Plynný chlor

Plynný chlor

Plynný chlor se vyskytuje po průmyslové a pracovní expozici, náhodném úniku a úmyslné otravě. Akutní toxicita chlóru způsobuje poškození dýchacích cest a obvykle k ní dochází při krátkodobé expozici vysokým koncentracím, například při úniku. V nedávné době byl plynný chlor opět použit jako válečná zbraň. Profesionální expozice a expozice obyvatelstva jsou běžné, i když se obvykle týkají nižších hladin. Toxicita je dána především úrovní expozice.

Příroda chloru

Chlor existuje jako plyn při normální teplotě a tlaku. Pro účely skladování a přepravy se plyn stlačuje a ochlazuje do kapalné formy. Při uvolnění rychle tvoří žlutozelený plyn, který se drží při zemi a rychle se šíří. Plynný chlór není hořlavý, ale může výbušně reagovat s jinými chemickými látkami, jako je terpentýn a čpavek. Lze jej rozpoznat podle štiplavého, dráždivého zápachu připomínajícího bělidlo, který obvykle varuje před expozicí.

Cesty expozice chlóru

Náhodná expozice

Chlor se široce používá v průmyslu. Používá se jako bělicí činidlo při výrobě papíru a látek, při výrobě pesticidů, gumy, PVC a rozpouštědel, v pitné vodě a ve vodě v bazénech k čištění a jako součást procesu sanitace průmyslového odpadu a odpadních vod. Ve Spojeném království se ročně vyrobí více než 1,6 milionu tun chloru. Celosvětově se vyrobí přibližně 44 milionů tun, přičemž velká část se přepravuje po silnici a železnici.

V posledních desetiletích byla většina akutních expozic způsobena průmyslovými úniky, chybami při míchání chemických látek a průmyslovými haváriemi, které vedly ke zraněním a úmrtím. K chronické expozici nižším koncentracím docházelo na pracovištích a ve veřejných prostorách, například v bazénech. Expozice v domácnostech byla často způsobena smícháním chlorového bělidla s kyselými pracími prostředky, jako je kyselina octová, dusičná a fosforečná.

Záměrná otrava

Chlor byl poprvé použit jako zbraň během první světové války. Zpočátku byl smrtelný pro velké množství vojáků u Ypres v roce 1915. Rychle byla vyvinuta ochrana dýchacích cest, která však většinu civilistů neochránila. V jednu chvíli byl na západní frontě tak rozšířený, že byly vyvinuty respirátory pro koně a poštovní holuby. Jeho používání ve válce bylo následně na základě konsensu Organizace spojených národů (OSN) zakázáno.

Široké používání chloru v průmyslu znamená, že jeho výrobu a skladování nelze zakázat ani v režimech, kde se chemických zbraní vzdali. Proto je k dispozici těm, kdo usilují o jeho ozbrojení. Jeho opětovný výskyt v posledních desetiletích byl hojně zaznamenán v konfliktních oblastech, včetně Srí Lanky, Iráku a Sýrie, a mnoho incidentů bylo ověřeno OSN. Chlorový plyn byl v poslední době používán v obléhaných městských oblastech, kde proniká do sklepů a vyhání obyvatelstvo na otevřené prostranství. Jeho rozsáhlé skladování a přeprava jej rovněž činí náchylným k teroristickým útokům, což vede k únikům, k nimž několikrát došlo v Iráku. Lékaři v konfliktních zónách i mimo ně si proto musí být vědomi zvládání expozice plynnému chlóru.

Toxicita chlóru

Lidé mohou detekovat velmi nízké hladiny plynného chlóru. Prahová koncentrace pro detekci zápachu je přibližně 0,2 částic na milion (ppm). Okamžité příznaky se vztahují ke koncentraci:

• Při koncentraci 1-3 ppm dochází k mírnému podráždění sliznic očí, nosu a hrdla, které lze obvykle snášet asi hodinu.
• Při koncentraci 5-15 ppm dochází k mírnému podráždění sliznic. Jde o pocit dráždivé expozice.
• Při 30 ppm se objevuje bolest na hrudi, dušnost a kašel.
• Při 40-60 ppm se může vyvinout toxická pneumonitida a/nebo akutní plicní edém spolu s obstrukcí horních cest dýchacích, břišními potížemi a dokonce perforací jícnu.
• Koncentrace nad 400 ppm jsou obvykle smrtelné během 30 minut.
• Při koncentracích nad 800 ppm nastává smrt během několika minut.
• Působení kapaliny způsobuje popáleniny a ulcerace rohovky a dermatitidu s tvorbou puchýřů.
• Chronická expozice při nízkých koncentracích obvykle způsobuje podráždění kůže a sliznic a obvykle chronické respirační příznaky.

