Книжкова полиця

Книжкова полиця NCBI. Служба Національної медичної бібліотеки, Національних інститутів охорони здоров’я.

Комітет Національної дослідницької ради (США) з питань екстреного та постійного впливу на вибрані забруднювачі підводних човнів. Рівні настанов щодо надзвичайних ситуацій та постійного опромінення для вибраних забруднювачів підводних човнів: Том 3. Вашингтон (округ Колумбія): National Academies Press (США); 2009 рік.

Рівні настанов щодо надзвичайних ситуацій та постійного впливу для вибраних підводних забруднень: Том 3.

У цій главі узагальнено відповідні епідеміологічні та токсикологічні дослідження сірководню. У ньому представлені вибрані хімічні та фізичні властивості, токсикокінетичні та механістичні дані, а також рівні впливу при вдиханні від Національної дослідницької ради та інших установ. Комітет врахував всю цю інформацію в своїй оцінці рівнів опромінення ВМС США на 1 год, 24 години та 90 днів для сероводорода. Рекомендації комітету щодо рівнів впливу сірководню містяться в кінці цього розділу з обговоренням адекватності даних для визначення рівнів та досліджень, необхідних для заповнення інших прогалин даних.

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Сірководень - це безбарвний легкозаймистий газ із характерним запахом тухлих яєць (Budavari et al. 1989; Weil et al. 2006). Дослідження показують, що поріг запаху варіюється. Ruth (1986) повідомила про поріг запаху 0,5-10 ppb; інші повідомили про значно вищі значення (ATSDR 2006). Повідомляється, що подразнююча концентрація становить 10 ppm (Ruth 1986), а нюхова втома та параліч нервів - 100 і 150 ppm, відповідно. Вибрані фізичні та хімічні властивості наведені в таблиці 5-1.

ТАБЛИЦЯ 5-1

Фізичні та хімічні властивості сірководню.

ВИКОРИСТАННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ

Сірководень є складовою природного циклу сірки і виробляється ендогенно у ссавців (Weil et al. 2006). Це виникає внаслідок бактеріального відновлення сульфатів та розкладання білків. Сірководень є побічним продуктом багатьох промислових процесів і використовується для отримання неорганічних сульфідів, які використовуються для виготовлення таких продуктів, як барвники, пестициди, полімери та фармацевтичні препарати (Weil et al. 2006).

Концентрація атмосферного повітря в результаті природних джерел оцінюється як 0,11-0,33 ppb (ATSDR 2006). В атмосфері підводного човна вимірювали сірководень. Дані, зібрані на трьох атомних підводних човнах з атомною енергією, вказують на діапазон 2-22 ppb (Hagar 2008). Чи репрезентативні вказані концентрації для підводного флоту, невідомо; було надано небагато деталей про умови перебування на підводних човнах, коли брали зразки. Інших даних про вплив не було виявлено. Вважається, що викиди сірководню виникають із санітарної системи (Hagar 2008).

РЕЗЮМЕ ТОКСИЧНОСТІ

Люди, які піддаються дії сірководню приблизно при 100 ppm, зазвичай відчувають сльозотечу, світлобоязнь, помутніння рогівки, тахіпное, задишку, трахеобронхіт, нудоту, блювоту, діарею та серцеві аритмії (ATSDR 2006). Ці зміни, як правило, вирішуються при евакуації на свіже повітря. Однак люди, які одужують від впливу сірководню, можуть мати кашель та різні ефекти на нюх, включаючи знижену функцію (гіпосмія), змінене відчуття (дизосмія) та розпізнавання помилкових запахів (фантосмія) протягом декількох днів до тижнів. У людини вдихання сірководню на рівні лише 100-250 ppm протягом декількох хвилин може призвести до порушення координації рухів, порушення пам’яті та рухових функцій та аносмії (так званий параліч нюху). Симптоми посилюються при більш тривалому впливі і іноді призводять до набряку легенів. Експозиція набагато вищих концентрацій (близько 500 ppm) може призвести до коми, яка часто швидко змінюється при евакуації жертви, або постійних головних болів, втрати рівноваги та втрати пам'яті.

Лабораторні дослідження, як правило, вказують на те, що токсичні ефекти, що спостерігаються у тварин, які зазнають дії сірководню у високих концентраціях, ідентичні тим, що спостерігаються у людей, які виявляють гостру токсичність газу. Компіляції концентрацій сірководню, що викликають серйозні системні токсичні ефекти та смерть у людей та лабораторних тварин, вказують на те, що різниця видів у токсичності не є значною (ATSDR 2006). Концентрації, що виробляють ефекти на дихальну, серцево-судинну та нервову системи, подібні у щурів, мишей та людей, коливаючись менше ніж у 10 разів. Механізм дії, що дає серйозні наслідки, виявляється однаковим у всіх видів, оскільки клітинне дихання і виробництво енергії, яке контролюється цитохромоксидазою в мітохондріях, гальмується сірководнем у всіх випробуваних видів. Цей механізм узгоджується з ефектами, що спостерігаються в декількох системах органів у лабораторних тварин, які отримують гострий, високий вплив. Лабораторні дослідження виявили нюхові ураження в носовій порожнині щура як при гострому висококонцентраційному, так і субхронічному впливі сірководню.

