Про газ арсин и опасность, которая пришла с неба.
Эта статья посвещена моей версии развития событий на перевале Дятлова.
Я нашла медицинскую статью о том, что после смерти цвет лица меняется на более темный. Это связано с расположением сосудов и является естественным посмертным изменением. Желтоватый цвет лица умершего на похоронах связан с тем, что кровь заменяют фармолином (процесс бальзамирования). Однажды я была на похоронах человека, которого не подвергали бальзамированию. Меня (как и родственников на похоронах дятловцев) удивил цвет лица - темный, сине-лиловый. И я решила, что именно отсутствие бальзамирования (как косвенное подтверждение того, что 4 марта 1959 года в Ивделе полное вскрытие не производилось - теоретически могли в Свердловске вскрывать 7 марта, но акты СМЭ говорят иное) определило цвет лица.
Но после того, как я посмотрела интервью с Аскинадзе, где он показал наглядно, какой именно цвет был у лиц ребят (цвет темного шоколада), я стала искать, какие изменения в организме придают коже коричневый оттенок.
Коричнево-желтый цвет
Если кожа приобретает коричнево-желтый цвет, необходимо проверить состояние почек. Такой оттенок кожи может указывать на недостаточность
этого органа и развитие уремии.
Получается, все здоровые спортивные ребята разом заболели тяжелейшей формой почечной недостаточности? Это возможно только при отравлении. Какие вещества дают тяжелое поражение почек, причем достаточно быстро?
Вряд ли дятловцы решили самоубиться и выпить уксусную эссенцию. Скорее всего, они чем-то надышались, сами того не заметив. Но чем? Угарным газом? Фенолом? Ацетоном? Из них не имеет запаха угарный газ. Но, насколько я помню, от него тихо умирают во сне, а не ходят по склонам. А если вышли из палатки, то считай отдышались и оказались вне опасности.
А что это за арсин? Давайте про него узнаем подробнее.
Водород мышьяковый - арсин бесцветный сжатый газ сжиженый без запаха. Газ тяжелее воздуха и может стелиться по земле, возможно возгорание на расстоянии при плюсовых температурах.
Бумага при наличии арсина в воздухе желтеет.
Первыми признаками отравления, которые могут проявиться через несколько часов, являются головная боль, головокружение и тошнота, за которыми следуют симптомы гемолитической анемии (высокий уровень неконъюгированного билирубина), гемоглобинурия и нефропатия. В тяжелых случаях повреждение почек может быть необратимым.
Токсичность арсина отличается от токсичности других соединений мышьяка. Основной путь попадания в организм — через дыхательные пути, хотя также описаны случаи отравления при контакте с кожей. Арсин воздействует на гемоглобин в эритроцитах, вызывая их разрушение в организме.
В производственных условиях мышьяковистый водород является побочным продуктом, образующимся чаще всего неожиданно, например при воздействии технических кислот на металлы и материалы, содержащие мышьяк. Таковы цинк, медь, олово, свинец, висмут, сурьма, серный колчедан, ванадиевая и золотая руда и др. При воздействии кислот на указанные вещества образуется водород (H 2 SO 4 + Zn = ZnSO 4 +H 2 ). В результате выделения водорода in statu nascendi происходит восстановление элементарного мышьяка в мышьяковистый водород (Zn3As 2 + 3H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 +-2AsH 3 ).
Общие свойства
В обычном состоянии арсин представляет собой бесцветный, более плотный, чем воздух, газ, который слабо растворяется в воде (20% при температуре 20 °C)и во многих органических растворителях. В то время как сам по себе арсин не имеет запаха, из-за его окисления на воздухе можно почувствовать легкий запах чеснока или рыбы, когда концентрация вещества превышает 0,5 частей на миллион. Это соединение кинетически
стабильно: при комнатной температуре оно разлагается очень медленно.
Воздействие арсина в концентрации 250 частей на миллион быстро приводит к летальному исходу: концентрация в 25–30 частей на миллион является смертельной при воздействии в течение 30 минут, а концентрация в 10 частей на миллион может привести к летальному исходу при более длительном воздействии. Симптомы отравления проявляются после воздействия арсина в концентрации 0,5 частей на миллион.
