Отравление тринитротолуолом (ТНТ) и его побочные эффекты
Co времени Первой мировой войны сообщалось о токсическом воздействии тринитротолуола (ТНТ) на рабочих, занятых в производстве боеприпасов. За 7,5 мес во время Первой мировой войны в США произошло 17 000 случаев отравлений тринитротолуолом (ТНТ), 475 из которых были с летальным исходом.
За период между 1941 и 1945 гг. отмечено 22 случая с летальным исходом (<3 смертных случаев в результате профессионального заболевания на 100 000 занятых в производстве рабочих в год).
Из этих 22 умерших работников 8 умерли от токсического гепатита, а 14 от гипопластической анемии. В Великобритании между 1939 и 1946 гг. было зарегистрировано 24 случая гипопластической анемии, развившейся вследствие отравления ТНТ; 9 больных выздоровели и 15 умерли.
И токсический гепатит, и гипопластическая анемия могут начаться без видимых симптомов. На предприятиях, производящих боеприпасы, где рабочие могут подвергнуться воздействию ТНТ, следует ввести жесткую профилактическую медицинскую программу, в соответствии с которой выявление продромальных симптомов и чутких лабораторных показателей может способствовать ранней диагностике заболеваний и их своевременному лечению.
а) Структура и классификация отравлений тринитротолуолом (ТНТ):
- Кристаллы: ТНТ существует в виде бесцветных ортотромбических кристаллов или в виде желтых моноклинных игл.
- Температура плавления: 80,65 °С.
- Температура воспламенения: 300 °С.
- Молекулярная масса: 227,15.
- Молекулярная формула: C7H5N3О6.
- Тринитротолуол (ТНТ) нерастворим в воде и растворим в маслах, жирах, эфире, ацетоне и спирте.
б) Токсичность тринитротолуола (ТНТ). Снижение уровня гемоглобина или числа красных кровяных телец отмечалось даже при такой незначительной экспозиции, как 0,2 мг/м3. Для тех случаев, когда возможно потребление загрязненной воды и рыбы, для защиты здоровья человека предлагается использовать критерии оценки качества воды в окружающей среде 135 мкг/л.
Только для питьевой воды предполагаемый критерий составляет 140 мкг/л. Для сохранения здоровья на протяжении жизни рекомендуемый критерий 2 мкг/л.
в) Синонимы тринитротолуола (ТНТ). ТНТ, тритон, тротил, тритоло, тротол, тринол, трилит, тринитротолуол, сим-тринитротолуол, 1-метил-2,4,6-тринитробензол.
ТНТ сравнительно нечувствителен к толчкам, трению, ударам и к электростатическому излучению. Для детонации 2 кг ТНТ требуется падение с высоты 1,3 м. Он может быть взорван детонаторами и подрывными капсюлями. Для полной эффективности следует использовать высокоскоростной инициатор, такой как тетрил. Можно считать, что ТНТ эквивалентен 40 % динамита и его можно применять под водой.
г) Применение. Тринитротолуол (ТНТ) применяют в качестве взрывчатого вещества. Его используют во всех типах разрывных зарядов, включая бронебойные. ТНТ применяют в производстве детонирующего запала, известного под названием Cordeau Detonant.
д) Препаративные формы. ТНТ может быть использован один или в сочетании с нитратом аммония (Amatol) или нитратом бария (Baratol).
е) Источники. Толуолнитрат со смесью серной и азотной кислот при 100 С образует тринитротолуол в виде темной желтой маслянистой жидкости, которая затем промывается горячей водой и высушивается. В результате образуются хлопья, кристаллический порошок, пластинки или плитки либо измельченные хлопья.
ж) Токсикокинетика. Тринитротолуол (ТНТ) всасывается через кожу, вдыхается и проглатывается. Метаболизм ТНТ происходит в печени двумя путями. Основной путь — восстановление нитрогруппы, ведущее к экскреции с мочой преобладающего метаболита 2,6-динитро-4-аминотолуола (ДНАТ), который может быть обнаружен в концентрации 0,1 нг/мл. ДНАТ обнаруживают в конце рабочей смены в концентрации около 10 мг/л.
