Sekrety toksycznych bliźniąt : HCN i CO

Transkrypt

1 Sekrety toksycznych bliźniąt : HCN i CO Dym powstający w pożarach budynków jest źródłem wielu trujących gazów, które zagrażają życiu i zdrowiu strażaków, w tym tlenku węgla (CO) i cyjanowodoru (HCN). Same w sobie niebezpieczne, jeszcze groźniejsze, gdy występują razem: co należy wiedzieć o toksycznych bliźniętach. 1

2 Mieszanka CO i HCN substancji nazywanych toksycznymi bliźniętami ma działanie duszące, przez co jest śmiertelnie niebezpieczna dla strażaków i ofiar pożaru. Może to mieć natychmiastowe skutki w postaci zawału serca lub być przyczyną zachorowania na raka wiele lat później. Ponieważ połączenie CO i HCN jest nieporównanie szkodliwsze niż narażenie na każdą z tych substancji oddzielnie, pomiar tych gazów w oparciu o indywidualne progi alarmowe nie jest wystarczającym rozwiązaniem podczas akcji ratunkowych. Ten dokument zawiera charakterystykę obecnie występujących pożarów, analizuje skutki oddziaływania określonych ilości CO i HCN na ciało człowieka i opisuje najlepsze praktyki zapewnienia bezpieczeństwa strażakom, w tym nową technologię monitorowania, która dzięki jednoczesnemu pomiarowi obu gazów jest w stanie wcześnie ostrzegać o niebezpieczeństwie. Trochę historii W latach 70. ubiegłego wieku służby pożarnicze zaczęły dostrzegać niebezpieczeństwo związane z wdychaniem trujących gazów wchodzących w skład dymu. Niedługo potem zdano sobie sprawę z zagrożeń, jakie niesie kontakt z toksycznymi gazami w trakcie akcji ratunkowych. Obecnie dowiadujemy się coraz więcej na temat długofalowego wpływu trujących gazów na zdrowie wiemy już, że mogą powodować np. raka. W przeszłości wyposażenie domów było wykonane z naturalnych materiałów, takich jak bawełna, wełna i drewno. Począwszy od lat 60. ubiegłego wieku, coraz częściej zaczęto używać materiałów syntetycznych. Obecnie zdecydowana większość mebli, wykładzin podłogowych, pościeli, odzieży, urządzeń AGD i elektronicznych, a także materiałów budowlanych w przeciętnym domu lub biurze jest wykonana z materiałów syntetycznych. Jednym z produktów wydzielających największe ilości HCN i innych substancji toksycznych w trakcie spalania jest izolacja zarówno w formie mat, jak i pianki. Syntetyki spalają się w wyższej temperaturze niż materiały naturalne i szybciej powodują rozgorzenie, przez co przyspieszają uwalnianie HCN. Żar wydobywający się ze źródła ognia szybko rozgrzewa wszystkie materiały znajdujące się w pobliżu. Materiały ulegają tzw. ilościowemu rozkładowi, czyli trujący gaz wydobywa się z ich konstrukcji jeszcze zanim dojdzie do zapłonu. Do jednego z najtragiczniejszych pożarów z udziałem zjawiska ilościowego rozkładu doszło w 2003 r. w klubie nocnym Station w West Warwick w stanie Rhode Island. Materiały pirotechniczne użyte w trakcie koncertu wytworzyły reakcję egzotermiczną wyrzut iskier na odległość 5 metrów trwający około 15 sekund. Od iskier zapaliła się niespełniająca standardów bezpieczeństwa płytowa izolacja piankowa, umieszczona wokół sceny dla poprawy akustyki w pomieszczeniu. Płomienie błyskawicznie doprowadziły do wzrostu temperatury, rozpoczynając proces rozkładu termicznego płyt piankowych, w wyniku czego powstały duże ilości dymu zawierającego HCN. Późniejsze dochodzenie i symulacje przebiegu zdarzenia przeprowadzone przez amerykański Narodowy Instytut Standaryzacji i Technologii wykazały, że przez brak odpowiedniej instalacji tryskaczowej w budynku obszar sceny w ciągu 90 sekund stał się śmiertelnym zagrożeniem. Wielu spośród 462 ludzi w środku nie mogło wydostać się z budynku z powodu zatrucia gęstym dymem zawierającym HCN i CO. W wyniku tego zdarzenia 100 osób straciło życie, a ponad 200 doznało poważnych oparzeń lub obrażeń. 2

