124- Безопасность жизнедеятельности_Абрамов В.В_2013 -365с

171

сплавов и легированной стали для нужд химической промышленности, нагревательных элементов электрических цепей, огнеупорных кирпичей, хромовой кислоты и хроматов, применяемых для синтеза красителей в текстильной промышленности, дубильных веществ в кожевенном производстве и т.д. Содержание аэрозолей, в состав которых входит хром, в зоне заводов по выплавке хромистых сталей достигает 1 мг/ м3 (фоновое содержание должно быть 10-6 мг/м3). Частицы этих аэрозолей с ветром разносятся на большие расстояния и выпадают на поверхность Земли с атмосферными осадками. Установлено увеличение уровня содержания хрома в донных осадках за счет техногенных источников. Большие количества хрома могут содержаться в поверхностных и подземных водах в результате сбросов химических заводов и особенно предприятий по обработке металлов.

Хром – один из наименее токсичных тяжелых металлов и некоторые виды млекопитающих способны без видимых последствий переносить 100 – 200-кратное увеличение содержание этого элемента в организме.

В растительных и животных организмах хром всегда присутствует (он входит в состав ДНК), хотя вопрос, является ли этот элемент незаменимым питательным элементом для биологических объектов до сих пор не изучен. Некоторые, в частности лекарственные растения, способны его накапливать в значительных количествах (например, листья наперстянки). Концентрация хрома в продуктах питания широко варьирует: в мясе содержится до 60, в некоторых видах сыров – до 130, в орехах – до 140, а в яичном желтке – до 200 мг/кг. Очень высоки концентрации хрома в перце и пивных дрожжах.

При воздействии на людей выделяют легочную и желудочную формы интоксикации. Отмечаются различные дерматиты, аллергические реакции, раздражение верхних дыхательных путей. Многочисленными эпидемиологическими исследованиями установлено, что у людей, профессионально контактирующих с хроматами чрезвычайно высока частота бронхогенного рака. Это позволило экспертам МАИР отнести хром и его соединения к группе 1 канцерогенного риска для человека.

Мышьяк. Его содержание в земной коре (кроме геохимических зон) составляет 1·10-4 – 1·10-3%. В воздухе неиндустриальных районов мышьяк присутствует в концентрациях 0,0005 – 0,02 мкг/м3. В грунтовых водах фоновый уровень мышьяка широко варьирует (0,1 – 200 мг/л), что обусловлено его содержанием в водопроводящих геологических слоях. В районах, где имеются залежи мышьяксодержащих руд, мышьяк присутствует и в природных водах, при этом из почвы в воду поступает до 5 – 10% общего количества мышьяка. В поверхностных водах среднее содержание этого элемента – 0,01 мг/л, а в океанических – 1,77·10-8 – 0,6·10-6%. В естественных условиях мышьяк в виде разнообразных соединений поступает в окружающую среду, главным образом, при извержении вулканов и эрозии

172

почв, а также из биогенных морских источников.

Таблица 20.6

Глобальные выделения мышьяка из природных источников (в тысячах тонн в год)

В природе мышьяк обычно существует в составе арсенидов меди, никеля и железа, а также оксидов и сульфидов мышьяка. В водной среде присутствует обычно в форме арсенитов и арсенатов. Разнообразные соединения мышьяка находят широкое применение в сельском и лесном хозяйстве как пестициды и гербициды, применяются в медицине и ветеринарии, стекольной, керамической, текстильной и кожевенной промышленности, электронике, электротехнике, оптике, при производстве красителей, зеркал и в других областях. Ежегодно в мире промышленно производится более 60000 тонн соединений мышьяка.

Антропогенные источники поступления мышьяка в окружающую среду – добыча и переработка мышьяксодержащих руд, пирометаллургия, сжигание природных видов топлива – каменного угля, сланцев, нефти, торфа, а также производство и использование суперфосфатов, содержащих мышьяк ядохимикатов, антисептиков.

Токсические эффекты соединений мышьяка хорошо и давно известны. Основные поражения, вызываемые мышьяком у людей, можно свести к следующим:

1)нарушения тканевого дыхания;

2)накопление в организме кислых продуктов обмена (молочной

ипировиноградной кислоты), т.е. общий ацидоз;

3)нарушение гемодинамики, расстройство сердечной деятельности;

4)гемолиз и анемия;

5)дегенеративные и некротические процессы в тканях на месте контакта;

6)эмбрио- и гонадотоксические и тератогенные эффекты

173

(например, у женщин, подвергавшихся во время беременности экспозиции к мышьяку, часто рождаются дети с низким весом, имеют место различные уродства, а также высока частота выкидышей);

7) канцерогенное действие, которое проявляется спустя значительное время после контакта с мышьяком, причем кроме производственных условий, главные пути поступления этого элемента в организм человека – мышьяксодержащие лекарства, пестициды и питьевая вода.

