Токсичность химических веществ, их классификация по опасности

Бромистый этидий

Современный биолог должен знать принципы работы с ДНК. Проблема в том, что ДНК совершенно невидима в концентрациях, которые использует большинство людей. Если вы хотите изолировать фрагменты ДНК, их нужно раскрасить. Бромистый этидий идеально подходит в качестве красителя ДНК. Он красиво флуоресцирует и тесно цепляется за ДНК. Что еще нужно для счастья? Может, чтобы это соединение не вызывало рак?
Бромистый этидий окрашивает ДНК, протискиваясь между парами оснований. Это приводит к нарушению целостности ДНК, поскольку присутствие бромистого этидия вызывает напряжение в структуре. Места разрывов становятся площадками для мутаций.

А вот мутации, как известно, чаще всего нежелательны. Притом что вам нужно использовать ультрафиолетовый свет, еще один канцерогенный агент, чтобы визуализировать краситель, что явно не сделает компонент безопаснее. Многие ученые, работающие с ДНК, предпочитают использовать более безопасные соединения для окрашивания дезоксирибонуклеиновой кислоты.

Диметилкадмий

Свинец, ртуть и все их друзья вызывают различные проблемы со здоровьем, попадая в организм человека. В некоторых формах эти тяжелые металлы могут проходить через тело, не поглощаясь. В других они легко захватываются. Оказавшись внутри, они начинают вызывать проблемы.
Диметилкадмий вызывает серьезные ожоги кожи и повреждения глаз. Также это яд, который накапливается в тканях. Кроме того, если физиологических эффектов недостаточно, это химическое вещество горюче в жидкой и газообразной формах. Взаимодействия с воздухом достаточно, чтобы поджечь его, а вода только усугубляет процесс горения.

В процессе горения диметилкадмий производит оксид кадмия — еще одно вещество с неприятными свойствами. Оксид кадмия вызывает рак и гриппоподобному заболеванию под названием «литейная лихорадка».

Классификация по способу проникновения и степени опасности

Все вышеперечисленные химические вещества разделяют ещё на группы в зависимости от того, каким образом попадают в организм те или иные АХОВ. Классификация их в данном случае имеет такой вид:

Читайте также:  НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА — РЕФЕРАТЫ — Отравляющие вещества и их воздействие на организм человека

• Проникающие через дыхательные пути.
• Яды, поступающие в организм человека через ЖКТ, то есть через рот.
• Вещества, оказывающие отравляющее воздействие через кожные покровы.

Кроме этого имеется классификация АХОВ по классу опасности, которая выглядит таким образом:

• Чрезвычайно вредные сильнодействующие яды, приводящие в основном к летальным исходам при отравлении ими. К таким можно отнести синильную кислоту, химические соединения ртути, свинца, цинка и кадмия, а также нитриты, фосген, оксиды этилена и хлористый водород.
• Высоко опасные – это различные кислоты органического происхождения, аммиак, соединения, содержащие серу, фенолы, крезолы, а также всевозможные кислотные альдегиды.
• Все другие химические соединения принято относить к умеренно вредным и малоопасным АХОВ. Расшифровка их в этом случае также звучит как «аварийно химически опасные вещества», но отравление ими не может привести к таким плачевным последствиям в отличие от двух предыдущих классов.

VX

VX, как называют Venomous Agent X («отравляющий агент X»), это химическое вещество, которому не нашли применения за пределами химического оружия. Разработанное английской исследовательской военной станцией в Портоне, это вещество без запаха, без вкуса смертельно даже в объеме 10 миллиграммов. Британское правительство торговало информацией о VX с американским в обмен на процесс создания термоядерного оружия.
VX с легкостью впитывается в кожу. Кроме того, он не сразу распадается в окружающей среде, поэтому атака с применением VX приведет к долгосрочным последствиям. Одежды, которую носили во время воздействия вещества, будет достаточно, чтобы отравить любого, вступившего с ней в контакт. Воздействие VX мгновенно убивает, вызывая судороги и паралич. Смерть наступает в процессе отказа дыхательной системы.