Пневмония, вызванная мышьяком, может протекать двумя различными способами: либо «обширный отек острой стадии может быть диффузно инфильтрирован полиморфно-ядерными лейкоцитами, и отек может смениться лейкоцитарной инфильтрацией, их эпителий дегенерирует, стенки инфильтрируются лейкоцитами, и каждая бронхиола представляет собой центр небольшого очага или узелка пневмонической консолидации», и во втором случае «пораженные участки практически всегда находятся в передней части средней и верхней долей, в то время как задняя часть этих долей и вся нижняя часть легких находятся в эмфизематозном состоянии, иногда с незначительными застойными явлениями, иногда без таковых». Это может привести к летальному исходу.
Для определения наличия арсина могут использоваться различные методы, например:
1. Колориметрический способ. Основан на измерении интенсивности окраски, проявляющейся на реактивной бумаге, пропитанной раствором хлорида или бромида ртути или сульфата меди, при действии арсина.
2. Спектрофотометрический способ. Основан на определении окрашенной в синий цвет мышьяково-молибденовой синей, полученной с молибденовым реагентом и продуктом окисления арсина.
3. Использование специальных индикаторных трубок. При действии мышьяковистого водорода на бумагу, пропитанную раствором хлорида ртути, появляется коричневое окрашивание, интенсивность которого зависит от концентрации арсина в воздухе.
4. Применение датчика для определения арсина. Датчик содержит подложку с полупроводниковым слоем и электроды. При содержании арсина в воздухе 0,5 ррм (порог обнаружения) сопротивление датчика уменьшается, ток достигает определённого значения.
Вдыхание - боль в животе, помутнение сознания, головокружение, головная боль, тошнота, одышка, рвота, слабость
Кожа при контакте с жидкостью - обморожение
Глаза при контакте с жидкостью - обморожение, покраснение
Нейтрализуют мышьяковистый
водород (арсин) 10%-ным водным раствором щелочи (например,100кг едкого натрия и 900 л воды) с нормой расхода 15 тонн раствора на 1 тонну мышьяковистого водорода;
газообразный мышьяковистый водород - сжиганием керосина с нормой расхода 1-2 тонны керосина на 1 тонну мышьяковистого водорода.
Для распыления воды и растворов применяют поливомоечные и пожарные машины, авторазливочные станции
(ПМ-1ЗО АЦ, АРС-14, АРС-15)
мотопомпы (МП-800), а таже имеющиеся на химически опасных объектах гидранты и спецсистемы.
При разливе жидкого мышьяковистого водорода место разлива засыпают активным углем или углем- катализатором, обрабатывают дегазирующим раствором N 2-ащ (2-бщ) или 10%ным водным раствором щелочи. Для утилизации загрязненного грунта на месте разлива срезают поверхностный слой грунта на глубину загрязнения, собирают и вывозят на утилизацию с помощью землеройно- транспортных машин (бульдозеров скреперов, автогрейдеров самосвалов)
Места срезов засыпают свежим слоем грунта, промывают водой в контрольных целях.
Перед Второй мировой войной мышьяковистый водород рассматривали как возможное отравляющее вещество. Однако физико-химические свойства (легкое возгорание при положительных температурах) и умеренная токсичность не позволили использовать его с этой целью. Арсин применялся в качестве отравляющего средства в 1й мировой войне, он вступал в реакцию с углем в фильтре противогаза, разогревал его и человек не мог дышать раскаленным воздухом, снимал противогаз и следом за арсином люди травились фтор - или хлор- содержащими отравляющими веществами.
В настоящее время арсин достаточно широко используется в химическом синтезе при производстве анилиновых красителей, бензидина и т. д. Выделяется как побочный продукт при взаимодействии кислот с металлами (свинец, цинк, железо), содержащими в качестве примеси мышьяк (травление металлов, получение водорода, зарядка аккумуляторных батарей и т. д.). Неправильные условия транспортировки и использования мышьяксодержащих инсектицидов могут создавать условия для отравления арсином.
Токсикокинетика
Единственный способ поступления в организм — ингаляционный. Поступив в кровь, вещество проникает в эритроциты и клетки других органов и тканей (печени, почек, нервной системы и т. д.). Частично АsНз выделяется через легкие в неизмененном состоянии, частично вступает в метаболические превращения, при этом образуются продукты его окисления (элементарный мышьяк, мышьяковистый и мышьяковый ангидри-ды и т. д.). Окисление арсина может проходить и в эритроцитах при участии кислорода. Образовавшиеся продукты окисления повторно восстанавливаются при участии глутатиона, а затем подвергаются метилированию и в форме метилпроизводных выделяются из организма с мочой.
Арсин — соединение мышьяка, в котором элемент имеет валентность минус 3; бесцветный газ, практически без запаха.
