Недостаток, дефицит бериллия в организме. Отравление бериллием
Бериллий - металл, обладающий большой прочностью и твердостью, увеличивает электропроводность металлов. В связи с этим он применяется в сплавах с другими металлами для изготовления прочных особо важных деталей, приборов в различных отраслях промышленности -химической, машиностроительной, авиационной и др.
При получении металлического бериллия из руд применяются фтористые соли, что сопровождается образованием фтористых соединений бериллия, из которых самым токсичным и наиболее изученным является фтористый бериллий.
Пути проникновения бериллия в организм
Бериллий в виде тонкодисперсной пыли или паров может проникать в организм через органы дыхания. Выделяется преимущественно через кишечник, частично с мочой.
При воздействии бериллия и его соединений могут наблюдаться острые и хронические отравления.
Острые отравления развиваются главным образом при воздействии соединений бериллия, чаще всего фтористого бериллия.
Патогенез и симптомы отравления бериллием
Фтористый бериллий относится к высокотоксичным веществам, вызывающим поражение преимущественно органов дыхания. Проникая в глубокие дыхательные пути, мелкодисперсные частицы бериллия могут обусловить развитие тяжело протекающих бронхо-бронхиолитов. При этом, как доказано экспериментально, обычно наблюдается воспалительная реакция окружающей бронхи интерстициальной ткани с развитием перибронхита и перибронхиолита. Отсюда наличие в дальнейшем последовательных явлений в виде пневмосклероза, эмфиземы.
Наблюдающиеся при воздействии паров фтористого бериллия некоторые особенности, своеобразие клинического течения, а именно наличие быстро проходящего первоначального лихорадочного приступа по типу так называемой литейной лихорадки, подтверждают известный в токсикологии факт зависимости клинической симптоматологии от физического состояния вещества.
Клинические наблюдения над острыми интоксикациями фтористым бериллием и последующим течением, а именно, частота случаев бронхиальной астмы, эозинофилия, положительные кожные пробы со фторбериллием у лиц, перенесших острую интоксикацию этим продуктом, указывают на развитие повышенной чувствительности организма.
Клиника острых интоксикаций бериллием
В клиническом течении остро возникающих отравлений отмечается определенная последовательность, цикличность развития и нарастания явлений.
Обычно после разной продолжительности (3-6 часов) скрытого периода, через несколько часов после работы, появляется потрясающий озноб, сопровождающийся резким подъемом температуры до 39-40°. При этом отмечается чувство разбитости, общая слабость, головная боль, чувство стеснения в груди, небольшой кашель.
Через 6-8 часов лихорадка заканчивается обильным проливным потом, температура падает до нормы, самочувствие улучшается, трудоспособность восстанавливается. Снова наступает так называемый промежуточный, бессимптомный период продолжительностью от 2 до 18 дней, во время которого больной не предъявляет никаких жалоб; самочувствие его остается удовлетворительным. И, наконец, этот этап «относительного затишья» сменяется быстрым развитием и нарастанием явлений раздражения дыхательных путей. Вновь поднимается температура до 38-39° и выше, появляется мучительный сильный кашель с обильной серозно-слизистой, а затем и слизисто-гнойной мокротой, в которой нередко имеется примесь крови. Число дыханий доходит до 35-40 в минуту, наблюдается выраженный цианоз слизистых оболочек и кожных покровов, в легких - коробочный звук, низкое стояние легочных границ и малая подвижность диафрагмы, обилие мелких и среднепузырчатых влажных хрипов по всему их пространству с обеих сторон, больше всего в нижних отделах.
Рентгенологические изменения в легких соответствуют обычно стадии и выраженности патологического процесса.
При выраженных, тяжелых отравлениях впервой стадии (5-7 дней) прозрачность легочных полей понижена, корни расширены, с нечетким рисунком и контурами. В средних и нижних полях, особенно в прикорневых областях, огромное количество мелкоочаговых образований, не сливающихся друг с другом. Подвижность диафрагмы резко ограничена. В дальнейшем наступает вторая фаза (от 5-8 дней до 6-7 недель) - количество очаговых теней заметно уменьшается, рисунок легкого имеет мелкопетлистый характер, число очаговых образований значительно снижается, резко повышается прозрачность легочных полей и, наконец, при значительном улучшении общего состояния больного отмечается только некоторое усиление рисунка легких и рентгенологическая картина возвращается к норме.
Таким образом, в более тяжелых случаях отравления наблюдается редко встречающаяся в клинической практике у взрослых картина капиллярного бронхо-бронхиолита.
Нередки также изменения со стороны верхних дыхательных путей - ларингит, носовые кровотечения.
Выраженными являются при этом и изменения со стороны крови, а именно некоторое повышение количества эритроцитов, заметный нейтрофильный лейкоцитоз со сдвигом влево, относительная лимфопения, иногда эозинофилия, высокая РОЭ.
Сопутствующими, как правило, являются диспепсические явления, изменения со стороны печени и сердечно-сосудистой системы - тахикардия, глухость тонов, гипотония.
Продолжительность течения в выраженных случаях исчисляется 2-3 месяцами, после чего клинические явления бронхиолита проходят, самочувствие больных улучшается, нормализуются гематологические сдвиги, температура и рентгенологическая картина.
Следует отметить, что в клиническом течении указанной формы интоксикации наблюдаются нередко новые вспышки, как бы рецидивы интоксикации, когда на фоне заметного улучшения вновь повышается температура, усиливается кашель и увеличиваются изменения в легких. Такие вспышки-рецидивы обусловливают большую длительность, затяжной характер клинического течения патологического процесса.
Наряду с такими ярко выраженными типичными случаями тяжелой острой интоксикации наблюдаются легкие острые отравления, протекающие со значительно менее выраженными изменениями со стороны органов дыхания, при отсутствии первоначального лихорадочного периода.
В дальнейшем при динамическом наблюдении над больными, перенесшими выраженную интоксикацию фтористым бериллием, нередко наблюдаются явления хронического бронхо-бронхиолита, пневмосклероза.
