Классификация сильдействующих ядовитых веществ, аварийно-химически опасных веществ и ядовитых технических жидкостей

По химическому строению, физико-химическим и токсичным свойствам СДЯВ неоднородны и могут классифицироваться по ряду признаков (рис. 42).

Рис. 42 – Основные направления классификации СДЯВ

По степени токсичности выделяют 6 групп СДЯВ (табл. 28).

Таблица 28 - Классификация СДЯВ по степени токсичности

Путь поступления Группа токсичности СДЯВ	Ингаляционный - LC, мг/л	Энтеральный – LD, мг/кг
Чрезвычайно токсичные	ниже 1	ниже 1
Высокотоксичные	1-5	1-50
Сильно токсичные	6-20	51-500
Умеренно токсичные	21-80	501-5 000
Малотоксичные	81-160	5 001-15 000
Практически нетоксичные	выше 160	выше 15 000

К наиболее опасным (чрезвычайно и высокотоксичным) ядам относят:

- органические и неорганические соединения некоторых металлов (мышьяк, ртуть, свинец, цинк и др.);

- карбонилы металлов (никеля, железа и др.);

- синильная кислота и цианиды, нитрилы, изоцианаты;

- соединения фосфора (ФОС и другие);

- фторорганические соединения;

- хлоргидрины (этиленхлоргидрин, этилхлоргидрин);

- галогены (хлор, бром);

- другие соединения (этиленоксид, алиловый спирт, метилбромид, фосген).

К менее опасным (сильно и умеренно токсичным) ядам относят:

- минеральные и органические кислоты;

- соединения серы (диметилсульфат, сероуглерод, хлорид и фторид серы и др.)

- щелочи (аммиак, натронная известь, едкий калий и др.)

- хлор и бромзамещенные производные углеводородов (хлористый метил, бромистый метил)

- некоторые спирты и альдегиды кислот

- органические и неорганические нитро- и аминосоединения (гидроксиламин, гидразин, анилин, толуидин, амилнитрит, нитробензол, нитротолуол, динитрофенол)

- фенолы, крезолы и их производные

- гетероциклические соединения.

Исходя из преимущественного синдрома, развивающегося при острой интоксикации, различают следующие группы СДЯВ:

I. Вещества с преимущественно удушающим действием: соединения, для которых главным объектом воздействия в организме являются верхние и нижние дыхательные пути, при этом возможно развитие токсического трахеита, бронхита, пневмонии, отека легких (треххлористый фосфор, хлорид серы, хлорпикрин, хлор, фосген, метилизоцианид).

При действии паров ряда удушающих веществ в высоких концентрациях возможен быстрый летальный исход от шокового состояния, вызванного химическим ожогом открытых участков кожи, слизистых верхних дыхательных путей и легких.

По скорости развития токсического процесса в легких различают:

- быстрые ОВ удушающего действия: хлор, хлорпикрин, аммиак;

- медленнодействующие ОВ удушающего действия: фосген, дифосген, окислы азота.

II. Вещества преимущественно общеядовитого действия: соединения, способные вызывать острое нарушение биоэнергетического обмена, которое и является в тяжелых случаях причиной гибели пораженного. Условно их можно разделить на кровяные и тканевые яды (рис. 43).

Рис. 43 – Классификация ОВ общеядовитого действия

III. Вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием (акрилонитрил, оксиды азота, сернистый ангидрид, сероводород).

Значительное количество СДЯВ, способных при ингаляционном воздействии вызывать токсический отек легких, а при резорбции нарушать энергетический обмен. Многие соединения этой группы обладают сильнейшим прижигающим действием, что затрудняет оказание медицинской помощи.

IV. Вещества, действующие на проведение и передачу нервного импульса (нейротропные яды) - нарушают механизмы центральной и периферической нервной регуляции: ФОС, сероуглерод, аммиак.

Основные принципы воздействия вышеуказанных токсикантов на организм:

- нарушение процессов синтеза, хранения, выброса, взаимодействия с рецепторами, инактивации и обратного захвата продуктов распада нейромедиаторов;

- конкурентное взаимодействие с рецепторами-мишенями;

- изменение проницаемости ионных каналов возбудимых мембран.

V. Метаболические яды с алкилирующей активностью оказывают повреждающее действие веществ на организм путем формирования глубоких структурных и функциональных изменений в клетках, приводящих к их гибели.

Алкилированием в органической химии называют реакции, сопровождающиеся введением алкильного радикала в структуру нуклеофильных реагентов. К последним относятся меркаптаны, амины, спирты, нуклеиновые основания и другие соединения.

К числу наиболее токсичных представителей этой группы ОВ относятся:

1. Галоидные алкилы:

- йодистый метил, бромистый метил и др.

Реакция вышеуказанных соединений с нуклеофильными реагентами описывается уравнениями:

RX + HRS6' → RSR + XH

RX + H₂NR' → RNH-R + XH,

где R означает CH₃; C₂H₅ или другие алкильные радикалы, Х – галоид,R' – алкильный радикал в молекуле субстрата, с которым реагирует алкилирующий агент.