Мышьяк отнесен в группу безусловных канцерогенов для человека; он вызывает рак легких и кожи. Кроме того, соединения мышьяка обладают и мутагенным (кластогенным) эффектом – они, не вызывая генных мутаций, индуцируют как in vitro, так и in vivo хромосомные аномалии у различных объектов, в том числе и у людей.

Несмотря на то, что влияние мышьяка на разных представителей животного и растительного царства достаточно хорошо известно, он, учитывая тяжесть вызываемых им последствий, распространение в объектах окружающей среды и области применения, является одним из самых опасных химических экотоксикантов.

Ртуть – рассеянный элемент, концентрирующийся в сульфидных рудах, лишь небольшое ее количество находится в самородном виде. Ее среднее содержание в атмосфере обычно ниже 50 нг/мЗ, в земной коре – около 0,08 мг/кг.

Ртуть широко используется в электротехнической промышленности и приборостроении, на хлорных производствах, как легирующая добавка, теплоноситель, катализатор при синтезе пластмасс, в лабораторной и медицинской практике, сельском хозяйстве. Основными источниками загрязнения окружающей среды этим элементом являются: пирометаллургические процессы получения металла, сжигание органических видов топлива, сточные воды, производство цветных металлов, красок, фунгицидов и т.д.

Выбросы ртути в окружающую среду в результате деятельности человека весьма значительны. Общая (природная и антропогенная) эмиссия ртути в атмосферу составляет свыше 6000 тонн ежегодно, причем менее половины – 2500 т составляют поступления от естественных источников.

Таблица 20.7

Глобальные выделения ртути из природных источников (в тысячах тонн в год)

174

Наиболее опасным соединением ртути является метилртуть (протравливание посевного зерна). В Швеции используется метилртутьдицианамид, в Дании – фенилртуть, в Финляндии – алкоксиалкилат ртути.

Соединения ртути, в т.ч. метилртуть в больших объемах попадает в водную среду. Ртуть активно аккумулируется планктонными организмами, представляющими пищу для ракообразных, а последние поедаются рыбами. Щуки, выловленные в Балтийском море у шведского побережья, содержали до 5,7 мг/кг метилртути и если этой рыбой кормили кошек, то они умирали от ртутного отравления через 2–3 месяца.

Ртуть обладает широким спектром токсических эффектов на теплокровных. Механизм ее действия обусловлен блокадой аминных, сульфгидрильных и других активных групп молекул белка. Она способна включаться в транспортную РНК, нарушая тем самым биосинтез белков Воздействие ртути приводит к биохимическим сдвигам, в частности к нарушению окислительного фосфорилирования в митохондриях почек и печени. Установлены нейротоксические, гонадотоксические, эмбриотоксические и тератогенные свойства соединений ртути. Особо чувствительными к действию ртути являются эмбрионы.

20.5 Отравление металлической ртутью

Общеизвестно применение ртути для заполнения термометров, барометров, люминесцентных ламп.

Пары металлической ртути, как и большинство ее химических соединений, обладают чрезвычайно высокой токсичностью: ПДК паров ртути в воздухе рабочей зоны составляет 0,01 мг/м3 (для сравнения – ПДК такого боевого отравляющего вещества (химическое оружие), как фосген, составляет 0,5 мг/м3).

Начальные симптомы хронического отравления парами ртути

175

неспецифичны и выражаются, главным образом, в расстройствах нервной системы. Часто пострадавшие не связывают эти явления с истинной причиной – отравлением ртутью и продолжают находиться в отравленной атмосфере, в результате чего развиваются более серьезные поражения нервной системы вплоть до потери трудоспособности. Последствия хронических ртутных отравлений с трудом поддаются лечению.

Даже в концентрациях, в сотни и тысячи раз превышающих предельно допустимую, пары ртути не обладают цветом или запахом, не оказывают немедленного раздражающего действия. По этой причине находящиеся в отравленных ртутью помещениях, как правило, не подозревает об этом до тех пор, пока признаки серьезного отравления не станут явными.

Ртуть – чрезвычайно подвижная жидкость и легко распадается на мельчайшие шарики, попадающие в самые незначительные щели и труднодоступные места; Пролитую ртуть очень трудно собрать полностью, между тем даже небольшие ее количества, оставшиеся в щелях в виде мелких, часто невидимых невооруженным глазом капель, за счет значительной поверхности интенсивно испаряются и быстро создают в замкнутом помещении, особенно при недостаточной вентиляции, опасные для здоровья работающих концентрации паров. Необходимо иметь в виду,

что достаточно в небольшом помещении разбить всего один ртутный термометр и не провести тщательную демеркуризацию, чтобы работающие в этом помещении с течением времени получили ртутное отравление.