3 Nie ma dymu bez trujących gazów Obecnie główna przyczyna śmierci ludzi w pożarach budynków mieszkalnych to nie oparzenia, lecz zatrucie dymem. Badanie przeprowadzone przez agencję NFPA w 2011 roku pokazuje, że tylko co ósma ofiara pożaru domu ginie z powodu oparzeń. Za śmierć pozostałych siedmiu odpowiedzialny jest dym. Podczas pożaru stężenie tlenu w powietrzu spada, a znacząco rośnie poziom tlenku węgla oraz wielu innych substancji toksycznych. Co więcej, dym zawiera toksyny bez względu na gęstość, kolor czy szybkość poruszania się. Nie ma możliwości, by po wyglądzie dymu stwierdzić, jak dużo trujących gazów wydobywa się z budynku. Oczywiście gęsty, kłębiący się dym zawiera substancje toksyczne, ale mogą one także występować w dymie jasnym, przypominającym mgłę. Niebezpieczne substancje przedostają się do organizmu strażaków zarówno przez płuca, jak i skórę, jednak absorpcja toksyn przez płuca jest 300 razy większa. HCN: cichy zabójca Narażenie na wysokie stężenia tlenku węgla może być śmiertelne w skutkach, jednak wpływ cyjanków jest często pomijany. Wielu ludzi kojarzy cyjanki z bronią chemiczną albo pracą z materiałami niebezpiecznymi (HAZMAT), jednak badania pokazują, że przyczyniają się one znacząco do śmierci tysięcy ofiar pożarów każdego roku. Badania dowodzą, że cyjanowodór w dymie pożarowym może być nawet 35 razy bardziej trujący niż tlenek węgla. Wartość najwyższego stężenia chwilowego (TLV-STEL) określona przez NIOSH dla HCN wynosi 4,7 w średnim czasie 15 minut. Pracownicy nie mogą być wystawiani na działanie stężeń przekraczających tę wartość. Maksymalna liczba okresów narażenia w ciągu dnia to 4. Amerykańska Konferencja Rządowych Higienistów Przemysłowych (ACGIH) przyjęła 4,7 ppm jako najwyższe dopuszczalne stężenie (TLV-C), którego pod żadnym pozorem nie wolno przekraczać. Badania wykazały, że w pożarze zwykłego budynku stężenie HCN oscyluje wokół 200 ppm. To dawka powodująca śmierć w ciągu minut. Ponieważ zagrożenia związane z CO są znane od wielu lat, strażacy są szkoleni w zakresie rozpoznawania symptomów zatrucia tlenkiem węgla, takich jak bóle głowy, mdłości czy senność. STĘŻENIE CO W POWIETRZU % OBJ. CZAS WDYCHANIA I OBJAWY ZATRUCIA 35 ppm 0,0035 Maksymalne dopuszczalne stężenie w miejscu pracy przez okres 8 godz. 200 ppm 0,02 Lekki ból głowy po 2 3 godz. 400 ppm 0,04 Ból z przodu głowy po 2 3 godz., obejmujący całą głowę po 2,5 3,5 godz. 800 ppm 0,08 Zawroty głowy, nudności i konwulsje w ciągu 45 min., śpiączka po 2 godz ppm 0,16 Zawroty głowy, nudności i konwulsje w ciągu 20 min., śmierć po 2 godz ppm 0,32 Zawroty głowy, nudności i konwulsje w ciągu 5 10 min., śmierć po 30 min ppm 0,64 Zawroty głowy, nudności i konwulsje w ciągu 1 2 min., śmierć po min ppm Śmierć w ciągu 1 3 min. 1,28 3

