Цианиды и их влияние на организм человека

1. Цианистые соединения

Неорганические цианиды гидролизуются водой и распадаются на двуокись углерода и неорганические кислоты, в результате чего образуется цианистый водород, который также может вырабатываться некоторыми встречающимися в природе бактериями. Цианистый водород выделяется при производстве кокса и стали; он может образовываться при пожарах в результате горения пенополиуретана (например, мебели, перегородок и т.д.). Он может выделяться случайно при попадании кислот на содержащие цианид отходы (например, нитрил молочной кислоты выделяет синильную кислоту при контакте со щелочью), и преднамеренно в газовых камерах, применяющихся для исполнения смертного приговора, где таблетки цианида опускаются в резервуары с кислотой, чтобы создать смертельную для человека атмосферу.

Ион цианида из растворимых цианистых соединений быстро поглощается организмом независимо от пути его проникновения — через кожу, дыхательную систему или пищеварительный тракт. Его токсичные свойства являются результатом способности образовывать соединения с ионами тяжелых металлов, которые блокируют необходимые для клеточного дыхания ферменты, особенно цитохромоксидазу. Это препятствует поглощению кислорода тканями, вызывая смерть от асфиксии. Кислород сохраняется в крови, придавая ей характерный вишнево-красный, алый цвет — признак острого отравления цианидом. Ионы цианида соединяются с метгемоглобином, содержание которого в крови составляет обычно около 2%; этот факт помог разработать методы лечения отравлений цианидами.

Если полученная доза не смертельна, часть цианида выделяется вместе с выдыхаемым воздухом, а остаток при помощи широко распространенного фермента роданазы преобразуется в гораздо менее вредный роданид, остающийся во внеклеточных жидкостях организма и выделяющийся с мочой. Содержание роданида в моче использовалось для оценки тяжести отравления, но его количественные характеристики не установлены, и его уровень повышен у курильщиков. Из-за сходства иона роданита с ионом йода возможно нарушение функций щитовидной железы.

Биологическое действие соединений этой группы неодинаково. При низких концентрациях, пары цианистого водорода (синильная кислота, цианистоводородная кислота) и галоидированных цианистых соединений вызывают раздражение глаз и дыхательных путей (дыхательные эффекты, включая отек легких, могут проявляться не сразу).

Нитрилы (также называемые органическими цианидами) — органические соединения, которые содержат характерную цианистую группу () и имеют общую RCN. Их можно рассматривать как производные углеводородов, в которых три атома водорода, присоединенных к первичному углероду, заменены нитрильной группой, или как производные карбоновых кислот (R — COOH), в которых кислородные и гидроксильные радикалы заменены нитрильной группой (). Нитрилы очень опасны, поскольку при нагревании, разлагаясь, выделяют цианистый водород.

Насыщенные алифатические нитрилы вплоть до представляют собой жидкости с довольно приятным запахом, напоминающим эфир. Нитрилы выше — твердые бесцветные вещества без запаха. Большинство нитрилов кипит без разложения при температурах ниже, чем соответствующие кислоты. Эти чрезвычайно активные соединения широко используются как промежуточные звенья в органическом синтезе. Они нашли широкое применение в качестве исходных материалов для синтеза различных жирных кислот, фармацевтических препаратов, витаминов, синтетических смол, пластмасс и красителей. Токсичность нитрилов значительно варьируется в зависимости от их молекулярного строения, от относительно безвредных соединений, например, насыщенные нитрилы жирной кислоты до высокотоксичных веществ, типа a-аминонитрилов и a-циангидринов, которые считаются такими же ядовитыми, как сама синильная кислота.