Ниже приведены зависимости равновесной концентрации паров ртути в атмосфере и давления паров ртути от температуры:

Таблица 20.8

Давление пара ртути при различных температурах

Из приведенных данных видно, что, например при 25°С в замкнутом помещении без вентиляции, содержащем открытую поверхность ртути, с течением времени концентрация паров ртути достигнет значения, в 2000 раз превышающего ПДК. Скорость испарения ртути со свежей поверхности в неподвижном воздухе при 20°С составляет 0,002 мг/(см2·ч).

Нетрудно подсчитать, что если 25 г ртути (около 2 см3) при падении

176

раздробится на капли диаметром 0,1 мм каждая (на практике диаметр некоторых капель достигает нескольких микрон и даже долей микрона), то общая поверхность всех капель составит около 0,1 м2. При 20°С с такой поверхности может испаряться за 1 ч около 2 мг ртути. За ночь в комнате объемом 100 м3 создастся средняя концентрация паров ртути, в 30 раз превышающая ПДК.

Следует учитывать, что пары ртути активно адсорбируются штукатуркой, деревом, ржавчиной, текстильными материалами, некоторыми марками линолеума, стеклом, металлами и другими материалами. Процесс адсорбции обратим, поэтому стены, потолок, мебель в зараженном ртутью помещении становятся дополнительными источниками выделения ее паров, особенно при повышении температуры воздуха. Нередко случается, что даже тщательная уборка обнаруженной в щелях пола «залежной» ртути не приводит к существенному снижению концентрации ее паров в воздухе, и чтобы сделать помещение пригодным для работы, приходится производить сложный и трудоемкий ремонт.

Вопреки широко распространенному мнению, слой воды, масла,

глицерина и других жидкостей, налитых поверх ртути, не препятствует ее испарению. Этот, казалось бы, противоречащий здравому смыслу, факт объясняется тем, что растворимость ртути во многих жидкостях хотя и ничтожно мала, все же выше, чем в воздухе. Например, растворимость ртути

вводе при 25°С составляет 60 мг/м3, что в 3 раза превышает концентрацию

еенасыщенных паров в воздухе при той же температуре (20 мг/м3). Поэтому недопустимо попадание ртути в сифоны раковин.

Положение усугубляется тем, что до сих пор в некоторых руководствах

описываются не отвечающие современным требованиям приемы работы со ртутью, малоэффективные методы демеркуризации помещений.

20.6 Действие ртути на организм человека

При вдыхании воздуха, содержащего пары ртути в концентрации не выше 0,25 мг/м3, последняя полностью задерживается в легких. В случае более высоких концентраций паров в атмосфере возможен и другой путь их проникновения в организм – через неповрежденную кожу.

В зависимости от количества ртути и времени ее поступления в организм возможны острые и хронические отравления, а также микромеркуриализм. Наиболее чувствительны к ртутным отравлениям женщины и дети.

Острые отравления парами ртути. В практике такие отравления встречаются редко – при поступлении значительного количества ртутных паров в организм в течение непродолжительного времени вследствие аварий.

Обычно симптомы острого отравления парами ртути проявляются уже через несколько часов после начала отравления – общая слабость, отсутствие аппетита, головная боль, боли при глотании, металлический вкус во рту,

177

слюнотечение, набухание и кровотечение десен, тошнота и рвота; как правило, появляются боли в животе, слизистый понос (иногда с кровью). Нередко наблюдается воспаление легких, катар верхних дыхательных путей, боли в груди, кашель, одышка, иногда озноб. Температура тела иногда повышается до 38 – 40°. В моче пострадавших находят значительные количества ртути. В особо тяжелых случаях через несколько дней возможна смерть.

Хронические отравления парами ртути (меркуриализм). Отравления возникают при сравнительно продолжительном нахождении – в течение нескольких месяцев, а иногда нескольких лет – в помещениях, воздух которых содержит пары ртути в количествах, незначительно превышающих санитарную норму.