Классификация по физиологическому воздействию

Влияние токсичных веществ на организм обусловлено длительностью и периодичностью воздействия, а также зависит от вида и концентрации отравляющих веществ. Отравления токсинами бывают острыми (характерно стремительное проявление симптомов) и хроническими (постепенное отравление малыми дозами в течение длительного периода). Например, к острым отравлениям относится применение слезоточивого газа. К хроническим можно отнести профессиональные отравления, которые происходят постепенно (человек долго работает на вредном производстве). По влиянию на физическое состояние человека токсические вещества делятся на несколько категорий.

Чрезвычайно опасные токсины

Чрезвычайно опасные токсины оказывают сильное физиологическое воздействие на организм человека. Могут наносить серьезные травмы здоровью с последующим длительным лечением либо привести к смерти.

• Токсины нервно-паралитического действия. К ним относятся зарин, зоман, V-газы (созданы для применения в военных целях). По-другому они называются «нервными газами». Влияние этих токсических веществ на нервную систему доминирующее. Токсины имеют органическую природу и являются производными фосфорных кислот. Отравление человека осуществляется при попадании паров на кожные покровы, в слизистые оболочки, при вдыхании, открытые раны и царапины, а также через зараженную пищу или воду.

Симптомами поражения можно назвать следующие признаки: появляется слезоточивость, учащается сердцебиение, появляются сильные боли в груди, дыхание становится затруднительным, происходит спазм бронхов. В особо тяжелых случаях поражения появляются судороги, парализуются дыхательные пути, что приводит к летальному исходу. В настоящее время эти вещества запрещены Конвенцией ООН и не производятся.

Однако некоторые их производны, которые являются наименее токсичными, до сих пор используются в сельском хозяйстве, медицине, бытовой химии. Обращение с ними требует большой осторожности с применением средств индивидуальной защиты.

• Общеядовитые токсины. В их число входят цианистоводородная (синильная) кислота, угарный газ (окись углерода), хлорциан. Какое из этих веществ наиболее токсично, определенно сказать нельзя, все зависит от концентрации и времени воздействия. Они вызывают общее отравление организма. Признаки интоксикации схожи с воздействием на организм токсинов нервно-паралитического действия. Дополнительно они вызывают сердечный приступ и остановку сердца.
• Токсины удушающего воздействия. Наиболее распространенные из них фосген и дифосген. Заражение происходит исключительно путем вдыхания паров. Симптоматическая характеристика этих токсических веществ такова: они вызывают раздражение дыхательных путей. В тяжелых случаях может развиться отек легких, пневмония, гангрена. Пары фосгена являются неустойчивым соединением и разрушаются в течение 2—3 часов. В случае аварийных выбросов легко нейтрализуется щелочами либо аммиаком.

Умеренно опасные токсины

Воздействие умеренно опасных токсинов при своевременном обращении за медицинской помощью редко приводит к летальному исходу. Но отравление этими веществами также может наносить тяжелый вред здоровью человека.

• Токсины кожно-нарывного действия (иприт, люизит). Применяются в основном в военной промышленности. На их основе изготавливается химическое оружие (фугасы, снаряды, бомбы). Впервые они стали применяться в Первой мировой войне. Особенностью воздействия на организм этих токсинов является то, что симптомы отравления проявляются спустя некоторое время (в течение 2—4 часов).

При попадании на кожу или слизистые оболочки оказывают местное поражение. Вначале человек ощущает зуд, жжение и покраснение кожи. В результате образуются болезненные волдыри, которые наполнены прозрачной или желтоватой жидкостью. При отравлении ипритом или люизитом внутренних органов образуются кровотечения и язвы. Из-за отсутствия антидотов лечение поражений кожно-нарывными токсинами весьма затруднительно. Также эти вещества являются устойчивыми соединениями и могут длительное отравлять местность, на которой были применены.

• Раздражающие токсины, такие как хлор, хлорпикрин, оксиды азота, серная и соляная кислоты при незначительном поражении раздражают нервные окончания болезненные ощущения в горле, носу, груди, которые проходят спустя 2—3 часа. В случае длительного нахождения в зараженной зоне с высокой концентрацией этих токсинов могут развиться осложнения в виде бронхита, конъюнктивита, отека легких.
• Психохимические токсины (BZ). Является наименее опасной группой токсинов. Поражение происходит путем ингаляции, при употреблении зараженной воды и пищи не позже 3 часов с момента отравления. При незначительной концентрации в воздухе этого токсина человек чувствует снижение работоспособности, вялость и сонливость. На последующем этапе наблюдается учащение сердцебиения, сухость кожных покровов. Затем речь становится бессвязной и заторможенной. Выздоровление наступает в среднем через 4 суток.