Формула AsH3
Температура разрушения 280" С
Скорость гидролиза:
Высокая. При определенных условиях AsH3 образует с водой твердое соединение, разрушающееся при 30° С
Запах
Отсутствует; слабый, чесночный при окислении
Среднесмертельная токсодоза:
5 г-мин/м3. Полагают, что летальной для человека дозой является 2 мг/кг
Средняя непереносимая доза:
2,5 г'мин/м3
Проявления интоксикации:
Гемолиз эритроцитов с последующим поражением почек и других органов-мишеней
Скорость развития интоксикации:
От 2 ч до 11 сут
Течение отравления
В период воздействия арсин не оказывает раздражаюшего действия на слизистые оболочки и контакт с токсикантом может пройти незамеченным.
Мышьяковистый водород является типичным представителем гемолитических ядов. Гемолитическое действие вещества и обусловливает клиническую картину острых отравлений.
В зависимости от концентрации токсиканта во вдыхаемом воздухе и продолжительности действия выделяют легкую, средней степени и тяжелую форму интоксикации. Появлению симптомов предшествует скрытый период, продолжительность которого при легких формах поражения составляет до 24 ч, а при тяжелых — около 30—60 мин. Ранними признаками отравления являются жалобы на сильную головную боль, слабость, головокружение, беспокойство, тошноту, чувство жажды, озноб. Позже (при отравлении средней степени тяжести через 6—24 ч после воздействия) отмечается изменение окраски кожных покровов, приобретающих желтушный оттенок. Желтуха достигает наибольшей выраженности к 3—4-му дню заболевания, а затем начинает исчезать. Нормальный цвет кожных покровов при благоприятном течении интоксикации восстанавливается на второй — четвертой неделе. При крайне тяжелых формах отравления наряду с желтухой развивается цианоз видимых слизистых оболочек, кожа при этом приобретает своеобразный бронзовый цвет. Одновременно с желтухой выявляется гемоглобинурия — выделение с мочой свободного, не связанного с эритроцитами, гемоглобина. Моча приобретает цвет от ярко-красного до черно-красного.
Уже в ближайшие часы после воздействия яда отмечается уменьшение количества эритроцитов в крови. При тяжелых интоксикациях через сутки количество эритроцитов уменьшается до 600 000—800 000 в 1 мм3 крови. При средней степени тяжести интоксикации количество эритроцитов составляет 2—2,5 млн в 1 мм3 крови. Явления анемии продолжают нарастать в течение 5—10 дней. В этот период в периферической крови появляются патологические клеточные элементы — эритробласты, микроблас-ты, возрастает число ретикулоцитов, отмечается анизоцитоз клеток. Со стороны белой крови отмечается нейтрофильный лейкоцитоз и умеренная лимфопения.
В результате разрушения протеолитическими энзимами гемоглобина, выходящего в плазму крови при гемолизе, количество его в крови уменьшается. Причем если в первые часы интоксикации содержание гемоглобина находится в пределах нормы, то уже через сутки при отравлении средней тяжести оно составляет 30—50% от нормы, а при тяжелой форме отравления — менее 30%.
Результатом понижения уровня гемоглобина является нарушение кислородтранспортных функций крови. Кислородная емкость крови понижается (в зависимости от тяжести отравления) на 15—80%. Формируется гемический тип гипоксии со всеми сопутствующими ей проявлениями (см. выше).
В периоде выраженной анемии в патологический процесс вовлекаются почки. В тяжелых случаях на 4—6-й день отравления развивается олигурия, а затем и анурия. Появляются признаки уремии: запах мочи изо рта, рвота, расстройства сознания, судороги. В ряде случаев в клинической картине отравления появляются признаки печеночной недостаточности: увеличение размеров печени, ее болезненность и т. д. При патоло-гоанатомическом исследовании лиц, погибших в этом периоде, отмечается характерная картина изменения почек. Они увеличены в размерах, мягкие, цвета спелой сливы. На разрезе выявляются кровоизлияния и инфильтраты, рисунок почки сглажен, ткань ее буро-красного цвета. Полости боуменовых капсул растянуты и заполнены мелкозернистым содержимым. Просветы извитых и прямых канальцев выполнены бурой массой, дающей положительную реакцию на железо. Налицо признаки механического повреждения органа гемоглобином и продуктами его разрушения, содержащимися в огромных количествах в плазме крови отравленных.