При хронических отравлениях в первую очередь поражается центральная нервная система. В зависимости от типа нервной системы первые признаки могут быть различны: повышенная утомляемость, сонливость, общая слабость, головные боли, головокружения, апатия, а также эмоциональная неустойчивость – неуверенность в себе, застенчивость, общая подавленность, раздражительность. Наблюдается ослабление памяти, внимания, умственной работоспособности. Постепенно развивается усиливающееся при волнении дрожание («ртутный тремор») вначале пальцев рук, затем век, губ, в тяжелых случаях – ног и всего тела. Независимо от других признаков может появиться ослабление мышечной силы. Большое значение для диагностики ртутных отравлений имеет снижение кожной чувствительности, вкусовых ощущений и остроты обоняния. Наблюдается также усиление потливости, частые позывы к мочеиспусканию, иногда некоторое увеличение щитовидной железы, замедление или учащение сердечной деятельности, понижение кровяного давления.

Хроническое отравление вызывает предрасположенность к туберкулезу, атеросклеротическим явлениям, поражениям печени и желчного пузыря, гипертонии. У женщин нарушается менструальный цикл, увеличивается процент выкидышей и преждевременных родов, мастопатий; беременность протекает более тяжело, родившиеся дети нередко бывают нежизнеспособными или очень слабыми.

Последствия хронического отравления могут проявляться спустя несколько лет после прекращения контакта со ртутью.

Микромеркуриализм. Это хроническое отравление возникает при воздействии на человека в течение 5 – 10 лет ничтожных концентраций паров ртути.

Задолго до появления первых клинических признаков микромеркуриализма происходят резкие сдвиги пороговой чувствительности к запаху различных веществ, что можно выявить с помощью специальных тестов. Основаниями для проверки служат быстрая утомляемость, снижение работоспособности, повышенная возбудимость, головные боли,

178

раздражительность, ослабление памяти. Отсутствие контакта со ртутью не может явиться доводом против подозрений на ртутное отравление, поскольку микромеркуриализм возникает иногда при самых неожиданных обстоятельствах – может сыграть роль диффузия паров ртути из соседних помещений, разбитый даже очень давно ртутный термометр, если ртуть не была тщательно убрана, и т.п.

Более характерными признаками, проявляющимися, однако, не сразу, являются мелкий и частый тремор пальцев вытянутых рук, кровоточивость десен, катаральные явления верхних дыхательных путей, позывы к частому мочеиспусканию, у женщин, кроме того,– нарушения менструального цикла.

Если воздействие паров ртути на организм продолжается, микромеркуриализм переходит в хроническое отравление ртутью со всеми характерными для него симптомами.

20.7 Индикация паров ртути

Обнаружить пары ртути в воздухе можно с помощью индикаторных бумажек, пропитанных суспензией иодида меди (Cu2I2).

Способ приготовления индикаторных бумажек приведён ниже: фильтровальную бумагу пропитывают 5% раствором сульфата меди и затем равномерно опрыскивают из пульверизатора 10% раствором иодида калия. Для обесцвечивания бумагу опускают в 10% раствор тиосульфата натрия, затем промывают водой, сушат, нарезают полосками и хранят в герметичных склянках. (Все используемые препараты имеются в свободной продаже в аптеке или магазине фототоваров.)

Индикаторные полоски помещают в местах возможного попадания паров ртути в воздух на уровне человеческого роста. Если в течение рабочего дня (7 – 8 ч) бумажки не приобретают розоватого оттенка, содержание паров ртути в воздухе ниже ПДК.

20.8 Демеркуризация помещений

Демеркуризация помещения и мебели включает три обязательных процедуры: механическую очистку помещения от видимых шариков ртути, химическую обработку загрязненных поверхностей и, наконец, влажную уборку с целью тщательного удаления продуктов реакции ртути с химическими реагентами.

Мелкие шарики можно собирать, сметая их волосяной кисточкой в «фунтики» из гладкой бумаги, как в совок. Из «фунтиков» ртуть сразу переносят в банку для последующей очистки.

Из углублений и щелей ртуть извлекают при помощи полосок или кисточек из белой жести, медной или латунной проволоки и других амальгамируемых металлов. Чтобы ртуть хорошо прилипала к медным пластинкам или проволоке, перед употреблением их промывают ацетоном, затем окунают в разбавленную азотную кислоту и, наконец, промывают

179

водой. Медными кисточками ртуть можно легко собрать под слоем воды или органических жидкостей.

Амальгамированные пластинки и кисточки сами могут послужить источниками отравления воздуха, поэтому их следует хранить в специальных герметично закрывающихся банках.

В некоторых случаях работа по сбору ртути облегчается при использовании лейкопластыря, к которому хорошо прилипают мелкие шарики; отделяют ртуть от липкого слоя промыванием ацетоном.

