Отравяне с електролитни пари

В ежедневието и промишлените условия „електролитни пари“ най-често се отнася до киселинната сярна киселина, образувана от оловно-киселинни батерии. Сярната киселина не е изключително летлива, но по време на зареждане, кипене на електролита, нагряване, пръскане и разпръскване се образуват аерозоли/мъгли, които дразнят очите и дихателните пътища, а при хронично излагане увреждат зъбния емайл и бронхите. Системната токсичност е характерна не за парите, а за поглъщането; опасността от вдишване е предимно локализираната корозивност на аерозолите. [1]

Международните органи признават „силните неорганични киселинни аерозоли, съдържащи сярна киселина“, за човешки канцероген (Група 1), с повишен риск от рак на ларинкса (и евентуално на белия дроб) при дългосрочно професионално излагане. Това не се отнася до „сярна киселина“, а до аерозоли/аерозоли във въздуха на работните места. При краткосрочно излагане в домакинствата основният риск е дразненето. [2]

Батерийните помещения представляват двойна опасност: освен киселинна мъгла, по време на зареждане се отделя водород, което създава риск от експлозия. Поради това съществуват специални изисквания за вентилация, знаци за безопасност, забрана на източници на запалване и наблюдение на концентрациите на водород. Правилната вентилация също така намалява електролитните аерозоли. [3]

Правната рамка включва максимално допустими граници на експозиция (MPL) за сярна киселина (OSHA PEL 1 mg/m³, NIOSH REL 1 mg/m³; IDLH 15 mg/m³), както и индустриални стандарти за батерийни помещения и вентилация (целевата граница за водород често е определена на ≤1% по обем). Тези насоки помагат за оценка на условията на труд и планиране на защитата. [4]

Епидемиология

Тежкото остро отравяне от електролитни пари е рядко; по-голямата част от клинично значимите случаи включват дразнене на очите/дихателните пътища и изгаряния от пръски. Съобщава се за масивни инциденти в контекста на злополуки, разхерметизация и неадекватна вентилация. Работниците в зони за зареждане на батерии, ецване на киселинни метали и химическо производство са професионално податливи. [5]

Данните от токсикологичния профил на ATSDR разкриват типични хронични последици за работници с дългогодишно излагане на аерозоли от сярна киселина: зъбна ерозия, хроничен бронхит и обостряния на астма. Рисковете от рак (особено ларингеален) също се увеличават при дългосрочно излагане на аерозоли. [6]

В батерийните помещения рисковете от излагане се увеличават при кипящ електролит (презареждане), лоша вентилация, ръчно доливане на електролит/вода и при обслужване на големи паркове тягови батерии (логистика, складово оборудване), където зареждането се извършва едновременно. [7]

Системната превенция (локално изсмукване, правилни практики за зареждане, затворени системи за пълнене, станции за промиване/душ на очите) значително намалява честотата на посещенията при очни лекари и нараняванията, което е отразено в изискванията на OSHA за зоните с батерии.[8]

Причини

Вдишването настъпва при образуване на аерозоли (мъгла) от сярна киселина: кипене/отделяне на газове в кутии, пръски и пръски при пълнене, разливи върху горещи повърхности и откъсване на капчици от въздушни течения. Колкото по-висока е температурата и турбуленцията, толкова по-голямо е образуването на мъгла. [9]

Самите пари на сярна киселина са ниски при стайна температура; клинично значимите нива обикновено се свързват с мъгли. Следователно, защитните вентилационни капачки, правилното им функциониране и затворените сервизни системи са от решаващо значение. [10]

В помещенията за зареждане, водородът (страничен продукт от електролизата) е допълнителен фактор. Въпреки че е нетоксичен, натрупването му увеличава турбуленцията/преноса на аерозоли и, най-важното, създава експлозивна атмосфера, изискваща контролирана вентилация и елиминиране на източници на запалване. [11]

Контактът с очите и кожата често се случва едновременно с вдишването поради пръски. Тези контакти водят до корозивни изгаряния и изискват незабавно изплакване. Системната токсичност от вдишване е рядкост за сярна киселина - увреждането е локализирано върху лигавиците. [12]

Рискови фактори

Лошата вентилация, неадекватните локални системи за изсмукване/подслон, ръчното доливане на електролит от отворени контейнери и презареждането на батерии (кипене) значително увеличават риска. Разпоредбите на OSHA изрично изискват адекватна вентилация, правилно затворени капаци на контейнерите и съоръжения за промиване на очи/душ. [13]

