Gas di cloro

Gas di cloro

Le lesioni da gas di cloro si vedono dopo l’esposizione industriale e professionale, fuoriuscite accidentali e avvelenamento intenzionale. La tossicità acuta del cloro causa danni alle vie respiratorie e di solito si verifica con esposizioni a breve termine e ad alto livello come le fuoriuscite. Più recentemente, il gas di cloro è stato di nuovo usato come arma di guerra. Le esposizioni professionali e pubbliche sono comuni, anche se di solito coinvolgono livelli più bassi. La tossicità è determinata principalmente dal livello di esposizione.

Natura del cloro

Il cloro esiste come gas a temperatura e pressione normali. Il gas è pressurizzato e raffreddato in forma liquida per lo stoccaggio e la spedizione. Quando viene rilasciato, forma rapidamente un gas giallo-verde che rimane vicino al terreno e si diffonde rapidamente. Il gas di cloro non è infiammabile ma può reagire in modo esplosivo con altre sostanze chimiche come la trementina e l’ammoniaca. Può essere riconosciuto dal suo odore pungente, irritante, simile a quello della candeggina, che di solito avverte dell’esposizione.

Corsi di esposizione al cloro

Esposizione accidentale

Il cloro è ampiamente usato nell’industria. È usato come agente sbiancante nella fabbricazione di carta e tessuti, nella fabbricazione di pesticidi, gomma, PVC e solventi, nell’acqua potabile e nell’acqua delle piscine per la purificazione e come parte del processo di sanificazione dei rifiuti industriali e delle acque di scarico. Nel Regno Unito vengono prodotte annualmente più di 1,6 milioni di tonnellate di cloro. Circa 44 milioni di tonnellate sono prodotte in tutto il mondo, molte trasportate su strada e su rotaia.

Negli ultimi decenni la maggior parte delle esposizioni acute sono state causate da fuoriuscite industriali, errori di miscelazione chimica e incidenti industriali, e questi hanno portato a lesioni e morti. L’esposizione cronica a livelli più bassi si è verificata nei luoghi di lavoro e negli spazi pubblici come le piscine. L’esposizione domestica è spesso risultata dalla miscelazione di candeggina al cloro con agenti di lavaggio acidi come l’acido acetico, nitrico e fosforico.

Avvelenamento deliberato

Il cloro fu usato per la prima volta come arma durante la prima guerra mondiale e fu inizialmente letale per un gran numero di truppe a Ypres nel 1915. La protezione respiratoria è stata sviluppata rapidamente, ma non ha protetto la maggior parte dei civili. A un certo punto era così diffuso sul fronte occidentale che i respiratori furono sviluppati per i cavalli e i piccioni viaggiatori. Il suo uso in guerra fu successivamente vietato per consenso alle Nazioni Unite (ONU).

L’uso diffuso del cloro nell’industria significa che la produzione e lo stoccaggio non possono essere vietati, anche nei regimi in cui le armi chimiche sono state cedute. Pertanto, è a disposizione di coloro che cercano di farne un’arma. La sua riemersione negli ultimi decenni è stata ampiamente riportata in zone di conflitto, tra cui Sri Lanka, Iraq e Siria, e molti incidenti sono stati verificati dalle Nazioni Unite. Il gas di cloro è stato usato recentemente in aree urbane assediate, dove si infiltra nelle cantine e spinge la popolazione all’aperto. Il suo diffuso stoccaggio e trasporto lo rendono anche suscettibile di attacchi terroristici, portando a fuoriuscite, come si è verificato più volte in Iraq. I medici nelle zone di conflitto e oltre devono quindi essere consapevoli della gestione dell’esposizione al gas cloro.

Tossicità del cloro

Gli esseri umani possono rilevare livelli molto bassi di gas cloro. La concentrazione di soglia per la rilevazione dell’odore è di circa 0,2 parti per milione (ppm). I sintomi immediati si riferiscono alla concentrazione:

• A 1-3 ppm, c’è una leggera irritazione delle mucose di occhi, naso e gola che può essere tollerata di solito per circa un’ora.
• A 5-15 ppm, c’è una moderata irritazione delle mucose. La sensazione è di esposizione irritante.
• A 30 ppm c’è dolore al petto, respiro corto e tosse.
• A 40-60 ppm, si possono sviluppare polmonite tossica e/o edema polmonare acuto, insieme a ostruzione delle vie aeree superiori, disagio addominale e persino perforazione esofagea.
• Concentrazioni superiori a 400 ppm sono di solito fatali in 30 minuti.
• Sopra 800 ppm, la fatalità arriva in pochi minuti.
• L’esposizione liquida causa ustioni e ulcerazioni corneali, e dermatiti con vesciche.
• L’esposizione cronica a basso livello causa tipicamente irritazione della pelle e delle mucose e, tipicamente, sintomi respiratori cronici.