Триоксид серы

Триоксид серы — это прекурсор серной кислоты, необходимый также для некоторых реакций сульфирования. Если бы триоксид серы не был полезен, ни один здравомыслящий ученый не держал бы его при себе. Триоксид серы чрезвычайно едкий, когда вступает в контакт с органической материей.

Взаимодействуя с водой (которая составляет большую часть нашего тела), он создает серную кислоту с выделением тепла. Даже если он не попал непосредственно на вашу плоть, даже рядом находиться будет весьма опасно. Пары серной кислоты делают плохое с легкими. Проливание триоксида серы на органический материал вроде бумаги или дерева порождает токсичный огонь.

Батрахотоксин

Батрахотоксин — это сложная на вид молекула, которая настолько смертельна, что одна 136-миллионная грамма этого вещества будет смертельной для 68-килограммового человека. Чтобы вы понимали, это примерно две гранулы соли. Батрахотоксин входит в число самых опасных и ядовитых химических веществ.
Батрахотоксин связывается с натриевыми каналами в нервных клетках. Роль этих каналов жизненно важна в мышечных и нервных функциях. Удерживая эти каналы открытыми, химическое вещество устраняет любой мышечный контроль из организма.

Батрахотоксин нашли на коже крошечных лягушек, яд которых использовали для отравленных стрел. Некоторые племена индейцев обмакивали кончики стрел в яд, выделяемый лягушками. Дротики и стрелы парализовали добычу и позволяли охотникам спокойно ее забирать.

Диоксидифторид

Диоксидифторид — это страшное химическое вещество, имеющее также чарующее название FOOF, поскольку к двум атомам фтора крепятся два атома кислорода. В 1962 году химик А. Г. Штренг опубликовал работу под названием «Химические свойства диоксидифторида». И хотя это название не кажется пугающим, эксперименты Штренга определенно таковыми были.
FOOF изготавливается при очень низкой температуре, поскольку распадается при температуре кипения около -57 градусов по Цельсию. Во время своих экспериментов Штренг обнаружил, что FOOF взрывается, вступая в действие с органическими соединениями, даже при температуре -183 градуса Цельсия. Взаимодействуя с хлором, FOOF сильно взрывается, а контакт с платиной приводит к такому же эффекту.

Короче, в разделе результатов в работе Штренга было множество слов «вспышка», «искра», «взрыв», «сильно» и «огонь» в разных комбинациях. Не забывайте, что все это происходило при температурах, при которых большинство химических веществ по сути инертны.

Классификация сильнодействующих ядовитых веществ

Сильнодействующие ядовитые вещества наносят вред органам и системам человека различной тяжести. Для каждого вида СДЯВ характерны свои признаки интоксикации.

Читайте также:  Что происходит с человеком, который выпил цианистый калий

Классификация СДЯВ:

1. Удушающие ядовитые вещества поражают дыхательные органы. Признаки: нехватка воздуха; паника; рвотные рефлексы. Из-за нехватки кислорода кожные покровы становятся синюшного цвета.
2. Яды общего действия — отравляют мгновенно, распространяются на все органы и системы, первыми страдают дыхательные пути. В результате интоксикации нарушается обмен веществ на клеточном уровне. При быстром проникновении яда учащается работа сердца, а дыхание замедляется.
3. Поражающие нервную систему — способны оказывать как возбуждающее, так и угнетающее действие на систему нервных клеток.
4. Раздражающие соединения контактируют с кожными покровами, органами дыхания, слизистой оболочкой глаз и вызывают их воспаление.
5. Сенсибилизирующие ядовитые вещества приводят к повышенной чувствительности организма к данному соединению. При поступлении новой дозы отравляющего вещества, в организме наблюдаются аллергические реакции в виде: кожных изменений (сыпь, зуд, язвы); ухудшение дыхания; заболевания крови.
6. Канцерогенные вещества приводят к развитию злокачественных опухолей.
7. Мутагенные соединения разрушительно воздействуют на клетки организма. Наблюдается снижение иммунитета, преждевременное старение, хронические болезни.
8. Нарушающие обменные процессы — негативное влияние на работу организма может быть не заметным в течение семи дней. Какие симптомы характерны для такого отравления?