4 STĘŻENIE HCN W POWIETRZU % OBJ. OBJAWY ZATRUCIA 2,1 ppm 0,00021 Maksymalne dopuszczalne stężenie w miejscu pracy przez okres 8 godz. Europa 2 4 ppm Próg wrażliwości 0,0004 4,7 ppm 0,00047 Zalecana wartość narażenia wg NIOSH: najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe (STEL) 10 ppm 0,001 Dopuszczalna wartość narażenia wg OSHA: średnie ważone stężenie (TWA) ppm Łagodne objawy po kilku godzinach 0, ppm 0,0054 Natychmiastowe i pośrednie uszkodzenia wewnętrzne w ciągu jednej godz ppm 0,02 Śmierć po min 300 ppm 0,03 Natychmiastowa śmierć Do niedawna uważano, że po wyniesieniu ofiary z zadymionego obszaru świeże powietrze wypiera toksyny z organizmu. Obecnie już wiadomo, że substancje takie odkładają się w ciele człowieka i bardzo trudno jest je usunąć. Nowotwory stanowią teraz główną przyczynę śmierci strażaków w długim okresie. FAKTY DOTYCZĄCE HCN HCN jest 35 razy bardziej toksyczny niż CO H CN przedostaje się do organizmu przez absorpcję, wdychanie lub połknięcie i odkłada w tkankach serca oraz mózgu H CN powoduje atak lub zawał serca oraz utrudnia resuscytację H CN odpowiada za dziwaczne, irracjonalne zachowania, utrudnia wykonywanie poleceń lub ucieczkę z miejsca zagrożenia i przeszkadza ratownikom w udzieleniu Zawroty głowy, ogólna słabość i przyspieszony puls u strażaków po akcji gaśniczej mogą być skutkami działania silnie toksycznego HCN na ich organizmy. Przyjmuje się, że wiele ataków lub zawałów serca, do jakich dochodzi u strażaków w trakcie lub po zakończeniu akcji, może być wywołanych przez HCN. HCN ma również działanie narkotyczne i może powodować irracjonalne, dziwaczne zachowania, w wyniku których strażak lub ofiara podejmuje zagrażające życiu decyzje. pomocy ofiarom H CN obezwładnia ofiarę w krótkim czasie 4