Patofisiologia

Il gas cloro è classificato come un agente polmonare o agente soffocante (altri includono fosgene, difosgene e cloropicrina). Una volta inalato, si diffonde nell’epitelio respiratorio, dove la maggior parte dei danni è iniziata dalla sua dissoluzione in acidi cloridrico e ipocloroso. Ulteriori danni si verificano con l’attivazione delle cellule infiammatorie e il successivo rilascio di ossidanti ed enzimi proteolitici. Gli acidi cloridrico e ipocloroso colpiscono anche gli epiteli delle congiuntive oculari, portando a lesioni acide all’occhio.

L’idrosolubilità intermedia del cloro significa che viene assorbito principalmente nel compartimento di conduzione del tratto respiratorio, dal naso al livello dei bronchi, ed è necessaria un’esposizione maggiore per causare danni alveolari. Alte concentrazioni di cloro (800 ppm o più) causano danni misti alle vie respiratorie e alveolari. Quando si verifica un danno alveolare, il suo contributo al quadro clinico è solitamente meno pronunciato di quello del danno alle vie aeree superiori, con un’alta prevalenza di segni di compromissione ostruttiva. C’è anche evidenza di danno alla muscolatura liscia respiratoria/bronchiale, anche se questo sembra essere reversibile.

Presentazione

Le vie aeree superiori e gli occhi sono irritati a bassi livelli di esposizione. A livelli più alti, il rinofaringe e la laringe sono danneggiati. A livelli molto alti, il danno alveolare si verifica rapidamente. L’edema polmonare è l’effetto più significativo che mette in pericolo la vita. Il livello di danno è influenzato da fattori della vittima (età, salute polmonare attuale, presenza di risposta al broncospasmo, stato di sforzo e tasso metabolico, storia di fumo) e fattori ambientali (intensità e durata dell’esposizione, qualità della ventilazione nello spazio in cui avviene l’esposizione). Una maggiore esposizione è associata a un maggiore danno potenziale.

Sintomi immediati

Questo dipende dal livello di esposizione. Durante o immediatamente dopo l’esposizione a concentrazioni pericolose di cloro, i seguenti segni e sintomi sono tipici:

• Occhi: dolore bruciante, lacrimazione, rossore, visione offuscata. Il cloro si dissolve sulla superficie dell’occhio per produrre lesioni oculari acide.
• Pelle: dolore bruciante, arrossamento e vesciche sulla pelle se esposta al gas. Lesioni alla pelle simili al congelamento possono verificarsi se esposti al cloro liquido.
• ENT: sensazione di bruciore al naso, alla gola e agli occhi. L’irritazione della laringe da concentrazioni molto grandi può causare improvviso spasmo laringeo o ostruzione edematosa, che può essere fatale.
• Polmonare: tosse con dolori substernali, oppressione toracica, mancanza di respiro e respiro sibilante. Questi possono comparire immediatamente se si inalano alte concentrazioni di gas di cloro, o possono essere ritardati se si inalano basse concentrazioni di gas di cloro. L’edema polmonare può verificarsi presto ma è più comunemente ritardato di qualche ora. L’emottisi può verificarsi (è più solitamente una caratteristica dell’avvelenamento da gas vescicante). La cianosi precoce porta una prognosi quasi senza speranza.
• Gastroenterologici: nausea e vomito, perforazione esofagea ad alti livelli.
• Neurologici: mal di testa, disorientamento.

Questi sintomi non sono specifici per il cloro; molti sono anche caratteristiche di esposizione ad altri agenti chimici come fosgene e gas lacrimogeni, e ad alcuni agenti neurologici. Per coloro che sono stati esposti, gli indizi più evidenti del cloro come agente causale sono l’odore caratteristico del cloro e la vista del gas giallo-verde, denso a livello del suolo.

Sintomi latenti

La presenza e la velocità di sviluppo dell’edema polmonare dipendono dall’intensità di esposizione. I pazienti presentano un peggioramento dello stress respiratorio. Se l’edema polmonare si sviluppa, di solito lo fa entro 6-24 ore, anche se dopo un’esposizione molto alta può svilupparsi in pochi minuti (con prognosi estremamente povera). Il liquido dell’edema, solitamente spumoso, viene secreto dai bronchi e può fuoriuscire dalla bocca e dalle narici.