ДНАТ выявляют даже после отсутствия на рабочем месте в течение 17 дней. Около 47 % метаболитов ТНТ экскретируется в виде глюкуронидов и 30 % в виде ароматических аминосоединений, таких как ДНАТ. Контроль экспозиции к ТНТ может быть эффективно осуществлен посредством анализов ДНАТ в моче. Менее значимы продукты окисления ТНТ (тринитробензиловый спирт, тринитробензойная кислота) и продукты одновременного окисления и восстановления (2,6-динитро-4-аминобензиловый спирт, 2,6-динитро-4-амино-m-крезол).
ДНАТ остается продуктом экскреции, наиболее клинически пригодным для мониторинга экспозиции к ТНТ.
з) Клиника отравления тринитротолуолом (ТНТ). Рабочих, отравившихся после экспозиции к ТНТ, необходимо госпитализировать. Для таких пациентов, вероятнее всего, потребуются продолжительное наблюдение и лечение.
- Общие симптомы. Возможны утомляемость, вялость и одышка при физическом напряжении, иногда отмечаются головокружение и одышка при физическом усилии.
- Волосы, руки. Экспозиция к ТНТ может вызвать окрашивание рук, лица и волос в оранжевый цвет.
- Кожа. Дерматит может развиться на участках кожи, подвергшихся прямому воздействию взрывчатого вещества (руки, предплечья, шея, запястья, лодыжки). На руках он начинается в виде зернистых высыпаний с эритемой. Затем появляется шелушение, которое может привести к полному отслоению эпидермиса на руках и ногах.
- Цианоз. Губы, язык и слизистые оболочки становятся серовато-лиловыми (метгемоглобинемия); другие симптомы могут отсутствовать.
- Желудочно-кишечные, сердечно-сосудистые симптомы. Центральные эпигастральные коликообразные боли, тошнота со рвотой или без нее, анорексия, запор, стеснение в груди. У пациента часто бывают беспокойное выражение, бледность лица и щек. Может отмечаться некоторая болезненность при надавливании в эпигастральной области. Возможны аритмии.
- Гематологические показатели. Примерно у 15 % развивается анемия с понижением уровня гемоглобина, структурными изменениями красных кровяных телец. После экспозиции рабочих с Г-6-ФД к ТНТ отмечалось снижение уровня гемоглобина до 4 г/дл и гематокритного числа до 17 с повышением концентрации ретикулоцитов до 26 %.
- Желтуха. Это редкое осложнение (после экспозиции к ТНТ, длившейся в среднем 63 дня), выявляемое сначала на конъюнктиве, затем на коже. Желтуха свидетельствует о тяжелом поражении печени. Она может появиться через 2—3 нед после прекращения контакта с ТНТ. Часто наблюдаются тошнота, рвота; иногда до появления желтухи не бывает никаких других симптомов.
- Апластическая анемия. Редкое осложнение (наблюдаемое после экспозиции, продолжающейся в среднем 216 дней), почти всегда с летальным исходом, иногда развивается вслед за желтухой. Ранние симптомы включают слабость, потерю аппетита и снижение массы тела, легкий кашель, кровотечение из носа. Иногда не обнаруживается никаких симптомов, за исключением пурпурных пятен.
- Глаза. Катаракты. В большинстве случаев симптомы развивались после экспозиции к дозам ТНТ не ниже 2—3 мг/м3, хотя гепатит и гематологические аномалии выявлялись при концентрациях ТНТ ниже 1,5 мг/м3. Снижение гематокритного числа и уровня гемоглобина наблюдалось при экспозиции к таким незначительным уровням ТНТ, как 0,2 мг/м3.
Смертные случаи после экспозиции к ТНТ обычно обусловлены тяжелым токсическим гепатитом или апластической анемией.
