Углерод
Углерод, Carboneum, С, порядковый номер 6, атомный вес 12,01. Углерод является одним из самых распространенных элементов на земной поверхности. Он играет огромную роль в природе, участвуя в образовании основной массы всех растительных и животных организмов. Углерод, кроме того, входит в состав многих минералов, особенно карбонатов одно- и двухвалентных металлов. Свободный углерод встречается в природе в виде алмаза, графита и пористого угля.
По своему виду и своим физическим свойствам эти три вещества не имеют ничего общего; в то же время они являются аллотропическими видоизменениями одного и того же элемента — углерода что доказывается тем, что при сгорании конечным продуктом каждого из них является углекислый газ.
Углерод в организме животных и человека
Углерод вместе с кислородом и водородом участвует в образовании всех органических соединений, состоящих из белков, углеводов и жиров, число которых в настоящее время превышает 1,5 млн. В организм человека углерод поступает с растительной и животной пищей. Переработанная в желудке и кишечнике пища всасывается в кровь и идет частично на построение или обновление тканей и регулирование обмена веществ и частично расходуется на производимую организмом работу и поддержание теплоты тела. Сгорание пищевых продуктов в процессе обмена веществ есть одновременно и обмен углерода. Конечными продуктами горения являются CO2 и Н2O. Если сгорание органических соединений совершается не полностью, то в организме появляются недоокисленные продукты, в числе которых — окись углерода СО. Если сгорание полное, но выделение углекислоты недостаточное, то в организме создается избыток СО2.
Токсическое действие соединений углерода
Нетоксичный углерод в свободном состоянии становится резко токсичным в соединениях с кислородом, хлором, азотом, серой. В отношении токсического действия этих углеродистых соединений токсикология располагает многими хорошо проверенными данными, особенно по отравлению окисью углерода.
Окись углерода, иначе угарный газ (СО),бесцветен, не имеет запаха, чрезвычайно ядовит, образуется везде, где происходит неполное сгорание органических веществ. Долгое время считалось, что отравление СО обусловлено исключительно кислородным голоданием организма, связанным с вытеснением кислорода из оксигемоглобина и образованием карбоксигемоглобина (СОНв). В настоящее время установлено, что окись углерода, кроме того, действует токсически на центральную нервную систему (Ю. Фролов), причем нарушение функции нервных клеток происходит при самых малых концентрациях окиси углерода (Черепанова).
Первая стадия отравления проявляется ощущением тяжести, сдавлением головы, как клещами, сильными болями во лбу и висках, мельканием и «туманом» в глазах, пульсацией в висках, головокружением и шумом в ушах, дрожанием, чувством слабости, учащением пульса, рвотой.
Во второй стадии наблюдается общая оцепенелость, слабость, безучастность, равнодушие, даже ощущение приятной истомы, слабость в ногах, указывающая на распространение действие СО на спинной мозг, нарушение координации движений; люди не могут ходить по прямой линии или писать ровным почерком, постепенно перестают подчиняться ноги, потом руки, далее следует потеря способности рассуждать, ослабление памяти, в частности зрительной, иногда настолько, что человек перестает узнавать близких. Тяжелые расстройства органа зрения: диплопия, уменьшение поля зрения, цветовая слепота, временная потеря зрения, иногда полная слепота; встречается расстройство зрачковой реакции, паралич глазных мышц, в отдельных случаях — нистагм, оптико-вестибулярные расстройства.
В третьей стадии появляются параличи центрального происхождения, чаще правой стороны, паралич кишечника и мочевого пузыря, периферические параличи одной стороны лица, одной руки, одной ноги, парестезии, гиперестезии и анестезии. Трофические расстройства выражаются образованием пузырей, отеков, омертвением участков кожи, повышенной потливостью, ломкостью ногтей, выпадением десен, выпадением здоровых зубов. Наблюдается поражения как верхних, так и глубоких дыхательных путей: носовые кровотечения, воспаление десен, слизистой глотки, язвенный тонзиллит, кашель с кровянистой мокротой, реже бронхиты, бронхопневмонии, отек легких. Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечаются функциональные расстройства сердечной деятельности, лабильность, учащение ритма сокращений, экстрасистолы, преходящее расширение сердца, миокардит, кровоизлияния в сердечную мышцу, резкое полнокровие и очаги омертвения. Кроме того наблюдается расстройство кровообращения, расширение сосудов, застой, нарушение проницаемости сосудов, которое может вызвать кровоизлияние и тромбозы, падение кровянного давления. Описаны изменения в обмене веществ, повышение в крови содержания сахара, молочной кислоты, ацетоновых тел.