• Il sintomo più importante è la dispnea, con o senza oppressione toracica.
• I pazienti possono diventare cianotici.
• L’alto volume di liquido plasmatico derivato dall’edema nei polmoni (fino a un litro all’ora) può portare a ipovolemia e ipotensione.
• L’ipossiemia precoce ha una prognosi sfavorevole.

Fatalità

A livelli molto alti di esposizione, la morte si verifica in minuti o ore per insufficienza respiratoria, ipossiemia, ipovolemia, ostruzione respiratoria acuta, distruzione alveolare o una combinazione di queste. L’ipertensione polmonare acuta, la congestione vascolare polmonare e le ustioni delle vie aeree superiori e inferiori prossimali contribuiscono. L’ipossia e l’ipotensione indicano una prognosi sfavorevole, così come lo sviluppo di un edema polmonare entro quattro ore dall’esposizione.

Nei sopravvissuti, la risoluzione inizia entro 48 ore.

Esposizione cronica a basso livello

L’esposizione cronica a livelli relativamente bassi di gas cloro tende a causare sintomi cronici a basso livello – in particolare:

• Acne e arrossamento della pelle.
• Irritazione degli occhi – occhi rossi, lacrimazione, blefarospasmo.
• Irritazione dell’orecchio: mal di gola cronico, rinorrea, ipersalivazione, stridore.
• Tosse persistente e respiro affannoso, tipicamente una presentazione simile alla malattia polmonare ostruttiva cronica (COPD) che può mostrare una certa reversibilità.
• Corrosione dei denti.
• Vago dolore al petto con ridotta tolleranza all’esercizio fisico.
• Possono svilupparsi edema polmonare e, talvolta, emottisi.

L’esposizione ripetuta al cloro in piscina è stata postulata come causa di un eccesso di asma tra i nuotatori. Negli adolescenti atopici, il fattore di rischio di rinite allergica e asma sembra essere aumentato in modo dose-dipendente dalla frequentazione di piscine con cloro.

Diagnosi differenziale

I sintomi dell’esposizione al gas cloro sono aspecifici, anche se l’odore e la vista del gas sono diagnostici se il paziente può fornire un’anamnesi. Altre possibili cause di sintomi simili includono:

Altri agenti irritanti polmonari

• Il gas fosgene si distingue per il suo odore di fieno appena tagliato. Anche se i suoi effetti sono simili a quelli del cloro, è meno solubile e quindi raggiunge gli alveoli in proporzione maggiore, rendendolo più letale.
• Il difosgene è simile al fosgene, con effetti simili.
• La cloropicrina (nitrocloroformio) è un pesticida cancerogeno usato nella prima guerra mondiale che è meno letale ma provoca soprattutto vomito e irritazione agli occhi, inducendo le persone colpite a rimuovere la protezione respiratoria.
• Il decafluoruro di zolfo (SF5) ha un odore simile al biossido di zolfo. È più velenoso del fosgene, ma tende a non produrre irritazione agli occhi.

Agenti antisommossa
Il gas lacrimogeno e il gas CS producono gravi lacerazioni, insieme a sensazione di bruciore e dolore, prevalentemente negli occhi, nelle vie aeree superiori, nelle membrane mucose e nella pelle. Il caratteristico odore di cloro è assente. Il gas CS produce inoltre tosse profusa, disorientamento, difficoltà respiratorie e vomito. Tuttavia, non causa edema polmonare ai livelli visti in situazioni di controllo della folla.

Agenti nervini
Questi causano la produzione di secrezioni acquose così come distress respiratorio. Altri effetti caratteristici, come contrazioni muscolari e miosi, aiutano a distinguerli dal cloro.

Vesicanti
Questi agenti vescicanti, come il gas mostarda, di solito producono una tossicità respiratoria ritardata delle vie aeree centrali. L’inalazione di vescicanti abbastanza grave da causare dispnea provoca tipicamente segni di necrosi delle vie aeree, spesso con formazione di pseudomembrane e ostruzione parziale o completa delle vie aeree superiori. Il danno polmonare di solito si manifesta come emorragia piuttosto che edema.

Indagini

Le indagini sono di valore limitato nella cura immediata dei pazienti esposti, anche se alcune hanno valore predittivo nel determinare la gravità del risultato.

CXR
I cambiamenti radiologici possono essere in ritardo di giorni rispetto ai cambiamenti clinici, quindi la radiografia del torace può essere di valore limitato, soprattutto se normale. L’iperinflazione suggerisce una lesione tossica delle piccole vie aeree con intrappolamento dell’aria alveolare. Gli infiltrati perilari suggeriscono un edema polmonare secondario al danno della membrana alveolo-capillare. L’atelettasia è comune.