Галоидированные нитрилы высокотоксичны и являются серьезными раздражителями, вызывая сильное слезоточение. Такие соединения, как акрилонитрил, пропионитрил и фумаронитрил токсичны и могут вызывать тяжелый и болезненный дерматит. Воздействие токсичных нитрилов может вызвать быструю смерть в результате асфикции, подобно тому, как это происходит при отравлении цианистым водородом. У людей, подвергшихся воздействию высоких концентраций нитрилов, после выздоровления не наблюдалось никаких остаточных физиологических эффектов; это обстоятельство дает основание полагать, что человек либо погибает от отравления нитрилами, либо полностью выздоравливает. При медицинском обследовании, как периодическом, так и перед приемом на работу, особое внимание следует обращать на кожные заболевания, нарушения деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной систем. Дополнительный риск для контактирующего с нитрилами персонала могут представлять внезапные обмороки и судороги. Все нитрилы требуют крайне осторожного обращения, и к работе с ними должен быть допущен только обученный и полностью осознающий опасность персонал. Запрещается использовать кожу для изготовления защитной одежды, перчаток и обуви, поскольку через нее легко проникает акрилонитрил и подобные ему соединения; резиновые средства защиты должны регулярно обрабатываться и проверяться на наличие вздутий и размягчений.

Далее я привел несколько соединений и их действие на человека:

Акрилонитрил. Это соединение, подобно цианистому водороду, обладает удушающими свойствами. Акрилонитрил также является раздражителем, воздействуя на кожу и слизистые оболочки; его попадание в глаза может привести к серьезным повреждениям роговицы, если быстро не промыть их большим количеством воды. IARC относит акрилонитрил к группе 2A, как вероятный человеческий канцероген. Данная классификация основана на ограниченных свидетельствах его канцерогенности для человека и доказанной канцерогенности для животных.

Акрилонитрил может проникать в организм через кожу или дыхательные пути. При медленном отравлении жертвы могут иметь высокий уровень цианида в крови, прежде чем появятся первые симптомы. Они вызываются гипоксией тканей и включают в себя — в порядке появления — слабость рук и ног, одышку, ощущение жжения в горле, головокружение и нарушения мышления, цианоз и тошноту. На более поздних стадиях могут внезапно развиться коллапс, нарушение дыхания или судороги, остановка сердца. Некоторые пострадавшие впадают в истеричное состояние и становятся агрессивны; любые подобные отклонения в поведении могут служить признаком отравления акрилонитрилом.

Читайте также:  Гормональная контрацепция как метод реабилитации после прерывания беременности

Повторный или длительный контакт кожи с акрилонитрилом может вызвать раздражение по прошествии нескольких часов. Поскольку акрилонитрил легко впитывается в кожу или одежду, то если немедленно не снять загрязненные вещи и не промыть кожу под ними водой, то на коже могут появиться пузыри. Резиновая одежда должна часто мыться и проверяться, так как на ней появляются размягчения и вздутия.

Цианамид кальция. Цианамид кальция встречается, в основном, в виде пыли. При вдыхании он вызывает ринит, фарингит, ларингит и бронхит. Сообщалось о случаях перфорации носовой перегородки в результате длительного воздействия. При попадании в глаза он может вызвать конъюнктивит и язвы на роговице. Цианамид кальция может стать причиной чесоточного дерматита, который со временем приводит к образованию медленно заживающих язв на ладонях и между пальцами.

Его наиболее заметное общее действие — характерная вазомоторная реакция, которая может сопровождаться усталостью, тошнотой, рвотой, диареей, головокружением и ощущением холода. В тяжелых случаях может развиться циркулярный коллапс. Эта реакция может быть запущена или усилена потреблением алкоголя.

Кроме системы вентиляции и индивидуальных средств защиты, дополнительную защиту способен обеспечить водонепроницаемый крем, нанесенный на лицо и открытые участки рук. Важно строгое соблюдение норм личной гигиены, включая душ и смену одежды по окончании рабочей смены.

Цианаты. К наиболее важным применяемым в промышленности цианатам относятся цианат натрия, цианат калия, цианат аммония, цианат свинца и цианат серебра. Цианаты таких элементов как барий, бор, кадмий, кобальт, медь, силикон, сера и таллий могут быть получены в результате реакции между растворами цианата и солями соответствующего металла. Они опасны, поскольку выделяют цианистый водород при нагревании или при контакте с кислотой или кислотным дымом. Персонал, имеющий дело с этими соединениями, должен быть обеспечен средствами защиты кожи и органов дыхания.

Цианат натрия используется в органическом синтезе, термической обработке стали, и как промежуточное звено в производстве фармацевтических препаратов. Он считается средней силы ядом, и работающие с ним должны быть защищены от вдыхания пыли и загрязнения кожи.