При длительном воздействии малых концентраций СО наблюдаются следующие явления: шум в голове и головные боли, особенно во время работы и по утрам, головокружение, нистагм при поворотах головы и вращении тела, расстройства кожной чувствительности, зрения, слуха, хроническое воспаление среднего уха, воспаление слухового нерва, дрожание конечностей, невралгические боли, бессоница ночью, сонливость днем, боли в области сердца, изменение психики, ослабление памяти, иногда апоплектиформные и эпилептиформные припадки. Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечаются более тяжелые проявления, чем при острых отравлениях; приводятся случаи инфаркта миокарда, тромбоза коронарных сосудов, посинения конечностей. В крови — увеличение количества гемоглобина и эритроцитов, а у некоторых, наоборот, анемия. Отмечены психические расстройства, раздражительность, апатия, навязчивый страх («Вредные вещества в промышленности»).
Двуокись углерода, углекислый газ (C02)—бесцветный газ со слегка кислым запахом и вкусом. Под давлением 56 атм. сгущается в жидкость. При сильном охлаждении застывает в белую снегообразную массу. Всегда содержится в небольших количествах в атмосферном воздухе (0,03—0,10 объема). Выдыхаемый воздух содержит около 4% СО2, поэтому в закрытых помещениях концентрация углекислоты постепенно увеличивается. В производственных условиях, в шахтах, в бродильных отделениях пивоваренных заводов, в подвалах, в местах хранения квашеных овощей, при работе с сухим льдом и т. п. концентрация СО2 в воздухе может сильно возрастать—до 9—13%. Если в воздухе содержится 4—5% этого газа, у человека появляются симптомы интоксикации: кашель, ощущение тепла в груди, раздражение глаз, ощущение сдавливания головы, головные боли, шум в ушах, повышение кровяного давления, сердцебиение, психическое возбуждение, головокружение, реже рвота. При вдыхании высоких концентраций наступает смерть от остановки дыхания. На вскрытии — незначительные изменения, иногда кровоизлияния в головной и спинной мозг и в мягкие мозговые оболочки, отек легких, кровоизлияния в слизистые оболочки, расширение сердца. Трупные пятна синеватого цвета.
Четыреххлористый углерод представляет собой тяжелую бесцветную жидкость со слабым характерным запахом, которая является прекрасным растворителем различных жиров, масел, красок, смол. Применяется в ветеринарной и медицинской практике для лечения анкилостомидоза. В промышленности ССL- (находит применение в качестве растворителя каучука, резины, масел, жиров, восков, в производстве огнетушителей. Сильно токсическое вещество. При приеме внутрь отравление происходит от нескольких миллилитров. При медленном отравлении наблюдается разнообразные симптомы, указывающие на поражение центральной нервной системы: головная боль, головокружение, тошнота, рвота, спутанность сознания, приступы буйного состояния; со стороны пищеварительных органов — икота, боли в животе, понос, кишечные кровотечения, желтушность, кровоизлияния (геморрагический диатез). Клиническая картина характеризуется гепаторинальным синдромом с преобладанием симптомов почечной недостаточности. Наблюдаются олигурия и анурия, гематурия, альбуминурия, экламптическая уремия, уремическая кома, в основном токсический нефрит (Л. А. Зорина).
Поражения зрения проявляются сужением поля зрения, невритами зрительного нерва и атрофией зрительного нерва («Вредные вещества в промышленности»), часто развивается отек легких, являющийся непосредственной причиной смерти.
При хроническом отравлении четыреххлористым углеродом белых мышей у них развился рак печени, а при введении четыреххлористого углерода белым крысам в желудок у 178 животных из 207 развились опухоли печени (Эдварде).
Патоанатомические изменения: острый токсический нефроз, паренхиматозное и жировое перерождение печени, воспаление или отек легких, межуточный миокардит.