Классификации отравляющих и аварийно-опасных химических веществ

ОВ и токсины обладают различными физиологическими, химическими и токсическими свойствами (см. гл.1.3.1.,1.3.2). Существуют разнообразные классификации, в которых учитываются неодинаковые свойства веществ. Наиболее часто используют следующие классификации ОВ:

1) химические классификации, предусматривающие деление ОВ в зависимости от принадлежности к определённым классам химических соединений, их реакционной способности и механизмов реакций;

2) тактические классификации - по назначению ОВ при применении ХО и устойчивости веществ на местности;

3) токсикологические (физиологические) классификации – по характеру токсического действия на организм и симптомам поражения;

4) комбинированные классификации, в которых сочетаются элементы различных классификаций, как правило, тактических и токсикологических (в качестве примера, в табл. 1.1 приведена комбинированная классификация ОВ, принятая в армии США).

 

Таблица 1.1. Классификация отравляющих веществ

Тактическая	Название ОВ (шифр)	Физиологическая**
По назначению*	По стойкости
Смертельные	Cтойкие ОВ	Ви-Экс (VX) Табун (GА) Зарин (GB) Зоман (GD) Ботулинические токсины (XR) ***	Нервно-паралитические
Сернистые иприты: технический (HD), перегнанный (H) Азотистый иприт (HN3) Люизит (L)	Кожно-нарывные
Нестойкие ОВ	Фосген (CG) Дифосген (DP)	Удушающие
Синильная кислота (АС) Хлорциан (СК)	Общеядовитые
Временно выводящие из строя	Би-Зед (BZ)	Психохимические
Си-Эс (CS) Си-Ар (CR) Адамсит (DM) Хлорацетофенон (CN)	Раздражающие
Учебные	Хлорпикрин (PS)

*По терминологии, принятой в США и других странах НАТО, летальные агенты и инкапаситанты относятся к химическим агентам (Chemical agents). Раздражающие вещества за рубежом используются как «полицейские газы»; они предназначены для борьбы с беспорядками и не включены в списки Конвенции 1993 г., (см.гл. 1.1.).

**По скорости развития симптомов поражения различают вещества быстрого (без скрытого периода) действия, от нескольких минут до часа приводящие к формированию санитарных потерь, и медленного (с латентным периодом от одного до нескольких часов) действия. К последним относят иприты, люизит, фосген, дифосген, ботулинические токсины; остальные - ОВ быстрого действия.

***Войсковая индикация бактериальных токсинов (и, в частности, XR проводится в системе неспецифической биологической разведки и специфической индикации биологических агентов. В связи с этим в настоящем пособие вопросы, связанные с бактериальными токсинами не рассматриваются).

 

В соответствии с элементом тактической классификации ОВ по назначению делятся на:

- вещества смертельного действия (летальные агенты), предназначенные для поражения и уничтожения живой силы противника. Для подобных соединений характерен узкий диапазон между летальными и инкапаситирующими дозами (соотношение LD₅₀ и ID₅₀ составляет 10⁰-10¹) и длительный период поражающего действия;

- вещества, временно выводящие из строя (инкапаситанты), приводящие к потере боеспособности и выведению личного состава из строя, как правило, без смертельных исходов на период, продолжительность которого больше времени контакта с ОВ (часы, сутки). Соотношение LD₅₀ и ID₅₀ составляет 10²-10³;

-вещества, кратковременно выводящие из строя (ирританты), вызывающие раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. Действие этих веществ, как правило, проявляется во время контакта с веществами (этим они отличаются от инкапаситантов). Соотношение LD₅₀ и ID₅₀ составляет >10³;

-учебные вещества (которые разрешено использовать для боевой подготовки войск).

Тактическая классификация по критерию длительности заражения местности (по стойкости) выделяет стойкие и нестойкие ОВ. Стойкость ОВ на местности определяется рядом факторов (подробнее см. гл. 1.3.3).

В соответствии с физиологической классификацией выделяют группы веществ: нервно-паралитического, кожно-нарывного, общеядовитого, удушающего, психохимического (психотомиметического) и раздражающего действия.

Название «отравляющие вещества нервно-паралитического действия» употребляется для обозначения фосфорорганических соединений (ФОС), которые в малых доза подавляют тканевую холинэстеразу; характер действия этих соединений состоит главным образом в нарушении передачи нервных импульсов.