Токсичность циановокислых соединений неодинакова; поэтому с ними следует обращаться с чрезвычайной осторожностью, принимая стандартные меры защиты персонала от их воздействия. При разложении в результате нагрева и при контакте с кислотами или кислым дымом циановокислые соединения могут выделять высокотоксичные газы. Поэтому необходимо оборудовать рабочие места вытяжной вентиляцией и следить за качеством воздуха в производственных помещениях. При работе с этими веществами важно обеспечить хорошие условия для личной гигиены.

Для поражений хлорцианом характерны три фазы патологических изменений:

1. В момент воздействия хлорциана, характерно сильное раздражающее действие – слезотечение, светобоязнь, раздражение слизистых носоглотки, гортани, трахеи, возможно развитие спазма гортани.

2. Через несколько минут может развиться клиника типичная для действия цианидов.

3. Если поражение в первых фазах не закончилось летальным исходом, развевается поражение дыхательных путей характерное для действия галлогенов, вплоть до развития токсического отека легких.

Цианистый водород: формула, класс опасности

Цианистый водород называют синильной или цианистоводородной кислотой. Он бесцветен, очень летуч и подвижен, легко воспламеняем, имеет характерный запах миндаля. Крайне ядовит.

Свойства

Цианистый водород (формула HCN) встречается в природе, его накапливают некоторые растения, его доля есть также в дыме табака, кокса, выделение наблюдается во время термического разложения полиуретанов и нейлона. Это вещество является природным инсектицидом и защищает косточки и семена многих растений от поражения вредителями. Например, оно содержится в ядрах абрикосов, слив, вишен, миндаля.

Легко смешивается при любом соотношении с диэтиловым спиртом, этанолом и водой, с ним вступает в реакцию также и альдегид. Цианистый водород становится твердым при -13,3 градусах по Цельсию, структура льда волокнистая. Превращается в газ при +25,7 градуса. Газ легче воздуха.

Различные материалы легко впитывают синильную кислоту. Это, например, резина, ткани, бетон, кирпич, а также любые пищевые продукты. Цианистый водород в смеси с воздухом образует легковоспламеняемую, взрывоопасную смесь, сила взрыва которой больше, чем от тротила.

Использование

Цианистоводородная кислота используется в производстве акрилонитрила, акрилатов, которые впоследствии идут на изготовление пластмасс. Также она необходима для получения хлорциана, акрилонитрила, аминокислот и фумигантов, использующихся в сельском хозяйстве для уничтожения вредителей. Участвует в синтезе нитрильных каучуков и синтетических волокон, молочной кислоты и оргстекла. Успешно применяется в борьбе с грызунами, для дезинфекции и уничтожения вредителей плодовых деревьев.

Перевозка и хранение

Для перевозки цианистого водорода используются как временное хранилище баллоны и контейнеры, железнодорожные цистерны. Для постоянного хранения применяют наземные вертикальные цилиндрические резервуары объемом от пятидесяти до пяти тысяч кубометров (коэффициент заполнения 0,9-0,95). Давление атмосферное, температура в баллонах не снижается. Максимально допустимый объем хранения — две тонны.

Головная боль, раздражение слизистых, чувство горечи во рту, паника — все это может вызывать цианистый водород. Воздействие на человека начинается после преодоления порога в 0,3 мг/м 3 (в кубе) — это предельная допустимая концентрация в воздухе для рабочих помещений. Атмосферный воздух населенных пунктов не должен содержать более 0,01 мг/м 3 .

Человек начинает чувствовать характерный запах миндаля при концентрации в 2-5 мг/м 3 . При увеличении концентрации до 5-20 мг/м 3 проявляются первые симптомы: боли в голове и головокружение, раздражение слизистых оболочек и глаз, во рту чувствуется горечь, также появляется необоснованное чувство страха. Длительное вдыхание паров с концентрацией 50-60 мг/м 3 вызывает тошноту и рвоту, сердцебиение, расширение зрачков, судороги и потерю сознания. Для смертельного исхода достаточно вдыхать пары с концентрацией 130 мг/м 3 в течение часа, а при концентрации 220 мг/м 3 время снижается до пяти минут. Смертельная концентрация составляет 1500 мг/м 3 .