Действие на кожу может проявляться в виде эритематозно-папуловезикулезных дерматитов, протекающих с отеком и резко выраженным зудом. Иногда наблюдаются плотные инфильтраты кожи с изъязвлениями в центре.
Лечение острых отравлений бериллием и его соединениями
Покой, тепло, ингаляции кислорода, внутривенные вливания глюкозы, хлористого кальция; антибиотики, сульфаниламиды, сердечные средства.
Хроническое отравление - бериллиоз наступает обычно при воздействии металлического бериллия или его окиси (ВеО). Как правило, у больных хроническим бериллиозом в анамнезе нет указаний на предшествовавшие острые интоксикации. Болезнь развивается постепенно, после определенного периода контакта с бериллием, чаще через самые различные сроки (до 5-10-15 лет) после прекращения контакта с ним.
Заболевают самые различные возрастные группы. Описаны случаи заболевания детей в возрасте от 7 до 14 лет, родители которых работали в контакте с бериллием.
Заболевают чаще рабочие, соприкасавшиеся с бериллием около 2 лет, однако имеются наблюдения, показавшие, что бериллиоз может развиться и после непродолжительного, очень короткого (в течение одной недели и даже нескольких часов) контакта с ним.
Особо важным является тот факт, что в развитии бериллиоза концентрация токсического вещества не играет доминирующей роли. Наблюдались весьма тяжелые выраженные формы бериллиоза у лиц, работавших на большом расстоянии от места получения бериллия и непосредственного контакта с ним не имевших, что резко отличает эту нозологическую форму от ряда других профессиональных заболеваний, в частности от силикоза, при которых частота развития и тяжесть заболевания находится в прямой связи с концентрацией токсического вещества.
Клиника и симптомы бериллиоза
К наиболее ранним субъективным симптомам относятся жалобы на одышку при незначительном физическом напряжении, кашель, часто с мокротой, боль в груди, общую слабость.
Особенно важным и весьма характерным признаком является резкая и быстрая потеря в весе (похудание иногда на 8-10 кг в течение короткого времени). Нередко больные отмечают непереносимость некоторых лекарственных препаратов, ухудшение общего состояния или начало развития болезни после применения антибиотиков (пенициллин и др.).
Из объективных данных преобладающими в клинической картине являются симптомы, относящиеся главным образом к поражению органов дыхания. Сравнительно рано развивается одышка, цианоз слизистых оболочек и кожных покровов, нередко наблюдаются ногти в виде часовых стекол, пальцы в виде барабанных палочек, перкуторно определяется коробочный звук в заднебоковых отделах легких; весьма часто уже в ранних стадиях развития процесса прослушиваются рассеянные сухие и мелкие влажные хрипы в нижнебоковых отделах легких. Сравнительно рано нарушаются и функции дыхания: уменьшается жизненная емкость легких, минутный объем вентиляции. Чаще, чем при силикозе, наблюдается и некоторая степень гипоксемии - дефицит насыщения артериальной крови кислородом.
Диагностика бериллиоза
Рентгенологически в легких на фоне диффузного фиброза, эмфиземы наблюдаются вначале точечные тени (гранулемы). При прогрессировании процесса гранулематозные образования увеличиваются в размерах и распространяются по всему легкому, не щадя и верхушки. Рентгенологически эти образования неотличимы от силикотических узелков, дифференцировать их можно только гистологически.
Общетоксическое действие бериллия проявляется тем, что в процесс последовательно вовлекается ряд систем и органов.
Весьма часто обнаруживается увеличенная болезненная печень с нарушением ее функций. Нередким является наличие гепатолиенального синдрома. По данным зарубежных авторов, у больных бериллиозом в печени, селезенке, лимфатических узлах гистологически определено наличие характерных для бериллиоза морфологических изменений, т. е. типичных гранулем.
Со стороны сердечно-сосудистой системы уже при начальных формах бериллиоза отмечается акцент второго тона на легочной артерии, расщепление зубца Р на электрокардиограмме в грудных отведениях. При прогрессировании процесса обычно наблюдаются явления так называемого легочного сердца - расширение границ вправо, тахикардия, выраженный акцент и расщепление второго тона на легочной артерии, правограмма, увеличение и расщепление зубца Р.
Общетоксическое действие бериллия сказывается также и в изменениях со стороны системы крови. Уже в ранних стадиях развития патологического процесса периферической крови наблюдается умеренный нейтрофильный лейкоцитоз со сдвигом влево, та или иная степень ретикулоцитоза. Выраженные сдвиги отмечаются и со стороны белковой формулы крови: уменьшается альбумино-глобулиновый коэффициент за счет увеличения глобулинов с превалированием главным образом -j-глобулиновой фракции, отражающей, как известно, нарушение иммунологических реакций организма.
В клиническом течении бериллиоза обращает на себя внимание еще одно важное обстоятельство - частота субфебрильной температуры (37,3-37,6°) при отсутствии клинико-рентгенологических проявлений туберкулезной инфекции. Туберкулиновые пробы, как правило, отрицательные.
Важным диагностическим признаком является положительная кожная проба с бериллием. Описаны также как частая находка и поражения кожи, поверхностные и подкожные узелковые утолщения, в которых при биопсии находят бериллий.
При дифференциальной диагностике бериллиоза необходимо иметь в виду в основном следующие нозологические формы:
1) милиарный туберкулез;
2) пневмокониозы, в частности силикоз;
3) саркоид Бека.
Отсутствие, как правило, туберкулезных микобактерий при повторных и тщательных анализах мокроты, отрицательные туберкулиновые и биологические пробы, длительность течения, положительная кожная проба с бериллием - все это позволяет отвергнуть диагноз милиарного туберкулеза.
Контакт с бериллием, значительно более выраженная субъективная и объективная симптоматика, отсутствие симптомов туберкулеза, положительная кожная проба с бериллием, более выраженные сдвиги со стороны крови, в частности белковой формулы, значительное повышение ϒ-глобулинов, хороший эффект от применения гормональной терапии - все это облегчает дифференциальную диагностику бериллиоза, силикоза и силико-туберкулеза. И, наконец, помимо указанных выше моментов, следует учесть частоту поражения глаз (иридоциклит), костей, более выраженные изменения лимфатических узлов и более доброкачественное течение, характерное для саркоида Бека.