Gas sanguigni arteriosi
I danni polmonari sia centrali che periferici possono produrre ipossia. Una bassa PaO2 o PaCO2 sono i primi avvertimenti non specifici dell’edema polmonare. Valori normali di gas sanguigni arteriosi a 4-6 ore sono predittivi di un esito non letale. Una PaCO2 elevata suggerisce un broncospasmo.

Test di funzionalità polmonare
Il flusso espiratorio di picco può diminuire subito dopo un’esposizione massiccia e aiuta a valutare sia il grado di danno alle vie aeree che l’effetto della terapia broncodilatatoria.

Triage dei pazienti esposti al gas cloro

In campo, può essere necessario un rapido triage dei pazienti. Viene fatto in base alle condizioni cliniche e al trattamento disponibile:

• Immediato: questa categoria viene usata per i pazienti con edema polmonare solo se le cure polmonari intensive sono immediatamente disponibili; altrimenti, sono ‘in attesa’.
• In attesa: il paziente ha edema polmonare, cianosi e/o ipotensione. Un paziente con questi segni entro quattro ore dall’esposizione non dovrebbe sopravvivere senza un’immediata assistenza medica intensiva, compresa la ventilazione artificiale.
• Ritardato: il paziente è dispnoico senza segni obiettivi e dovrebbe essere osservato da vicino e ritrattato ogni ora. Se il paziente si sta riprendendo, dimettere 24 ore dopo l’esposizione.
• Minimo: il paziente è asintomatico con esposizione nota e dovrebbe essere osservato e ritrattato ogni due ore. Se il paziente rimane asintomatico 24 ore dopo l’esposizione, è sicuro dimetterlo. Se l’esposizione è dubbia e il paziente è asintomatico 12 ore dopo la possibile esposizione, la dimissione può essere considerata.

Gestione

Non esiste un antidoto per l’esposizione al cloro. Il trattamento è di supporto.

Terminare l’esposizione

L’infortunato dovrebbe essere fisicamente rimosso dall’ambiente pericoloso o, se questo non è possibile, dotato di protezione respiratoria. La rimozione dalla fonte dell’avvelenamento include la rimozione degli indumenti contaminati e delle lenti a contatto. La decontaminazione dell’agente liquido sui vestiti o sulla pelle è essenziale.

Rianimazione

• Ossigeno umidificato supplementare: è idealmente somministrato tramite un dispositivo che genera pressione positiva intermittente o continua.
• Intubazione con o senza assistenza ventilatoria: può essere necessaria. Stabilire una via aerea è particolarmente importante in un paziente con raucedine o stridore; essi possono avere uno spasmo laringeo imminente e richiedere l’intubazione. Stabilire una via aerea libera aiuta anche nell’interpretazione dei risultati auscultatori.
• Mantenere la stabilità emodinamica: cristalloide o colloide sono ugualmente efficaci. Il volume intravascolare deve essere attentamente monitorato. Esiste il pericolo di ipotensione indotta dall’edema polmonare o dalla pressione positiva delle vie aeree. I vasopressori possono aiutare come misura temporanea fino a quando i fluidi possono essere sostituiti.

Cura di supporto

• Riposo: è essenziale per i pazienti sospettati di aver inalato qualsiasi agente che potrebbe causare edema polmonare. Lo sforzo fisico può accorciare il periodo latente e aumentare la gravità dei sintomi respiratori.
• Prevenire o trattare il broncospasmo:
• Gli agenti beta-adrenergici inalati sono indicati per i pazienti con segni di ostruzione delle vie aeree – per esempio, respiro sibilante, suoni respiratori ridotti, frequenza respiratoria aumentata, tosse.
• La somministrazione precoce di steroidi può ridurre il rischio di edema polmonare ed è anche indicata per il broncospasmo. La somministrazione parenterale è preferita, poiché le vie inalatorie possono risultare in una distribuzione inadeguata alle vie aeree danneggiate. Il metilprednisolone 1000 mg, o il suo equivalente, è dato durante il primo giorno e diminuito durante il periodo sintomatico.
• Bicarbonato inalato: può essere utile, anche se mancano prove di alta qualità.
• Ventilazione assistita – pressione positiva continua delle vie aeree (CPAP) e/o pressione positiva di fine espirazione (PEEP): riduce le complicazioni dell’edema polmonare:
• CPAP è una ventilazione spontanea con una pressione positiva delle vie aeree mantenuta durante tutto il ciclo respiratorio. Può esacerbare l’ipotensione diminuendo il ritorno venoso toracico.
• PEEP mantiene la pressione delle vie aeree al di sopra di quella atmosferica alla fine dell’espirazione e può essere usata anche con la respirazione spontanea.
• Se il paziente è intubato, si raccomanda la ventilazione polmonare protettiva, come per le lesioni polmonari acute. Si tratta di una ventilazione a basso volume corrente di circa 6 mL/kg di peso corporeo previsto (non reale), che è fisiologicamente normale per una persona sana. La ventilazione a basso volume corrente riduce le lesioni polmonari associate al ventilatore come l’iperinflazione, la rottura alveolare, lo pneumotorace e il rilascio di mediatori infiammatori. L’ipercapnia associata può anche avere effetti direttamente benefici.
• Aspirazione: è utile per le secrezioni polmonari profuse.
• Diuretici: hanno un valore limitato e possono predisporre il paziente all’ipotensione.
• Antibiotici: non sono indicati senza evidenza di un ulteriore processo infettivo.