ОВ кожно-нарывного действия неоднозначны по химическому строению: иприты относятся к галоидированным сульфидам и аминам, люизит — к алифатическим дихлорарсинам. Характерной особенностью их действия на организм является способность вызывать местные воспалительно-некротические изменения кожи и слизистых оболочек, а также оказывать выраженное резорбтивное действие. Механизм токсического действия ипритов связан с их способностью необратимо алкилировать нуклеофильные группы (амино-, имино-, сульфгидрильные) белков и нуклеиновых кислот. Действуя на ферменты углеводного обмена и нуклеиновые кислоты, иприт нарушает основные процессы жизнедеятельности любой клетки (нарушение процессов деления клетки, синтеза белка на рибосомах, фосфорилирования глюкозы на 1-ой стадии её окисления). Люизит относится к избирательно ацилирующим ядам, которые в основном воздействуют на дитиоловые ферменты пируватоксидазной системы, вследствие чего развивается блокада важнейших звеньев углеводного и энергетического обменов, нарушение связи углеводного, белкового и липидного обменов веществ через окисление пирувата.

ОВ общеядовитого действия относятся к веществам, вызывающим острое нарушение энергетического обмена за счёт блокады тканевого дыхания, разобщение механизмов окисления и фосфорилирования, истощение фонда субстратов для биологического окисления. Представителями группы являютсясинильная кислота и хлорциан. Цианиды, обладая высоким сродством к трехвалентному железу, блокируют железосодержащий фермент - цитохромоксидазу, лишая его способности активировать кислород путем передачи ему электрона и образования супероксид-аниона О₂¯, который необходим для использования в окислительных процессах в клетке.

К ОВ удушающего действия относятся вещества, вызывающие при ингаляционном воздействии поражения органов дыхания. Основными представителями группы удушающих веществ являютсяфосген и дифосген, являющиеся ацилирующими агентами. В результате взаимодействия с нуклеофильными группами белков и липидов, входящих в состав клеток альвеолярной мембраны, нарушается проницаемость стенок альвеол и капилляров, влекущая за собой развитие токсического отёка лёгких.

К ОВ психотомиметического действия относят антиметаболиты серотонинового, катехоламинового, ацетилхолинового обмена, способные, за счёт специфического воздействия на нейромедиаторные процессы ЦНС, вызывать обратимые нарушения психических функций. Хинуклидиновый эфир бензоловой кислоты (вещество «BZ»), принятый в своё время на вооружение армии США, является антиметаболитом ацетилхолинового обмена, инициирующим развитие атропиноподобного психоза. В настоящее время исследования в области психотомиметических веществ активно ведутся в США и других странах НАТО.

К группе ОВ раздражающего действия относятся химические соединения, избирательное взаимодействующие с рецепторами чувствительных окончаний слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. Характерной особенностью подобных веществ является то, что они в малых концентрациях оказывают раздражающее действие, вызывая рефлекторную реакцию. В зависимости от основных симптомов поражения и с учётом традиционных подходов, раздражающие вещества обычно подразделяют на лакриматоры (раздражающие преимущественно слизистые оболочки глаз) и стерниты (раздражающие преимущественно слизистые верхних дыхательных путей). Такое деление во многом условно, особенно после появления CS и CR, которые, в зависимости от действующих концентраций, могут быть отнесены как к одной, так и к другой группе.

Следует отметить, что отнесение тех или иных ОВ к определённому классу весьма условно. Одно и то же ОВ, в зависимости от назначения, может быть использовано как в качестве стойкого, так и в качестве нестойкого ОВ (например, VX, отнесенный к группе стойких ОВ, в мелкодисперсном аэрозольном состоянии может быть применен для недлительного заражения воздуха, а рецептуры CS в хлороформе применялись американской армией во Вьетнаме для длительного заражения местности в качестве стойких ОВ). При воздействии веществ инкапаситирующего действия допускается вероятность летальности у 5% поражённых. В определённых условиях применения (замкнутые невентилируемые объёмы) ирританты также могут приводить к летальным исходам. Фосген, как правило, рассматриваемый в качестве ОВ медленного действия, при определённых условиях (применение в концентрации более 10 мг/л) является веществом быстрого действия.

В странах, производивших ОВ, общепринятым являлось деление запасов ОВ (в зависимости от уровня их производства и эффективности) на табельные и резервные. К табельным относили производимые в больших количествах и стоящие на вооружении эффективные ОВ, боевое применение которых определялось соответствующими уставами. (В США таковыми являлись бинарныезарин и ви-газы, перегнанный иприт, Си-Эр и Си-Эс). Резервными ОВ считались вещества, которые не производятся непосредственно в качестве ОВ, но при необходимости в короткие сроки могут быть изготовлены развитой химической промышленностью в достаточном количестве. (В США, такие ОВ, как синильная кислота, хлорциан, дифосген, кислородный иприт, азотистый иприт, люизит, адамсит, хлорацетофенон, BZ были сняты с производства и рассматривались в качестве резервных). Выделяют также группу «ОВ ограниченного значения», куда включены токсичные химикаты, которые производятся промышленностью в большом масштабе для других (невоенных целей), например, фосфорорганические инсектициды, мышьяковистый и фосфористый водород.

