預防醫學/窒息性氣體中毒
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一、窒息性氣體的分類
窒息性氣體(asphyxiating gas)不僅生產環境中常見,也是家庭生活中常見毒物之一,按其性質可分兩類:
(一)化學性窒息性氣體
是指能影響血液氧的攜帶輸送或損害組織對氧的利用的氣體,如一氧化碳(CO,carbon monoxide)、硫化氫(H2S,hydrogen sulfide)、氰化氫(HCN,hydrogen cyanide)、苯胺(C2H5NH2,aniline)等。CO在含碳物質氧化不全和以CO為原料的作業和環境中遇到,如煉焦、金屬冶煉、窯爐、火災現場、光氣和合成氨製造、煤氣發生爐、以及家庭內生活用煤的不完全燃燒、煤氣灶漏氣等。H2S,有臭蛋樣氣味的氣體,多見於含硫礦物或硫化物的還原及動植物蛋白質腐敗有關環境,如石油提煉、化纖紡絲、皮革脫毛、合成橡膠及硫化染料生產;製糖釀酒、醬菜加工、污物處理、下水道疏通等過程。HCN見於機械行業的淬火及電鍍等,曾用作戰爭毒劑。
(二)單純性窒息性氣體
是指能引起組織供氧不足發生窒息的無毒微毒氣體和惰性氣體。在高濃度下使空氣氧分壓降低,致使機體動脈血血紅蛋白氧飽和度和動脈血氧分壓降低,導致組織供氧不足,引起缺氧,如氮(N2,nitrogen)、甲烷(CH4,methane)、二氧化碳(CO2,carbon dioxide)等。CH4見於腐殖化環境和礦井;CO2見於酒池、地窖、礦井尾部和深井。
二、毒理和臨床表現
(一)一氧化碳
CO經肺泡吸收進入血液循環,與血紅蛋白形成碳氧血紅蛋白(HbCO)。CO與血紅蛋白的親和力較氧與血紅蛋白的親和力大300倍,而HbCO的解離速度較氧合血紅蛋白(HbO2)慢3600倍,且可影響HbO2的解離,引起組織缺氧。CO所致組織缺氧及其程度取決於以下因素:
1.HbCO飽和度 以下式表示:K=CT。其中,K為HbCO飽和度;C為濃度(mg/m3);T為時間(h)。空氣中CO濃度愈高,肺泡氣中CO分壓愈大,血液中HbCO飽和度愈高。
2.飽和的時間越長,則HbCO形成的愈多。HbCO為可逆複合物,吸入空氣中CO分壓降低,HbCO逐漸解離,並排出CO。CO並排期與空氣中O2分壓呈反比,吸入高氧分壓氣體,可加速HbCO解離和CO排出,縮短CO半排期,如吸入氧分壓為0.21大氣壓時,半排期平均為320分鐘;吸入三個大氣壓純氧,則半排期縮短為23.5分鐘。
3.每分鐘肺通氣量 勞動量大,空氣和血液中CO達到平衡的時間縮短。
CO尚能與肌肛蛋白結合,影響氧從毛細血管彌散到細胞粒線體;和還原型細胞色素兩價鐵結合,阻斷電子傳遞,抑制細胞的氧化和呼吸。
HbCO形成引起動脈血氧量降低,導致對缺氧最敏感的中樞神經系統能量供應障礙,使大腦和基底神經節,尤其是蒼白球和黑質發生變性、軟化或壞死,出現以中樞神經系統損害為主伴不同併發症的症状與體征。主要表現為劇烈的頭痛、頭昏、四肢無力、噁心、嘔吐;出現短暫昏厥或不同程度的意識障礙,或深淺程度不同的昏迷,皮膚粘膜呈櫻桃紅色。重者並發腦水腫、休克或嚴重的心肌損害、呼吸衰竭。CO中毒可出現以錐體系或錐體外系症状與精神意識障礙為主要表現的CO神經精神後發症或遲發腦病。慢性CO接觸,可以影響中樞神經系統和心血管系統,出現相應的症状和體征。
(二)硫化氫
H2S與粘膜表現的鈉作用,生成硫化鈉;與細胞色素氧化酶中的三價鐵和谷胱苷肽結合,抑制細胞呼吸酶和三磷酸腺苷酶的活性,干擾細胞內的氧化還原過程和能量供應,引起組織缺氧。中、低濃度(98~210mg/m3)接觸數小時,即可出現眼和呼吸道刺激症状與中樞神經系統症状;高濃度接觸可引起結膜炎和角膜潰瘍,支氣管炎,甚至發生中毒性肺炎和肺水腫。吸入濃度在900mg/m3以上,可直接抑制呼吸中樞,呼吸和心臟驟停,發生「電擊樣」死亡。
(三)氰化氫
HCN主要經呼吸道吸入,高濃度可經皮膚吸收,氰氫酸也可經消化道吸收。被吸收的CN-,部分在硫氰酸用下,與含巰基的胱氨酸、半胱氨酸、谷胱苷肽等結合,形成硫氰酸鹽排出體外;體內的CN-可抑制多種酶,主要是與細胞色素氧化酶的三價鐵結合,干擾細胞色素電子傳遞,使細胞呼吸鏈中斷,組織不能攝取和利用血液中的氧,引起細胞內窒息,導致呼吸和循環中樞損害。主要表現為頭痛、頭昏或意識喪失;胸悶或呼吸淺表頻數;血壓下降;皮膚粘膜呈櫻桃紅色;痙攣或陣發性抽搐;高濃度或大劑量攝入,可引起呼吸和心臟驟停,發生」閃電樣「死亡。