Индивидуални фактори: астма/ХОББ/риносинуит, чувствителност към дразнители, носене на контактни лещи (рискове от пръски), липса/неправилен избор на лични предпазни средства (предпазни шлемове за лице, ръкавици, респиратори за киселинни аерозолни мъгли при превишаване на допустимите граници). [14]

Технологични фактори: едновременно зареждане на голям брой батерии, работа в „ями“/мазета и други затворени пространства, липса на водородни сензори/автоматизирани изпускателни системи, температурни условия, които причиняват кипене на електролита. Препоръките на индустрията са насочени към ограничение на H₂ от ≤1% от обема като проектна цел за вентилация. [15]

И накрая, канцерогенният риск от дългосрочно излагане на ниски нива на аерозолни пари е подценен. NTP/IARC/NCI подчертават връзката между дългосрочното вдишване на киселинни аерозолни пари и рак на ларинкса (и евентуално на белия дроб), което задължава работодателите да поддържат нивата под допустимите граници и да наблюдават експозициите. [16]

Патогенеза

Аерозолът от сярна киселина е корозивен: когато се отложи върху лигавиците на очите и дихателните пътища, той причинява коагулативна некроза на повърхностните тъкани, подуване и възпаление. Вдишването на киселинната мъгла причинява кашлица, усещане за парене в назофаринкса и ларингоспазъм/бронхоспазъм при предразположени лица. Хроничното излагане може да причини ерозия на емайла и хроничен ларингит/бронхит. [17]

Характерна особеност на аерозолите със сярна киселина е растежът на частиците при високи нива на влажност в дихателните пътища, което увеличава отлагането им в трахеобронхиалното дърво в сравнение с инертните частици от същата начална фракция. Това засилва локалния дразнещ ефект. [18]

Според IARC/NTP, канцерогенният ефект от дългосрочната работа в киселинни мъгли засяга предимно ларинкса; предполага се хронично възпаление/дразнене, епителна микротравма и насърчаващ ефект на киселинния микроклимат. Рискът зависи от дозата × продължителността на експозиция. [19]

Не се очаква системна абсорбция в значителни количества при вдишване; увреждането на вътрешните органи от „електролитни пари“ е казуистика и е характерно за поглъщане на киселина, което се отнася до различна клинична ситуация. [20]

Симптоми

Остро: парене в носа/гърлото, кашлица, сълзене, усещане за "киселост" във въздуха, дрезгавост, стягане в гърдите. Контакт с очите: силно сълзене, болка, блефароспазъм, конюнктивална хиперемия; пръски: риск от изгаряне на роговицата. Симптомите обикновено отшумяват бързо след излагане на чист въздух и промиване. [21]

Умерените случаи са съпроводени с бронхоспазъм, диспнея, стридор (поради дразнене на ларинкса), тежък ларингит и понякога временно намаляване на пиковия експираторен поток. Възможни са кръвотечения от носа поради ерозия на лигавицата. [22]

Хроничното излагане води до ерозия на зъбния емайл (особено при работници, извършващи киселинно ецване/зареждане), хроничен фарингит/ларингит, кашлица, обостряния на астма; описан е професионален хроничен бронхит.[23]

При дългосрочно излагане на киселинни мъгли е описан повишен риск от рак на ларинкса (и вероятно рак на белия дроб) - това не е симптом, а дългосрочна последица, изискваща повишена бдителност за рак и намалено излагане. [24]

Форми и етапи

Разграничават се следните видове: (1) остро инхалационно дразнене (минути-часове експозиция), (2) остри химически увреждания от пръски (очи/кожа), (3) хронично професионално излагане (месеци-години) с УНГ/бронхопулмонални последици и (4) отдалечени рискове от рак от дългосрочна работа в киселинни мъгли. [25]

За батерийните помещения е установена комбинирана опасност: електролитен аерозол + водород (експлозивно). Клиничната картина при инциденти може да включва експлозивни наранявания, както и химически изгаряния и инхалационно дразнене. [26]

Тежестта на острото дразнене се оценява по тежестта на симптомите (кашлица/задух/бронхоспазъм), нуждата от кислород/бронходилататори и наличието на изгаряния на очите/кожата. Хроничната форма се оценява по зъбния статус (емайл), УНГ/белодробни оплаквания и данни от спирометрия. [27]