Рекомендуем: Промышленные яды — классификация по разным видам

Признаки интоксикации:

• Аллергические реакции;
• Слабость в мышцах;
• Нарушение пищеварения;
• Ухудшение слуха.

Наблюдается выпадение волос, потеря веса, воспаление внутренних органов. Возможно проявление депрессии, а также судорожные состояния и обморок.

Цианистый калий

Цианид — простая молекула, всего лишь атом углерода, трижды связанный с атомом азота. Будучи небольшой, молекула цианида может просачиваться в белки и делать им очень плохо. Особенно цианид любит связываться с атомами железа в центре гемопротеинов.
Один из гемопротеинов крайне полезен для нас: гемоглобин, белок, переносящий кислород в нашей крови. Цианид избавляет гемоглобин от способности перевозить кислород.

Когда цианистый калий вступает в контакт с водой, он разбивается на цианистый водород, который легко всасывается телом. Этот газ пахнет горьким миндалем, хотя не все могут его учуять.

Из-за быстрой реакции цианистый калий часто использовался как средство для [Роскомнадзор] многими людьми. Британские агенты времен Второй мировой войны носили таблетки цианида на случай поимки, и многие высокопоставленные нацисты также использовали капсулы цианистого калия, чтобы избегать правосудия.

Диметилртуть

Две капли диметилртути — и всё.
В 1996 году Карен Веттерхан исследовала эффекты воздействия тяжелых металлов на организмы. Тяжелые металлы в своей металлической форме довольно плохо взаимодействуют с живыми организмами. Хотя это и не рекомендуется, вполне можно опустить руку в жидкую ртуть и успешно ее вынуть.

Поэтому чтобы ввести ртуть в ДНК, Веттерхан использовала диметилртуть, атом ртути с двумя присоединенными органическими группами. В процессе работы Веттерхан уронила каплю, может две, на свою латексную перчатку. Через шесть месяцев она умерла.

Веттерхан была опытным профессором и приняла все рекомендуемые меры предосторожности. Но диметилртуть просочилась через перчатки менее чем за пять секунд, а через кожу — менее чем за пятнадцать. Химическое вещество не оставило никаких явных следов и Веттерхан заметила побочные эффекты лишь несколько месяцев спустя, когда было уже слишком поздно лечиться.

Классификация по химическому составу

Существует классификация токсических веществ по составу входящих в них химических элементов. При отравлении они по-разному влияют на здоровье людей и приводят к различным острым и хроническим заболеваниям.

1. Токсины, содержащие канцерогенные вещества. Это, пожалуй, самая большая группа отравляющих. К ним относятся пестициды, нитраты, тяжелые металлы, глутаматы, афлатоксины, бензол и его производные и другие. Воздействие их на организм проявляется в образовании и развитии разного рода злокачественных и доброкачественных опухолей. Эти вещества очень трудновыводимы из организма.

2. Мутагенные вещества. Наиболее распространенными из этой подгруппы считаются ртуть, азотистая кислота, мышьяк, формальдегид, свинец, радиоактивные вещества, являющиеся источниками разного рода излучений. Под их воздействием происходят генетические изменения в организме человека, которые могут проявляться у нескольких последующих поколений. Вызывают необратимые мутации.
3. Сенсибилизирующие токсины. К их числу относят различные антибиотики и другие лекарственные препараты, полученные химическим путем, которые сами по себе нетоксичны, но при неправильной дозировке наносят вред организму. Также сюда можно отнести различного рода аллергены (пыль, пыльца растений и др.) и ряд химических веществ, которые вызывают кожные заболевания (экземы, дерматиты), аллергию, астму.
4. Вещества химического происхождения (кислоты, щелочи). Они в первую очередь влияют на репродуктивную функцию организма.

