Учебный вопрос №1. Общая токсикологическая характеристика ракетных топлив (окислы азота, гидразин).

Ракетные топлива подразделяются на жидкие и твердые. Жидкие РТ бывают однокомпонентными (иономолекулярные и смесевые) и двухкомпонентными (окислитель и горючее).

К твердым РТ относятся баллистные и кордитные пороха на основе нитроцеллюлозы.

Вещества, входящие в состав жидких РТ, обладают высокой агрессивностью и токсичностью по отношению к человеку. Поэтому перед медицинской службой появилась проблема профилактических мероприятий по защите военнослужащих, организации неотложной помощи при поражении компонентами ракетных топлив (КРТ).

В мирное время поражения КРТ, как правило, возникают при аварийных ситуациях, нарушении правил техники безопасности во время заправки, а также при разрушении хранилищ. При этом может страдать не только технический персонал.

В военное время опасность разрушения складов и хранилищ значительно возрастает и может привести к массовым поражениям военнослужащих и населения. В связи с высокой агрессивностью всех компонентов ракетных топлив по отношению к человеку и опасностью возникновения массовых поражений с полиорганной патологией эта категория пострадавших должна рассматриваться как боевая терапевтическая травма.

Классификация поражений (Н.А. Богданов, Е.В. Гембицкий, 1968 г.)

Наиболее распространенным видом жидких топлив являются двухкомпонентные РТ, состоящие из окислителя и горючего. Окислителями являются азотный тетраоксид (AT или амил) и азотная кислота (АК), а горючим — несимметричный диметилгидразин (НДМГ или гептил). Эта композиция является самовоспламеняющейся при контакте компонентов друг с другом, что упрощает систему запуска двигателя и уменьшает опасность взрыва в камере сгорания.

Наряду с ними в качестве окислителя используются перекись водорода, жидкий кислород, фтор и его соединения. В настоящее время наиболее широко используются азотная кислота, азотный тетраоксид и соединения фтора. Окислитель составляет 60—85% всей массы топлива.

I. Острое

А. Химические ожоги.

Характер патологического процесса:

а) местная воспалительная реакция, коагуляционный некроз;

б) функциональные и морфологические изменения внутренних органов, обусловленные рефлекторными сдвигами, протеотоксикозом (ожоговая болезнь) и частично резорбцией яда;

Степени поражения: I, II, III, IV

Основные симптомокомплексы:

— эритема: а) ограниченная по площади; б) распространенная по площади.

— пузыри: а) ограниченные по площади; б) распространенные по площади.

— некроз кожи: а) ограниченный по площади; б) распространенный по площади.

— некроз подлежащих тканей: а) ограниченные по площади; б) распространенные по площади.

Б. Ингаляционные отравления.

Характер патологического процесса:

а) воспалительные и некротические изменения слизистой дыхательных путей и альвеолярного эпителия;

б) функциональные и морфологические (преимущественно дистрофического характера) изменения внутренних органов, обусловленные рефлекторными сдвигами и резорбтивным действием яда.

Степень поражения:

— Легкая (преимущественно катары верхних дыхательных путей, легкие мозговые расстройства — оглушенность, головная боль, рвота).

— Средняя (тяжелые трахеобронхиты, сопровождающиеся заметными нарушениями общего состояния, токсические пневмонии).

— Тяжелая (токсический отек легких, коллаптоидные, судорожные и коматозные состояния).

В. Комбинированные поражения.

Характер патологического процесса: соответствующие сочетания изменений, характерных для ожогов и ингаляционного отравления, а также травматических повреждений.

— Легкие (химический ожог + ингаляционные отравления; химический ожог + ингаляционные отравления + травма);

— Средние (химический ожог + ингаляционные отравления; химический ожог + ингаляционные отравления + травма);

— Тяжелые (химический ожог + травма; ингаляционные отравления + травма).

II. Хроническое

Характер патологического процесса: то же, что и при ингаляционных отравлениях, но с превалированием второй группы изменений.

Степень поражения:

— Легкая (нерезкие функциональные сдвиги отдельных систем организма – «преморбидные состояния»);

— Средняя (умеренные органные изменения, выраженные системные функциональные расстройства, относительно легко обратимые при лечении (астенические состояния, НЦД, токсические гепатиты, хронические гастриты и др.);

— Тяжелая (существенные нарушения со стороны многих органов и систем, плохо поддающиеся лечению, иногда не полностью обратимые (затяжные астенические состояния, гастродуодениты, язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки и др.).