При средней степени тяжести признаки отравления исчезают через 2—4 нед, при благоприятном течении тяжелой интоксикации полное восстановление трудоспособности наблюдается через 2—3 мес. Прогноз в значительной мере определяется функцией почек. Летальность составляет более 20%. Последствия перенесенной интоксикации могут проявиться длительным нарушением функций печени и почек. К числу отдаленных последствий относятся полиневриты, сопровождающиеся нарушением чувствительности.
А вот и возможный урановый (радиоактивный) след. Арсин из урановой руды.
Первый описанный в литературе случай отравления мышьяковистым водородом в 1815 г. относится к профессору-химику Галену (Мюнхен), который во время опыта пытался по запаху определить наличие газа. Гален погиб через 9 часов. Химик Бриттэн во время опыта вдохнул, как это удалось определить, 0,613 г мышьяковистого водорода и погиб на 6-й день.
Мышьяковистый водород проникает в организм преимущественно через органы дыхания. Выделяется в виде мышьяка с мочой, калом, частично через кожу.
Сложная клинико-анатомическая картина наблюдается при данной интоксикации.
Таковы далее необъяснимые с позиции чисто гемолитического механизма действия и наблюдаемые в клинике изменения со стороны сердечно-сосудистой системы - сосудистая гипотония, несмотря на резко выраженную азотемию, нередко наблюдаемые у больных полиневриты и т. д.
Учитывая особенности клинико-анатомической картины, следует признать, что, помимо развития гемолитического процесса, возникающего вследствие образования коллоидного мышьяка, многие описанные выше изменения могут быть отнесены за счет воздействия мышьяковистого ангидрида (гепаторенальный синдром, полиневриты, сосудистая гипотония). Косвенным подтверждением этой точки зрения являются значительные количества мышьяка, обнаруживаемые при данной интоксикации в различных органах и биологических средах - печени, почках, моче, желчи, селезенке и др.
Органом, в котором при микроскопическом исследовании постоянно наблюдаются интенсивно выраженные изменения, является печень. Типично набухание, ожирение печеночных клеток, дегенеративные изменения клеток печени, их дискомплексация. У животных, погибших от отравления мышьяковистым водородом, наблюдаются выраженные очаговые некрозы.
В производственных условиях наблюдаются преимущественно острые отравления.
Клиническая картина острого отравления мышьяковистым водородом многообразна и складывается в основном из ярких симптомов поражения системы крови, почек, печени, нервной и сердечно-сосудистой систем.
Изменения со стороны системы крови. Мышьяковистый водород относится к классическим гемолитическим ядам, вызывающим преимущественно внутрисосудистый гемолиз. Этим и обусловлены основные характерные для данной интоксикации изменения со стороны крови, а именно падение процента гемоглобина и числа эритроцитов. В тяжелых случаях отравления при бурном гемолизе количество эритроцитов может упасть до 1 000 000 или еще меньше, а содержание гемоглобина достигает 15% и ниже. Ввиду усиленной эритробластической реакции костного мозга наблюдается высокий ретикулоцитоз (до 400-500°/°°) и появление большого количества базофильно-зернистых эритроцитов. Цветной показатель в первые дни, как правило, повышен вследствие выхождения гемоглобина из распавшихся эритроцитов в плазму крови (гемоглобинемия).
Почечный синдром. В развитии патологических изменений со стороны почек различают два периода. Одним из самых ранних объективных симптомов отравления, наблюдаемых уже в первые часы после интоксикации, является кровавая моча-гемоглобинурия. В моче спектральным анализом обнаруживается большое количество редуцированного гемоглобина, этим обусловлена и выраженная альбуминурия - количество белка доходит в первые дни до 3-4%.
В осадке - большое количество детрита красных кровяных телец. Эти изменения, обусловленные исключительно гемолизом, держатся обычно 3-4 дня, затем моча светлеет и очищается от гемоглобина и его дериватов.
В более тяжелых случаях появляется олигурия, переходящая в анурию, резко повышается количество остаточного азота в крови, появляется индиканемия. Это приводит к развитию уремического состояния и летальному исходу.
Описаны случаи отравления мышьяковистым водородом, когда клинически патология печени обнаруживалась с первого дня интоксикации. В литературе приводятся случаи отравления, когда изменения со стороны печени были не только ведущими, но даже единственными клиническими симптомами.
Изменения со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются увеличением границ сердца, появлением систолического шума у верхушки, тахикардией. Характерным является понижение кровяного давления, как систолического, так и диастолического. Особо следует отметить тот факт, что кровяное давление остается низким на всем протяжении болезни даже в период почечной недостаточности при выраженной азотемии.