Трифторид хлора

Хлор и фтор по отдельности неприятные элементы. Но если они сочетаются в трифторид хлора, все становится еще хуже.
Трифторид хлора — это настолько коррозионное вещество, что его даже в стекле хранить не получится. Это такой сильный окислитель, что он сможет поджечь вещи, которые даже в кислороде не горят.

Даже пепел вещей, сгоревших в атмосфере кислорода, загорится под действием трифторида хлора. Ему даже не нужен источник воспламенения. Когда 900 килограммов трифторида хлора разлили в результате промышленной аварии, это химическое вещество растворило 0,3 метра бетона и метр гравия под собой.

Единственный (относительно) безопасный способ хранить это вещество — металлический контейнер, который уже был обработан фтором. Таким образом создается фтористый барьер, с которым не реагирует трехфтористый хлор. Встречаясь с водой, трифторид хлора мгновенно взрывается с выделением тепла и плавиковой кислоты.

Плавиковая кислота

Любой, кто работал в области химии, слышал байки про фтористоводородную кислоту. В техническом смысле это слабая кислота, которая нелегко расстается со своим ионом водорода. Поэтому быстрый химический ожог получит от нее довольно сложно. И в этом секрет ее коварства. Будучи относительно нейтральной, плавиковая кислота может проходить через кожу, не уведомляя вас, и попадать в организм. И оказавшись на месте, плавиковая кислота приступает к работе.

Когда кислота отдает свой протон, остается фтор, который вступает в реакцию с другими веществами. Эти реакции нарастают как снежный ком, и фтор сеет ужасный хаос. Одной из любимых целей фтора является кальций. Поэтому плавиковая кислота приводит к гибели костной ткани. Если жертву оставить без лечения, смерть будет наступать долго и больно.

Читайте также:  Как вывести дурман из организма

Перечень токсических веществ

Сильнодействующие ядовитые вещества встречаются редко, но знать самые распространенные соединения важно каждому человеку. Какими свойствами обладают СДЯВ?

1. Нашатырный спирт — газообразное вещество с резким специфическим запахом. Воздействует на систему дыхания и ЦНС. Слизистая оболочка носовой полости и глаз раздражается, в результате развивается ожог.
2. Арсенид водорода — газообразное вещество, обладает сильными отравляющими свойствами, не имеет цвета и запаха. В процессе окисления пахнет чесноком. Разрушительным образом влияет на клетки крови.
3. Цианистоводородная кислота — жидкое, летучее, бесцветное вещество, имеет резкое зловоние. Нарушает кислородный обмен, ухудшает работу нервов. Приводит к изменениям состава крови и уменьшает частоту сердечных сокращений.
4. Хлороводородная кислота — жидкое ядовитое вещество без цвета и запаха, обладает повышенной кислотностью. При попадании на кожные покровы может вызвать ожоговые поражения третьей и четвёртой степени. При попадании в глаза приводит к потере зрения.
5. Сульфид водорода — газообразное ядовитое вещество, со специфическим зловонием тухлых яиц. При проникновении в дыхательные пути вызывает постоянную головную боль, головокружения, тошноту. При тяжёлой степени отравления наблюдается судорожный синдром, отёк лёгких, состояние комы. Если высокая концентрация в воздухе, один вдох вещества приводит к летальному исходу.
6. Дихлорангидрид угольной кислоты — газообразное ядовитое вещество с запахом прелого сена. Вызывает отравление только при попадании в систему дыхательных органов. Интоксикация бывает скрытой в течении восьми часов. Признаки отравления: приторный привкус в ротовой полости, рвотные позывы, кашель. Далее возникновение болевых ощущений в области грудной клетки; сбивчивое, затруднённое дыхание. Сильная отёчность лёгких приводит к смерти через несколько дней.
7. Хлор — газообразное ядовитое вещество с резким запахом, желтовато-зелёного цвета. При попадании в дыхательные пути приводит к ожогу и удушью. Проявляется болью в груди, одышкой, потерей сознания.

Рекомендуем: Что такое консервант е220 в сухофруктах?

Во избежание интоксикации, стоит придерживаться правил безопасности при работе с сильнодействующими соединениями в промышленности. И осторожно обращаться с ядами в домашних условиях (бытовая химия).