Будучи метаболічною отрутою прямої дії, сірководень найглибше впливає на органи, які критично залежать від окисного метаболізму, такі як мозок та серце (ATSDR 2006). Як і ціанід, сірководень блокує дихальний ланцюг, головним чином, інгібуючи оксидазу цитохрому с.

Наявні дані про тварин свідчать про те, що сірководень не робить значного впливу на родючість (ATSDR 2006). Жодних досліджень канцерогенного потенціалу сірководню не можна було переглянути. Існує небагато досліджень генотоксичного потенціалу сірководню, але результати випробувань не вказують на токсичність.

Ефекти у людей

Випадкові впливи

Сірководень пов'язаний зі смертельним впливом на робочому місці. Згідно з даними Адміністрації охорони праці США, з 1984 по 1994 рр. У 57 інцидентах з сірководнем було 80 смертей (Fuller and Suruda 2000). Концентрації та тривалість впливу в цих аваріях, як правило, були погано визначені.

Більшість смертельних випадків трапляється в обмежених просторах (таких як каналізація, переробні тварини та резервуари для гною) і виникає внаслідок дихальної недостатності, некардіогенного набряку легенів, коми та ціанозу (Adelson and Sunshine 1966, цит. В ATSDR 2006; Winek et al. 1968, цитується в ATSDR 2006; Arnold et al. 1985). Набряк легенів не спостерігається однаково у випадках смертельного отруєння сірководнем, і відновлення після коми може бути відносно швидким при евакуації людини на свіже повітря та застосуванні штучного дихання та кисню. У деяких людей, що зазнають впливу приблизно 1000 ppm, розвивається вагусно-опосередковане апное та індукована сульфідом водню центральна зупинка дихання (Almeida та Guidotti 1999), а підвищені концентрації сульфіду в крові іноді виявляються після впливу при високих концентраціях.

Багато людей, які зазнають дії сірководню при 500 ppm або вище, швидко втрачають свідомість, а потім, здається, відновлюються. Цей синдром часто називають нокдауном і може призвести до тривалого неврологічного дефіциту, включаючи порушення координації рухів, пам'ять та рухову функцію, зміни особистості, галюцинації та аносмію. Клінічні ефекти узгоджуються з органічними захворюваннями головного мозку, що виникають внаслідок гіпоксії, і іноді можуть зберігатися протягом декількох років після початкового впливу сірководню (Arnold et al. 1985; Tvedt et al. 1991a; Tvedt et al. 1991b, цитоване в NRC 2002 та ATSDR 2006; Reiffenstein et al. 1992; Kilburn and Warshaw 1995). Концентрації парів приблизно 500 ppm або вище часто за лічені хвилини призводять до летального результату (Reiffenstein et al. 1992).

Ознаки та симптоми, що спостерігаються після гострого впливу при 100-500 ppm, включають подразнення очей та дихальних шляхів, нудоту, блювоту, діарею, головні болі, втрату рівноваги, втрату пам’яті, параліч нюху, втрату свідомості, тремор та судоми (ATSDR 2006). Очні ефекти включають розрив, печіння та подразнення рогівки та кон’юнктиви (Lambert et al., 2006). Як правило, симптоми припиняються без втручання після припинення впливу (ATSDR 2006). Наведені нижче випадки ілюструють наслідки випадкового впливу сірководню.

Опубліковано багато інших звітів про постійні або стійкі неврологічні ефекти впливу сірководню (Wasch et al. 1989; Kilburn 1993, цитоване в ATSDR 2006; Kilburn and Warshaw 1995; Kilburn 1997). Звіти свідчать про те, що вплив сірководню при відносно високих концентраціях може спричинити серйозні наслідки для здоров’я, але, як і у більшості випадків, остаточних даних про вплив бракує.

Експериментальні дослідження

У другій серії експериментів 13 здорових добровольців чоловічої та 12 жіночої статі піддавалися дії сірководню при 0 ppm (контроль) та 5,0 ppm під час фізичних вправ протягом 30 хв (Bhambhani et al. 1994, 1996a). Експозиція 5,0 ppm не змінила газів артеріальної крові, насичення гемоглобіну киснем, ані серцево-судинну та метаболічну реакції. Цитрат-синтетаза, маркер аеробного метаболізму, була єдиним ферментом, який продемонстрував статистично значуще зниження активності. Лактатдегідрогеназа та цитохромоксидаза не змінювались у м’язовій тканині, взятій під час біопсії. Результати підтвердили результати попереднього дослідження, за винятком того, що концентрація лактату в крові була дещо вищою, але не статистично достовірно різною, у групі 5,0 ppm. Таким чином, здорові фізичні вправи у чоловіків та жінок виявляли незначну реакцію на сірководень при 5 ppm.