三、窒息的診斷
(一)病因診斷
窒息性氣體所致急性窒息的重要特徵是意識障礙、突然昏倒,需排除心血管意外和中暑,判定窒息病因,以採取正確的急救和預防對策。在無快速環境檢測或一時難以進行檢測的情況下,可依據下列幾方面作出初步判斷:
1.接觸窒息性氣體的判斷 分析生產過程、生產設備和環境中的原料、中間產品、成品及「三廢」的性質。例如,皮革廠污水H2S可來自皮毛動物蛋白腐敗和脫毛劑硫化鈉還原;酒池在不同條件下可以產生二種不同的窒息性氣體;高濃度CO2伴氧分壓降低或H2S為主的混合氣體。
2.發病過程與臨床表現 高濃度窒息氣體吸入所致窒息,具有發病驟急,突然昏倒,多無先兆,病死率高等共同特點。患者在感到不適與難以忍受時,即已昏倒在地,即「閃電樣」發病。在一定條件下,粘膜刺激症状、皮膚粘膜顏色和紫紺,以及防毒面具的預防效果,均可作分析的依據。
3.接觸人群的流行病學 群體發病,結合氣象條件,分析與排除心、腦血管意外和中暑。
(二)診斷標準
以急性CO中毒為例,其診斷及分級標準如下:
1.接觸反應 出現頭痛、頭昏、心悸、噁心等症状,吸入新鮮空氣後症状消失者。
2.輕度中毒 具有以下任何一項表現者:(1)出現劇烈的頭痛、頭昏、四肢無力、噁心、嘔吐;(2)輕度至中度意識障礙,但無昏迷者。血液HbCO消度可高於10%。
3.中度中毒 除有上述症状外,表現出淺至中度昏迷,經搶救後恢復且無明顯併發症者。血液HbCO濃度可高於30%。
4.重度中毒 具備以下任何一項表現者:(1)意識障礙程度達深昏迷或去大腦皮層狀態;(2)患有意識障礙且並發有下列任何一項表現者:①腦水腫;②休克或嚴重心肌損害;③肺水腫;④呼吸衰竭;⑤上消化道出血;⑥腦局灶損害,如錐體系或錐體外系損害體征。HbCO濃度可高於50%。
5.急性CO中毒遲發腦病(神經精神後發症)急性CO中毒意識障礙恢復後,約經2~60天的「假愈期」,又出現下列臨床表現之一者:(1)精神及意識障礙呈痴呆狀態,譫妄狀態或去大腦皮層狀態;(2)錐體外系神經障礙出現帕金森症候群表現;(3)錐體外系神經損害(如偏癱、病理反射陽性或小便失禁等);(4)大腦皮層局灶性功能障礙,如失語、失明等,或出現繼發性癲癇。頭部CT檢查可發現腦部有病理性密度減低壓;腦電圖檢查可發現中度及高度異常。
四、窒息的預防控制
窒息事故的主要原因是:設備缺陷與泄漏,違章操作或缺乏安全作業規程,家庭室內用煤爐取暖。窒息死亡大多在現聲或送院途中發生,現場死亡除了窒息性氣體濃度高以外,主要由於事故發生後,不明窒息原因,不作通風,無安全措施下救人,且救人者自身窒息死亡;缺乏有效防護面具;勞動組合不善,進入窒息環境單獨操作,致使不能及時發現與搶救,或窒息昏倒於水中溺死。據此,預防窒息的重點在於:
(一)嚴格管理制度,預防窒息事故
1.定期進行設備的檢修,防止泄漏。
2.窒息環境樹立標幟,裝置自動報警設備,如CO報警器等。
3.嚴格執行安全操作規程。對職工,尤其是青工、臨時工上崗前進行安全與健康教育。
4.普及急救互救訓練,添置有效防護面具,並定期進行維修與有效性檢測。
5.進入高濃度或通風不良的窒息環境作業或搶救前,應進行有效通風換氣,通風量不少於環境容量三倍,戴防護面具,並有人保護。高濃度H2S、HCN環境短期作業,除上述措施外,可口服4-二甲氨基苯酚(4-DMAP)180mg和對氨基苯丙酮(PAPP)90mg,進行預防,20分鐘即顯效。4DMAP作用快、藥效短;PAPP作用慢,藥效持久。
(二)窒息的現場急救
窒息搶救,關鍵在及時,要重在現場。
1.儘快將患者救離窒息環境,吸入新鮮空氣。
2.觀察生命體征。呼吸停止者,即行人工呼吸,給予呼吸興奮劑。
3.窒息伴肺水腫者,給予糖皮質激素。
(三)控制併發症
1.預防H2S中毒性肺水腫的發生髮展。早期、足量、短程使用激素。
2.預防CO中毒性腦水腫和遲發性神經精神後發症,作高壓氧治療或面罩加壓給氧。
3.
4.對角膜潰瘍等進行對症處理。
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