中图分类号:R851.6,R136.3,R595文献标识码:A文章编号:1002-0837(1999)06-0452-05
Progress in the Protective Medicine
aganist Rocket Propellents
HU Wen-xiang,TAN Chong-yang,TAN Sheng-jian,JIANG Jian
Address reprint requests to:HU Wen-xiang.Institute of Military Medical
Sciences, Headquarters of General Equipment, Beijing 100101,China
Abstract:To review the progress in the major ass ignment, the organization and implementation of protection against liquid rocket propellent. The safety detection methods of the rocked propellent in the launch ing field were also discussed. Three steps of the sanitation and protection of t he liquid propellent, the toxicity and the toxicology of hydrazine on central ne rvous system, blood circulatory system, assimilation system, respiratory system, immune system, liver, kidney, eye, skin and its hereditary toxicology were desc ribed.In addition,the clinical types of poisoning,the current principle and the common ways of the prevention and treatment of hydrazine and nitrogen oxides poi soning were summarized.
Key words:rocket propellents;liquid propellents;first aid;poisoning;tox icology;health supports
火箭发射是航天技术的核心之一。大型运载火箭应用的推进剂有液体推进剂、固体推进剂、固液推进剂和液固推进剂。目前使用的主要常规液体推进剂有偏二甲肼(UDMH)、无水肼(MZ)、甲基肼(MMH)、四氧化二氮(N2O4)和低温推进剂液氧、液氢。前者为中等毒性物质,可致人中毒和化学烧伤,后者致人冻伤。推进剂易燃、易爆,还具有一定的腐蚀或溶胀作用。在航天器发射过程中,若推进剂发生泄漏,就可能引起重大事故、影响发射任务完成。据不完全统计,40多年来,国内外发生重大火箭推进剂突发事故多次,甚至造成航天发射失败。最为严重的一次是1986年1月28日,美国“挑战者号”航天飞机点火升空后,由于推进剂贮箱泄漏,引起爆炸,航天飞机炸毁,7名宇航员全部遇难。1960年10月24日,原苏联发射SS-7洲际导弹,由于火箭推进剂贮箱泄漏,导致一级火箭提前点火,发生一连串爆炸,导弹全部炸毁,包括一名战略火箭元帅在内的165人丧生[1]。所以,推进剂作业卫勤保障、推进剂毒理机制研究、中毒救治、安全监测及环境保护是航天安全中的重要问题。
发射大型运载火箭推进剂作业卫勤保障
卫勤保障主要任务大型运载火箭推进剂卫勤保障的主要任务是根据发射进程作业特点,预测可能发生的意外和产生的影响,积极处置推进剂中毒人员,保障发射顺利进行。根据卫勤保障的特点,应注意3个方面。其一,做好防护、抢救推进剂引起的中毒、化学烧伤、冻伤的可能。其二,准确掌握参试人员和参观人员所在地的特定点分布,有助于及时有效地抢救伤员。其三,卫勤保障必须加强监督检查,要求作业人员务必按规程操作、注意安全,以防意外发生。
重点保障对象平时接触推进剂的作业有推进剂运输、贮存、设备维修、槽车、贮罐清洗、取样和监测等。转注和加注推进剂作业点有库房、泵房、箭体燃料贮箱加注的全部操作及设备的临时抢修、故障排除、抢险等。上述场所是重点作业场所,其工作人员是重点保障对象。
卫星发射场推进剂的安全监测和卫生防护
推进剂的安全监测