Окислы азота

Азотный тетраоксид (АТ, амил) на 99% состоит из тетраоксида азота (N₂O₄) и представляет собой летучую жидкость со своеобразным сладковато-острым запахом. Окраска жидкости и паров окислителя изменяется с изменением тем­пературы от почти бесцветной — при минус 40°С, через желтую и крас­но-бурую до почти черной — при температуре +180°С. Плотность азотистого тетраоксида составляет 1,447 г/см³, температура замерзания (плавления) — минус 11,2°С, температура кипения — плюс 21,5°С. При температуре +40°С тетраоксид азота почти полностью диссо­циирует на NO₂ и NО. Химическое равновесие в смеси окислов азота при изменении температуры устанавливается почти мгновенно. Амил хорошо смешивается с органическими растворителями, создавая с рядом органических веществ (керосином, бензином, бензолом и др.) взрывоопасные смеси. Взаимодействуя с водой, AT подвергается гид­ролизу с образованием азотной и азотистой кислот.

Ведущий в токсикологическом отно­шении газообразный компонент диссоциации амила — диоксид азота — является высокоопасным соединением.

Порог ощущения запаха диоксида азота 10 мг/м3, раздражающего действия — 150 мг/м3 при 4-минутной экспозиции и 90 мг/м3 при 15-минутном воздействии. Концентрация выше 400 мг/м3 вызывает токсический отек легких.

Содержание диоксида азота в атмосферном воздухе и в воздухе рабочей зоны производственных помещений строго регламентируется.

Окислители типа азотной кислоты представляют собой многокомпонентные ре­цептуры, в которых около 70% составляет азотная кислота, 24—28% тетраоксид азота, 0,7—3% вода и 0,15—1,3% ингибиторы коррозии. Пары АК имеют желто-бурый или оранжевый цвет.

Азотная кислота (АК) — летучая бесцветная жидкость, дымит на воздухе с образованием желтого облака («лисий хвост»). На воздухе разлагается с образованием двуокиси азота, воды и кислорода.

Токсичность азотной кислоты и ее окислов чрезвычайно велика. Концентрация 0,1—0,3 мг/л опасна даже при небольшой экспозиции. ПДК равна 0,005 мг/л. Пары оксидов азота тяжелее воздуха в 3,2 раза, растворяясь в воде, образуют азотную и азотистую кислоты и их соли (в частности нитраты и нитриты).

Гидразин

Как ракетное горючее гидразины и его производные весьма перспективны и отвечают большинству требований, предъявляемых к веществам подобного типа: обладают высокой плотностью, благодаря которой занимают относительно мало места, являются самовоспламеняющимся топливом, поскольку в присутствии катализатора мгновенно воспламеняются при соприкосновении с окислителем, для своего горения не требуют кислорода, что обеспечивает достаточную высоту и дальность полета.

Для военной токсикологии особый интерес представляют гидразин и его алкильные производные (диметилгидразин). Вещества могут вызывать формирование зон стойкого химического заражения и очаги химического поражения людей при аварийных ситуациях на объектах по производству и хранению токсикантов, при их транспортировке.

Гидразин — бесцветная маслянистая жидкость с запахом аммиака. Ле­туч. Плотность пара в 1,1 раза выше плотности воздуха Вещество хорошо растворяется в воде. Водные растворы обладают свойствами оснований. Разлагается при нагревании. Гидразин и его производные (монометилгидразин и диметилгидразин) — легковоспламеняющиеся вещества, го­рят с образованием высокотоксичных летучих нитросоединений.

Несимметричный диметилгидразин (НДМГ), или гептил, представляет собой бесцветную прозрачную легколетучую жидкость с резким неприятным запахом. Гигроскопичен, хорошо растворяется в воде, углеводородах, спиртах, эфирах. Молекулярная масса 60,08. Гептил является высокоопасным соединением с резко выраженными раздражающими свойствами. Его пары раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Воздействие гептила в концентрации 400 мг/м³ вызывает у человека смертельное отравление. Резкий запах НДМГ ощущается при его концентрации в воздухе выше 5,0 мг/м³ в первые минуты контакта. В последующем может наступить обонятельная адаптация.

Летальная доза гидразина для грызунов при введении в желудок составляет около 60 мг/кг, диметилгидразина — 33 мг/кг. При ингаляции паров в течение 4 ч смертельной является концентрация гидразина 0,32 г/м³, диметилгидразина — 0,11 г/м³ (в 200—500 раз менее токсичны, чем зарин).