Встречается в полимере — полиакрилонитриле — до 0,1% (Massmann), a также при термической деструкции ряда пластических масс (Woolley; Grahl).
Применяется в производстве синтетических волокон (нитрона и др.), синтетического каучука и полимеризационных пластмасс; в синтезе красителей, лекарственных препаратов, акриловой кислоты; как инсектицид (в е н т о к с) и для окуривания зерна.
Получается из HCN и ацетилена в присутствии катализатора.
Физические и химические свойства. Бесцветная жидкость. Обладает слабым запахом. Насыщающая концентрация 249 мг/л (20°). При соединении с водой образует амид акриловой кислоты; при полном гидролизе дает акриловую кислоту. Наиболее легко гидролиз идет в щелочной среде; в нейтральных и слабокислых растворах не гидролизуется (Ривкин). В техническом продукте содержание акрилонитрила не менее 98,5%, допускается содержание HCN не более 0,00002, дивинилацетилена 0,0015, ацетонитрила 0,01, ацетальдегида 0,01, ΝΗ3 (ингибитора) 0,01 и метилвинилкетона 0,2%.
Общий характер действия. Подобно неорганическим цианидам, действие акрилонитрила связано с отщеплением HCN, который переходит в роданиды. Молекулы акрилонитрила и HCN почти одинаково токсичны (в расчете на СN–), но угнетение активности дыхательных ферментов более слабо, чем у HCN. Предполагают также, что преобладающие симптомы поражения нервной системы зависят от действия целой молекулы, блокирующей SH-содержащие ферменты. Это подтверждается антидотным действием цистеина или глутатиона в экспериментальных условиях. Акрилонитрил хорошо всасывается через кожу (Grahl; Paulet et al.).
Острое отравление. Животные. Быстро проходящее возбуждение, учащение, резкое нарушение ритма дыхания и равновесия, рвота, судороги, расширение зрачков, иногда слюнотечение (у кошек при концентрации 0,6 мг/л), синюха, параличи, кома, смерть от остановки дыхания. После повторных отравлений у собак в крови (быстрее) и в моче (медленнее) нарастало содержание роданидов. У крыс и морских свинок воспаление и отек легких. При концентрации во вдыхаемом воздухе 0,216 мг/л в крови собак обнаруживали цианиды в количестве 10 мкмоль/100 мл, у крыс 1 мкмоль/100 мл. У обезьян при воздействии акрилонитрила в течение 3 или 7 ч находили 3,7 и 8,7 мкмолей/100 мл крови. При инъекции под кожу морским свинкам смертельной дозы акрилонитрила (130 мг/кг) HCN определяли в крови из сердца (Grahl; Ghiringhelli). После введения акрилонитрила в желудок крыс количество роданидов, обнаруживаемое в моче в первые 72 ч, составляло ~ 20% от введенной дозы акрилонитрила.
При введении акрилонитрила крысам, в крови которых имелся метгемоглобин, обнаруживали комплекс CNMtHb. При проявлении симптомов отравления у крыс, морских свинок и кроликов снижалось содержание SH-групп в крови, головном мозге и печени (Wisniewska-Knypl et al.; Hashimoto et al.).
При вдыхании паров акрилонитрила белыми мышами ЛК50 = 0,35 мг/л (Левина), а для крыс 0,47 мг/кг. Гибель их наблюдается также при вдыхании в течение 7—8 ч 2,2—2,75 мг/л. Условнорефлекторная деятельность у крыс нарушается после 8— 9 затравок концентрацией 0,05—0,2 мг/л (Забежинская и др.). Для морских свинок смертельна концентрация 1,25 мг/л, ЛД50 = 0,99 мг/кг (Knobloch et al.). Для кроликов смертельна концентрация 0,56 мг/л при экспозиции 4 ч. У кошек заметный токсический эффект, а иногда и смерть наблюдались при концентрациях 0,3—0,6 мг/л и воздействии от 30 мин до 4 ч. Для собак летальная концентрация 0,22 мг/л при 7-часовом воздействии. При концентрации 0,33 мг/л обезьяны гибнут во время затравки или через несколько часов после нее. Наркотики удлиняют жизнь отравленных животных. Тиосульфат Na увеличивает ЛД50 акрилонитрила для мышей и в 5 раз снижает содержание CN– в крови (Graham). Такой же эффект получен и от введения l-цистеина (Hashimoto). Гистологические изменения в мозге животных характерны для гипоксии; наиболее выражены изменения в коре головного мозга. Обнаружен ряд нарушений в содержании аминокислот, глутаминовой кислоты и гликогена в головном мозге и арганазы — в печени (Briedger et al.; Мовсумадзе; Соловьева).