Онкорисковете са функция на интегралната доза (концентрация × време на експозиция), така че дори когато се наблюдават МАК, е важно да се следят действителните нива на мъгла, да се документират експозициите и да се носят подходящи ЛПС. [28]

Усложнения и последствия

Непосредствените усложнения включват химически изгаряния на очите (кератит, помътняване на роговицата), изгаряния на кожата, остър ларингоспазъм/бронхоспазъм и, по-рядко, химически пневмонит с масивно вдишване. Навременното промиване и инхалационната терапия значително намаляват риска от персистиращи последици. [29]

Хронично - ерозия на зъбния емайл, хроничен ларингит/бронхит, обостряния на астма, персистираща дрезгавост, повишен риск от рак на ларинкса при продължително излагане на киселинна мъгла. Необходими са превенция на експозицията и периодично медицинско наблюдение. [30]

Промишленост - Експлозии на водород в лошо вентилирани зарядни станции, водещи до наранявания и едновременни химически опасности. Стандартите изискват елиминиране на източниците на запалване, поставяне на знаци „ПУШЕНЕТО ЗАБРАНЕНО/ОТКРИТ ПЛАМЪК ЗАБРАНЕНО“, тестване на газопроводи и адекватна вентилация. [31]

Забавеното/непълно изплакване на очите, опитите за „самолечение“ без обеззаразяване и работата без лични предпазни средства значително увеличават риска от тежки последици от пръски електролити. [32]

Диагностика

В случай на остро инхалаторно дразнене, диагнозата е клинична: събиране на анамнеза за експозиция, преглед на очите/УНГ органи, оценка на дишането и сатурацията. В случай на бронхоспазъм - пикфлоуметрия/спирометрия (ако е възможно); ако се подозира химичен пневмонит - рентгенова снимка/КТ, както е показано. [33]

При контакт с очите/кожата е необходимо незабавно промиване и преглед (тест с флуоресцеин на роговицата). Ако респираторните симптоми са тежки, се извършва мониторинг с кислород и инхалиране на β₂-агонисти; няма специфични лабораторни маркери за сярна киселина. [34]

За оценка на условията на труд се използва лично/стационарно вземане на проби от аерозоли на сярна киселина съгласно методите на OSHA/NIOSH, както и газов анализ за водород; водят се дневници за експозиция и превантивни мерки. [35]

В случай на продължително излагане - стоматологичен преглед (емайл), УНГ оценка (ларинкс), спирометрия/въпросници за симптоми; ако са налице рискови фактори/симптоми - насочване към УНГ онколог. [36]

Таблица 1. Какво и кога да се изследва

Ситуация	Изследване	Цел
Остро дразнене	Изследване, SpO₂, пиков дебит/спирометрия	Тежест, необходимост от бронходилататори
Контакт с очите	Напояване + флуоресцеин	Изключване/лечение на кератит/изгаряне [37]
Подозиран пневмонит	Рентгенова/КТ снимка, както е посочено	Тактики на лечение
Контрол на производството	Вземане на проби от аерозоли/водород (OSHA/NIOSH)	Проверка на максимално допустимата концентрация и ефективността на вентилацията [38]

Диференциална диагноза

Дразнещите инхалационни увреждания от други агенти – изоцианати, формалдехид, алкални мъгли (сода каустик/калиев хидроксид) – предизвикват подобни симптоми, но изискват различни стратегии за pH/напояване и различен хроничен рисков профил. Анамнезата и измерванията на околната среда помагат за разграничаване.

Термични изгаряния на дихателните пътища (пара/дим) - обикновено с изгаряния на лицето, сажди в устата; киселинната мъгла оставя характерна „кисела“ миризма, оплаквания от парене, контактни изгаряния на очите/кожата.

Вдишване на мъгли от други киселини (солна, фосфорна): подобен остър дразнещ ефект, но по отношение на канцерогенността, мъглите от сярна киселина имат най-убедителна доказателствена база. [39]

Газово отравяне (хлор, серен диоксид): по-тежък дистален пневмонит/обилни хрипове; изисква газов анализ на място и различно лечение.