Читайте также:  Симптом Щёткина — Блюмберга - это

Физиологическое воздействие

Синильная кислота — это вещество, способное вызывать в тканях кислородное голодание. При отравлении в теле человека наблюдается увеличение содержания кислорода в венозной и артериальной крови, таким образом снижается артериально-венозная разница, как следствие, потребление кислорода тканями резко снижается. Цианистый водород и его соли, будучи растворенными в крови, попадают в ткани и вступают в реакцию с цитохромоксидазой. После соединения с цианидом у этой трехвалентной формы железа нарушается функция переноса электронов на молекулы кислорода. Из-за того, что конечное звено окисления выходит из строя, нарушается весь процесс дыхания, ткани страдают от гипоксии, ведь хотя кислород и доставляется в нужном количестве, он не усваивается и отправляется в венозную кровь в неизменном виде.

Во время отравления синильной кислотой наблюдается активизация гликолиза: обмен меняется с аэробного на анаэробный.

Устранение аварий

Водород цианистый (класс опасности — 2) может быть смертельно опасным для человека. Во время ликвидаций аварий, которые связаны с выбросом или проливом NCH, опасная зона составляет 400 метров. Необходимо изолировать ее и удалить людей, убрать любые источники пламени, также запрещается курить. Находиться следует с подветренной стороны.

При нахождении в пределах опасной зоны обязательно использование средств защиты (изолирующих противогазов или дыхательных аппаратов, а также средств защиты кожи Л-1, КИХ-5 и КИХ-4). За пределами четырехсотметровой зоны можно не пользоваться средствами защиты кожи и обойтись промышленными и гражданскими противогазами, чтобы обезопасить себя от отравления.

Противогазы и другие средства защиты

Общевойсковые фильтрующие противогазы эффективны, если концентрация цианистого водорода в воздухе составляет менее 2500 мг/м 3 . Промышленные фильтрующие противогазы применяются при максимально допустимой концентрации в 6000 мг/м 3 . Однако если доля паров синильной кислоты в воздухе составляет 7000-12000 мг/м 3 (7-12 г), то даже надев противогаз, человек уже через несколько минут почувствует симптомы отравления из-за проникновения через кожные покровы. Именно поэтому при высоких концентрациях либо при длительной работе в зоне аварии обязательно применение полных средств защиты.

Цианистый калий: смерть с запахом миндаля

История ядов и отравлений богата и весьма занимательна. За тысячи лет был собран внушительный арсенал химических веществ, с помощью которых можно легко отправить ближнего своего на тот свет. Цианистый калий – далеко не самый сильный яд из существующих, но его, безусловно, можно назвать одним из наиболее знаменитых. И благодарить за это нужно создателей детективных и исторических романов. Беда в том, что литераторы, описывающие в своих произведениях отравление цианистым калием, плохо разбирались в химии, поэтому вокруг яда возникло столько легенд и мифов.

Цианид калия принадлежит к обширной группе химических веществ, которые носят собирательное – и несколько условное – название цианиды. Несмотря на свою зловещую славу, это соединение все еще используется в бытовой химии, его, например, содержат некоторые краски или средства для чистки ювелирных изделий. Так что теоретически, случайное отравление вполне возможно. Хотя, забегая наперед, отметим, что для этого нужно сильно постараться.

Однако, прежде чем перейти к описанию действия цианистого калия на человека, хотелось бы сказать несколько слов об особенностях этого соединения.

Свойства физические и химические

Цианистый калий представляет собой белый кристаллический порошок, похожий цветом и фактурой на обычный сахарный песок. Соединение прекрасно растворяется в воде, плохо в метаноле и совсем не растворяется в углеводородах. Цианид калия гигроскопичен, его плотность – 1,56 г/см3, температура плавления – 634,5 °C.

Формула цианистого калия – KCN. Его молекулярная масса составляет 65,12. Цианиды – это класс соединений, который содержит в своем составе группу -С N. Все неорганические представители данного класса являются производными цианистоводородной или синильной кислоты HCN. Причем далеко не все они имеют токсические свойства – ядовитыми являются только вещества, у которых цианогруппа не слишком сильно связана с молекулой и поэтому химически активна. Так что цианистый калий – скорее исключение, нежели правило.