Следует, однако, указать, что дифференциальная диагностика именно с саркоидозом представляет наибольшие затруднения, так как гранулематозная реакция тканей, свойственная и бериллиозу, и саркоидозу, сближает эти заболевания и по клинико-рентгенологической симптоматике. Эта гранулематозная реакция тканей наблюдается и при ряде других заболеваний. Все чаще и чаще встречаются указания о том, что саркоидоз - это собственно сборное понятие, включающее ряд нозологических форм с единым патогенетическим механизмом, но с различной этиологией - «гранулематозная болезнь».
Лечение отравления бериллием и его соединениями
Наиболее благоприятный эффект отмечается от применения гормональной терапии (кортизон, АКТГ, преднизон и др.). При своевременном применении стероидов отмечается значительное улучшение общего состояния, нормализация температуры, гематологических сдвигов, а в ряде случаев и некоторое улучшение рентгенологических изменений.
Длительное применение указанных препаратов может, по-видимому, сыграть известную роль в предупреждении дальнейшего развития гранулематозного процесса.
Следует обязательно учитывать необходимость длительного применения поддерживающих доз стероидов, так как при прекращении лечения нередко наблюдается резкое ухудшение состояния больных.
Периодические медицинские осмотры рабочих, имеющих контакт с бериллием, производятся один раз в 12 месяцев при участии терапевта, рентгенолога, а по показаниям - дерматолога и отоларинголога. Обязательным является исследование крови на гемоглобин, лейкоциты, РОЭ. Обязательная рентгенография легких.
Экспертиза трудоспособности
При решении вопросов экспертизы трудоспособности следует учесть относительно быстрое прогрессирование процесса и тяжести клинического течения. Однократно перенесенные тяжелые интоксикации служат показанием к длительному переводу на работу вне контакта с соединениями бериллия и другими раздражающими токсическими веществами. Лиц с начальными явлениями бериллиоза следует переводить на работу вне контакта с бериллием. При сохранении трудоспособности и квалификации вопрос о переводе на инвалидность и пенсию исключается.
При более выраженных формах бериллиоза необходимо прекращение контакта с бериллием и другими токсическими веществами. В таких случаях назначается пенсия по соответствующей группе профессиональной инвалидности.
Противопоказаниями к приему на работу, где возможен контакт с бериллием, являются:
1) хронические заболевания верхних дыхательных путей и бронхов, выраженный ларинготрахеит, хронический бронхит, бронхиальная астма, бронхоэктатическая болезнь;
2) заболевания легких - пневмосклероз, эмфизема, туберкулез;
3) органические заболевания сердечно-сосудистой системы: пороки сердца, органические заболевания миокарда, выраженный артериосклероз, гипертоническая болезнь;
4) хронические заболевания печени и почек (гепатит, нефрит, нефроз);
5) органические заболевания центральной нервной системы;
6) поражение кожи - дерматиты, экзема;
7) поражение глаз - хроническое воспаление конъюнктивы, роговой оболочки, слезных путей.
Профилактика отравлений бериллием и его соединениями
Профилактика сводится в основном к механизации и герметизации производственных процессов, рациональной вентиляции, снабжению рабочих индивидуальными защитными приспособлениями.
БЕРИЛЛИЙ (Beryllium, Glucinium; Be ) - химический элемент II группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева; обладает токсическим действием. Атомный номер 4, атмосферная масса 9,0122. Из шести радиоактивных изотопов практическое применение находят 7 Be с периодом полураспада 54 дня и 10 Be с периодом полураспада 2,5 10 6 лет. Бериллий - твердый хрупкий металл светло-серого цвета. На воздухе покрывается окисной пленкой, придающей ему матовый оттенок и предохраняющей от дальнейшего окисления. Плотность 1,85-1,86, t° пл 1280°, t° кип 2471-2970°. Открыт Вокленом (L. N. Vauquelin) в 1798 году. Содержание бериллия в земной коре 4 10 -4 вес.%. Основной минерал - берилл , разновидностями которого являются драгоценные камни изумруд и аквамарин. Следы 7 Be и 10 Be обнаружены в дождевой воде, снеге, морских отложениях, в атмосфере, где бериллий образуется в результате ядерных реакций, протекающих под действием космических лучей.
Бериллий в химических соединениях двухвалентен. С водой не взаимодействует. Растворяется в кислотах и растворах щелочей с образованием бериллатов (Be+2NaOH = Na 2 BeO 2 + H 2). Окись бериллия - BeO и гидрат окиси - Be(OH) 2 - белые порошки, нерастворимые в воде, обладающие амфотерными свойствами.
Металлический бериллий обладает высокой проницаемостью для рентгеновских лучей, вследствие чего его применяют для устройства «окон» в рентгеновских установках. В атомных реакторах бериллий используется как замедлитель и отражатель нейтронов, служит источником нейтронов, которые испускает под действием альфа-частиц, гамма-лучей. Бериллий широко применяется в приборостроении, в авиационной и космической технике, главным образом в виде сплавов с другими металлами (медь, магний, алюминий).
Бериллий и его соединения очень ядовиты. Соли бериллия уже в концентрации 10-6 моль/л специфически ингибируют щелочную фосфатазу. Бериллий угнетает также аденозинтрифосфатазу и образование фосфора и аммиака при распаде нуклеиновых кислот. Экспериментальные исследования и клинические наблюдения свидетельствуют, что в основе механизма действия бериллия на организм лежит изменение белкового обмена, ведущее к нарушению деятельности отдельных ферментов и развитию аутоиммунного процесса. Несомненно также, что существенную роль в патогенезе заболевания играет и сенсибилизация организма соединениями бериллия.
ПДК бериллия и его соединений (в пересчете на бериллий) в воздухе рабочей зоны составляет 0,001 мг/мг.
Определение бериллия проводят люминесцентным или спектрографическим методом.
Профессиональные вредности
Высокая токсичность бериллия и его соединений обусловливает возможность случаев отравления им или его солями, например, при извлечении бериллия из руд, при получении сплавов, керамических изделий, при изготовлении рентгеновских трубок, флюоресцентных и неоновых ламп и т. д.