Человек. Запах акрилонитрила ощущается при 0,008—0,04 мг/л, но к нему быстро наступает привыкание. Вдыхание 0,3—0,5 мг/л в течение 5—10 мин вызывает жжение слизистых верхних дыхательных путей и слезотечение (Бабанов). При концентрациях 0,035—0,22 мг/л в течение 20—45 мин — тупая головная боль, стеснение в груди, возбуждение и чувство страха, кожный зуд. После вдыхания 0,048 мг/л в течение 30 мин уровень роданидов в крови нормален; при 0,1 мг/л он повышался и не возвращался к норме через 12 ч.
Симптомы острого отравления; головная боль, слабость, тошнота, рвота, головокружение, одышка, потливость, понос. В тяжелых и смертельных случаях — сильная одышка, судороги, цианоз, тахикардия, понижение температуры тела, потеря сознания. На вскрытии погибших: сильное кровенаполнение внутренних органов, жидкая кровь, отек легких. В ряде случаев при своевременной антидотной терапии острые отравления заканчиваются выздоровлением (Sartorelli). По данным Zeller et al., за последние 15 лет известно 66 случаев острых отравлений акрилонитрилом, большинство — при контакте с кожей. Возможны последствия острых отравлений. Так, в случае длительной потери сознания долго сохранялись боли и слабость в ногах, мышечные подергивания, эмоциональная неустойчивость, шаткая походка, снижение памяти, низкое артериальное давление, нарушение рефлексов, отсутствие пульса на обеих ногах — картина поражения центральной нервной системы по типу энцефалополиневрита (Милков, Вартанян).
При применении акрилонитрила в качестве инсектицида наблюдались отравления лиц, находившихся в обработанных помещениях. В легких случаях — беспокойство, слабость, головная боль, тошнота, рвотные движения, боли в желудке. Эти явления быстро проходили на свежем воздухе. Известны смертельные отравления детей, спавших в помещениях, недостаточно проветренных после окуривания акрилонитрилом. У взрослых в этих случаях отмечались признаки отравления, в том числе раздражение слизистых оболочек. Описан смертельный случай от втирания акрилонитрила (~ 50 мл) в кожу головы 10-летней девочки (Grunske; Lorz).
Хроническое отравление. Животные. Половина белых крыс, морских свинок, кроликов, кошек погибала после вдыхания 0,33 мг/л (по 4 ч 5 дней в неделю в течение 4 недель) или 0,22 мг/л — в течение 10 недель.
Человек. Длительное вдыхание концентраций акрилонитрила порядка тысячных долей мг/л в производственных условиях вызывает снижение артериального давления, приглушение тонов сердца, снижение глоточного рефлекса и повышение сухожильных рефлексов. У значительной части работающих атрофические риниты, иногда парез голосовых связок, умеренная анемия, лейкопения с наклонностью к лимфоцитозу и моноцитозу (Бабанов и др.). При обследовании 60 человек со стажем от 1,5 до 3,5 лет (концентрация в воздухе свыше 0,5 мг/л) — жалобы на недомогание, слабость, головную боль, сонливость, раздражительность, отсутствие аппетита, боли в области сердца. Кроме того, снижение электрической активности миокарда (на ЭКГ), неврастенический синдром с вегетативными нарушениями. Несколько снижено содержание гемоглобина, эритроцитов и ретикулоцитов при нарушении созревания нормобластов в костном мозге, некоторая лейкопения (Шустов). Снижение содержания адреналиноподобных веществ в крови, повышенный уровень ацетилхолина в сочетании с астено-вегетативным синдромом (Агеева). При содержании акрилонитрила 0,0008—0,0018 мг/л медицинские обследования работающих на производстве синтетического волокна нитрон выявили сдвиги в состоянии здоровья. У 260 человек диагностировались вегето-сосудистая дисфункция и астено-вегетативный и церебро-астенический синдромы. Клиническое обследование 50 человек со стажем 3—10 лет установило те же изменения нервной системы. В единичных случаях отмечены микросимптомы органических поражений, дистрофические нарушения в миокарде. Выявлено значительное число нарушений со стороны желудочно-кишечного тракта, антитоксической и белковообразовательной функций печени. Найдены повышение уровня негемоглобинного железа сыворотки, снижение активности холинэстеразы и повышение активности церулоплазмина. В моче повышенное содержание Δ-аминолевулиновой кислоты, копропорфирина (Шустов, Маврина). Наблюдались конъюнктивиты, трофические изменения роговицы, нарушения темновой адаптации (Лось). Есть сообщения о большей частоте ранних токсикозов беременности у работниц на производстве акрилонитрила (Орлова, Зотова).