为了控制和最大限度地减少卫星发射场重大推进剂事故的发生,必须对卫星发射场推进剂进行安全监测。
监测方法一般有:(1)检测管法,适用于快速直观测定空气中推进剂的浓度。(2)固体吸附-分光光度法,空气中的MZ,MMH和UDMH都可以用此法测定。(3)液体吸收-分光光度法,适用于空气中的肼类推进剂和N2O4的测定。(4)自动检测仪和报警器,既可用于室内外现场巡测,也可用于固定点报警。(5)个人计量计。(6)氨基亚铁氰化钠比色法,此法适用于各种样品中的UDMH测定。(7)气相色谱法,一种应用广泛的分析方法,适用于低浓度肼类推进剂的环境大气测定,多采用液体吸收或固体浓缩采样[2]。(8)气相色谱/质谱联用法。(9)毛细管区带电泳法,适用于人体液、生物标本中微量NO2-/NO3-浓度测定,此法灵敏度高[3,4]。
作业人员的防护装具
接触火箭推进剂的作业人员应使用防护装具,如防毒服、防毒面具、防毒手套、靴套等。现已建立3级防护体系,根据不同作业配置3级防护装具。(1)当空气推进剂浓度>0.2%或氧气浓度<18%时,使用一级防护装具,包括隔绝式自供氧防毒面具或长管式防毒面具和丁基胶连体防毒服。(2)当空气推进剂浓度<0.2%,氧气浓度>18%时,使用二级防护装具,包括T-1或T-2型过滤式推进剂特防面具和丁基胶连体防毒服。(3)当空气推进剂浓度<70mg.m-3(以UDMH浓度计)时,使用3级防护装具,包括防毒口罩和普通工作服。
火箭推进剂中毒的防治
对肼类推进剂的研究,我国最早选用了UDMH和MZ。
UDMH、MMH和MZ的毒理学研究
急性、亚急性和慢性毒性3种肼类对小鼠、兔等动物的不同途径急性毒性实验表明,MMH属高毒化学品,UDMH和肼属中等毒性化学品;同一途径中毒在种属的毒性差异不大。MZ、MMH和UDMH的蒸气可经呼吸道而引起急性中毒,MMH和UDMH的急性吸入中毒危险性大致相当,而MZ相对较低。
肼类可迅速穿透皮肤进入血液引起全身中毒。MMH皮肤毒性比UDMH高10倍,稍高于肼。MZ皮肤吸收最完全,UDMH较小。
小鼠、大鼠、兔、狗注射途径、饮水和吸入的亚急性和慢性毒性研究表明,比较而言,MZ蓄积毒性稍大,UDMH较小。MZ和UDMH可引起狗出现一过性的、可恢复的肝功能障碍,MMH能引起溶血性贫血。
据调查,部分作业场所UDMH和N2O4超出最高允许浓度,使长期处于低浓度环境下工作的人员出现神经、呼吸、消化系统和眼部不适等不同程度的暂时性症状。未发现有明显的慢性中毒和典型的职业病病例,体检组中枢神经系统阳性症状检出率与对照组有明显差别,其它症状无明显差别,症状消失的时间与接触推进剂的时间长短呈正比。观察10年以上工龄工作人员,当调离工作岗位后,其症状也逐渐消失。这一结果表明液体推进剂在人体内一般不会形成慢性积蓄中毒,是否还存在远期效应尚待进一步探讨[9]。
肼类的毒理
对中枢神经系统的影响肼类推进剂是中枢神经系统兴奋剂,特别是UDMH和MMH可引起强直性痉挛,大剂量MZ可使动物死于早期的痉挛发作。三肼中毒后,在强直阵挛性痉挛发作的同时,出现癫痫样发作的脑电图。肼类可抑制脑内谷氨酸脱羧酶,导致γ-氨基丁酸含量降低,这可能是致痉挛的生化基础。小剂量MZ对大白鼠操作式电防御条件反射有较明显的抑制作用;MMH对条件反射的影响比肼小;UDMH基本无影响。
对血液、循环、消化和呼吸系统的影响MMH中毒可使动物发生以高铁血红蛋白和亨氏小体形成为特征的溶血性贫血,人严重的MMH中毒也会产生高铁血红蛋白血症。MZ和UDMH的溶血作用远比MMH弱。
肼类急性中毒可引起明显的恶心、呕吐等消化系统症状。
高浓度的MZ、MMH和UDMH都对呼吸道有刺激作用。人吸入高浓度MZ、MMH和UDMH,引起咽喉部刺痒、咳嗽、胸部紧迫、呼吸困难,重者出现喉炎、肺水肿。MZ中毒抑制猫的呼吸;MMH和UDMH急性中毒早期出现呼吸兴奋,痉挛发作后动物发生呼吸衰竭。MZ对大鼠肺组织有脂质过氧化损伤作用。
对肝脏、肾脏、皮肤和眼的影响MMH中毒、UDMH急性中毒不损伤肝脏。大剂量、高浓度UDMH亚急性、慢性中毒可引起轻度脂肪肝和血清谷丙转氨酶活性升高。人重症UDMH急性中毒可出现轻度肝功障碍。MZ中毒所致肝损伤不经处理能自行恢复。
MMH急性中毒的初期,肾小球滤过率、肾有效血浆流量、肾对氨基马尿酸钠抽提率下降。中毒后第四天损害最重,并出现肾小管分泌和重吸收功能降低。1wk左右开始恢复。MMH引起的血管内溶血是急性中毒晚期出现肾功能障碍的原因之一,是动物迁延死亡的重要原因。MMH引起的肾功能障碍的程度与过程和尿的改变、血非蛋白氮升高并行。MZ急性中毒可引起狗肾小球滤过率、肾有效血浆流量、<