Картина отравления бериллия и его соединениями зависит от степени их дисперсности: пары и дымы более ядовиты и ведут к поражениям глубоких отделов дыхательных путей. По мнению некоторых исследователей, соединения бериллия нарушают проницаемость клеток, вызывая отек последних. Затем развивается некроз клеток с последующим разрастанием соединительнотканных элементов.
Основным путем проникновения бериллия и его соединений являются органы дыхания; депонируется бериллий в костях, легких, лимфатических узлах, печени, сердечной мышце и др. Выделение бериллия из организма происходит через кишечник, в меньшей степени через почки.
Острые формы отравления бериллием наблюдаются при вдыхании BeCl 2 , BeF 2 , BeS0 4 , Be(NO 3) 2 , фторокиси бериллия.
В ряде случаев острая интоксикация проявляется в виде заболевания типа литейной лихорадки (см.), в других случаях - в виде резкого раздражения слизистых оболочек дыхательных путей, конъюнктивы глаз. У больных наблюдаются ларингит, трахеит, а также бронхобронхиолит, которые протекают с высокой температурой и дыхательной недостаточностью. Нередко острый бронхобронхиолит сопровождается бронхоспазмом.
Клинические симптомы отравления стихают через 2-3 недели (иногда 2-3 месяца). Тяжесть клинического течения при отравлении фторидом бериллия (BeF 2) объясняют поражением не только слизистой оболочки бронхов и бронхиол, но и всей бронхиальной стенки с сопутствующим поражением перибронхиальной ткани. При повторной интоксикации заболевание протекает в более тяжелой форме. Наиболее частым осложнением является пневмония.
Отдаленными последствиями острого отравления являются развитие хронического токсического бронхита, пневмосклероза и бронхоэктазов.
Бериллиоз - профессиональная болезнь, вызываемая токсическим действием бериллия и его малорастворимых соединений - Be, BeO, Be(OH) 2 , может проявиться спустя несколько месяцев пли даже лет после прекращения работы с соединениями бериллия. Чем короче латентный период, тем тяжелее течение бериллиоза и выше смертность больных.
Смерть больных, страдающих бериллиозом, чаще всего наступает от пневмонии или сердечной недостаточности. Чаще всего бериллиоз развивается у рабочих при плавлении бериллия, при производстве сплавов и люминесцентных ламп и т. д. Ускоряют развитие или вызывают обострение болезни сопутствующие заболевания, хирургические вмешательства, беременность и др. Наблюдается общая слабость, потеря веса, одышка, кашель (вначале сухой, в последующем влажный), боли в грудной клетке. Уже в начальных стадиях бериллиоза наблюдаются нарушения сердечной деятельности, развивается легочное сердце, происходит дистрофия миокарда и т. д. Рентгенологически выявляются две основные формы бериллиоза: 1) интерстициальная - характеризуется более легким течением и относительно менее выраженным прогрессированием патологического процесса; 2) гранулематозная - характеризуется более тяжелой клинической симптоматикой и более быстрым прогрессированием. В начальных фазах развития множественные клеточные гранулемы в легких имеют небольшие размеры; они выявляются лишь на первично увеличенных рентгенограммах. В выраженных случаях появляются более крупные тени и отчетливо выявляемая перинодулярная эмфизема. По мере прогрессирования процесса на фоне этих изменений появляются грубые цирротические поля, перемежающиеся с крупнобуллезной эмфиземой. На рентгенограммах обнаруживаются плевральные сращения, в корнях легких нередко выявляются гиперплазированные лимфатические узлы.
Согласно существующей рабочей классификации бериллиоз делится на три стадии: I, II и III. В основу указанного деления наряду с характерными рентгено-морфологическими проявлениями положены преимущественно данные общеклинических исследований (см. Пневмокониозы).
Рис. 4. Бериллиевая гранулема в легком с большим полиморфизмом клеточных элементов и наличием гигантских клеток (окраска гематоксилин-эозином; х 100).]Рис. 4. Бериллиевая гранулема в легком с большим полиморфизмом клеточных элементов и наличием гигантских клеток (окраска гематоксилин-эозином; х 100).
При бериллиозе морфологические изменения характеризуются диффузным поражением обоих легких и плевры, распространенным гранулематозом и хроническим межуточным пролиферативным процессом, локализующимся в перегородках альвеол, под плеврой, перибронхиально, периваскулярно. Гранулемы - серовато-белого цвета, плотной консистенции, размером от 0,2 до 1,5 см. Гранулема состоит в основном из гистиоцитов, эпителиоидных клеток с примесью (главным образом по периферии) лимфоидных, плазматических и гигантских клеток типа клеток инородных тел (цветн. рис. 4-9). Гигантские клетки содержат кристаллические образования. В дальнейшем происходит созревание клеток гранулемы с появлением в ней фибробластов. Фибробласты начинают продуцировать коллагеновые волокна, и процесс завершается развитием на месте гранулемы соединительнотканного узелка, который нередко подвергается гиалинозу. В гранулемах обнаруживают типичные для Б. конхоидальные (раковинообразные) тельца диаметром от 2,5 до 10 мкм, которые могут образовывать скопления диаметром до 190 мкм. Иногда они располагаются в многоядерных гигантских клетках. Конхоидальные тельца окрашиваются гематоксилином в синий, сине-фиолетовый цвет, иногда дают положительную реакцию на железо, имеют вид флюоресцирующих голубоватых зерен при освещении ультрафиолетовыми лучами. Наряду с гранулематозом в межальвеолярных перегородках наблюдается диффузный пролиферативный процесс с наличием гистиоцитов, лимфоидных, плазматических клеток, фибробластов, заканчивающийся диффузным пневмосклерозом. Наблюдается бронхит, возможно развитие бронхоэктазов. Встречаются участки ателектаза и эмфиземы. В кровеносных сосудах могут иметь место эндартериит, эндофлебит, тромбозы. Описанные изменения в легких обычно приводят к развитию легочного сердца.
