С появлением такого направления деятельности людей, как ракетно-космические исследования, возник и вопрос обеспечения ее экологической безопасности. И главным проблемным звеном в данной сфере являлась безопасность ракетного топлива (гептила) непосредственного процесса выведения ракет и космической техники на орбиту. По второму вопросу проблемы экологической безопасности для биосферы планеты туманны и отдаленны. А вот что касается токсичности ракетного топлива гептила, то тут вопросов уже нет. Его опосредованное и прямое токсичное воздействие доказано. Именно об этом и пойдет речь в данной статье.
Несимметричный диметилгидразин
Именно так называется ракетное топливо гептил, формула которого C2H8N2. Это компонент высококипящего топлива для ракет. Гиперголическим веществом (самовоспламеняющимися при смешивании) для диметилгидразина является азотная кислота или тетраксид азота (N2O4, амил).
Ракетное топливо гептил – это почти бесцветная, слегка желтоватая жидкость с резким запахом, что характерно для аминов (органических производных аммиака). Пахнет гептил протухшей рыбой, но нюхать его не стоит – пары токсичны.
Ракетное топливо гептил отлично смешивается в водой, спиртами, нефтепродуктами и другими органическими веществами. При этом водный раствор гептила во много раз токсичнее его паров.
Ракетное топливо гептил: характеристика
Его температура кипения – плюс 63°C, а замерзания или кристаллизации – минус 57°C.
Плотность гептила – 790 кг/м³. Смесь из гиперголических веществ амил/гептил – ракетное топливо, которое дает легкий запуск двигателя ракеты и возможности многоразового включения.
Диметилгидразин обладает свойствами гигроскопичности (поглощение влаги из атмосферы), что снижает удельную тягу двигателя, а, соответственно, и его КПД.
Ракетное топливо гептил (водород, углерод и азот) при соединении с гиперголическим ему амилом (азот и кислород) дает бурную реакцию и воспламеняются.
Кроме того, это топливо характеризуется устойчивостью к окружающей среде и может сохраняться в течение многих лет в почве.
Жуткий яд
Топливо для ракет гептил относится в веществам 1-го класса опасности по классификации Всемирной организации здравоохранения. Вещество в 6 раз токсичнее, чем синильная кислота, и обладает множеством факторов влияния на организм человека: мутаген, канцероген, тератоген (влияние на развитие плода).
В окружающей среде обладает свойством кумулятивности (накапливается) в живых и не живых объектах. При окислении гептила образуется вещество в 10 раз токсичнее исходного – нитрозодиметилгидразин.
Предельно допустимые концентрации гептила в воде – 0,02 мг/л, в почве – 0,1 мг/л. Пары опасны при самых малых концентрациях.
Чем опасен для биосферы
Тестирование гептила как топлива для межконтинентальных космических ракет в Советском Союзе началось с 1949 года. Он и сегодня используется для ракет-носителей семейства «Протон».
При запуске таких носителей отработанные ступени (первая и вторая), где находятся резервы топлива, сбрасываются в районы падения (специальные малонаселенные территории). А это порядка 500 килограммов топлива. С 2003 года сброс этот происходит на большой высоте, и топливо подвергается окислению кислородом с полным разложением до простых веществ.
Но при приземлении и дальнейшем разрушении этих объектов происходит локальное загрязнение почвы гептилом. А в почве уже образуется ядовитый нитрозодиметиламин. И далее он может попадать в грунтовые воды.
Что делать
Кроме загрязнения почв в местах падения ступеней носителей, существует и проблема пролитого топлива в местах заправки ракет. Кроме того, что он поступает в почву, он в виде аэрозоля попадает в атмосферу.
А еще есть и места, где производят ракетное топливо гептил (предприятие компании «Газпром», г. Салават) и потери его при транспортировке.
И если с аэрозольным гептилом все сложно, то пролитый собрать можно. И такие технологии разработаны химиками.
Один из способов – снятие верхнего слоя почвы и промывание его сверхкритичными концентрациями углекислого газа. Но на практике применяют более простой способ – заливка бензином загрязненного участка и сжигание. При этом почва уничтожена, а продукты горения разлетелись в атмосфере.
Но это не все. Есть и более экологически безопасные способы утилизации гептила, но они дороги и трудоемки. И именно с данной проблемой сегодня воюют экологи.
Ярославский инцидент
Все вопросы об опасности гептила не выносятся на обсуждение широкой общественности. И подтверждение тому – случай в Ярославле, который произошел ночью 1 февраля 1988 года. Тогда почти на мосту через Волгу опрокинулась железнодорожная цистерна с сотнями килограммов гептила, который вылился на землю. К счастью, топливо не попало в реку и не воспламенилось.
Зона оцепления составила 500 метров, в нее попал детский сад и школа. Жители близлежащих домов были эвакуированы. При этом население оповестили о том, что разлито ядовитое вещество, но о том, что это гептил никто не знал.
Зараженная почва тогда была срезана и вывезена в могильники. Все 12 ликвидаторов аварии были госпитализированы.
