокупность людей, подвергшихся сверхнормативному воздействию ОВТВ. Возникновение очагов химического поражения ОВТВ как правило сопровождается формированием санитарных потерь, т.е. у пораженных развиваются интоксикации различной степени тяжести, в результате чего часть личного состава выходит из строя. Выход из строя личного состава оценивается с учетом поражения не ниже легкой степени тяжести на срок не менее суток.
Основными характеристиками очага химического поражения являются: количество пораженных (массовость поражения), наличие и структура потерь, время формирования потерь, характер токсического процесса у пораженных. Основные характеристики очага могут быть спрогнозированы методами математического моделирования экстремальных ситуаций.
Массовость поражения людей в зоне химического заражения определяется как абсолютной численностью пораженных, так и их удельным весом среди населения или личного состава частей и соединений. Так, массовые случаи поражения среди населения по интенсивности поражения условно разделяют следующим образом: низкая интенсивность - 20 пораженных на 1000 человек населения; средняя - 21-50 пораженных; высокая - 51-100; очень высокая - свыше 100.
Время формирования санитарных потерь среди личного состава, попавшего в зону химического заражения различными ОВТВ существенно различается. Некоторые ОВТВ действуют практически немедленно (например, синильная кислота, зарин, оксид углерода). Действие других сопряжено с наличием скрытого периода интоксикации (например, фосген, иприт, фторэтанол). Наконец существуют ОВТВ, поражение которыми развивается спустя несколько дней (иногда более недели) после воздействия (например, ботулотоксин, рицин, диоксин, тетраэтилсвинец). Следовательно, по этому признаку можно выделить ОВТВ быстрого действия, замедленного действия и крайне замедленного действия. Наибольшую опасность будут представлять зоны химического заражения, образуемые быстродействующими веществами, так как в этих условия возможности медицинской защиты личного состава будут существенно ограничены во времени. Однако зоны заражения, образуемые веществами крайне замедленного действия также представляют опасность, поскольку факт воздействия может долгое время оставаться незамеченным и в этих условиях мероприятия медицинской защиты не будут проводиться.
В зонах химического заражения некоторыми веществами (раздражающие ОВТВ, низкие концентрации отдельных нейротоксикантов, веществ общеядовитого действия и др.) возможно поражение личного состава без формирования санитарных потерь (временная утрата дееспособности - формирование транзиторных токсических реакций). Опасность подобных зон заражения минимальна, однако боеспособность воинских подразделений, находящихся в этих зонах будет существенно снижена.
Наконец относительно длительное пребывание личного состава в зонах химического заражения, характеризующихся пороговыми концентрациями токсикантов в окружающей среде, может вовсе не приводить к снижению боеспособности, но быть опасным в плане формирования отдаленных последствий действия ОВТВ, проявляющихся аллобиотическими состояниям и специальными формами токсического процесса.
7.4. Медицинская противохимическая защита
Медицинская противохимическая защита - это комплекс специальных санитарно-гигиенических, профилактических и лечебных мероприятий, проводимых в целях предупреждения или ослабления действия ОВТВ, а также сохранения жизни, восстановления здоровья и профессиональной работоспособности пораженного личного состава.
Специальные санитарно-гигиенические мероприятия предусматривают участие медицинской службы в проведении химической разведки в районе расположения войск, экспертизу воды и продовольствия на зараженность ОВТВ, обучение личного состава правилам поведения на зараженной местности и использования индивидуальных средств защиты (ИСЗ), а также проведение санитарной обработки пораженных на передовых этапах медицинской эвакуации.
Специальные профилактические медицинские мероприятия включают применение специальных медикаментозных средств, повышающих устойчивость личного состава к химическим веществам (профилактических антидотов и др.) и индивидуальных средств частичной санитарной обработки.
Специальные лечебные мероприятия включают применение антидотов (само- и взаимопомощи, лечебных), а также некоторых средств патогенетической и симптоматической терапии состояний, угрожающих жизни, здоровью, дееспособности пораженного, в ходе оказания первой (само-взаимопомощь), доврачебной и первой врачебной (элементы) помощи пострадавшим.
Средства, применяемые для осуществления специальных профилактических и специальных лечебных мероприятий, называются медицинскими средствами защиты.