Действие на кожу. При очень кратком контакте и быстром удалении небольших количеств акрилонитрила с кожи заметных последствий у человека не отмечается. Но если акрилонитрил с кожи удаляется не сразу, появляется интенсивная краснота, жжение, в дальнейшем — ожоги. Даже после более или менее быстрого удаления акрилонитрила без тщательного обмывания кожи через 10—24 ч развиваются ожоги II степени. При контакте с полимером, содержащим 5% свободного акрилонитрила (чистка аппаратов в хлопчатобумажной одежде и контакт в течение 30 мин), возникали ожоги III степени, заживающие с рубцом, но относительно мало болезненные (Бабанов; Zeller et al.). После 20—25-минутного воздействия паров в концентрации 0,3—0,5 мг/л — сильный зуд кожи не только на открытых, но и на закрытых частях тела. Зуд исчезал после мытья теплой водой с мылом (гидролиз акрилонитрила). Установлено, что при нанесении акрилонитрила на предплечье человека скорость всасывания его составляет 0,6 мг/см2 в час (Rogaczewska, Piotrowski). Вызывает гибель животных при аппликации на кожу (Левина; Zeller et al.).
Превращения в организме и выделение. Абсорбция в дыхательных путях человека независимо от экспозиции составила 48% (Rogaczewska, Piotrowski). Гидролиз с отщеплением CN– протекает в печени под влиянием фермента роданезы с образованием роданидов. Скорость его у разных видов животных неодинакова — она велика у мышей, мала у крыс и морских свинок (Benes, Gerna). Частично акрилонитрил выделяется с выдыхаемым воздухом в неизмененном виде (Czajkowska).
Неотложная терапия — см. Нитрилы кислот.
Предельно допустимая концентрация 0,5 мг/м3 [51].
Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Фильтрующий промышленный противогаз марки А (большая коробка) для защиты от органических паров; при подозрении на наличие HCN — специальный фильтрующий противогаз марки В (с желтой коробкой) типа БК. При наличии высоких концентраций в воздухе — обязательно шланговые противогазы, принудительная подача воздуха (типа ПШ-1; ПШ-2). В местах наиболее опасных — изолирующий противогаз (кислородный прибор), обязательное ознакомление работающих с пользованием кислородными приборами и надлежащая тренировка.
Спецодежда из гладкой хлопчатобумажной ткани; в случае опасности контакта со значительной концентрацией паров или жидким акрилонитрилом — одежда, непроницаемая для паров и жидкости (кратковременные работы). Защитные перчатки, нарукавники, передники (резиновые и хлорвиниловые малостойки). При работе с жидким акрилонитрилом — обувь без отверстий (сапоги). Дегазация спецодежды (ткани хорошо сорбируют пары акрилонитрила) 0,2% раствором из смеси тринатрийфосфата (25%), соды (50%), сульфонола (25%) или продуванием воздухом при 80° в течение 30 мин со скоростью 0,5 л/мин (подробнее см. у Ардашевой, Мартыновой). Быстрое удаление с кожи жидкого акрилонитрила; после воздействия паров или жидкого акрилонитрила немедленное обмывание теплой мыльной водой. При попадании на одежду и обувь — немедленная смена их. Тщательная герметизация аппаратуры, продувание ее перед открыванием и контроль за концентрацией паров акрилонитрила до работы внутри аппаратов; контроль за концентрацией акрилонитрила в воздухе. Специальные оздоровительные мероприятия для работающих в производстве нитрильного синтетического каучука (Бабанов; Капкаев, Муссерская). Специальная окраска трубопроводов, сборников и т. д. Регламентация содержания остатков акрилонитрила в готовых полимерах. Обязательное мытье в душе после работ, связанных с применением и получением акрилонитрила. Периодические (1 раз в 12 месяцев) медицинские осмотры при производстве СК на основе акрилонитрила, а также при получении акрилонитрила [37]. Рекомендуется также периодическое определение роданидов в моче. Акрилонитрил не следует применять для дезинфекции жилых зданий, во всяком случае строго следить за концентрацией акрилонитрила до впуска туда людей. Транспортировка акрилонитрила в цистернах под пломбой с маркировкой череп и кости, надписью «Яд», в соответствии с правилами транспортировки сильно действующих ядовитых веществ.
Определение в воздухе основано на разложении акрилонитрила в щелочной среде при нагревании с выделением ΝΗ3 и определении последнего. Чувствительность 1,5 мкг в анализируемом объеме [63, с. 7].
Определение в организме спектрофотометрическое (Briedger et al.), методом бумажной хроматографии (Madej, Nedoma).