На воздухе цианид калия взаимодействует с углекислым газом и водой, образуя поташ и синильную кислоту, согласно следующему уравнению:

В водном растворе цианид разлагается на синильную кислоту и гидроксид калия:

Вопреки распространенному мнению, цианистый калий не имеет выраженного аромата миндаля. Так пахнет циановодород, появляющийся при его гидролизе. Причем способность слышать этот аромат избирательна, считается, что это обусловлено генетически.

В лабораторных условиях соединение получают путем взаимодействия гидроксида калия и синильной кислоты. Еще один способ – реакция амида калия с коксующим углем при высокой температуре.

Немного истории: от египетских фараонов до нацистских концлагерей

Цианистый калий – это один из самых старых ядов известных человечеству. Упоминания о нем найдены еще в египетских текстах. Жители долины Нила добывали цианид из плодовых косточек и ласково называли эту жуткую отраву «персиком».

Синильная кислота – основной компонент для получения цианидов – была открыта шведским ученым Карлом Шееле в 1782 году. Непосредственно цианистый калий впервые синтезировал немецкий химик Роберт Бунзен в 1845 году. Он же придумал и промышленный способ его получения. Причем в конце XIX века отношение к этому опасному веществу было весьма легкомысленным – цианистый калий мог приобрести любой желающий.

Популярность яда среди злодеев настоящих и вымышленных легко объяснима: он отлично растворяется в воде, практически не имеет вкуса, а смертельная доза очень невелика — достаточно примерно 0,12 гр. Человек почти мгновенно теряет сознание, а затем наступает паралич дыхания. Синильная кислота не менее ядовита, но весьма неудобна в использовании: заметный запах может насторожить жертву, а высокая летучесть делает ее опасной для самого отравителя.

Во время Первой мировой войны его попытались использовать в качестве отравляющего вещества. Однако цианистый калий оказался недостаточно устойчив, поэтому боевого газа из него не получилось.

Читайте также:  Мыло от запора безопасные способы использования

Позже соединением заинтересовался Фриц Габер – выдающийся немецкий ученый, сыгравший ключевую роль в разработке германского химического оружия. Именно на основе цианида он создал печально знаменитый «Циклон-Б» – отравляющее вещество, которое нацисты использовали для умерщвления узников концлагерей.

В промышленности цианистый калий применяется довольно ограничено: в качестве реагента при извлечении драгоценных металлов из руд и при гальванических процессах.

Как на человека действуют цианиды

Бытует мнение, что цианистый калий убивает, связываясь с железом гемоглобина крови. Лишая тем самым ее возможности переносить кислород. Это не соответствует действительности. На самом деле яд мешает нашим тканям усваивать кислород, и организм буквально задыхается.

Цианистый калий имеет высокое родство к трехвалентному железу, поэтому в клетках он соединяется с ферментом цитохромоксидазой, которая отвечает за усвоение кислорода. А без него останавливаются все обменные процессы. Получается, что кислород в крови есть, но отравленный человек умирает от недостатка воздуха.

Следует отметить, что происходит это не сразу, даже если доза яда была велика. Но книги, рассказывающие о мгновенном действии цианидов, действительно не врут – потеря сознания происходит практически сразу.

Многие думают, что цианистый калий – самый сильный яд в природе. Это вовсе не так. Хорошо всем известные никотин и стрихнин куда опаснее. Стандартной мерой «ядовитости» служит количество токсина на килограмм массы животного, которое необходимо для смертельного исхода в 50% случаев (LD50). У цианида оно равняется 10 мг/кг, а у никотина — всего 0,3. Список можно продолжить далее: диоксин — 0,022 мг/кг, тетродотоксин, который выделяет рыба-шар, — 0,01 мг/кг, рицин из семян клещевины — 0,0001 мг/кг, токсин столбняка — 0,000001 мг/кг. Наиболее опасными и ядовитыми могут быть обычные консервы. Вернее, ботулинический токсин (0,0000003 мг/кг), вырабатываемый бактериями, которые поселяются в них. Еще можно добавить, что смертельная доза цианида калия во многом зависит от индивидуальных особенностей человека.