Patofyziologie

Plynný chlor je klasifikován jako plicní nebo dusivé činidlo (mezi další patří fosgen, difosgen a chloropikrin). Po vdechnutí difunduje do respiračního epitelu, kde je většina poškození iniciována jeho rozpuštěním na kyselinu chlorovodíkovou a chlornou. K dalšímu poškození dochází aktivací zánětlivých buněk a následným uvolněním oxidantů a proteolytických enzymů. Kyseliny chlorovodíková a chlorná se také zaměřují na epitel očních spojivek, což vede k poškození oka kyselinou.

Střední rozpustnost chloru ve vodě znamená, že se většinou absorbuje ve vodivém oddílu dýchacího traktu, od nosu až po úroveň průdušek, a k poškození alveolů je zapotřebí vyšší expozice. Vysoké koncentrace chloru (800 ppm a více) způsobují smíšené poškození dýchacích cest a alveolů. Pokud dojde k alveolárnímu poškození, je jeho podíl na klinickém obraze obvykle méně výrazný než u poškození horních cest dýchacích, s vysokou převahou příznaků obstrukčního postižení. Existují také důkazy o poškození hladké svaloviny dýchacích cest/bronchů, i když se zdá, že je reverzibilní.

Prezentace

Horní cesty dýchací a oči jsou podrážděny při nízkých hladinách expozice. Při vyšších hladinách dochází k poškození nosohltanu a hrtanu. Při velmi vysokých hladinách dochází k rychlému poškození alveolů. Nejvýznamnějším život ohrožujícím účinkem je otok plic. Míra poškození je ovlivněna faktory oběti (věk, aktuální zdravotní stav plic, přítomnost reakce na bronchospasmus, námahový stav a rychlost metabolismu, anamnéza kouření) a faktory prostředí (intenzita a délka expozice, kvalita ventilace v prostoru, ve kterém dochází k expozici). Větší expozice je spojena s větším potenciálním poškozením.

Běžné příznaky

Záleží na úrovni expozice. Během expozice nebezpečným koncentracím chloru nebo bezprostředně po ní jsou typické následující příznaky:

• Oči: pálivá bolest, slzení, zarudnutí, rozmazané vidění. Chlór se rozpouští na povrchu oka a způsobuje kyselé poškození očí.
• Kůže: Pálivá bolest, zarudnutí a puchýře na kůži, pokud je vystavena působení plynu. Při vystavení kapalnému chlóru může dojít k poranění kůže podobnému omrzlinám.
• ORL: pálení v nose, krku a očích. Podráždění hrtanu velmi vysokými koncentracemi může způsobit náhlou křeč hrtanu nebo edematózní obstrukci, která může být smrtelná.
• Plicní: kašel s podvědomou bolestí, svírání na hrudi, dušnost a sípání. Ty se mohou objevit okamžitě, pokud jsou vdechnuty vysoké koncentrace plynného chloru, nebo mohou být opožděné, pokud jsou vdechnuty nízké koncentrace plynného chloru. Plicní edém se může objevit brzy, ale častěji se objevuje se zpožděním několika hodin. Může se vyskytnout hemoptýza (obvykle se vyskytuje spíše u otravy vezikulárním plynem). Časná cyanóza s sebou nese téměř beznadějnou prognózu.
• Gastroenterologické: nevolnost a zvracení, při vysokých koncentracích perforace jícnu.
• Neurologické: bolest hlavy, dezorientace.

Tyto příznaky nejsou specifické pro chlor; mnohé z nich jsou charakteristické i pro expozici jiným chemickým látkám, jako je fosgen a slzný plyn, a pro některé neurologické látky. Pro exponované osoby jsou nejzřetelnějšími vodítky k tomu, že příčinou je chlór, charakteristický zápach chlóru a pohled na žlutozelený hustý plyn v přízemní vrstvě.

Latentní příznaky

Přítomnost a rychlost rozvoje plicního edému závisí na intenzitě expozice. Pacienti se projevují zhoršující se respirační tísní. Pokud se plicní edém rozvine, obvykle se tak stane během 6-24 hodin, i když po velmi vysoké expozici se může rozvinout během několika minut (s velmi špatnou prognózou). Tekutina z otoku, obvykle pěnivá, je vylučována z průdušek a může vytékat z úst a nosních dírek.