Prognosi

Esposizione acuta

• Nei sopravvissuti, il miglioramento inizia tipicamente da 48 ore.
• La maggior parte delle persone con esposizione da lieve a moderata si riprende completamente in 3-5 giorni, anche se alcuni sviluppano problemi cronici come la malattia reattiva delle vie aeree.
• Fumatori e condizioni polmonari preesistenti come l’asma aumentano il rischio di complicazioni a lungo termine.
• Quelli che sopravvivono all’inalazione acuta di cloro grave e all’edema polmonare di solito si riprendono completamente, anche se i sintomi ostruttivo-reattivi residui sono più probabili.

Esposizione cronica

• Le conseguenze a lungo termine dell’esposizione cronica a basso livello includono un aumento della reattività delle vie respiratorie, bronchite cronica e affanno ricorrente. Questo è più grave tra coloro che sono più anziani, hanno fumato e/o hanno preesistenti malattie polmonari croniche.
• L’asma indotta da irritanti è a volte vista dopo un’esposizione professionale acuta. Assomiglia alla BPCO con un elemento reversibile, ma si manifesta entro 24 ore dall’esposizione.

Consigli in caso di esposizione al cloro

• Lasciate la zona dove il cloro si deposita/disperde e andate all’aria fresca. Questo è molto efficace per ridurre l’esposizione. Se all’aperto, vai su un terreno più alto se possibile, dato che il cloro è più pesante dell’aria e si raccoglierà nei punti più bassi.
• Se il rilascio di cloro era al chiuso, esci dall’edificio.
• Se esposto, togli i vestiti. I Centers for Disease Control and Prevention (CDC) consigliano di lavare tutto il corpo con acqua e sapone, poi cercare assistenza medica il prima possibile. I vestiti che hanno del cloro liquido su di essi devono essere rimossi urgentemente. Questi articoli dovrebbero essere tagliati dal corpo invece che tirati sopra la testa. Se possibile, sigillare i vestiti in un sacchetto di plastica e sigillare il primo sacchetto in un secondo sacchetto di plastica. Non maneggiare ulteriormente i sacchetti di plastica.
• Se aiuti altre persone a togliersi i vestiti, evita di toccare le aree contaminate e sii il più veloce possibile.
• Se gli occhi bruciano o la vista è offuscata, sciacqua gli occhi con acqua normale per 10-15 minuti. Rimuovere le lenti a contatto prima di farlo e poi gettarle. Non rimetterle negli occhi. Gli occhiali possono essere lavati con acqua e sapone, poi indossati di nuovo.
• Se hai ingoiato (ingerito) cloro, non indurre il vomito o bere liquidi. Cercate subito un medico.

Storia

Il gas fu previsto come strumento efficace per far uscire i soldati dalle loro trincee in modo da attaccarli con armi convenzionali. Fu usato per la prima volta il 22 aprile 1915, quando 160 tonnellate di gas cloro si sparsero lentamente sulle trincee francesi, dove in pochi minuti uccise più di 1.000 soldati, ferendone circa altri 4.000. Il suo effetto sul morale fu altrettanto sostanziale, e mentre la guerra continuava altri gas tossici come l’iprite solforosa e il fosgene furono usati, con effetti devastanti.

Dopo la prima guerra mondiale alcuni sostennero che il gas velenoso era un’arma umana, in quanto non uccideva come le mitragliatrici e l’artiglieria, e ci fu un acceso dibattito. Tuttavia, il gas velenoso, compreso il gas cloro, è ora classificato come un’arma di distruzione di massa ed è vietato dalla Convenzione delle Nazioni Unite sulle armi chimiche.

Il gas velenoso è un’arma umana.