5 W przypadku stwierdzenia oznak zatrucia HCN u strażaka lub ofiary istnieje możliwość podania antidotum, które przyspieszają powrót do zdrowia. OBJAWY ZATRUCIA HCN Odkrztuszanie plwociny podbarwionej węglem Sadza lub oparzenia wokół ust i nosa Duszności, ucisk w klatce piersiowej, ból głowy Zapach migdałów wyczuwalny w oddechu (brak naukowego potwierdzenia) Problemy z pracą serca Dezorientacja, dziwaczne zachowania Wpływ HCN na organizm człowieka HCN ma działanie duszące na poziomie komórkowym i zakłóca proces oddychania tlenowego. W normalnym procesie oddychania ciało dostarcza składniki odżywcze dla podstawowych enzymów, które umożliwiają prawidłowe funkcjonowanie organizmu. Wdychanie HCN silnie hamuje układ enzymatyczny oksydazy cytochromowej. W efekcie dochodzi do zablokowania przenoszenia tlenu z oksyhemoglobiny do tkanek. Powoduje to oddychanie beztlenowe, w wyniku którego w tkankach i organach rozwija się kwasica mleczanowa i powstają inne toksyczne substancje. Osoby wdychające cyjanowodór w postaci dymu często doświadczają zaburzeń funkcji kognitywnych i stają się senne, co upośledza ich zdolność do ucieczki lub udziału w akcji ratowniczej. Wystawienie na działanie niskich stężeń (lub krótkotrwały kontakt z wyższym stężeniem) może powodować otępienie, dezorientację, pobudzenie, niepokój, pocenie się, ból głowy, senność i przyspieszony oddech. Narażenie na wyższe stężenia HCN skutkuje wyczerpaniem, drgawkami, arytmią serca (która może wystąpić dopiero po dwóch lub trzech miesiącach od pożaru), śpiączką, depresją oddechową, zatrzymaniem oddychania i niewydolnością sercowonaczyniową. Niestety nie istnieją żadne metody, które pozwalałyby szybko zbadać toksyczność HCN w miejscu pożaru. Dlatego wszyscy strażacy muszą uważnie obserwować się nawzajem pod kątem objawów zatrucia HCN zarówno w trakcie akcji, jak i po jej zakończeniu. Senność Możliwe jasnoczerwone zabarwienie skóry (przy narażeniu długotrwałym) Letarg Osłabienie Leczenie w przypadku podejrzenia zatrucia HCN Kluczem do ocalenia życia ofiar jest szybka reakcja w przypadku podejrzenia zatrucia cyjankami, ponieważ ten składnik dymu pożarowego zabija naprawdę szybko. Leczenie przedszpitalne ostrego zatrucia cyjankami polega na wyprowadzeniu poszkodowanego z obszaru dotkniętego skażeniem, podaniu czystego tlenu i prowadzeniu resuscytacji krążeniowooddechowej, jeśli jest taka potrzeba. Od 10 lat we Francji z powodzeniem stosowane jest nowe antidotum o nazwie hydroksokobalamina. Preparat przeznaczony jest do użycia w miejscu zdarzenia lub szpitalu i leczy ostre zatrucia HCN bez względu na źródło intoksykacji. W wyniku połączenia hydroksokobalaminy z jonem cyjankowym powstaje nietoksyczna cyjanokobalamina (witamina B12), która wydalana jest z moczem. Odtrutka ta nie upośledza transportu tlenu do tkanek. 5

6 Zagrożenia związane z wtórnym narażeniem na HCN Strażacy powinni zdawać sobie sprawę, że miękkie tkanki ciała ofiar pożaru działają niczym gąbka chłonąca spore ilości ubocznych produktów spalania. Po wyprowadzeniu poszkodowanego ze skażonego obszaru na świeże powietrze tkanki jego ciała zaczynają wydzielać toksyny, przez co ratownicy udzielający mu pomocy są wystawieni na działanie HCN i wielu innych substancji chemicznych. Po odwiezieniu ofiary do szpitala i powrocie z akcji ratownicy mogą zacząć odczuwać bóle głowy, mdłości, nudności i inne podobne dolegliwości. Objawy te mogą występować w sytuacjach stresu i nadmiernego obciążenia, jednak są również typowe dla zatruć substancjami takimi jak HCN i CO. Prysznic w ciągu godziny: wzięcie prysznica w ciągu godziny obniża narażenie na kontakt z toksynami o 90%. Czekanie do wieczora oznacza 100% narażenia wówczas umycie się pod prysznicem nie ogranicza już ryzyka zachorowania na raka. Dekontaminacja: środki ochrony indywidualnej należy poddać dekontaminacji zgodnie z zaleceniami organizacji Fire & Emergency Training Institute (FETI). Zwracanie uwagi na objawy zatrucia u współpracowników: strażacy muszą uważnie obserwować się nawzajem, zarówno w trakcie akcji, jak i po jej zakończeniu. Edukacja i szkolenia: należy wdrożyć program szkoleniowy uświadamiający strażakom zagrożenia związane z cyjanowodorem. Nowa technologia wczesnego ostrzegania przed toksycznymi bliźniętami Badania wykazały, że połączenie CO i HCN jest nieporównanie szkodliwsze niż narażenie na każdą z tych substancji oddzielnie. Wdychanie obu gazów jednocześnie powoduje toksyczny efekt synergii: CO uniemożliwia transport tlenu do ważnych dla życia narządów, a HCN atakuje ośrodkowy układ nerwowy i układ sercowo-naczyniowy, powodując dezorientację i splątanie. Z tego względu pomiar obu gazów w oparciu o indywidualne progi alarmowe nie jest dobrym rozwiązaniem podczas akcji ratunkowych. Firma Dräger, która od ponad 125 lat dostarcza strażakom na całym świecie wysokiej jakości urządzenia zapewniające bezpieczeństwo, opracowała nową technologię przetwarzania sygnałów CO i HCN do ochrony przed toksycznymi bliźniętami. Standardowe ustawienia progów alarmowych to ppm (A1) i ppm (A2) w przypadku CO oraz 1,9 2,5 ppm (A1) i 3,8 4,5 ppm (A2) w przypadku HCN. W jaki sposób strażacy mogą zapewnić sobie ochronę? Strażacy nie mogą uniknąć narażenia na kontakt z toksycznymi substancjami na służbie, jednak stosując się do poniższych wytycznych, są w stanie zapewnić sobie ochronę. Korzystanie ze środków ochrony indywidualnej: wymaga to energii i zaangażowania ze strony strażaka. Monitorowanie toksycznych gazów: monitorowanie stężenia gazów powinno być standardową procedurą. Korzystanie z niezależnych aparatów oddechowych: niezależny aparat oddechowy można zdjąć dopiero po stwierdzeniu, że powietrze otoczenia umożliwia bezpieczne oddychanie. Niezależne aparaty oddechowe powinny być dostępne także dla kierowców i operatorów. Poprzednie urządzenia tego typu nie brały pod uwagę efektu toksycznej synergii gazów i mierzyły stężenie CO i HCN oddzielnie, a poszczególne progi alarmu były analizowane niezależnie od siebie. Metoda przetwarzania sygnałów uwzględniająca koncepcję toksycznych bliźniąt polega na jednoczesnym pomiarze i dodawaniu do siebie stężeń gazów. Ewentualne uruchomienie alarmu ma miejsce po przeliczeniu w skali stężenia obu substancji. 6