• Nejvýraznějším příznakem je dušnost, s tlakem na hrudi nebo bez něj.
• Pacienti mohou být cyanózní.
• Velký objem tekutiny vzniklé plazmatickým edémem v plicích (až jeden litr za hodinu) může vést k hypovolémii a hypotenzi.
• Včasná hypoxémie má špatnou prognózu.

Smrtelné případy

Při velmi vysokých úrovních expozice nastává smrt během několika minut až hodin v důsledku respiračního selhání, hypoxémie, hypovolemie, akutní respirační obstrukce, alveolární destrukce nebo jejich kombinace. Přispívá k tomu akutní plicní hypertenze, plicní cévní kongesce a popáleniny horních a proximálních dolních dýchacích cest. Hypoxie a hypotenze naznačují špatnou prognózu, stejně jako rozvoj plicního edému do čtyř hodin od expozice.

U přeživších začíná řešení do 48 hodin.

Chronická nízkoúrovňová expozice

Chronická expozice relativně nízkým hladinám plynného chloru má tendenci vyvolávat chronické nízkoúrovňové příznaky – zejména:

• Akné a zarudnutí kůže.
• Dráždění očí – zarudnutí očí, slzení, blefarospasmus.
• Dráždění ústní dutiny: chronická bolest v krku, rýma, hypersalivace, stridor.
• Přetrvávající kašel a sípání, typicky projevy podobné chronické obstrukční plicní nemoci (CHOPN), které mohou vykazovat určitou reverzibilitu.
• Kornatění zubů.
• Neurčitá bolest na hrudi se sníženou tolerancí námahy.
• Může se vyvinout plicní edém a někdy i hemoptýza.

Příčinou nadměrného výskytu astmatu u plavců je opakovaná expozice chlóru v bazénu. U atopických adolescentů se zdá, že rizikový faktor alergické rýmy a astmatu je v závislosti na dávce zvýšen návštěvou chlorovaného bazénu.

Diferenciální diagnostika

Příznaky expozice plynnému chlóru jsou nespecifické, ačkoli zápach a pohled na plyn jsou diagnostické, pokud pacient může uvést anamnézu. Mezi další možné příčiny podobných příznaků patří:

Jiné látky dráždící plíce

• Plynný fosgen se odlišuje zápachem čerstvě posekaného sena. Přestože jeho účinky jsou podobné jako u chlóru, je méně rozpustný, a proto se dostává do plicních sklípků ve větší míře, takže je smrtelnější.
• Difosgen je podobný fosgenu a má podobné účinky.
• Chloropikrin (nitrochloroform) je karcinogenní pesticid používaný v první světové válce, který je méně smrtelný, ale způsobuje zejména zvracení a podráždění očí, což vede postižené k odstranění ochrany dýchacích cest.
• Disulfurdekafluorid (SF5) má zápach podobný oxidu siřičitému. Je jedovatější než fosgen, ale nemá tendenci vyvolávat podráždění očí.

Prostředky pro potlačování nepokojů
Slzný plyn a plyn CS vyvolávají silné slzení spolu s pocitem pálení a bolestí, převážně očí, horních cest dýchacích, sliznic a kůže. Charakteristický zápach chlóru chybí. Plyn CS navíc vyvolává hojný kašel, dezorientaci, dýchací potíže a zvracení. Nezpůsobuje však plicní edém v takové míře, jaká je pozorována v situacích, kdy dochází ke kontrole davu.

Nervové látky
Ty způsobují tvorbu vodnatých sekretů a také dýchací potíže. Od chlóru je pomáhají odlišit další charakteristické účinky, jako jsou svalové záškuby a mióza.

Vesikanty
Tyto puchýřovité látky, jako je yperit, obvykle vyvolávají opožděnou respirační toxicitu centrálních dýchacích cest. Inhalace vezikantů dostatečně silná na to, aby způsobila dušnost, obvykle vyvolává známky nekrózy dýchacích cest, často s tvorbou pseudomembrán a částečnou nebo úplnou obstrukcí horních cest dýchacích. Plicní poškození se obvykle projevuje spíše jako krvácení než jako edém.

Vyšetření

Vyšetření mají v bezprostřední péči o exponované pacienty omezenou hodnotu, i když některá z nich mají prediktivní hodnotu při určování závažnosti následků.

CXR
Radiologické změny mohou zaostávat za klinickými změnami o několik dní, takže rentgenový snímek hrudníku může mít omezenou hodnotu, zejména pokud je normální. Hyperinflace naznačuje toxické poškození menších dýchacích cest s alveolárním zachycením vzduchu. Perihilární infiltráty naznačují plicní edém sekundární poškození alveolokapilární membrány. Častá je atelektáza.