Інше дослідження показало, що здорові люди (дев'ять чоловіків та 10 жінок), які піддавались дії сірководню зі швидкістю 10 ppm протягом 15 хв під час фізичних вправ, не показали жодних змін у порівнянні з контрольними значеннями в серії дихальних вимірювань (Bhambhani et al. 1996b). В остаточному дослідженні цієї серії (Bhambhani et al. 1997) було використано 28 здорових добровольців (15 чоловіків та 13 жінок), які зазнавали дії сірководню при 0 ppm (контроль) або 10 ppm під час фізичних вправ протягом 30 хв. Виявлено збільшення лактату в м’язах у чоловіків та жінок, зниження м’язової цитохромоксидази у чоловіків та збільшення м’язової цитохромоксидази у жінок, хоча більшість змін не мали статистично значущого значення.

Контрольовані дослідження, представлені вище, були обмежені різними способами. Добровольці, які виконували фізичні вправи, були захищені від впливу на ніс та очі, тому вони не могли відчути запах газу та не піддавались подразненню очей, як чутливі наслідки впливу сірководню. Крім того, добровольці раніше не зазнавали дії сірководню в концентраціях, що використовувались в експериментах.

Jappinen та ін. (1990) піддав групу з 10 осіб з легкою астмою (трьох чоловіків, середній вік 40,7 років та семи жінок середнього віку 44,1 року) дією сірководню при 2 ppm протягом 30 хв у закритій камері. Усі суб'єкти відчували неприємний запах на початку експозиції, але швидко звикли до нього. У трьох із 10 досліджуваних після закінчення впливу головний біль відчувався. В результаті впливу не було змін у форсованій життєвій ємності (FVC), обсязі форсованого видиху за 1 с (FEV1) та форсованому потоці видиху (FEF). Розрахований опір дихальних шляхів дещо зменшився у двох і збільшився у восьми пацієнтів без суттєвих змін середніх значень. Питома провідність дихальних шляхів була зменшена у шести та збільшена у чотирьох суб'єктів. У двох суб’єктів спостерігалася зміна опору дихальних шляхів та питомої провідності дихальних шляхів понад 30%, що вказує на бронхіальну обструкцію. Побічних симптомів не відзначено.

Професійні та епідеміологічні дослідження

Ряд громадських та професійних досліджень вивчали наслідки впливу сірководню. Оскільки сірководень має неприємний запах, який помітний при концентраціях нижче 10 ppb, він легко розпізнається в навколишньому повітрі і часто вважається "неприємним запахом". Таким чином, низькі концентрації сірководню можуть викликати занепокоєння, особливо з точки зору впливу громад. Наприклад, на початку 1980-х років занепокоєння громади в Альберті, Канада, пов'язане з впливом природного газу, забрудненого сірководнем (тобто кислим газом), призвело до великого обстеження в поперечному перерізі (Dales et al. 1989; Spitzer et al (1989), щоб визначити, чи спостерігався більший рівень наслідків для здоров’я у громаді, яка проживає поблизу об'єкта з кислим газом, ніж у неекспонованій громаді. Результати дослідження, як правило, були нічим не примітними, хоча повідомлялося про деякі можливі наслідки для дихальної системи (Dales et al. 1989). Вимірювання повітря не проводилось, тому прямі кореляційні зв'язки між впливом на здоров'я та концентрацією сірководню в повітрі не були можливими (Spitzer et al. 1989).

Працівники віскозних районів (123 чоловіки), які неодноразово зазнавали дії сірководню або сірковуглецю, брали участь в опитуванні здоров'я, яке включало питання щодо ефекту ока (Vanhoorne et al. 1995). Їхні відповіді на анкету порівнювали з відповідями контрольної групи з 67 працівників, які не зазнавали впливу хімічних речовин. Експозиція сірководню на робочому місці визначалась за допомогою персональних приладів для відбору проб і становила від 0,14 до 6,4 проміле. Частота опромінення невідома, але працівники, що беруть участь, працювали щонайменше рік. Працівники, які зазнали дії сірководню при 3,6 проміле або менше, не мали значно більших окулярних очей, ніж непрацюючі працівники. Працівники, які зазнали дії сірководню при 6,4 проміле, мали значно більше скарг на очі, включаючи біль, печіння, подразнення, туманний зір та світлобоязнь.

Яппінен та ін. (1990) вивчав когорту з 26 працівників целюлозного цеху чоловіків (середній вік 40,3 року; діапазон 22-60 років), щоб оцінити можливі наслідки щоденного впливу сірководню на функцію дихання. Більшість експозицій були при 2-7 проміле, з діапазоном 1-11 проміле. Бронхіальна реакція, FVC та ОФВ1 вимірювались наприкінці робочого дня, який пройшов як мінімум через 1 вихідний із роботи. Після впливу сірководню порівняно з контрольними значеннями не спостерігалось суттєвих змін у функції дихання або реакції бронхів.

В іншому дослідженні 21 працівник ув'язнень для свиней був протестований за допомогою спірометрії безпосередньо перед і після 4-годинного періоду роботи (Donham et al. 1984). Вони мали статистично значущі (p Документація порогових граничних значень та індексів біологічного впливу; Додаток до 7-го видання. Американська конференція урядових гігієністів, Цинциннаті, Огайо.