Лечение

Остро инхалационно дразнене (без изгаряния на очите/кожата): изведете от зоната, осигурете чист въздух/кислород, инхалирайте β₂-агонисти за бронхоспазъм, кратък курс инхалирани кортикостероиди (GCS), ако е необходимо; наблюдавайте 2-4 часа, върнете се на работа след отшумяване на симптомите. Няма специфичен антидот. [40]

Контакт с очите/кожата: Незабавно промиване с вода/изотоничен разтвор за ≥15 минути, отстраняване на контактните лещи, оценка на роговицата (флуоресцеин), офталмолог за болка/замъгляване. Изгаряния на кожата - промиване, асептична превръзка, хирург за дълбоки лезии. [41]

Подозрение за химичен пневмонит/ларингоспазъм: кислород, небулизирани бронходилататори, краткотрайно системно приложение на кортикостероиди, както е показано, наблюдение/хоспитализация при влошаване на диспнеята, рентгенова/КТ скенер, както е клинично показано. Антибиотици - само при поява на вторична инфекция.

Мерки за промишлена превенция/инженерни мерки: локално отвеждане на въздуха над източника, ограничаване на презареждането (избягване на „кипене“), подходящи капаци за вентилация, затворени системи за пълнене, станции/душове за промиване на очи; елиминиране на източници на запалване, обозначения и тестване на системи за водород; проектно ограничение на H₂ ≤1% по обем, наблюдение чрез сензори и автоматизация на вентилацията. [42]

Таблица 2. MAC/лимити и насоки за защита

Индикатор	Значение	Източник
OSHA PEL (сярна киселина, TWA)	1 мг/м³	OSHA/NJ RTK [43]
NIOSH REL (TWA)	1 мг/м³	НИОСХ [44]
NIOSH IDLH	15 мг/м³	NIOSH IDLH [45]
Водородната цел в батериите	≤1% от обема	Инженерни препоръки/указания за вентилация [46]

Превенция

На работното място: Проектирайте и поддържайте вентилация (обща и локална), за да намалите едновременно концентрациите на киселинна мъгла и водород; използвайте затворени системи за пълнене и подходящи капаци за контейнери; осигурете станции за промиване на очи/душ, обучение за разливане и забранете открит пламък/искри в зоната за зареждане. Провеждайте редовни тестове за аерозоли съгласно процедурите на OSHA/NIOSH и калибрирайте H₂ сензорите. [47]

За служителите: предпазни средства за очите (лицеви шлемове), киселинноустойчиви ръкавици/престилки и, ако са превишени, респиратори, подходящи за киселинни аерозолни мъгли; стриктна хигиена (изплакване на устата с вода след всяка смяна за защита на емайла); навременна смяна на филтри/лични предпазни средства. Медицинско наблюдение: зъболекар (емайл), УНГ/пулмолог, ако се появят симптоми; обучение за изплакване на очите и оказване на първа помощ. [48]

Прогноза

В случаи на краткотрайно инхалационно дразнене прогнозата е благоприятна: симптомите отшумяват след отстраняване от експозицията и симптоматична терапия и обикновено няма трайни последици. При навременно промиване на очите и кожата рискът от белези е минимален. [49]

Хроничното излагане без подходяща превенция увеличава риска от ерозия на емайла, хроничен бронхит и рак на ларинкса (при дългосрочна работа в киселинни мъгли). Спазването на ограниченията за експозиция, правилната вентилация и личните предпазни средства значително подобряват дългосрочните резултати. [50]

ЧЗВ

• „Изпарения“ и „мъгла“ едно и също нещо ли са?

Не. Аерозоли/мъгли (микрокапчици) от сярна киселина са опасни, а не молекулярните пари при стайна температура. Мъглите се образуват чрез кипене, пръски и атомизация. [51]

• Вярно ли е, че мъглите от сярна киселина са канцерогенни?

Да. Аерозолите от силни неорганични киселини, съдържащи сярна киселина, са признати за канцероген (предимно рискът от рак на ларинкса). Това се отнася за професионални експозиции в продължение на години, а не за краткосрочни битови епизоди. [52]

• Какви са границите на експозиция?

Пределно допустимите граници на допустима концентрация (PEL) на OSHA и REL на NIOSH за сярна киселина са 1 mg/m³ (TWA), а нивото на IDLH е 15 mg/m³. В батериите вентилацията трябва да ограничава водорода до приблизително ≤1% по обем. [53]

• Какво да направите, ако електролитът попадне в очите ви?

Изплакнете незабавно обилно с вода/изотонична напитка в продължение на поне 15 минути, свалете лещите, консултирайте се с лекар; на работното място трябва да има налични средства за промиване на очи/душове. [54]