Plyny v arteriální krvi
Centrální i periferní poškození plic může způsobit hypoxii. Nízký PaO2 nebo PaCO2 jsou časným nespecifickým varováním plicního edému. Normální hodnoty arteriálních krevních plynů po 4-6 hodinách předpovídají neletální výsledek. Vysoký PaCO2 naznačuje bronchospasmus.

Testy plicních funkcí
Výdechový průtok může brzy po masivní expozici poklesnout a pomáhá posoudit stupeň poškození dýchacích cest i účinek bronchodilatační léčby.

Třídění pacientů vystavených plynnému chlóru

V terénu může být nutné rychlé třídění pacientů. Provádí se podle klinického stavu a dostupné léčby:

• Okamžitá: tato kategorie se používá pro pacienty s plicním edémem pouze v případě, že je okamžitě dostupná intenzivní plicní péče; jinak jsou „očekávaní“.
• Očekávaní: pacient má plicní edém, cyanózu a/nebo hypotenzi. U pacienta s těmito příznaky do čtyř hodin od expozice se neočekává, že přežije bez okamžité intenzivní lékařské péče včetně umělé ventilace.
• Opožděný: pacient je dyspnoický bez objektivních příznaků a měl by být pečlivě sledován a každou hodinu přešetřován. Pokud se pacient zotavuje, propusťte jej 24 hodin po expozici.
• Minimální: pacient je bez příznaků se známou expozicí a měl by být pozorován a přešetřován každé dvě hodiny. Pokud pacient zůstává asymptomatický 24 hodin po expozici, je možné ho bezpečně propustit. Pokud je expozice pochybná a pacient je asymptomatický 12 hodin po možné expozici, lze zvážit propuštění.

Management

Pro expozici chlóru neexistuje žádné antidotum. Léčba je podpůrná.

Ukončení expozice

Postižený by měl být fyzicky odstraněn z nebezpečného prostředí, nebo pokud to není možné, měla by mu být poskytnuta ochrana dýchacích cest. Odstranění od zdroje otravy zahrnuje odstranění kontaminovaného oděvu a kontaktních čoček. Dekontaminace kapalné látky na oděvu nebo kůži je nezbytná.

Resuscitace

• Doplnění zvlhčeného kyslíku: ideálně se podává prostřednictvím zařízení vytvářejícího přerušovaný nebo kontinuální pozitivní tlak.
• Intubace s ventilační asistencí nebo bez ní: může být nutná. Zajištění dýchacích cest je zvláště důležité u pacienta s chrapotem nebo stridorem; může mít hrozící křeč hrtanu a vyžadovat intubaci. Zajištění volných dýchacích cest také pomáhá při interpretaci auskultačních nálezů.
• Udržování hemodynamické stability: stejně účinný je krystaloid nebo koloid. Intravaskulární objem by měl být pečlivě monitorován. Existuje nebezpečí hypotenze vyvolané plicním edémem nebo pozitivním tlakem v dýchacích cestách. Vazopresory mohou pomoci jako dočasné opatření, dokud nebude možné nahradit tekutiny.

Podpůrná péče

• Klid: je nezbytný u pacientů s podezřením na inhalaci jakékoli látky, která by mohla způsobit plicní edém. Fyzická námaha může zkrátit latentní období a zvýšit závažnost respiračních příznaků.
• Prevence nebo léčba bronchospasmu:
• Inhalační beta-adrenergní látky jsou indikovány u pacientů s příznaky obstrukce dýchacích cest – např. pískot, snížené dechové zvuky, zvýšená dechová frekvence, kašel.
• Včasné podání steroidů může snížit riziko vzniku plicního edému a je rovněž indikováno při bronchospasmu. Upřednostňuje se parenterální podání, protože inhalační cesty mohou vést k nedostatečné distribuci do poškozených dýchacích cest. Methylprednisolon 1000 mg nebo jeho ekvivalent se podává během prvního dne a snižuje se po celou dobu symptomatického období.
• Inhalační bikarbonát: může být užitečný, i když chybí vysoce kvalitní důkazy.
• Asistovaná ventilace – kontinuální pozitivní tlak v dýchacích cestách (CPAP) a/nebo pozitivní tlak na konci výdechu (PEEP): snižují komplikace plicního edému:
• CPAP je spontánní ventilace s pozitivním tlakem v dýchacích cestách udržovaným po celou dobu dechového cyklu. Může zhoršit hypotenzi snížením hrudního žilního návratu.
• PEEP udržuje tlak v dýchacích cestách nad atmosférickým na konci výdechu a lze ji použít i při spontánním dýchání.
• Je-li pacient intubován, doporučuje se ochranná plicní ventilace jako při akutním poškození plic. Jedná se o ventilaci s nízkým dechovým objemem kolem 6 ml/kg předpokládané (nikoliv skutečné) tělesné hmotnosti, což je u zdravého člověka fyziologicky normální. Ventilace s nízkým dechovým objemem snižuje poškození plic spojené s ventilací, jako je hyperinflace, alveolární ruptura, pneumotorax a uvolňování zánětlivých mediátorů. Související hyperkapnie může mít také přímo příznivé účinky.
• Odsávání: je užitečné při hojné plicní sekreci.
• Diuretika: mají omezený význam a mohou pacienta predisponovat k hypotenzi.
• Antibiotika: nejsou indikována bez průkazu dalšího infekčního procesu.