Гранулемы были найдены также в печени, селезенке, ночках, скелетных мышцах, миокарде, плевре, лимфатических узлах, главных бронхах и костном мозге. Возможно развитие гранулем в коже и подкожной клетчатке при проникновении бериллия через поврежденный покров.
Лечение больных при острой интоксикации растворимыми соединениями бериллия проводится по общим принципам профессиональных отравлений: этиологическому, патогенетическому и симптоматическому. Прежде всего необходимо возможно более быстрое прекращение дальнейшего контакта с патогенным агентом: удаляют пострадавшего из загазованного помещения, снимают загрязненную одежду, удаляют токсическое вещество с кожных покровов. При легко выраженных интоксикациях, развитие которых обусловлено прямым раздражающим действием растворимых соединений бериллия (хлористые, сернокислые, фтористые и др.) слизистых оболочек, конъюнктивы, дыхательных путей, целесообразно назначение аэрозольтерапии в виде щелочных ингаляций (2% раствор бикарбоната натрия) ежедневно в течение 10-15 дней, промывание конъюнктив 2% раствором бикарбоната натрия с последующим закапыванием в глаза 10% раствора сульфацила натрия; симптоматическая терапия (противокашлевые средства, спазмолитики). При острых интоксикациях средней и тяжелой степени (капиллярный бронхит, бронхиолит) рекомендуются ингаляции карбогена; назначение лекарственных препаратов бронхолитического и противовоспалительного действия (эуфиллин, аминофиллин, синтофиллин), антибактериальных средств (антибиотики и сульфаниламиды), антигистаминных препаратов. В случаях неэффективности различных бронхо-спазмолитлков при выраженных явлениях бронхоспазма рекомендуется применение средств, действующих на воспалительный компонент патологического процесса. Лучшими препаратами являются кортикостероиды (30-40 мг преднизолона в сутки в виде коротких курсов по 15-20 дней с постепенным снижением до минимальных доз).
Во всех случаях острой интоксикации лечение должно быть комплексным, необходимо в каждом отдельном случае строго индивидуально использовать сочетание тех или иных лекарственных препаратов. Также индивидуально следует решать вопрос и о дозировке препаратов и методе их введения. По ликвидации симптомов интоксикации рекомендуется санитарно-курортное лечение (средняя полоса Союза. Южный берег Крыма).
Для лечения гранулематозной формы бериллиоза, как и для лечения диффузных болезней соединительной ткани, широко применяются кортикостероиды. Лечение рекомендуется проводить курсами. Длительность одного курса 30-60 дней. Обычно проводится два курса в год. Назначаются средние терапевтические дозы (20-30 мг с постепенным снижением доз до минимальных). Наряду с кортикостероидами можно применять и цитостатические иммунодепрессанты (азотионрин и др.).
Профилактика должна быть направлена в первую очередь на герметизацию производственных процессов, правильную организацию системы вентиляции производственных помещений и очистку вентиляционных выбросов, применение средств индивидуальной защиты (спецодежда, респираторы и др.), предварительные осмотры лиц, поступающих на работу, и периодические медосмотры рабочих.
При диагностировании бериллиоза независимо от тяжести заболевания дальнейший контакт с бериллием должен быть немедленно прекращен (решение вопросов экспертизы трудоспособности проводится дифференцированно с учетом особенностей реакции организма и санитарно-гигиенических условии труда).
Положительная кожная проба с солями бериллия, указывающая на сенсибилизацию организма бериллия, является также противопоказанием к продолжению контакта с ним. Не рекомендуется дальнейший контакт с бериллием и его соединениями после перенесенной острой интоксикации этими веществами даже при полном выздоровлении, так как возможна сенсибилизация к указанным веществам.
Бериллий в судебно-медицинском отношении имеет значение при расследовании главным образом производственных отравлений; экспертное значение имеет лихорадочный синдром, подобный явлениям литейной лихорадки. При вскрытии трупа в легких наблюдают плотные узелки, эмфизему, расширение и гипертрофию правого сердца, в печени - набухание, некроз и жировое перерождение. В легких погибших обнаруживают до 78 мкг, в регионарных железах, печени, ночках, ребрах - до 138 мкг бериллия на 100 г ткани. При судебно-химическом исследовании производится обнаружение и определение бериллия в органах спектральным или химическим методами. Химическое исследование производится после экстракции с бериллоном II.
Библиография: Войнар А. И. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека, М., 1960; Дарвин Дж. и Баддери Дж. Бериллий, пер. с англ., М., 1962, библиогр.; Розенберг П. А. Количественное определение бериллия в биологических средах, Лабо-рат. дело, № 4, с. 11, 1963; Уайт Д. и Берк Дж. Бериллий, пер. с англ., М., 1960, библиогр.; Шуберт Дж. Некоторые новые сведения по химии и биохимии бериллия, Усп. хим., т. 30, в. 4, с. 550, 1961; Эверест Д. А. Химия бериллия, пер. с англ., М., 1968, библиогр.
Профессиональные вредности - Акопов И. А. и д р. Безопасность труда при работе с бериллием и его сплавами, М., 1964; Алексеева О. Г. Экспериментальное изучение влияния сенсибилизации нуклеопротеидами легких на выраженность кожного теста Куртиса при бериллиозе, Гиг. труда и проф. заболев., jSft 9, с. 29, 1967; Бериллиоз, под ред. К. П. Молокано-ва и др., М., 1972, библиогр.; Васильева Е. В. Иммунологическая оценка модели экспериментального бериллиоза, Бюлл, Эксперим, биол, и мед., т. 67, ΛΓ» 3, с. 74, 1969; Гельфон И. А. и Орлова А. А. Некоторые клинико-биохимические параллели при бериллиозе, Клин, мед., т. 47, № 6, с. 73, 1969; Движков П. П. Пневмокониозы, М., 1965; Израэльсом 3. И., Могилевская О. Я. и Суворов С. В. Вопросы гигиены труда и профессиональной патологии при работе с редкими металлами, с. 78, М., 1973; Орлова А. А. Современное состояние вопроса о лечении бериллиоза, там же, т. 48, Л» 3, с. 140, 1970; Орлова А. А. и Розенберг П. А. Состояние окислительных процессов при выраженных формах бериллиоза, Гиг. труда и проф. заболев., № 4, с. 22, 1969; Andrews J.M., К a z е-ш i H. а. H а г d у H. L. Patterns of lung dysfunction in chronic beryllium disease, Amer. Rev. resp. Dis., v. 100, p. 791, 1969; Chiappino G., Cirla A. a. Vigliani E. C. Delayed-type hypersensitivity reactions to beryllium compounds, Arch. Path., v. 87, p. 131, 1969; Lie ben J. a. Williams R. R. Respiratory disease associated with beryllium refining and alloy fabrication, J. occup. Med., v. 11, p. 480, 1969.