Помимо ОВ, стоявших (и снятых) с вооружения, необходимо учитывать и другие токсичные вещества, которые расцениваются за рубежом в качестве «потенциальных» токсических агентов боевого назначения (к ним, в частности относят БХА нервно-паралитического действия с «промежуточной» летучестью (GD, GF, GV), психотомиметик по типу холинолитиков, способный проникать через кожные покровы (ЕА-3834), токсины животного и растительного происхождения - сакситоксин (шифр «TZ»), рицин (шифр «W»), бис-аммониевые карбаматы, синтетические аналоги природных ядов, действующие по типу ГАМК-антагонистов и пр.

Группа АОХВ представляется достаточно самостоятельной. Однако не всегда удаётся провести чёткую грань между ними и БТХВ, куда, в частности, отнесены фосген, синильная кислота, хлорциан, диоксины, производные фенола, феноксикарбоновых кислот и другие токсиканты, встречающиеся в списках АОХВ (СДЯВ).Важнейшими критериями отнесения вещества к АОХВ является его токсичность и опасность, а также размеры запасов токсикантов на предприятиях и масштабы его транспортирования. В настоящее время можно говорить о двух тенденциях в определении спектра веществ, способных формировать химически опасные чрезвычайные ситуации (ЧС).

Первая состоит в выделении ограниченного числа соединений, наиболее опасных в качестве поражающих средств и наиболее часто поступающих в окружающую среду при химических авариях. Так, Министерством путей сообщений разработан перечень химических грузов повышенной опасности, в который вошло 71 вещество. Специалистами Гражданской обороны (ГО) и Министерства Обороны разработаны перечни соответственно из 64 и 34 химических веществ, представляющих наибольшую опасность при разрушении промышленных предприятий. Накопление реального опыта по ликвидации последствий химических аварий последних десятилетий позволило Центру стратегических исследований ГО перечень наиболее опасных АОХВ ограничить 21 наименованием.

Вторая тенденция отражает расширенное толкование химически опасных ЧС как ситуаций, вызванных выбросом не только АОХВ, но и других опасных и загрязняющих окружающую среду химических соединений, спектр которых достаточно велик, а также стремление к комплексной оценке не только токсической, но и других видов опасности, в первую очередь пожарной и взрывной. Перечень веществ, представляющих опасность при авариях и катастрофах, составленный 10-м Управлением ГО СССР (1988) и включает 107 наименований. Данный перечень, наряду с веществами, способными вызывать массовые поражения людей, содержит соединения, формирующие очаги длительного экологического неблагополучия. Вместе с тем, в него включены вещества, которые, хотя и являются высокотоксичными (метанол, натрия фторид и др.), однако по своим физико-химическим свойствам не могут быть отнесены к АОХВ. В Руководстве по медицинской помощи при авариях с опасными химическими грузами, перевозимыми по железной дорогам (1997), сборнике временных инструкций по охране труда и безопасному ведению поисково-спасательных работ в условиях ЧС (1988) перечислено более 200 наименований химических веществ повышенной опасности.

Так же как и в случае с ОВ, существуют различные классификации АОХВ (СДЯВ).

К числу особенностей действия АОХВ на организм следует отнести: характер токсического действия при резорбции токсиканта; наличие или отсутствие местных проявлений токсического действия, в зависимости от вида аппликации (кожа, слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей).

По характеру токсического действия при резорбции АОХВ подразделяются:

- на вещества преимущественно общеядовитого действия (динитроортокрезол, динитрофенол, этиленхлоргидрин, этиленфторгидрин, сероводород, сернистый ангидрид, синильная кислота, нитрилы, оксиды азота, оксид углерода и др.);

- на вещества преимущественно нейротоксического действия (фосфорорганические, хлорорганические инсектициды, аммиак, гидразин и его производные, сероуглерод и др.);

- на вещества преимущественно цитотоксического действия (диметилсульфат, этиленоксид, метилбромид, метилхлорид, ртуть и мышьякорганические соединения, галогенированные полициклические соединения и др.).