7 Funkcja wykrywania toksycznych bliźniąt jest dostępna w detektorach gazu Dräger X-am 5000 i 5600 z oprogramowaniem sprzętowym 7.0 lub nowszym. Technologia została opatentowana przez firmę Dräger na terenie USA (nr publ. US2014/ A1) w zakresie substancji toksycznych CO i HCN. PODSUMOWANIE Badania naukowe przeprowadzone w Stanach Zjednoczonych dowodzą, że ta innowacja w zakresie monitorowania stężenia gazów zwiększa bezpieczeństwo strażaków biorących udział w akcji. Dzięki nowej technologii Dräger oferuje najwyższy możliwy poziom ochrony przed toksycznymi skutkami synergicznego działania cyjanowodoru i tlenku węgla. Odkryj pełną ofertę naszych przenośnych detektorów gazu i znajdź rozwiązania dobrane do codziennych wyzwań występujących w Twoim zakładzie: DRUK PDF-8303 Dräger Safety AG & Co. KGaA Revalstraße Lubeka, Niemcy 7

8 BIBLIOGR AFIA : Stefanidou, M., S. Athanaselis i C. Spiliopoulou, Health Impacts of Fire Smoke Inhalation. Rep. N.p.: Informa Healthcare, Wydano drukiem. National Fire Protection Association, Fatal Effects of Fire, John R. Hall, Jr., marzec Baud, F, Barriot P, Toffis V i inni Elevated blood cyanide concentrations in victims of smoke inhalation, N Engl J Med. 1991; 325: Guidotti, T. Acute cyanide poisoning in prehospital care: new challenges, new tools for intervention, Prehosp Disaster Med. 2006; 21(2): str Tuovinen, H, Blomqvist, P. Modeling of hydrogen cyanide formation in room fires. Projekt Brandforsk Raport SP 2003:10. Böras, Szwecja: SP Swedish National Testing and Research Institute; Cyanide: New Concerns for Firefighting and Medical Tactics, czerwiec 2009, Richard Rochford, newsletter PBI Performance Products. Health Hazard Manual for Firefighters (NJ: Brown, 1990, str ). 8