При сборе ртути нельзя ограничиваться осмотром только доступных участков. Следует учитывать, что металлическая ртуть очень подвижна и мельчайшие ее шарики могут «разбегаться» далеко от места падения, падая в щели, трещины и прочие труднодоступные места. Мебель, под которую могли попасть шарики ртути, обязательно переставляют. В месте, где разлилась ртуть, неплотно прилегающие к полу участки линолеума вскрывают, плинтусы отрывают от стен. Если предполагается, что ртуть попала на деревянную мебель, вынимают все ящики и полки, особое внимание обращая на пазы и щели. Ящики выколачивают над куском линолеума или подстилкой из клеенки. Щели и стыки следует прошпаклевать и покрасить масляной краской.

Химическая обработка помещений. Различные методы химической обработки основаны либо на окислении ртути с превращением ее в оксид или в хлорид, либо на переведении ее в мелкодисперсное состояние, что облегчает уборку. Однако следует иметь в виду, что ртуть в химическом отношении весьма устойчива.

Далеко не все из описанных в литературе способов химической обработки достаточно эффективны. Например, совершенно бесполезно засыпать ртуть серным цветом, так как при комнатной температуре и даже при нагревании до 100°С ртуть и ее пары практически не взаимодействуют с измельченной серой. Нельзя применять для обработки металлические порошка, образующие амальгамы, во всяком случае без дальнейшей тщательной уборки, поскольку этот прием не уменьшает, а может даже увеличить скорость испарения ртути.

Демеркуризация раствором хлорида железа (III). Метод демеркуризации, основанный на взаимодействии ртути с раствором FеС1з, считается одним из наиболее простых и надежных. В результате химической реакции мелкие капли ртути превращаются в кислородные и хлористые соединения, более крупные при механическом перемешивании с раствором переходят в мелкодисперсное состояние, что увеличивает их реакционную способность и облегчает последующую уборку.

Для демеркуризации рекомендуется использовать 20% водный раствор хлорида железа (III). Более разбавленные растворы менее устойчивы вследствие гидролиза. Раствор готовят из расчета 10 л на 25 – 30 м2 площади помещения. Небольшие порции хлорида железа растворяют в холодной воде при перемешивании. Обрабатываемую поверхность обильно смачивают

180

раствором, затем несколько раз протирают щеткой для лучшего эмульгирования ртути и оставляют до полного высыхания. Через 1 – 2 суток поверхность тщательно промывают сперва мыльным раствором, затем чистой водой для удаления продуктов реакции и непрореагировавшей ртути.

Следует иметь в виду, что раствор хлорида железа вызывает сильную коррозию металлического оборудования и приборов, а также порчу деревянной мебели и некоторых пластиков. Металлические части приборов рекомендуется защищать, смазывая их перед обработкой вазелином.

Демеркуризация раствором перманганата калия. Метод основан на взаимодействии ртути со свободным хлором, образующимся при реакции перманганата калия с соляной кислотой. В результате образуется малотоксичная и нерастворимая в воде каломель.

Каломель (Нg2С12), оставленная на воздухе, со временем разлагается с выделением металлической ртути, поэтому после демеркуризации обработанные поверхности тщательно промывают.

Рекомендуется использовать раствор, содержащий в 1 л 1 - 2 г КМnO4 и 5 мл концентрированной соляной кислоты. Обработку удобно проводить с помощью пульверизатора. Через 1 - 2 ч можно приступить к уборке. Раствор вызывает коррозию металлического оборудования, хотя и в меньшей степени по сравнению с раствором хлорида железа. В случае образования бурых пятен на полу и мебели их можно удалить 3% раствором перекиси водорода.

20.9 Аварийно химическиопасные вещества, аварийно химическиопасные объекты

Химическиопасные вещества (ХОВ) могут попасть в окружающую среду в результате производственных аварий, стихийных бедствий, военных действий, диверсий, террористических актов. Если они загрязняют среду в результате аварии, они называются аварийно химическиопасными веществами (АХОВ).

Очаг и зона заражения. Территория, подвергшаяся воздействию ядовитых или химически опасных веществ, в результате которого возникают или могут возникнуть поражения людей, животных и растений, называется очагом химического заражения.

ХОВ обычно хранятся в сосудах под давлением, а их растворы – в ёмкостях. При аварии и разрушении сосуда под давлением давление в ней падает до атмосферного, в результате чего жидкое вещество вскипает, превращается в газ и начинает выделяться в атмосферу. Облако газа, пара или аэрозоля, возникшее в течение первых 3 мин, называется первичным облаком зараженного воздуха. Оно распространяется на большие расстояния. Оставшаяся часть жидкости растекается по близлежащей поверхности и, постепенно испаряясь, создает вторичное облако зараженного воздуха,