A.А. Орлова, M.C. Толгская, A.А. Чумаков; A.H.Крылова (суд.), E.А. Максимюк (хим.).
Бериллий - серебристо-серый легкий металл. Окись бериллия - белый мелкодисперсный легкий порошок. Гидроксид бериллия - мелкодисперсный аморфный порошок белого цвета. Сульфат бериллия - белый порошок. Хлорид бериллия - белые кристаллы. Фторид бериллия - белое кристаллическое вещество. При нагревании дает фторокись бериллия.
Бериллий и его соединения применяются при изготовлении рентгеновских трубок, люминесцентных ламп, при получении атомной энергии. Металлический бериллий применяется для получения сплавов с другими металлами, идущих на изготовление особо прочных и безыскровых инструментов, при бериллизации стали, в керамической промышленности и пр. ПДК (в пересчете на бериллий) - 0,001 мг/м3.
Бериллий поступает в организм через легкие в виде дыма и паров. Депонируется преимущественно в костях, печени и легких. Выводится главным образом через кишечник и почки. Проникает через плаценту (был обнаружен в моче новорожденных). Может быть найден в моче через много лет (до 10) после прекращения работы с ним.
Токсичен как сам бериллий, так и его соединения (наиболее токсичны растворимые соединения, в особенности фторокись бериллия). Токсичность нерастворимых соединений возрастает с увеличением степени их дисперсности.
Бериллий и его соединения оказывают местное (на дыхательные пути и кожу) и резорбтивное (на центральную нервную систему, паренхиматозные органы) действие. Бериллий и его нерастворимые соединения обладают также канцерогенными свойствами.
Растворимые соединения бериллия чаще вызывают острые интоксикации, нерастворимые - хронические.
В патогенезе бериллиоза существенное значение придается аутоиммунным процессам, обусловленным сенсибилизацией к собственным белкам организма, специфически измененным под влиянием бериллия. Бериллий нарушает активность ряда ферментов, обмен магния.
Симптомы бериллиоза
Острое отравление бериллием протекает в следующих формах:
а) в форме резкого поражения конъюнктивы и верхних дыхательных путей; возможен переход в тяжелую форму с поражением легких (длительность заболевания - несколько дней или недель);
б) в форме «бериллиевой лихорадки»;
в) наиболее тяжелая форма - острый бронхобронхиолит, или так называемый пневмонит. Течение его может быть двухфазным. В этих случаях заболевание начинается с симптомов металлической лихорадки, за которой следует бессимптомный период (4-6 дней) и уже после этого развивается бронхобронхиолит.
Общая слабость, головная боль, резкие боли в груди, мучительный кашель (сухой либо с трудно отделяемой слизистой мокротой, нередко с примесью крови), удушье, рвота, выраженный цианоз, тахикардия, гипотония, тяжелое общее состояние. Легкие эмфизематозны. Сухие, единичные влажные хрипы. В других случаях - обилие средне- и мелкопузырчатых влажных хрипов. Дистрофия миокарда, падение артериального давления, тахикардия. Увеличение и болезненность печени. Нефропатия. Нейтрофильный лейкоцитоз с палочкоядерным сдвигом. Увеличение СОЭ. Температура – 38-39 °С. В моче - бериллий. Течение волнообразное с периодами ухудшения, затяжное - до 2-3 мес.
Возможны рецидивы при возвращении на работу, а также вне контакта с веществом под влиянием интеркуррентных заболеваний или без видимых причин. Рентгенологически обнаруживаются признаки сливной, крупноочаговой пневмонии, захватывающей одну или более долей, протекающей с резкой реакцией корней легких.
При другом варианте поражения, наряду с диффузным понижением прозрачности легочных полей, на большем или меньшем участке легкого появляются мелкоочаговые тени диаметром до 1-2 мм. Легочный рисунок изменен на большом протяжении. Корни расширены, недифференцированны. Описанная картина сохраняется до 2-6-8 нед. Могут оставаться рубцовые изменения.
Хронический бериллиоз
В зависимости от характера рентгенологически выявляемых изменений в легких различают две формы: интерстициальную и гранулематозную; в зависимости от выраженности последних - I, II и III стадии. Интерстициальная форма характеризуется диффузным изменением легочного рисунка, клинически более доброкачественна и, как правило, ограничивается I стадией. Наиболее тяжелая форма - гранулематозная, с наличием в легких мелких или крупных очаговых теней (гранулем), расширением корней легких вследствие гиперплазии лимфатических узлов, ранним развитием легочно-сердечной недостаточности в результате альвеолярно-капиллярного блока, приводящего к нарушению диффузии кислорода.
Клинически определяются трахеобронхит, бронхиолит, хроническая пневмония, эмфизема легких, бронхообструктивный синдром. При гранулематозном бериллиозе в процесс вовлекаются паренхиматозные органы. Нередко бериллиоз развивается при незначительном стаже работы с бериллием пли спустя много лет после прекращения контакта с ним.
Заболевание бериллиозом может наблюдаться у лиц, не имеющих контакта с бериллием, но живущих поблизости от бериллиевого производства, а иногда и на большом расстоянии от него. Таким образом, для развития даже тяжелой формы заболевания в некоторых случаях бывают достаточны и незначительные концентрации бериллия.