Центральная нервная система. Встречаются значительные изменения со стороны центральной нервной системы (головная боль, головокружение, тошнота, рвота, в некоторых случаях патологические знаки - симптомы Бабинского, Мендель-Бехтерева, Россолимо, Жуковского, клонус стоп, повышение сухожильных рефлексов).
Наиболее часто наблюдаются полиневралгические и полиневритические симптомы, чаще с нарушением чувствительности. Следует отметить, что если появление симптомов со стороны центральной нервной системы относится к наиболее раннему периоду интоксикации и связано, по-видимому, с непосредственным действием мышьяковистого водорода, а также выраженной и быстро возникающей гипоксемией, то полиневриты обычно развиваются позже и держатся значительно дольше. Этиологически в их развитии играет роль уже не сам по себе мышьяковистый водород, а образовавшийся из него в организме элементарный мышьяк, для которого, как известно, характерным является развитие полиневритов.
В клиническом течении выраженных тяжелых отравлений обычно различают несколько периодов, последовательно переходящих один в другой.
1. После скрытого периода продолжительностью 2-8 часов, в течение которого никаких изменений в самочувствии отравившегося не отмечается, больные предъявляют жалобы на общую слабость, головную боль, тошноту, рвоту, боль в пояснице, озноб, отмечается повышение температуры, появляется кровавая моча (гемоглобинурия).
2. Второй период - прогрессирующая гемолитическая анемия с резким падением количества эритроцитов и процента гемоглобина и явлениями выраженной гемолитической желтухи, к которой на 3-5-й день заболевания, присоединяются явления печеночной желтухи. Печень увеличивается, резко болезненна, при раздельном определении выявляется значительное количество прямого билирубина в крови. Нередко выявляется увеличение селезенки.
При исследовании мочи, помимо значительного количества восстановленного гемоглобина, определяется резко выраженная альбуминурия, в осадке много кровяного детрита.
3. Период почечной недостаточности, возникающий обычно на 4-5-й день интоксикации, характеризуется уменьшением количества отделяемой мочи, усилением головной боли, сонливостью, появляется тошнота, рвота. При прогрессировании процесса отмечается анурия. В крови резко повышается содержание остаточного азота, индикана, наблюдаются судороги, коматозное состояние и при резко нарастающих явлениях уремии наступает летальный исход. В других случаях, когда функция почек восстанавливается и преодолен период почечной недостаточности, наблюдается четвертый период обратного развития процесса. Постепенно увеличивается количество выделяемой мочи, уменьшаются размеры печени, слабеет и исчезает желтушная окраска, постепенно возрастает количество эритроцитов и гемоглобина, улучшается общее состояние больного. Продолжительность восстановительного периода равна 6-8 неделям.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны производственных помещений 0,1 мг/м3 , в почве 2 мг/м3. Оказывает общетоксическое действие на организм. Вызывает гемолиз эритроцитов и образование метгемоглобина, поражение нервной системы и выделительных органов. При контакте с мышьяковистым водородом симптомы отсутствуют. Отравление развивается через 8 - 30 ч после вдыхания. Признаки поражения: слабость, головокружение, головные боли, боль под ложечкой, стеснение дыхания, иногда синюха, тошнота, рвота, развитие желтухи. При острых отравлениях: ясное сознание, зуд, носовые кровотечения, сухость во рту и горле, жажда, поражение печени, почек, селезенки, кровоизлияние в различных частях тела, учащение пульса и дыхания, понижение кровяного давления, понижение температуры, отек легких, судороги; полная задержка мочеотделения со смертельным исходом. Пороговая токсодоза 0,2 мг•мин/л. Максимально допустимая концентрация при использовании общевойсковых противогазов 10000 мг/м3.
Отравление арсином приводит к тяжелому поражению крови, печени, почек (цвета спелой сливы, в актах СМЭ - темно-вишневый цвет почек на разрезе), легких (включая образование пены), сердца, задержке мочеотделения (переполненные мочевые пузыри, которые сегодня не являются обязательным признаком смерти от замерзания при полном промерзании тела), носовым кровотечениям, изменению цвета кожи. В зависимости от концентрации в тяжелых случаях смерть наступает от 30 минут до суток. При контакте со сжиженым арсином наступает быстрое обморожение (сначало было химическое обморожение рук, а потом общее переохлаждение, что объясняет трудности мелкой моторики - разжигание костра, собирание хвороста, застегивание/завязывание застежек одежды).
Это лишь версия, не лучше и не хуже других. Подробно что именно могло, по-моему, произойти, я расскажу позже.