Prognóza

Akutní expozice

• U osob, které přežily, začíná zlepšení obvykle od 48 hodin.
• Většina osob s mírnou až středně těžkou expozicí se plně zotaví do 3-5 dnů, i když u některých se vyvinou chronické problémy, jako je reaktivní onemocnění dýchacích cest.
• Kouření a již existující plicní onemocnění, jako je astma, zvyšují riziko dlouhodobých komplikací.
• Ti, kteří přežijí akutní těžkou inhalaci chlóru a plicní edém, se obvykle plně zotaví, ačkoli reziduální obstrukčně-reaktivní příznaky jsou pravděpodobnější.

Chronická expozice

• Dlouhodobé následky chronické expozice při nízkých koncentracích zahrnují zvýšenou reaktivitu dýchacích cest, chronickou bronchitidu a opakované sípání. To je závažnější u osob, které jsou starší, kouřily a/nebo mají již existující chronické plicní onemocnění.
• Astma vyvolané podrážděním se někdy vyskytuje po akutní pracovní expozici. Podobá se CHOPN s reverzibilním prvkem, ale nastupuje do 24 hodin po expozici.

Rady při expozici chlóru

• Odejděte z místa, kde se usazuje/rozptyluje chlór, a dostaňte se na čerstvý vzduch. To je velmi účinné při snižování expozice. Pokud se nacházíte venku, jděte pokud možno do vyšších poloh, protože chlor je těžší než vzduch a shromažďuje se v nižších místech.
• Pokud došlo k úniku chlóru v interiéru, opusťte budovu.
• Pokud jste mu vystaveni, svlékněte si oděv. Centrum pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) doporučuje, abyste si umyli celé tělo vodou a mýdlem a poté co nejrychleji vyhledali lékařskou pomoc. Oblečení, na kterém je tekutý chlór, by mělo být urychleně odstraněno. Tyto věci by měly být z těla odstřiženy, nikoliv přetaženy přes hlavu. Pokud je to možné, uzavřete oděv do plastového sáčku a první sáček uzavřete do druhého plastového sáčku. S plastovými pytli dále nemanipulujte.
• Pomáháte-li jiným lidem svlékat oděv, nedotýkejte se kontaminovaných míst a buďte co nejrychlejší.
• Pálí-li vás oči nebo vidíte-li rozmazaně, vypláchněte si oči čistou vodou po dobu 10-15 minut. Předtím vyjměte kontaktní čočky a poté je zlikvidujte. Nevkládejte si je zpět do očí. Brýle lze umýt vodou a mýdlem a poté je znovu nasadit.
• Pokud jste spolkli (požili) chlor, nevyvolávejte zvracení ani nepijte tekutiny. Okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc.

Historie

Plyn byl zamýšlen jako účinný nástroj k vylákání vojáků ze zákopů, aby na ně bylo možné zaútočit konvenčními zbraněmi. Poprvé byl použit 22. dubna 1915, kdy se 160 tun plynného chlóru pomalu sneslo nad francouzské zákopy, kde během několika minut zabilo více než 1 000 vojáků a dalších přibližně 4 000 zranilo. Jeho účinek na morálku byl stejně značný, a jak válka pokračovala, byly s ničivým účinkem použity i další jedovaté plyny jako sirný yperit a fosgen.

Po první světové válce někteří tvrdili, že jedovatý plyn je humánní zbraň, protože nezabíjí v takovém množství jako kulomety a dělostřelectvo, a vedla se o tom ostrá debata. Jedovatý plyn, včetně plynného chlóru, je však nyní klasifikován jako zbraň hromadného ničení a je zakázán Úmluvou OSN o zákazu chemických zbraní.