Симптомы отравления при больших и малых дозах

При попадании в организм большого количества яда смерть практически неизбежна. Мужчине среднего телосложения достаточно единовременно принять около 1 грамма цианистого калия. Затем последует потеря сознания, хрипы, судороги, остановка дыхания и смерть.

Доза от одной до двух десятых грамма яда также, вероятно, будет смертельной, но агония затянется минут на двадцать-сорок.

Иначе выглядит клиническая картина отравления небольшими дозами цианида калия. Оно сопровождается следующими симптомами:

  • горький привкус и жжение во рту;
  • обильное слюнотечение и тошнота;
  • головная боль и общая слабость;
  • одышка, учащение и углубление дыхания;
  • ослабление пульса и падение давления;
  • посинение или бледность кожи.

Существует миф о цианистом калии из косточек, которым, якобы, можно легко отравиться. На самом деле в косточках таких плодов, как персик, черешня, вишня, миндаль, слива цианида нет. Там находится довольно безвредное вещество амигдалин, которое под действием ферментов нашего желудочно-кишечного тракта превращается в синильную кислоту. На сегодняшний день в медицинской литературе нет ни единого случая смертельного отравления косточкам плодов и причина очень проста – их нужно съесть около двухсот штук. Кстати, опасны только сырые косточки – термическая обработка делает их абсолютно безвредными. Так что, смело кушайте косточки из домашних джемов и компотов.

Как помочь при отравлениях

Еще в XIX веке химики заметили, что соединяясь с обычным сахаром, цианиды теряют свои токсичные свойства. Именно поэтому людям, работающим с данным веществом, рекомендуют держать под языком небольшой кусочек сахара. Хотя, данный способ – просто дополнение к обычным защитным мерам (перчатки, маска, хорошая вентиляция).

30 декабря 1916 года группа заговорщиков во главе с князем Юсуповым с помощью цианистого калия решила убить фаворита царского двора Григория Распутина. Ему была подсыпана огромная доза яда, но она не оказала ни малейшего воздействия на знаменитого «старца». Все дело в том, что заговорщики плохо знали химию. Они начинили цианидом кремовые эклеры, которые Распутин запивал сладким вином. Поэтому смертельный яд оказался нейтрализованным.

Еще одним эффективным противоядием является тиосульфат натрия, который соединяется с цианидами и превращает их в безвредные роданиды. Более любопытна третья группа антидотов – это вещества, образующие с гемоглобином крови метгемоглобин. Он не может переносить кислород к тканям, но зато быстро связывается с цианидами, нейтрализуя их. В эту группу антидотов входят красители (метиленовый синий), неорганические и органические нитриты. Метгемоглобин не только связывает цианиды в крови, но и может разблокировать клеточные ферменты.

Данная группа антидотов наиболее эффективна, так как действует стремительно, но есть у нее и существенный минус. При большом количестве метгемоглобина кровь теряет способность переносить кислород, что чревато серьезными последствиями. Так что передозировка антидота также опасна.

Ссылка на основную публикацию
Цефтриаксон описание, инструкция, цена Аптечная справочная Ваше Лекарство
Уколы Цефтриаксон - инструкция по применению Уколы Цефтриаксон - антибиотик из группы цефалоспоринов 3 поколения. Назначается пациентам для лечения воспалительно-инфекционных...
Церепро отзывы и сравнение с аналогами
Холитилин Показания Противопоказания Способ применения и дозы Побочные действия Взаимодействие, совместимость, несовместимость Аналоги Действующее вещество Фармакологическая группа Лекарственная форма Фармакологическое...
Церукал (Cerucal) описание, рецепт, инструкция 1
Церукал рецепт на латинском Общая рецептура стр 2. 1 апр 2015. В латинском языке пять склонений (табл. 1). Наибольшее. Сколько...
ЦЕФТРИАКСОН» инструкция по применению (уколы) как разводить, аналоги, цена в аптеках
Цефтриаксон (Ceftriaxone) инструкция по применению Владелец регистрационного удостоверения: Произведено: Лекарственная форма Форма выпуска, упаковка и состав препарата Цефтриаксон Порошок для...
Adblock detector