Кожные поражения возникают при непосредственном действии растворов бериллия, его солей, паров и аэрозолей. Отмечаются дерматиты типа контактных и аллергических; медленно заживающие изъязвления типа «птичьих глазков» на месте бывших микротравм. При порезах и внедрении в кожу нерастворимых соединений бериллия появляются подкожные гранулемы (саркоиды), возможны свищи; иногда отмечается затяжное (месяцы) течение. Развитие гранулем кожи при легочном гранулематозе бывает и вне зоны непосредственного воздействия. При возвращении на работу после перенесенного бериллиевого дерматита часты рецидивы, в дальнейшем возможны легочные поражения в связи с повышением чувствительности к бериллию. Особо выраженными сенсибилизирующими свойствами обладает хлорид бериллия.
Отмечаются костные поражения с утолщением периоста ребер и длинных трубчатых костей. В эксперименте при внутривенном введении солей бериллия и при ингаляции окиси бериллия развивается бериллиевая остеосаркома.
Диагностика бериллиоза
Диагностика бериллиоза основывается на наличии контакта с бериллием, характерной клинико-рентгенологической картине, диспротеинемии (увеличение количества y-глобулинов, снижение альбумино-глобулинового коэффициента), обнаружении бериллия в биосредах (моче), снижении содержания магния в плазме крови, усиленном выведении его с мочой.
Существенным диагностическим критерием, в особенности при гранулематозной форме, является положительная аллергическая кожная проба с бериллием. На здоровой коже плеча ставится компрессным методом накожный тест с 0,25-0,5 % водным раствором ВеСl2 или другой водорастворимой соли. При положительном результате через 8-12-20-24 ч появляются рассеянные фолликулярные папулы, иногда - эритема и отек (держатся от 5 до 12 дней, после чего остается пигментация).
При воздействии смешанной пыли, содержащей кварц и бериллий (или его окислы), развивается пневмокониоз, рентгеноморфологически несущий черты, свойственные бериллиевому гранулематозу и узелковому силикозу. Клинически преобладают признаки бериллиоза.
Лечение
При поражении верхних дыхательных путей - щелочные или масляные ингаляции с ментолом. При острых пневмонитах - комплексная терапия: антибиотики, сульфаниламиды, сердечно-сосудистые средства. Бронхолитические: эфедрин, изадрин и др. Десенсибилизирующие: димедрол, тавегил, кальция хлорид внутривенно или кальция глюконат внутримышечно. Гормональные препараты: АКТГ, кортизон, преднизолон. Лучшие результаты дает лечение, начатое в ранние сроки заболевания. Все мероприятия проводятся па фоне длительной кислородной терапии (лучше всего кислородная палатка) - сеансы 2-3 раза в день по 1-2 ч, можно чаще (по состоянию больного). Строгий постельный режим.
При хроническом бериллиозе: антибиотики, сульфаниламиды, сердечные и спазмолитические препараты, кислородная терапия. Широко используется длительное применение гормональных препаратов, дающее хороший результат. Преднизолон назначается курсами по 30-45 дней дважды в год, суточная доза – 25-30 мг. В отдельных, особо тяжелых (III стадия) случаях гормональная терапия проводится почти постоянно, с коррекцией дозы в зависимости от динамики состояния больного.
Санаторно-курортное лечение на Южном берегу Крыма, в санаториях средней полосы. При бериллиевых язвах кожи, гранулемах, при внедрении в кожу частичек бериллия - хирургическое лечение.
Экспертиза трудоспособности
Принимая во внимание внезапность, возможную быстроту развития бериллиоза даже в первые дни и недели работы, склонность к рецидивам, тяжесть течения и осложнения, рецидивирующий характер кожных поражений и тенденцию к развитию легочной патологии у этих лиц, при хроническом или выраженном остром отравлении необходимо отстранение от работы с бериллием и его соединениями.
Противопоказанием к продолжению работы с бериллием служит также положительная кожная проба с ним.
Вопрос о временном отстранении от контакта с бериллием может встать при изолированном поражении глаз (конъюнктивит, легкий блефарит), при легком поражении верхних дыхательных путей без вовлечения более глубоких отделов.
Профилактика
Тщательное удаление паров, пыли, металлического бериллия и всех его соединений в месте их образования. Герметизация оборудования, дистанционное управление. Тщательная очистка помещения от пыли бериллия. Предотвращение загрязнения бериллием производственных помещений и внешней среды, контроль за тем, чтобы бериллий не проникал в рабочие помещения, не связанные с его производством. Отдельное помещение для приема пищи. Раздельное хранение платья и спецодежды. Обязательное мытье в душе после работы. Средства индивидуальной защиты: спецодежда, респираторы, промышленные противогазы, перчатки, обувь. Стирка спецодежды только в специальных заводских прачечных. Тщательный инструктаж вновь поступающих рабочих.
Изначально, бериллий звали глюцинием. С греческого переводится, как «сладкий». То, что кристаллы металла на вкус напоминают конфеты, впервые заметил Поль Лебо.
Французскому химику удалось синтезировать агрегаты бериллия в конце 19-го века. Помог метод электролиза. В металлической же форме элемент был получен еще в 1828-ом немцем Фридрихом Веллером. В бериллий встал на 4-е место и прослыл веществом с удивительными свойствами. Сладостью они не ограничиваются.
Химические и физические свойства бериллия
Формула бериллия отличается всего 4-мя электронами. Это не удивительно, учитывая место элемента в таблице Менделеева. Удивительно, что все они находятся на s-орбитах. Не остается свободных позиций для новых электронов.
Поэтому, бериллий – элемент , не желающий вступать в химические реакции. Исключения металл делает для веществ, способных отобрать, заместить его собственные электроны. На это, к примеру, способен галоген.
Бериллий – металл . Однако, у него есть и ковалентные связи. Это значит, что в атоме бериллия перекрываются, обобщаются некоторые пары электронных облаков, что характерно для неметаллов. Такая двойственность сказывается на механических параметрах вещества. Материал одновременно хрупкий и твердый.
Отличается бериллий и легкостью. Плотность металла всего 1,848 граммов на кубический сантиметр. Ниже планка лишь у некоторых щелочных металлов. Сходясь с ними в плотности, бериллий выгодно выделяется устойчивостью к коррозии.
От нее элемент спасает пленка в доли миллиметра толщиной. Это оксид бериллия . Он образуется на воздухе за 1,5-2 часа. В итоге блокируется доступ кислорода к металлу, и он сохраняет все первозданные характеристики.