К группе веществ с выраженным действием на месте аппликации относят азотную, серную кислоты, изоцианаты, хлор, хлорид серы, треххлористый фосфор, оксихлорид фосфора, фосген и др.

Для отравлений, возникающих при действии веществ, с преимущественно общеядовитым и нейротоксическим действием, как правило, характерен непродолжительный скрытый период (минуты – десятки минут), бурное течение интоксикации (от первых симптомов до формирования выраженных проявлений интоксикации проходят минуты– часы).

Для отравлений, вызываемых веществами преимущественно цитотоксического действия, характерны продолжительный скрытый период (часы – сутки), медленное развитие интоксикации (дни – недели).

При отравлений токсичными химическими веществами с выраженным местным действием характерно, как правило, немедленное развитие поражения.

Стойкость АОХВ на местности во многом определяется их агрегатным состоянием и температурой кипения. С учётом санитарных правил хранения на складах рассматриваемые токсиканты классифицируются на следующие группы (табл.1.2.). Классификации АОХВ по степени токсичности и опасности приведены в табл. 1.3-1.4.

 

Таблица 1.2. Санитарная классификация аварийно-опасных химических веществ

№ пп	Характеристика	Типичные представители	Ширина защитной зоны, м
	Сыпучие и твёрдые вещества, не летучие при температуре хранении до 40°С.	Мышьяковистый и мышьяковый ангидриды, арсениды металлов, фосфор жёлтый, полихлорированные циклические и бициклические пестициды и др.
	Сыпучие и твёрдые вещества, летучие при температуре хранения до 40° С.	Цианиды металлов, ртутьорганические соединения
	Жидкие летучие вещества, хранящиеся в ёмкостях под давлением, сжатые и сжиженные газы: Подгруппа «А» Подгруппа «Б»	Аммиак, окись углерода. Хлор, фосген, сероводород, бромметил, сернистый газ
	Жидкие летучие вещества, хранящиеся при нормальном давлении:   Подгруппа А     Подгруппа Б	Синильная кислота, нитро – и аминосоединения ароматического ряда. Дихлорэтан, хлорпикрин, сероуглерод, четырёххлористый углерод акрилонитрил и др.
	Дымящиеся кислоты	Концентрированные кислоты (серная, азотная, соляная и др.), хлорангидриды кислот и др.

 

Таблица 1.3. Классификация токсичности веществ при ингаляционном и пероральном воздействии.

 

№ группы	Группа токсичности	LCt50 мг.мин/л	LD50 мг/кг	Типичные представители АОХВ
	Чрезвычайно токсичные	< 1	< 1	Соединения As, Hg, Cd, Pb, Ti, Zn; карбонилы Ni, Fe; вещества с CN группой; соединения фосфора; фторорганические соединения; хлоргидрины; галогены и др. соединения.
	Высоко токсичные	1-5	1-50
	Сильно-токсичные	6-20	51-500	Минеральные и органические кислоты, щелочи, соединения серы, хлор- и бромсодержащие углеводороды, некоторые спирты и альдегиды, нитро- и аминосоединения, фенолы и гетероциклические соединения.
	Умеренно-токсичные	21-80	501-5000	Все остальные соединения.
	Малотоксичные	81-160	5001-15000
	Практически-нетоксичные	> 160	> 15000

 

 

Таблица 1.4. Классификация опасности веществ (ГОСТ 12.1.005—76 и 12.1.007-76)

 

Показатели	Нормы для соответствующего класса опасности
I класс (чрезвычайно опасные)	II класс (высоко-опасные)	III класс (умеренно опасные)	IV (мало опасные)
ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3	Менее 0,1	0,1—1,0	1,1—10	Более 10
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3	Менее 500	500—5000	5001—50000	Более 50000
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/кг	Менее 100	100—500	501—2500	Более 2500
Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/кг	Менее 15	15-150	151-500	Более 500
Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО *)	Более 300	300—30	29—3	Менее 3
Зона острого токсического действия, отн. ед. (Zac**)	Менее 6	6,0-18,0	18,1--54	Более 54
Зона хронического токсического действия, отн.ед. (Zch***)	Более 10	10,0-5,0	4,9—2,5	Менее 2,5

Примечания: * С^{20° С}

LC₅₀¹²⁰ где: С ^{20° С} – летучесть вещества мг/л; LC₅₀¹²⁰ - средняя смертельная концентрация яда при экспозиции 120 мин.

** Zac. = LС₅₀ /Lim ac (где Lim ac -порог острого токсического действия)

*** Zch. = LС₅₀ /Lim ch (где Lim ch -порог хронического токсического действия)