и) Лабораторные данные отравления тринитротолуолом (ТНТ):
- Аналитические методы. Метод газовой хроматографии с электронной детекцией позволяет осуществить количественный анализ метаболита ТНТ 2,6-динитро-4-аминотолуола (ДНАТ) в моче, уровень чувствительности метода составляет 1 нг/л. Тонкослойная хроматография, газовая хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография в сочетании с масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС) с ионизацией электронным ударом применялись для анализа следующих метаболитов: 4,4'-азокситолуола (4-4' А2); 4,4', 6,6'-тетранитро-2,2 азокситолуола (2,2 Az); 4-амино-2,6-динитротолуола (4-А) и 2-амино-4,6-динитротолуола (2А).
С помощью жидкостной хроматографии в сочетании с массспектрометрией можно определить концентрацию в моче метаболитов (2-А), (4-А) и 2,4-диамино-6-нитротолуола (2,4-А). Метод микрожидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией позволяет обнаруживать в моче метаболиты в концентрациях около 0,1 нг/мл. С помощью твердофазного иммуноферментного анализа можно определять остаточные количества ТНТ на руках, чувствительность метода — 50 пг ТНТ.
- Уровни. В пробах мочи рабочих предприятий, на которых производятся боеприпасы, ДНАТ обнаруживали в концентрациях от 1 мкг/л до 1 мг/л (104— 103 г/л. Очень низкие концентрации (5 нг/л) обнаруживали в человеческой моче. После контакта с ТНТ на руках рабочих обнаруживали от 53 до 1500 нг ТНТ.
- Аномалии. Токсическая экспозиция к ТНТ может вызвать снижение гематокритного числа, концентрации гемоглобина и количества красных кровяных телец, повышение или понижение числа белых кровяных телец и лимфоцитов, повышение числа ретикулоцитов, ядросодержащих красных кровяных телец и эозинофилов, а также повышение концентраций мочевинного азота, глюкозы, билирубина и аминотрансфераз в сыворотке крови. В красных кровяных тельцах могут наблюдаться анизоцитоз, пойкилоцитоз, полихроматофилия и фрагментация.
Свободный гемоглобин обычно не обнаруживается ни в моче, ни в крови. Концентрации метгемоглобина могут быть повышенными. Кровь бывает шоколадно-коричневого цвета. Симптомам отравления может предшествовать повышение числа моноцитов, через 2—3 мес после прекращения контакта с ТНТ их число снижается до нормального уровня.
- Вспомогательные исследования при отравлении тринитротолуолом (ТНТ):
Тест Вебстера (Webster). Моча, подкисленная 20 % серной кислотой, экстрагируется эфиром, к которому добавляют спиртовой раствор гидроксида. Пурпурно-красное окрашивание может свидетельствовать о присутствии метаболита ТНТ (2,6-динитро-4-гидроксиламинотолуола).
Нет никакой связи между тестом и тяжестью интоксикации. Тест может быть отрицательным при наличии выраженного цианоза и нарушении координации и положительным вскоре после интоксикации и может стать отрицательным в то время, когда экспозиция к ТНТ продолжается. При наличии тяжелого поражения печени тест бывает отрицательным. Окрашивание неустойчиво. Тест Вебстера служит только для того, чтобы установить факт экскреции метаболитов ТНТ, и не является показателем отравления пациента.
Тестом проверяли кожу рабочих для того, чтобы дать оценку адекватности мытья после экспозиции к ТНТ. Последующие анализы (ВЭЖХ, ЖХ-МС) более точны, а исследование крови может стать более специфическим показателем отравления.
- Реакция Камминга (Cumming). Реакция Камминга является модификацией теста Вебстера. В таблице ниже приведены результаты некоторых цветовых реакций.
- Мутагенность. В биотесте Эймса на мутагенность положительные результаты были получены с ТНТ, но не с его метаболитом ДНАТ.