Радуют и прочность бериллия . Проволока диаметром всего в 1 миллиметр способна держать навесу взрослого мужчину. Для сравнения, аналогичная нить рвется при нагрузке в 12 килограммов.
Бериллий, свойства которого обсуждаются, почти не теряет прочности при нагреве. Если довести температуру до 400-от градусов, «сила» металла ослабеет лишь вдвое. Дюралюминий, к примеру, становится менее прочным в 5 раз.
Предельная температура твердости бериллия – более 1 200-от по шкале Цельсия. Это непредсказуемо, ведь в периодической таблице 4-ый элемент стоит между и . Первый плавится при 180-ти, а второй – при 650-ти градусов.
По идее, температура размягчения бериллия должна быть около 400-от по шкале Цельсия. Но, 4-ый элемент попал в список относительно тугоплавких, уступив, к примеру, железу лишь 300 градусов.
Предельная реакция бериллия на температуру – кипения. Оно происходит при 2 450-ти градусах Цельсия. Закипая, металл превращается в единую серую массу. В обычном же виде, элемент , с выраженным, слегка маслянистым блеском.
Сияние красиво, но опасно для здоровья. Бериллий ядовит . Попадая в организм, металл замещает костный магний. Начинается бериллиоз. Его острая форма выражается отеком легких, сухим кашлем. Бывают летальные случаи.
Влияние на живые ткани – один из немногих недостатков бериллия. Достоинств больше. Они служат человечеству, в частности, в сфере тяжелой промышленности. Итак, настало время изучить, как применяется 4-ый элемент таблицы Менделеева.
Применение бериллия
Гидроксид бериллия и окись урана составляют ядерное топливо. 4-ый металл используют в атомных реакторов и для замедления нейтронов. Оксид бериллия добавляют не только в топливо, но и делают из него тигли. Это высокотеплопроводные, высокотемпературные изоляторы.
Кроме атомной техники соединения бериллия , на его основе пригождаются в авиастроении и космонавтике. Из 4-го металла делают тепловые экраны и системы наведения. Элемент нужен и для ракетного топлива, а так же, обшивки кораблей. Их корпуса делают из бериллиевых бронз.
По свойствам они превосходят легированные стали. Достаточно прибавить к всего 1-3% 4-го элемента, чтобы довести до максимума разрывную прочность. Со временем она не теряется. Другие же сплавы с годами устают, их эксплуатационные параметры снижаются.
Чистый бериллий плохо обрабатывается. Выступая в роли добавки к , металл становится податливым. Можно изготовить ленту толщиной всего в 0,1 миллиметра. Масса бериллия облегчает сплав, исключает его магнитность, искрение при ударах.
Все это пригождается в производстве пружин, подшипников, рессоров, амортизаторов, шестерней. Эксперты утверждают, что в современном самолете присутствует больше 1 000 деталей именно из бериллиевой бронзы.
В металлургии используют и пару бериллий-магний . Последний металл теряется при плавлении. Добавка 0,005% 4-го элемента сокращает испарение и окисление магния при плавке и .
По аналогии действуют, так же, с составами на основе алюминия. Если же сочетать 4-ый металл с или , получатся бериллиды. Это сплавы исключительной твердости, способные прослужить 10 часов при температуре в 1650 градусов Цельсия.
Хлорид бериллия необходим медикам. Они используют вещество при диагностике туберкулеза и вообще в рентгенотехническом оборудовании. 4-ый элемент – один из немногих, не взаимодействующих с лучами рентгеновского спектра.
Ядро бериллия , его атомы почти невесомы. Это позволяет пропускать в 17 раз больше мягких лучей, чем, к примеру, пропускает алюминий аналогичной толщины. Поэтому, окошки рентгеновских трубок делают именно из бериллия.
Добыча бериллия
Металл извлекают из руд. Измельченный бериллий спекают с известью, фторсиликатном натрия и мелом. Полученную смесь проводят через несколько химических реакций до получения гидроокиси 4-го элемента. В процессе участвует кислота.
Бериллия очистка трудоемка. Гидроокись требует прокаливания до состояния оксида. Его, в свою очередь, переводят в хлорид или же фторид. Из них-то путем электролиза и добывают металлический бериллий . Используют, так же, метод восстановления магнием.
Получение бериллия – это десятки перегонок и очисток. Избавится, главным образом, нужно от оксида металла. Вещество делает бериллий чрезмерно хрупким, непригодным для промышленного использования.
Процесс добычи 4-го элемента осложняется и его редкостью. На тонну земной коры приходится меньше 4-х граммов бериллия. Общемировые запасы оцениваются всего в 80 000 тонн. Ежегодно из недр извлекают около 300-от из них. Объем добычи постепенно растет.
Больше всего элемента в щелочных, богатых кремнеземом, породах. Их почти нет на Востоке. Это единственный регион, не добывающий бериллий. Больше всего металла в США, в частности, штате Юта. Богаты 4-ым элементом и Центральная Африка, Бразилия, Россия. На них приходятся 50% мировых запасов бериллия .
Цена бериллия
На бериллий цена обусловлена не только его редкостью, но и сложностью производства. В итоге, стоимость килограмма доходит до нескольких сотен долларов США.
На биржах цветных металлов торгуют фунтами. Английская мера веса равна примерно 450-ти граммам. За этот объем просят почти 230 условных единиц. Соответственно, килограмм оценивают чуть ли не в 500 долларов.
К 2017-му году мировой рынок бериллия, по прогнозам экспертов, достигнет 500-от тонн. Это свидетельствует о спросе на металл. Значит, его стоимость, наверняка, продолжит расти. Не зря бериллий – основа драгоценных камней , , .
Цена сырья приближается к запросам ювелиров за ограненные кристаллы. Они, кстати, могут быть материалом для добычи бериллия . Но, естественно, никто не пускает изумруды на переплавку, пока в природе есть залежи руд, содержащих 4-ый элемент. Как правило, он сопутствует алюминию. Так что, если удалось найти руды последнего, наверняка, удастся обнаружить в них и бериллий.