2. Замещенные галоидные алкилы и их производные (элементоорганические соединения):

- сероорганические соединения (галогенированные тиоэфиры: сернистый иприт);

- азоторганические соединения (галогенированные алифатические амины и некоторые аминосоединения жирного ряда: азотистый иприт, этиленамин);

- мышьякорганические соединения (галогенированные алифатические арсины: люизит);

- органические окиси и перекиси (этиленоксид) и др.

3. Алкиловые (метиловые и др.) эфиры сульфокислот и кислот фосфора, а также других минеральных кислот:

СН₃ОSO₂OCH₃ + H₂NR → СН₃ NR + HОSO₂OCH₃

4. Химические соединения, содержащие активированные кратные связи, раскрытие которых происходит при реакциях с нуклеофильными реагентами (олефины и их производные: бутен-2, изобутилен, перфторизобутилен; акролеин, хлорацетофенон, CS, CR).

Основные биомишени алкилирующих соединений – аминокислоты, пептиды, белки, нуклеиновые кислоты, липиды и другие биологически значимые соединения.

Основными эффектами, присущими для алкилирующих соединений, являются:

А). Цитотоксический - непосредственное повреждающее действие при контакте с тканями:

- нарушение структуры и функции активных центров ферментов (алкилирование гексокиназы, обеспечивающей фосфорилирование глюкозы, нарушая, тем самым, углеводный обмен, ингибирования НАД с последующим расстройством тканевого дыхания и др.);

- изменение активности рецепторов;

- нарушение конформации биологически важных макромолекул.

Б). Цитостатический («радиомиметический»):

- алкилирование нуклеиновых (как правило, пуриновых) оснований с образованием ониевых соединений (формирование «точечной мутации» - разрыва N-гликозидной связи с депуринизацией нуклеотида, что проявляется при последующих репликации и транскрипции нуклеиновых кислот);

- нарушение деления клеток (в первую очередь органов и тканей, обладающих высокой митотической активностью – красный костный мозг, ретикулоэндотелиальная система, кожа, слизистые, половые железы): утрата способности к митозу или нежизнеспособность дочерних клеток за счет мутаций хромосом.

В). Сенсибилизирующий: угнетение диаминоксидазы, инактивирующей гистамин, что приводит к нарушению обмена последнего.

Г) Выраженный кумулятивный за счет липофильности.

6. Вещества, извращающие обмен веществ - токсические соединения группы диоксина. Особой биологической активностью отличаются дибензодиоксины и полихлорированные бензофураны.

Данные вещества характеризуются:

- способностью проникать через легкие, пищеварительный тракт, неповрежденную кожу

- вызывать заболевания с чрезвычайно вялым течением.

При интоксикации диоксинами в патологический процесс вовлекаются практически все органы и системы организма. Характерной особенностью действия этих веществ является выраженное нарушение обмена веществ.

Основные характеристики диоксинов как суперэкотоксикантов:

- необычайная стойкость и способность кумулироваться на объектах внешней среды;

- способность передаваться по пищевой цепочке без потери токсических свойств;

- высокая способность к кумуляции в организме человека и животных;

- длительный период полувыведения (5-7 лет).

7. Вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак).

К данной группе относятся токсические соединения, вызывающие при ингаляционном поражении токсический отек легких, на фоне которого формируются тяжелые поражения нервной системы.

В основе действия на мозг лежит нарушение генерации, проведения или передачи нервного импульса, которые усугубляются состоянием тяжелой гипоксии, вызванной нарушением внешнего дыхания.

По степени воздействия на организм человека СДЯВ разделяются на 4 класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76):

1 класс: коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО) более 300, LС<0,003 мг/л;

2 класс: КВИО =299 - 30, LС = 0,003 ч; 0,003 мг/л;

3 класс: КВИО = 29 - 3, LС = 0,03 ч; 0,3 мг/л);

4 класс: КВИО менее 3, LC>0,3 мг/л (табл. 29).

Таблица 29 - Классы опасности вредных веществ

Наименование показателей	Норма для класса опасности
1-го	2-го	3-го	4-го
Предельно-допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3	менее 0,1	0,1-1,0	1,1-10,0	более 10,0
Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/кг	менее 15	15-150	150-5000	более 5000
Средняя доза при нанесении на кожу, мг/кг	менее 100	100-500	501-2500	более 2500
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3	менее 500	500-5000	5001-50000	более 50000
Коэффициент возможности ингаляторного отравления (КВИО)	более 300	300-30	29-3	менее 3
Зона острого действия, м	менее 6,0	6,0-18,0	18,1-54,0	более 54
Зона хронического действия, м	более 10,0	10,0-5,0	4,9-2,5	менее 2,5

Вещества 1 и 2 классов опасности способны образовывать опасные для жизни концентрации даже при незначительных утечках.

По агрегатному состоянию СДЯВ подразделяются на:

- сжиженные и сжатые газы;

- жидкости с температурой кипения свыше 100°⁰С (высококипящие);

- жидкости с температурой кипения ниже 100°⁰С (низкокипящие);

По способности к горению СДЯВ разделяют на:

• горючие вещества (амил, аммиак-газ, сероуглерод, оксиды азота);

• трудногорючие вещества (аммиак-жидкость, цианистый водород);

• негорючие вещества (хлор, азотная кислота, фосген, оксид углерода);

• негорючие пожароопасные вещества. Разлагаются при низких температурах, выделяя горючиегазы (пары). Представители - хлор, азотная кислота, фтористый водород и др.