Яд и есть яд
На территории России есть 20 районов падений ракет общей площадью 60 квадратных километров. При этом лишь в последнее десятилетие начались работы по исследованию воздействия на человека ракетного топлива гептил. Однако уже сегодня есть данные о том, что в местах падения ступеней ракет врожденная инвалидность у детей встречается в разы больше, чем в среднем по стране.
Этот яд может попасть в организм человека водным и воздушным, пищевым и контактным путями. При этом, попадая на кожу, он через 30 секунд оказывается уже в кровотоке.
Антидотов для данного яда не существует, как и специфических лекарств.
Сопутствующий ущерб
Кроме самого гептила, опасными токсинами для человека являются продукты окисления гептила и амила, а именно:
- Нитрозодиметиламин. В 10 раз токсичнее гептила.
- Тетраметилтетразен. Вещество 3 группы опасности, поражает дыхательные пути и кожные покровы.
- Диоксид азота (NO2). Очень токсичен, может вызвать дегенерацию слизистых дыхательных путей, некроз печени, почек и головного мозга.
- Оксид азота (NO). Класс опасности газа – третий. Поражает органы дыхания и кровообращения.
- Угарный газ (СО). Соединение, которое связывает гемоглобин эритроцитов с превращением его карбоксигемоглобин – устойчивую форму, которая приводит к кислородному голоданию всех органов и тканей.
- Цианистый водород или синильная кислота. Вещество 1 класса опасности. Очень токсичный яд, который проникает через кожные покровы. Интоксикация сопровождается удушьем, вплоть до летального исхода. При незначительных концентрациях появляется ощущение царапания в горле, горький привкус во рту, затруднение речи и координации, острая головная боль, расстройство желудочно-кишечного тракта, ускоренный сердечный ритм.
- Формальдегид. Вещество с резким запахом, даже в малых концентрациях приводит к поражению слизистых оболочек и общетоксическому поражению нервной системы, почек и печени, органа зрения.
Интоксикация организма может проходить в острой и хронической форме.
Наиболее уязвимые органы
Гептил пагубно влияет на все органы и системы организма человека. При этом проявляется следующее его воздействие:
- Нейротропное (поражение центральной и периферической нервной системы).
- Гепатотропное (нарушения в работе печени).
- Гемолитическое (нарушения в количественном и качественном составе крови).
- Кожно-резорбтивное (поражение кожных покровов и слизистых оболочек).
Гептил обладает сенсибилизирующим воздействием, свойствами слабого аллергена и иммунодепрессивным воздействием на организм человека.
Особо следует отметить тератогенное (эмбиотропное) воздействие гептила, которое проявляется в уменьшении массы плода, появлении анемии, расширенных желудочках головного мозга плода.
Гептил оказывает канцерогенное и мутагенное воздействие на организм человека.
Острое отравление
Острое отравление имеет три степени:
- Легкую. Проявляется в катаральном воспалении верхних дыхательных путей и слизистых, диспепсией, слабостью, головными болями. Могут наблюдаться изменения функций печени, лейкоцитоз и другие нарушения крови.
- Среднюю. При данном течении появляются симптомы ларинготрахеита, бронхита, эмфиземы. Развивается конъюнктивит, гастрит, полинефрит. Страдает сердечно-сосудистая система – развивается тахикардия и гипертензия аорты.
- Тяжелую. Симптоматика нарастает, появляется пневмония и отек легких, внутренние кровотечения. Со стороны желудочно-кишечного тракта нарастает эрозия проходов. Появляется гипотония, миокардиодистрофия, диэнцефальная энцефалопатия. Возможен коллапс и шок. Появляется почечная (вплоть до токсического гепатита) и печеночная недостаточность. Возможен летальный исход. При данном течении интоксикации даже после лечения могут сохраниться остаточные явления в виде вегетативной дистонии, органических поражений центральной нервной системы, гепатита, язвенных явлений в желудочно-кишечном тракте, нефропатических явлениях.
Хроническое отравление гептилом
Такое состояние развивается при длительном воздействии малых доз яда. Симптоматика проявляется в слабости, утомляемости, головных болях, раздражимости и нарушениях сна. Могут появиться болевые ощущения в печени и почках, в области сердца, нарушения его ритма.
Выявляется вегето-сосудистая дистония, микроорганические поражения центральной нервной системы. Нарушения в работе печени проявляются повышением уровня билирубина в крови.
Нарушается углеводный и жировой обмен в тканях печени, появляется дефицит витамина В6, существенные сдвиги в работе эндокринной системы.
Отдаленными последствиями отравления гептилом могут быть нарушения в работе нервной системы, язвенные явления в желудке и кишечнике, глубокие поражения печени (антитоксическая, экскреторная и белковообразовательная функции), различные энцефалопатии.
Подведем итог
Еще в 50-х годах прошлого века Рэй Бредбери написал свой рассказ «Золотые яблоки Солнца», в котором главная мысль сводится к тому, что освоение человеком космического пространства несет небывалые блага. Так и будет, но в том случае, если поход за этими благами не разрушит наш земной дом. Не говоря уже о гибели его обитателей. Хочется верить, что космические «яблоки» будут вкусны и полезны, а у их мякоти не будет привкуса токсичного ракетного топлива гептила.
